(57)【要約】【課題】チップの繋ぎ目出力にノイズやリンギングが存在するコンタクトイメージセンサでも、黒スジ、白スジの発生を防ぎ、最適なディジタル画像信号を取得することを課題とする。【解決手段】複数のセンサチップと、前記複数のセンサチップからの信号を選択的に出力するためのスイッチと、前記スイッチが前記複数のセンサチップに含まれる第１のセンサチップからの信号を出力から第２のセンサチップからの信号を出力するように切り替えを行う場合に生じるノイズを検出するための検出手段とを有することを特徴とする画像処理装置。【選択図】　　　図７
2004015320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサチップと、
前記複数のセンサチップからの信号を選択的に出力するためのスイッチと、
前記スイッチが前記複数のセンサチップに含まれる第１のセンサチップからの信号を出力から第２のセンサチップからの信号を出力するように切り替えを行う場合に生じるノイズを検出するための検出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記スイッチを介して出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記アナログ・ディジタル変換手段が前記スイッチを介して出力された信号を取り込むタイミングを変更するための調整手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記検出手段は、前記複数センサチップが基準用白板を読み込むことによって得られる信号を用いて検出を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
複数のセンサチップと、
前記複数のセンサチップからの信号を選択的に出力するためのスイッチと、
前記スイッチを介して出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、
前記アナログ・ディジタル変換手段が前記スイッチを介して出力された信号を取り込むタイミングが適正であるか否かを検出する検出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記検出手段の検出結果に基づき、前記アナログ・ディジタル変換手段が前記スイッチを介して出力された信号を取り込むタイミングを変更するための調整手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記検出手段は、前記複数センサチップが基準用白板を読み込むことによって得られる信号を用いて検出を行うことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
被写体像を撮像し、撮像によって得られた画像を処理する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機などの原稿読取装置にはコンタクトイメージセンサが使用されてきた。コンタクトイメージセンサは、図１（ａ）のような構造を持っている。
【０００３】
図１の００１は原稿台ガラスであり、この上におかれた原稿の画像を００２のセルホックレンズアレイを通して、００３のＣＣＤ１〜ＣＣＤ６が光電変換して画像信号を出力する。
【０００４】
００４はＣＣＤコントローラである。ＣＣＤコントローラでは、外部から入力されたクロック信号、リセット信号を各ＣＣＤチップに供給する回路と、スイッチングによりＣＣＤ１から順番にアナログ画像信号を直列に並べて出力するスイッチング回路が入っている。このスイッチング回路は図１（ｂ）のように構成されており、出力画素をカウントしながら動作させるアナログスイッチを切り替えている。このＣＣＤコントローラのスイッチタイミングによってコンタクトイメージセンサ内の複数のＣＣＤチップを駆動しているにも関わらず、一枚の画像を主走査方向に直列に出力する。
【０００５】
ＣＣＤコントローラにより直列に出力されるアナログ画像信号は、ＣＣＤコントローラとインターフェイス００５を通して画像読取システムに転送される。
【０００６】
コンタクトイメージセンサが使用されるような密着型の画像読取系では、ＣＣＤなどの光電変換素子と光を通すレンズの距離が短く設計されており、１つのセルホックレンズが接触する原稿とＣＣＤの受光画素は１対１となる。一般的に使用される縮小光学系とは違い、このような１対１の光学系読取の場合は、原稿の主走査方向の長さとＣＣＤの長さが同じでなければならなくなる。
【０００７】
しかし、ＣＣＤは半導体ＩＣである。半導体ＩＣは、一般的にはシリコンウェハーから作られる為、大きさが限定されてしまい、原稿の大きさに合わせたＣＣＤチップを製造するのは無理である。
【０００８】
そこで、コンタクトイメージセンサはＣＣＤチップを直列につなぎ合せてこれに対応している。これにより、各ＣＣＤはそれぞれの対応原稿領域を持つことになり、１対１の縮小光学系にも対応する事が可能となる。
【０００９】
コンタクトイメージセンサでは、複数のチップから同時に画像信号を出力するのではなく、ＣＣＤコントローラの制御に従い、ＣＣＤ１から順番にシリアル画像出力を行なう。このようにする事で、見かけ上はＣＣＤチップ一枚で駆動しているように見せられ、後段の原稿読取装置はＣＣＤが複数個ある事を意識せずに処理を行なう事が出来る。
【００１０】
次に一般的なコンタクトイメージセンサを用いた原稿読取装置の構成を図２に示す。コンタクトイメージセンサ１０２に対してコントローラ１０１は画像出力の為のクロックやリセット信号を発信する。
【００１１】
それら信号と同期して、コントローラ１０１はＡ／Ｄコンバータ１０３に対してＣＰ（基準電位取り込み信号）とＳＨ（画像取り込み信号）を出力する。
【００１２】
図３にコンタクトイメージセンサのアナログ出力とそれを取り込むＡ／ＤコンバータのＣＰ，ＳＨのタイミング図を示す。コンタクトイメージセンサの出力は、リセットフィールド（ＲＳＦ）とイメージフィールド（ＩＭＦ）に分かれている。高画質原稿読取装置に一般的に使用されるＡ／ＤコンバータにはＣＤＳ機能が付いてくる。ＣＤＳ機能とは、基準電位と画像電位をそれぞれＣＰ，ＳＨ信号のタイミングで取り込み、その電位差を離散化してディジタル出力する機能である。この機能により、コンタクトイメージセンサ内のチップの残留電荷やオフセット分を無効にした綺麗な画像が実現する。
【００１３】
ディジタル変換された原稿画像出力は、シェーディング補正装置１０４によりシェーディング補正をされて、原稿読取装置から出力される。
【００１４】
以上が、一般的な原稿読取装置である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、コンタクトイメージセンサは複数のＣＣＤチップを繋げる事により一枚の原稿を読み込める長さにしている。
【００１６】
その為、図１（ａ）のＣＣＤ＿ＣＯＮＴ００４は出力するＣＣＤチップをＣＣＤ１から順番に切り替えながら出力していく。この時、コンタクトイメージセンサの出力アナログ画像信号には、ＣＣＤチップ切り替え時に起こるノイズが発生する事が分かっている。
【００１７】
通常、ＣＣＤの出力は約３Ｖ〜４ＶのＤＣレベルの上に基準電位と画像出力電位が乗っている状態である。このＤＣレベルは同じＣＣＤチップ状の各画素では安定して出力している。しかし、図１（ｂ）のようにアナログスイッチを制御する事によって切り替えるため、切り替える瞬間（あるスイッチがオフになった後、次のスイッチがオンになるまでの間）に出力端子と前段のＣＣＤと後段のＣＣＤ（例えばＣＣＤ４とＣＣＤ５）の間に不安定な状態が発生する。この時、出力端子のＤＣレベルは一気に下がり、ＧＮＤレベルに近い所まで落ちていく。そして後段のＣＣＤチップに切り替わったと同時に、そのＣＣＤチップが持つ基準電位まで上がってしまう。急激に上がった電位は基準電位に達しても内部の抵抗成分やキャパシタ成分の影響で少しの時間は安定せずに振動しながら定常状態になっていく。このようにして発生するノイズ、リンギングによってＲＳＦの前半部分には、本来の出力が得られなくなってしまっている。これに対する説明図を図４に示す。この時、もしもＣＰ信号がノイズやリンギングに位置に入ってしまった場合、Ａ／Ｄコンバータは正確な基準電位を取得出来ずに、間違ったディジタル画像信号を出力する事になる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決する為に、複数のセンサチップと、前記複数のセンサチップからの信号を選択的に出力するためのスイッチと、前記スイッチが前記複数のセンサチップに含まれる第１のセンサチップからの信号を出力から第２のセンサチップからの信号を出力するように切り替えを行う場合に生じるノイズを検出するための検出手段とを有することを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００１９】
また、複数のセンサチップと、前記複数のセンサチップからの信号を選択的に出力するためのスイッチと、前記スイッチを介して出力された信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、前記アナログ・ディジタル変換手段が前記スイッチを介して出力された信号を取り込むタイミングが適正であるか否かを検出する検出手段とを有することを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図５の構成図を参照しながら本発明における実施の形態を述べる。
【００２１】
図５の２０１は本原稿読取装置（画像処理装置）のコントローラである。２０２はコンタクトイメージセンサである。２０３は、コンタクトイメージセンサ２０２から出力されたアナログ画像信号をコントローラ２０１からの制御信号　ＣＰ，ＳＨにより指定されたタイミングでディジタル変換して出力するＡ／Ｄコンバータである。２０４は、ディジタル画像信号にシェーディング補正を行なう。２０５は、本原稿読取装置がチップ切り替え時のＲＳＦ（リセットフィールド）へのＣＰ信号タイミングがＯＫかＮＧかを判定するＣＰ最適判定装置である。
【００２２】
以下に本原稿読取装置の動作について順を追って解説する。
【００２３】
本原稿読取装置がＣＰ最適位置判定モードであるとき、以下の制御に従う。
【００２４】
コンタクトイメージセンサ２０２は、まずシェーディング情報を得る為に基準白板の読み込みを行なう。この時、コントローラ２０１はあらかじめ設定されたタイミングでＣＰ、ＳＨを出力し、Ａ／Ｄ変換装置にディジタル変換をさせる。このディジタル画像データを元にシェーディング補正装置２０４は補正情報を取得する。
【００２５】
次にコンタクトイメージセンサを基準白板に合わせたまま、コントローラ２０１はコンタクトイメージセンサの発光装置（例えばＬＥＤ）の光量を設定された値まで落とす。光量の落ちた光でコンタクトイメージセンサは白基準を読み込み、先ほどと同じＣＰ、ＳＨタイミングでＡ／Ｄ変換装置２０３でＡ／Ｄ変換を行なう。
【００２６】
ここで出力されたディジタル画像信号は、先ほどのシェーディング補正情報でシェーディング補正を行う。補正された画像信号は記憶装置２０６に格納される。
【００２７】
次に、コンタクトイメージセンサはもう一度白基準板を読み込み、上記と同じＣＰ，ＳＨタイミングでＡ／Ｄ変換を行ない、その後にシェーディング補正を行なう。
【００２８】
補正された画像信号は記憶装置２０６に送られ、副走査１ライン目の画信号に加算される。
【００２９】
以上の動作をＮライン分行なった後にＮで除算する事により平均化する。
【００３０】
平均化された画像は、リセットフィールドにノイズ、リンギングが入っていなければ、チップの繋ぎ目は他の画素と同じ出力になる筈である。そこで、このディジタル画像信号をＣＰ最適判定装置が取り込む。
【００３１】
ＣＰ最適判定装置は、図６のＸ（後段の先頭画素）と、周囲の画素平均を以下のように計算する。つまり
Ａｂｓ　（　周囲の画素平均　−　後段の先頭画素）
を計算し、設定値との比較を行なう。設定値よりも高い値ならばＣＰが最適な位置に来ていないと判断してコントローラ２０１にＮＧ信号を出す。
【００３２】
また、出力が設定値以下の値であるならば、他のチップ繋ぎ目に対しても同様の判定を行なう。
【００３３】
以上の動作を各チップ間で行ない、全てのＣＣＤチップの繋ぎ目に付いて行なう。この判定でＮＧが出なければ、ＣＰ最適判定装置はＯＫ信号をだす。
【００３４】
もし、コントローラがＮＧ信号をＣＰ判定装置２０５から受信した場合、ＣＰタイミングを例えば半クロック前に遅延設定を行なう。次に、白基準板に合わせたコンタクトイメージセンサに対して前回と同じシェーディング補正の光量に戻してシェーディング補正情報の取得動作をして、前述と同じ繋ぎ目がＯＫかＮＧかの判定を行なう。
【００３５】
以上の動作を各チップ間で行ない、全てのＣＣＤチップの繋ぎ目に付いて行なう。この判定でＮＧが出なければ、ＣＰ最適判定装置はＯＫ信号をだす。
【００３６】
上記の動作において、チップの繋ぎ目で信号にノイズやリンキングが乗じたとしても、シェーディング補正を行うことで消えるはずである。しかし、以下のような点で除去出来ない場合がある。
【００３７】
シェ―ディング補正のためのデ−タを取る場合では、光量を最大にしている。しかし、実際に画像を取得する場合に、中間輝度においては微妙な周辺画素との出力差が生じてしまう。その為、中間輝度の原稿を原稿読取装置に読み込んだ時、出力された画像には、チップの繋ぎ目の位置に白スジや黒スジが発生する事になる。
【００３８】
そのため、シェ―ディングデ−タを取得する時よりも、光量を下げた状態（中間輝度の光量）でチップの繋ぎ目のノイズやリンキングを補正するためのデ−タを取得することに意義がある。
【００３９】
また、チップの繋ぎ目のノイズやリンキングを判定するためのデ−タもシェ―ディング補正することによって、例えばチップ毎の段差や、画素毎のばらつき等の除かれたデ−タに基づき判定が出来るため、判定の精度が上がる。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、最初最大光量でシェ―ディングのためのデ−タを取得し、その後、光量を下げ（中間輝度の光量）、チップ継ぎ目のノイズやリンキングを検知するためのデ−タを取得することで、非常に高画質な画像を得ることが可能である。
【００４１】
また、本実施の形態では、さらに以下のような動作を行っても良い。
【００４２】
コントローラ２０１がＣＰ最適判定装置よりＯＫ信号を受信すると、さらにコントローラ２０１はコンタクトイメージセンサ２０２の光量を更に下げて、白基準板を読み込み、シェーディング補正データはそのままで、上記チップ繋ぎ目のＮＧ，ＯＫ判定を行なう。黒スジや白スジは中間輝度で出やすいが、ノイズの状態などで中間輝度が変わってしまう恐れがある事と、実際ＣＣＤが取り込む基準電位は、ＣＰ信号の幅の平均値であり、ノイズ成分の平均がその他の画素の基準電位とあまり変わらなくなってしまって、ノイズを拾っているにもかかわらず白スジ、黒スジが隠れてしまう事があるためである。
【００４３】
このように光量を下げながら行い、すべてＯＫならばこのＣＰ信号のタイミングは最適であると判断され、その時のＣＰタイミング設定値がコントローラ内に記憶される。
【００４４】
上記のような光量を順次下げながら行う動作は、時間がかかるため、通常は、１回の光量（中間輝度の光量）で行うようにし、より高画質を求める場合のみ、複数回の光量で検知を行うモ―ドを設けるようにしてもよい。
以上の動作フローを図７に示す。
【００４５】
次に本原稿読取装置が原稿読取モードである時、以下の制御に従う。
【００４６】
コンタクトイメージセンサ２０２は白基準板を最適な光量で読み取る。次にコンタクトイメージセンサから出力されるアナログ画像信号はＡ／Ｄコンバータ２０２でＡ／Ｄ変換される。この時、Ａ／Ｄ変換に使用されるＣＰ信号のタイミングは上記ＣＰ最適位置判定モードで最終的に設定されたＣＰタイミング位置で基準電圧を取り込み、ディジタル変換を行なう。
【００４７】
その後、画像ディジタル信号はシェーディング補正装置２０４にてシェーディング補正データに変換される。
【００４８】
その後、本原稿読取装置は上記最適なＣＰ信号のタイミングで原稿を読み取り、原稿画像を出力する。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、チップの繋ぎ目出力にノイズやリンギングが存在するコンタクトイメージセンサでも、黒スジ、白スジの発生を防ぎ、最適なディジタル画像信号を取得する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はマルチチップのコンタクトイメージセンサ内部ブロック図
（ｂ）はＣＣＤ＿ＣＯＮＴのスイッチ回路
【図２】一般的なコンタクトイメージセンサを使用した原稿読取装置のブロック図
【図３】コンタクトイメージセンサの出力とＣＰ，ＳＨによる取り込みタイミング図
【図４】チップ繋ぎ目位置でのコンタクトイメージセンサの出力
【図５】本実施の形態での原稿読取装置ブロック図
【図６】平均後の記憶装置内の様子
【図７】本実施の形態での制御フローチャート
【符号の説明】
００１　原稿台ガラス
００２　セルホックレンズアレイ
００３　ＣＣＤチップ
００４　ＣＣＤコントローラ
００５　インターフェイス
００６　ＣＣＤ出力チップタイミングコントローラ
００７　アナログスイッチ
１０１　コントローラ
１０２　コンタクトイメージセンサ
１０３　Ａ／Ｄコンバータ
１０４　シェーディング補正装置
２０１　コントローラ
２０２　コンタクトイメージセンサ
２０３　Ａ／Ｄコンバータ
２０４　シェーディング補正装置
２０５　ＣＰ最適判定装置
２０６　記憶装置
【図１】
2004015320.tif 000003
【図２】
2004015320.tif 000004
【図３】
2004015320.tif 000005
【図４】
2004015320.tif 000006
【図５】
2004015320.tif 000007
【図６】
2004015320.tif 000008
【図７】
2004015320.tif 000009