(57)【要約】【課題】より小さい回路規模で所定のセンサＩＣチップのオフセットレベルを補正して、シェーディング補正を行うことができる画像読取装置、画像読取方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態における画像読取装置は、複数のセンサＩＣチップを有するイメージセンサを備えた画像読取装置であって、複数のセンサＩＣチップのグループ毎に設けられた複数のチャンネルのうち、基準チャンネルと補正対象チャンネルの各オフセットレベルを検出する検出手段と、基準チャンネルと補正対象チャンネルとのオフセットレベルの差分を取得する取得手段と、取得された差分に基づいて、補正対象チャンネルにおける補正対象センサＩＣチップのシェーディングデータを補正する補正手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサＩＣチップを有するイメージセンサを備えた画像読取装置であって、
前記複数のセンサＩＣチップのグループ毎に設けられた複数のチャンネルのうち、基準チャンネルと補正対象チャンネルの各オフセットレベルを検出する検出手段と、
前記基準チャンネルと前記補正対象チャンネルとのオフセットレベルの差分を取得する取得手段と、
前記取得された差分に基づいて、前記補正対象チャンネルにおける補正対象センサＩＣチップのシェーディングデータを補正する補正手段と
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記検出手段、前記取得手段、及び前記補正手段は、読取動作中の所定の補正周期毎に実行される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】
前記所定の補正周期は、予め記憶された時間間隔または副走査方向の所定のライン数であることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記予め記憶された時間間隔または前記副走査方向の所定のライン数は、解像度と読取速度が異なる複数の読取モードで異なる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】
前記補正手段は、前記取得された差分が所定のしきい値以上である場合に、前記補正対象センサＩＣチップのオフセットレベルを補正して前記シェーディングデータを補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記複数のセンサＩＣチップのうち、第１センサＩＣチップは前記補正対象センサＩＣチップとならず、前記第１センサＩＣチップよりも特定の熱源の近い位置に配置された第２センサＩＣチップは前記補正対象センサＩＣチップとなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記特定の熱源は、前記イメージセンサに実装されたＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
複数のセンサＩＣチップを有するイメージセンサを備えた画像読取装置によって実行される画像読取方法であって、
前記複数のセンサＩＣチップのグループ毎に設けられた複数のチャンネルのうち、基準チャンネルと補正対象チャンネルの各オフセットレベルを検出する検出工程と、
前記基準チャンネルと前記補正対象チャンネルとのオフセットレベルの差分を取得する取得工程と、
前記取得された差分に基づいて、前記補正対象チャンネルにおける補正対象センサＩＣチップのシェーディングデータを補正する補正工程と
を含むことを特徴とする画像読取方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置として動作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、画像を読み取る画像読取装置、画像読取方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のセンサＩＣチップが並べて配列された密着型イメージセンサを備えた画像読取装置が知られている。かかる画像読取装置では、各センサＩＣチップからの出力信号の出力レベルの変動を抑えるためにオフセットレベルを補正して、シェーディング補正が行われている。シェーディング補正を行なうことにより、読み取った画像上に、各センサＩＣチップの出力レベルの違いに起因して生じる濃度段差を抑えることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、すべてのセンサＩＣチップにおいて経時変動やチップ間の個体差による出力レベルの変動を抑えるために、各センサＩＣチップにオフセットレベルを補正するための回路を備えた画像読取装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９７５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、画像読取装置では、特定の熱源により所定のセンサＩＣチップだけが影響を受け、出力レベルが変動してしまうことがある。例えば、イメージセンサユニット内の光源として表面実装されたＬＥＤが所定のセンサＩＣチップの近傍に位置し、所定のセンサＩＣチップだけに影響を及ぼす可能性がある。したがって、このような場合、特許文献１に開示された画像読取装置では、不要な回路を多数有することになってしまう。すなわち、画像読取装置の回路規模が過剰な大きさになってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、より小さい回路規模で所定のセンサＩＣチップのオフセットレベルを補正して、シェーディング補正を行うことができる画像読取装置、画像読取方法、及びプログラム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】
【０００７】
本発明の一実施形態における画像読取装置は、複数のセンサＩＣチップを有するイメージセンサを備えた画像読取装置であって、前記複数のセンサＩＣチップのグループ毎に設けられた複数のチャンネルのうち、基準チャンネルと補正対象チャンネルの各オフセットレベルを検出する検出手段と、前記基準チャンネルと前記補正対象チャンネルとのオフセットレベルの差分を取得する取得手段と、前記取得された差分に基づいて、前記補正対象チャンネルにおける補正対象センサＩＣチップのシェーディングデータを補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より小さい回路規模で所定のセンサＩＣチップのオフセットレベルを補正して、シェーディング補正を行うことができる画像読取装置、画像読取方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるイメージセンサユニットの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるイメージセンサユニットのアナログ出力の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における画像読取装置の各チャンネルのオフセット電圧の時間変化の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における画像読取処理のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における画像読取処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。異なる図面における同一の参照符号は、同一物を表す。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における画像読取装置の構成を示すブロック図である。本画像読取装置は、不図示のモータを駆動源としてイメージセンサユニット１０３と読み取り対象の原稿とを相対的に移動させて、原稿の画像を読み取ることができる。
【００１２】
イメージセンサユニット１０３は、ＬＥＤ光源１０１と、複数のセンサＩＣチップ１０２を備える。ＬＥＤ光源１０１は、イメージセンサユニット１０３内の光源であり、ｃｈｉｐ１の近傍に配置される。複数のセンサＩＣチップ１０２は、一列に配置され、原稿からの反射光を光電変換して、ＲＧＢのアナログ信号を出力するＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）といった受光画素から成るリニアイメージセンサとなる。
【００１３】
ＬＥＤドライバ１０４は、ＬＥＤ光源１０１の駆動回路である。
【００１４】
ＡＦＥ（アナログフロントエンド）デバイス１０５は、複数のセンサＩＣチップ１０２のグループ毎に設けられたデータ転送用のアナログチャンネルＣＨ０、ＣＨ１から、センサＩＣチップ１０２のアナログ信号を受信し、デジタル信号にＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号は、ＡＳＩＣ１２０に転送される。本実施形態におけるＡＦＥデバイス１０５は、ｃｈｉｐ１〜６からのアナログ信号をアナログチャンネルＣＨ０から受信し、ｃｈｉｐ７〜１２からのアナログ信号をアナログチャンネルＣＨ１から受信する。また、本実施形態では、複数のセンサＩＣチップ１０２が２つのグループに分割されているが、分割数はこれに限定されるものではなく、それぞれがアナログチャンネルを有する３つ以上のグループに分割してもよい。
【００１５】
ＡＳＩＣ１２０は、読取デバイス制御部１０６、読取同期制御部１２１、及び読取データ処理部１２２を有する。
【００１６】
読取デバイス制御部１０６は、読取デバイスであるセンサＩＣチップ１０２、ＡＦＥデバイス１０５、及びＬＥＤドライバ１０４へ制御信号を出力する。読取デバイス制御部１０６は、センサＩＣチップ１０２からのＲＧＢのアナログ信号をＡＦＥデバイス１０５経由でデジタル信号として取り込み、読取データ処理部１２２に転送する。読取データ処理部１２２は、受信したデジタル信号に基づき、画像データの並べ替えやパッキング等を行う。さらに、読取デバイス制御部１０６は、ＬＥＤ光源１０１の調光制御や、入力される画像信号を基にフィードバック制御等を行う。
【００１７】
読取同期制御部１２１は、補正周期制御部１０７及びライン同期生成部１０８を有する。
【００１８】
ライン同期生成部１０８は、読取ライン同期信号を生成する。補正周期制御部１０７は、所定の時間設定やライン同期生成部１０８で生成した同期信号数に従い、補正処理を行う補正周期情報やトリガ信号を読取データ処理部１２２に出力する。すなわち、補正周期制御部１０７は、シェーディング補正を行なう補正周期を制御する。補正周期は、予め記憶された時間間隔、または副走査方向の所定のライン数毎に設定される。また、補正周期は、解像度や読取速度等が異なる複数の読取モードで異なってもよい。読取モードは、スキャン／コピー処理の開始時にユーザによって選択される。
【００１９】
読取データ処理部１２２は、シェーディング補正部１０９、基準レベル検出部１１０、オフセット差分算出部１１１、及び補正チップ選択部１１２を有する。
【００２０】
基準レベル検出部１１０は、例えばアナログチャンネルＣＨ０、ＣＨ１などの、各チャンネルの基準となるオフセットレベルのデータ値を検出して取得し、オフセット差分算出部１１１に出力する。オフセット差分算出部１１１は、入力された各オフセットレベル（例えば、アナログチャンネルＣＨ０、ＣＨ１のオフセットレベル）の検出値からオフセットレベルの差分を算出（取得）し、補正値に換算してシェーディング補正部１０９に出力する。補正チップ選択部１１２は、補正対象のセンサＩＣチップを選択するための情報（例えば、チップＮｏなど）をシェーディング補正部１０９に出力する。
【００２１】
シェーディング補正部１０９は、補正周期制御部１０７からの補正周期情報やトリガ信号、オフセット差分算出部１１１からのオフセット差分補正値、補正チップ選択部１１２からのセンサチップ選択情報に従い、シェーディングデータを補正する。
【００２２】
ＲＡＭ１１３は、通常のシェーディングデータ及び補正用のデータを格納するためのメモリである。ＲＡＭ１１３は、ＡＳＩＣ１２０内にＳＲＡＭ等で内蔵メモリとして構成することができる。また、ＤＲＡＭ等で外部メモリとして構成してもよい。
【００２３】
図１の例では、２つのアナログチャンネルＣＨ０、ＣＨ１が示されているが、３つ以上のチャンネルであってもよい。その場合、基準となるチャンネルを１つ又は複数、補正したいチャンネルを１つ又は複数としてもよい。複数チャンネルを基準とする場合は、各チャンネルの平均値や加算値を使用してもよい。また、複数チャンネルを補正したい場合は、１つ又は複数チャンネルの基準情報を基に、複数チャンネル及び複数のセンサＩＣチップ１０２を同時に補正してもよい。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるイメージセンサユニット１０３の断面図である。ＬＥＤ光源１０１は、センサＩＣチップ１０２と同じ基板２０１上に実装され、ＬＥＤ光源１０１の熱を近傍のセンサＩＣチップ１０２が受け易くなっている。この場合、導光体２０２は、ツイスト構造となるが、全体のコストメリットを有する。熱源は、ＬＥＤ光源１０１に限定されず、他の要因も考えられる。
【００２５】
図３は、本実施形態におけるイメージセンサユニット１０３のアナログ出力の一例を示す図である。
【００２６】
図３では、図１のイメージセンサ構成において、ＬＥＤ光源１０１の近傍チップ（すなわち、チャンネルＣＨ０のｃｈｉｐ１）で、例えば熱の影響等により、オフセット出力（Ｖ０_ｏｆｆｓｅｔ）が増加する場合が示されている。一方、熱源であるＬＥＤ光源１０１の影響を殆ど受けない遠方のチップ（すなわち、チャンネルＣＨ１のｃｈｉｐ７）では、オフセット出力（Ｖ１_ｏｆｆｓｅｔ）は増加しない。そのため、オフセット出力のレベルを先頭チップ（すなわち、ｃｈｉｐ１とｃｈｉｐ７）の無効画素区間を利用して取得する。本実施形態では、チャンネルＣＨ１のオフセット出力（Ｖ１_ｏｆｆｓｅｔ）を基準とし、補正対象であるチャンネルＣＨ０のオフセット出力（Ｖ０_ｏｆｆｓｅｔ）との差分を算出（取得）し、チャンネルＣＨ０のオフセットレベルを補正する。
【００２７】
図４は、本実施形態における画像読取装置の各チャンネルのオフセット電圧の時間変化の一例を示す図である。
【００２８】
図４では、図３のアナログ出力の一例において、チャンネルＣＨ０のオフセット電圧Ｖｒｅｆ０及びチャンネルＣＨ１のオフセット電圧Ｖｒｅｆ１と、その差分が示されている。チャンネルＣＨ０のオフセット電圧Ｖｒｅｆ０が外部要因により大きな影響を受けている場合、より小さな影響を受けている又は影響を受けていないチャンネルＣＨ１のオフセット電圧Ｖｒｅｆ１が基準となる。時間経過によりオフセット出力差分（Ｖｒｅｆ０−Ｖｒｅｆ１）も増加する。オフセット出力差分が所定のしきい値以上に増加する場合、外部要因により大きな影響を受けるチャンネルＣＨ０を、オフセット出力差分で補正する。こうすることにより、チャンネルＣＨ０とチャンネルＣＨ１との差分を発生させた外部要因だけを補正することができる。
【００２９】
図５は、本実施形態における画像読取処理のフローチャートである。本画像読取処理は、ユーザによる操作キーの操作に応じて、画像読取装置がコピー又はスキャン動作を開始することで実施される。
【００３０】
ステップＳ５０１で、画像読取装置は、ユーザによって選択されたスキャン／コピー時の読取モードを設定する。読取モードは、解像度や読取速度が異なる複数の読取モードの中から選択される。
【００３１】
ステップＳ５０２で、画像読取装置は、補正対象チャンネルを設定する。本実施形態では、補正対象チャンネルとして、補正対象センサＩＣチップであるｃｈｉｐ１を含むチャンネルＣＨ０が設定される。
【００３２】
ステップＳ５０３で、画像読取装置は、基準チャンネルを設定する。本実施形態では、基準チャンネルとして、チャンネルＣＨ１が設定される。
【００３３】
ステップＳ５０４で、画像読取装置は、各チャンネルのオフセットレベルを取得するための基準区間を設定する。基準区間とは、各チャンネルの先頭チップの無効画素区間である。
【００３４】
ステップＳ５０５で、画像読取装置は、補正対象のセンサＩＣチップを設定する。補正対象のセンサＩＣチップには、ＬＥＤ光源１０１の近傍に位置し、オフセットレベルがより大きく変動する所定のセンサＩＣチップが設定される。すなわち、複数のセンサＩＣチップのうち、ＬＥＤ光源１０１の近い位置に配置されたセンサＩＣチップが補正対象となる。
【００３５】
ステップＳ５０６で、画像読取装置は、補正を行う補正周期を設定する。補正周期は、予め記憶された時間間隔、または副走査方向の所定のライン数毎に設定される。また、補正周期は、解像度や読取速度等が異なる複数の読取モードで異なってもよい。
【００３６】
ステップＳ５０７で、画像読取装置は、補正に必要な設定をした後、原稿の読取処理を開始する。
【００３７】
ステップＳ５０８で、画像読取装置は、設定された補正周期であるかを判定する。設定された補正周期である場合、ステップＳ５０９に進む。
【００３８】
ステップＳ５０９で、画像読取装置は、基準チャンネル及び補正対象チャンネルのアナログ出力の各オフセットレベルを検出して、取得する。
【００３９】
ステップＳ５１０で、画像読取装置は、取得した基準チャンネル及び補正対象チャンネルのオフセットレベルの差分を算出（取得）する。
【００４０】
ステップＳ５１１で、画像読取装置は、算出（取得）された差分に基づいて、補正対象チャンネルにおける補正対象センサＩＣチップのシェーディングデータを補正する。
【００４１】
次いで、ステップＳ５０８に戻る。画像読取装置は、設定された補正周期である場合、ステップＳ５０９〜Ｓ５１１の処理を繰り返す。一方、ステップＳ５０８で設定された補正周期でないと判定された場合、ステップＳ５１２に進む。
【００４２】
ステップＳ５１２で、画像読取装置は、原稿の読取終了ラインであるかを判定する。読取終了ラインでない場合、ステップＳ５０８に戻る。一方、読取終了ラインである場合、ステップＳ５１３に進む。
【００４３】
ステップＳ５１３で、画像読取装置は、必要に応じてイメージセンサユニット１０３の減速停止処理を行い、読取処理を終了する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、イメージセンサの基準チャンネルと補正対象チャンネルのオフセットレベルの差分情報を基に、設定された補正周期で所定のセンサＩＣチップのオフセットレベルを補正して、シェーディングデータの補正を行なう。そうすることで、ＬＥＤ光源などの特定の熱源の影響をより大きく受ける所定のセンサＩＣチップがイメージセンサ全体の出力レベルに大きな影響を与える環境に対応できる。また、本実施形態では、多くの補正用回路が不要なため、より小さい回路規模で所定のセンサＩＣチップのオフセットレベルを補正して、シェーディングデータの補正を行なうことができる。
【００４５】
また、本実施形態では、設定された補正周期に従い、読取動作中に補正量を検出しながらシェーディングデータ補正を実施するため、読取モード毎に最適化された補正が実現できる。
【００４６】
また、本実施形態に係る画像読取装置は、スキャナ単体、またはスキャナ部を有するＭＦＰ（マルチファンクションプリンタ）にも搭載することができ、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、図５のフローチャートに示したように、ステップＳ５０７における読取処理の開始前に、シェーディング補正に必要な設定を行った。一方、本実施形態では、読取処理を開始した後に、シェーディング補正に必要な設定の再設定を行う。
【００４８】
なお、本実施形態における画像読取装置の構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態における画像読取装置の構成と同様である。
【００４９】
図６は、本実施形態における画像読取処理のフローチャートである。
【００５０】
図６のステップＳ６０１〜Ｓ６１１、Ｓ６１７、Ｓ６１８における処理は、図５のステプＳ５０１〜Ｓ５１３と同様であるため、説明は省略する。
【００５１】
本実施形態では、ステップＳ６０８において、設定された補正周期でないと判定された場合にステップＳ６１２〜Ｓ６１６に進み、画像読取装置が、シェーディング補正に必要な設定の再設定を行う。ステップＳ６１２〜Ｓ６１６における処理は、ステップＳ６０２〜Ｓ６０６における処理と同様である。すなわち、ステップＳ６１２〜Ｓ６１６において、画像読取装置は、補正対象チャンネル、基準チャンネル、基準区間、補正対象のセンサＩＣチップ、補正周期を必要に応じて再設定する。なお、すべての設定を再設定しなくてもよく、何れかの項目のみを設定するようにしてもよい。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、設定された補正周期毎にシェーディング補正に必要な設定の再設定を行う。そうすることで、高解像度の読取モードが指定され、読取処理に時間がかかってしまい、オフセットレベルの変化量が大きくなってしまう場合などに、読取動作中にシェーディング補正に必要な設定を最適化することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０１  ＬＥＤ光源
１０２  センサＩＣチップ
１０３  イメージセンサユニット
１０４  ＬＥＤドライバ
１０５  ＡＦＥデバイス
１０６  読取デバイス制御部
１０７  補正周期制御部
１０８  ライン同期生成部
１０９  シェーディング補正部
１１０  基準レベル検出部
１１１  オフセット差分算出部
１１２  補正チップ選択部
１２０  ＡＳＩＣ
１２１  読取同期制御部
１２２  読取データ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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