JP4065515B2

JP4065515B2 - Image reading device

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Publication number: JP4065515B2
Application number: JP2002292409A
Authority: JP
Inventors: 憲司広松
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP2003198813A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体プロセス、生産技術の進歩により、コストが安価であること、光源の光量が少なくて済むなどの特徴から、コンシューマ用のスキャナにおいてコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）が使用されている。
【０００３】
近年のコンシューマ用のスキャナは主走査周期が１０〜２０ｍｓ程度であるのに対し、いわゆる複写機と呼ばれる画像読み取り装置は種走査周期３００μｓ程度と二桁ほど、速度が速くなっている。
【０００４】
ここで、二桁高速な画像読み取り装置においてＣＩＳを使用した場合の問題点として、センサチップの温度上昇による黒のオフセットレベル（入力される信号レベルを演算することで黒信号としての基準レベルへ補正するための信号レベルであって、これにより入力される信号間の信号レベル差を相殺（オフセット）することができる。）の変動が上げられる。具体的には、自動原稿供給装置（ＡＤＦ: Auto Document feeder）を使用した、５０枚程度までの連続原稿読取モードにおいて、有効画像信号のレベル差（例えば、均一の濃度基準板を読み込んだとときのラインセンサ内での各画素信号のレベル差）をオフセットするシェーディング補正は、ジョブ（たとえばオペレータの指示などに基づく画像読み取り動作）の最初に１回だけ行なう。これは、シェーディング補正を原稿ごとに行なうと、複写の生産性が落ちるためである。また、例えば、近年進む低消費電力の要望から、スキャンしないときはＣＩＳに電力を供給せず、スキャンする直前に電力を供給したのち、数十枚の原稿を連続してコピーする場合がある。
【０００５】
こういった場合、センサチップやアナログプロセッサの温度が、冷えた状態から最初の１分ほどは急激に上昇し、その後も徐々に上昇するため、黒のオフセットレベルが変化してしまう。更に、センサチップやアナログプロセッサの自己発熱に加えて、例えば原稿照明光源として、Ｘｅランプなどが使用される場合には、これも発熱源となり変動が強調されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の技術においては次のような課題が発生する。すなわち、例えば、ＡＤＦに載せられた５０枚の原稿の連続読取に１枚目の読取開始から５０枚目の読取終了まで３分かかった場合、１枚目の読取時と５０枚目の読取時では、大幅に黒のオフセットレベルが変化してしまう。
【０００７】
これは、センサチップを複数配置したいわゆるマルチチップセンサを使用した場合はより深刻である。つまり、センサチップ間の個体差により、この黒オフセットレベルの変動量が複数チップ間で不均一なのである。したがって、黒信号としての基準レベルが複数のチャネル間で異なり、各々に相当する画像領域ごとに輝度レベルの段差を生じ画像の品質上の著しい劣化をもたらす。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の画像読み取り装置は、被写体に光を照射する光源と、被写体からの光を受光可能な受光部と遮光された遮光部とをそれぞれ有する複数のチップを備え、前記受光部から出力される第１の信号と前記遮光部から出力される第２の信号とを前記チップごとにそれぞれ出力する撮像手段と、前記撮像手段から前記チップごとに出力される前記第２の信号をまとめるように前記第１及び第２の信号を並び替える並び替え手段と、前記光源を点灯している状態における前記並び替え手段により並び替えられた前記第１の信号の信号レベルを補正する信号補正手段と、を有し、前記信号補正手段は、前記光源を消灯している状態における前記第１の信号、前記光源を消灯している状態における前記第２の信号、及び、前記光源を点灯している状態における前記第２の信号に基づいて、前記光源を点灯している状態における前記第１の信号の信号レベルの補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の断面構成を示す図である。同図において、イメージスキャナ部２００は、被写体としての原稿を読み取り、デジタル信号処理を行なう。また、プリンタ部３００は、イメージスキャナ部２００にて読み取られた原稿の画像に対応した画像を、用紙上にフルカラーでプリント出力する。
【００１５】
本実施例の形態で使用するＣＩＳモジュール２０２について図２を用いて説明する。
【００１６】
同図は長手方向が主走査方向であるＣＩＳモジュール２０２の主走査方向を輪切りにした断面図である。同図に示されるように、ＣＩＳモジュール２０２は次のように構成される。すなわち、カバーガラス２０２１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる照明光源２０２２、セルフォックレンズ等からなる等倍結像レンズ２０２３、カラーラインセンサ２０２４が基板２０２５上に実装されており、それらがモールド２０２６に取り付けられることによって一体のＣＩＳモジュール２０２が構成される。また、図３は、図２の構成を斜めから見た図である。
【００１７】
図４は、ＣＩＳモジュール２０２のカラーラインセンサ２０２４の微視的部分を拡大した図である。同図において、２０２４−１は赤色光（Ｒ）を読み取るための受光素子列（フォトセンサ）であり、２０２４−２，２０２４−３は、それぞれ、緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）の波長成分を読み取るための受光素子列である。そのため、Ｒ色のフォトセンサ２０２４−１上には、可視光の内、Ｒ色の波長成分を透過するＲフィルタが配置される。同様に、Ｇ色のフォトセンサ２０２４−２上にはＧフィルタが、また、Ｂ色のフォトセンサ２０２４−３上にはＢフィルタが配置されている。
【００１８】
ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂひとつひとつの矩形は、受光手段としての受光部のうち光を受光することで有効画素信号を出力する有効領域の読み取り画素を表している。これは６００ｄｐｉ（dpi：dots per inch）の等倍読取用のＣＩＳモジュールであるので、１画素の大きさは４２×４２μｍ２である。
【００１９】
また、上記の３本の異なる光学特性を持つ受光素子列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサが原稿の同一ラインを読み取るべく、互いに平行に配置されるように、同一のシリコンチップ上においてモノリシック構造をとる。これは、ＲＧＢ三原色のフィルタが形成してあるフォトダイオードからなる読み取り開口部画素２０２４−１、２０２４−２、２０２４−３からなり、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ３つの読み取りラインは副走査方向に１画素４２μｍ間隔で読み取り画素のラインが構成される。主走査方向の画素ピッチも４２μｍ間隔で構成される。この開口部のフォトダイオードフォトセンサによって、蓄積時間の間、入射光量に対応した電荷が発生する。
【００２０】
電荷転送部２０２４−４では、次のように電荷の授受がある。すなわち、１ラインの先頭のタイミングで、シフトパルスを与えることにより、開口部画素２０２４−１、２０２４−２、２０２４−３から電荷が電荷転送部２０２４−４に移動する。さらに、電荷転送部２０２４−４に移動した電荷は、転送クロックの受信のタイミングで、ＧＢＲＧＢＲ・・・の順番（すなわち、開口部画素２０２４−１、２０２４−２、２０２４−３に蓄積された信号を互いに交互の順番）に出力アンプ部２０２４−５に時分割で転送される。出力アンプ部２０２４−５にて、電荷を電圧に変換した後、電圧出力としてＧＢＲＧＢＲの順番に信号が出力される。また、図示しない画素において遮光されており、後述するオフセットのための基準信号を出力するいわゆるオプティカルブラック（ＯＢ：Optical Black）部がチップごとに形成されている。
【００２１】
図５に上述したカラーラインセンサ２０２４を有するＣＩＳモジュール２０２からの出力信号ＯＳ１〜ＯＳ１６を示す。
【００２２】
図６は、カラーラインセンサ２０２４を図４に対して巨視的に見た図である。基板２０２４−６上に、１６個のセンサチップとしてのＣＣＤチップが直線上に実装されて形成されている。それぞれのチップから、信号が出力されるため、それぞれのチップに対応して同時に、あるいは順番に１６ｃｈ（ｃｈ：Ｃｈａｎｎｅｌ）の信号が読み出される。チップごとにＯＢ部を有することは前述のとおりである。本実施の形態ではチップ単位でチャネルが設けられている。したがって、１６チャネルからそれぞれＯＢ信号と有効画素信号とをチャネル単位で別々に出力することができる。
【００２３】
１６ｃｈの信号は、アナログ信号処理部１０１にて、ゲインオフセット調整されたあと、Ａ／Ｄコンバータ１０２にてデジタル信号に変換される。
【００２４】
ここで、イメージスキャナ部２００において、図１に示すように、ＡＤＦの原稿圧板２０３にて原稿台ガラス（プラテン）２０５上に載置された原稿２０２４−１を、図２に示すＣＩＳモジュール２０２内の照明光源２０２２からの光で照射する。この原稿２０４−１からの反射光はレンズ２０２３によりカラーラインセンサ２０２４上に像を結ぶ。
【００２５】
また、流し読みガラス２０８の位置にＣＩＳ２０４を移動させることにより、ＡＤＦ２０３から連続的に原稿を供給して読み取ることができる。
【００２６】
カラーラインセンサ２０２４は、原稿からの光情報を色分解して、それによりフルカラー情報のレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）成分を読み取った後、信号処理部１００に送る。カラーラインセンサ２０２４の各色成分に対応した信号を読み取るそれぞれのラインセンサの列は、各々が７５００画素から構成されている。これにより、原稿台ガラス２０５上に載置される原稿の中で最大サイズである、Ａ３サイズの原稿の短手方向２９７ｍｍを６００ｄｐｉの解像度で読み取る。
【００２７】
なお、ＣＩＳモジュール２０２は速度Ｖで、その電気的な走査方向（以下、主走査方向という）に対して垂直方向（以下、副走査方向という）に機械的に動くことにより、原稿２０４−１の全面を走査する。
【００２８】
濃度基準としての標準白色板２０６における反射光の読み取りにより、カラーラインセンサ上に形成されているＲ，Ｇ，Ｂセンサ２０２４−１〜２０２４−３での読み取リデータの補正データを発生する。この標準白色板２０６は、可視光でほぼ均一の反射特性を示し、可視では、白色の色を有している。本実施の形態では、この標準白色板２０６を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂセンサ２０２４−１〜２０２４−３からの出カデータの補正を行なう。
【００２９】
また、画像信号処理部２０９では、読み取られた信号を電気的に処理し、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各成分に分解して、それをプリンタ部２００に送る。また、本実施の形態では、イメージスキャナ部２０１における１回の原稿走査（スキャン）につき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの内、１つの成分がプリンタ部３００に送られ複写プリントアウトが完成する。
【００３０】
プリンタ部３００では、イメージスキャナ部３０１からのＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各画像信号がレーザドライバ３１２に送られる。レーザドライバ３１２は、画信号に応じて半導体レーザ３１３を変調駆動する。そして、レーザ光は、ポリゴンミラー３１４、f−θレンズ３１５、ミラー３１６を介して、感光ドラム３１７上を走査する。
【００３１】
現像器は、マゼンタ現像器３１９、シアン現像器３２０、イエロー現像器３２１、ブラック現像器３２２により構成され、これら４つの現像器が交互に感光ドラム３１７に接して、感光ドラム３１７上に形成されたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの静電潜像を、対応するトナーで現像する。また、転写ドラム３２３は、用紙カセット３２４、または用紙カセット３２５より給紙された用紙を転写ドラム３２３に巻き付け、感光ドラム３１７上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【００３２】
このようにして、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４色についてのトナー像が順次、転写された後、用紙は、定着ユニット３２６を通過して排紙される。
【００３３】
次に、画像信号処理部１００について説明する。
【００３４】
図７は、本実施の形態に係るイメージスキャナ部２００の画像信号処理部１００における画像信号の流れを示すブロック図である。各ブロックは制御手段としてのＣＰＵ１０８により制御される（ＣＰＵ：central processing unit）。具体的には、同図に示すようにＣＩＳモジュール２０２より出力される画像信号は、アナログ信号処理部１０１に入力され、そこでゲイン調整，オフセット調整（クランプ回路などによるアナログ信号の信号レベル差の相殺）をされた後、Ａ／Ｄコンバータ１０２で、各色信号ごとに１０ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換される。このとき、ＣＩＳモジュールから出力された信号（前述の図４で述べたように開口部画素２０２４−１、２０２４−２、２０２４−３に蓄積された信号を互いに交互の順番で出力された信号）は、アナログ信号処理部１０１における並び替え部の機能により、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの出力に並び替えられた後、Ａ／Ｄ変換部１０２に入力される。この並び替えによって、後述する図１１の画像信号のようにＲ１，Ｇ１，Ｂ１が生成されることになる。
【００３５】
なお、図８に信号の並び替えの構成を説明する。すなわち、ＣＩＳモジュール２０２から出力されたＣｈｉｐ１〜ＣｈｉｐＮのそれぞれの信号ＯＳ１〜ＯＳ１６は、アナログ信号処理部１０１に入力され、Ａ／Ｄ変換部１０２によってデジタル信号に変換される。そして並び替え部１０５によって、後述する図１１の画像信号のようにＲ１，Ｇ１，Ｂ１が生成されることになる。Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0とＲ１，Ｇ１，Ｂ１とはアナログ信号、デジタル信号である点において互いに異なる。
【００３６】
次にシェーディング補正部１０３に入力され、色ごとに標準白色板２０６を読み取った際の有効信号を用いたシェーディング補正が施される。クロック発生部１２１は、１画素単位のクロックを発生する。また、主走査アドレスカウンタ１２２では、クロック発生部１２１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ１２３は、主走査アドレスカウンタ１２２からの主走査アドレスをデコードして、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のセンサ駆動信号や、カラーイメージセンサからの１ライン読み取り信号中の有効信号領域を示すＶＥ信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、主走査アドレスカウンタ１２２はライン同期信号ＨＳＹＮＣに基づいてクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００３７】
図９は、有効画像信号のレベル差（例えば、均一の濃度基準板を読み込んだとときのライン内での各画素信号のレベル差）をオフセットするシェーディング補正部１０４を説明する図である。簡単のため、ＲＧＢのうちのひとつのみ示している。また、図１０は、シェーディング補正部１０４の動作フローを示す図である。当該動作フローは制御手段としてのＣＰＵ１０５により制御される。
【００３８】
本実施の形態におけるシェーディング補正を行なうためのデータ採取動作にあっては、まず、画像を読み取るＪＯＢの指示を受けた場合（ステップＳ１０）、最初に光源を消す（ステップＳ１１）。光源が消灯され、開口部のフォトセンサ２０２４−１〜３には、光が入力されないようにしている状態で、画素ごとに黒基準（黒オフセットレベル）としての信号Ｂｋ（ｉ）を読み取り（ステップＳ１２）、画素ごとにラインメモリＡ１０４３に格納保存する（ステップＳ１３）。ここで格納される信号Ｂｋ（ｉ）は、入力される信号レベルを演算することで黒信号としての基準レベルへ補正するための信号レベルである。
【００３９】
次に、濃度基準板としての白基準板の位置にて、光源を点灯させる（ステップＳ１４）。光源が点灯されている状態で、白基準の信号ＷＨ（ｉ）を画素ごとに読み取る（ステップＳ１５）。
【００４０】
この信号ＷＨ（ｉ）に対して白シェーディング補正データに変換する（式１）のような演算を行って（ステップＳ１６）、その結果をラインメモリＢ１０４４に格納保存する（ステップＳ１７）。なお、ラインメモリＡ１０４３とラインメモリＢ１０４４とは、本実施の形態のように別の記憶媒体として形成されても、あるいは同一の記憶媒体として形成してもかまわない。
【００４１】
１／（ＷＨ（ｉ）−Ｂｋ（ｉ））・・・（式１）
実際の画像読取の際には、ラインメモリＡ、ラインメモリＢに保存されているデータを利用して、（式２）のような演算がリアルタイムでＣＩＳモジュール２０２から入力される有効画素信号ごとに行われ、シェーディング補正後のデータとして出力される。
【００４２】
【外１】

【００４３】
ここで信号ＩＮ（ｉ）は、ｉ番目の画素の入力信号、信号ＯＵＴ（ｉ）はｉ番目の画素の出力信号、信号Ｂｋ（ｉ）はラインメモリＡのｉ番目の画素の黒基準（黒オフセットレベル）である。そして、上述のとおり１／（ＷＨ（ｉ）―Ｂｋ（ｉ））は、ｉ番目の画素の白シェーディング補正データである。
【００４４】
なお、上述のように信号Ｂｋ（ｉ）が画素ごとにメモリＡ１０４３に格納保存される理由は以下のとおりである。すなわち、一般に、縮小光学系に比べてＣＩＳの場合には、▲１▼画素が大きいため黒のノイズが大きいこと、また、▲２▼複数のチップについてそれぞれオフセットの値が異なることなどから、画素ごとにオフセットレベルを補正する必要がある。したがって画素ごとの補正値を格納するだけのメモリが必要であるという特徴がある。一方、縮小光学系でのＣＣＤで前述の▲１▼▲２▼の理由がなければ、黒シェーディングにあっては、画素ごとの補正値を保存格納するのではなく、センサ単位（センサの１ラインの画素をＯＤＤとＥＶＥＮに分けて出力する場合には、ＯＤＤとＥＶＥＮごと）のオフセット補正のための補正値を格納保存し、当該補正値を使ってシェーディングを行なうことが一般である。
【００４５】
図１１はＣＩＳモジュール２０３から出力された信号を並び替えた後であるＲＧＢ信号のうち、１の信号のタイミングチャートを示す図である。
【００４６】
図５で説明したようにＣＩＳモジュールから出力された信号は、画像信号として、ライン同期信号ＨＳＹＮＣに対応して、まずはしばらくダミー信号が出力される。次に有効画素領域の信号が出力されることとなり、ｎ個のセンサチップの信号が、先頭チップから順番に、Ｃｈｉｐ１、Ｃｈｉｐ２、・・・、ＣｈｉｐＮのように出力される。本実施の形態では、Ｎは１６までである。またＣｈｉｐごとに４６８画素の画素を持ち、したがって、４６８×１６＝７４８８画素の有効画素の信号が出力される。そして、ＯＢ（光学的黒）画素信号が、Ｃｈｉｐ１（ＯＢ）、Ｃｈｉｐ２（ＯＢ）、・・・、ＣｈｉｐＮ（ＯＢ）の順番に各々、４画素づつ出力される。その後、再びダミー画素が出力される。
【００４７】
並び替えることによって、互いに異なる波長領域の光であるＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号系統（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）に出力する。これによりＲ，Ｇ，Ｂ交互に出力されていた信号（図５参照）について、絵の画像として成り立つ順番にする。また、ＯＢ信号についても各チップからの出力をまとめるよう並べ替えることで適切なクランプ期間を確保できるとともに、並び替え前には錯綜しており困難であった、OB画素のデータが容易にサンプリングできるようになり、各チップ間の熱変動を伴った経時基準信号の変動を捕らえることができる。
【００４８】
図１２は、黒オフセット変動補正部１０３を説明する図である。また、図１３は、黒オフセット変動補正部１０３などを利用した本実施の形態における黒オフセットレベルの補正動作を説明するフローチャートである。この黒オフセット変動補正部１０３などの動作は制御部ＣＰＵ１０８により制御される。
【００４９】
以下の説明は、１６個あるチップのうちＣｈｉｐ１から出力される信号について主として説明する。それ以外のＣｈｉｐから出力される信号についても同様だからである。
【００５０】
まず、図１０を用いて上述に説明したように、ジョブ（ＪＯＢ：たとえばオペレータの指示などに基づく画像読み取り動作）の最初に、第１のＯＢ信号として各チップのＯＢ画素部（遮光部）からの出力信号を読み取る（ステップＳ３０）。次に、ＡＤＦを使った流し読みにおける読み取りの紙間にて、第２のＯＢ信号として各チップのＯＢ画素部の出力信号を読み取る（ステップＳ３１）。これは、シェーディング補正部１０４、黒オフセット変動補正部１０３をスルーにして、つまりシェーディング補正部１０４、黒オフセット変動補正部１０３において信号補正を行なわずに、黒オフセットモニタ１０６を使用して行なうよう制御される。なお、シェーディング補正部１０４の前の信号を黒オフセット量モニタ部１０６でモニタにする場合には、上記のスルー処理は行なわずに済むであろう。
【００５１】
ここで黒オフセットモニタ１０６は後述するように加算平均値を保持する機能を持つ。すなわち制御手段ＣＰＵ１０６からこのデータにアクセスして（式３）の演算を行なう（ステップＳ３２）。
【００５２】
Ｃｈｉｐ１（ＯＢ（０））−Ｃｈｉｐ１（ＯＢ（ｋ））＝Ｃｈｉｐ１（Ｄ）
・・・（式３）
（式３）中のＣｈｉｐ１（ＯＢ（０））はジョブ開始時のＣｈｉｐ１のＯＢ画素データ、Ｃｈｉｐ１（ＯＢ（ｋ））はジョブの途中の紙間（複数原稿がある場合のその原稿読み取りと原稿読み取りとの時間的間）にて採取したＣｈｉｐ１のＯＢ画素のデータである。変数ｋは紙間の回数に対応する。また、Ｃｈｉｐ１（Ｄ）はそれらの差分である。なお上述のように他のチップからの出力信号についても同様に、Ｃｈｉｐ２（Ｄ）、Ｃｈｉｐ３（Ｄ）、・・・、ＣｈｉｐＮ（ＤＮ）としてオフセットレベルの補正用のデータが求められる。制御手段１０８により補正用のデータとしての補正値が、加減算設定部１０３７に書き込まれる。
【００５３】
以上の設定を紙間にて行なうのである。このように紙間で行なうのは、被写体としての紙と紙との読み取りの間に僅かながらの時間があり、当該時間を利用するためである。したがって、本実施の形態では紙間において上記設定を行なう構成としたが、これに限るものではなく、所定の時間に応じて上記設定を行なう構成にしても構わない。ただし、この場合、画像読み取り速度に影響が出る場合があるかもしれない。
【００５４】
さて、次の原稿２０２４−２が、ＡＤＦ２０３から供給されると、原稿の読み取り中、加減算値設置部１０３７は、信号ＨＳＹＮＣと信号ＶＣＬＫに応じて、黒オフセットレベルの変動を補正する。これは、図１０に示した有効画素中の各チップに対応する補正値を図１１に示したタイミングチャートに従って、ＲＧＢ各々のレジスタ１０３４、１０３５、１０３６にロードして、加算器１０３１、１０３２、１０３３を使用することで黒レベルオフセット変動の補正を行なう（ステップＳ３３）。上述の差分（ＣｈｉｐＮ（Ｄ））から黒オフセット変動補正回路１０３において、有効画素信号の黒オフセットレベルの変動を逐次補正するのである。これによりＪＯＢの最初の状態における黒オフセットレベルに各チップ単位（ＯＢは各チップに配設されているため）で、シェーディング補正部１０４でシェ−ディング補正されるのである（ステップＳ３４）。
【００５５】
このようにして、原稿２０４−１（数十枚）からの反射画像を数分にわたって読み取る場合においても、黒レベルにおけるオフセットの変動を抑制し、ＪＯＢの最初の状態、すなわちセンサのライン単位での基準信号レベルのズレが解消された最初のシェーディング補正直後の基準信号レベルを維持することができる。
【００５６】
特にマルチチップセンサなどの複数のチップにより構成され、複数のチャネルごとに信号が出力されるセンサを使用した場合には有効である。こういった場合、チップごとにオフセットレベルの経時変動が異なって現れるため、有効信号の基準レベルがチャネルごとに異なることになってしまい、結果読み取り画像に基準レベルの相違がスジとして表れることになるからである。本実施の形態の発明によれば、こうした読み取り画像のスジを極めて効率よく軽減できる。加えて、画像出力（画像入力）の生産性は維持されるのである。
【００５７】
別言すれば、ＣＩＳで縮小光学系と比して顕著になる黒のレベルが、徐々に変動してしまう問題が解決され、第一に画像の黒レベルの絶対レベル変動を効果的に抑制でき、第二に複数チップ間の黒レベルの変動量が不均一である場合においても、画像に複数チップの各々に相当する画像領域ごとに、輝度段差が発生してしまい視覚品質上著しい劣化をもたらす問題を解決できる。
【００５８】
これはＣＩＳでセンサから複数チャネルから出力される信号の並び替えを行なう場合には特に有効である。
【００５９】
また、前述のＣＩＳモジュール２０２はＲＧＢの３ラインセンサで構成したが、複数のチップで構成される１ラインセンサでも本実施の形態で説明した技術に有効な技術である。
【００６０】
上記のようにアナログプロセッサ１０１においてアナログ信号のオフセット変動補正を行なうのは次の理由からである。すなわち、前述のようにアナログプロセッサ自体も発熱をおこし、したがって、アナログプロセッサでのオフセットレベルの経時変動が起こるからである。このことは本実施形態のように複数チャネルを有する場合には信号量が多いのでなお一層顕著であるといえるかもしれない。
【００６１】
なお、本実施の形態では、図７に示された画像処理部１００により構成したが、これに限られるものはなく例えば、図１４に示された画像処理部１００Ａにより構成しても構わない。以下に本構成における実施の形態を説明するが、図１４においては、図７と同様のブロックについては同じ番号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
図１４に示された画像処理部１００Ａは、シェーディング補正部１０４への信号の入力に先立って各チャネルのＯＢ信号を黒オフセット量モニタ１０６で検出し、この検出したそれぞれのＯＢ信号に基づいてシェーディング補正を行なう構成である。言い換えれば格納手段としてのラインメモリＡとラインメモリＢとに格納されたＣＩＳモジュール２０２からの信号を遮光部であるＯＢ部から出力されるチャネルごとのＯＢ信号としてのＢｋ（ｉ）信号に基づいてそれぞれ補正した後、チャネルごとの有効信号としてのＩＮ（ｉ）信号をそれぞれ補正してＯＵＴ（ｉ）信号を出力するようＣＰＵ１０８が制御するのである。
【００６３】
次に、図１５を用いて図１４の画像処理部１００を用いた場合の動作フローについて説明する。なお、この動作フローは制御手段としてのＣＰＵ１０８によって制御されるものである。なお、上述の図１０に示された動作フローにしたがってラインメモリＡ、ラインメモリＢにそれぞれデータが保存される。その後図１５に示した動作フローによる。また、図中動作フローはチャネル１について記載したものであるが、ほかのチャネルからの出力も同様の動作フローとなる。
【００６４】
まず、第３のＯＢ信号として黒オフセットモニタ１０６によりチャネルごとのＯＢ信号がそれぞれ読み取られる（ステップＳ５１）。そのそれぞれの第３のＯＢ信号によりラインメモリＡ、ラインメモリＢにチャネルごとにそれぞれ保存されているデータＢｋ（ｉ）とデータ１／（ＷＨ（ｉ）−Ｂｋ（ｉ））を加減算補正する（ステップＳ５２）。その演算結果をチャネルごとにラインメモリＡ，Ｂに保存格納し（ステップＳ５３）、その後の画像読み取りにおいては、有効画像信号に対してラインメモリＡ，Ｂに保存格納されているデータを用いて上述のようなシェーディング補正を行なう（ステップＳ５４）。
【００６５】
上述のように図７に示された画像処理部１００以外に例えば図１４に示した画像処理部１００Ａで本実施の形態を構成しても構わない。なお、図１４に示した画像処理部１００Ａで構成した場合、シェーディング補正部１０４で記憶格納されているＣＩＳモジュール２０２が遮光された状態での出力信号を黒オフセット量モニタ１０６での検出結果において補正しなければならないので、図７に構成した画像処理部１００でのデータの記憶容量よりも大きくなければならない。
【００６６】
＜第２の実施の形態＞
図１６に基づいて、本発明の画像読み取り装置をシートフィード式の装置に適用した場合の一実施例について詳述する。
【００６７】
図１６は、本実施の形態における原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の概略図である。
【００６８】
５０１は、密着型のイメージセンサ（以下“ＣＩＳ”とも呼ぶ）であり、固体撮像素子５０２、セルフォックレンズ５０３、ＬＥＤアレイ５０４及びコンタクトガラス５０５から構成されている。
【００６９】
搬送ローラ５０６は、ＣＩＳ１の前後に配置されており、原稿を配置させるために使用される。コンタクトシート５０７は、原稿をＣＩＳ５０１に接触させる為に使用される。５１０は、制御回路であり、ＣＩＳ５０１からの信号の処理を行ない、第１の実施の形態での制御部１０８と同様の制御機能を有する。
【００７０】
原稿検知レバー５０８は、原稿が差し込まれたことを検知するためのレバーであり、原稿が差し込まれたことを検知すると、原稿検知レバー５０８が傾くことにより、原稿検知センサ５０９の出力が変化することにより、その状態を制御回路５１０内のＣＰＵに伝達することにより、原稿が差し込まれたと判断して、原稿搬送ローラ５０６駆動用モータ（図示せず）を駆動させることにより、原稿搬送を開始させ読み取り動作を行なう。
【００７１】
上記のような構成においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
＜その他の実施の形態＞
上述の各実施例の画像読取装置は、上述の各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）としての前述の制御手段１０８が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることはいうまでもない。
【００７３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。
【００７６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のチップを有する場合に生じやすい熱変動を伴った経時基準信号の変動を効率的に抑制することで良好な画像読み取りを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における実施例の複写機の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態におけるＣＩＳの断面を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるＣＩＳの構成を示す図である。
【図４】本実施の形態におけるＣＩＳの微視的構造を示す図である。
【図５】本実施の形態におけるＣＩＳモジュールからの信号読み出し動作を示す図である。
【図６】本実施の形態におけるＣＩＳの巨視的構造を示す図である。
【図７】本実施の形態における画像処理部１００を示す図である。
【図８】本実施の形態の並べ替えの構成を示す図である。
【図９】本実施の形態におけるシェーディング補正部１０４を示す図である。
【図１０】本実施の形態におけるシェーディング補正動作を示すフロー図である。
【図１１】本実施の形態におけるタイミングチャートを説明する図である。
【図１２】本実施の形態における黒オフセット変動補正部を説明する図である。
【図１３】本実施の形態におけるオフセットレベルの補正動作を示すフロー図である。
【図１４】本実施の形態における画像処理部１００Ａを示す図である。
【図１５】本実施の形態における画像処理部１００Ａで構成した場合の動作を示すフロー図である。
【図１６】本実施の形態におけるシートフィード式の装置を示す図である。
【符号の説明】
１００信号処理部
１０１アナログイメージプロセッサ部
１０２Ａ／Ｄコンバータ
１０３黒オフセット変動補正部
１０４シェーディング補正部
１０６黒オフセット量モニタ部
１０７画像処理部
１０８ＣＰＵ
１２１クロック発生部
１２２主走査アドレスカウンタ
１２３デコーダ
２００イメージスキャナ部
２０２ＣＩＳモジュール
２０３ＡＤＦ
２０４−１被写体としての原稿
２０４−２被写体としての原稿
２０５原稿台ガラス（プラテン）
２０６標準白色板
２０８流し読みガラス
２０９画像信号処理部
１０３１加算器
１０３２加算器
１０３３加算器
２０２１カバーガラス
２０２２照明光源
２０２３等倍結像レンズ
２０２４カラーラインセンサ
２０２４−１開口部
２０２４−２開口部
２０２４−３開口部
２０２４−４電荷転送部
２０２４−５出力アンプ
２０２４−６基板
２０２５基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an image reading device. In place Related.
[0002]
[Prior art]
Due to advances in semiconductor processes and production technology in recent years, contact image sensors (CIS: Contact Image Sensor) are used in consumer scanners because of their low cost and low light source. .
[0003]
A recent consumer scanner has a main scanning period of about 10 to 20 ms, whereas an image reading apparatus called a so-called copying machine has a seed scanning period of about 300 μs, which is about two digits faster.
[0004]
Here, when using CIS in a two-digit high-speed image reading device, the black offset level due to the temperature rise of the sensor chip (corrected to the reference level as the black signal by calculating the input signal level) Therefore, the fluctuation of the signal level can be offset (offset) between the input signals. Specifically, in a continuous document reading mode of up to about 50 sheets using an automatic document feeder (ADF), the level difference of the effective image signal (for example, when a uniform density reference plate is read) The shading correction for offsetting the level difference of each pixel signal in the line sensor is performed only once at the beginning of a job (for example, an image reading operation based on an operator's instruction or the like). This is because if the shading correction is performed for each original, the productivity of copying decreases. In addition, for example, due to the recent demand for low power consumption, when scanning is not performed, power is not supplied to the CIS. After power is supplied immediately before scanning, several tens of originals may be copied continuously.
[0005]
In such a case, the temperature of the sensor chip or the analog processor rises rapidly for the first minute from the cold state, and then gradually rises, so that the black offset level changes. Further, in addition to the self-heating of the sensor chip and the analog processor, for example, when an Xe lamp or the like is used as a document illumination light source, this also becomes a heat source, and fluctuations are emphasized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the following problems occur in the conventional technique. That is, for example, when it takes 3 minutes from the start of reading the first sheet to the end of reading the 50th sheet for continuous reading of the 50 sheets on the ADF, at the time of reading the first sheet and at the time of reading the 50th sheet Then, the black offset level changes significantly.
[0007]
This is more serious when a so-called multichip sensor having a plurality of sensor chips is used. That is, due to individual differences between sensor chips, the amount of variation in the black offset level is non-uniform among a plurality of chips. Therefore, the reference level as a black signal is different among a plurality of channels, and a difference in luminance level is generated for each image region corresponding to each channel, resulting in a significant deterioration in image quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the image reading apparatus according to claim 1 comprises: A light source for irradiating light on the subject; a plurality of chips each having a light receiving unit capable of receiving light from the subject and a light shielding unit shielded; and the first signal output from the light receiving unit and the light shielding unit Imaging means for outputting each of the second signals output from each of the chips, and the first and second signals so as to combine the second signals output from the imaging means for each of the chips. Rearrangement means for rearranging, and signal correction means for correcting a signal level of the first signal rearranged by the rearrangement means in a state where the light source is turned on, the signal correction means Based on the first signal when the light source is turned off, the second signal when the light source is turned off, and the second signal when the light source is turned on. Te, corrects the signal level of the first signal in a state that turns on the light source It is characterized by.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, an image scanner unit 200 reads a document as a subject and performs digital signal processing. The printer unit 300 prints out an image corresponding to the original image read by the image scanner unit 200 in full color on paper.
[0015]
The CIS module 202 used in this embodiment will be described with reference to FIG.
[0016]
This figure is a cross-sectional view of the CIS module 202 whose longitudinal direction is the main scanning direction, with the main scanning direction cut in a circle. As shown in the figure, the CIS module 202 is configured as follows. That is, a cover glass 2021, an illumination light source 2022 made of LED (Light Emitting Diode), a 1 × imaging lens 2023 made of Selfoc lens, and a color line sensor 2024 are mounted on a substrate 2025, and these are mounted on a mold 2026. The integrated CIS module 202 is configured by being attached. FIG. 3 is a diagram of the configuration of FIG. 2 viewed from an oblique direction.
[0017]
FIG. 4 is an enlarged view of a microscopic portion of the color line sensor 2024 of the CIS module 202. In the figure, 2024-1 is a light receiving element array (photosensor) for reading red light (R), and 2024-2 and 2024-3 are green light (G) and blue light (B), respectively. It is a light receiving element array for reading a wavelength component. Therefore, an R filter that transmits the R wavelength component of visible light is disposed on the R photosensor 2024-1. Similarly, a G filter is disposed on the G color photosensor 2024-2, and a B filter is disposed on the B color photosensor 2024-2.
[0018]
Here, each rectangle of R, G, and B represents a reading pixel in an effective region that outputs an effective pixel signal by receiving light in a light receiving unit as a light receiving unit. Since this is a CIS module for 600 dpi (dpi: dots per inch) equal magnification reading, the size of one pixel is 42 × 42 μm 2.
[0019]
The three light receiving element arrays having different optical characteristics are monolithic on the same silicon chip so that the R, G, and B sensors are arranged in parallel with each other so as to read the same line of the document. Take the structure. This is composed of reading aperture pixels 2024-1, 2024-2, and 2024-3 made of photodiodes in which RGB three primary color filters are formed, and three reading lines each for R, G, and B are 1 in the sub-scanning direction. A line of read pixels is formed at an interval of 42 μm pixels. The pixel pitch in the main scanning direction is also configured at 42 μm intervals. The photodiode photosensor in the opening generates charges corresponding to the amount of incident light during the accumulation time.
[0020]
In the charge transfer unit 2024-4, charge is transferred as follows. That is, by applying a shift pulse at the head timing of one line, charges move from the opening pixels 2024-1, 2024-2, and 2024-3 to the charge transfer unit 2024-4. Further, the charges transferred to the charge transfer unit 2024-4 are transferred in the order of GBRGBR... (That is, signals accumulated in the opening pixels 2024-1, 2024-2, and 2024-3 at the reception timing of the transfer clock. Are alternately transferred to the output amplifier unit 2024-5 in a time-sharing manner. After the electric charge is converted into voltage by the output amplifier unit 2024-5, signals are output in the order of GBRGBR as voltage output. Further, a so-called optical black (OB) portion that is shielded from light by a pixel (not shown) and outputs a reference signal for offset described later is formed for each chip.
[0021]
FIG. 5 shows output signals OS1 to OS16 from the CIS module 202 having the color line sensor 2024 described above.
[0022]
FIG. 6 is a macroscopic view of the color line sensor 2024 with respect to FIG. On the substrate 2024-6, 16 CCD chips as sensor chips are mounted on a straight line. Since signals are output from the respective chips, signals of 16 ch (ch: Channel) are read simultaneously or sequentially corresponding to the respective chips. As described above, each chip has an OB portion. In this embodiment, a channel is provided for each chip. Therefore, the OB signal and the effective pixel signal can be separately output from the 16 channels for each channel.
[0023]
The 16-channel signal is subjected to gain offset adjustment by the analog signal processing unit 101 and then converted to a digital signal by the A / D converter 102.
[0024]
Here, in the image scanner unit 200, as shown in FIG. 1, the original 2024-1 placed on the original platen glass (platen) 205 by the ADF original pressure plate 203 is stored in the CIS module 202 shown in FIG. The light from the illumination light source 2022 is irradiated. The reflected light from the original 204-1 forms an image on the color line sensor 2024 through the lens 2023.
[0025]
Further, by moving the CIS 204 to the position of the flow reading glass 208, it is possible to continuously supply and read a document from the ADF 203.
[0026]
The color line sensor 2024 color-separates the light information from the document, thereby reading the red (R), green (G), and blue (B) components of the full color information, and then sending them to the signal processing unit 100. Each line sensor column that reads a signal corresponding to each color component of the color line sensor 2024 is composed of 7500 pixels. As a result, the shortest direction 297 mm of the A3 size document, which is the maximum size among the documents placed on the platen glass 205, is read at a resolution of 600 dpi.
[0027]
The CIS module 202 is mechanically moved at a speed V in a direction (hereinafter referred to as a sub-scanning direction) perpendicular to its electrical scanning direction (hereinafter referred to as a main scanning direction). Scan the entire surface.
[0028]
By reading the reflected light on the standard white plate 206 as a density reference, correction data for the read data by the R, G, B sensors 2024-1 to 2024-3 formed on the color line sensor is generated. The standard white plate 206 exhibits a substantially uniform reflection characteristic with visible light, and has a white color when visible. In the present embodiment, the standard white plate 206 is used to correct output data from the R, G, B sensors 2024-1 to 2024-3.
[0029]
The image signal processing unit 209 electrically processes the read signal and decomposes it into magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) components. Send to part 200. Further, in the present embodiment, one copy of M, C, Y, and Bk is sent to the printer unit 300 for one document scan (scan) in the image scanner unit 201 to complete a copy printout.
[0030]
In the printer unit 300, M, C, Y, and Bk image signals from the image scanner unit 301 are sent to the laser driver 312. The laser driver 312 modulates and drives the semiconductor laser 313 according to the image signal. The laser light scans on the photosensitive drum 317 via the polygon mirror 314, the f-θ lens 315, and the mirror 316.
[0031]
The developing unit includes a magenta developing unit 319, a cyan developing unit 320, a yellow developing unit 321 and a black developing unit 322. These four developing units are alternately in contact with the photosensitive drum 317 and formed on the photosensitive drum 317. The electrostatic latent images of M, C, Y, and Bk are developed with corresponding toners. The transfer drum 323 winds the paper fed from the paper cassette 324 or the paper cassette 325 around the transfer drum 323, and transfers the toner image developed on the photosensitive drum 317 to the paper.
[0032]
In this way, after the toner images for the four colors M, C, Y, and Bk are sequentially transferred, the paper is discharged through the fixing unit 326.
[0033]
Next, the image signal processing unit 100 will be described.
[0034]
FIG. 7 is a block diagram showing the flow of image signals in the image signal processing unit 100 of the image scanner unit 200 according to the present embodiment. Each block is controlled by a CPU 108 as a control means (CPU: central processing unit). Specifically, as shown in the figure, the image signal output from the CIS module 202 is input to the analog signal processing unit 101, where gain adjustment and offset adjustment (cancellation of the signal level difference of the analog signal by a clamp circuit or the like) ), The A / D converter 102 converts each color signal into 10-bit digital image signals R1, G1, and B1. At this time, a signal output from the CIS module (a signal output in an alternating order of signals accumulated in the aperture pixels 2024-1, 2024-2, and 2024-3 as described in FIG. 4 above) Are rearranged into R, G, and B outputs by the function of the rearrangement unit in the analog signal processing unit 101 and then input to the A / D conversion unit 102. By this rearrangement, R1, G1, and B1 are generated as in an image signal shown in FIG.
[0035]
FIG. 8 illustrates a signal rearrangement configuration. That is, the signals OS1 to OS16 of Chip1 to ChipN output from the CIS module 202 are input to the analog signal processing unit 101 and converted into digital signals by the A / D conversion unit 102. Then, the rearrangement unit 105 generates R1, G1, and B1 as in an image signal in FIG. R0, G0, B0 and R1, G1, B1 are different from each other in that they are analog signals and digital signals.
[0036]
Next, it is input to the shading correction unit 103 and subjected to shading correction using an effective signal when the standard white plate 206 is read for each color. The clock generator 121 generates a clock for each pixel. The main scanning address counter 122 counts the clocks from the clock generator 121 and generates a one-line pixel address output. The decoder 123 decodes the main scanning address from the main scanning address counter 122, and an effective signal area in a line-unit sensor drive signal such as a shift pulse or a reset pulse, or a one-line reading signal from the color image sensor. The VE signal and the line synchronization signal HSYNC are generated. The main scanning address counter 122 is cleared based on the line synchronization signal HSYNC, and starts counting the main scanning address of the next line.
[0037]
FIG. 9 is a diagram for explaining the shading correction unit 104 for offsetting the level difference between effective image signals (for example, the level difference between pixel signals in a line when a uniform density reference plate is read). For simplicity, only one of RGB is shown. FIG. 10 is a diagram illustrating an operation flow of the shading correction unit 104. The operation flow is controlled by the CPU 105 as control means.
[0038]
In the data sampling operation for performing shading correction in the present embodiment, first, an instruction of JOB for reading an image is received. The In the case (step S10), the light source is turned off first (step S11). The signal Bk (i) as a black reference (black offset level) is read for each pixel in a state where the light source is turned off and no light is input to the photosensors 2024-1 to 2024-1 in the openings (steps). In step S13, each pixel is stored and saved in the line memory A1043 (step S13). The signal Bk (i) stored here is a signal level for correcting the input signal level to a reference level as a black signal.
[0039]
Next, the light source is turned on at the position of the white reference plate as the density reference plate (step S14). With the light source turned on, the white reference signal WH (i) is read for each pixel (step S15).
[0040]
The signal WH (i) is converted into white shading correction data (Formula 1) (Step S16), and the result is stored and saved in the line memory B1044 (Step S17). Note that the line memory A 1043 and the line memory B 1044 may be formed as separate storage media as in the present embodiment, or may be formed as the same storage medium.
[0041]
1 / (WH (i) -Bk (i)) (Formula 1)
In actual image reading, using the data stored in the line memory A and the line memory B, an operation such as (Equation 2) is performed for each effective pixel signal input from the CIS module 202 in real time. And is output as data after shading correction.
[0042]
[Outside 1]

[0043]
Here, the signal IN (i) is an input signal of the i-th pixel, the signal OUT (i) is an output signal of the i-th pixel, and the signal Bk (i) is a black reference (black) of the i-th pixel of the line memory A. Offset level). As described above, 1 / (WH (i) −Bk (i)) is the white shading correction data of the i-th pixel.
[0044]
Note that the reason why the signal Bk (i) is stored and stored in the memory A 1043 for each pixel as described above is as follows. That is, in general, in the case of CIS as compared with the reduction optical system, (1) since the pixel is large, black noise is large, and (2) the offset value is different for each of a plurality of chips. It is necessary to correct the offset level every time. Therefore, there is a feature that a memory for storing correction values for each pixel is necessary. On the other hand, if there is no reason for {circle around (1)} {2} in the CCD in the reduction optical system, the correction value for each pixel is not stored and stored in black shading, but instead of storing and storing the correction value for each pixel. When the pixel is output separately for ODD and EVEN, the correction value for offset correction (for ODD and EVEN) is generally stored and stored, and shading is performed using the correction value.
[0045]
FIG. 11 shows signals output from the CIS module 203. The It is a figure which shows the timing chart of 1 signal among the RGB signals after rearrangement.
[0046]
As described with reference to FIG. 5, the signal output from the CIS module first outputs a dummy signal as an image signal for a while corresponding to the line synchronization signal HSYNC. Next, the signal of the effective pixel region is output, and the signals of the n sensor chips are output in order from the first chip, such as Chip1, Chip2,..., ChipN. In the present embodiment, N is up to 16. Each chip has 468 pixels, and therefore, a signal of effective pixels of 468 × 16 = 7488 pixels is output. Then, an OB (optical black) pixel signal is output for each of four pixels in the order of Chip 1 (OB), Chip 2 (OB),..., Chip N (OB). Thereafter, the dummy pixel is output again.
[0047]
By rearranging, the signals are output to the respective signal systems (R1, G1, B1) of R, G, B, which are light in different wavelength regions. As a result, the signals (see FIG. 5) that have been output alternately between R, G, and B are arranged in the order that they are formed as picture images. In addition, the OB signals can be rearranged so that the outputs from the chips are rearranged, so that an appropriate clamping period can be secured, and the data of the OB pixels, which has been complicated and difficult before the rearrangement, can be easily sampled. As a result, it is possible to capture the variation of the temporal reference signal accompanied by the thermal variation between the chips.
[0048]
FIG. 12 is a diagram for explaining the black offset fluctuation correction unit 103. FIG. 13 is a flowchart for explaining the black offset level correction operation in the present embodiment using the black offset fluctuation correction unit 103 and the like. The operations of the black offset fluctuation correction unit 103 and the like are controlled by the control unit CPU.
[0049]
In the following description, signals output from Chip 1 among the 16 chips will be mainly described. This is because the same applies to signals output from other chips.
[0050]
First, as described above with reference to FIG. 10, at the beginning of a job (JOB: image reading operation based on, for example, an operator's instruction), an OB pixel portion (light shielding portion) of each chip is used as a first OB signal. Is read (step S30). Next, the output signal of the OB pixel portion of each chip is read as the second OB signal between the reading sheets in the flow reading using the ADF (step S31). This is controlled so that the shading correction unit 104 and the black offset fluctuation correction unit 103 are through, that is, the signal is not corrected in the shading correction unit 104 and the black offset fluctuation correction unit 103, and the black offset monitor 106 is used. Is done. When the signal before the shading correction unit 104 is monitored by the black offset amount monitoring unit 106, the above through process may not be performed.
[0051]
Here, the black offset monitor 106 has a function of holding an addition average value as described later. That is, this data is accessed from the control means CPU 106 and the calculation of (Equation 3) is performed (step S32).
[0052]
Chip1 (OB (0))-Chip1 (OB (k)) = Chip1 (D)
... (Formula 3)
Chip1 (OB (0)) in (Equation 3) is the OB pixel data of Chip1 at the start of the job, and Chip1 (OB (k)) is the interval between the sheets in the job (the reading of the original when there are multiple originals and the original The data of the OB pixel of Chip 1 collected during the time from reading). The variable k corresponds to the number of times between sheets. Chip1 (D) is the difference between them. Similarly, as described above, offset level correction data is obtained as Chip 2 (D), Chip 3 (D),..., Chip N (DN) for output signals from other chips. A correction value as correction data is written into the addition / subtraction setting unit 1037 by the control means 108.
[0053]
The above setting is performed between sheets. The reason for performing between the sheets in this way is that there is a slight time between the reading of the paper as the subject and the time is used. Therefore, in the present embodiment, the above setting is performed between sheets, but the present invention is not limited to this, and the above setting may be performed according to a predetermined time. However, in this case, the image reading speed may be affected.
[0054]
When the next original 2024-2 is supplied from the ADF 203, the addition / subtraction value setting unit 1037 corrects the fluctuation of the black offset level in accordance with the signal HSYNC and the signal VCLK during reading of the original. This is a correction value corresponding to each chip in the effective pixel shown in FIG. 11 In accordance with the timing chart shown in FIG. 5, the RGB level registers 1034, 1035, and 1036 are loaded, and the

adders

1031, 1032, and 1033 are used to correct the black level offset fluctuation (step S33). The black offset fluctuation correction circuit 103 sequentially corrects the black offset level fluctuation of the effective pixel signal from the above-described difference (ChipN (D)). As a result, the shading correction is performed by the shading correction unit 104 at the black offset level in the initial state of JOB in units of chips (since OB is arranged in each chip) (step S34).
[0055]
In this way, even when the reflected image from the original 204-1 (several dozen sheets) is read for several minutes, the fluctuation of the offset at the black level is suppressed, and the initial state of the JOB, that is, the sensor line unit. It is possible to maintain the reference signal level immediately after the first shading correction in which the deviation of the reference signal level is eliminated.
[0056]
This is particularly effective when a sensor configured by a plurality of chips such as a multi-chip sensor and outputting a signal for each of a plurality of channels is used. In such a case, since the temporal variation of the offset level varies from chip to chip, the reference level of the effective signal varies from channel to channel, and the difference in the reference level appears as a streak in the read image. Because. According to the invention of the present embodiment, such a streak of the read image can be reduced extremely efficiently. In addition, the productivity of image output (image input) is maintained.
[0057]
In other words, the problem that the black level that becomes conspicuous in the CIS as compared with the reduction optical system fluctuates gradually is solved. First, the absolute level fluctuation of the black level of the image can be effectively suppressed. Second, even when the amount of variation in the black level between the plurality of chips is non-uniform, a luminance step is generated in the image for each image area corresponding to each of the plurality of chips, resulting in a significant deterioration in visual quality. Can solve the problem.
[0058]
This is particularly effective when rearranging signals output from a plurality of channels from a sensor in CIS.
[0059]
Further, although the CIS module 202 described above is composed of RGB three-line sensors, a one-line sensor composed of a plurality of chips is an effective technique for the technique described in the present embodiment.
[0060]
The reason why the analog processor 101 performs the offset fluctuation correction of the analog signal as described above is as follows. That is, as described above, the analog processor itself also generates heat, and therefore the offset level of the analog processor varies with time. This may be even more noticeable when there are a plurality of channels as in this embodiment, since the amount of signal is large.
[0061]
In the present embodiment, the image processing unit 100 shown in FIG. 7 is used. However, the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 100A shown in FIG. 14 may be used. In the following, an embodiment of this configuration will be described. In FIG. 14, the same blocks as those in FIG.
[0062]
The image processing unit 100A shown in FIG. 14 detects the OB signal of each channel by the black offset amount monitor 106 prior to the input of the signal to the shading correction unit 104, and performs shading based on each detected OB signal. This is a configuration for performing correction. In other words, the signal from the CIS module 202 stored in the line memory A and the line memory B as storage means is based on the Bk (i) signal as the OB signal for each channel output from the OB unit which is a light shielding unit. After each correction, the CPU 108 controls to correct the IN (i) signal as an effective signal for each channel and output the OUT (i) signal.
[0063]
Next, an operation flow when the image processing unit 100 of FIG. 14 is used will be described with reference to FIG. This operation flow is controlled by the CPU 108 as control means. Note that data is stored in the line memory A and the line memory B in accordance with the operation flow shown in FIG. Thereafter, the operation flow shown in FIG. 15 is followed. In addition, although the operation flow in the figure is described for channel 1, the output from other channels is the same operation flow.
[0064]
First, an OB signal for each channel is generated by the black offset monitor 106 as a third OB signal. Reading (Step S51). The data Bk (i) and data 1 / (WH (i) −Bk (i)) stored for each channel in the line memory A and the line memory B are added / subtracted and corrected by the respective third OB signals ( Step S52). The calculation result is stored and stored in the line memories A and B for each channel (step S53). In the subsequent image reading, the data stored in the line memories A and B for the effective image signal is used to store the calculation results. Such shading correction is performed (step S54).
[0065]
As described above, this embodiment may be configured by the image processing unit 100A shown in FIG. 14, for example, in addition to the image processing unit 100 shown in FIG. When the image processing unit 100A shown in FIG. 14 is used, the output signal when the CIS module 202 stored and stored in the shading correction unit 104 is shielded from light is corrected in the detection result of the black offset amount monitor 106. Therefore, it must be larger than the data storage capacity of the image processing unit 100 configured in FIG.
[0066]
<Second Embodiment>
Based on FIG. 16, an embodiment in which the image reading apparatus of the present invention is applied to a sheet feed type apparatus will be described in detail.
[0067]
FIG. 16 is a schematic diagram of a document image reading apparatus that reads a document image in the present embodiment.
[0068]
Reference numeral 501 denotes a contact image sensor (hereinafter also referred to as “CIS”), which includes a solid-state image sensor 502, a selfoc lens 503, an LED array 504, and a contact glass 505.
[0069]
The transport rollers 506 are disposed before and after the CIS 1 and are used for placing a document. The contact sheet 507 is used for bringing a document into contact with the CIS 501. Reference numeral 510 denotes a control circuit, which processes a signal from the CIS 501 and has a control function similar to that of the control unit 108 in the first embodiment.
[0070]
The document detection lever 508 is a lever for detecting that a document has been inserted. When the document detection lever 508 detects that a document has been inserted, the output of the document detection sensor 509 changes due to the inclination of the document detection lever 508. Thus, the state is transmitted to the CPU in the control circuit 510, and it is determined that the document is inserted, and the document transport roller 506 driving motor (not shown) is driven to start the document transport and read. Perform the action.
[0071]
Even in the configuration as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0072]
<Other embodiments>
The image reading apparatus of each of the above-described embodiments supplies a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to the system or apparatus, and the computer of the system or apparatus (or CPU or MPU). Needless to say, this can also be achieved by the above-described control means 108 reading and executing the program code stored in the storage medium.
[0073]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0074]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0075]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) operating on the computer based on an instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and by the processing is included.
[0076]
Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion board is based on the instruction of the program code. Needless to say, the CPU of the function expansion unit or the like performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of Chip If you have Prone to occur A good image reading can be performed by efficiently suppressing the fluctuation of the temporal reference signal accompanied by the thermal fluctuation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a copier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a CIS in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a CIS in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a microscopic structure of CIS in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a signal reading operation from the CIS module in the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a macroscopic structure of CIS in the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing an image processing unit 100 according to the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of rearrangement according to the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a shading correction unit 104 in the present embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a shading correction operation in the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a timing chart in the present embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a black offset fluctuation correction unit in the present embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing an offset level correction operation in the present embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an image processing unit 100A in the present embodiment.
FIG. 15 is a flowchart showing an operation when the image processing unit 100A according to the present embodiment is configured.
FIG. 16 is a diagram showing a sheet feed type apparatus according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
100 Signal processor
101 Analog image processor
102 A / D converter
103 Black offset fluctuation correction unit
104 Shading correction unit
106 Black offset monitor
107 Image processing unit
108 CPU
121 Clock generator
122 Main scanning address counter
123 decoder
200 Image scanner section
202 CIS module
203 ADF
204-1 Manuscript as subject
204-2 Manuscript as subject
205 Platen glass (platen)
206 Standard white plate
208 Flow-reading glass
209 Image signal processor
1031 Adder
1032 Adder
1033 Adder
2021 Cover glass
2022 Illumination light source
2023 1x imaging lens
2024 color line sensor
2024-1 opening
2024-2 Opening
2024-3 opening
2024-4 Charge transfer unit
2024-5 Output amplifier
2024-6 substrate
2025 substrate

Claims

A light source that illuminates the subject,
Comprising a plurality of chips each having a light shielding portion which is shielded and capable of receiving light receiving portion of light from the Utsushitai, second output from the first signal and the light shielding portion output from the light receiving portion Imaging means for outputting a signal for each of the chips ,
Reordering means for reordering the first and second signals so that the second signals output from the imaging means for each chip are collected;
Signal correcting means for correcting the signal level of the first signal rearranged by the rearranging means in a state where the light source is turned on ;
Have
The signal correction means includes the first signal when the light source is turned off, the second signal when the light source is turned off, and the second signal when the light source is turned on. An image reading apparatus that corrects the signal level of the first signal in a state where the light source is turned on based on the signal .

The image reading apparatus according to claim 1, wherein the signal correction unit corrects an offset level of the first signal.

In the case where a plurality of document images are read by the imaging unit and a moving unit that relatively moves the document as the subject and the imaging unit, the signal correction unit is configured to perform the second correction between the plurality of documents. The image reading apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control the first signal to be corrected based on the signal.

Has a conversion means for converting the analog signal output from the imaging means into a digital signal, said signal correction means according to claim 1, characterized in that to correct the digital signal converted by said converting means Image reading device.