(57)【要約】【課題】  ラインセンサの出力安定期間が短い場合でもタイミング調整が可能な画像読取装置及び画像読取装置における位相調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】  光信号を電気信号に光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサが光電変換したアナログ出力信号をサンプルホールドする機能を備えたサンプルホールド手段と、前記サンプルホールド手段を経由した前記アナログ出力信号を所定のサンプリング信号でサンプルホールドし、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にするか無効にするかを選択する選択手段と、前記アナログ出力信号にリセットノイズが発生するタイミングを検出するリセットノイズ検出手段と、前記サンプリング信号の位相を調整する第１の位相調整手段と、を有し、前記第１の位相調整手段は、前記リセットノイズの発生する前記タイミングを基準として、前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させるタイミング調整を行うことを特徴とする画像読取装置である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気信号に光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサが光電変換したアナログ出力信号をサンプルホールドする機能を備えたサンプルホールド手段と、
前記サンプルホールド手段を経由した前記アナログ出力信号を所定のサンプリング信号でサンプルホールドし、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にするか無効にするかを選択する選択手段と、
前記アナログ出力信号にリセットノイズが発生するタイミングを検出するリセットノイズ検出手段と、
前記サンプリング信号の位相を調整する第１の位相調整手段と、を有し、
前記第１の位相調整手段は、前記リセットノイズの発生する前記タイミングを基準として、前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させるタイミング調整を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記リセットノイズ検出手段は、前記選択手段が前記機能を無効にする選択をした後に前記リセットノイズが発生する前記タイミングを検出し、
前記選択手段は、前記タイミング調整の後に前記機能を有効にする選択をすることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記リセットノイズ検出手段は、前記第１の位相調整手段により前記サンプリング信号の位相を所定のステップずつ遅延させた場合の前記ディジタル信号の信号レベル変化に基づいて、前記アナログ出力信号に前記リセットノイズが発生する前記タイミングを検出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記所定量は、前記サンプルホールド手段が前記アナログ出力信号をホールドしている期間中の前記アナログ出力信号レベルが一定でない期間に相当する時間であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項５】
更に、前記第１の位相調整手段が前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させた後に、前記ラインセンサをリセットするリセット信号の位相を調整する第２の位相調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記ラインセンサが光電変換した前記アナログ出力信号を複数のチャンネルで出力する場合に、前記第１の位相調整手段は、各チャンネル毎に前記タイミング調整を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記リセットノイズ検出手段が前記リセットノイズが発生する前記タイミングを検出できなかった場合には、前記第１の位相調整手段は、前記サンプリング信号を予め定めた所定の位相に設定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記タイミング調整は、前記画像読取装置に初めて電源が投入された場合のみに実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項９】
更に、前記ラインセンサの読取レベルを自動調整する自動調整手段を有し、
前記画像読取装置に初めて電源が投入された場合には、前記タイミング調整を実行し、
前記画像読取装置に２回目以降に電源が投入された場合には、前記自動調整手段の調整結果が前回の調整結果と所定の値以上異なる場合のみに、前記タイミング調整を実行することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項１０】
更に、電源の消費電力を低減するための省電力モードと、通常電力モードとを切り替える切り替え手段を有し、
前記切り替え手段が、前記省電力モードから前記通常電力モードに切り替えた場合には、前記タイミング調整を実行せず、前回のタイミング調整の結果を用いることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記タイミング調整が正常に実行されなかった場合には、前回のタイミング調整の結果を用いることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項１２】
更に、読み取り対象物に光を照射する光源を有し、
前記タイミング調整は前記光源を点灯せずに実行することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記ラインセンサと、前記サンプルホールド手段と、前記選択手段とは、同一の半導体基板上に形成されていることを特徴とする１乃至１２の何れか一項記載の画像読取装置。
【請求項１４】
光信号を電気信号に光電変換するラインセンサと、
前記ラインセンサが光電変換したアナログ出力信号をサンプルホールドする機能を備えたサンプルホールド手段と、
前記サンプルホールド手段を経由した前記アナログ出力信号を所定のサンプリング信号でサンプルホールドし、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にするか無効にするかを選択する選択手段と、
前記アナログ出力信号にリセットノイズが発生するタイミングを検出するリセットノイズ検出手段と、
前記サンプリング信号の位相を調整する第１の位相調整手段と、を有する画像読取装置において前記サンプリング信号の位相を調整する位相調整方法であって、
前記選択手段が前記サンプルホールド手段の前記機能を無効にする第１ステップと、
前記第１の位相調整手段が前記サンプリング信号の位相を所定のステップずつ遅延させながら、前記リセットノイズ検出手段が前記ディジタル信号の信号レベル変化に基づいて、前記アナログ出力信号に前記リセットノイズが発生する前記タイミングを検出する第２ステップと、
前記第１の位相調整手段が前記リセットノイズの発生する前記タイミングを基準として、前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させる第３ステップと、
前記選択手段が前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にする第４ステップと、を有することを特徴とする位相調整方法。
【請求項１５】
更に、前記第４ステップの後に、前記ラインセンサをリセットするリセット信号の位相を調整する第５ステップを有することを特徴とする請求項１４記載の位相調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿を露光して、その反射光を光電変換素子で受光することにより原稿画像を読み取る画像読取装置、及び、画像読取装置における位相調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿画像を光電変換素子（ラインセンサ）で読み取って、読み取ったアナログ画像データをディジタル信号に変換して処理する画像読取装置は、一般的に、原稿を載置するコンタクトガラス、原稿露光用の光源及び第１反射ミラーとからなる第１キャリッジ、第２反射ミラー及び第３反射ミラーからなる第２キャリッジ、光電変換素子（ラインセンサ）としてのＣＣＤリニアイメージセンサ（以下、単にＣＣＤという）、このＣＣＤに結像するためのレンズユニット、読み取り光学系等による各種の歪みを補正（シェーディング）するための基準白板などから構成されている。
【０００３】
図１は、従来の画像読取装置におけるＣＣＤアナログ画像信号の出力されるタイミングを例示する図である。図１において、ラインセンサ出力は、ＣＣＤアナログ画像信号の出力である。又、ＣＬＫは基準となるクロックであり、ＰＨ２Ｂ、ＣＰ、ＲＳは、ＣＣＤに入力されるＣＣＤ駆動信号である。ＸＳＨＤは、後述する出力安定期間Ｔ２を、後段のアナログフロントエンド（以降、ＡＦＥとする）でサンプリングするための信号である。図１に示すように、ラインセンサ出力は、ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジに同期したタイミングで出力を開始し、ＲＳの立ち上がりエッジに同期したタイミングで出力を終了する。なお、ＣＰはラインセンサ出力の基準電圧を一定にするためのクランプ信号である。
【０００４】
ところで、ラインセンサ出力はＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジに同期したタイミングで出力を開始するが、その後、出力遅延時間Ｔ１の間立ち下がってから出力安定期間Ｔ２に移行する。このため、ラインセンサ出力の出力期間（出力安定期間Ｔ２）はＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの時間から、出力遅延時間Ｔ１の分だけ削られることになる。又、実際にはラインセンサ出力の立下り始めはＰＨ２Ｂの信号レベルがＨレベルの１０％まで下がってからであるため、その分の遅れも生じる。
【０００５】
これらのＣＣＤ駆動信号は通常、タイミング発生源からドライバを介してＣＣＤに入力される。タイミング発生源やドライバでは、信号間のスキューが発生するため、ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの時間は遅延差分だけ縮まってしまうことがある。このように様々な要因でＣＣＤの出力安定期間Ｔ２は短くなる。一例として、出力遅延時間Ｔ１を１０ｎｓ、ＰＨ２Ｂの立ち下がり時間を３ｎｓ、タイミング発生源とドライバの遅延差を２ｎｓ程度と考えると、例えば１周期３０ＭＨｚ程度になると出力安定期間Ｔ２は数ｎｓしか得られないことになる。
【０００６】
後段のＡＦＥではＸＳＨＤの立ち上がりエッジに同期したタイミングでラインセンサ出力のアナログ画像信号レベルをホールドするが、ＰＨ２ＢやＲＳに対してスキューを発生するため、前述のようにＣＣＤの出力安定期間Ｔ２が数ｎｓでは、出力安定期間Ｔ２以外のレベルをホールドしてしまい、正しいアナログ画像信号レベルを得ることができない。なお、以上の説明では、ＡＦＥのサンプリング信号を負論理のＸＳＨＤとしているが、ＸＳＨＤに代えて正論理の信号ＳＨＤの立ち下がりエッジに同期したタイミングでアナログ画像信号レベルをホールドする場合にも同様の問題が生じる。
【０００７】
このような問題を解決すべく、ラインセンサ出力のタイミングを調整する技術が提案されている。しかしながら、ラインセンサ出力の変動（光源の光量の時間変化）等を考えると、ラインセンサ出力をタイミングを変えながら取得すると、正しく比較できるデータが得られなくなる可能性があり実用化は難しい。又、例えば出力安定期間Ｔ２を増やすためにＲＳを遅らせたとしても、一方ではＲＳとＣＰとのタイミング規定が存在するため、ＣＰとのタイミングはより厳しい方向になってしまう。
【０００８】
前述のように、周波数が早くなると出力安定期間Ｔ２が極端に短くなるため、以下のようなケースではタイミング調整さえも難しくなる。例えば、出力安定期間Ｔ２を２．０ｎｓとした場合、タイミング発生源の設定でタイミング調整を行うには、２．０ｎｓ以下の調整精度が必要となる。１周期３０ＭＨｚにおいてタイミング発生源のＡＳＩＣのＰＬＬで３０ＭＨｚの源発振を８逓倍した半周期精度で位相をずらせるとすると、調整精度は２．１ｎｓ程度となるため、最悪の場合調整ができない可能性がある。このようなリスクを低減するには、出力安定期間Ｔ２を広くするしか方法はない。
【０００９】
出力安定期間Ｔ２を広くする方法として、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤを用いる技術が提案されている。図２は、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤを有する従来の画像読取装置におけるＣＣＤアナログ画像信号の出力されるタイミングを例示する図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図２において、ＣＣＤ内部Ｓ／ＨはＣＣＤに搭載されたサンプルホールド機能に対するサンプルホールド信号であり、ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジの期間にＣＣＤ内部Ｓ／Ｈがアサートされる。
【００１０】
ＲＳの立ち上がりエッジが入力されると、内部でホールドされたラインセンサのアナログ画像信号レベルが外部に出力信号として出力される。この方式では、ＲＳ時間を早めることができるので、出力信号のホールド部の安定移行期間Ｔ３が従来の出力遅延時間Ｔ１相当だったとしても、従来に比べ大幅に後段のＡＦＥにおいてＸＳＨＤでサンプリングできる期間（出力安定期間Ｔ４）が広がることになる。
【００１１】
図３は、ＣＣＤの出力方式を説明するための図である。図３において、１０１はアナログシフトレジスタ、１０２はアウトプットゲート、１０３は出力部を示している。出力部１０３は、ＦＥＴ１０３ａ（Ｇ：ゲート、Ｄ：ドレイン、Ｓ：ソース）と、フローティングキャパシタ１０３ｂと、電源１０３ｃ（Ｖｏｄ）と、負荷抵抗１０３ｄと、リセットゲート１０３ｅとから構成されている。
【００１２】
ＣＣＤを構成するフォトダイオード（図示せず）で発生した信号電荷は、アナログシフトレジスタ１０１に移送され、転送クロックφ１及びφ２により順次シフトされる。シフトの形態をより詳しく説明すると、Ｔ１の状態は前の移動（シフト）動作の結果、電荷信号の移動が安定している状態であり、Ｔ２の状態はＴ１の状態から隣のレジスタに電荷信号を移動開始している状態であり、Ｔ３の状態は移動を終了した状態を示す。シフトは転送クロックφ１、φ２が交互にハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）を繰返すことにより順次行われるものであり、最後にアウトプットゲート１０２にアウトプットゲート信号φ２Ｂが供給されることにより、出力部１０３に送り出される。
【００１３】
出力部１０３はアナログシフトレジスタ１０１から送られてきた信号電荷を電圧に変換する機能を持っている。フローティングキャパシタ１０３ｂに信号電荷が注入されるとフローティングキャパシタ１０３ｂの電位が変化する。電位の変化はソースフォロワ回路を構成するＦＥＴ１０３ａのゲートＧに入力され、電源１０３ｃ（Ｖｏｄ）からＦＥＴ１０３ａのドレインＤとソースＳを介して負荷抵抗１０３ｄに流れる電流を変化させてＶｏｕｔ端子より出力される。
【００１４】
次の画素の信号電荷検出のためには、フローティングキャパシタ１０３ｂの電位を初期状態に戻す必要がある。そのためには、リセットゲート１０３ｅにリセットパルス信号ＲＳを加えてリセットトランジスタ（図示せず）をＯＮし、フローティングキャパシタ１０３ｂの電位をＦＥＴ１０３ａのドレインＤの電圧に固定する。なお、転送クロックφ１及びφ２並びにリセットパルス信号ＲＳのタイミングは、図３（ｂ）に示すが如くである。
【００１５】
図４は、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤのサンプルホールド機能切り替え部を例示する図である。図４に示すサンプルホールド機能切り替え部１０４において、１０４ａはサンプルホールド手段を、１０４ｂは選択手段を、Ｖｏｕｔ１はラインセンサ出力を、Ｖｏｕｔ２はサンプルホールド機能切り替え部１０４の出力を、ＣＣＤ内部Ｓ／ＨはＣＣＤに搭載されたサンプルホールド手段１０４ａに対するサンプルホールド信号を、ＳＷはサンプルホールド機能を有効にするか無効にするかを選択する選択信号を示している。
【００１６】
図４に示すように、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤにおいて、ラインセンサ出力Ｖｏｕｔ１を内部でサンプルホールド手段１０４ａを経由してＶｏｕｔ２に出力するか、ラインセンサ出力Ｖｏｕｔ１をサンプルホールド手段１０４ａを経由せずにそのままＶｏｕｔ２に出力するかを選択可能な構成にすることもできる。サンプルホールド手段１０４ａは、ＣＣＤ内部で生成されたＣＣＤ内部Ｓ／Ｈ信号を用いて、出力部１０３からのラインセンサ出力Ｖｏｕｔ１をサンプリングする回路である。なお、ＣＣＤ内部Ｓ／Ｈ信号は、ＣＣＤに入力されるＰＨ２ＢやＲＳ等のＣＣＤ駆動信号から生成される。
【００１７】
サンプルホールド機能切り替え部１０４おいて、選択信号ＳＷがイネーブルになるとサンプルホールド機能が有効となり、図２に示すようなリセットノイズの無いサンプルホールドされたラインセンサ出力がＶｏｕｔ２から得られる。逆に切り替え信号ＳＷがディスエイブルになると、図１に示すような従来と同じラインセンサ出力がＶｏｕｔ２から得られる。
【００１８】
このように、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤでは、サンプルホールド機能を搭載していないＣＣＤにおいて出力遅延時間Ｔ１がタイミング調整精度よりも短くなってしまうような状況でも、サンプルホールド機能を有効にすることにより、調整精度より長い出力安定期間Ｔ４を得ることができる（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平７−２５０２８８号公報
【特許文献２】特開２００５−０１２５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤにおいて、調整精度より長い出力安定期間Ｔ４を得ることができるとしても、周波数が高くなると、やはり正しいアナログ画像信号レベルを得ることができない可能性が生じる。このような場合に、ラインセンサ出力でタイミング調整を行うことにより問題を解決できるとも考えられるが、実際には前述のようなラインセンサ出力の変動（光源の光量の時間変化）等により実現が困難である。
【００２０】
このように、従来の画像読取装置では、出力安定期間が短いという問題や、タイミング調整をラインセンサ出力で行う場合のラインセンサ出力の変動（光源の光量の時間変化）等の問題があった。
【００２１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、ラインセンサの出力安定期間が短い場合でもタイミング調整が可能な画像読取装置及び画像読取装置における位相調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、第１の発明は、光信号を電気信号に光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサが光電変換したアナログ出力信号をサンプルホールドする機能を備えたサンプルホールド手段と、前記サンプルホールド手段を経由した前記アナログ出力信号を所定のサンプリング信号でサンプルホールドし、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にするか無効にするかを選択する選択手段と、前記アナログ出力信号にリセットノイズが発生するタイミングを検出するリセットノイズ検出手段と、前記サンプリング信号の位相を調整する第１の位相調整手段と、を有し、前記第１の位相調整手段は、前記リセットノイズの発生する前記タイミングを基準として、前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させるタイミング調整を行うことを特徴とする画像読取装置である。
【００２３】
第２の発明は、光信号を電気信号に光電変換するラインセンサと、前記ラインセンサが光電変換したアナログ出力信号をサンプルホールドする機能を備えたサンプルホールド手段と、前記サンプルホールド手段を経由した前記アナログ出力信号を所定のサンプリング信号でサンプルホールドし、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にするか無効にするかを選択する選択手段と、前記アナログ出力信号にリセットノイズが発生するタイミングを検出するリセットノイズ検出手段と、前記サンプリング信号の位相を調整する第１の位相調整手段と、を有する画像読取装置において前記サンプリング信号の位相を調整する位相調整方法であって、前記選択手段が前記サンプルホールド手段の前記機能を無効にする第１ステップと、前記第１の位相調整手段が前記サンプリング信号の位相を所定のステップずつ遅延させながら、前記リセットノイズ検出手段が前記ディジタル信号の信号レベル変化に基づいて、前記アナログ出力信号に前記リセットノイズが発生する前記タイミングを検出する第２ステップと、前記第１の位相調整手段が前記リセットノイズの発生する前記タイミングを基準として、前記サンプリング信号の位相を所定量だけ遅延させる第３ステップと、前記選択手段が前記サンプルホールド手段の前記機能を有効にする第４ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ラインセンサの出力安定期間が短い場合でもタイミング調整が可能な画像読取装置及び画像読取装置における位相調整方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２６】
〈第１の実施の形態〉
図５は、本発明に係る画像読取装置の概略の構成を例示する図である。図５を参照するに、画像読取装置１０は、光源１１と、基準白板１２と、コンタクトガラス１３と、第１の光路変換素子１４と、第２の光路変換素子１５と、第３の光路変換素子１６と、集光素子１７と、モータ１９と、信号読み取り部２０と、画像処理部３０と、ＣＰＵ４０とを有する。信号読み取り部２０は、ラインセンサ２１を有する。５０は、画像読取装置１０の読み取り対象物である原稿を示している。
【００２７】
図５に示すように、画像読取装置１０の上部には基準白板１２とコンタクトガラス１３とが配置されている。基準白板１２は、シェーディング補正時の補正データを得るために主走査方向（Ｙ方向）に設けられた均一濃度のほぼ白色の部材である。コンタクトガラス１３は、原稿５０を読み取る際に原稿５０を載置するためのものである。原稿５０は、上から圧板と称せられる原稿抑板（図示せず）によりコンタクトガラスから浮かないように抑えられる。勿論、公知のＡＤＦ（オートドキュメントフィーダー）が付いていても構わない。
【００２８】
光源１１は、基準白板１２又はコンタクトガラス１３上に載置されている原稿５０の読み取り面に対して所定の角度で光を照射する機能を有する。光源１１としては、例えばレーザ等を用いることができる。第１の光路変換素子１４、第２の光路変換素子１５及び第３の光路変換素子１６は、入射する光の光路を換える機能を有する。第１の光路変換素子１４、第２の光路変換素子１５及び第３の光路変換素子１６としては、例えばガラスやプラスチック等から構成されるミラーやプリズム等を用いることができる。集光素子１７は、入射する光をラインセンサ２１上に集光する機能を有する。集光素子１７としては、例えばガラスやプラスチック等から構成される凸状のレンズ等を用いることができる。ラインセンサ２１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機能を有する光電変換素子である。
【００２９】
光源１１、第１の光路変換素子１４、第２の光路変換素子１５及び第３の光路変換素子１６は、第１及び第２走行体（図示せず）を形成し、例えばステッピングモータであるモータ１９により駆動されて原稿５０の読み取り面と光路変換素子１４との間の距離を一定に保ちながら副走査方向（Ｘ方向）に移動する。ホーミングを行うためのホームポジションセンサＨＰＳ（図示せず）が、第１走行体（図示せず）がホームポジション位置にいるかどうか検出できる位置に配置されている。
【００３０】
図６は、本発明に係る画像読取装置を構成する信号読み取り部の概略の構成を例示する図である。図６を参照するに、信号読み取り部２０は、ラインセンサ２１と、Ａ／Ｄ変換手段２２と、ＡＳＩＣ２３と、ドライバ２４とを有する。ラインセンサ２１は、フォトダイオード２１ａと、アナログシフトレジスタ２１ｂと、出力部２１ｃと、選択手段２１ｄと、サンプルホールド手段２１ｅとを有するサンプルホールド機能を搭載したラインセンサであり、これらは同一半導体基板上に形成されている。フォトダイオード２１ａ、アナログシフトレジスタ２１ｂ及び出力部２１ｃの機能については、図３で説明したとおりである。選択手段２１ｄ及びサンプルホールド手段２１ｅの機能については、図４で説明したとおりである。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換手段２２は、サンプルホールド部２２ａと、プログラマブルゲインアンプ２２ｂと（以降、ＰＧＡ２２ｂとする）、Ａ／Ｄ変換部２２ｃとを有する。Ａ／Ｄ変換手段２２は、例えばアナログフロントエンド（ＡＦＥ）と呼ばれる部分に搭載されている。Ａ／Ｄ変換手段２２は、ラインセンサ２１のアナログ画像信号（ラインセンサ出力）をディジタル信号に変換する機能を有する。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換の際には、サンプルホールド部２２ａでＸＳＨＤ２の立ち上がりエッジに同期したタイミングでラインセンサ出力をサンプリングしホールドする。そして、ホールドした信号をゲイン量を可変できるＰＧＡ２２ｂを介してＡ／Ｄ変換部２２ｃに入力する。この時、Ａ／Ｄ変換部２２ｃの精度を十分に発揮させる為にはラインセンサ出力がＡ／Ｄ変換部２２ｃの上限基準値と下限基準値の間を広く使って変化する様にＰＧＡ２２ｂでのゲイン量とオフセット設定部（図示せず）でのオフセット量を調整する必要がある。ゲイン量の調整は、例えばピーク検出されたＡ／Ｄ変換部２２ｃの出力をＣＰＵ４０に取りこんで、目標値と比較して最適なゲイン設定値を算出し、ＰＧＡ２２ｂのゲイン設定を変更する構成となっている。ピーク検出には前述の基準白板１２を使用する（読取りレベル自動調整）。
【００３３】
ＡＳＩＣ２３は、タイミング生成手段２３ａと、位相調整手段２３ｂとを有する。タイミング生成手段２３ａは、ＰＨ２Ｂ等の信号を生成する機能や、ＲＳ等の位相を調整する機能を有する。位相調整手段２３ｂは、タイミング生成手段２３ａで生成されたＸＳＨＤ１を所定の値だけ遅延してＸＳＨＤ２を出力する機能を有する。ドライバ２４は、ＡＳＩＣ２３を構成するタイミング生成手段２３ａで生成されたＰＨ２Ｂ等の駆動信号をラインセンサ２１に出力する機能を有する。
【００３４】
図５及び図６を参照するに、光源１１から基準白板１２又は原稿５０の読み取り面に照射された光は、基準白板１２又は原稿５０の読み取り面で反射し、第１の光路変換素子１４、第２の光路変換素子１５、第３の光路変換素子１６及び集光素子１７を経由して信号読み取り部２０を構成するラインセンサ２１に入射する。ラインセンサ２１は入射光量に対応した電圧をアナログ画像信号（ラインセンサ出力）としてＡ／Ｄ変換手段２２に出力する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換手段２２は、入力されたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換し、画像処理部３０に出力する。ＡＳＩＣ２３、画像処理部３０等は、ＣＰＵ４０により制御される。ＡＳＩＣ２３は、所定のタイミング信号をラインセンサ２１やＡ／Ｄ変換手段２２等に供給する。
【００３６】
図７は本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の概略の動作を例示するフローチャートである。図７を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１０の概略の動作について説明する。始めにステップ１００では、画像読取装置１０の電源をＯＮにする（Ｓ１００）。次いでステップ１０１では、画像読取装置１０の異常検知を行う（Ｓ１０１）。異常検知とは、例えばラインセンサ２１の出力が異常な値を示していないか否か等を検知することである。異常検知が終了すると、信号読み取り部２０を構成するＡＳＩＣ２３等の各種ＩＣのチェック及びリセット解除確認を行う。
【００３７】
次いでステップ１０２では、調整に必要な初期設定を行う（Ｓ１０２）。後述するステップ１０３で実行するタイミング調整で、Ａ／Ｄ変換手段２２に対するサンプルホールド信号であるＸＳＨＤ２をＸＳＨＤ１に対して遅延させるので、通常動作用の各種設定に加え、Ａ／Ｄ変換手段２２でサンプルホールド信号期間を用いて入力段クランプなどの動作を行わないような設定にしておく必要がある。
【００３８】
又、後述するステップ１０３で実行するタイミング調整で、リセットノイズ位置の検出を行うため、黒レベルをある程度高いレベルに設定しておく。設定方法の一例としては、Ａ／Ｄ変換手段２２の入力段クランプを、ラインセンサ出力全域でかけることで、リセットノイズよりの電位が基準電位としてクランプされるため、リセットノイズ以外の出力レベルとしては通常の黒レベルよりも高い値となる。又、通常アナログフロントエンドに搭載されている黒オフセットの調整機能で意図的に黒レベルを更に高く設定することも可能である。
【００３９】
次いでステップ１０３では、Ａ／Ｄ変換手段２２のサンプルホールド信号であるＸＳＨＤ２のタイミング調整を行う（Ｓ１０３）。この部分が本発明の特徴的部分であるため、別途図８を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
次いでステップ１０４では、周知のように通常動作用の各種設定を行う（Ｓ１０４）。次いでステップ１０５では、周知のように読取レベルの自動調整を行う（Ｓ１０５）。以上で電源ＯＮ時の各種調整が終了し、画像読取装置１０は待機状態となる。
【００４１】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。図９は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整時の波形を例示する図である。前述のようにラインセンサ出力を用いてタイミング調整を行うことは現実的に難しいため、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１０におけるタイミング調整においては、ラインセンサ出力のレベル変化を検出することによりタイミング調整の基点となるリセットノイズ位置を検出する。
【００４２】
この際、光源１１は点灯せず、黒レベル出力を使ってリセットノイズ位置を検出する。光源１１を点灯すると、光源１１の時間変化や波形歪に起因するノイズにより、リセットノイズ位置の検出が困難になるからである。又、ラインセンサ２１を構成する選択手段２１ｄの端子１と端子３が接続され、サンプルホールド機能が有効になっていると、ラインセンサ２１のリセットノイズがラインセンサ出力に現われないためリセットノイズ位置の検出ができない。そこで、リセットノイズ位置の検出時は、ＣＰＵ４０からラインセンサ２１を構成する選択手段２１ｄの端子１と端子２が接続されるように指令を出し、サンプルホールド機能を無効にする。
【００４３】
図８及び図９を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１０におけるタイミング調整について具体的に説明する。始めにステップ２００では、ＣＰＵ４０からラインセンサ２１を構成する選択手段２１ｄの端子１と端子２が接続されるように指令を出し、サンプルホールド機能を無効にする（Ｓ２００）。
【００４４】
次いでステップ２０１では、ＡＳＩＣ２３を構成する位相調整手段２３ｂからＡ／Ｄ変換手段２２を構成するサンプルホールド部２２ａに入力されるＸＳＨＤ２の位相（立ち上がりエッジの位置）を、例えば図９（ａ）に示すように、デフォルト状態でラインセンサ出力のリセットノイズにかからない位置になるように設定する（Ｓ２０１）。
【００４５】
ただし、信号間スキューの影響によりＸＳＨＤ２の位置はばらつくため調整動作によりリセットノイズ位置を特定する。ここでは、タイミング調整動作開始１回目はＸＳＨＤ２の位相はデフォルト状態のままにし（すなわち、ＸＳＨＤ１とＸＳＨＤ２の位相は等しい）、２回目以降にステップ２０１を通る場合にはＸＳＨＤ２のタイミングをＸＳＨＤ１に対して１ステップ遅らせる。１ステップは、例えば基準となるクロックの１周期分とすることができる。
【００４６】
次いでステップ２０２では、設定したＸＳＨＤ２の立ち上がりエッジに同期したタイミングにて画像読取りデータを取得し、今回値として保存する（Ｓ２０２）。画像読取りデータは、例えばＡ／Ｄ変換手段２２でディジタル化されたデータを画像処理部３０の有する保存手段（メモリー）に保存する。なお、保存された画像読取りデータは、ＣＰＵ４０で読み取ることができる。この際、保存する画像読取りデータは複数画素、複数ラインの値を平均化するとノイズやジッターの影響を減少することができる。前回値がある場合は、前回値とは別に今回値を保存する。
【００４７】
次いでステップ２０３では、ＣＰＵ４０は保存されている画像読取りデータを読み取り、前回値がある場合に、前回値と今回値との差分を算出し、差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。前回値と今回値との差分を算出する目的は、リセットノイズ位置（すなわち、ＲＳの立ち下がりエッジの位置）を検出するためである。すなわち、図１に示すラインセンサ出力の波形から明らかなように、前回値が出力安定期間Ｔ２で、今回値がリセットノイズ位置であれば、前回値と今回値との差分は大きくなる。従って、前回値と今回値との差分が予め設定した所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、今回設定したＸＳＨＤ２のタイミングにて、ＸＳＨＤ２がリセットノイズ位置に達したか否かを知ることができる。
【００４８】
前回値と今回値との差分が予め設定した所定の閾値以上である場合（例えば図９（ｃ）の場合）にはステップ２０４に移行し、前回値と今回値との差分が予め設定した所定の閾値未満である場合（例えば図９（ｂ）の場合）にはステップ２０１に移行し前述のステップを繰り返す。なお、タイミング調整動作開始１回目で前回値が無い場合にもステップ２０１に移行し前述のステップを繰り返す。
【００４９】
次いでステップ２０４では、ＸＳＨＤ２の位相を、例えば図９（ｂ）に示すようなリセットノイズ位置に達していない場合のＸＳＨＤ２を基準として、例えば図９（ｄ）に示すように予め設定されているｎＴステップだけ遅延させる（Ｓ２０４）。ｎＴステップは、例えば基準となるクロックの１周期分のｎ倍（ｎは自然数）とすることができる。
【００５０】
ここでｎＴステップは、画像読取装置１０の信号読み取り部２０を構成する選択手段２１ｄの端子１と端子３とを接続し、ラインセンサ２１のサンプルホールド機能を有効にした場合に、Ａ／Ｄ変換手段２２でラインセンサ出力の出力安定期間をサンプリングできる位置に予め設定されている。サンプルホールド機能無効時に対しては遅れる方向で、遅れ量は最小で図２に示す安定移行期間Ｔ３分とする。前述のステップ２０３でリセットノイズ位置（ＲＳの立ち下がりエッジの位置）が検出されているので、そこから安定移行期間Ｔ３分だけＸＳＨＤ２の位相を遅らせることで、出力安定期間をＡ／Ｄ変換手段２２でサンプリングすることができる。
【００５１】
次いでステップ２０５では、ＣＰＵ４０からラインセンサ２１を構成する選択手段２１ｄの端子１と端子３が接続されるように指令を出し、サンプルホールド機能を有効にする。本発明で想定している早い周波数では、ラインセンサ２１のサンプルホールド機能を無効したままでは図１の説明で述べたように、出力安定期間Ｔ２が不足する。よって、ラインセンサ２１のサンプルホールド機能を有効にして、ｎＴステップだけＸＳＨＤ２の位相を遅延させることで、サンプルホールド機能で広がった出力安定期間を精度良くＡ／Ｄ変換手段２２でサンプリングすることができる。
【００５２】
このように、ラインセンサ２１と、Ａ／Ｄ変換手段２２と、ＡＳＩＣ２３と、ＣＰＵ４０とは、本発明におけるリセットノイズ検出手段の代表的な一例を構成している。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態によれば、ラインセンサ２１のサンプルホールド機能を無効にして、リセットノイズ位置を検出する。そして、ラインセンサ２１のサンプルホールド機能を有効にして、リセットノイズ位置を基準としてＸＳＨＤ２の位相をｎＴステップだけ遅延させることで、サンプルホールド機能を有効にすることで広がった出力安定期間をＡ／Ｄ変換手段２２で精度良くサンプリングすることができる。
【００５４】
〈第２の実施の形態〉
ラインセンサ２１のサンプルホールド機能が無効の場合、図１に示すようにリセット信号であるＲＳはＰＨ２Ｂに対して遠い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が長い）位置にいる方がラインセンサ出力の平坦な部分が広く、デフォルトのＸＳＨＤ１の位置を出力安定期間に収めることができるため、ラインセンサ出力のレベルの変化（出力安定期間とリセットノイズ部とのレベルの差）を検出しやすい。
【００５５】
逆にラインセンサ２１のサンプルホールド機能を有効にした時は、リセット信号であるＲＳがＰＨ２Ｂに対して近い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が短い）位置にいる方がラインセンサ２１のホールド出力期間が広がるため、Ａ／Ｄ変換手段２２でのサンプリングのためＸＳＨＤ２を設定できる範囲が広がり、より信号発生源の調整精度に対して余裕を得られる。
【００５６】
よって、タイミング調整時はＲＳをＰＨ２Ｂに対して遠い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が長い）位置にしておき、タイミング調整終了後はＲＳをＰＨ２Ｂに対して近い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が短い）位置にすることが好ましい。そこで、第２の実施の形態では、タイミング調整終了後にＲＳの位相を早くする。
【００５７】
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。同図中、図８と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。始めにステップ２００からステップ２０４を実行する（Ｓ２００〜Ｓ２０４）。すなわち、図８に示すフローチャートと同様にしてタイミング調整を終了させる。次いでステップ３００では、ＲＳの位相を早くする（Ｓ３００）。次いでステップ２０５を実行する（Ｓ２０５）。
【００５８】
このようにして、タイミング調整時はＲＳをＰＨ２Ｂに対して遠い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が長い）位置にしておき、タイミング調整終了後はＲＳをＰＨ２Ｂに対して近い（ＰＨ２Ｂの立ち下がりエッジからＲＳの立ち上がりエッジまでの期間が短い）位置にすることができる。
【００５９】
本発明の第２の実施の形態によれば、タイミング調整終了後にリセット信号であるＲＳの位相を早くすることにより、ラインセンサ２１のホールド出力期間が広がるため、Ａ／Ｄ変換手段２２でのサンプリングのためＸＳＨＤ２を設定できる範囲が広がり、調整精度が悪い状態でも、Ａ／Ｄ変換手段２２がサンプリングするべきタイミングにサンプリング信号ＸＳＨＤ２を設定することができる。
【００６０】
〈第３の実施の形態〉
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。同図中、図８と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。始めにステップ２００を実行する（Ｓ２００）。次いでステップ４００では、位相ステップカウンタをリセットする（Ｓ４００）。ここで、位相ステップカウンタとは、ＸＳＨＤ２の位相を１ステップずつ遅延させるタイミング調整動作において、何ステップ位相を遅延させたかを記憶しておくためのカウンタである。
【００６１】
次いでステップ４０１では、位相ステップカウンタを＋１増やす（Ｓ４０１）。次いでステップ４０１では、位相ステップカウンタの値が所定の値以下か否かを判定する（Ｓ４０２）。なお、予めリセットノイズを検出するまで最大でＸＳＨＤ２の位相を何ステップ遅延させるか（以降、最大遅延ステップという）は設計段階で明らかになっている。すなわち、基本的には最大遅延ステップまでＸＳＨＤ２の位相を遅延させれば、必ずリセットノイズ位置が検出されるはずであり、位相ステップカウンタの値が最大遅延ステップを超えることはない。もしも、位相ステップカウンタの値が最大遅延ステップを超えた場合には、何らかの原因でリセットノイズ位置を検出できなかったことになる。よって、所定の値を最大遅延ステップとし、位相ステップカウンタの値が最大遅延ステップを超えたか否かを判定することにより、タイミング調整においてリセットノイズ検出が正常に終了しなかったことを知ることができる。位相ステップカウンタの値が最大遅延ステップ以下である場合はステップ２０１〜ステップ２０５に移行する。
【００６２】
位相ステップカウンタの値が最大遅延ステップを超えた場合はステップ４０３に移行する。ステップ４０３では、リセットノイズ位置が検出できなかった場合、すぐに処理を終了せずに、ＸＳＨＤ２の位相を特定の値に設定することで、サンプルホールド機能を有効にした場合の出力安定期間の長いラインセンサ出力をＡ／Ｄ変換手段２２でサンプリングできる可能性がある。例えばラインセンサ出力が異常値を示しているような不具合発生時には、例えば図５のステップ１０１において異常検知できる。ここで、ＸＳＨＤ２の位相の特定の値は、例えば、ＲＳの立ち上がりエッジから安定移行期間分の時間遅らせた設定とすることができる。次いでステップ２０５を実行する。
【００６３】
本発明の第３の実施の形態によれば、リセットノイズが検出できなかった場合、すぐに処理を終了せずに、ＸＳＨＤ２の位相を特定の値に設定することで、タイミング調整でリセットノイズ位置が検出できなかった場合にも、サンプルホールド機能を有効にして正常な画像信号が得られる場合にはエラーを出さずに動作を継続することができる。
【００６４】
〈第４の実施の形態〉
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る画像読取装置の概略の動作を例示するフローチャートである。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。始めにステップ１００及びステップ１０１を実行する（Ｓ１００、Ｓ１０１）。次いでステップ５００では、タイミング調整の前回値があるか否かを判定する（Ｓ５００）。前回の電源ＯＮ時に既にタイミング調整を行ったか否かを確認するためである。タイミング調整の前回値があれば、前回の電源ＯＮ時に既にタイミング調整を行ったことが確認できる。ステップ５００でタイミング調整の前回値がある（前回の電源ＯＮ時に既にタイミング調整を行った）と判定された場合にはステップ１０４に移行し続いてステップ１０５を実行する。ステップ５００でタイミング調整の前回値がない（前回の電源ＯＮ時に既にタイミング調整を行っていない）と判定された場合にはステップ１０２に移行し続いてステップ１０３〜１０５を実行する。
【００６５】
次いでステップ５０１では、読取レベル自動調整値を今回値として保存する（Ｓ５０１）。次いでステップ５０２では、読取レベル自動調整値の今回値と前回値とを比較し、今回値が前回値より所定の値以上変化しているか否かを判定する（Ｓ５０２）。ステップ５０２で今回値が前回値より所定の値以上変化していると判定された場合には、ステップ１０２に移行し前述のステップを繰り返す。ただし、ステップ１０２に移行する段階で、自動調整値の今回値及び前回値のクリアも行う。
【００６６】
ステップ５０２で今回値が前回値より所定の値以上変化していないと判定された場合には、電源ＯＮ時の各種調整が終了し、画像読取装置１０は待機状態となる。なお、読取レベル自動調整値の前回値が無い場合にも電源ＯＮ時の各種調整が終了し、画像読取装置１０は待機状態となる。
【００６７】
本発明の第４の実施の形態によれば、調整用初期設定の前にタイミング調整の前回値があるか否かを判定し、更に読取レベル自動調整値の今回値と前回値とを比較し、今回値が前回値より所定の値以上変化しているか否かを判定することにより、前回の電源ＯＮ時に既にタイミング調整を行っている場合には読取レベル自動調整値の今回値が前回値より所定の値以上変化した場合のみ、タイミング調整に関連するステップを実行すればよいため、タイミング調整に関連するステップを実行する時間を短縮することができる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６９】
例えば、第１〜第４の実施の形態では、ラインセンサが光電変換した画像信号を１つのチャンネルで出力する画像読取装置の例を示したが、本発明は、ラインセンサが光電変換した画像信号を複数のチャンネルで出力する画像読取装置にも適用することができ、その場合には各チャンネル毎にタイミング調整を行うようにしても構わない。
【００７０】
又、電源の消費電力を低減するための省電力モードと、通常電力モードとを切り替える切り替え手段を有する画像読取装置において、省電力モードから通常電力モードに切り替えた場合にはタイミング調整を実行せず、前回のタイミング調整の結果を用いてサンプリング信号の位相を設定してから、ラインセンサのサンプルホールド機能を有効にするようにしても構わない。
【００７１】
又、タイミング調整が正常に実行されなかった場合に、前回調整結果があれば、前回調整結果の位相を設定しラインセンサのサンプルホールド機能を有効にしてタイミング調整を終えるようにしても構わない。
【００７２】
又、ラインセンサとしてはＣＣＤ以外にＣＭＯＳ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の画像読取装置におけるＣＣＤアナログ画像信号の出力されるタイミングを例示する図である。
【図２】サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤを有する従来の画像読取装置におけるＣＣＤアナログ画像信号の出力されるタイミングを例示する図である。
【図３】ＣＣＤの出力方式を説明するための図である。
【図４】サンプルホールド機能を搭載したＣＣＤのサンプルホールド機能切り替え部を例示する図である。
【図５】本発明に係る画像読取装置の概略の構成を例示する図である。
【図６】本発明に係る画像読取装置を構成する信号読み取り部の概略の構成を例示する図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の概略の動作を例示するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整時の波形を例示する図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置におけるタイミング調整について例示するフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る画像読取装置の概略の動作を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  画像読取装置
１１  光源
１２  基準白板
１３  コンタクトガラス
１４  第１の光路変換素子
１５  第２の光路変換素子
１６  第３の光路変換素子
１７  集光素子
１９  モータ
２０  信号読み取り部
２１  ラインセンサ
２１ａ  フォトダイオード
２１ｂ  アナログシフトレジスタ
２１ｃ  出力部  ２１ｄ  選択手段
２１ｅ  サンプルホールド手段
２２  Ａ／Ｄ変換手段
２２ａ  サンプルホールド部
２２ｂ  プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）
２２ｃ  Ａ／Ｄ変換部
２３  ＡＳＩＣ
２３ａ  タイミング生成手段
２３ｂ  位相調整手段
２４  ドライバ
３０  画像処理部
４０  ＣＰＵ
１０１  アナログシフトレジスタ
１０２  アウトプットゲート
１０３  出力部
１０３ａ  ＦＥＴ
１０３ｂ  フローティングキャパシタ
１０３ｃ  電源
１０３ｄ  負荷抵抗
１０３ｅ  リセットゲート
１０４  サンプルホールド機能切り替え部
１０４ａ  サンプルホールド回路
１０４ｂ  切り換えスイッチ
【図１】
2010028664.tif 000003
【図２】
2010028664.tif 000004
【図３】
2010028664.tif 000005
【図４】
2010028664.tif 000006
【図５】
2010028664.tif 000007
【図６】
2010028664.tif 000008
【図７】
2010028664.tif 000009
【図８】
2010028664.tif 000010
【図９】
2010028664.tif 000011
【図１０】
2010028664.tif 000012
【図１１】
2010028664.tif 000013
【図１２】
2010028664.tif 000014