(57)【要約】【課題】密着イメージセンサを用いた等倍光学系での画素単位でのオフセットのばらつきを補正することで、ダイナミックレンジを確保し、安定した読み取り画像を得る。【解決手段】ＣＩＳ１３０からの画像読取り後の各画素のデジタルデータを保持する画像データ保持部（第１ラインメモリ１４０、第２ラインメモリ１４１）と、画像データ保持部に保持されているデジタルデータの入出力を制御するデータ保持制御部１８６と、データ保持制御部１８６により画像読取り後の各画素のデジタルデータを読み出し、この各画素のデジタルデータに対して予め設定される減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力するオフセット補正部１８７と、を備える。【選択図】図１２
2014060555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読取部からの画像読取り後の各画素のデジタルデータを保持する画像データ保持部と、
前記画像データ保持部に保持されているデジタルデータの入出力を制御するデータ保持制御部と、
前記データ保持制御部により前記画像読取り後の各画素のデジタルデータを読み出し、この各画素のデジタルデータに対して予め設定される減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力する信号補正部と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記画像データ保持部は、前記デジタルデータを画素毎に副走査方向に平均化した値で保持し、前記信号補正部は、前記画素毎に副走査方向に平均化されたデジタルデータに対して補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記画像読取部は、受光可能な有効画素をライン上に配列した密着イメージセンサであって、複数個の有効画素から成るエリアに分割し、エリア毎に一つの出力端子を設け、各エリアの有効画素の配置順序でアナログ信号を順次出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記信号補正部は、前記密着イメージセンサにおける分割エリア毎に出力される各アナログ電気信号に対して補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
等倍光学系および縮小光学系の２つの画像読取部を有し、
前記信号補正部は、前記等倍光学系の画像読取部で読み取った各画素のデジタルデータに対して補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項６】
画像読取部からの画像読取り後の各画素のデジタルデータを保持する画像データ保持部を有する画像読取方法であって、
前記画像データ保持部に保持されているデジタルデータの入出力を制御するデータ保持制御工程と、
前記データ保持制御工程により前記画像読取り後の各画素のデジタルデータを読み出し、この各画素のデジタルデータに対して予め設定される減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力する信号補正工程と、
を含むことを特徴とする画像読取方法。
【請求項７】
画像読取部からの画像読取り後の各画素のデジタルデータを保持する画像データ保持部を有するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記画像データ保持部に保持されているデジタルデータの入出力を制御するデータ保持制御ステップと、
前記データ保持制御ステップにより前記画像読取り後の各画素のデジタルデータを読み出し、この各画素のデジタルデータに対して予め設定される減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力する信号補正ステップと、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像読取方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿画像を読み取る画像読取装置として、縮小光学系と、等倍光学系が知られている。縮小光学系は、光源、ミラーを含む走査光学系により原稿を光照射して得られる反射光をＣＣＤ（固体撮像素子）に導く構成である。また、等倍光学系は、光源、密着イメージセンサを一体化したＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）を用いて原稿画像を読み取る構成である。また、この等倍光学系を用いて両面原稿を読み取る画像読取装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、以下のような問題点があった。すなわち、ＣＩＳを用いた等倍光学系では、読み取って得られる画像データにおけるオフセットレベルは、密着イメージセンサを構成するセンサチップ毎にばらつきが生じる。つまり、読み取り一ラインにおける、ばらつき量はＣＣＤを用いた縮小光学系よりも大きくなる。また、出力波形もＣＣＤを用いた縮小光学系の場合とは異なり、１画素期間中にオフセットレベルの領域は存在せず、画素毎に１画素期間全体が受光した光に比例して変化する。このように、ＣＩＳのオフセットレベルのばらつき量は大きく、この分だけＡ／Ｄ変換におけるダイナミックレンジを狭めてしまうことになる。また、特許文献１では、ＣＩＳの各センサチップを千鳥配置とし、各センサチップに遮光領域を備え、その出力データを用いてオフセットレベルの調整を実施するものが提案されているが、この場合にはセンサチップを千鳥配置とすることによる補正が必要となる。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、密着イメージセンサを用いた等倍光学系での画素単位でのオフセットのばらつきを補正することで、ダイナミックレンジを確保し、安定した読み取り画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像読取部からの画像読取り後の各画素のデジタルデータを保持する画像データ保持部と、前記画像データ保持部に保持されているデジタルデータの入出力を制御するデータ保持制御部と、前記データ保持制御部により前記画像読取り後の各画素のデジタルデータを読み出し、この各画素のデジタルデータに対して予め設定される減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力する信号補正部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、画素単位でのオフセットのばらつきを補正することで、ダイナミックレンジを確保し、安定した読み取り画像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施の形態に係る複写機の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、図１におけるスキャナの構成を示す説明図である。
【図３】図３は、センサに用いるＣＣＤの構成を示す説明図である。
【図４】図４は、図３のＣＣＤの出力波形を示すグラフである。
【図５】図５は、ＣＩＳの構成を示す説明図である。
【図６】図６は、図５のＣＩＳの出力波形を示すグラフである。
【図７】図７は、ＣＩＳのセンサチップの配置例を示す説明図である。
【図８】図８は、エリアを分割して出力するＣＩＳの出力状態を示す説明図である。
【図９】図９は、ＣＣＤの１ライン中におけるオフセットレベルを示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＣＩＳのオフセットレベルを示すグラフである。
【図１１】図１１は、ＣＣＤの読み取った画像データの画像処理部などの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、ＣＩＳの読み取った画像データの画像処理部などの構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、Ｄ／Ａ変換部の構成例を示す回路図である。
【図１４】図１４は、加算回路の構成例を示す回路図である。
【図１５】図１５は、この実施の形態にかかる読取り時の画像処理前段の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像読取装置、画像読取方法およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る複写機１の概略構成を示す説明図である。図１に示すように、複写機１は、画像読取装置としての機能を有する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）１００と、フラットベット型のスキャナ（図２参照）と、給紙部２と、画像形成部３とを備えている。
【００１０】
給紙部２は、用紙サイズの異なる記録紙を収納する給紙カセット２１，２２と、給紙カセット２１，２２に収納された記録紙を画像形成部３の画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２３とを有している。
【００１１】
画像形成部３は、露光装置３１と、感光体ドラム３２と、現像装置３３と、転写ベルト３４と、定着装置３５とを備えている。画像形成部３は、ＡＤＦ１００内部の画像読取部により読み取られた原稿の画像データに基づいて、露光装置３１により感光体ドラム３２を露光して感光体ドラム３２に潜像を形成し、現像装置３３により感光体ドラム３２に異なる色のトナーを供給して現像するようになっている。
【００１２】
そして、画像形成部３は、転写ベルト３４により感光体ドラム３２に現像された像を給紙部２から供給された記録紙に転写した後、定着装置３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着するようになっている。
【００１３】
図２は、等倍光学系を有するＡＤＦ１００および縮小光学系を有するスキャナ１５０の構成を示す説明図である。縮小光学系を有するスキャナ１５０は、コンタクトガラス１５１、スルー用コンタクトガラス１５２を有する。光源１５３の光照射および走査が開始されると、原稿の反射光をミラー１５４，１５５，１５６及びレンズ１５７を介し、センサ１５８上に縮小結像させてセンサ１５８において電気信号を得るものである。
【００１４】
この縮小光学系は焦点深度が深く原稿が多少浮いた状態でも読み取ることが可能となるので、例えば書籍などを原稿台において読み取る場合などに優位である。一方、縮小光学系は、光学経路が必要となるため、スペースが必要となり、主にフラットベッドスキャナ１５０にて用いられる。また、センサとしてはＣＣＤやＣＭＯＳセンサが用いられている等倍光学系は、原稿のサイズそのままにセンサ１５８上に結像させて電気信号を得るものである。
【００１５】
等倍光学系を有するＡＤＦ１００は、ＣＩＳ１３０を備える。この等倍光学系は光学経路のためのスペースが不要となるのでより省スペースでの読取が可能となる。また、縮小光学系にて必要であったミラーやレンズなどが不要となるので、低コストでの読取構成が可能となる。センサとしては、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ、以下、ＣＩＳと記述する）が用いられる。
【００１６】
このように、近年では、前述の二つの読取構成を取り入れた読取装置が知られている。等倍光学系の読み取り構成は省スペースで構成できるので、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ：自動原稿搬送装置）１００に搭載し、このＡＤＦ１００を、縮小光学系を用いたフラットベットスキャナ１５０上に実装し、原稿の表面を縮小光学系にて読取、原稿の裏面をＡＤＦ１００に搭載した等倍光学系であるＣＩＳ１３０で読み取ることで、原稿を反転することなく、一回の搬送で両面を同時に読み取る構成が提案されている。
【００１７】
図２に示すＡＤＦ１００は、原稿束がセットされる原稿セット部Ａと、セットされた原稿束から一枚ごとに原稿を分離して給送する分離給送部Ｂと、給送された原稿を一次突当整合するとともに整合後の原稿を引き出し搬送するレジスト部Ｃと、搬送される原稿をターンさせて、原稿面をＣＩＳ１３０による読取り側（図中の下方）に向けて搬送するターン部Ｄと、表裏の画像の読み取りが完了した原稿を機外に排出する排紙部Ｆと、排出された原稿を積載保持するスタック部Ｇと、を備える。
【００１８】
原稿セット部Ａには、読み取りを行う原稿束１１０がセットされる。原稿束１１０がセットされるのは、可動原稿テーブルを含む原稿テーブル１１２上である。原稿テーブル１１２上には、原稿束１１０が原稿面を上向きの状態でセットされる。このとき、原稿束１１０の幅方向は、図示しないサイドガイドによって搬送方向と直交する方向に位置決めされる。また、原稿束１１０のセットは、セットフィラーおよびセットセンサ（いずれも不図示）によって検知され、原稿束１１０がセットされたことを示す情報が、本体制御部（不図示）に送信される。
【００１９】
さらに、原稿テーブル面に設けられた原稿長さ検知センサ（いずれも不図示）により、原稿束１１０の搬送方向長さの概略が判定される。なお、原稿長さ検知センサとしては、例えば、反射型センサまたは原稿１枚でも検知可能なアクチェータタイプのセンサが用いられる。また、原稿長さ検知センサの配置は、少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能な配置としておく必要がある。
【００２０】
ユーザーにより操作部（不図示）のプリントキーが押下され、本体制御部（不図示）から原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ１１８は給紙モータ（不図示）の正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル１１２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送する方向である。
【００２１】
給紙ベルト１２０は、給紙モータ（不図示）の正転により給紙方向に駆動される。また、リバースローラ１２１は、給紙モータ（不図示）の正転により給紙と逆方向に回転駆動される。これにより、最上位の原稿とその下の原稿とを分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。
【００２２】
さらに詳しく説明すると、リバースローラ１２１は、給紙ベルト１２０と所定圧で接し、給紙ベルト１２０と直接または原稿１枚を介して接している状態では、給紙ベルト１２０の回転につられて反時計方向に連れ回りする。一方、原稿が２枚以上給紙ベルト１２０とリバースローラ１２１の間に進入したときは、連れ回り力がトルクリミッタのトルクよりも低くなるように設定されており、リバースローラ１２１は本来の駆動方向である時計方向に回転し、余分な原稿を押し戻す働きをする。これにより、原稿の重送が防止される。
【００２３】
給紙ベルト１２０とリバースローラ１２１との作用により１枚に分離された原稿は、給紙ベルト１２０によってレジスト部Ｃ側へと送られ、先端が検知された後、さらに進んで停止しているプルアウトローラ１２３に突き当たる。その後、原稿は、所定量定められた距離送られ、プルアウトローラ１２３に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータ（不図示）を停止させることによって、給紙ベルト１２０の駆動が停止する。このとき、ピックアップモータ（不図示）を回転させることでピックアップローラ１１８を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト１２０の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ１２３の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合(スキュー補正)が行われる。
【００２４】
プルアウトローラ１２３は、前記スキュー補正機能を有するとともに、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ１２４まで搬送するためのローラであり、給紙モータ（不図示）の逆転により駆動される。また、給紙モータ（不図示）の逆転時には、プルアウトローラ１２３と中間ローラ１２４は駆動されるが、ピックアップローラ１１８と給紙ベルト１２０は駆動されない。
【００２５】
原稿幅センサ（不図示）は図２の奥行き方向に複数個並べて設けられ、プルアウトローラ１２３により搬送された原稿の搬送方向と直交する幅方向のサイズを検知する。また、原稿の搬送方向の長さは、原稿の先端後端を突き当てセンサ（不図示）で読み取ることにより、モータパルスから原稿の長さが検知される。
【００２６】
片面原稿読取りの場合には、ＡＤＦ１００によりコンタクトガラス１５１に原稿を搬送し、フラットベットスキャナ１５０の走査光学系によりレンズ１５７を通して、センサ１５８に照射画像を結像させる。
【００２７】
一方、図２において、両面原稿読取りの場合には、ＣＩＳ１３０の位置に原稿先端が到達するタイミングで、ＣＩＳ１３０に対して、原稿の裏面の副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が送信される。このゲート信号は、原稿後端がＣＩＳ１３０を抜けるまで継続して送信される。そして、原稿が読取入口ローラ１２７、読取出口ローラ１２８およびＣＩＳ出口ローラ１２９の駆動により搬送される間に、原稿流し読み方式（シートスルー読取）で、ＣＩＳ１３０によって原稿の裏面画像が読み取られる。
【００２８】
このように等倍光学系と縮小光学系の２つを有する原稿読取装置の構成の場合、同時に原稿の表面および裏面を読み取ることが可能となり、より迅速に原稿の情報を読み取ることが可能となる。このため、高い読取生産性を確保でき、また複雑な搬送経路を通らないので、原稿を傷めにくいといったメリットがある。ただし、生産性の高い原稿の読み取り動作を確保できる構成ではあるが、異なる２つのセンサを用いて原稿の表面および裏面をそれぞれ読み取るため、原稿の表面および裏面の画質差が課題となる。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図３は、センサ１５８に用いるＣＣＤの構成を示す説明図である。ここでのＣＣＤは２ｃｈ（２チャネル）出力タイプを例にとっている。図３において、Ｖｏｕｔ１ｅ，Ｖｏｕｔ１ｏは出力信号、ＲＳは最終段リセットパルス、ＣＰは最終段クランプパルス、φ１，φ２はＣＣＤ転送パルス、ＳＨはシストパルスである。
【００３０】
センサ１５８に用いるＣＣＤは、図示するように、一つの細長いライン上のチップにフォトセンサを配置した構成で、各フォトダイオードにて蓄積された電荷を電荷転送部分にて、出力段のバッファまで順次、転送し、出力段にて電圧信号に光電変換をして出力する。
【００３１】
センサ１５８に用いるＣＣＤは、一つの出力段を通して出力されるのでオフセットのばらつきは小さい。また、ＣＣＤでは光が当たらないように遮光された画素を設けており、この部分の出力レベルをセンサ全体のオフセットレベルとみなして、このレベルを検出してオフセットレベルの補正を実施する。
【００３２】
図４は、図３のＣＣＤの出力波形を示すグラフである。図４において、ＣＣＤの出力波形は画素毎に、リセットノイズ部分１６０、ペデスタル部分１６１、受光した光に比例して変化する部分（暗時出力レベル１６１、白レベル出力１６３）に分かれている。ペデスタル部分が１６２、各画素におけるオフセットレベルとなり、この部分を用いてオフセットレベルの補正を行うことも可能である。例えば、２重相関サンプリング（ＣＤＳ）機能などが知られている。
【００３３】
図５は、ＣＩＳ１３０の構成を示す説明図である。このＣＩＳ１３０は、センサチップ群が配置（図７参照）されているイメージセンサ１３１、等倍結像レンズ１３２、光源１３３を内部に備えている。
【００３４】
また、上述したＣＣＤに対し、図７に示すセンサチップの配置例のように、ＣＩＳ１３０は複数画素のフォトダイオードから構成されるセンサチップ１３４を複数並べた構成であり、センサチップ１３４毎の特性ばらつきによる画像への影響がある。このＣＩＳ１３０の出力波形を図６に示す。この図６では、ＣＩＳ駆動パルス５０％（上部）に対する１画素期間ｔｓ，ｔｄ（９０％）のＣＩＳ出力波形を示している。
【００３５】
また、図８は、エリアを分割して出力するＣＩＳ１３０の出力状態を示す説明図である。ＣＩＳ１３０は図８に示すように、エリア＿１からエリア＿Ｋに分割されている。そして、このエリア＿１からエリア＿Ｋの分割エリア毎に、ＯＳ＿１からＯＳ＿Ｋのアナログ信号が出力される。
【００３６】
図９は、ＣＣＤの１ライン中におけるオフセットレベルを示し、図１０は、ＣＩＳ１３０のオフセットレベルを示すグラフである。図１０に示すように、ＣＩＳ１３０は、オフセットレベルがセンサチップ１３４毎にばらつき、１ラインの画素位置における、電圧出力のばらつき量はＣＣＤ（図９参照）よりも大きくなる。また、出力波形もＣＣＤの場合とは異なり、１画素期間中にオフセットレベルの領域は存在せず、画素毎に１画素期間全体が受光した光に比例して変化する。
【００３７】
一般的にＣＩＳ１３０でのオフセット補正は、全ての画素の暗時のデータをメモリに確保しておき、原稿読み取り動作にて得られる画像データから画素毎に、暗時のデータを減算することで、オフセットレベルを０ｄｇｉｔに補正する処理を行っている。
【００３８】
この処理を実施するためには、暗時のデジタルデータが０ｄｉｇｉｔ以下とならないように調整した状態でＡ／Ｄ変換を実施する必要がある。前述したように、ＣＩＳ１３０のオフセットレベルのばらつき量は大きく、この分だけＡ／Ｄ変換におけるダイナミックレンジを狭めてしまうことになる。
【００３９】
なお、ＣＩＳのオフセットのばらつきに対し、前述したように、ＣＩＳの各センサチップを千鳥配置とし、各チップに遮光領域を備え、その出力データを用いてオフセットレベルの調整を実施するものが提案されているが、この場合にはセンサチップを千鳥配置とすることによる補正が必要となる。そこで、この実施の形態では、上述した課題を以下に説明するよう、ＣＩＳ１３０のセンサチップ１３４を同一ライン上に配置した構成においても、オフセットレベル（読み取り後の出力データ）のばらつきを補正可能とするものである。
【００４０】
図１１は、ＣＣＤ１５８の読み取った画像データの画像処理部などの構成を示すブロック図である。ＣＣＤ１５８による画像読取装置では、光源１５３から原稿に対して光を照射し、走行体が副走査方向に移動しながら、原稿からの反射光を読取り、この反射光をレンズ１５７を介してセンサ１５８上に結像させ、センサ１５８において光電変換によりアナログ電気信号に変換する。変換された画像データをＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）１６０に入力する。ＡＦＥ１６０は、可変ゲイン部１６１、Ａ／Ｄ変換部１６２により、アナログ処理及びＡ／Ｄ変換処理及びデジタル信号処理を行なうＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。
【００４１】
ＡＦＥ１６０は、入力されたアナログ信号を可変ゲイン部１６１で増幅した後に、Ａ／Ｄ変換部１６２によりＡ／Ｄ変換を行いデジタルデータに変換をする。可変ゲイン部１６１は、光源１５８の部品ばらつき、センサ１５８（ＣＣＤ）の感度ばらつきなどを吸収するためにプログラマブルに設定できるものであり、基準白レベルを読み取った場合に一定のデジタル出力となるように電源ＯＮ時、もしくは画像データの読取毎にゲインの調整を行い設定値を決定する。変換されたデジタルデータに対して、さらに後段の画像処理ブロック１６５において画像処理を行う。
【００４２】
画像処理ブロック１６５は、ＡＦＥ１６０から出力されるデータに対して光学ひずみなどを補正するシェーディング補正およびグレーバランス補正を行うシェーディング・グレーバランス補正部１６６、画像処理部１６７を有する。また、符号１６８はセンサ（ＣＣＤ１３３）、ＡＦＥ１６０の駆動信号を生成するタイミングジェネレータ、符号１６９は基準クロックを生成する基準クロック生成部である。これらの各機能は、ＲＯＭ１７１、ＲＡＭ１７２に接続されるＣＰＵ１７０によって制御される。
【００４３】
図１２は、ＣＩＳ１３０の読み取った画像データの画像処理部などの構成を示すブロック図である。ＣＩＳ１３０による画像読取装置では、光源１３３から原稿に対して光を照射し、搬送される原稿からの反射光を読取り、この反射光を等倍結像レンズ１３２を介してイメージセンサ１３１上に結像させ、イメージセンサ１３１において光電変換によりアナログ電気信号に変換する。変換された画像データをＡＦＥ１３５に入力する。ＡＦＥ１３５は、アナログ処理及びＡ／Ｄ変換処理及びデジタル信号処理を行なうＡＳＩＣである。なお、Ａ／Ｄ変換部１３７は、アナログデータからデジタルデータに変換（以下、Ａ／Ｄ変換という）するものである。また、Ｄ／Ａ変換部１３８は、デジタルデータからアナログデータ（以下、Ｄ／Ａ変換という））するものである。
【００４４】
ＡＦＥ１３５は、入力されたアナログ信号を可変ゲイン部１３６で増幅した後に、Ａ／Ｄ変換部１３７によりＡ／Ｄ変換を行いデジタルデータに変換をする。可変ゲイン１３６は光源１３３の部品のばらつき、センサの感度のばらつきなどを吸収するためにプログラマブルに設定できるものであり、基準白レベルを読み取った場合に一定のデジタル出力となるように電源ＯＮ時、もしくは画像データの読取毎にゲインの調整を行い設定値を決定する。
【００４５】
上記変換されたデジタルデータに対して、さらに後段の画像処理ブロック１４５において画像処理を行う。画像処理ブロック１４５は、シェーディング補正およびグレーバランス補正を行うシェーディング・グレーバランス補正部１４６、画像処理部１４７を有する。
【００４６】
また、符号１４８はセンサ（ＣＩＳ１３０）、ＡＦＥ１３５の駆動信号を生成するタイミングジェネレータ、符号１４９は基準クロックを生成する基準クロック生成部である。これらの各機能は、ＲＯＭ１８１、ＲＡＭ１８２に接続されるＣＰＵ１８０によって制御される。なお、本例では、ＣＰＵ１８０，１７０とそれぞれ設けたが、この限りではなく、ＣＰＵ１８０の機能を前述のＣＰＵ１７０の機能に含ませた一体構成であってもよい。また、ＲＯＭ，ＲＡＭについても同様である。
【００４７】
また、ＣＰＵ１８０は、後述する機能を有するＣＩＳ１３０による画像読み取り後のデータの入力を指示する画像データ入力指示部１８５、第１ラインメモリ１４０および第２ラインメモリ１４１の入出力を制御するデータ保持制御部１８６、信号補正部としてのオフセット補正部１８７、光源１３３を消灯したときのＣＩＡ１３０の暗時出力データを取得する暗時データ取得部１８８を備える。
【００４８】
さらに図１２の構成では、ＡＦＥ１３５内に、後述するＤ／Ａ変換部１３８、補正処理部１３９、第１ラインメモリ１４０、第２ラインメモリ１４１、オフセット粗調レジスタ１４２、初期設定レジスタ１４３、加算回路１４４を備える。
【００４９】
図１５は、この実施の形態にかかる読取り時の画像処理前段の動作例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１２に示すＡＦＥ１３５，ＣＰＵ１８０が有する各機能ブロックによって実行される。図１５において、画像データ入力指示部１８５により読み取り画像データの入力を開始する（ステップＳ１０１）。続いて、上記読み取り画像デーをＡ／Ｄ変換部１３７によりＡ／Ｄ変換し（ステップＳ１０２）、第１ラインメモリ１４０および第２ラインメモリ１４１は、データ保持制御部１５６の制御信号により、デジタルデータに変換した後に各画素データを保持する。
【００５０】
また、データ保持制御部１８６の制御信号により、第１ラインメモリ１４０は、アナログ信号へフィードバックするためのデータを保持する。オフセット粗調レジスタ１４２は、オフセット粗調用にデータを保持するレジスタである。オフセット粗調レジスタ１４２は、第１ラインメモリ１４０に保持したデータを、入力信号のタイミングに合わせて出力する際に、オフセット粗調レジスタ１４２：Ｄ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇの値と加算もしくは減算したデータを出力する（ステップＳ１０３）。
【００５１】
出力されたデジタルデータをアナログ信号への変換手段は幾つかあるが、デジタルデータを画素レートの応答速度で十分に出力できる手段であれば良く、本実施の形態では一例として、抵抗ラダーによる構成とする。例えば、８ｂｉｔのデジタル信号を抵抗ラダー構成により、アナログ電圧に変換する構成例について図１３に示す。図１３における抵抗値は、１例として１ＫΩと２ＫΩにて記載しているが、抵抗値が１：２の関係であればよい。
【００５２】
出力されるデジタルデータのＨｉｇｈレベルを、Ｖｈとすると、８ｂｉｔの場合は２５６階調に分割したアナログ電圧に変換することが可能となる。
Ｖｏｕｔ  ＝  Ｖｈ×ＤＡＣ出力値／２５６
変換したアナログ信号をエミッタフォロワなどのインピーダンス変換回路後に分圧を施した後に、ＣＩＳ１３０からの入力信号に加算をする。
【００５３】
アナログ信号を加算する加算回路１４４は一般的に様々な構成が用いられているが、ここでは１例として単純でかつ低コストな構成で得られる抵抗による加算回路を用いる。この加算回路１４４の構成例を図１４に示す。図１４において、ＣＩＳ１３０からの入力信号：Ｖｃｉｓ＿ｉｎと補正信号：Ｖｏｆｆ＿ｈｏｓｅｉとを抵抗を介して接続させた後に、Ａ／Ｄ変換部１３７へ接続する構成である。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部１３７に入力されるアナログ電圧は、
（Ｖｃｉｓ＿ｉｎ−Ｖｏｆｆ＿ｈｏｓｅｉ）Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）＋Ｖｏｆｆ＿ｈｏｓｅｉ  ＝  Ｖ＿ＡＤｉｎ
（Ｒ１・Ｖｃｉｓ＿ｉｎ  ＋  Ｒ２・Ｖｏｆｆ＿ｈｏｓｅｉ）／（Ｒ１＋Ｒ２）  ＝  Ｖ＿ＡＤｉｎ
ここでＲ１＝Ｒ２  とすると
（Ｖｃｉｓ＿ｉｎ  ＋  Ｖｏｆｆ＿ｈｏｓｅｉ）／２  ＝  Ｖ＿ＡＤｉｎ
の電圧となり、アナログ信号を加算回路１４４で加算することが可能となる。
【００５５】
つぎに補正信号の生成に関して説明をする。前述の図１２に示す構成において、初期設定レジスタ１４３：Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｉｎｉｒｅｇ、およびオフセット粗調レジスタ１４２：Ｄ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇに予め初期値を設定しておく。初期設定レジスタ１４３のレジスタ値をオフセット粗調レジスタ１２３の値から減算した値：Ｄｓｕｂ＿ｎを出力する。
【００５６】
Ｄｓｕｂ＿ｎ＝  Ｄ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ−Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｉｎｉｒｅｇ  （ｎ＝１、・・・、画素数）
【００５７】
このデジタルデータをＤ／Ａ変換部１３８によりアナログ信号に変換し（ステップＳ１０４）、前述の加算回路１４４にてＣＩＳ１３０からの入力信号に加算して（ステップＳ１０５）、Ａ／Ｄ変換部１３７によりデジタルデータを得る。ここで、Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｉｎｉｒｅｇとＤ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇの初期値は、予めＣＩＳ１３０のチップ特性ばらつきにより生じるオフセットばらつき量を見積もり、Ａ／Ｄ変換部１３７によるＡ／Ｄ変換後に全ての画素が０ｄｉｇｉｔ以上となるような値に設定をしておく。
【００５８】
オフセット補正部１８７は、光源１３３を消灯した暗時状態としてＣＩＳ１３０からの暗時出力データ（各画素信号）に前述の初期設定状態の補正信号を加算し（ステップＳ１０５）、Ａ／Ｄ変換部１３７でＡ／Ｄ変換を行ったデータを第１ラインメモリ１４０に保持していく。保持の際に１ライン分のデータを単純に保持するだけだとノイズの影響によりばらつくため、数ライン分の重加算処理によりノイズの影響を除いた平均値を取得する。
【００５９】
Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｎ[ｌ＋１]  ＝  （Ｄａｔａ＿ｎ  ＋（α−１）×Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｎ[ｌ]）／α
ｎ＝  １・・・、画素数
ｌ＝  １・・・、重加算取得ライン数
Ｄａｔａ＿ｎ：ｎ画素目のＡ／Ｄ変換出力
Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｎ[ｌ]：ｎ画素目のｌライン分の重加算を実施した値
α：重加算処理での係数
【００６０】
オフセット補正部１８７は、ｌライン分の重加算を実施後に、Ｄ＿ｍｅｍ１＿ｉｎｉｒｅｇの値を画素毎に得られたＤ＿ｍｅｍ１＿ｎに切り替えて、Ｄ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇから減算を行い（ステップＳ１０６）、画素毎にアナロク゛信号への変換を行う（ステップＳ１０７）。
【００６１】
オフセット補正部１８７により画素毎の変換の際にＣＩＳ１３０からのアナログ信号：Ｖｃｉｓ＿ｉｎと第１ラインメモリ１４０に保持してあるデータの画素タイミングを合わせることで、画素毎のオフセットを補正することが可能となり、ＣＩＳ１３０におけるチップ特性のばらつきによるオフセットばらつきも補正することが可能となる。
【００６２】
つぎに第１ラインメモリ１４０を用いて、オフセット補正部１５７により画素毎にオフセット補正を実施して入力信号に加算して（ステップＳ１０８）、Ａ／Ｄ変換を行う（ステップＳ１０９）。また、オフセット補正状態での暗時データを、暗時データ取得部１８８により取得し、これを第２ラインメモリ１４１に保持する。この暗時データデータは、画素毎の黒減算用データとして用いる。この処理によりデジタルデータの暗時レベルを０ｄｉｇｉｔに正規化する。このように、オフセット補正部１８７は、各画素のデジタルデータに対して減衰値を重畳処理して、画像読取り後の各画素のデジタルデータを補正して出力する。
【００６３】
Ｄ＿ＡＤｏｕｔ＿ｎ  ＝  Ｄａｔａ＿ｎ  −  Ｄ＿ｍｅｍ２＿ｎ  （ｎ＝１、・・・、画素数）
Ｄ＿ＡＤｏｕｔ＿ｎ：黒減算後のｎ画素目のデータ
Ｄａｔａ＿ｎ：Ａ／Ｄ変換直後のｎ画素目のデータ
Ｄ＿ｍｅｍ２＿ｎ：ラインメモリ２に保持されているｎ画素目の黒減算用データ
【００６４】
第２ラインメモリ１４１に暗時出力データを保持する際には、第１ラインメモリ１４０の場合と同様に数ライン分の重加算処理を施した値とすることでノイズの影響を取り除いた値とする。
【００６５】
Ｄ＿ｍｅｍ２＿ｎ[ｌ＋１]  ＝  （Ｄａｔａ＿ｎ  ＋（α−１）×Ｄ＿ｍｅｍ２＿ｎ[ｌ]）／α
ｎ＝１・・・、画素数
ｌ＝１・・・、重加算取得ライン数
Ｄａｔａ＿ｎ：ｎ画素目のＡ／Ｄ変換出力
Ｄ＿ｍｅｍ２＿ｎ[ｌ]：ｎ画素目のｌライン分の重加算を実施した値
α：重加算処理での係数
【００６６】
また、ＣＩＳ１３０では、図８にも示したように、一定画素毎のエリア＿１からエリア＿Ｋに分割して、各エリア＿１〜Ｋに出力端子を用意し、同時に出力させることで１ライン上の全ての画素の電荷（ＯＳ＿１からＯＳ＿Ｋのアナログ信号）をより速く出力させる構成をとる。この場合においても出力信号毎に、前述のオフセット補正の仕組みを用意することで、Ａ／Ｄ変換におけるダイナミックレンジを狭めることなく、チップ単位のオフセットばらつきを吸収することが可能となる。
【００６７】
このように、上述してきた実施の形態によれば、ＣＩＳ１３０の出力信号に対して、上述したオフセット補正を実施することにより、原稿の表面および裏面を特性の異なるセンサ（ＣＩＳ１３０、ＣＣＤを用いたセンサ１５８）を用いて同時に読み取る画像読取装置において、前述のオフセット補正を施すことで、原稿の表面および裏面の画質差をなくすことが可能となる。また、第１ラインメモリ１４０を有することで、画素毎のオフセットデータを保持し、各画素のアナログデータのオフセットレベルにフィードバックを行う補正信号の生成を実施し、各画素毎にオフセットレベル補正が可能となる。また、Ａ／Ｄ変換の前でオフセット補正を行ってオフセットのばらつきを吸収することで、Ａ／Ｄ変換におけるダイナミックレンジを広くとることが可能となる。
【００６８】
さらに、第２ラインメモリ１４１を有することで、画素毎にアナログ信号上のフィードバックを実施した後のオフセットレベルを保持し、デジタル演算において画素毎により精細なオフセットレベル補正が可能となる。
【００６９】
また、第１ラインメモリ１４０には、光源１３３を消灯した状態で、イメージセンサ１３１からのアナログ信号への重畳機能をオフとした状態でＡ/Ｄ変換により得られたデジタルデータを保持する。また、第２ラインメモリ１４１には、光源１３３を消灯した状態で、イメージセンサ１３３からのアナログ信号への重畳機能をオンとした状態でＡ/Ｄ変換より得られたデジタルデータを保持する。これにより、前述のオフセットレベル補正により、イメージセンサ１３１で問題となるチップ単位でのオフセットのばらつきをＡ／Ｄ変換におけるダイナミックレンジを広く確保した状態で補正をすることが可能となる。
【００７０】
また、第１ラインメモリ１４０、第２ラインメモリ１４１に保持する値として平均化を施したデータとすることで、ノイズによる変動を抑えたデータに基づき各補正処理を実施することが可能となる。
【００７１】
また、イメージセンサ１３１をエリア毎に分割して出力することで、より短い時間でライン上に配置される全ての画素の信号を出力することが可能となる。また、各エリアから出力される信号毎に、オフセット補正を実施することで、より短い時間でライン上に配置される全ての信号に対して、オフセット補正を実施することが可能となり、また、各出力回路におけるオフセットのばらつきも吸収することが可能となる。
【００７２】
また、複数の読取装置を有し、同時に読み取り動作を実施することが可能となり、そのうち少なくとも一つを上述したオフセット補正を実施するイメージセンサ方式とすることで密着型のイメージセンサ１３１で問題となるチップ単位でのオフセットのばらつきを補正した画像読み取りをより省スペースな構成で可能となる。
【００７３】
ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ１５１に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。
【００７４】
また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００７５】
本実施の形態で実行されるプログラムは、上述した画像データ入力指示部１８５、データ保持制御部１８６、オフセット補正部１８７、暗時データ取得部１８８を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１８０（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ１８２等の主記憶装置上にロードされ、画像データ入力指示部１８５、データ保持制御部１８６、オフセット補正部１８７、暗時データ取得部１８８が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【符号の説明】
【００７６】
１００  ＡＤＦ
１３０  ＣＩＳ
１３１  イメージセンサ
１３２  等倍結像レンズ
１３３  光源
１３４  センサチップ
１３５  ＡＦＥ
１３６  可変ゲイン部
１３７  Ａ／Ｄ変換部
１３８  Ｄ／Ａ変換部
１３９  補正処理部
１４０  第１ラインメモリ
１４１  第２ラインメモリ
１４２  オフセット粗調レジスタ
１４３  初期設定レジスタ
１５０  フラットベットスキャナ
１５８  センサ
１８０  ＣＰＵ
１８１  ＲＯＭ
１８２  ＲＡＭ
１８５  画像データ入力指示部
１８６  データ保持制御部
１８７  オフセット補正部
１８８  暗時データ取得部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２０１０−１３６１６４号公報
【図１】
2014060555.tif 000003
【図２】
2014060555.tif 000004
【図３】
2014060555.tif 000005
【図４】
2014060555.tif 000006
【図５】
2014060555.tif 000007
【図６】
2014060555.tif 000008
【図７】
2014060555.tif 000009
【図８】
2014060555.tif 000010
【図９】
2014060555.tif 000011
【図１０】
2014060555.tif 000012
【図１１】
2014060555.tif 000013
【図１２】
2014060555.tif 000014
【図１３】
2014060555.tif 000015
【図１４】
2014060555.tif 000016
【図１５】
2014060555.tif 000017