JP4334372B2 - Image reading apparatus, image forming apparatus, and image reading method - Google Patents
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Description
本発明は、画像読取素子としてイメージセンサを用いる画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus, an image forming apparatus, and an image reading method using an image sensor as an image reading element.
従来、イメージスキャナ単体の他、デジタル複写機やファクシミリなどに利用されている画像読取装置で使用されているCCDリニアイメージセンサでは、ODD/EVEN出力というように奇数/偶数画素番目で出力を交互に振り分けることが行われている。即ち、ODD/EVEN2チャンネル出力イメージセンサ及びアナログ信号処理回路を備え、奇数/偶数番目に各々イメージセンサから出力されるアナログ画像信号をそのまま独立して並列処理することにより、読取速度の高速化が図られている。 Conventionally, in CCD linear image sensors used in image reading devices used in digital copying machines, facsimiles, etc. in addition to a single image scanner, output is alternately performed at odd / even pixel numbers such as ODD / EVEN output. Sorting is done. In other words, an ODD / EVEN two-channel output image sensor and an analog signal processing circuit are provided, and analog image signals output from the image sensors are odd-numbered / even-numbered independently and processed in parallel independently, thereby increasing the reading speed. It has been.
しかしながら、現在では従来以上に読取速度の速い画像読取装置の要望が高まっており、このようなODD/EVEN2チャンネル出力イメージセンサでは達成できない読取速度の実現が必要となっている。 However, at present, there is an increasing demand for an image reading apparatus having a higher reading speed than before, and it is necessary to realize a reading speed that cannot be achieved by such an ODD / EVEN 2-channel output image sensor.
このようなことから、最近では、ODD/EVEN2チャンネル出力イメージセンサの2倍の読取速度を実現できるセンサとして、ODD/EVENの分離読出しに加えて、受光素子列を主走査方向の中央で左右に2分割して前半部(First)と後半部(Last)とに分けて、全体で4分割することにより、画素周波数を1/4にする構造、いわゆる4チャンネル出力イメージセンサ(FL型イメージセンサ)が提案されている(例えば、特許文献1,2等参照)。
For this reason, recently, as a sensor capable of realizing a reading speed twice as high as that of an ODD / EVEN 2-channel output image sensor, in addition to the ODD / EVEN separate reading, the light receiving element array is shifted left and right at the center in the main scanning direction. Dividing into two parts, the first half (First) and the second half (Last), and dividing the whole into four parts to make the
このような4チャンネル出力イメージセンサを用いた画像読取装置では、合計4チャンネルの出力信号の各々のわずかなリニアリティ特性の差により、左右の読取信号にレベル差が生じ、そのため、左右の分割位置を境に、左右で読取信号レベルに段差が発生してしまう。ここに、従来のODD/EVEN2チャンネル出力イメージセンサのような場合であれば、ODD/EVENで信号レベル差が発生しても再現される画像上では非常に細かな繰返しパターンがわずかに画像に加わるだけであるが、左右分割位置を境に読取信号レベルに段差が発生した場合、わずかな信号段差であっても非常に目立つものとなってしまう。 In an image reading apparatus using such a 4-channel output image sensor, a level difference occurs between the left and right read signals due to a slight difference in linearity characteristics of each of the output signals of a total of 4 channels. At the border, there will be a step in the read signal level on the left and right. Here, in the case of a conventional ODD / EVEN two-channel output image sensor, even if a signal level difference occurs in ODD / EVEN, a very fine repeated pattern is slightly added to the reproduced image. However, when a step occurs in the read signal level at the left and right division positions, even a slight signal step becomes very conspicuous.
そこで、特許文献1では、プリンタ部から出力したテストパターンを画像読取装置で読取り、その値に基づいてガンマ変換することにより補正を行うようにしている。即ち、4チャンネル出力CCDを用いた際、補正の調整を明確にした左右補正回路を用いて補正を行い、CCDデバイスの違いによる左右のCCD特性の差のばらつきを無くし、機体間の左右の濃度差のない安定した画像濃度を再現するため、階調パターン読み出しモードにおいて、画像処理ASICの階調パターン読み出し処理で、各階調データをスキャナ部の走査によって複数画素部の画像データを読み出して平均値を求め、基本部CPUが、読み取った4チャンネル出力CCDの左側に相当する画像データを右側に相当する画像データとの差により補正処理計算を行い、計算された補正データを左右補正回路の左右補正テーブルに設定するようにしている。
Therefore, in
しかし、この特許文献1方式の補正にはプリンタ部のアウトプットが必須であり、単独の画像読取装置にはこの方式を適用することができない。また、基準となる原稿を予め用意しておけば良いのであるが、今問題にしているのが僅かな信号段差であるので、原稿の僅かな汚れとか傷が画像読取装置の特性を逆に悪くしてしまう可能性がある。また、特許文献1では補正データを更新する(提案発明を実行する)間隔について明記されていないが、この間隔が広がると画像読取装置の特性変化があった場合に補正データがマッチせず、逆に信号段差が目立つ方向に変換されることも有り得る。
However, the output of the printer unit is indispensable for the correction of the method of
ここで、左右(前半部、後半部)の読取信号にレベル差が生じる原因として、CCD出力波形のサンプリングポイントの違いが挙げられる。理想的なCCD出力は図18の実線に示すように徐々に一定値に向かう波形であるが、実際には、破線で示すようなアンダシュート或いは一点鎖線で示すようなオーバシュートなどでリバウンドした後に収束に向かう波形であったりする。非常に高速駆動の場合、規定の出力期間内に一定値に収束しない場合もある。また、複数の出力端子間の波形を比較すると、リバウンド波形でない場合でも収束割合が微妙に異なっていることが多い。この波形の違いはCCDを駆動するクロックの入力タイミング、入力波形などによって左右されるものであり、同一CCDパッケージの複数端子で見た場合でも、全出力が同じ波形にならないのが一般的である。 Here, as a cause of the level difference between the left and right (first half, second half) read signals, there is a difference in sampling points of the CCD output waveform. The ideal CCD output is a waveform that gradually approaches a constant value as shown by the solid line in FIG. 18, but actually, after rebounding with an undershoot as shown by a broken line or an overshoot as shown by a one-dot chain line. It may be a waveform toward convergence. In the case of very high speed driving, there is a case where it does not converge to a constant value within a specified output period. Further, when comparing waveforms between a plurality of output terminals, the convergence ratio is often slightly different even when the rebound waveform is not used. This difference in waveform depends on the input timing of the clock for driving the CCD, the input waveform, etc., and even when viewed at multiple terminals of the same CCD package, it is common that all outputs do not have the same waveform. .
破線、一点鎖線のようなCCD出力波形に対して、収束した後(図18中のA)にサンプリングを行えば問題ないが、実際にはサンプリングタイミングのズレなどがあって収束前のポイント(図18中のBなど)でサンプリングを行ってしまう場合もある。CCDは基本的に受光量に比例した電圧を出力するものであるが、収束前のポイントでは正確に比例した電圧を得ることができない。その結果、上述したようなリニアリティ差が発生し、前半部・後半部分割式CCDであれば、左右(前半・後半)で読取信号レベル段差が発生してしまうことになる。 There is no problem if sampling is performed after convergence (A in FIG. 18) with respect to the CCD output waveform such as a broken line or a one-dot chain line. In some cases, sampling is performed at B in FIG. The CCD basically outputs a voltage proportional to the amount of received light, but cannot accurately obtain a voltage at a point before convergence. As a result, the linearity difference as described above occurs, and in the case of the first half / second half divided CCD, a difference in read signal level between the left and right (first half / second half) occurs.
本発明の目的は、高速読取り時の出力信号歪による出力値のリニアリティのばらつきを補正し、高品質の画像が得られるようにすることである。 An object of the present invention is to correct variations in output value linearity due to output signal distortion during high-speed reading so that a high-quality image can be obtained.
請求項1記載の発明の画像読取装置は、光画像情報を受光しその受光量に応じたアナログ画像信号を出力するイメージセンサと、前記アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器と、変換された前記デジタル画像データをリニアリティ補正データにより適正データに補正する補正手段と、前記イメージセンサの駆動周波数を第1の周波数と、第1の周波数よりも遅く、かつ、前記イメージセンサの出力するアナログ信号と前記光画像情報との関係がリニアとなる第2の周波数に変更する手段と、前記イメージセンサの駆動周波数を前記第1の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルが前記イメージセンサの駆動周波数を前記第2の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルになるように関連付けた前記リニアリティ補正データを前記補正手段に設定する手段と、を備える。 An image reading apparatus according to a first aspect of the present invention includes an image sensor that receives optical image information and outputs an analog image signal corresponding to the received light amount, and an A / D converter that converts the analog image signal into digital image data. Correction means for correcting the converted digital image data to appropriate data by linearity correction data, a drive frequency of the image sensor being a first frequency, slower than the first frequency, and the image sensor Means for changing the relationship between the analog signal to be output and the optical image information to a second frequency that is linear, and output of the digital image data obtained when the drive frequency of the image sensor is the first frequency the output level of the digital image data obtained when the level is set to the second frequency driving frequency of the image sensor The linearity correction data associated such that and means for setting said correction means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像読取装置において、前記イメージセンサは、主走査方向の中央で前半部と後半部とに2分割されてセンサ列の画素出力を各々対応する前記A/D変換器に対して振り分け出力する。 According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the image sensor is divided into a first half and a second half at the center in the main scanning direction, and the pixel outputs of the sensor array respectively correspond to each other. Sort output to the A / D converter.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像読取装置において、前記イメージセンサは、前記前半部と前記後半部との各々がさらに偶数画素部と奇数画素部とに2分割されてセンサ列の画素出力を各々対応する前記A/D変換器に対して交互に振り分け出力する。 According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second aspect, the image sensor includes a sensor array in which each of the first half and the second half is further divided into an even pixel portion and an odd pixel portion. Are alternately distributed and output to the corresponding A / D converters.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一記載の画像読取装置において、前記イメージセンサは、RGB各色毎のセンサ部を有するカラーイメージセンサである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to third aspects, the image sensor is a color image sensor having a sensor unit for each of RGB colors.
請求項5記載の発明は、請求項2又は3記載の画像読取装置において、前記補正手段は、前記各A/D変換器から出力される経路毎に前記デジタル画像データを補正する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second or third aspect, the correction unit corrects the digital image data for each path output from the A / D converters.
請求項6記載の発明は、請求項3記載の画像読取装置において、前記補正手段は、前記各A/D変換器から出力され前記前半部と前記後半部とでその偶数画素部と奇数画素部とが時系列に合成された経路毎に前記デジタル画像データを補正する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the third aspect, the correction means outputs the even-numbered pixel portion and the odd-numbered pixel portion in the first half portion and the second half portion that are output from the A / D converters. The digital image data is corrected for each path synthesized in time series.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一記載の画像読取装置において、前記補正手段は、シェーディング補正前に前記デジタル画像データを補正する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the correction unit corrects the digital image data before shading correction.
請求項8記載の発明は、請求項7記載の画像読取装置において、前記補正手段は、オフセットレベル補正処理後に前記デジタル画像データを補正する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the seventh aspect, the correction unit corrects the digital image data after an offset level correction process.
請求項9記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一記載の画像読取装置において、前記補正手段は、リニアリティ補正データが設定されたルックアップ補正テーブルを有する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the correction unit has a lookup correction table in which linearity correction data is set.
請求項10記載の発明は、請求項1ないし9の何れか一記載の画像読取装置において、前記リニアリティ補正データの生成・設定動作は、当該装置の起動時に行う。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the generation / setting operation of the linearity correction data is performed when the apparatus is activated.
請求項11記載の発明の画像形成装置は、原稿の画像を読み取る請求項1ないし10の何れか一記載の画像読取装置と、この読み取った原稿の画像に基づいて記録媒体上に画像形成を行うプリンタエンジンと、を備える。
An image forming apparatus according to an eleventh aspect of the invention forms an image on a recording medium on the basis of the image reading apparatus according to any one of
請求項12記載の発明は、請求項11記載の画像形成装置において、前記リニアリティ補正データの生成・設定動作は、前記プリンタエンジンのプロセス調整実行時に行う。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eleventh aspect , the linearity correction data is generated and set when the process adjustment of the printer engine is executed.
請求項13記載の発明は、請求項11記載の画像形成装置において、前記リニアリティ補正データの生成・設定動作は、当該装置の起動時、及び、前記プリンタエンジンのプロセス調整実行時に行う。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eleventh aspect , the linearity correction data is generated and set when the apparatus is started and when process adjustment of the printer engine is executed.
請求項14記載の発明の画像読取方法は、光画像情報をイメージセンサで受光しその受光量に応じたアナログ画像信号を出力し、当該アナログ画像信号をA/D変換器によりデジタル画像データに変換するようにした画像読取方法であって、前記イメージセンサの駆動周波数を第1の周波数と、第1の周波数よりも遅く、かつ、前記イメージセンサの出力するアナログ信号と前記光画像情報との関係がリニアとなる第2の周波数に変更する工程と、前記イメージセンサの駆動周波数を前記第1の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルが前記イメージセンサの駆動周波数を前記第2の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルになるように関連付けた前記リニアリティ補正データを前記補正手段に設定する工程と、原稿画像読取り時に当該原稿から読み取られ前記A/D変換器により変換された前記デジタル画像データを前記補正手段のリニアリティ補正データにより適正データに補正する工程と、を備える。 In the image reading method according to the fourteenth aspect of the invention, optical image information is received by an image sensor, an analog image signal corresponding to the amount of received light is output, and the analog image signal is converted into digital image data by an A / D converter. An image reading method, wherein the driving frequency of the image sensor is lower than the first frequency, the analog signal output from the image sensor, and the optical image information. Is changed to a linear second frequency, and the output level of the digital image data obtained when the driving frequency of the image sensor is the first frequency, the driving frequency of the image sensor is set to the second frequency. wherein correcting the linearity correction data to which the associated so that the output level of the digital image data obtained when the frequency of And a step of setting the stage, a step of correcting the digital image data converted by the read from the document at the document image reading said A / D converter to the correct data by linearity correction data of the correction means.
請求項15記載の発明は、請求項14記載の画像読取方法において、前記イメージセンサは、主走査方向の中央で前半部と後半部とに2分割されてセンサ列の画素出力を各々対応する前記A/D変換器に対して振り分け出力する。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image reading method according to the fourteenth aspect , the image sensor is divided into a first half and a second half at the center in the main scanning direction to respectively correspond to the pixel outputs of the sensor array. Sort output to the A / D converter.
請求項16記載の発明は、請求項15記載の画像読取方法において、前記イメージセンサは、前記前半部と前記後半部との各々がさらに偶数画素部と奇数画素部とに2分割されてセンサ列の画素出力を各々対応する前記A/D変換器に対して交互に振り分け出力する。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image reading method according to the fifteenth aspect , the image sensor includes a sensor array in which each of the first half and the second half is further divided into an even pixel portion and an odd pixel portion. Are alternately distributed and output to the corresponding A / D converters.
請求項17記載の発明は、請求項15又は16記載の画像読取方法において、前記イメージセンサは、RGB各色毎のセンサ部を有するカラーイメージセンサである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image reading method according to the fifteenth or sixteenth aspect , the image sensor is a color image sensor having a sensor section for each of RGB colors.
請求項18記載の発明は、請求項15又は16記載の画像読取方法において、前記補正工程では、前記各A/D変換器から出力される経路毎に前記デジタル画像データを補正する。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the image reading method according to the fifteenth or sixteenth aspect , in the correction step, the digital image data is corrected for each path output from each A / D converter.
請求項19記載の発明は、請求項16記載の画像読取方法において、前記補正工程では、前記各A/D変換器から出力され前記前半部と前記後半部とでその偶数画素部と奇数画素部とが時系列に合成された経路毎に前記デジタル画像データを補正する。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the image reading method according to the sixteenth aspect , in the correction step, the even-numbered pixel portion and the odd-numbered pixel portion that are output from the A / D converters in the first half portion and the second half portion. The digital image data is corrected for each path synthesized in time series.
請求項20記載の発明は、請求項14ないし19の何れか一記載の画像読取方法において、前記補正工程は、シェーディング補正前に前記デジタル画像データを補正する。 According to a twentieth aspect of the present invention, in the image reading method according to any one of the fourteenth to nineteenth aspects, the correction step corrects the digital image data before shading correction.
請求項21記載の発明は、請求項20記載の画像読取方法において、前記補正工程は、オフセットレベル補正処理後に前記デジタル画像データを補正する。 According to a twenty- first aspect of the present invention, in the image reading method according to the twentieth aspect , the correction step corrects the digital image data after an offset level correction process.
請求項22記載の発明は、請求項14ないし21の何れか一記載の画像読取方法において、前記補正工程では、リニアリティ補正データが設定されたルックアップ補正テーブルを用いる。 According to a twenty-second aspect of the present invention, in the image reading method according to any one of the fourteenth to twenty- first aspects, a lookup correction table in which linearity correction data is set is used in the correction step.
請求項23記載の発明は、請求項14ないし22の何れか一記載の画像読取方法において、前記リニアリティ補正データの生成・設定動作は、当該装置の起動時に行う。 A twenty- third aspect of the present invention is the image reading method according to any one of the fourteenth to twenty-second aspects, wherein the linearity correction data generation / setting operation is performed when the apparatus is activated.
請求項1,14記載の発明によれば、イメージセンサの駆動条件を変更可能とし、当該駆動条件を変更させて得られるその変更前後のデジタル画像データ同士を関連付けたリニアリティ補正データを補正手段に設定し、補正手段ではこのリニアリティ補正データを用いてデジタル画像データを適正データに補正するようにしたので、或る駆動条件ではリニアリティが損なわれるデジタル画像データが出力される場合であっても他の駆動条件でのリニアリティ性のよいデジタル画像データに基づくリニアリティ補正データを用いて補正することにより、リニアリティ性のよい出力結果を得ることができ、結果として、前半・後半2分割方式等の読取り方式に関係なく正常な読取り出力結果を得ることができる。このためにも、イメージセンサの駆動条件を変更すればよく、特許文献1のように補正用の原稿或いはコピー印刷画像を必要とすることなく実現できる。
According to the first and fourteenth aspects of the present invention, the drive condition of the image sensor can be changed, and linearity correction data that associates digital image data before and after the change obtained by changing the drive condition is set in the correction means. In the correction means, the digital image data is corrected to appropriate data using the linearity correction data. Therefore, even when digital image data whose linearity is impaired under certain driving conditions is output, By correcting using linearity correction data based on digital image data with good linearity under conditions, an output result with good linearity can be obtained, and as a result, it is related to reading methods such as the first half / second half split method. Therefore, a normal read output result can be obtained. For this purpose, it is sufficient to change the driving conditions of the image sensor, and this can be realized without requiring a correction document or a copy print image as in
請求項2,3,4,15,16,17記載の発明によれば、前半部と後半部とで2分割されて振り分け出力するタイプのイメージセンサを用いた場合でも、各々の出力系統のリニアリティ補正を適正に行えるので、基本的に系統間で段差を生ずるようなことがなくなり、きれいな読取り画像データを得ることができる。
According to the invention described in
請求項5,18記載の発明によれば、A/D変換器から出力される経路毎にデジタル画像データのリニアリティ補正を行うので、経路毎に読取りデータを適正化することができる。請求項6,19記載の発明によれば、いわゆる4チャンネル方式のイメージセンサの場合に前半部と後半部との2系統にまとめて補正処理を施すようにしているので、補正手段の構成をより簡略化させることができる。 According to the fifth and eighteenth aspects of the present invention, since linearity correction of digital image data is performed for each path output from the A / D converter, the read data can be optimized for each path. According to the sixth and nineteenth aspects of the invention, in the case of a so-called four-channel image sensor, correction processing is performed in two systems of the first half and the second half, so that the configuration of the correction means is further improved. It can be simplified.
請求項7,20記載の発明によれば、シェーディング補正前にリニアリティ補正処理を行っているので、適正データを用いてシェーディング補正処理を行わせることができ、シェーディング補正処理の適正化を図ることもできる。
According to the inventions of
請求項8,21記載の発明によれば、オフセットレベル補正処理後にリニアリティ補正処理を行っているので、オフセットレベルの影響を受けることがなく、リニアリティ補正処理のより一層の適正化を図ることができる。
According to the invention of
また、請求項9,22記載の発明によれば、リニアリティ補正処理にルックアップ補正テーブルを利用しているので、簡単に実現することができる。 Further, according to the ninth and twenty-second aspects of the present invention, the lookup correction table is used for the linearity correction processing, and therefore, it can be easily realized.
請求項10,23記載の発明によれば、当該装置の起動時に毎回リニアリティ補正データの生成・設定動作を行うので、何らかの経時的な要因でイメージセンサ出力特性に変動があるような場合でも、それに対処し得るリニアリティ補正データを生成・設定することができ、経時的に見てもリニアリティ特性のよい読取り動作を行わせることができる。 According to the tenth and twenty-third aspect of the present invention, since the linearity correction data is generated and set every time the apparatus is started up, even if there is a change in the image sensor output characteristics due to some factors over time, Linearity correction data that can be dealt with can be generated and set, and a reading operation with good linearity characteristics can be performed even when viewed over time.
請求項11記載の発明によれば、請求項1ないし10記載の画像読取装置を備えているので、リニアリティ特性のよい読取り画像データに基づき画像形成動作を行わせることができ、きれいな画像を得ることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the image reading apparatus according to the first to tenth aspects is provided, the image forming operation can be performed based on the read image data having good linearity characteristics, and a clean image can be obtained. Can do.
請求項12,13記載の発明によれば、プリンタエンジン用に行われているプロセス調整実行時を利用してリニアリティ補正データの生成・設定動作を行うので、補正データ作成処理のための独自の時間を要せず、効率よく処理することができる。
According to the inventions according to
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[第一の実施の形態]
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図12に基づいて説明する。図1は本実施の形態の画像読取装置1の全体構成を示す縦断側面図である。図1に示すように、画像読取装置1は、フラットベッドタイプのもので、原稿2を載置するコンタクトガラス3と、原稿2の露光用のハロゲンランプ(光源)4及び第1反射ミラー5とからなる第1キャリッジ6と、第2反射ミラー7及び第3反射ミラー8からなる第2キャリッジ9と、イメージセンサであるCCDリニアイメージセンサ10(以下では、単にCCD10という)と、CCD10に結像するためのレンズユニット11と、シェーディング補正用の白色基準板12と、第1キャリッジ6及び第2キャリッジ9を駆動するステッピングモータ14と、を備えている。CCD10はセンサ基板13上に設けられている。ハロゲンランプ4、第1、第2、第3反射ミラー5,7,8及びレンズユニット11は走査光学系を構成する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal side view showing an overall configuration of an
ハロゲンランプ4は、白色基準板12やコンタクトガラス3の読取面に対してある角度で光を照射し、白色基準板12又は原稿2で反射した光は、第1、第2、第3反射ミラー5,7,8及びレンズユニット11を経由してCCD10に入射する。CCD10は入射光量に対応した電圧をアナログ画像信号として出力する。第1、第2キャリッジ6,9は、ステッピングモータ14の駆動により、原稿2の読取面とCCD10との間の距離を一定に保ちながら副走査方向に移動し、原稿2を露光走査する。
The
ここで、CCD10として、本実施の形態では図2に示すような4チャンネル出力イメージセンサ(FL型CCD)が用いられている。図2は、このようなFL型CCD10の内部構成例を示すブロック図である。図2において、21は当該CCD10において実際に原稿面からの反射光を受光する多数の画素を一列に配列させてあるフォトダイオードアレイ(受光画素列)である。22〜25はフォトダイオードアレイ21の各画素に蓄積された電荷を奇数(ODD)画素と偶数(EVEN)画素とに分離し、さらに異なる方向に各々順番に読み出すためのシフトゲートレジスタであり、フォトダイオードアレイ21との間にはシフトゲート26,27が介在されている。また、29〜32は、これらのシフトゲートレジスタ22〜25から読み出される電荷を電圧信号に変換して出力するための出力アンプである。
In this embodiment, a 4-channel output image sensor (FL CCD) as shown in FIG. 2 is used as the
このような構成により、本実施の形態のCCD10のシフトゲートレジスタ22〜25は、フォトダイオードアレイ21の各画素に蓄積された電荷を主走査方向の中央を境に前半部(First)と後半部(Last)とで左右に2分割し、さらに各々ODD/EVENに交互に振り分けて読み出す。より詳細には前半部側では先頭画素から順次前半分の画素を出力し、後半部側では末尾画素から順次後半分の画素を出力する。
With such a configuration, the shift gate registers 22 to 25 of the
図2において、信号SHは、電荷シフトパルスであり、フォトダイオードアレイ21に蓄積された電荷をシフトゲートレジスタ22〜25へ一斉にシフトさせるためのシフトゲート26,27を制御する。また、信号φ1,φ2はシフトゲートレジスタ22〜25を駆動するための電荷転送パルスであり、フォトダイオードアレイ21から電荷シフトパルスSHによって一斉にシフトゲートレジスタ22〜25にシフト移動された電荷を、各々のシフトゲートレジスタ22〜25の端部の出力アンプ29〜32の方向へ各々1画素ずつ順番に移動させる。この結果、FO,FE,LO,LEに示すような4系列のアナログ画像信号が出力される。
In FIG. 2, a signal SH is a charge shift pulse, and controls shift
このようなCCD10を用いた本実施の形態の画像読取装置の一部の概略ブロック図を図3に示す。図3では、画像処理手段による処理までを示している。CCD10は、上述のようなFE,FO,LE,LOの4チャンネル分のアナログ画像信号を並列的に出力する4チャンネル出力イメージセンサであり、FE,FO,LE,LOが各々LSIで構成されてアナログ処理を行う対応するAFE(アナログフロントエンドプロセッサ)31a〜31dに入力される。そして、当該AFE31a〜31dにより所定のアナログ処理が施された後、A/DC(A/D変換器)32a〜32dに入力されて各々デジタル画像データに変換され、変換されたデジタル画像データに対して本実施の形態の特に特徴とするリニアリティ補正手段33により補正処理が施される。この後、2系列のこれらのデジタル画像データは1つの時系列データに合成され、さらに、必要な画像処理(MTF補正処理等)を行う通常の画像処理手段34を経て、当該画像読取装置1から出力される。この場合の動作タイミング等は、タイミング生成手段35からのタイミング信号により制御される。
A schematic block diagram of a part of the image reading apparatus of the present embodiment using such a
当該図3に示す構成例を、より詳細に表した図4を参照して、さらに説明する。AFE31aは、サンプルホールド回路(S/H1)41a、可変ゲインアンプ(AMP1)42a、基準レベル調整回路(BK1)43a、バッファアンプ(バッファ1)44aにより構成されている。他のAFE31b〜31dも同様である。CCD10から出力されたアナログ画像信号FE,FO,LE,LOはAFE31a〜31dを経た後、各A/DC32a〜32dによりデジタル画像データDfe,Dfo,Dle,Dloに変換され、リニアリティ補正手段33、画像処理手段34を経て画像出力として出力される。CPU36はリニアリティ補正手段33、タイミング生成手段35に接続されており、基準レベルの調整、可変ゲインアンプ42a〜42dのゲイン調整、後述するリニアリティ補正手段33に対するリニアリティ補正データの設定等を行う。また、光源点灯装置37は光源4を点灯させるための電圧供給源である。
The configuration example shown in FIG. 3 will be further described with reference to FIG. 4 showing the details. The AFE 31a includes a sample hold circuit (S / H1) 41a, a variable gain amplifier (AMP1) 42a, a reference level adjustment circuit (BK1) 43a, and a buffer amplifier (buffer 1) 44a. The same applies to the other AFEs 31b to 31d. Analog image signals FE, FO, LE, and LO output from the
CCD10は、タイミング生成手段35から出力された駆動クロックS1が供給され、受光量にほぼ比例した電圧(FE,FO,LE,LO)をアナログ画像信号として出力する。ここで駆動クロックS1は図2に示したフォトダイオードアレイ21からアナログ・シフトゲートレジスタ23,22,25,24に電荷を転送するクロック、アナログ・シフトゲートレジスタ23,22,25,24を駆動するクロックΦ1,Φ2などを指す。
The
サンプルホールド回路(S/H1〜4)41a〜41dは、出力電圧(FE,FO,LE,LO)をクロックS2に従ってサンプルホールドし、画像信号に含まれる不要な高周波成分を取り除く。可変ゲインアンプ(AMP1〜4)42a〜42dは、サンプルホールド回路(S/H1〜4)41a〜41dの出力を電圧信号S5で指示されたゲインで増幅する。 The sample and hold circuits (S / H1 to 4) 41a to 41d sample and hold the output voltages (FE, FO, LE, and LO) according to the clock S2, and remove unnecessary high frequency components included in the image signal. The variable gain amplifiers (AMP1 to 4) 42a to 42d amplify the outputs of the sample hold circuits (S / H1 to 4) 41a to 41d with the gain indicated by the voltage signal S5.
基準レベル(黒レベル)調整回路(BK1〜4)43a〜43dは、タイミング信号S3で示される期間に可変ゲインアンプ(AMP1〜4)42a〜42dの出力をクランプし、電圧信号S6で指示されたオフセットレベルを加える。A/D変換器(A/DC1〜4)32a〜32dは、入力されたアナログ画像信号をクロックS4のタイミングでデジタル画像データに変換する。 The reference level (black level) adjustment circuits (BK1 to 4) 43a to 43d clamp the outputs of the variable gain amplifiers (AMP1 to 4) 42a to 42d in the period indicated by the timing signal S3, and are instructed by the voltage signal S6. Add an offset level. The A / D converters (A / DC1 to 4) 32a to 32d convert the input analog image signal into digital image data at the timing of the clock S4.
タイミング生成手段35は、CPU36から指示された条件でクロックを生成したり、D/Aコンバータ(D/AC)38のインタフェースをとったりする。ここで、CPU36から指示された条件とは、クロック周波数、クロック間の位相などである。
The
光源点灯装置37はタイミング生成手段35からのランプ点灯信号S7とランプクロックS8とにより、光源4を点灯させる(図7参照)。光源点灯装置37はランプクロックS8が入力されている状態でランプ点灯信号S7がLowレベル期間では、ランプクロックS8を基にした周期で電圧をランプ4に印加して点灯させる。また、ランプ点灯信号S7がHighレベル期間では、周期的な電圧はランプ4に印加されず消灯状態となる。
The light source lighting device 37 turns on the
リニアリティ補正手段33は、CCD10の駆動条件として駆動周波数を変更して得られるデータを基に作成したリニアリティ補正データをメモリしておく機能と、実際に原稿画像を読み取った際にメモリされている当該リニアリティ補正データを用いてデジタルデータDfe,Dfo,Dle,Dloを補正する機能を持つ。リニアリティ補正データをメモリするタイミングは、当該画像読取装置1の起動時、例えば、電源が投入された時、或いは、省エネモード脱出時などに毎回行われる。
The linearity correction means 33 has a function of storing linearity correction data created based on data obtained by changing the drive frequency as a drive condition of the
次に、このリニアリティ補正手段33の詳細な構成例を図5に示すブロック図を参照して説明する。本実施の形態のリニアリティ補正手段33は黒レベル減算回路51、黒レベル検出回路52、リニアリティ補正回路53、シェーディング演算回路54、シェーディングデータ生成回路55、ピークデータ検出回路56、順序変換回路57からなる。このうち、順序変換回路57を除き、他は各々デジタル画像データDfe,Dfo,Dle,Dloの経路毎にFE用、FO用、LE用、LO用として個別に設けられている。
Next, a detailed configuration example of the
まず、A/D変換器(A/DC1〜4)32a〜32dによりデジタル化されたデジタル画像データDfe,Dfo,Dle,Dloは黒レベル検出回路52、黒レベル減算回路51に入力される。
First, digital image data Dfe, Dfo, Dle, and Dlo digitized by A / D converters (A / DC1 to 4) 32 a to 32 d are input to a black level detection circuit 52 and a black
黒レベル検出回路52は画像信号に付されたオフセット(黒)レベルを検出する回路であり、デジタル画像データDfe,Dfo,Dle,Dloを伝達する経路毎に検出する。このオフセットレベルは図6中のタイミングチャートに記された「黒レベル検出範囲」信号がHの期間、CCD10のOPB画素(幾つか連なる物理的に遮光された画素)の値を取り込み、平均値として求める。この算出は単純平均でも良いし、重加算平均であっても良いも良い。求めたオフセットレベルは、Bkfe,Bkfo,Bkle,Bkloとしてレジスタに格納される。この処理は周期的に「黒レベル検出範囲」信号がHの期間に行われる。
The black level detection circuit 52 is a circuit that detects an offset (black) level added to an image signal, and detects each path through which digital image data Dfe, Dfo, Dle, and Dlo are transmitted. As the offset level, the value of the OPB pixel (several consecutively light-shielded pixels) of the
黒レベル減算回路51は、入力されたデジタル画像データDfe,Dfo,Dle,Dloの各画素に対して、黒レベル検出回路52で求めた対応するオフセットレベルBkfe,Bkfo,Bkle,Bkloを減算する回路である。
The black
リニアリティ補正回路53は内部にデジタル画像データDfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1の各経路に対応した補正変換回路を持ち、黒減算されたデータDfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1が入力されると補正した値を求めて、適正データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2として出力する。また、この入力されるデータDfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1と補正されて出力される適正データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2との関連はCPU36が当該リニアリティ補正回路53に設定できる構成である。
The linearity correction circuit 53 has a correction conversion circuit corresponding to each path of the digital image data Dfe1, Dfo1, Dle1, and Dlo1, and corrects the corrected values when black-subtracted data Dfe1, Dfo1, Dle1, and Dlo1 are input. Obtained and output as appropriate data Dfe2, Dfo2, Dle2, Dlo2. The relation between the input data Dfe1, Dfo1, Dle1, and Dlo1 and the appropriate data Dfe2, Dfo2, Dle2, and Dlo2 that are corrected and output is a configuration that the
シェーディングデータ生成回路55は、副走査方向には白色基準板12を読み取る所定期間、かつ、主走査方向には図6のタイミングチャート中に記された「シェーディングデータ生成範囲」信号がHの期間、リニアリティ補正された画像データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2を画素毎に平均値を求め、内部のメモリに格納しておく。この算出は単純平均でも良いし、重加算平均であっても良いも良い。
The shading
ピークデータ検出回路56は「シェーディングデータ生成範囲」信号がHの期間のピークデータをリニアリティ補正された画像データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2の系列毎に求め、Pkfe,Pkfo,Pkle,Pkloとしてレジスタに格納する。
The peak
シェーディング演算回路54は、原稿読取り時に補正後のデジタル画像データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2をシェーディングデータSDfe,SDfo,SDle,SDloと演算する。シェーディング演算自体は公知なので説明は割愛する。
The
順序変換回路57は、シェーディング演算されたデータDfe3,Dfo3,Dle3,Dlo3を1系統のデータ列に並べ替える機能を有する。即ち、FIFO、RIFOを用いて前半部読出しの偶数画素、前半部読出しの奇数画素、後半部読出しの偶数画素、後半部読出しの奇数画素の4系統である画像データを左から点順次に読み出したかのように並べ替える。これは右からの順序であっても良い。
The
次に、本実施の形態の画像読取装置1の動作について図7ないし図12を参照して説明する。
Next, the operation of the
本実施の形態では、読取り条件を変えることにより、リニアリティの優れた特性を得ようとしている。ここでは、CCD10の駆動周波数を変更することによって、実際に得ている特性を理想に近い特性に変換する例を考える。この場合、主にCCD10の駆動周波数を変更することを言っているが、併せて、サンプルホールドクロック、A/DCのサンプリングクロックなどのデータをハンドリングする類のクロックは当該CCD10の駆動周波数の変更と同じ割合で変更されるものとする。
In the present embodiment, an attempt is made to obtain characteristics with excellent linearity by changing the reading conditions. Here, an example is considered in which the characteristics actually obtained are converted into characteristics close to ideal by changing the drive frequency of the
まず、通常読取り時のCCD駆動周波数を高速駆動周波数f1(MHz)とした場合、図18中のB点でデータをサンプリングした場合のように受光量に対してリニアな出力特性が得られていないケースを考える。ここで、CCD駆動周波数をf1>f2である低速駆動周波数f2(MHz)に変更した場合、CCD10の出力期間が長くなるので、その出力は、或る値に収束する方向となる。また、サンプリング位置も後ろにずれるので、或る値に収束したCCD10の出力を十分に安定して得ることができる。つまり、適正データ(正解値)を取得することができる。但し、通常読取り時に駆動周波数f1よりも遅い駆動周波数f2で読取ることは生産性から見た画像読取装置1のパフォーマンスを落とすことになる。そこで、実読取り動作以前に、駆動周波数f1で得たデータと駆動周波数f2で得たデータを関連付けることを行う。
First, when the CCD drive frequency during normal reading is set to the high-speed drive frequency f1 (MHz), linear output characteristics with respect to the amount of received light cannot be obtained as in the case where data is sampled at point B in FIG. Think of a case. Here, when the CCD drive frequency is changed to the low-speed drive frequency f2 (MHz) where f1> f2, the output period of the
但し、この関連付けを行うに当り、入力条件が異なると出力範囲に違いが出てしまうので、駆動周波数を変更した場合でも1主走査時間内での受光量は同じにする必要がある。 However, when performing this association, if the input conditions are different, the output range will be different. Therefore, even when the drive frequency is changed, the received light amount within one main scanning time must be the same.
そこで、図7を参照して光源4の駆動について説明する。光源点灯装置37はランプクロックとランプ点灯信号を入力される。本実施の形態の場合、ランプクロックが入力されている状態でランプ点灯信号S7がLowレベルになると点灯、Highレベルで消灯になる。更にいえば、ランプ点灯信号S7がLowレベル時は、ランプクロックのエッジに同期して光源4で放電が発生し、ランプ内部の蛍光体にぶつかって発光する。ランプ点灯信号はタイミング発生手段35の内部のクロックで管理されるため、非常に細かい時間管理が可能である。図7ではCCD駆動周波数=f1の場合に主走査時間の100%、75%、50%、25%で点灯させる例と、CCD駆動周波数=f2(但し、f1>f2)の場合に、1主走査時間内の受光量がf1と同じになるタイミング例を示している(従って、図7中のランプクロックはf1用を示し、f2用の場合にはこのランプクロックの時間も変更される)。このような光源4の点灯時間の段階的な変更が、CCD10に入力される光画像情報を段階的に変更させる手段に相当し、より細かく段階的に変更させるようにしてもよい。
Therefore, the driving of the
図8は、本実施の形態において、CCD10の駆動周波数を変更して得られるデータを基にリニアリティ補正データをリニアリティ補正回路53に設定する、「補正データ作成」を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing “correction data creation” in which linearity correction data is set in the linearity correction circuit 53 based on data obtained by changing the drive frequency of the
まず、ステップS1の処理として、CCD駆動周波数をf1に設定するとともに、可変ゲインアンプ(AMP1〜4)42a〜42dの初期ゲイン(図4のS5)、オフセットレベルの初期値(図4のS6)等を設定する。光源4は図7に示した条件1(100%オン)にて点灯させる。この時、CPU36は、リニアリティ補正回路53のメモリには入力値Dfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1に対して補正後の出力値Dfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2が同値になるようなリニアリティ補正データを設定する。
First, as the processing of step S1, the CCD drive frequency is set to f1, the initial gains of the variable gain amplifiers (AMP1 to AMP4) 42a to 42d (S5 in FIG. 4), and the initial value of the offset level (S6 in FIG. 4). Etc. are set. The
次に、ステップS2では、CPU36はピークデータ検出回路56より、各系統のピーク値Pkfe,Pkfo,Pkle,Pkloを読出し、その中のmax値:Pk1を求める。これら各系統のピーク値Pkfe,Pkfo,Pkle,Pkloは黒レベル減算回路51、リニアリティ補正回路53を経由してきたデータ
(Dfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2)
=(Dfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1)
=(Dfe,Dfo,Dle,Dlo)−(Bkfe,Bkfo,Bkle,Bklo)
を基に求められた値である。
Next, in step S2, the
= (Dfe1, Dfo1, Dle1, Dlo1)
= (Dfe, Dfo, Dle, Dlo)-(Bkfe, Bkfo, Bkle, Bklo)
It is a value obtained based on.
ステップS3,S4では、ステップS2の場合と同様に、CCD駆動周波数をf2に変更してmax値:Pk2を求める。 In steps S3 and S4, similarly to the case of step S2, the CCD drive frequency is changed to f2, and the maximum value: Pk2 is obtained.
ステップS5,S6,S7では、Pk1とPk2を比較し、大きい方のデータが得られた条件にて黒レベル調整、ゲイン調整を実行する。黒レベル調整は、CPU36が黒レベル検出回路52から黒レベルBkfe,Bkfo,Bkle,Bkloを読出し、それらが目標値となるように基準レベル(黒レベル)調整回路(BK1〜4)43a〜43dに対して電圧信号S6を再設定することにより、黒レベル(Bkfe,Bkfo,Bkle,Bklo)=目標値とする。
In steps S5, S6, and S7, Pk1 and Pk2 are compared, and black level adjustment and gain adjustment are executed under the condition that the larger data is obtained. In the black level adjustment, the
ゲイン調整は、CPU36がピークデータ検出回路56からピークレベルPkfe,Pkfo,Pkle,Pkloを読出し、それらが目標値となるように可変ゲインアンプ(AMP1〜4)42a〜42dに対して電圧信号S5を再設定することにより、黒レベル(Bkfe,Pkfo,Pkle,Pklo)=目標値とする。
For gain adjustment, the
ステップS8,S9では、CCD駆動周波数をf2に設定し、図7中の条件5〜8各々の場合に対して、平均データを求める。
In steps S8 and S9, the CCD drive frequency is set to f2, and average data is obtained for each of the
具体的には、CPU36はシェーディングデータ生成回路55の出力SDfe,SDfo,SDle,SDloの主走査方向に画像中央部(前半部読出し、後半部読出しの境界部分を含む)のデータを所定数読取り、平均値をAvefe2,Avefo2,Avele2,Avelo2として求める。結果はメモリに格納しておく。
Specifically, the
ステップS10,S11では、CCD駆動周波数をf1に設定し、図7中の条件1〜4各々の場合に対して、平均データを求める。具体的には、CPU36はシェーディングデータ生成回路55の出力SDfe,SDfo,SDle,SDloの主走査方向に画像中央部(前半部読出し、後半部読出しの境界部分を含む)のデータを所定数読取り、平均値Avefe1,Avefo1,Avele1,Avelo1を演算により求める。結果はメモリに格納する。
In steps S10 and S11, the CCD drive frequency is set to f1, and average data is obtained for each of the
ステップS12では、CPU36はステップS9,S11で得たデータを基に両者の関連式を各系統毎に求める。
In step S12, the
ステップS13では、CPU36はステップS12で得た関係式を基にリニアリティ補正回路53内のメモリに値を入力する。
In step S13, the
具体的には、リニアリティ補正回路53はルックアップテーブル(LUT)の形式の補正テーブル構成であり、CPU36はCCD駆動周波数f1の出力値をLUTのアドレスに見立て、そのアドレスにCCD駆動周波数f2で読み取った場合の関連付けられた値Lnfe,Lnfo,Lnle,Lnloを格納する。
Specifically, the linearity correction circuit 53 has a correction table configuration in the form of a look-up table (LUT), and the
ここで、ステップS9及びS11で得られたCCD駆動周波数f1,f2の場合の出力値をグラフにしたのが図9である。横軸は入射光量、縦軸は得られた出力値を示している。遅いCCD駆動周波数f2では入射光量に対して出力値はリニア=適正データ(正解値)であるのに対し、高速駆動周波数f1では入射光量の増大に対して過剰に出力値が増大している例を示している。この例の場合、リニアリティ補正回路53のルックアップテーブルの内容は、例えば図10に示すようになる。これらのルックアップテーブルはFE,FO,LE,LOの各経路毎に個別に設けられている。即ち、駆動周波数f1の場合の各データDfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1を駆動周波数f2時の適正データDfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2に補正するためのテーブルである。なお、このルックアップテーブルは点灯条件を100%,75%,50%,25%の4条件でのみデータを取得しているため、これらの間のデータはデータ補間処理により算出したものである。 Here, FIG. 9 is a graph showing the output values in the case of the CCD drive frequencies f1 and f2 obtained in steps S9 and S11. The horizontal axis represents the amount of incident light, and the vertical axis represents the obtained output value. An example in which the output value is linear = appropriate data (correct value) with respect to the incident light amount at the slow CCD drive frequency f2, whereas the output value increases excessively with respect to the increase in the incident light amount at the high speed drive frequency f1. Is shown. In the case of this example, the contents of the lookup table of the linearity correction circuit 53 are as shown in FIG. These look-up tables are individually provided for each path of FE, FO, LE, and LO. That is, the table is used to correct the data Dfe1, Dfo1, Dle1, and Dlo1 when the driving frequency is f1 to the appropriate data Dfe2, Dfo2, Dle2, and Dlo2 when the driving frequency is f2. Since this lookup table acquires data only under four lighting conditions of 100%, 75%, 50%, and 25%, the data between them is calculated by data interpolation processing.
ここに、本実施の形態においては、このような補正データの作成処理(リニアリティ補正回路53への設定)は、図11に示すように、当該画像読取装置1の起動時(例えば、電源投入時)に行われ(S21)、その後、原稿読取りの必要な時には(S22のY)、原稿読取り動作を行う(S23)。
Here, in the present embodiment, such correction data creation processing (setting to the linearity correction circuit 53) is performed when the
この原稿読取り動作について、特に、リニアリティ補正手段33に関する処理例を図12に示す概略フローチャートを参照して説明する。まず、ステップS31では、デジタル変換されて入力された画像データDfe,Dfo,Dle,Dloは黒レベル検出回路52のオフセットレベルBkfe,Bkfo,Bkle,Bkloが黒レベル減算回路51で減算される。なお、図12中の“*”はe又はoを示している。
The document reading operation will be described with reference to a schematic flowchart shown in FIG. First, in step S31, the black
次に、ステップS32では、黒減算されたデータDfe1,Dfo1,Dle1,Dlo1についてリニアリティ補正回路53にて、例えば図10に示したようなルックアップテーブルに従いデータ補正処理を施すことにより、Dfe2,Dfo2,Dle2,Dlo2として出力させる。 Next, in step S32, data correction processing 53 is performed on the data Dfe1, Dfo1, Dle1, and Dlo1 subjected to black subtraction in accordance with a lookup table as shown in FIG. 10, for example, so that Dfe2, Dfo2 , Dle2, and Dlo2.
ステップS33では、補正後の適正データDfe2,DDfo2,Dle2,Dlo2をシェーディング演算回路54に出力することで、シェーディング補正処理を施す(本実施の形態の場合、8bitデータであるため、255を用いている)。
In step S33, the corrected appropriate data Dfe2, DDfo2, Dle2, and Dlo2 are output to the
さらに、ステップS34では、当該リニアリティ補正手段33に対して4系統パラレルで入力されたデータを順序変換回路57にて、シリアルに並べ替えて出力させる。
Further, in step S34, the data input in parallel to the four systems to the linearity correction means 33 is serially rearranged and output by the
従って、本実施の形態によれば、CCD10の駆動条件、例えば駆動周波数を変更可能とし、当該駆動条件を変更させて得られるその変更前後のデジタル画像データ同士を関連付けたリニアリティ補正データをリニアリティ補正回路53に設定し、当該リニアリティ補正回路53ではこのリニアリティ補正データを用いてデジタル画像データを適正データに補正するので、或る駆動条件ではリニアリティが損なわれるデジタル画像データが出力される場合であっても他の駆動条件でのリニアリティ性のよいデジタル画像データに基づくリニアリティ補正データを用いて補正することにより、リニアリティ性のよい出力結果を得ることができる。結果として、本実施の形態のように、CCD10に関しては前半・後半2分割方式等の読取り方式に関係なく正常な読取り出力結果を得ることができる。このためにも、CCD10の駆動条件を変更して読取り動作を実行させればよく、特許文献1のように補正用の原稿或いはコピー印刷画像を必要とすることなく実現することができる。特に、本実施の形態のように、前半部と後半部とで2分割されて振り分け出力するタイプのFL型CCDを用いた場合でも、各々の出力系統のリニアリティ補正を適正に行えるので、基本的に系統間、特に、前半部と後半部との間で段差を生ずるようなことがなくなり、きれいな読取り画像データを得ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to change the drive condition of the
また、具体的な処理として、A/D変換器32a〜32dから出力される経路毎にデジタル画像データのリニアリティ補正を行うので、経路毎に読取りデータを適正化することができる。さらには、シェーディング演算回路54によるシェーディング補正前にリニアリティ補正処理を行っているので、適正データを用いてシェーディング補正処理を行わせることができ、シェーディング補正処理の適正化を図ることもできる。同様に、黒レベル減算回路51によるオフセットレベル補正処理後にリニアリティ補正処理を行っているので、オフセットレベルの影響を受けることがなく、リニアリティ補正処理のより一層の適正化を図ることができる。
Further, as specific processing, linearity correction of digital image data is performed for each path output from the A / D converters 32a to 32d, so that read data can be optimized for each path. Furthermore, since the linearity correction process is performed before the shading correction by the
また、本実施の形態では、リニアリティ補正回路53において、リニアリティ補正処理にルックアップ補正テーブルを利用しているので、簡単に実現することができる。 In the present embodiment, since the linearity correction circuit 53 uses the lookup correction table for the linearity correction processing, it can be easily realized.
また、本実施の形態では、画像読取装置1の起動時に毎回リニアリティ補正データの生成・設定動作を行うので、何らかの経時的な要因でイメージセンサ出力特性に変動があるような場合でも、それに対処し得るリニアリティ補正データを生成・設定することができ、経時的に見てもリニアリティ特性のよい読取り動作を行わせることができる。
Further, in this embodiment, since the linearity correction data is generated and set every time the
[第二の実施の形態]
本発明の第二の実施の形態について図13及び図14に基づいて説明する。第一の実施の形態と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の実施の形態でも同様とする)。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments).
図13は本実施の形態のリニアリティ補正手段33の構成例を示すブロック図である。基本的には、図5に示した構成と同様であるが、本実施の形態では、黒レベル減算回路51の後段にEO合成回路58が付加されている。このEO合成回路58はデジタル画像データDfe1,Dfo1を1つの時系列に合成してDfeoとして出力するとともに、デジタル画像データDle1,Dlo1を1つの時系列に合成してDleoとして出力するものである。即ち、EO合成回路58からは前半部と後半部とに2分された2系統のデジタル画像データDfeo,Dleoが出力されるものであり、これに対応させてリニアリティ補正回路53、シェーディング演算回路54、シェーディングデータ生成回路55も、FE,FO共用、LE,LO共用の2系統分が設けられている。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図14は本実施の形態の構成の場合に、CCD駆動周波数を変更して得られるデータを基にリニアリティ補正データを作成してリニアリティ補正回路53に設定する処理例を示す概略フローチャートである。基本的には、図8に示した処理例に準ずるが、図8の場合との大きな違いは、CCD10の前半部から順に出力された信号(Dfe1とDfo1)を1系統にして、CCD10の後半部から順に出力された信号(Dle1とDlo1)を1系統にして処理していることである。この結果、ステップS9′での平均は、Avefeo2とAveleo2との平均であり、ステップS11′での平均は、Avefeo1とAveleo1との平均であり、ステップS12で求める関連式は、Avefeo2とAvefeo1との関連、Aveleo2とAveleo1との関連の2つの補正データである。そして、CPU36がリニアリティ補正回路53に記憶設定するのはCCD10の前半部から順に出力される信号(Dfe1とDfo1)用の補正データと、CCD10の後半部から順に出力される信号(Dle1とDlo1)用の補正データとである。
FIG. 14 is a schematic flowchart showing an example of processing for creating linearity correction data based on data obtained by changing the CCD drive frequency and setting it in the linearity correction circuit 53 in the case of the configuration of the present embodiment. Basically, the processing example shown in FIG. 8 is applied. However, the major difference from the case of FIG. 8 is that the signals (Dfe1 and Dfo1) sequentially output from the first half of the
従って、本実施の形態の場合も第一の実施の形態の場合と同様な作用・効果が得られる上に、FL型CCDの場合に前半部と後半部との2系統にまとめて補正処理を施すようにしているので、補正手段の構成をより簡略化させることができる。 Therefore, in the case of this embodiment, the same operation and effect as in the case of the first embodiment can be obtained, and in the case of the FL type CCD, correction processing is collectively performed in two systems of the first half and the second half. Therefore, the configuration of the correction means can be further simplified.
[第三の実施の形態]
本発明の第三の実施の形態を図15ないし図17に基づいて説明する。本実施の形態は、前述したような画像読取装置1単体での使用例に代えて、例えば、図15に示すように、当該画像読取装置1と、プリンタエンジン62と、全体を制御するマイコンなどからなる制御部63とを備える画像形成装置としてのデジタル複写機61等への適用例を示す。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, instead of using the
画像読取装置1の構成は、前述した通りである。プリンタエンジン62は、用紙などの記録媒体上に画像形成を行なうものであり、その印刷方式は、電子写真方式の他、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、銀塩写真方式、直接感熱記録方式、溶融型熱転写方式など、周知の各種方式を用いることができる。制御部63は、画像読取装置1及びプリンタエンジン62を制御して、画像読取装置1で原稿2を読取り、この読取った画像データに基づいてプリンタ62で画像形成を行なう。
The configuration of the
従って、このデジタル複写機61によれば、FL型CCDを用いた場合のF系列とL系列とでリニアリティ差の目立たない画像形成が可能となる。
Therefore, according to the digital copying
ここに、本実施の形態のような画像形成装置にあっては、一般に、電源投入時や画像形成動作に先立つ所定タイミング等で、プリンタエンジン62に関して感光体周りのプロセス条件、その他の条件を設定するためのプロセス調整動作が行われている。そこで、本実施の形態の場合、図16に示すように、プリンタエンジン62側でのプロセス調整動作実行中に(S24のY)、CCD10の駆動条件(駆動周波数)を変更してリニアリティ補正データを生成してリニアリティ補正回路53に記憶設定する補正データ作成処理を行わせる(S25)ようにすれば、補正データ作成処理のための独自の時間を要せず、効率よく処理することができる。
Here, in the image forming apparatus as in the present embodiment, in general, process conditions around the photoconductor and other conditions are set with respect to the printer engine 62 at power-on or at a predetermined timing prior to the image forming operation. A process adjustment operation is performed. Therefore, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 16, during the process adjustment operation on the printer engine 62 side (Y in S24), the linearity correction data is obtained by changing the driving condition (driving frequency) of the
或いは、図17の概略フローチャートに示すように、当該画像読取装置1の起動時に補正データの作成処理を行った上で(S21)、さらにプリンタエンジン62側についてのプロセス調整実行時に(S24のY)、補正データの作成処理を行う(S25)ようにしてもよい。これによれば、起動後であっても、プロセス調整実行時毎に、より適正な補正データを作成してより適正なリニアリティ補正処理に供することができる。
Alternatively, as shown in the schematic flowchart of FIG. 17, after the correction data creation process is performed when the
なお、特に図示しないが、前述した各実施の形態は、図2に示したようなCCD10をRGBの各色毎のセンサチップとして一体に並設させてなるカラーCCD(カラーイメージセンサ)を用いるカラー画像読取装置の場合にも同様に適用することができる。
Although not shown in particular, in each of the above-described embodiments, a color image using a color CCD (color image sensor) in which the
1 画像読取装置
4 光源
10 イメージセンサ
32 A/D変換器
53 補正手段
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器と、
変換された前記デジタル画像データをリニアリティ補正データにより適正データに補正する補正手段と、
前記イメージセンサの駆動周波数を第1の周波数と、第1の周波数よりも遅く、かつ、前記イメージセンサの出力するアナログ信号と前記光画像情報との関係がリニアとなる第2の周波数に変更する手段と、
前記イメージセンサの駆動周波数を前記第1の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルが前記イメージセンサの駆動周波数を前記第2の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルになるように関連付けた前記リニアリティ補正データを前記補正手段に設定する手段と、
を備える画像読取装置。 An image sensor that receives optical image information and outputs an analog image signal corresponding to the received light amount; and
An A / D converter for converting the analog image signal into digital image data;
Correction means for correcting the converted digital image data into appropriate data by linearity correction data;
The drive frequency of the image sensor is changed to a first frequency and a second frequency that is slower than the first frequency and the relationship between the analog signal output from the image sensor and the optical image information is linear. Means,
The output of the digital image data obtained when the output level of the digital image data obtained when the driving frequency of the image sensor and said first frequency is a second frequency the drive frequency of the image sensor Means for setting the linearity correction data associated to be level to the correction means;
An image reading apparatus comprising:
この読み取った原稿の画像に基づいて記録媒体上に画像形成を行うプリンタエンジンと、
を備える画像形成装置。 An image reading apparatus according to any one of claims 1 to 10 , which reads an image of a document;
A printer engine that forms an image on a recording medium based on the read image of the document;
An image forming apparatus comprising:
前記イメージセンサの駆動周波数を第1の周波数と、第1の周波数よりも遅く、かつ、前記イメージセンサの出力するアナログ信号と前記光画像情報との関係がリニアとなる第2の周波数に変更する工程と、
前記イメージセンサの駆動周波数を前記第1の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルが前記イメージセンサの駆動周波数を前記第2の周波数としたときに得られる前記デジタル画像データの出力レベルになるように関連付けた前記リニアリティ補正データを前記補正手段に設定する工程と、
原稿画像読取り時に当該原稿から読み取られ前記A/D変換器により変換された前記デジタル画像データを前記補正手段のリニアリティ補正データにより適正データに補正する工程と、
を備える画像読取方法。 An image reading method in which optical image information is received by an image sensor, an analog image signal corresponding to the received light amount is output, and the analog image signal is converted into digital image data by an A / D converter,
The drive frequency of the image sensor is changed to a first frequency and a second frequency that is slower than the first frequency and the relationship between the analog signal output from the image sensor and the optical image information is linear. Process,
The output of the digital image data obtained when the output level of the digital image data obtained when the driving frequency of the image sensor and said first frequency is a second frequency the drive frequency of the image sensor Setting the linearity correction data associated to be level to the correction means;
Correcting the digital image data read from the original and read by the A / D converter at the time of reading the original image into appropriate data using the linearity correction data of the correction unit;
An image reading method comprising:
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