JP5817312B2 - Image reading apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、スキャナ等の画像読取装置(デジタル複写機やデジタル複合機,ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載された画像読取部あるいは単体の画像読取装置)、およびその画像読取装置を搭載した画像形成装置に関し、特にアナログ画像信号の増幅率を決定するゲイン調整の技術に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus such as a scanner (an image reading unit or a single image reading apparatus mounted on an image forming apparatus such as a digital copying machine, a digital multifunction peripheral, or a facsimile machine), and an image including the image reading apparatus. More particularly, the present invention relates to a gain adjustment technique for determining an amplification factor of an analog image signal.
上記のような画像読取装置では、アナログ信号処理回路部(アナログ信号処理手段)と、A/D変換回路(A/D変換手段)とを備えている。
アナログ信号処理回路部は、原稿(実際には画像面)を露光部(露光手段)によって露光し、その原稿からの反射光を電気信号である画像信号に変換して1主走査ライン毎に出力する光電変換素子(光電変換手段)を用いて原稿の画像(単に「原稿」ともいう)を読み取る。そして、光電変換素子からの画像信号をサンプリングして、必要なレベルに増幅するアナログ的な処理を施す。
A/D変換回路は、アナログ信号処理回路部によってアナログ的に処理されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。
The image reading apparatus as described above includes an analog signal processing circuit section (analog signal processing means) and an A / D conversion circuit (A / D conversion means).
The analog signal processing circuit unit exposes a document (actually an image surface) by an exposure unit (exposure unit), converts reflected light from the document into an image signal that is an electrical signal, and outputs the image signal for each main scanning line. A document image (also simply referred to as “document”) is read using a photoelectric conversion element (photoelectric conversion means). Then, analog processing for sampling the image signal from the photoelectric conversion element and amplifying it to a necessary level is performed.
The A / D conversion circuit converts the analog image signal processed in an analog manner by the analog signal processing circuit unit into a digital image signal.
このような従来の画像読取装置について、図9〜図12を参照して具体的に説明する。
図9は、従来の画像読取装置の光学系の概略構成例を示す縦断正面図である。
この画像読取装置1は、スキャナであり、図9に示すように、コンタクトガラス3、第1キャリッジ6、第2キャリッジ9、CCDリニアイメージセンサ(以下「CCD」と略称する)10、レンズユニット11、および白基準板12とを備えている。
コンタクトガラス3は、原稿2を載置するための原稿ガラスである。
Such a conventional image reading apparatus will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a longitudinal front view showing a schematic configuration example of an optical system of a conventional image reading apparatus.
The
The
第1キャリッジ6は、原稿2を露光する露光部であるLED光源(他の光源でもよい)4と、第1反射ミラー5を備えている。
第2キャリッジ9は、第2反射ミラー7と、第3反射ミラー8とを備えている。
CCD10は、光電変換素子であり、センサボード13上に設けられている。
レンズユニット11は、第3反射ミラー8からの反射光をCCD10の受光面に結像するための結像レンズを有するユニットである。
白基準板12は、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための部材であり、LED光源4によって露光可能な位置(所定位置)に配置されている。
The
The
The
The
The
センサボード13は、CCD10が出力する画像信号(実際には後述するアナログ信号処理部から出力されるデジタル画像信号)に対して各種の信号処理を施す信号処理回路(後述)が搭載された画像処理部14と、信号ケーブル15によって接続されている。
LED光源4、第1,第2,第3反射ミラー5,7,8、およびレンズユニット11は、走査光学系を構成する。なお、走査光学系としては、相対的なものであり、ミラー等が固定で原稿側が移動するタイプであってもよい。
The
The
LED光源4は、白基準板12やコンタクトガラス3の読み取り面に対して、所定角度で光を照射し、白基準板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およびレンズユニット11を経由してCCD10の受光面に入射する。
CCD10は、入射光量に対応する電圧を画像信号として出力する。
第1,第2キャリッジ6,9は、図示しないステッピングモータ又はサーボモータ等のモータの駆動により、原稿2の露光位置とCCD10の受光面との間の距離を一定に保ちながら副走査方向(矢印A方向)に移動し、原稿2を露光走査する。
The
The
The first and
図10は、図9のCCD10の出力からデジタル画像信号を得るまでのセンサボード13および画像処理部14の構成例を示すブロック図である。
従来の画像読取装置1は、図10に示す回路構成のセンサボード13と画像処理部14とを備えている。
センサボード13は、CCD10、コンデンサ16、アナログ信号処理部(AFE:Analog−Front−End)17、インタフェース(I/F)部18、発振器(OSC)19、およびタイミング信号発生回路部20を備えている。
画像処理部14は、I/F部21、ライン間補正回路部22、画素平均化・ピーク検出回路部23、シェーディング補正回路部24、およびγ補正回路部25を備えている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the
The conventional
The
The
センサボード13のCCD10は、コンタクトガラス3上の原稿2の画像を読み取り、入力される駆動信号に同期して1主走査ライン毎に光学的な分解色(この例では「R,G,B」)毎の画像信号を出力する。
ここで、「R」はレッド(Red)を、「G」はグリーン(Green)を、「B」はブルー(Blue)をそれぞれ示す。
The
Here, “R” indicates red, “G” indicates green, and “B” indicates blue.
CCD10から出力されるR,G,B毎の画像信号は、それぞれコンデンサ16によって交流結合されて、AFE17に入力される。
AFE17は、入力される画像信号を駆動信号であるサンプルパルスに対応してサンプリングすることで連続したアナログ画像信号を生成し、それをデジタル画像信号に変換して出力する。
The R, G, and B image signals output from the
The AFE 17 generates a continuous analog image signal by sampling an input image signal corresponding to a sample pulse that is a drive signal, converts it into a digital image signal, and outputs it.
図11は、図10のAFE17の構成例を示す回路図である。
AFE17は、アナログ信号処理手段であり、図11に示すように、光学的な分解色(この例では「R,G,B」)毎に、クランプ回路(CLMP)31、サンプルホールド回路(SH)32、増幅回路(PGA)33、A/D変換回路(ADC)34、黒オフセット補正回路35、およびD/A変換回路(DAC)36を備えている。これらのうち、クランプ回路31、サンプルホールド回路32、および増幅回路33が、CCD10からの画像信号をサンプリングして、必要なレベルに増幅するアナログ的な処理を施すアナログ信号処理回路部を構成する。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of the
The
AFE17内部では、R,G,B毎に、クランプ回路(CLMP)31により所定のオフセットレベルの電圧(オフセット電圧)にクランプ(決定)され、サンプルホールド回路(SH)32によってリセットノイズおよびフィードスルーレベル等を含む画像信号をそれぞれサンプルパルスによりサンプリングして保持することにより、連続したアナログ画像信号とする。そして、そのアナログ画像信号は、増幅手段である増幅回路(PGA)33によりA/D変換の基準電圧のレベルに増幅された後、A/D変換回路(ADC)34によって所定ビット(例えば10ビット)のデジタル画像信号に変換される。増幅回路(PGA)33は、プログラマブルゲインアンプ等のアナログ増幅回路である。
Inside the
A/D変換回路34からのデジタル画像信号(「デジタルデータ」又は「画像データ」ともいう)は、黒オフセット補正回路35により、暗時(原稿への露光開始前つまり光が入射されていない時)のCCD10の出力がA/D変換回路34による変換後に所定のオフセットレベルになるように、アナログオフセットをD/A変換回路(DAC)36を介してアナログ的に加えることによって、オフセットレベルが所望のレベルで一定になるようにフィードバック制御がなされている。
The digital image signal (also referred to as “digital data” or “image data”) from the A /
こうして得られたデジタル画像信号は、図10のI/F部18,21によって後段の画像処理部14に伝送され、デジタル処理が施される。
デジタル処理としては、ライン間補正回路部22、シェーディング補正回路部24、およびγ補正回路部25による各種補正処理が行われる。
ライン間補正回路部22は、I/F部21より入力されるデジタル画像信号に対して、CCD10でのR,G,B出力間の副走査方向の遅延を補正するライン間補正を行う。
The digital image signal thus obtained is transmitted to the subsequent
As the digital processing, various correction processes are performed by the inter-line
The interline
シェーディング補正回路部24は、図9のLED光源4からの照射光による白基準板12からの反射光をCCD10で読み取る(受光する)ことによって所定の濃度レベルが得られるため、その濃度レベルを示すシェーディングデータを生成して図示しないメモリに記憶保持する。そして、そのシェーディングデータに基づいて、原稿2の画像読み取り時に入力されるデジタル画像信号に対して、CCD10の感度バラツキや照射系の配光ムラを補正するシェーディング補正(単に「シェーディング」ともいう)を行う。
γ補正回路部25は、シェーディング補正回路部24からのデジタル画像信号に対してγ補正を施し、素子特性による誤差を修正する。
The shading
The γ
ここで、通常、レンズを透過することによりcos4乗則に従い、同じ光量であっても画像端部の出力は落ち込む傾向にある。cos4乗則とは、入射角と照度との関係を示すもので、レンズに入射する光の入射角(レンズ入射角)が光軸に対してθの場合、照度は次式に示す関係となる。但し、Ioは入射前の光の照度を、Iは入射後の光の照度をそれぞれ示す。
I=Io cos4θ
Here, normally, the output at the edge of the image tends to drop even if the light quantity is the same according to the
I = Io cos 4 θ
CCD10およびその他の回路部の駆動に必要な駆動信号は、発振器(OSC)19から入力される所定周期のクロック信号に基づいてタイミング信号発生回路部20で生成され、各回路部に入力される。
AFE17には、図11に示すように、動作状態を決定するためのレジスタ部37が内蔵されている。そのレジスタ部37は、所定のI/F部であるCPU・I/Fを介して外部のCPUとシリアル通信によって制御され、動作状態が設定可能になっている。なお、図示は省略するが、レジスタ部37と同様なレジスタ部は、タイミング信号発生回路部20にも内蔵され、CPU・I/Fを介して外部のCPUとシリアル通信によって制御され、動作状態が設定可能になっている。
A drive signal necessary for driving the
As shown in FIG. 11, the AFE 17 includes a
このように構成された画像読取装置1では、白基準板12を使って大きく2つの処理がなされる。
一つ目は、増幅回路(PGA)33の増幅率を決定するゲイン調整である。通常、白基準板12を読み取り、A/D変換回路(ADC)34でA/D変換されたデジタル画像信号(画像データ)の画素レベル(画素の「濃度レベル」又はそれを示す「階調レベル」に相当する)がある一定の大きさになるように、増幅回路33の増幅率を調整するものである。調整の目標値としては、A/D変換回路34からの出力信号がノイズやその後の光量変動を見込んで、飽和しない範囲で最も大きな値を目標値とすることでダイナミックレンジをできるだけ広く確保する。こちらの調整は、電源投入時など、ある特定のタイミングで実施する。
In the
The first is gain adjustment that determines the amplification factor of the amplifier circuit (PGA) 33. Usually, the pixel level of the digital image signal (image data) read from the
二つ目は、シェーディング補正であり、前述の通り、LED光源4で照射された白基準板12からの反射光をCCD10で読み取ることによって所定の濃度レベルが得られ、その濃度レベルを示すシェーディングデータの生成を行うため、そのシェーディングデータに基づいてCCD10の感度バラツキや照射系の配光ムラを補正するものである。この処理は、原稿2の読み取り毎に実施される。原稿2の読み取りの際に、白基準板12下に第1,第2キャリッジ6,9が移動して、白基準板12の読み取り、シェーディングデータの生成を行う。
The second is shading correction. As described above, a predetermined density level is obtained by reading the reflected light from the
その後、原稿2の下方に第1,第2キャリッジ6,9を移動させ、原稿2の領域の1主走査ライン(副走査方向に直交する主走査方向の1ラインであり、単に「1ライン」ともいう)内の各画素データ(画像データを構成するデータ)に対して次式の演算を行うことにより、シェーディングデータで正規化した読み取り画像を得る。
シェーディング後原稿読取データ=原稿読取データ/シェーディングデータ×1023
ここで、原稿読取データは画像処理部14に入力されるデジタル画像信号に相当する。シェーディング後原稿読取データは、シェーディング補正回路部24によってシェーディング補正がなされた後のデジタル画像信号に相当する。
Thereafter, the first and
Document reading data after shading = document reading data / shading data × 1023
Here, the document read data corresponds to a digital image signal input to the
図12は、図11の増幅回路(PGA)33の増幅率を決定するゲイン調整の説明に供する説明図である。
白基準板12の読み取り時にも、例えば図12の(a)に示すように、主走査方向の同期信号である主走査同期信号に同期して、CCD10から1ライン毎の出力が行われる。そして、その出力により生成されるデジタル画像信号のうち、主走査同期信号がハイレベル“H”の期間内の有効画素領域を示す期間(有効画素期間)にあるデジタル画像信号が、有効画素信号となる。この有効画素信号は、ゲイン値(増幅率)の設定(ゲイン設定g)時に、例えば図12の(b)に示すようなノイズが混入された波形となる。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the gain adjustment for determining the amplification factor of the amplifier circuit (PGA) 33 of FIG.
Even when the
そこで、ゲイン調整は次のように行っている。つまり、図11の増幅回路33に設定するゲイン値(実際には対応するゲイン設定コード)をCPU・I/Fを介したレジスタへの設定で変化させつつ、そのときに取り込んだ複数ライン分のデジタル画像信号(実際には有効画素信号)の画素レベルをシェーディング補正回路部24で主走査方向(ライン方向)に平均化する。それにより、例えば図12の(c)(d)に示すように、ノイズ除去を行い、画素レベルのピーク値(ピーク画素レベル)が目標値(目標白読取レベル)に最も近くなるように、ゲイン値の可変設定を繰り返して(この例では「N回」)、最適なゲイン値を決定する。
Therefore, gain adjustment is performed as follows. That is, while changing the gain value (actually the corresponding gain setting code) set in the
ゲイン値の設定は、CPU・I/Fを介してAFE17内部のレジスタ部37内の値(レジスタ値)を書き換えることにより、増幅回路(PGA)33の増幅率を切り替える。また、1主走査ラインの有効画素信号の画素レベルの平均化処理およびピーク値検出は、画素平均化・ピーク検出回路部23で実施する。
上記のようなゲイン調整を行う画像読取装置としては、特許文献1〜4に示すようなものも提案されている。
The gain value is set by switching the amplification factor of the amplifier circuit (PGA) 33 by rewriting the value (register value) in the
As the image reading apparatus for performing the gain adjustment as described above, those shown in
しかしながら、従来の画像読取装置では、ゲイン値をゲイン設定コードの最小値から「1」ずつインクリメントして設定しつつ、画素レベルのピーク値のレベル判定を行っている。また、ゲイン値の設定変更は1主走査ラインに1回行っているので、ゲイン調整は「ゲイン値の設定回数×平均化ライン数」もかかることになり、調整時間が長くなっていて、電源投入時や省エネ復帰時のユーザのウエイト時間削減が望まれる今日では、この調整時間の長さが課題となっていた。 However, in the conventional image reading apparatus, the level determination of the peak value of the pixel level is performed while setting the gain value by incrementing by “1” from the minimum value of the gain setting code. In addition, since the gain value setting change is performed once for each main scanning line, the gain adjustment also takes “gain value setting times × number of average lines”, and the adjustment time is long. In the present day when it is desired to reduce the wait time of the user at the time of input or energy saving return, the length of the adjustment time has been a problem.
また、理論値を元に演算で最適なゲイン値を算出してゲイン調整を行う方法もあるが、プログラマブルゲインアンプのようなアナログ増幅回路では、固体による増幅率の固体バラツキが大きく、設定されるゲイン値(ゲイン設定値)と実際の増幅率の直線性、単調性が確保されていない場合がある。その場合、単に理論値からの演算で最適なゲイン値を求めてしまうと、目標値付近で調整結果が振動してしまい、正しい調整が行うことができないケースが発生する。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、アナログ信号処理手段内の増幅手段の最適なゲイン設定値を短時間で得られるようにすることを目的とする。
There is also a method of calculating the optimum gain value by calculation based on the theoretical value and performing gain adjustment. However, in an analog amplifier circuit such as a programmable gain amplifier, there is a large variation in the amplification factor due to the solid, and it is set. In some cases, linearity and monotonicity between the gain value (gain setting value) and the actual gain are not ensured. In that case, if the optimum gain value is simply obtained by calculation from the theoretical value, the adjustment result vibrates in the vicinity of the target value, and a case where correct adjustment cannot be performed occurs.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to obtain an optimum gain setting value of an amplifying unit in an analog signal processing unit in a short time.
この発明は、上記の目的を達成するため、以下に示す画像読取装置および画像形成装置を提供する。
この発明による画像読取装置は、原稿を露光手段によって露光し、その原稿からの反射光を画像信号に変換して1主走査ライン毎に出力する光電変換手段を用いて上記原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、以下に示すようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following image reading apparatus and image forming apparatus.
The image reading apparatus according to the present invention is an image in which an original is exposed by an exposure unit, and the image of the original is read using a photoelectric conversion unit that converts reflected light from the original into an image signal and outputs the image signal for each main scanning line. The reading apparatus is characterized by the following.
すなわち、増幅手段を有し、上記光電変換手段からの上記画像信号をサンプリングして、上記増幅手段によって必要なレベルに増幅するアナログ的な処理を施すアナログ信号処理手段と、そのアナログ信号処理手段からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換手段と、そのA/D変換手段からのデジタル画像信号を正規化する正規化手段と、所定位置に配置されている白基準板とを設けている。
さらに、上記白基準板を上記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して上記1主走査ライン毎に出力する上記光電変換手段を用いて上記白基準板を読み取り、所定のゲイン設定値に設定された上記増幅手段で増幅し、上記A/D変換手段でデジタル画像信号に変換して、シェーディングデータを求めると共に、
上記白基準板を上記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して上記1主走査ライン毎に出力する上記光電変換手段を用いて上記白基準板を読み取り、上記増幅手段のゲイン設定値を上記1主走査ライン内で所定のゲイン設定値から順次切り替えることによって、上記増幅手段から得られる各デジタル画像信号に対して、上記シェーディングデータを用いて前記正規化手段で正規化して得られたデジタル画像信号から、前記1主走査ライン内で順次切り替えた上記ゲイン設定値毎に、上記所定のゲイン設定値に対する相対ゲイン値を算出してゲインテーブルを作成するゲインテーブル作成手段と、
上記白基準板を上記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して上記1主走査ライン毎に出力する上記光電変換手段を用いて上記白基準板を読み取り、上記所定のゲイン設定値に設定された上記増幅手段で増幅し、上記A/D変換手段で変換したデジタル画像信号の上記1主走査ライン内のピーク画素レベルを検出し、該ピーク画素レベルと上記相対ゲイン値とを乗算した値が、目標白読取レベル以下となる上記相対ゲイン値のうち、最大の相対ゲイン値を算出し、さらに、該最大の相対ゲイン値に対応する上記増幅手段のゲイン設定値を上記ゲインテーブルから求めて、上記増幅手段の最適なゲイン設定値とする最適ゲイン設定値算出手段とを設けたものである。
That is, an analog signal processing unit that has an amplification unit, samples the image signal from the photoelectric conversion unit, and performs an analog process for amplifying the image signal to a required level by the amplification unit, and the analog signal processing unit A / D conversion means for converting the analog image signal into a digital image signal, normalization means for normalizing the digital image signal from the A / D conversion means, and a white reference plate arranged at a predetermined position Provided.
Further , the white reference plate is exposed by the exposure means, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is output using the photoelectric conversion means that outputs the signal for each main scanning line. Read and amplify by the amplifying means set to a predetermined gain setting value, convert to a digital image signal by the A / D conversion means to obtain shading data,
The white reference plate is exposed by the exposure means, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is read using the photoelectric conversion means that outputs the image signal for each main scanning line, the gain setting value of said amplifier means by switching sequentially from a predetermined gain setting value in the one main scanning line, for each digital image signal obtained from said amplifying means, said normalizing means with the shading data A gain table for creating a gain table by calculating a relative gain value for the predetermined gain setting value for each gain setting value sequentially switched within the one main scanning line from the digital image signal obtained by normalization in step Creating means;
The white reference plate is exposed by the exposure means, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is read using the photoelectric conversion means that outputs the image signal for each main scanning line, A peak pixel level in the one main scanning line of the digital image signal amplified by the amplification means set to the predetermined gain setting value and converted by the A / D conversion means is detected, and the peak pixel level and the The maximum relative gain value is calculated among the relative gain values that are obtained by multiplying the relative gain value by the target white reading level or less, and the gain setting of the amplification unit corresponding to the maximum relative gain value is calculated. Optimum gain setting value calculating means for obtaining the value from the gain table and setting the optimum gain setting value of the amplifying means is provided.
この発明によれば、画像読取装置が、白基準板を露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して1主走査ライン毎に出力する光電変換手段を用いて白基準板を読み取り、アナログ信号処理手段内の増幅手段のゲイン設定値を1主走査ライン内で所定のゲイン設定値から順次切り替えることによって得られるデジタル画像信号に基づいて、各ゲイン設定値毎に所定のゲイン設定値に対する相対ゲイン値を算出してゲインテーブルを作成しておき、ゲイン調整時には、増幅手段のゲイン設定値を所定のゲイン設定値にして白基準板を読み取った1主走査ラインのデジタル画像信号から、上記ゲインテーブルを用いて増幅手段の最適なゲイン設定値を求めることにより、アナログ信号処理手段内の増幅手段の最適なゲイン設定値を短時間で得ることができる。 According to this invention, the image reading apparatus uses the photoelectric conversion unit that exposes the white reference plate by the exposure unit, converts the reflected light from the white reference plate into an image signal, and outputs the image signal for each main scanning line. For each gain setting value based on a digital image signal obtained by reading the white reference plate and sequentially switching the gain setting value of the amplification means in the analog signal processing means from a predetermined gain setting value within one main scanning line. A gain table is created by calculating a relative gain value with respect to a predetermined gain setting value, and at the time of gain adjustment, the gain setting value of the amplifying means is set to the predetermined gain setting value, and one main scanning line is read. from a digital image signal, by determining the optimum gain setting value of the amplifying means by using the gain table, the optimum gay amplifying means in the analog signal processing means It is possible to obtain the set value in a short time.
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1はこの発明の一実施形態である画像読取装置における制御系の主要部の構成例を示すブロック図、図2はそのCCDの出力からデジタル画像信号を得るまでのセンサボードおよび画像処理部の構成例を示すブロック図であり、図10と対応する部分には同一符号を付してそれらの説明のほとんどを省略する。
なお、画像読取装置の光学系の概略構成は図9と同じであるため、その図9を再び使用するものとする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a main part of a control system in an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a sensor board and an image processing unit for obtaining a digital image signal from the output of the CCD. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example, where parts corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and most of the description thereof is omitted.
Since the schematic configuration of the optical system of the image reading apparatus is the same as that in FIG. 9, it is assumed that FIG. 9 is used again.
この実施形態の画像読取装置1は、図1に示すように、センサボード13と、画像処理部14と、CPU50と、インタフェース(I/F)部60と、操作部70とを備えている。
センサボード13は、LED光源4およびI/F部27の他に、図2にも示すように、CCD10、コンデンサ16、アナログ信号処理部(AFE)17、I/F部18、発振器(OSC)19、およびタイミング信号発生回路部(TG)20を備えている。それらのうち、AFE17のみが図10に示したものと内部構成が異なる。
I/F部27は、CPU・I/Fであり、AFE17およびTG20とCPU50との通信を制御する。
As shown in FIG. 1, the
In addition to the LED
The I /
画像処理部14は、I/F部21、画像処理ブロック41、およびI/F部42を備えている。それらのうち、画像処理ブロック41は、図2に示すライン間補正回路部22、画素平均化・ピーク検出回路部23、シェーディング補正回路部24、γ補正回路部25、およびゲインテーブル部26を構成している。
I/F部42は、CPU・I/Fであり、画像処理ブロック41内の各部とCPU50との通信を制御する。
ゲインテーブル部26は、後述するゲインテーブルの作成を行う。
The
The I /
The
CPU50は、画像読取装置1全体を統括的に制御するマイクロコンピュータであり、中央演算装置(CPU)と、中央演算装置が実行するプログラムを含む各種データを記憶しているROMと、データを一時的に記憶するRAMと、装置の電源のオン/オフに関係なくデータを記憶保持する不揮発性メモリとを備えている。
I/F部60は、CPU・I/Fであり、CPU50と操作部70との通信を制御する。
操作部70は、各種情報を入力するための入力部と、各種情報を表示する表示部とからなる。
The
The I /
The
図3は図2のAFE17の構成例を示す回路図であり、図11と対応する部分には同一符号を付してそれらの説明のほとんどを省略する。
AFE17は、図3に示すように、図11に示したものにゲイン切替回路38を追加したものである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the
As shown in FIG. 3, the
以上のように構成された画像読取装置1では、CPU50が、センサボード13内のAFE17およびタイミング信号発生回路部(TG)20、画像処理部14内のライン間補正回路部22,画素平均化・ピーク検出回路部23,シェーディング補正回路部24,ゲインテーブル部26等を制御することにより、最適ゲイン設定値算出手段およびゲインテーブル作成手段としての機能を果す。また、シェーディング補正回路部24が正規化手段としての機能を果す。
In the
そこで、それらの機能について具体的に説明する。
画像読取装置1では、電源投入直後に、CPU50がI/F部27を介してセンサボード13内の各回路部の動作状態を決めるレジスタ設定を行うが、その一つにR,G,B毎に図3の増幅回路(PGA)33の増幅率を決定するゲイン調整がある。
Therefore, these functions will be specifically described.
In the
このゲイン調整の狙いは、A/D変換回路(ADC)34の入力ダイナミックレンジをできるだけ広く使えるように、サンプルホールド回路(SH)32の出力を増幅することにある。但し、ノイズや図9のLED光源4の光量変動が生じてもA/D変換回路34の出力がフルスケール「1023」を取らない増幅率に設定する必要がある。「1023」を出力するということは、画像データがA/D変換回路34で飽和していることを意味する。
The purpose of this gain adjustment is to amplify the output of the sample hold circuit (SH) 32 so that the input dynamic range of the A / D converter circuit (ADC) 34 can be used as wide as possible. However, it is necessary to set the amplification factor such that the output of the A /
以下、図4〜図6を参照してゲイン調整の手順を示す。
図4は、図3の増幅回路(PGA)33のゲイン設定コード(ゲイン値に対応する)を「0」にした場合におけるシェーディングデータ生成の説明に供する説明図である。
図5は、増幅回路33のゲイン設定コードを「0」にした場合におけるゲインテーブル作成の説明に供する説明図である。
図6は、増幅回路33のゲイン設定コードを「0」にした場合におけるゲイン調整の説明に供する説明図である。
Hereinafter, the procedure of gain adjustment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining generation of shading data when the gain setting code (corresponding to the gain value) of the amplifier circuit (PGA) 33 in FIG. 3 is set to “0”.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the creation of the gain table when the gain setting code of the
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining gain adjustment when the gain setting code of the
図1のCPU50は、まず、I/F部27を介して増幅回路33にゲイン値を対応するゲイン設定コード(デジタルコード)により「4ビット」つまり「0〜15」の範囲内で設定可能とした場合、増幅回路33には最初に最低ゲイン値としてゲイン設定コード「0」を設定する。なお、最低ゲイン値以外のゲイン値を対応するゲイン設定コードで設定することも可能である。
First, the
そして、その状態で図9の白基準板12を露光してその読み取りを実施する。
白基準板12の読み取り時には、例えば図4の(a)に示すように、主走査同期信号に同期して、CCD10から1ライン毎の出力が行われる。そして、その出力により生成されるデジタル画像信号のうち、主走査同期信号がハイレベル“H”の期間内の有効画素期間にあるデジタル画像信号が、有効画素を示すデジタル画像信号(有効画素信号)となる。この有効画素信号は、例えば図4の(b)に示すように、ゲイン設定コード「0」の設定時、つまり最低ゲイン値の設定時に、ノイズが混入された波形となる。
In this state, the
At the time of reading the
そして、CPU50は、I/F部42を介して図2のシェーディング補正回路部24により、例えば図4の(c)に示すように、複数ライン(この例では16ライン)分の主走査読み取り結果(デジタル画像信号の画素レベル)を平均化させてノイズ除去を実施させ、シェーディングデータとして記憶手段である内部メモリに記憶保持させる。但し、シェーディングデータとして保持させる範囲は、有効画素領域に相当するもののみである。
Then, the
次に、I/F部27経由で図3のレジスタ部37内の値(レジスタ値)を書き換えることにより、ゲイン切替回路38によって増幅回路33のゲイン設定値(つまり対応するゲイン設定コード)の切り替えを行わせる。但し、通常動作時には、予め定められたある固定のゲイン設定値にする。
ゲイン調整時には、ゲイン切替回路38に次のような動作を行わせる。
ゲイン切替回路38は、画素をカウント(計測)するカウンタ機能を有するロジック回路であり、主走査同期信号に同期して、有効画素期間中に全てのゲイン設定を均等期間設けつつ、切り替わるモードに移る。つまり、主走査同期信号を受けて、有効画素開始までウエイトし、そこから500画素カウントする毎にゲイン設定コードを一つずつ増やす。
Next, by rewriting the value (register value) in the
At the time of gain adjustment, the
The
これにより、例えば図5の(b)に示すように、同図の(a)に示す有効画素期間内の8000画素に対して、各ゲイン設定値にそれぞれ対応する各ゲイン設定コード「0〜15」が均等に500画素毎に切り替わり、それに応じてデジタル画像信号(有効画素信号)の画素レベルが増幅されるようになる。なお、図5の(b)に示すグラフは、画素平均化・ピーク検出回路23において、16ライン分のデジタル画像信号の画素レベルに対して平均化処理が施された後のものを示している。
Accordingly, for example, as shown in FIG. 5B, for each of 8000 pixels within the effective pixel period shown in FIG. 5A, each gain setting code “0-15” corresponding to each gain setting value is provided. "Is switched evenly every 500 pixels, and the pixel level of the digital image signal (effective pixel signal) is amplified accordingly. The graph shown in FIG. 5B shows the graph after the pixel averaging /
シェーディング補正回路部24は、1主走査ライン中にゲイン設定値が16段階に切り替えられたデジタル画像信号が入力されると、そのデジタル画像信号を前述の最低ゲイン値に対応するゲイン設定コード「0」の設定による増幅率で増幅して生成したシェーディングデータで正規化するシェーディング補正を行う。このとき、次式を用いて演算する。
シェーディング後原稿読取データ
=(原稿読取データ−黒基準画像データ)/(シェーディングデータ
−黒基準画像データ)×1023
When a digital image signal whose gain setting value is switched to 16 levels is input during one main scanning line, the shading
Original reading data after shading
= (Original reading data-Black reference image data) / (Shading data
-Black reference image data) x 1023
ここで、原稿読取データ,シェーディング後原稿読取データ,黒基準画像データについて説明しておく。
原稿読取データは、画像処理部14に入力されるデジタル画像信号に相当する。
シェーディング後原稿読取データは、シェーディング補正回路部24によってシェーディング補正がなされた後のデジタル画像信号に相当する。
黒基準画像データは、実際にはその画素レベルの平均値であり、有効画素期間以外のOPB(オプティカルブラック)画素期間あるいは空転送画素期間のデジタル画像信号の画素レベルの平均値に相当する。これらの画素レベルの平均値は、レベル的にも等しいので、問題はない。
Here, the original reading data, the post-shading original reading data, and the black reference image data will be described.
The document read data corresponds to a digital image signal input to the
The post-shading document read data corresponds to a digital image signal after the shading
The black reference image data is actually an average value of the pixel level, and corresponds to an average value of the pixel level of the digital image signal in the OPB (optical black) pixel period or the empty transfer pixel period other than the effective pixel period. Since the average values of these pixel levels are equal in level, there is no problem.
OPB画素は、画素(フォトダイオード)が物理的に存在するが、光学的にマスクされている画素である。
空転送画素は、画素が物理的に存在しないが、CPU50によるタイミング信号発生回路部20の制御によって、1主走査ライン中の転送クロック数を有効画素数より多くする。それにより、その分だけ、有効画素期間のデジタル画像信号が出力された後に、暗時のデジタル画像信号と同等レベルのデジタル画像信号が出力され続ける。この出力期間を、空転送画素期間という。
An OPB pixel is a pixel in which a pixel (photodiode) physically exists but is optically masked.
Although the empty transfer pixel does not physically exist, the number of transfer clocks in one main scanning line is made larger than the number of effective pixels by the control of the timing signal
通常、この実施形態のような画像読取装置の出力(デジタル画像信号)の暗時レベルを、「0」とはせずに、ある程度のオフセットを加えている。これは、暗時レベルに含まれるノイズ成分も含めて「0」側に飽和させたくないためである。よって、例えば前述の「16段階の各ゲイン設定コード設定時の500画素毎のデジタル画像信号の画素レベルの平均値」などは、黒基準画像データに相当するオフセットを加えていることになる。
したがって、シェーディング補正前に黒基準画像データの画素レベルの平均値を生成して、原稿読取データの各画素レベルから減算する必要があり、それを上記のシェーディング補正後原稿読取データの計算式に反映させている。
その計算式を用いることにより、1主走査ライン中にゲイン設定値を16段階に切り替えたデジタル画像信号は、光量の主走査ムラ(配光ムラ)が補正されて、図5の(c)に示すように階段状の出力変化となる。
Usually, a certain level of offset is added without setting the dark level of the output (digital image signal) of the image reading apparatus as in this embodiment to “0”. This is because it is not desired to saturate the “0” side including the noise component included in the dark level. Therefore, for example, the above-mentioned “average value of the pixel level of the digital image signal for every 500 pixels at the time of setting each of the 16 stages of gain setting codes” adds an offset corresponding to the black reference image data.
Therefore, it is necessary to generate an average value of the pixel level of the black reference image data before the shading correction, and subtract it from each pixel level of the original reading data, which is reflected in the calculation formula of the original reading data after the shading correction. I am letting.
By using the calculation formula, the digital image signal in which the gain setting value is switched in 16 steps during one main scanning line is corrected for the main scanning unevenness (light distribution unevenness) of the light amount, and FIG. As shown, the output changes stepwise.
CPU50は、次にゲインテーブル部26に以下に示す演算を含むゲインテーブルの作成を行わせる。
ゲインテーブル部26は、図5の(d)に示すように、シェーディング補正回路部24によってシェーディング補正がなされた16段階の各ゲイン値をゲイン設定コードで順次切り替えて設定した時における500画素毎のデジタル画像信号(有効画素信号)の画素レベルの平均値AV_g0〜AV_g15を算出する。
Next, the
As shown in FIG. 5 (d), the
そして、増幅回路33に設定可能な各ゲイン値(ゲイン設定値)にそれぞれ対応する各ゲイン設定コードのうち、最低ゲイン値g0に対応するゲイン設定コード「0」が設定された時の有効画素信号の画素レベルの平均値AV_g0と他のゲイン値gN(g1〜g15)に対応するゲイン設定コード「1」〜「15」がそれぞれ設定された時の有効画素信号の画素レベルの平均値AV_gN(AV_g1〜AV_g15)とから、最低ゲイン値g0に対する相対ゲイン値GAIN_Nを、次式より各ゲイン値gN毎に算出する。
GAIN_N=AV_gN/AV_g0
The effective pixel signal when the gain setting code “0” corresponding to the lowest gain value g0 is set among the gain setting codes corresponding to the respective gain values (gain setting values) that can be set in the
GAIN_N = AV_gN / AV_g0
なお、最低ゲイン値g0が1倍であった場合には、相対ゲイン値GAIN_N=実際の増幅率になる。相対ゲイン値GAIN_Nは、最低ゲイン値g0に対して、ゲイン値gNが何倍の増幅率があるかを意味している。AFE17のような実際のアナログ信号処理ICでは、使用する増幅器33によっては、最低ゲイン値g0が「1倍」にならない場合もあるので、このような表現としている。最低ゲイン値g0の実際の増幅率が2倍であれば、ゲイン値gN時の実際の増幅率は、「GAIN_N×2」となる。また、ゲイン設定コードが「15」の時の増幅率が最大ゲイン値g15となる。
When the minimum gain value g0 is 1, the relative gain value GAIN_N = actual amplification factor. The relative gain value GAIN_N means how many times the gain value gN has an amplification factor with respect to the minimum gain value g0. In an actual analog signal processing IC such as the
算出した各ゲイン設定値gN毎の相対ゲイン値GAIN_Nのデータは、ゲインテーブルとしてゲインテーブル部26内の図示しない不揮発性記憶手段である不揮発性メモリに記憶保持する。それによって、ゲインテーブルの作成が完了するが、そのゲインテーブルは不揮発性メモリに記憶保持されるため、装置の電源がオフになっても、その内容は保持される。以後、増幅回路(PGA)33に設定すべきゲイン値をゲインテーブルから選択的に取得し、対応するゲイン設定コードをI/F部27を介してAFE17内のレジスタ部37に設定することにより、増幅回路(PGA)33に設定することができる。
The calculated data of the relative gain value GAIN_N for each gain setting value gN is stored and held in a non-volatile memory (not shown) in the
ゲインテーブルの作成後は、通常のゲイン調整に移る。
そしてまず、CPU50が、I/F部18を介してAFE17内のレジスタ部37内の値を書き換えることにより、ゲイン切替回路38によって増幅回路(PGA)33のゲイン設定コードを最低値「0」にした状態で、例えば図6の(b)(c)に示すように、画素平均化・ピーク検出回路部23に16ライン分のデジタル画像信号(実際には有効画素信号)の画素レベルの平均化処理およびピーク画素レベルの検出を行わせる。
After creating the gain table, move on to normal gain adjustment.
First, the
このとき、次式の関係を満足する、最大の相対ゲイン値(GAIN_N)を適正なゲイン値として、そのときのゲイン設定値gNに対応するゲイン設定コードをI/F部27を介してAFE17内のレジスタ部37に設定する。それにより、ゲイン切替回路38によって増幅回路33のゲイン設定値(増幅回路33に設定するゲイン設定コードに対応する)の切り替えが行われ、そのゲイン設定値として最適なゲイン設定値が選択されることになる。
ゲイン設定コードが「0」の時のピーク画素レベル×GAIN_N≦目標白読取レベル
At this time, the maximum relative gain value (GAIN_N) satisfying the relationship of the following equation is set as an appropriate gain value, and a gain setting code corresponding to the gain setting value gN at that time is stored in the
Peak pixel level when gain setting code is “0” × GAIN_N ≦ target white reading level
ここで、最適なゲイン設定値とは、上述したように、最低ゲイン値g0に対する相対ゲイン値「GAIN_N」を求め、ゲインテーブル部26に保持したゲインテーブルを用いて得る、実際の画像読み取りに使用されるゲイン設定値を意味している。
そして、実際の画像読み取りに使用するゲイン値の決め方としては、予め設定されている「目標白読取レベル」を超えない、且つ最も近い「AV_gN」のときの「GAIN_N」(上式を満たす最大の相対ゲイン値)を採用する。
Here, as described above, the optimum gain setting value is used for actual image reading obtained by obtaining a relative gain value “GAIN_N” with respect to the lowest gain value g0 and using the gain table held in the
Then, as a method of determining the gain value used for actual image reading, “GAIN_N” (maximum satisfying the above equation) when “AV_gN” closest to “AV_gN” is not exceeded . Relative gain value) is used.
「目標白読取レベル」については、得られるデジタル画像データの階調性を確保したいので、A/D変換回路34のダイナミックレンジをできるだけ広く使えるように高めに設定する。但し、実際はA/D変換回路34の出力(デジタル画像信号)が信号に含まれるノイズ成分も含めて飽和しないレベルを予め決めておく。A/D変換回路34は、10ビットであれば、「1023」までのデジタル画像信号を出力できるが、「目標白読取レベル=1023」とはならない。よって、そのデジタル画像信号に含まれるノイズも含めて、「1023」の値を取らないように「目標白読取レベル」を下げる。
The “target white reading level” is set to a high value so that the dynamic range of the A /
なお、通常の装置の電源立ち上げ時あるいは省エネルギーモードからの復帰時など、ゲイン調整が必要な場合には、上記のゲインテーブルの作成後の処理のみを行えばよい。
また、センサボード13を故障等により交換してAFE17が変わった場合や、画像処理部14を交換した場合など、ゲインテーブルの更新が必要な場合には、ユーザによる操作部70上の操作(外部の操作)によりゲインテーブル作成実行のコマンドを発行させることにより、任意のタイミングでI/F部60経由でCPU50に対してゲインテーブルの作成を指示することが可能となる。
When gain adjustment is necessary, such as when the power of a normal apparatus is turned on or when returning from the energy saving mode, only the processing after creating the gain table described above may be performed.
In addition, when the gain table needs to be updated, such as when the
さらに、図2の増幅回路33に対する各ゲイン設定において実際の増幅率(ゲイン)が理論通りに求められれば、ゲインテーブルは不要である。この場合、以下の計算式を用いるだけで、例えば最低ゲイン設定値「0」時に得られたピーク画素レベルから理想の増幅率を得ることができる。しかし、実際の増幅率(ゲイン特性)は、例えば図7に示すように理想の増幅率とは大きく異なってしまう。
Further, if the actual gain (gain) is obtained theoretically in each gain setting for the
次に設定するゲイン設定コード=
(目標白読取レベル/ピーク画素レベル)
/ゲイン設定コードを1変化(+1)させたときの増幅率(理論値)
+現在のゲイン設定コード
さらにまた、この実施形態では、ゲインテーブル部26が行うゲインテーブルの作成をハード的に行うようにしたが、そのゲインテーブルの作成をCPU50がソフト的に行うようにすることもできる。
Next gain setting code =
(Target white scanning level / peak pixel level)
/ Amplification factor when changing gain setting code by 1 (+1) (theoretical value)
+ Current Gain Setting Code Furthermore, in this embodiment, the gain table created by the
このように、この実施形態の画像読取装置1によれば、白基準板12をLED光源4(露光手段)によって露光し、その白基準板12からの反射光を画像信号に変換して1主走査ライン毎に出力するCCD10(光電変換手段)を用いて白基準板12を読み取る。そして、アナログ信号処理部17内の増幅回路33(増幅手段)のゲイン設定値(実際には対応するゲイン設定コード)を1主走査ライン内で所定のゲイン設定値から順次切り替えることによって得られるデジタル画像信号に基づいて、各ゲイン設定値毎に所定のゲイン設定値に対する相対ゲイン値を算出してゲインテーブルを作成しておき、ゲイン調整時には、増幅手段のゲイン設定値を所定のゲイン設定値にして白基準板を読み取った1主走査ラインのデジタル画像信号から、上記ゲインテーブルを用いて増幅手段の最適なゲイン設定値を求める。
それによって、アナログ信号処理部17内の増幅回路33の最適なゲイン設定値を短時間で得ることができる。したがって、増幅回路33のゲイン誤差が大きいケースでも、正確且つ短時間でアナログ信号処理部17によるアナログ処理を実行することができる。
As described above, according to the
Thereby , an optimum gain setting value of the
さらに、上述した実施形態によれば、以下の(a)〜(c)に示す作用効果を得ることもできる。
(a)増幅回路33のゲイン設定値を1主走査ライン内で順次切り替える前に、増幅回路33の所定のゲイン設定値で予め白基準板12を読み取った際の1主走査ラインのデジタル画像信号(シェーディングデータ)を取得しておく。そして、増幅回路33のゲイン設定値を1主走査ライン内で順次切り替えることによって得られるデジタル画像信号を、増幅回路33の上記所定のゲイン設定値で白基準板12を読み取った際のデジタル画像信号を用いて正規化する。それによって、LED光源4の配光ムラが補正されるため、ゲイン変化に対する適切なデジタル画像信号を入手することができる。
Furthermore, according to embodiment mentioned above, the effect shown to the following (a)-( c ) can also be acquired.
(A) Before sequentially switching the gain setting value of the
(b)ゲインテーブルを不揮発性メモリ(不揮発性記憶手段)に保持することにより、次回のゲイン調整時からは、ゲインテーブルを作成するための処理を行うことなく、増幅回路33の最適なゲイン設定値を取得することができる。
(c)外部からの操作によってゲインテーブルを作成(更新)することにより、装置の故障などによりCCD10やその周辺回路を実装したセンサボード(プリント基板)13を交換しても、再度ゲインテーブルを設定し直すことが可能となる。
(B) By holding the gain table in the nonvolatile memory (nonvolatile storage means), the optimum gain setting of the
(C) By creating (updating) a gain table by an external operation, the gain table is set again even if the sensor board (printed circuit board) 13 on which the
なお、通常は、レンズを透過することによるcos4乗則による出力分布や、LED光源等の露光部そのものの配光分布の影響があるので、正確にゲインテーブルを作成するには、上述した正規化が必要である。しかし、これらの影響が問題とならないような照明系、光学系が採用されている場合には、正規化は不要である。
例えば、図9のレンズユニット11の受光面側にシェーディング板を取り付け、そのシェーディング板によって光学的に平坦な分布になるように、第3反射ミラー8からの反射光の光量を絞る。それによって、白基準板12を読み取った際のデジタル画像信号の主走査方向の分布を平坦にすることができるようにした際には、ゲインテーブル作成の際の正規化演算は不要となる。
Normally, there is an influence of the output distribution according to the
For example, a shading plate is attached to the light receiving surface side of the
以上、この発明をCCDによって原稿の画像を読み取る画像読取装置(スキャナ)に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、他のイメージセンサによって原稿の画像を読み取る画像読取装置には勿論、それらの画像読取装置を搭載したデジタル複写機,ファクシミリ装置,プリンタ等の各種画像形成装置にも適用可能である。画像形成装置本体は、画像読取装置からの画像データを可視画像として用紙等のシートに印刷することができる。 The embodiment in which the present invention is applied to an image reading device (scanner) that reads an image of a document with a CCD has been described above. However, the present invention is not limited to this, and an image reading device that reads an image of a document with another image sensor. Of course, the present invention can also be applied to various image forming apparatuses such as digital copiers, facsimile machines, and printers equipped with such image reading apparatuses. The image forming apparatus main body can print the image data from the image reading apparatus on a sheet such as paper as a visible image.
図8は、上述した画像読取装置1を搭載した画像形成装置の構成例を示す概略図であり、図1,図2と同じ部分には同一符号を付している。
この画像形成装置200は、図8に示すように、図1に示した画像読取装置(スキャナ)1と、プリンタ120とを備えている。
画像読取装置1は、センサボード13内のI/F部18が、アナログ信号処理部(AFE)17からパラレル10bitのデジタル画像信号(デジタルデータ)が入力されると、それを画像処理部14内のI/F部21へシリアル送信する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of an image forming apparatus equipped with the
As shown in FIG. 8, the
In the
画像処理部14は、I/F部21とI/F部18とによりセンサボード13と通信可能に接続されている。また、インタフェース(I/F)123によりプリンタ120内のプリンタエンジン121と通信可能に接続されている。
画像処理部14内のI/F部21は、センサボード13内のI/F部18からシリアル送信されたデジタル画像信号を受信すると、そのデジタル画像信号をパラレル10ビットのデジタル画像信号に変換し、画像処理ブロック41に入力する。
The
When receiving the digital image signal serially transmitted from the I /
画像処理ブロック41は、白基準板12の読み取りによってI/F部21からパラレル10ビットのデジタル画像信号が入力されると、そのデジタル画像信号に対して前述した各画像処理(γ補正を除く)を施したり、ゲインテーブルの作成を行う。また、原稿2の読み取りによってI/F部21からパラレル10ビットのデジタル画像信号が入力されると、そのデジタル画像信号に対して各画像処理を施す。その後、その各画像処理が施されたデジタル画像信号をI/F123によりプリンタ120内のプリンタエンジン121へ出力して、用紙等のシート上に印刷(画像形成)を行わせる。
When a parallel 10-bit digital image signal is input from the I /
CPU50は、画像読取装置1だけでなく、プリンタ120のプリンタエンジン121の制御も行う。つまり、画像形成装置200全体を制御する。そのうち、この発明に関わる処理としては、操作部70からI/F部(CPU・I/F)60を介して入力される指示等により、センサボード13内のI/F部(CPU・I/F)18を介してアナログ信号処理部(AFE)17およびタイミング信号発生回路部(TG)20を、画像処理部14内のI/F部(CPU・I/F)42を介して画像処理ブロック41内のライン間補正回路部22,画素平均化・ピーク検出回路部23,シェーディング補正回路部24,γ補正回路部25,およびゲインテーブル部26をそれぞれ制御する。
The
この画像形成装置200では、図1に示した画像読取装置1を搭載することにより、プリンタエンジン121から出力されるシート上の画像品質が向上する。
なお、CPU50は、プリンタ120側に備えてもよい。あるいは、画像読取装置1とプリンタ120との間に備えてもよい。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。
In this
The
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that all the technical matters included in the technical idea described in the claims are covered.
1:画像読取装置 2:原稿 3:コンタクトガラス 4:LED光源
5:第1反射ミラー 6:第1キャリッジ 7:第2反射ミラー
8:第3反射ミラー 9:第2キャリッジ 10:CCDリニアイメージセンサ
11:レンズユニット 12:白基準板 13:センサボード 14:画像処理部
15:信号ケーブル 16:コンデンサ 17:アナログ信号処理部(AFE)
18,21,27,42,60:インタフェース(I/F)部
19:発振器(OSC) 20:タイミング信号発生回路部(TG)
22:ライン間補正回路部 23:画素平均化・ピーク検出回路部
24:シェーディング補正回路部 25:γ補正回路部 26:ゲインテーブル部
31:クランプ回路(CLMP) 32:サンプルホールド回路(SH)
33:増幅回路(PGA) 34:A/D変換回路(ADC)
35:黒オフセット補正回路 36:D/A変換回路(DAC) 37:レジスタ部
38:ゲイン切替回路 41:画像処理ブロック 50:CPU 70:操作部
120:プリンタ 121:プリンタエンジン 123:インタフェース
200:画像形成装置
1: Image reading device 2: Document 3: Contact glass 4: LED light source 5: First reflection mirror 6: First carriage 7: Second reflection mirror 8: Third reflection mirror 9: Second carriage 10: CCD linear image sensor 11: Lens unit 12: White reference plate 13: Sensor board 14: Image processing unit 15: Signal cable 16: Capacitor 17: Analog signal processing unit (AFE)
18, 21, 27, 42, 60: Interface (I / F) section 19: Oscillator (OSC) 20: Timing signal generation circuit section (TG)
22: Interline correction circuit unit 23: Pixel averaging / peak detection circuit unit 24: Shading correction circuit unit 25: γ correction circuit unit 26: Gain table unit 31: Clamp circuit (CLMP) 32: Sample hold circuit (SH)
33: Amplifier circuit (PGA) 34: A / D converter circuit (ADC)
35: Black offset correction circuit 36: D / A conversion circuit (DAC) 37: Register unit 38: Gain switching circuit 41: Image processing block 50: CPU 70: Operation unit 120: Printer 121: Printer engine 123: Interface 200: Image Forming equipment
Claims (4)
増幅手段を有し、前記光電変換手段からの画像信号をサンプリングして、前記増幅手段によって必要なレベルに増幅するアナログ的な処理を施すアナログ信号処理手段と、
該アナログ信号処理手段からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換手段と、
該A/D変換手段からのデジタル画像信号を正規化する正規化手段と、
所定位置に配置されている白基準板とを設け、
前記白基準板を前記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して前記1主走査ライン毎に出力する前記光電変換手段を用いて前記白基準板を読み取り、所定のゲイン設定値に設定された前記増幅手段で増幅し、前記A/D変換手段でデジタル画像信号に変換して、シェーディングデータを求めると共に、
前記白基準板を前記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して前記1主走査ライン毎に出力する前記光電変換手段を用いて前記白基準板を読み取り、前記増幅手段のゲイン設定値を前記1主走査ライン内で所定のゲイン設定値から順次切り替えることによって、前記増幅手段から得られる各デジタル画像信号に対して、前記シェーディングデータを用いて前記正規化手段で正規化して得られたデジタル画像信号から、前記1主走査ライン内で順次切り替えた前記ゲイン設定値毎に、前記所定のゲイン設定値に対する相対ゲイン値を算出してゲインテーブルを作成するゲインテーブル作成手段と、
前記白基準板を前記露光手段によって露光し、その白基準板からの反射光を画像信号に変換して前記1主走査ライン毎に出力する前記光電変換手段を用いて前記白基準板を読み取り、前記所定のゲイン設定値に設定された前記増幅手段で増幅し、前記A/D変換手段で変換したデジタル画像信号の前記1主走査ライン内のピーク画素レベルを検出し、該ピーク画素レベルと前記相対ゲイン値とを乗算した値が、目標白読取レベル以下となる前記相対ゲイン値のうち、最大の相対ゲイン値を算出し、さらに、該最大の相対ゲイン値に対応する前記増幅手段のゲイン設定値を前記ゲインテーブルから求めて、前記増幅手段の最適なゲイン設定値とする最適ゲイン設定値算出手段とを設けたことを特徴とする画像読取装置。 An image reading apparatus that reads an image of an original by using photoelectric conversion means that exposes an original by an exposure unit, converts reflected light from the original into an image signal, and outputs the image signal for each main scanning line;
An analog signal processing unit that includes an amplification unit, samples the image signal from the photoelectric conversion unit, and performs an analog process of amplifying the signal to a required level by the amplification unit;
A / D conversion means for converting an analog image signal from the analog signal processing means into a digital image signal;
Normalization means for normalizing the digital image signal from the A / D conversion means;
A white reference plate arranged at a predetermined position ,
The white reference plate is exposed by the exposure unit, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is read using the photoelectric conversion unit that outputs the signal for each main scanning line, Amplifying by the amplification means set to a predetermined gain setting value, converting to a digital image signal by the A / D conversion means, obtaining shading data,
The white reference plate is exposed by the exposure unit, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is read using the photoelectric conversion unit that outputs the signal for each main scanning line, by sequentially switching the gain setting value of said amplifier means from a predetermined gain setting value in the one main scanning line, for each digital image signal obtained from said amplifying means, said normalizing means with the shading data A gain table for generating a gain table by calculating a relative gain value for the predetermined gain setting value for each gain setting value sequentially switched within the one main scanning line from the digital image signal obtained by normalization in step Creating means;
The white reference plate is exposed by the exposure unit, the reflected light from the white reference plate is converted into an image signal, and the white reference plate is read using the photoelectric conversion unit that outputs the signal for each main scanning line, A peak pixel level in the one main scanning line of the digital image signal amplified by the amplification means set to the predetermined gain setting value and converted by the A / D conversion means is detected, and the peak pixel level and the The maximum relative gain value is calculated among the relative gain values that are obtained by multiplying the relative gain value by the target white reading level or less, and the gain setting of the amplification unit corresponding to the maximum relative gain value is calculated. An image reading apparatus comprising: an optimum gain setting value calculating unit that obtains a value from the gain table and sets an optimum gain setting value of the amplifying unit.
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