(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される信号の出力範囲を粗調整して、信号を出力する第１調整部と、
前記第１調整部が出力した信号の出力範囲を前記第１調整部よりも細かく連続的に微調整して、信号を出力する第２調整部と、
前記第１調整部が出力した信号を量子化して、量子化信号を出力する量子化部と、
を有し、
前記第２調整部が出力した信号を前記量子化部が量子化すること、前記量子化部が出力した量子化信号の出力範囲を前記第２調整部が微調整すること、又は、前記量子化部と前記第２調整部とが一体となって、前記第１調整部が出力した信号の出力範囲を微調整して量子化信号を出力することのいずれかにより、出力範囲が粗調整された後に微調整された量子化信号を出力すること
を特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
複数の画素をそれぞれ備える複数の画素群と、
複数の前記画素群からそれぞれ入力される信号の出力範囲を増幅又は減衰によって粗調整して、信号をそれぞれ出力する複数の増幅部と、
複数の前記増幅部が出力した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して出力する複数のＡ／Ｄ変換部と、
複数の前記Ａ／Ｄ変換部が出力する信号の出力範囲を前記増幅部よりも細かく連続的に微調整する微調整部と、
を有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項３】
複数の前記画素それぞれは、
受光する光の色毎に配列されており、
複数の前記画素群それぞれは、
異なる色の光を受光する複数の前記画素を含み、
前記増幅部は、
前記画素群が含む複数の前記画素それぞれから順次に入力される信号の出力範囲を増幅によって粗調整し、
前記微調整部は、
前記画素群が含む複数の前記画素それぞれから前記増幅部を介して前記Ａ／Ｄ変換部へ順次に入力される信号の出力範囲を微調整すること
を特徴とする請求項２に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記画素群が含む複数の前記画素の少なくともいずれかが出力した信号を前記Ａ／Ｄ変換部がＡ／Ｄ変換した信号に対してデジタルゲインを調整するデジタルゲイン調整部をさらに有すること
を特徴とする請求項２又は３に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記微調整部は、
複数の前記Ａ／Ｄ変換部が出力する信号の出力電圧範囲が、複数の前記画素群が含む複数の前記画素それぞれが出力する信号レベルの最大値に基づいて設定された共通範囲となるように微調整すること
を特徴とする請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記増幅部は、
複数の容量が切替えられることによってゲインが調整されるスイッチトキャパシタＰＧＡであること
を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記増幅部は、
複数の単位容量が切替えられることによって帰還容量が調整されるスイッチトキャパシタＰＧＡであること
を特徴とする請求項６に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記増幅部は、
複数の単位容量が切替えられることによって入力容量が調整されるスイッチトキャパシタＰＧＡであること
を特徴とする請求項６又は７に記載の光電変換素子。
【請求項９】
複数の前記増幅部、及び前記微調整部を制御する制御部をさらに有すること
を特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
請求項２乃至９のいずれか１項に記載の光電変換素子を有すること
を特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置が読取った画像データに基づく画像を形成する画像形成部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
入力される信号の出力範囲を粗調整して、信号を出力する第１工程と、
信号の出力範囲を前記粗調整よりも細かく連続的に微調整して、信号を出力する第２工程と、
信号を量子化して、量子化信号を出力する第３工程と、
を含み、
前記第２工程により出力した信号に対して前記第３工程を行うこと、前記第３工程により出力した量子化信号の出力範囲に対して前記第２工程を行うこと、又は、前記第２工程及び前記第３工程を同時に行うことのいずれかにより、出力範囲が粗調整された後に微調整された量子化信号を出力する信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置、光電変換素子、画像読取装置、画像形成装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサによって原稿からの反射光（光信号）を電気信号に変換することによって原稿情報を読み取っている。この原稿情報を読取る場合、階調とびのない画像読み取りを実現するために、高濃度画像や低濃度画像における飽和を防止する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、画像信号に基づいて画像濃度を検出し、検出された結果に基づいて、画像信号が出力される信号の感度特性を「低感度」と「高感度」とを切り替える画像処理装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、「低感度」と「高感度」の固定の感度でしか切り替えをしておらず、ユーザが所望する感度に高い精度で調整することはできないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力範囲を精度よく調整して量子化信号を出力することができる信号処理装置、光電変換素子、画像読取装置、画像形成装置及び信号処理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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力される信号の出力範囲を粗調整して、信号を出力する第１調整部と、前記第１調整部が出力した信号の出力範囲を前記第１調整部よりも細かく連続的に微調整して、信号を出力する第２調整部と、前記第１調整部が出力した信号を量子化して、量子化信号を出力する量子化部と、を有し、前記第２調整部が出力した信号を前記量子化部が量子化すること、前記量子化部が出力した量子化信号の出力範囲を前記第２調整部が微調整すること、又は、前記量子化部と前記第２調整部とが一体となって、前記第１調整部が出力した信号の出力範囲を微調整して量子化信号を出力することのいずれかにより、出力範囲が粗調整された後に微調整された量子化信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、出力範囲を精度よく調整して量子化信号を出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、高感度用変換テーブル及び低感度用変換テーブルを示す図である。
【図２】図２は、２通りの感度用に機能を切替える画像読取装置を概念的に示す図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる信号処理装置の構成例を概念的に示すブロック図である。
【図４】図４は、信号処理装置の第１実施例である光電変換素子及びその周辺を示す図である。
【図５】図５は、図４に示した光電変換素子が有する機能を概念的に示すブロック図である。
【図６】図６は、ＰＧＡが行うゲインの粗調整と、Ａ／Ｄ変換器が行うゲインの微調整とを模式的に示す図である。
【図７】図７は、Ａ／Ｄ変換器のリファレンス電圧を変更した場合における出力信号の変化を示す図である。
【図８】図８は、信号処理装置の第２実施例である光電変換素子及びその周辺を示す図である。
【図９】図９は、図８に示した光電変換素子の第１動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、光電変換素子の第２動作例を対比によって示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、光電変換素子の第２動作例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、光電変換素子の第３動作例を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、光電変換素子の変形例が有する機能を概念的に示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した光電変換素子の変形例の動作を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、微調整部が調整するリファレンス電圧の調整例を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、ＰＧＡの第１構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、ＰＧＡの構成の比較例を示す図である。
【図１８】図１８は、ＰＧＡの第２構成例を示す図である。
【図１９】図１９は、ＰＧＡの第３構成例を示す図である。
【図２０】図２０は、Ａ／Ｄ変換器に対する調整の第１変形例を示す図である。
【図２１】図２１は、Ａ／Ｄ変換器に対する調整の第２変形例を示す図である。
【図２２】図２２は、光電変換素子を有する画像読取装置を備えた画像形成装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、本発明をするに至った背景について説明する。画像読取装置において、読取りの感度を調整するために、「高感度用変換テーブル」と「低感度用変換テーブル」を用いる場合がある。例えば、画像読取装置は、画像信号に基づいて画像濃度を検出し、検出された結果に基づいて感度特性を切り替える。ここで、画像読取装置は、図１に示した「高感度用変換テーブル」と「低感度用変換テーブル」を切替えることにより、感度特性を切り替える。
【００１０】
図２は、２通りの感度用に機能を切替える画像読取装置を概念的に示す図である。画像読取装置は、図２（ａ）に示すように、低感度用シェーディングデータ演算１０及び高感度用シェーディングデータ演算１１が出力する信号をセレクタ１２によって切替えるように構成されることがある。また、画像読取装置は、図２（ｂ）に示すように、図１に示したテーブルを用いる低感度用変換１３及び高感度用変換１４が出力する信号をセレクタ１５によって切替えるように構成されることがある。これらの場合、画像読取装置は、２つの機能のいずれかが選択されることとなるため、感度を精度よく調整することができず、階調性が悪化してしまうことがある。
【００１１】
次に、実施形態にかかる信号処理装置について説明する。図３は、実施形態にかかる信号処理装置の構成例を概念的に示すブロック図である。ここで、図３に示した各信号処理装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、例えば画像読取装置に備えられる。
【００１２】
図３（ａ）に示すように、信号処理装置２０ａは、第１感度調整部（第１調整部）２１、第２感度調整部（第２調整部）２２、信号量子化部２３及び制御信号生成部２４を有する。第１感度調整部２１は、例えばＣＭＯＳセンサが光電変換した電気信号を入力信号として、入力信号を例えば２の階乗倍（２倍、４倍、８倍のように離散的な倍率）に増幅させるＰＧＡ（プログラマブル・ゲイン・アンプ）である。
【００１３】
第２感度調整部２２は、第１感度調整部２１が出力した信号の出力範囲を第１感度調整部２１よりも細かく微調整するＰＧＡであり、例えば１．５倍に増幅させる機能を備える。つまり、第１感度調整部２１は入力される信号の出力範囲を粗調整し、第２感度調整部２２は信号の出力範囲を微調整している。
【００１４】
信号量子化部２３は、第２感度調整部２２が出力した信号をＡ／Ｄ変換することによって量子化し、量子化信号を出力する。制御信号生成部２４は、第１感度調整部２１及び第２感度調整部２２のゲインなどを制御する。
【００１５】
図３（ｂ）に示すように、信号処理装置２０ｂは、第１感度調整部２１、信号量子化部２３、第２感度調整部（第２調整部）２５及び制御信号生成部２４を有する。第２感度調整部２５は、信号量子化部２３が出力した信号の出力範囲を第１感度調整部２１よりも細かく微調整する例えばデジタルゲイン調整部である。制御信号生成部２４は、第１感度調整部２１及び第２感度調整部２５のゲインなどを制御する。
【００１６】
図３（ｃ）に示すように、信号処理装置２０ｃは、第１感度調整部２１、信号量子化部＋第２感度調整部（第２調整部）２６及び制御信号生成部２４を有する。信号量子化部＋第２感度調整部２６は、第１感度調整部２１が出力した信号を量子化する機能と、第１感度調整部２１が出力した信号の出力範囲を第１感度調整部２１よりも細かく微調整する機能とを備える。例えば、信号量子化部＋第２感度調整部２６は、Ａ／Ｄ変換器であり、リファレンス電圧の範囲が調整されることによって信号の出力範囲を第１感度調整部２１よりも細かく微調整する。制御信号生成部２４は、第１感度調整部２１及び信号量子化部＋第２感度調整部２６のゲインなどを制御する。
【００１７】
以下、第１感度調整部２１をＰＧＡ２１と記し、リファレンス電圧の範囲が調整される（感度が調整される）Ａ／Ｄ変換器をＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）２６と記すことがある。
【００１８】
次に、信号処理装置の実施例について説明する。図４は、信号処理装置の第１実施例である光電変換素子２０及びその周辺を示す図である。光電変換素子２０は、例えば光電変換部２２０、信号処理部２２４、タイミング制御部（ＴＧ）２４０、ゲイン調整信号制御部２４２、及び微調整部（ＲＥＦ）２４４を有するＣＭＯＳリニアセンサであり、ＣＰＵ２００の制御に応じて動作する。
【００１９】
光電変換部２２０は、一方向にＮ個配列された複数列の画素（フォトダイオードを含む）２２２を有する。また、光電変換部２２０は、複数の画素２２２が１つのカラム（画素群）に含まれ、カラム毎に光電変換した信号を出力するように構成されている。各画素２２２は、それぞれ原稿からの反射光を光電変換し、画素毎のアナログ（画像）信号を出力する。
【００２０】
信号処理部２２４は、Ｎ個のＰＧＡ（Programmable  Gain  Amplifier：増幅部）２１、及びＮ個のＡ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）２６を備え、光電変換部２２０がカラム毎に出力するアナログ信号を増幅し、デジタル（画像）信号に変換して出力する。
【００２１】
ゲイン調整信号制御部２４２は、ＰＧＡ２１それぞれのゲインを切替える（調整する）。また、ゲイン調整信号制御部２４２は、微調整部２４４を制御することにより、Ａ／Ｄ変換器２６それぞれのゲイン（出力電圧範囲）を調整する。微調整部２４４は、リファレンス電圧生成部であり、ゲイン調整信号制御部２４２の制御に応じて各Ａ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧を切替える。タイミング制御部２４０は、光電変換素子２０を構成する各部を制御する信号を生成する。以下、タイミング制御部２４０及びゲイン調整信号制御部２４２を合わせて制御信号生成部（制御部）２４６と記すことがある。
【００２２】
図５は、図４に示した光電変換素子２０が有する機能を概念的に示すブロック図である。制御信号生成部（制御部）２４６は、ＰＧＡ２１に対してアナログゲイン制御信号を出力することにより、ＰＧＡ２１に入力信号のゲインを粗調整させる。また、制御信号生成部２４６は、微調整部２４４に対してリファレンス電圧制御信号を出力することにより、微調整部２４４に所定のリファレンス電圧を生成させる。微調整部２４４は、生成したリファレンス電圧をＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２６に対して供給する。Ａ／Ｄ変換器２６は、ＰＧＡ２１がゲインを粗調整した信号をＡ／Ｄ変換することによって量子化すると共に、微調整部２４４から供給されるリファレンス電圧に応じて信号のゲインを微調整する。
【００２３】
図６は、ＰＧＡ２１が行うゲインの粗調整と、Ａ／Ｄ変換器２６が行うゲイン（変換ゲイン）の微調整とを模式的に示す図である。ＰＧＡ２１によるゲインの変更で光電変換素子２０の感度の調整を行う場合、ゲインは例えば２倍、４倍、８倍のように離散的な値となる。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器２６は、入力信号をリファレンス電圧と比較し、デジタル信号に変換する。例えば、１０ｂｉｔＡＤであるＡ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧（Ｖｔｐ）と、デジタル信号の１０２３とが対応している場合、リファレンス電圧の１／２のレベルの入力信号は、Ａ／Ｄ変換後には５１２のデジタル信号となる。
【００２５】
もし、入力信号の最大値がリファレンス電圧の１／２程度である場合、デジタル信号のとり得る値は０〜５１２となってしまい、１０ｂｉｔの階調性を確保できない。そのため、光電変換素子２０は、図６に示したように、ＰＧＡ２１によってＡ／Ｄ変換器２６のダイナミックレンジを有効に使えるように、信号を増幅させる。
【００２６】
ただし、ＰＧＡ２１による増幅は例えば、２倍、４倍、８倍といったように、離散的な倍率となっている。そのため、ＰＧＡ２１のみによってゲインを調整しようとすると、入力信号によっては、飽和させずに増幅させると倍率が不十分であり、Ａ／Ｄ変換器２６のダイナミックレンジを有効に活用できないことがある。そのため、光電変換素子２０は、ＰＧＡ２１のみのゲイン調整では調整しきれないゲインの微調整をＡ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧の変更による変換ゲイン調整で行う。
【００２７】
図７は、Ａ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧を変更した場合における出力信号の変化を示す図である。図７に示すように、光電変換素子２０は、入力信号の最大値に合わせてリファレンス電圧を変更することにより、Ａ／Ｄ変換器２６の入力ダイナミックレンジを有効に活用できるようになる。例えば、光電変換素子２０は、図７（ａ）に示した７５０のデジタル出力であるはずの入力信号を、図７（ｂ）に示した１０００のデジタル出力に増幅させることができる。
【００２８】
微調整部２４４は、Ａ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧をＰＧＡ２１のゲイン調整ステップよりも細かく、連続的に変更することが可能にされている。よって、光電変換素子２０は、微調整部２４４の動作によってＰＧＡ２１のゲイン調整幅の間を埋めるようにゲインの微調整をすることが可能である。
【００２９】
図８は、信号処理装置の第２実施例である光電変換素子２０ｄ及びその周辺を示す図である。光電変換素子２０ｄは、例えば光電変換部２２０、信号処理部２２４、タイミング制御部（ＴＧ）２４０、ゲイン調整信号制御部２４２、及び微調整部（ＲＥＦ）２４４を有するＣＭＯＳリニアセンサであり、ＣＰＵ２００の制御に応じて動作する。
【００３０】
光電変換部２２０は、例えばＲ，Ｇ，Ｂの色毎にそれぞれ一方向に配列されたＮ個の画素（フォトダイオードを含む）を有する。また、光電変換部２２０は、複数の画素（例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色の光をそれぞれ受光する画素）２２２が１つのカラム（画素群）に含まれ、カラム毎に光電変換した信号を出力するように構成されている。微調整部２４４には、容量２４７が接続されている。容量２４７は、リファレンス電圧に対するノイズを抑えるために設けられた大容量のコンデンサである。
【００３１】
図９は、図８に示した光電変換素子２０ｄの第１動作例を示すタイミングチャートである。光電変換部２２０は、Ｒ／Ｇ／Ｂの３画素を１つのカラムとするように構成されている場合、各画素２２２が電荷−電圧変換を行った後、画像信号（電圧画像信号）を色毎に順次に出力する。なお、各色の画像信号は、アナログメモリに書き込まれる。
【００３２】
光電変換素子２０ｄは、カラム毎に複数の画素２２２が出力した画像信号を順次にＰＧＡ２１が増幅させ、Ａ／Ｄ変換器２６がＡ／Ｄ変換を行う。光電変換素子２０ｄは、ＰＧＡ２１及びＡ／Ｄ変換器２６がカラム毎に１つずつ設けられているため、図９に示したように、例えばＲ→Ｇ→Ｂの順に画像信号を読み出し、色毎に増幅及びＡ／Ｄ変換を行う。
【００３３】
Ｒ／Ｇ／Ｂの各画素２２２は、色毎に異なる感度を持っている。よって、光電変換素子２０ｄは、Ｒ／Ｇ／Ｂの各画素２２２に対してＡ／Ｄ変換器２６のダイナミックレンジを有効に利用するために、ＰＧＡ２１のゲインとＡ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧を色毎に調整する。
【００３４】
図１０は、光電変換素子２０ｄの第２動作例を対比によって示すタイミングチャートである。なお、図１０において、第１側の感度調整例にはリファレンス電圧の調整がない例が示されており、第２側の感度調整例に光電変換素子２０ｄの第２動作例（リファレンス電圧の調整がある例）が示されている。
【００３５】
光電変換素子２０ｄは、Ｒ／Ｇ／Ｂの各画素２２２が色毎に異なる感度を持っているため、色毎にゲインを切り替える。図１０に示した例では、微調整部２４４は、Ａ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧を変更することによって光電変換素子２０の感度の微調整を行う場合、容量２４７が接続されているため、色毎にリファレンス電圧を設定レベルに安定させるために待ち時間（ｗａｉｔ）が必要である。
【００３６】
次に、光電変換素子２０ｄの第３動作例について説明する。ここでは、図１１に示した光電変換素子２０ｄの第２動作例と、図１２に示した光電変換素子２０ｄの第３動作例とを対比させて説明する。
【００３７】
図１２に示した第３動作例では、図１１に示した第２動作例に必要であったリファレンス電圧の安定待ち時間を発生させないために、例えばゲイン調整信号制御部２４２が微調整部２４４に対してリファレンス電圧を予め各色共通の値に調整させる。そして、光電変換素子２０ｄは、画像読取時には色毎にＰＧＡ２１のアナログゲインだけを変更する。これにより、光電変換素子２０ｄは、図１２に示したようにリファレンス電圧の安定待ち時間が必要なくなり、読取動作の高速化が妨げられない。
【００３８】
図１３は、光電変換素子２０ｄの変形例が有する機能を概念的に示すブロック図である。図１３に示すように、光電変換素子２０ｄの変形例は、ＰＧＡ２１、Ａ／Ｄ変換器２６、デジタルゲイン調整部２８、制御信号生成部２４６及び微調整部（ＲＥＦ）２４４を有する。
【００３９】
デジタルゲイン調整部２８は、Ａ／Ｄ変換器２６が出力する量子化信号に対し、制御信号生成部２４６の制御に応じて演算を行って、カラム毎に少なくとも１つの画素２２２に対するゲインを調整する。なお、Ａ／Ｄ変換器２６のｂｉｔ数は、例えばデジタルゲイン調整部２８が出力する信号のｂｉｔ数よりも多くなるように設定されている。
【００４０】
図１４は、図１３に示した光電変換素子２０ｄの変形例の動作を模式的に示す図である。デジタルゲイン調整部２８は、ＰＧＡ２１のゲインが不十分である場合にゲインを補うことが可能である。また、デジタルゲイン調整部２８が出力する信号のｂｉｔ数よりもＡ／Ｄ変換器２６のｂｉｔ数が多くなるように設定されていることにより、デジタルゲイン調整部２８の出力の階調性が確保されている。
【００４１】
なお、Ａ／Ｄ変換器２６は、ｂｉｔ数が多くなるほど回路規模や消費電流などが大きくなってしまう。そのため、光電変換素子２０ｄの変形例は、Ａ／Ｄ変換器２６のリファレンス電圧調整による感度の微調整と、デジタルゲインによる感度の微調整が組み合わされることにより、デジタルゲインによる感度調整範囲が限定されている。
【００４２】
図１５は、微調整部２４４が調整するリファレンス電圧の調整例を模式的に示す図である。微調整部２４４は、各色の画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２６に対してリファレンス電圧を共通の値にする場合、どの色の画像信号も飽和させないように、Ａ／Ｄ変換器２６によるゲインが最も小さくなる色のリファレンス電圧に調整する。言い換えると、微調整部２４４は、各Ａ／Ｄ変換器２６が出力する信号の出力電圧範囲が、複数の画素群が含む複数の画素２２２それぞれが出力する信号レベルの最大値に基づいて設定された共通範囲となるように微調整する。
【００４３】
例えば、図１５に示すように、最適な感度になるゲインが、Ｒ：１．１倍、Ｇ：１．２倍、Ｂ：１．３倍となる場合には、微調整部２４４は、Ｂの１．３倍を共通のリファレンス電圧に設定するとＲやＧの画像信号が飽和してしまう可能性があるため、最も倍率の低いＲの１．１倍となるように調整する。
【００４４】
次に、ＰＧＡ２１の構成例について詳述する。ＰＧＡ２１は、例えばスイッチトキャパシタＰＧＡである。図１６は、ＰＧＡ２１の第１構成例を示す図である。ＰＧＡ２１は、例えば複数個の容量とスイッチによって帰還容量が切替えられることにより、ゲインが調整される。
【００４５】
例えば、図１６（ａ）に示すように、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオンの時、帰還容量は、Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４である。よって、ゲインは、Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）となる。
【００４６】
また、図１６（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオフの時、帰還容量はＣ２＋Ｃ３である。よって、ゲインは、Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）となる。
【００４７】
また、図１６（ｃ）に示すように、スイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオフの時、帰還容量はＣ２である。よって、ゲインは、Ｃ１／Ｃ２となる。
【００４８】
図１７は、ＰＧＡの構成の比較例を示す図である。図１７に示すように、ＰＧＡのゲインは、入力容量や帰還容量の容量値がスイッチによって切替えられることによって調整される。しかし、容量値には公差があるため、複数種類の容量（２，４，８などで示された比）が使用された場合には、それぞれが異なる誤差を持ってしまう可能性がある。よって、入力容量と帰還容量の比が誤差によって変化してしまい、ゲインが正しく設定されないことがある。
【００４９】
図１８は、ＰＧＡ２１の第２構成例を示す図である。ＰＧＡ２１の第２構成例は、複数の単位容量とスイッチを有する構成となっている。図１７に示した比較例に生じるＰＧＡの容量誤差の影響を抑えるため、ＰＧＡ２１の第２構成例では、特定の単位容量が複数個用いられている。ＰＧＡ２１は、同一の容量が用いられて構成されると、各容量が同じチップ上で生産されたものとなるため、公差や温度特性にばらつきが出にくくなる。
【００５０】
図１９は、ＰＧＡ２１の第３構成例を示す図である。ＰＧＡ２１は、例えば入力容量と帰還容量の容量比でゲインが決定される。このとき、入力容量においても帰還容量と同様に、複数個の単位容量が組み合わされることにより、ゲインの調整ステップが変更可能となる。
【００５１】
例えば、図１９（ａ）に示したように、スイッチＳＷ６がオンの時には、入力容量はＣ１＋Ｃ５である。ゲインは、スイッチＳＷ４、スイッチＳＷ５のオン／オフによって、（Ｃ１＋Ｃ５）／Ｃ２、（Ｃ１＋Ｃ５）／（Ｃ２＋Ｃ３）、（Ｃ１＋Ｃ５）／（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）、というステップで調整される。
【００５２】
また、図１９（ｂ）に示したように、スイッチＳＷ６がオフの時は、入力容量はＣ１となる。ゲインは、スイッチＳＷ４、スイッチＳＷ５のオン／オフによって、Ｃ１／Ｃ２、Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）、Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）というステップで調整される。このように、ＰＧＡ２１は、入力容量が可変にされることにより、帰還容量の調整によるゲインの調整ステップが変更可能となる。
【００５３】
図２０は、Ａ／Ｄ変換器２６に対する調整の第１変形例を示す図である。微調整部２４４は、Ａ／Ｄ変換器２６に対して変換ゲインを増幅させるだけではなく、減衰させてもよい。つまり、Ａ／Ｄ変換器２６は、リファレンス電圧が入力信号に合わせて下げられることによって、信号の増幅ができる。
【００５４】
また、微調整部２４４は、図２１に示すように、Ａ／Ｄ変換器２６に対して変換ゲインを増幅させてもよい。つまり、Ａ／Ｄ変換器２６は、入力信号がすでにリファレンス電圧を上回っている場合、微調整部２４４がリファレンス電圧を上げることによって相対的に入力信号が減衰させられる。
【００５５】
次に、実施形態にかかる光電変換素子２０を備えた画像読取装置及び画像形成装置について説明する。図２２は、光電変換素子２０を有する画像読取装置６０を備えた画像形成装置５０の概要を示す図である。画像形成装置５０は、画像読取装置６０と画像形成部７０とを有する例えば複写機やＭＦＰ（Multifunction  Peripheral）などである。
【００５６】
画像読取装置６０は、例えば光電変換素子２０、ＬＥＤドライバ（ＬＥＤ＿ＤＲＶ）６００及びＬＥＤ６０２を有する。ＬＥＤドライバ６００は、例えば制御信号生成部２４６が出力するライン同期信号などに同期して、ＬＥＤ６０２を駆動する。ＬＥＤ６０２は、原稿に対して光を照射する。光電変換素子２０は、ライン同期信号などに同期して、原稿からの反射光を受光して複数の受光素子が電荷を発生させて蓄積を開始する。そして、光電変換素子２０は、例えばパラレルシリアル変換等を行った後に、画像データを画像形成部７０に対して出力する。
【００５７】
画像形成部７０は、処理部８０とプリンタエンジン８２とを有し、処理部８０とプリンタエンジン８２とがインターフェイス（Ｉ／Ｆ）８４を介して接続されている。
【００５８】
処理部８０は、ＬＶＤＳ８００、画像処理部８０２及びＣＰＵ１１を有する。ＣＰＵ１１は、メモリなどに記憶されたプログラムを実行し、光電変換素子２０などの画像形成装置５０を構成する各部を制御する。
【００５９】
光電変換素子２０は、ＬＶＤＳ８００に対して例えば画像読取装置６０が読取った画像の画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどを出力する。ＬＶＤＳ８００は、受入れた画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどをパラレル１０ビットデータに変換する。画像処理部８０２は、変換された１０ビットデータを用いて画像処理を行い、画像データなどをプリンタエンジン８２に対して出力する。プリンタエンジン８２は、受入れた画像データを用いて印刷を行う。
【符号の説明】
【００６０】
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  信号処理装置
２０、２０ｄ  信号処理装置（光電変換素子）
２１  第１感度調整部（ＰＧＡ）
２２  第２感度調整部
２３  信号量子化部
２４  制御信号生成部
２５  第２感度調整部
２６  Ａ／Ｄ変換器
２８  デジタルゲイン調整部
５０  画像形成装置
６０  画像読取装置
７０  画像形成部
２２０  光電変換部
２２２  画素
２４０  タイミング制御部
２４２  ゲイン調整信号制御部
２４４  微調整部
２４６  制御信号生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００６−２６０５２６号公報
【図１】
0006699305.tif 000002
【図２】
0006699305.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006699305.tif 000006
【図６】
0006699305.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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