JP3651051B2 - 原稿読取装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ファクシミリ装置やディジタル複写機などにおける原稿読取装置に関し、特に、クロックの位相を自動的に調整することによって高品質の画像を読み取ることが可能な原稿読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電荷蓄積型のライン・イメージセンサを用いた原稿読取装置において、高速読取を行った場合、最適なビデオ信号レベルで量子化する方法として、従来は、読取装置単位ごとに、製造工程においてビデオ信号レベルの微調整を行うか、プログラマブル・ゲイン・アンプ回路などを使用していた。あるいは、単純にサンプル・ホールド回路を使用しているだけのものもあり、例えば、『テレビジョン学会技術報告:ITEJ Technical Report VOL.13 NO.48 PP.13〜18 IPU'89-3(SEP.1989) 300DPI/400DPI マルチチップ方式密着型イメージセンサ(山下,片桐,太田)』に記載されているものがある。
【0003】
図12を用いて従来技術の説明をする。図12は従来の原稿読取装置における電荷蓄積型のラインセンサの一例を示すもので、フォトトランジスタで構成された密着センサを使用した場合の例である。
全体はイメージセンサユニット部1とシステム部2で構成されている。イメージセンサユニット部1は、コンデンサをベース・コレクタ間に備えたフォトトランジスタからなるセンサアレイ3と、該コンデンサに充電した電荷を取り出すためのアナログスイッチアレイ4と、該アナログスイッチ4をONにして蓄積電荷を取り出すタイミングを生成するシフトレジスタ5と、オフセット・ゲイン調整回路6とで構成されている。また、システム部2は、電圧として取り出したビデオ信号をサンプル・ホールドするサンプル・ホールド回路7、バッファ8、AD変換器9、ディジタル画像処理部10、および各種タイミングを生成するタイミングジェネレータ11とで構成されている。
【0004】
図13は、イメージセンサユニット1におけるセンサアレイ3、アナログスイッチアレイ4、シフトレジスタ5の具体的構成例を示す図である。同図に示すように、センサアレイ3は、フォトトランジスタ21a,21b,・・からなり、それぞれのフォトトランジスタはそのベース・コレクタ間にコンデンサ22a,22b,・・・を備えており、入射光量に応じた電荷が蓄積される。フォトトランジスタ21a,21b,・・・のエミッタは、それぞれアナログスイッチアレイ4を構成するアナログスイッチ23a,23b,・・・を介して出力(OS)に接続されている。
【0005】
シフトレジスタ5は縦続接続されたフリップフロップ24a,24b,・・・から構成されており、先頭のフリップフロップ24aに、システム部2のタイミングジェネレータ11からのライン同期信号(SLN)と画素周波数と同じ周波数のイメージセンサ駆動クロック(SCLK)が入力され、それぞれのフリップフロップ24a,24b,・・・からのQ出力が対応するアナログスイッチ23a,23b,・・・に入力され、そのON,OFFを制御するように構成されている。
【0006】
すなわち、フリップフロップ24aはライン同期信号(SLN)をイメージセンサ駆動クロック(SCLK)のタイミングでラッチし、そのフリップフロップ24aからの出力(Hレベル)でアナログスイッチ23aをONにする。フリップフロップ24aのQ出力は、イメージセンサ駆動クロック(SCLK)に同期して次段のフリップフロップ24bにも入力され、そのフリップフロップ24bのQ出力でアナログスイッチ23bをONにする。このようにして、シフトレジスタにおけるライン同期信号(SLN)をイメージセンサ駆動クロック(SCLK)に同期して順次シフトし、それに伴い、アナログスイッチ23a,23b,・・・を順次ONにしてフォトトランジスタ21a(コンデンサ22a),フォトトランジスタ21b(コンデンサ22b),・・・のそれぞれに1ライン時間の間に蓄積された信号電荷を一旦外部のコンデンサCに蓄積する。蓄積された信号(OS)はオフセット・ゲイン調整回路6によってオフセット・ゲインが調整された後、イメージセンサユニット出力信号すなわちビデオ信号(SVIDEO)としてシステム部2に入力される。
【0007】
システム部2に入力されたビデオ信号(SVIDEO)は、まず、サンプルホールド回路7においてタイミングジェネレータ11からのサンプルホールドクロック(SHCLK)のタイミングでサンプルホールドされ、次にバッファ8を介してAD変換器9に入力され、ここでタイミングジェネレータ11からのAD変換クロック(ADCLK)に同期してAD変換された後、ディジタル画像処理部10に転送されてディジタル的に画像処理される。
【0008】
図14に、上記従来技術におけるイメージセンサ駆動クロック(SCLK)、ライン同期信号(SLN)、ビデオ信号(SVIDEO)、バッファ8からの出力信号を示す。
イメージセンサ駆動クロック(画素周波数)が低い(数百KHZ)場合には、同図(ニ)に示すように、1画素周期以内に蓄積電荷を掃き出す十分な時間が確保できるため、イメージセンサ駆動クロック(SCLK)が印加されるごとにセンサの蓄積電荷が放電しきった状態(波形の上部が平坦)でビデオ信号(SVIDEO)を得ることが可能である。この場合、AD変換のタイミング即ちAD変換クロック(ADCLK)またはサンプルホールドクロック(SHCLK)は十分なマージンを確保でき、サンプルホールドクロック(SHCLK)とイメージセンサ駆動クロック(SCLK)の微妙な位相のずれや、個々のセンサユニットのゲイン調整のずれがそのままAD変換結果のバラツキとなることはない。
【0009】
しかしながら、同図(ホ)に示すように、高い周波数(MHZオーダー)で駆動すると(図では低速駆動と同じクロックSCLK,SLN,ADCLKで示しているが、高速駆動の場合の各クロックの周波数は低速駆動の場合より高いものとする)、1画素周期以内に蓄積電荷を掃き出す時間が確保できず、ビデオ信号(SVIDEO)は安定期間が存在しない三角波形となってしまう。この場合、サンプルホールドクロック(SHCLK)とイメージセンサ駆動クロック(SCLK)の微妙な位相のずれや、個々のセンサユニットのゲイン調整のずれがそのままAD変換結果のバラツキとなって現れてくる。さらに、各クロックは半導体回路で生成される場合が大きく、ビデオ信号の経路にも数段の回路ブロックがあり、ロットバラツキだけを取ってもかなり幅広い許容値を要求される。
この解決方法として、例えば、確実にビデオ信号をサンプルホールドできるタイミングにサンプルホールドクロック(SHCLK)を設定し、S/N比を確保できるレベルまでオフセット・ゲイン調整回路6によってゲイン調整を行うやり方があるが、この場合1台ごとに調整する必要があるので製造コストのアップ要因になる。また、ゲインを上げすぎた場合には波形が歪んでしまうことがあるためゲインの調整が複雑になりまた調整に高精度を要するため、市場における対応は事実上不可能である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術には、上述したように、次のような幾つかの問題点がある。
従来技術における電荷蓄積型のラインセンサからのビデオ信号(SVIDEO)は、低速クロック(数百KHZ)で駆動する場合は平坦な波形であるため問題がないが、高速クロック(数MHZ)で駆動すると三角波形になってしまうため出力安定性がなくなる。そのため、AD変換クロック(ADCLK)の位相が少しずれただけでも、サンプリング電圧が変動してしまい、結果的にディジタル化した量子化データも変動してしまうという問題がある。AD変換クロックのタイミングは、LSIなどの半導体で生成する場合が多く、温度変化やロットのバラツキなどによって変動するため、位相がずれるのを防ぐことは事実上困難である。
また、仮にAD変換クロックの位相ずれがない場合であっても、ラインセンサの読み取り感度はユニット毎にバラツキがあるため、AD変換のサンプリングポイントの電圧レベルは変動しやすいという問題がある。
【0011】
一方、AD変換器は、仕様範囲内で明出力ピーク時のダイナミックレンジをできるだけ広く取って量子化精度を上げることが望まれている。サンプリングポイントはビデオ信号の高い電圧レベルの方がよいが、AD変換器の+側リファレンス電圧レベルを越えると画像は白抜けを起こして画像異常になってしまう。各変動要因を考慮して最初からビデオ信号の低いレベルでサンプリングを行うと、ビデオ信号が低い方にばらついた場合にS/N比が劣化してしまう。それを避ける方法として、明出力レベル調整を装置単位で最適なビデオ出力レベルになるように製造工程内で微調整する方法もあるが、この場合製造ライン工程での調整は時間がかかりコストアップ要因となり、また、市場でサービスマンが微調整を行うことも困難である。
また、AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)回路でゲインを自動的に調整する方法もあるが、AGC回路自身が複雑であることと、ゲインが変わることによってオペアンプの周波数特性も変化するので読み取り画像に影響する可能性がありあまり好ましいものではない。
本発明の第1の目的は、上記問題点を解決し、安価かつ簡易な方法で、センサユニットの出力レベルの変動や、AD変換のタイミングのずれがあっても安定したビデオ信号レベルでのAD変換を行って高品質の画像読み取りを行うことが可能な原稿読取装置を提供することにある。
【0012】
本発明の他の目的は、記憶装置を装備する必要をなくし、より安価にクロック位相の自動調整をする原稿読取装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、クロック位相調整の起動を自動化し、製造工程、市場対応での調整の必要をなくして、製造コストダウン、メンテナンス性の向上を達成することにある。
また、本発明の他の目的は、毎ページ単位または数ページ単位で、クロック位相の調整を行うことによって、周囲環境条件や経年変化にも対応可能にして、より調整精度を高めて画質化を達成することにある。
また、本発明の他の目的は、温度変化の情報を取り込むことによって調整頻度を少なくして実際の読取速度の低下の影響を少なくすること、読み取り精度をよくすることにある。
また、本発明の他の目的は、用途にあったクロック位相自動調整を行うことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の原稿読取装置は、上記目的を達成するために、ラインセンサからのビデオ信号をAD変換するAD変換手段9と、AD変換手段9で変換された後のディジタル信号における1ライン中の最大値(ピーク値)を検出して保持するピーク制御部18と、AD変換手段9に印加する互いに異なる位相を有するAD変換クロックを生成するAD変換クロック生成手段11,14と、イメージセンサに印加する互いに異なる位相を有する複数のイメージセンサ駆動クロックを生成するイメージセンサ駆動クロック生成手段11,13と、AD変換クロック生成手段で生成されるAD変換クロックと前記イメージセンサ駆動クロック生成手段によって生成されるイメージセンサ駆動クロックとの組み合わせに応じた暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルを読み取る読取手段と、該読取手段で読み取ったデータを記憶する記憶手段16と、該記憶手段16に記憶された記憶データに基づいてクロック位相を選択する位相選択手段とを具備することを特徴としている。
【0014】
また、ラインセンサからのビデオ信号をAD変換するAD変換手段9と、AD変換手段9で変換された後のディジタル信号における1ライン中の最大値(ピーク値)を検出して保持するピーク制御部18と、AD変換手段9に印加する互いに異なる位相を有する複数のAD変換クロックを生成するAD変換クロック生成手段11,14と、イメージセンサに印加する互いに異なる位相を有する複数のイメージセンサ駆動クロックを生成するイメージセンサ駆動クロック生成手段11,13と、AD変換クロック生成手段11,14およびAD変換クロック位相シフト手段によって得られるAD変換クロックと前記イメージセンサ駆動クロック生成手段およびイメージセンサ駆動クロック生成手段によって得られるイメージセンサ駆動クロックとの組み合わせに応じた暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルを読み取る読取手段と、該読取手段で読み取った暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルが所定の範囲内になるAD変換クロックおよびイメージセンサ駆動クロックの組み合わせを選択する選択手段とを具備することを特徴としている。
【0015】
また、前記各手段を動作させて原稿の読み取りを起動する起動手段をさらに具備することを特徴としており、該起動手段は、外部のキー入力部34からの指示によって起動するもの、内部に設けられた読取ページ枚数を計数する手段により所定のページごとに起動するもの、内部に設けられたタイマ30により一定時間間隔に起動するもの、内部に設けられた装置の内部温度を検出する温度制御部19により所定の温度変化が検出された場合に起動されるもの、の何れかであることを特徴としている。
また、本発明の原稿読取装置におけるクロック位相自動調整を起動する起動手段は、外部のキー入力部34からの指示によって起動されるもの、内部に設けられた読取ページ枚数を計数する手段により所定のページごとに起動されるもの、内部に設けられたタイマ30により一定時間間隔に起動されるもの、内部に設けられた装置の内部温度を検出する温度制御部19により所定の温度変化が検出された場合に起動されるもの、のうち少なくとも2つの起動手段を有し、そのうちの何れかの起動手段を選択する手段を具備することを特徴としている。
【0016】
【作用】
本発明によると、AD変換クロック(ADCLK)とイメージセンサ駆動クロック(SCLK)の位相を組み合わせてビデオ信号のサンプリングポイントを自動的に選択するので、ビデオ信号波形が三角波形であっても、安定したビデオ信号レベルでAD変換ができる。従って、階調性や濃度などの安定した高品質の画像読み取りができ、また、製造工程での調整手間が大幅に短縮できて製造コストを低くできる。さらに、市場においても簡単な方法でメンテナンスが可能である(第1実施例)。
また、クロック位相の選択時に記憶装置を使用しないので低コストにすることができる(第2実施例)。
さらに、毎ページ単位または数ページ単位で、クロック位相の調整を完全な自動で行うようにすることで、周囲環境の変化や装置の経時変化に対しても、随時最適なビデオ信号レベルでAD変換することが可能であり、より安定した高品質の画像読み取りが可能である(第3実施例)。
また、タイマや温度変化によって位相の完全自動調整を起動するようにしたので、製造工程、市場などにおいても一切の作業をする必要がない(第3実施例)。
【0017】
【実施例】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明の一実施例であり、図12に示した従来技術と同じものには同一の参照符号を付けてある。図1と図12に示した従来技術との差異は、タイミングジェネレータ11がシステムクロックを入力して基本クロックTBおよび位相のずれた複数のAD変換クロックADCLK1〜ADCLK4を出力するようにした点、バッファ回路12にマイナス側のクランプ回路を付加した点、CPU15、CPUバスに接続されたRAM16、CPU15でI/Oポート17を介してコントロールされる位相切替B13および位相切替A14を設けた点、AD変換器9でAD変換された信号から1ライン中の最大値を検出して保持するピーク制御部18を設けた点、所定の読取枚数ごとに位相調整を行わせるために読取ページ枚数を計数するイメージセンサ駆動制御部31を設けた点、外部に設けられた表示部33とキー入力部34をシステム部2に接続するためのインタフェース制御部32を設けた点などである。なお、温度制御部19およびタイマ30は、第1実施例では用いず、後述する第3実施例で起動手段として用いる構成である。
【0018】
ここで、AD変換クロック(ADCLK)は位相切替A14により、システム部の基本周期の1/2単位での数段の位相シフトが可能である。
図2に示した例は、システム周波数(システムクロック)=30MHZ、画素周波数(イメージセンサ駆動クロック;SCLK)=3.75MHZ、位相シフト量t0=17nsの場合である。イメージセンサ駆動クロック(SCLK)は位相切替B13により、位相切替Aの約半周期(約8.0ns)分の位相シフトが可能である。すなわち、AD変換クロック(ADCLK)とイメージセンサ駆動クロック(SCLK)の両方の位相シフトを組み合わせることによって、見かけ上、約8.5ns単位でAD変換タイミングをシフトすることが可能になり、等価的にシステムクロック=60MHZで位相シフトしたのと同じになる。このように、本実施例によると、イメージセンサ駆動クロックSCLKとAD変換クロックADCLKの位相の組み合わせることによってシステム周波数を上げることなく細かい位相シフトを行っており、放射ノイズ的にも有利になる。
【0019】
図3は、位相切替部B13をCR遅延回路を用いて構成した例を示したものであり、基本クロックTBと位相切替信号FLBを入力し、位相切替信号FLBの1/0によって基本クロックTBをCR遅延回路を通過させるか否かを制御し、結果的に出力信号SCLKの位相を切り替えるようにしたものである。
また、図4は、位相切替部A14を論理回路を用いて構成した一例を示す図である。同図に示すように、位相切替部A14は、タイミングジェネレータ11からの位相のずれたAD変換クロックADCLK1〜ADCLK4を入力し、I/Oポート17からの2種の制御信号FLA1,FLA2によって切り替えてそのうちの1つを選択するようにしたものである。
【0020】
図5は、2つの異なる位相のイメージセンサ駆動クロック(SCLK、SCLK1)に対応して実線と点線で示した2つのAD変換器アナログ入力信号A,Bが得られ、それぞれに対して4つの異なる位相のAD変換クロック(ADCLK1〜ADCLK4)によってAD変換のタイミングが細かく与えられる様子を示している。
【0021】
次に、第1実施例における制御の一例を図6のフローチャート(ステップ101〜112)および図7のフローチャート(ステップ113〜123)に基づいて詳細に説明する。
オペポート(操作卓)から起動手段(キー入力部34など)で起動をかける。このとき、暗レベル補正機能はOFFにしておく。また、SCLK位相とADCLK位相は初期状態(SCLK0,ADCLK1)にしておく(最も遅いタイミングでAD変換する状態)。なお、イメージセンサは常に基準板の反射光を読み取れる状態にあるものとする(ステップ101)。
次に、光源を点灯して(ステップ102)、基準板の反射光を読み取り(ステップ103)、AD変換回路9でAD変換されたデータがディジタル画像処理部10に入る。ディジタル画像処理部10においては、1ラインの有効読み取り幅をトリミングしてピーク制御部18に転送される。
【0022】
ピーク制御部18は、1ラインレジスタ181,比較レジスタ182,ピーク値レジスタ183からなっている。1ライン分の読み取り値は一旦1ラインレジスタ181に格納される。この1ラインレジスタ181の値を、CPU15がピーク値検出用プログラムの制御により読出し、隣接画素同志で大きい方を比較レジスタ182に残す手法で検出する。最終的に1ライン中の全画素の比較が終われば、ピーク値レジスタ183に格納する。これらの一連の処理はステップ104に対応している。これをCPU15で読み取ってRAM16の所定のアドレスに記憶する(ステップ105)。なお、RAM16を非揮発性メモリで構成すると装置の主電源がOFFになっても内部バッテリにより記憶されたデータは消失しない。
次に、光源をOFFにして(ステップ106)、上記と同様な手法で暗レベルピーク値を検出し、検出されたピーク値(ここでは暗出力ピーク値)を一旦保持レジスタに格納し(ステップ107)、これをCPU15で読み取ってRAM16の別のアドレスに記憶する(ステップ108)。
【0023】
次に、SCLK位相を後ろに(図2の例では約8ns)ずらしてSCLKシフトを生成するためにCRを用いた遅延回路のパスに切り換える。この時ADCLK位相は切り換えずそのままにしておく(ステップ109)。
以上のように位相をシフトさせたSCLKシフトとADCLKと用いて、上述したステップ2〜8と同じ処理を繰り返して、それぞれの明出力ピーク値と暗出力ピーク値を検出して、RAM16に記憶する(ステップ110)。
次に、ADCLK位相を前に(図2の例では約17ns)ずらしてADCLKシフト1を生成し、さらにSCLK位相を元に戻した状態にし(ステップ111)、上記ステップ2〜ステップ8と同じ処理を繰り返す(ステップ112)。
次に、ADCLKの位相はそのままで、SCLK位相を切り換えて・・・というように、ADCLK位相とSCLK位相の組み合わせデータを取得してRAM16に記憶させる(ステップ113〜ステップ122)。どれくらいの組み合わせを取るかは、そのシステムの安定度によって異なる。
【0024】
上述した処理によって取得したデータを参照して適合する組み合わせの位相を選択し、CPU15でI/Oポート17に設定する(ステップ123)。この場合、位相選択の基準は下記のようにする。
WTL(明ピーク下限)≦WP(明ピーク)≦WTH(明ピーク上限)・・(a)
BTL(暗ピーク下限)≦BP(暗ピーク)≦BTH(暗ピーク上限)・・(b)
(a)かつ(b)を満足するADCLK位相、SCLK位相を採用する。
但し、該当する組み合わせが複数ある場合には明ピーク値が最も大きいものを選択する。その理由は明ピークが大きい方がS/N比としては高いので、より良好な画像が得られるからである。
なお、該当するものがない場合にはセンサ不良と判断する。
【0025】
以上、ステップ101〜ステップ123の操作は実際の原稿読取時には行わず、製造工程内の検査時や、出荷時、市場でのイメージセンサ交換時、および使用環境が出荷時と大きく異なるときなどに行うものである。
この一連の機能は、最初の起動時に1回だけ行えば後は全て自動で調整されるので、安定した工程管理ができ、調整の信頼性も高い。ビデオ波形が安定期間のない三角波形相当のものでも高品質の画像が得られる。なお、クロック位相の組み合わせは、上記実施例の通りでなくてもよく、例えば、ランダムな順序でとっても問題はない。
【0026】
次に、本発明の第2実施例の動作を説明する。
本発明の第2実施例では、第1実施例のように外部に設けたRAM16を使用せずに、第1実施例に近い精度で各クロック位相の選択を可能としたものである。
次に、第2実施例における制御の一例を図8のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
オペポートから起動手段(キー入力など)で起動をかける。このとき、暗レベル補正機能はOFFにしておく。また、SCLK位相とADCLK位相は初期状態(SCLK(=SCLK0),ADCLK1)にしておく(S/N比をよくするために最も遅いタイミングでAD変換する状態に初期設定)。但し、最も位相が遅い地点のビデオ信号が最大になっていると仮定する。なお、イメージセンサは常に基準板の反射光を読み取れる状態にあるものとする(ステップ201)。
【0027】
次に、上述した第1実施例と同様に、光源を点灯(オン)して(ステップ202)、基準板の反射光を読み取り、AD変換回路9でAD変換されたデータが画像処理部10に入る。画像処理部10においては、1ラインの有効読み取り幅をトリミングしてピーク制御部18に転送される。ピーク制御部18では、第1実施例と同様にして1ライン中の最大値を検出し、検出されたピーク値(ここでは明出力ピーク値)をピーク値レジスタ183に格納し(ステップ203)、上述した(a)式を満足するか否かを判定する(ステップ204)。満足しない場合にはまだ判定していないADCLKとSCLKの位相の他の組み合わせがあるか否かを判定し(ステップ205)、あればADCLKとSCLKの位相の組み合わせを変えて(ステップ206)、ステップ202に戻り同様の処理を繰り返して満足するタイミングを検索する。
【0028】
位相の組み合わせの変え方は、例えば、以下のようにする。ここで、Sはイメージセンサ駆動クロック(SCLK)の位相状態、AはAD変換クロック(ADCLK)の位相状態を表している。
(S=0,A=1)→(S=1,A=1)→(S=0,A=2)→(S=1,A=2)→・・・・・・→(S=0,A=3)→(S=1,A=3)→(S=0,A=4)→(S=1,A=4)→・・・
【0029】
上記ステップ204によって(a)式を満足する位相が決まったら、次に、第1実施例のステップ106〜107と同様に、光源をOFFにして、暗レベルピーク値を検出し、検出されたピーク値(ここでは暗出力ピーク値)を保持レジスタ18に格納し(ステップ207)、暗出力ピーク値が(b)式を満足するか否かの判定を行う(ステップ208)。満足した場合、その位相を採用して位相選択の組み合わせを完了し、得られたADCLKとSCLKの位相を固定する(ステップ209)。
ステップ208の判定の結果、(b)式を満足しない場合には再びステップ205でまだ判定していないADCLKとSCLKの位相の他の組み合わせがあるか否かを判定し、あればADCLKとSCLKの位相の組み合わせを変えて(ステップ206)、さらに位相を早めてステップ202に戻り、同様の処理を繰り返す。このようにして、明ピーク値/暗ピーク値ともに満足するクロック位相を見つける(ステップ209)。
ステップ205の判定結果、満足する組み合わせの位相がない場合にはセンサ不良と見なす(ステップ210)。
以上のように、本第2実施例は第1実施例に比較して処理がやや複雑になるが、第1実施例のようにRAM16がなくても同様な位相選択が可能である。
【0030】
次に、本発明の第3実施例の動作を説明する。
本発明の第3実施例は、上述した第1実施例および第2実施例において、ADCLKとSCLKの位相選択処理を起動する手段を設けたものである。
起動手段としては、次のようなものが考えられる。
(イ)キー入力による起動。
これは、本発明による原稿読取時における位相選択のための起動動作をキー入力部34からのキー入力によって行うものである。
【0031】
(ロ)読み取った原稿のページ数による起動。
これは、予め決められたページ数を読む毎に、本発明の位相選択を起動するものであり、例えば、図9のフローチャートに示すように、予め決められたページ数(nページ)を指定しておき(ステップ301)、原稿の読取ページ数を計数し、その計数値が指定しておいたページ数になったら(ステップ302)、自動的に起動動作を行い(ステップ303)、上述した第1実施例または第2実施例で説明した位相選択動作を行った後(ステップ304)、原稿読取を行う(ステップ305)。
【0032】
本実施例において読み取りページ枚数を計数するためにイメージセンサ駆動制御部31が用いられる。具体的動作は次のようにして行われる。まず、オペレータがキー入力部34から原稿の大きさを入力する。CPU15は原稿の大きさがセットされると、イメージセンサ駆動制御部31にその情報を伝える。また、表示部33に対して原稿の大きさを表示する。キー入力部34を通して開始操作が行われると、イメージセンサ駆動制御部31の制御に基づいてイメージセンサユニット1が原稿の読み取りの処理を開始する。一連の読み取り処理が終了すると、イメージセンサ駆動制御部31は原稿1枚分の読み取り動作の終了を知らせる割込み信号をCPU15に発信する。これを受けてCPU15は原稿1枚分が読み取られたことを検出し、RAM16内に予め確保された読み取り枚数のカウンタを記憶するエリアに加算して記憶する。このカウンタ値が一定の枚数に達したときに位相調整の処理を起動する。以上読み取り枚数の計数手段の一例を述べたがこれに限るものではないことはいうまでもない。
【0033】
この方法によると、予め決めた毎ページ単位あるいは数ページ単位でクロック位相選択を行うことができる。ページ単位での調整方法は、まず、光源をつけた時に全ての組み合わせの明出力ピーク値をRAM16に記憶する。次に、光源をOFFにした時の全ての組み合わせの暗出力ピーク値をRAM16に記憶する。
判定方法は、第1実施例と同じである。
この方法は、1回の光源ON/OFFで全てのピーク値を取得するので全体として比較すると第1実施例よりも早くデータが取得可能である。但し、ピーク値検出のために、最低1ラインの時間は必要になる。
また、この方法は完全自動調整であるので、オペポートからの指示などの操作が不要である利点や、読み取れる度に調整をやり直すので、外部環境の変化や経時変化にも自動的に対応できる点が優れている。
【0034】
(ハ)タイマによる起動。
これは、装置内部にタイマ30を保持し、設定されたタイマ値になったら自動的に起動動作を行い、上述した第1実施例または第2実施例で説明した位相選択動作を行うようにしたものである。
図10にフローチャートを示す。まず予めタイマ30に位相の自動選択を起動する時間間隔を設定しておく(ステップ401)。タイマが設定値になったときタイマ割り込みが発生し(ステップ402)、原稿読取中でなかったら(ステップ403;NO)、自動的に位相選択動作を行った後(ステップ404)、原稿読取を開始する(ステップ405)。
この方法によると、システム内のタイマ30によって一定時間単位(1月、1日、1時間・・・)で調整を行うことができる。内部トリガは、CPU15が監視するか、ハード的な割り込みで行える。
本方法の利点は、上述したページ数によるものと同様に、位相選択が完全自動であることと、位相調整の機会を多くすることができることである。
【0035】
(ニ)温度による起動。
これは、装置の内部に温度を検知する温度検知部を設けておき、初期設定温度または前回の処理を行った温度から規定した以上の温度変化が生じた場合に自動的に起動動作を行い、上述した第1実施例または第2実施例で説明した位相選択動作を行うようにしたものである。
この方式は、図1に示すようにシステム内にサーミスタなどの温度を検出する温度制御部19を設けておき、図11のフローチャートに示すように、温度t1を検出し(ステップ501)、この温度t1と初期設定温度(システムイニシャル時のデフォルト値、例えば0℃)または前回の検出温度t0との差を算出し、その差が規定温度T(例えば、5℃)未満であれば(ステップ502:YES)位相の自動調整を行わず直ちに原稿読取動作を開始する(ステップ503)。差が規定値以上であれば(ステップ502:NO)、第1実施例または第2実施例のような位相自動選択を行った後(ステップ504)原稿読取を行う。
但し、最初の設定フローチャートは例えば第1実施例に示した方式で行っておけばよい。このようにすることによって、最初の設定は正確に行い、その後は周囲温度変化に併せて自動的に位相調整をやり直すことができる。温度変化によって、自動的に調整を行うので、正確な温度は分からなくてもよいので、安価な方法で実現できる。
【0036】
(ホ)上記各種起動手段を組み合わせたもの。
これは、上述した各種起動手段、すなわち、外部のキー入力部34からの指示によって起動する起動手段、内部に設けられた読取ページ枚数を計数するイメージセンサ駆動制御部31により所定のページごとに起動する起動手段、内部に設けられたタイマ30により一定時間間隔に起動する起動手段、内部に設けられた装置の内部温度を検出する温度制御部19により所定の温度変化が検出された場合に起動する起動手段、のうち少なくとも2つの起動手段を有し、そのうちの何れかの起動手段を選択するようにしたものである。
例えば、読み取り速度を重視する場合には上記(イ)のキー入力部による起動手段を用い、画像品質を重視する場合には上記(ロ)のイメージセンサ駆動制御部31を用いた所定のページごとに起動する起動手段を用いるようにする。両者の切り換えは、キー操作でのサービスモードで行うか、切り換え専用のファンクションキーを備えつけて行えばよい。
【0037】
【発明の効果】
本発明によると、安価かつ簡易な方法で、センサユニットの出力レベルの変動や、AD変換のタイミングのずれがあっても安定したビデオ信号レベルでのAD変換を行って高品質の画像読み取りを行うことが可能な原稿読取装置が得られる。
また、記憶装置を不要とし、より安価にクロック位相の自動調整をする原稿読取装置が得られる。
さらに、クロック位相調整の起動を自動化し、製造工程、市場対応での調整の必要をなくして、製造コストダウン、メンテナンス性の向上が達成できる。
また、毎ページ単位または数ページ単位で、クロック位相の調整を行うことによって、周囲環境条件や経年変化にも対応可能にして、より調整精度を高めて画質化を達成することができる。
さらに、温度変化の情報を取り込むことによって調整頻度を少なくして実際の読取速度の低下の影響を少なくすること、読み取り精度をよくすることができる。
また、複数の起動手段を設けておき、それを用途に従って選択することみよって用途にあったクロック位相自動調整を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための構成図である。
【図2】本発明に用いる各クロックを説明するための図である。
【図3】位相切替部Bの構成例を示す図である。
【図4】位相切替部Aの構成例を示す図である。
【図5】各クロックとAD変換器アナログ入力信号のサンプリングタイミングを説明するための図である。
【図6】本発明の第1実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明の第1実施例の動作を説明するためのフローチャートである(続き)。
【図8】本発明の第2実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の第3実施例(ページによるもの)の動作を説明するためのフローチャートである(その1)。
【図10】本発明の第3実施例(タイマによるもの)の動作を説明するためのフローチャートである(その2)。
【図11】本発明の第3実施例(温度によるもの)の動作を説明するためのフローチャートである(その3)。
【図12】従来技術を説明するための構成図である。
【図13】従来技術におけるイメージセンサユニットの詳細ブロック図である。
【図14】従来技術における各クロックとビデオ信号、バッファからの出力信号の関係を示す図である。
【符号の説明】
1:イメージセンサユニット、2:システム部、3:センサアレイ、4:アナログスイッチアレイ、5:シフトレジスタ、6:オフセット・ゲイン調整回路、7:サンプル・ホールド回路、8,12:バッファ、9:AD変換器、10:ディジタル画像処理部、11:タイミングジェネレータ、13:位相切替部B、14:位相切替部A、15:CPU(中央処理装置)、16:RAM(ランダムアクセスメモリ)、17:I/Oポート、18:ピーク制御部、19:温度制御部、21a,21b:フォトトランジスタ、22a,22b:コンデンサ、23a,23b:アナログスイッチ、24a,24b:フリップフロップ、30:タイマ、31:イメージセンサ駆動制御部、32:インタフェース制御部、33:表示部、34:キー入力部、181:1ラインレジスタ、182:比較レジスタ、183:ピーク値レジスタ
Claims (8)
- 電荷蓄積型のイメージセンサを用いて画像を読み取る原稿読取装置において、
該イメージセンサからのビデオ信号をAD変換するAD変換手段と、
該AD変換手段で変換された後のディジタル信号の1ライン中のピーク値を検出して保持するピーク制御手段と、
前記AD変換手段に印加する互いに異なる位相を有する複数のAD変換クロックを生成するAD変換クロック生成手段と、
該イメージセンサに印加する互いに異なる位相を有する複数のイメージセンサ駆動クロックを生成するイメージセンサ駆動クロック生成手段と、
前記AD変換クロック生成手段によって生成されるAD変換クロックと前記イメージセンサ駆動クロック生成手段によって生成されるイメージセンサ駆動クロックとの組み合わせに応じた暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルを読み取り、該読み取ったデータを記憶し、該記憶したデータに基づいてAD変換クロックおよびイメージセンサ駆動クロックの位相を選択する情報処理手段とを有することを特徴とする原稿読取装置。 - 電荷蓄積型のイメージセンサを用いて画像を読み取る原稿読取装置において、
該イメージセンサからのビデオ信号をAD変換するAD変換手段と、
該AD変換手段で変換された後のディジタル信号の1ライン中のピーク値を検出して保持するピーク制御手段と、
前記AD変換手段に印加するAD変換クロックを生成し、該生成されたAD変換クロックの位相をシフトさせるAD変換クロック位相シフト手段と、
該イメージセンサに印加するイメージセンサ駆動クロックを生成し、該生成されたイメージセンサ駆動クロックの位相をシフトさせるイメージセンサ駆動クロック位相シフト手段と、
前記AD変換クロック位相シフト手段によって得られるAD変換クロックと前記イメージセンサ駆動クロック位相シフト手段によって得られるイメージセンサ駆動クロックとの組み合わせに応じた暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルを読み取り、該読み取った暗出力ピークレベルおよび明出力ピークレベルが所定の範囲内になるAD変換クロックおよびイメージセンサ駆動クロックの組み合わせを選択する情報処理手段を有することを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項または2記載の原稿読取装置において、
前記各手段を動作させて原稿の読み取りを起動する起動手段をさらに有することを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項3記載の原稿読取装置において、
前記起動手段は、外部のキー入力装置からの指示によって起動するものであることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項3記載の原稿読取装置において、
前記起動手段は、内部に設けられた読取ページ枚数を計数する手段により所定のページごとに起動するものであることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項3記載の原稿読取装置において、
前記起動手段は、内部に設けられたタイマにより一定時間間隔で起動するものであることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項3記載の原稿読取装置において、
前記起動手段は、内部に設けられた装置の内部温度検出手段により所定の温度変化が検出された場合に起動されるものであることを特徴とする原稿読取装置。 - 請求項3記載の原稿読取装置において、
前記起動手段は、外部のキー入力装置からの指示によって起動されるもの、内部に設けられた読取ページ枚数を計数する手段により所定のページごとに起動されるもの、内部に設けられたタイマにより一定時間間隔に起動されるもの、内部に設けられた装置の内部温度検出手段により所定の温度変化が検出された場合に起動されるもの、のうち少なくとも2つの起動手段を有し、そのうちの何れかの起動手段を選択する手段を有することを特徴とする原稿読取装置。
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