(57)【要約】【課題】可変アンプのゲイン調整を全面的に用いた従来方式によらず、広ダイナミックレンジを保ったデジタル画像信号出力を得る低コストの手段を備えた画像読取装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ２９は操作部３８で選択されたカラー又はモノクロ出力モードに対応したＳ／ＮのＣＣＤ出力を得ることができる長さの１主走査時間をＣＣＤ９の駆動回路２１に設定すると伴に、この出力モードの変更により生じるＣＣＤ出力変化によっても広ダイナミックレンジを保つようにするために、Ａ／Ｄ変換回路２６のリファレンス電圧の設定値を出力モードに対応して変える。リファレンスの設定値を、出力モードに応じて設定するＣＣＤ９の１主走査時間に比例して変更することにより手段を簡易化できる。【選択図】　　　　図２
2004023349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１主走査時間を可変設定する１主走査時間設定手段と、設定された１主走査時間に従いセンサ画素を駆動し、読み取り対象の画像信号を検出するラインイメージセンサと、該ラインイメージセンサにより検出されたアナログ画像信号を可変のリファレンス値に基づいてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有する画像読み取り装置であって、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を前記１主走査時間設定手段により設定された１主走査時間に応じて変更する手段を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像読み取り装置において、前記１主走査時間設定手段に読み取り画像信号出力の用途に適応する１主走査時間を設定し得るようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項３】
請求項２に記載された画像読み取り装置において、前記読み取り画像信号出力の用途をカラー及びモノクロとし、カラーの場合は１主走査時間を大きく、モノクロの場合は１主走査時間を小さくするようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、リファレンス値を１主走査時間に比例させて変更するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記読み取り対象を濃度基準部材及び原稿とする場合、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、濃度基準部材及び原稿画像に対するリファレンス値を同じ割合で変更するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値をそれぞれの設定条件に対応して予め記憶部に格納しておいた数値を選択して適用するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えた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】
本発明は、画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を装備した画像処理装置（スキャナ、デジタル複写機、デジタルファクシミリ等）に関し、より詳細には、ラインイメージセンサ（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）の１主走査時間を可変設定し得るようにし、１主走査時間の設定を変更した場合にも広ダイナミックレンジを保つような調整手段を備えた画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を装備した画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりスキャナ、複写機等に装備される画像読み取り装置は、ラインイメージセンサ（ＣＣＤ）を有し、ＣＣＤにより対象画像をライン走査方式で時系列の電気信号に変換する。こうした画像読み取り装置では、画像を読み取ったラインセンサからのアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換回路に入力してデジタル信号を得ている。この際、Ａ／Ｄ変換回路の性能を充分に引き出して使用するには、アナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路の基準（リファレンス）電圧を超えない範囲での広いダイナミックレンジでＡ／Ｄ変換回路に入力するのが望ましい。従来技術では、ＣＣＤラインセンサ出力にクランプ補正、サンプルホールド等のアナログ信号処理をした後、可変アンプを通し、そのゲインを調整することによりＡ／Ｄ変換回路への入力を広いダイナミックレンジが得られる値にするという方式を用いている（例えば、特開平６−１０５１３５号公報、参照）。
この従来方式による場合、ＣＣＤ出力はＡ／Ｄ変換回路の所定の入力レンジに合うように可変アンプにより増幅されるので、このアンプのゲイン調整範囲はＣＣＤ出力に依存することになる。またこのＣＣＤ出力は本来、光源光量、ラインセンサ感度、メカ寸法のバラツキ等に起因するバラツキを持つので、従来方式では、可変アンプとして、これらのバラツキ要因を考慮したＣＣＤ出力の最小から最大までバラツキ範囲全体をカバー出来る広い可変域を持つものが必要であった。この様なアンプの設計は技術的な困難性が高く、またコストアップを避けることができない。
【０００３】
ところで、フルカラー出力機能およびモノクロ出力機能を有する画像形成装置（例えば、複写機等に装備されるプリンタ装置）を考えた場合に、フルカラー出力ではモノクロ出力と比較して、画像形成に用いる画像信号に高Ｓ／Ｎが要求される。この場合、ＣＣＤ、ＣＣＤ出力信号の処理回路、読み取り照明系が持つ特性は共通なので、フルカラー出力機能を用いる動作モードの選択時に高Ｓ／Ｎの画像信号を得るためには、ＣＣＤの光蓄積時間を長くして出力電圧を大きくすることで対応できる。他方、モノクロ出力機能を用いる動作モードの選択時はＳ／Ｎも必要ではあるが、普通、単位時間当たり何枚の原稿を読み取ることが出来るか、といった生産性が重視される。これらを両立させるために、フルカラー出力／モノクロ出力のそれぞれの動作モード選択時でＣＣＤの光蓄積時間を変更させることにより対応するという考え方がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な対応を採る場合、モード変更により変わるＣＣＤ出力の一定化が必要があり、これをアンプのゲイン調整で行うようにすると、可変アンプのゲイン可変域は先に挙げたＣＣＤ出力バラツキ要因の他にさらに光蓄積時間を考慮しなければならない。特に、引用した従来例（特開平６−１０５１３５号公報）の様にラインセンサ出力をＡ／Ｄ変換回路に入力する迄の処理を行うための回路に１パッケージに納めたＩＣが使われている場合、アンプのゲイン可変域は限定されているため、更に広いゲイン可変域が必要な時には外部にアンプを追加する必要がある。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モード設定により１主走査時間を切り替え、切り替えた設定条件に従いセンサ画素を駆動して読み取り画像信号を検出する（検出画像信号のＳ／Ｎが変わる）ラインイメージセンサを用い、デジタル信号出力を得る画像読み取り装置において、モード設定により１主走査時間を切り替えてラインイメージセンサを動作させる場合にも、可変アンプのゲイン調整を全面的に採用することにより解決を図っていた従来方式によらずに、広いダイナミックレンジを保ったデジタル画像信号出力を得ることを可能にする簡易かつ低コストの手段を備えた画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を備えた画像処理装置（スキャナ、複写機、ファクシミリ等）を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、１主走査時間を可変設定する１主走査時間設定手段と、設定された１主走査時間に従いセンサ画素を駆動し、読み取り対象の画像信号を検出するラインイメージセンサと、該ラインイメージセンサにより検出されたアナログ画像信号を可変のリファレンス値に基づいてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有する画像読み取り装置であって、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を前記１主走査時間設定手段により設定された１主走査時間に応じて変更する手段を備えたことを特徴とする画像読み取り装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像読み取り装置において、前記１主走査時間設定手段に読み取り画像信号出力の用途に適応する１主走査時間を設定し得るようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載された画像読み取り装置において、前記読み取り画像信号出力の用途をカラー及びモノクロとし、カラーの場合は１主走査時間を大きく、モノクロの場合は１主走査時間を小さくするようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、リファレンス値を１主走査時間に比例させて変更するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記読み取り対象を濃度基準部材及び原稿とする場合、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を変更する手段は、濃度基準部材及び原稿画像に対するリファレンス値を同じ割合で変更するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値をそれぞれの設定条件に対応して予め記憶部に格納しておいた数値を選択して適用するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す。
図１に示す画像読み取り装置において、装置の上部にはコンタクトガラス２と白基準板３が配置される。コンタクトガラス２は原稿１を読み取る際にセットするためのものである。原稿１は、上から圧板（図示せず）と称せられる原稿抑え板によりコンタクトガラス２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）を設けて、トレイにセットされた原稿を自動搬送して供給するような形態で実施しても差し支えない。また、白基準板３はシェーディング補正（後述するシェーディングデータ保存回路３５、参照）等に用いる補正データを得るための主走査方向（後述のラインイメージセンサのライン方向で図１面に垂直方向）に設けられた濃度基準部材としての均一濃度のほぼ白色の部材である。
光源４からの照明光は、白基準板３面或いはコンタクトガラス２の原稿載置面を所定の角度で照射し、原稿１或いは白基準板３面からの反射光をその面の画像情報を担った読み取り光として得る。白基準板３或いは原稿１からの反射光は、３枚のミラー、即ち第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７により結像レンズ８へ導かれ、結像レンズ８により光電変換素子としてのラインイメージセンサ（ここではセンサとしてＣＣＤを使用）９の受光面に入射し、結像される。
原稿１及び白基準板３の読み取り面を光源（ランプ）４からの照明光により走査するために、光源４と第１ミラー５及び第２ミラー６と第３ミラー７は、各々キャリッジ（図示せず）に搭載して第１走行体１２及び第２走行体１３を構成し、各走行体１２，１３をモータ１４により駆動することにより、読み取り面とＣＣＤ９間距離を一定に保ちながら副走査方向（図示の矢印方向）に往復移動する。
ＣＣＤ９は入射光量に対応したアナログ画像信号を出力し、この出力を読み取り基板１０にてデジタル信号に変換した後、その画像データを画像処理基板１１に渡す。
【００１３】
図２は本発明の実施形態に係る画像読み取り回路の概略ブロック図を示す。
図２には、原稿面を読み取りＣＣＤ（ラインイメージセンサ）９で変換されたアナログ画像信号を、例えば、プロッタ（図示せず）で画像形成に用いる作像データ等として画像処理回路３６から出力するまでの画像信号の各処理回路部の動作と、その動作を操作部３８から指示された動作モードに従い制御するＣＰＵ２９よりなる画像読み取り回路が示されている。図２を参照して、回路の構成及び動作について、以下に説明する。
操作部３８はユーザーが希望する動作モードの設定入力をするために設けられる。動作モードには、読み取りモード（地肌除去機能等のＯＮ／ＯＦＦ）、出力モード（カラー出力／モノクロ出力）、変倍率等を含む。本発明が着目しているのは出力モード（カラー出力／モノクロ出力）であり、設定されたいずれかの出力モードの情報はＣＰＵ２９に送信される。ＣＰＵ２９は受け取った出力モード情報によってＣＣＤ９を駆動するタイミングを決定する。ＣＣＤ９の駆動回路２１は、ＣＰＵ２９からの動作条件設定用Ｉ／Ｆ部、カウンタ等から成るタイミング生成部、負荷をドライブするためのドライバ部から成る。ＣＰＵ２９は駆動条件を駆動回路２１に設定し、駆動回路２１から出力されるクロックに従ってＣＣＤ９は駆動される。駆動されたＣＣＤ９は、原稿１からの反射光をアナログ画像信号に変換する。なお、駆動条件の設定方法及び設定に従う駆動状態については図７を参照して後記で詳述する。
【００１４】
ＣＣＤ９から出力されるアナログ画像信号は、バッファ２２でドライブされてサンプリング回路２３にてサンプルホールドされ、リセットノイズ等の高周波成分が除去される。サンプリング回路２３の後段にゲインを制御できるゲインアンプ２４を設ける。このアンプは、そのコントロール端子に印加される電圧：Ｖｇにてゲインを制御できるアンプであり、図３に例示するようなＶｇ対ゲインがほぼリニアな関係になる特性を有する。
次に設けられるオフセット設定回路２５は、そのコントロール端子に印加される電圧：Ｖｏｆにて画像信号にオフセットを設ける機能を有し、図４に例示するようなＶｏｆに比例して＋、−のオフセット量を設ける特性を持つ。上記Ｖｇ，ＶｏｆはＣＰＵ２９がＤ／Ａ変換回路３１を操作して決定する電圧である。例えばＤ／Ａ変換回路３１が８ビットであればＣＰＵ２９は０￣２５５のいずれかの値：ＳをＤ／Ａ変換回路３１に対して設定し、Ｄ／Ａ変換回路３１は対応した電圧を各コントロール端子に出力する。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換回路２６は、オフセット設定後のアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。図５は、Ａ／Ｄ変換回路２６をより詳細に示す図であり、同図を参照すると、アナログ画像信号を上限基準（電圧）値、下限基準（電圧）値に基づいて所定の分解能（例えば８ｂｉｔ）でデジタル画像信号に変換する。ここで、Ｖｒｅｆｗ又はＶｒｅｆｄはＡ／Ｄ変換回路２６の上限基準値、Ｖｒｅｆｂは下限基準値であり、これらはＣＰＵ２９がＤ／Ａ変換回路３１を操作して決定する。この時、Ａ／Ｄ変換回路２６の入力をＶｉｎ、出力をＤｏｕｔとすると、
Ｄｏｕｔ　＝　（　Ｖｉｎ−Ｖｒｅｆｂ　）　×２５５　／　（　Ｖｒｅｆ＊−Ｖｒｅｆｂ　）
但し、Ｖｒｅｆ＊：Ｖｒｅｆｗ又はＶｒｅｆｄ
上記のＶｒｅｆｗとＶｒｅｆｄの設定について説明すると、Ｄ／Ａ変換回路３１の出力ＶｒｅｆｗとＶｒｅｆｄはセレクタ３２に入力されており、セレクタ３２は白基準板３を読取る際にはＶｒｅｆｗが、原稿を読取る際にはＶｒｅｆｄがＡ／Ｄ変換回路２６に入力されるように、ＷＴＧＴ信号（白基準板読み取りタイミング信号）によりその選択動作を行う。また、Ｄ／Ａ変換回路３１からの出力電圧：Ｖｇ、Ｖｏｆ、Ｖｒｅｆｂ、Ｖｒｅｆｗ／Ｖｒｅｆｄの設定を各々、図２の様に直接ゲインアンプ２４、オフセット設定回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６（セレクタ３２）に入力しても良いが、図６に示すように、Ｄ／Ａ変換回路３１出力電圧を分圧して細かく制御しても構わない。但し、この場合は可変範囲が狭くなるので、抵抗定数を考慮する必要がある。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換回路２６からのデジタル画像信号はオフセットレベル検出回路２７、オフセットレベル減算回路２８に入力される。
オフセットレベル検出回路２７はＣＣＤ９のＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｂｌａｃｋ）画素（黒レベル信号出力画素）に対応したＡ／Ｄ変換回路２６の出力を取り込んで保存する機能を有する。
図８に各回路出力、制御信号のタイミングの一例を示す。同図では、ＣＣＤ９の出力、サンプリング回路２３の出力、Ａ／Ｄ変換回路２６の出力各々に無効画素、ＯＰＢ画素、有効画素の出力タイミングと、それに関係付けて、ｘｏｐｂとｘｌｇａｔｅ（有効画素出力を取り込むためにアサートされるラインゲート）信号が示されている。ｘｏｐｂはＯＰＢに対応するＡ／Ｄ変換回路２６出力のタイミングで、所定期間アサートされるようにタイミング設計されているオフセットレベルデータ範囲指示信号である。通常、ＯＰＢの後半部分を使用した方がノイズが少ないことが経験上わかっており、ここでもその様に図示している。
図８に示すように、ｘｏｐｂ信号がアサートされている期間にＡ／Ｄ変換回路２６から出力されるＯＰＢ画素信号に基づいてオフセットレベル検出回路２７でオフセットレベルを検出する。このとき検出し、保存されるオフセットレベルは複数の画素出力を取り込んだ平均値であり、ＣＣＤ９の出力系統毎（図示していないが、例えば、偶数番目の画素と奇数番目の画素の２系統出力を行う等）に保存される。オフセットレベル減算回路２８は、黒レベル補正を行うために、入力されたＡ／Ｄ変換回路２６の出力値からオフセットレベル検出回路２７に保存されたオフセットレベル値を減算する回路である。
【００１７】
次の白ピーク検出回路３０は、ｘｌｇａｔｅ信号とＷＴＧＴ信号、さらにＳＭＰＬ信号（白基準板を読み取ったＣＣＤ出力をサンプリングする制御信号）がアサートされている範囲内で入力されたデジタル画像信号のピーク値を検出し、保存する回路である。図９は、副走査方向（主ライン走査方向に直交する方向）の信号であるＷＴＧＴ信号とＳＭＰＬ信号の関係を示すタイミングチャートである。ＷＴＧＴはＣＣＤ９が基準白板３を読取るタイミングにアサートされる信号であり、セレクタ３２の切り替え信号として使用する。セレクタ３２は、ＷＴＧＴがアサートされている場合はＶｒｅｆｗ、ネゲートされている場合はＶｒｅｆｄを選択してＡ／Ｄ変換回路２６に入力する。ＳＭＰＬはＣＣＤ９が基準白板３を読取るタイミング（ＷＴＧＴ）中の全部、あるいは一部の期間アサートされ、シェーディングデータ保存回路３５のシェーディングデータＦＩＦＯに基準白板データを取り込むタイミングを指示するものである。
図９に示すように、ＷＴＧＴ信号がアサートされ、白基準板３を読み取った有効画素出力期間（図８のｘｌｇａｔｅ信号期間）に得られる複数ラインから白ピーク値を検出する。
ＣＰＵ２９は、オフセットレベル検出回路２７、白ピーク検出回路３０にアクセスすることにより最新のオフセットレベル値、ピーク値を得、ゲインアンプ２４のゲインやオフセット設定回路２５のオフセット等の調整値を求め、指示を与える。
シェーディングデータ保存回路３５は白基準板３を読み取った値を各画素毎に平均化等の処理を行いながら順次保存する回路であり、シェーディング補正回路３４は原稿画像を読み取ったデジタル画像データとシェーディングデータ保存回路３５に保存されている基準白板データとで補正演算を行う回路である。また、ＣＰＵ２９はこのシェーディングデータ保存回路３５から特定画素の値を読み取ることができる。
シェーディング補正後の画像データは、画像データの利用形態に応じた処理、例えば、プロッタ（図示せず）で画像形成に用いる場合には書き込みデータとして、或いはファクシミリ送信の場合には２値化データとして、その処理が画像処理回路３６で施される。
【００１８】
次に、ＣＣＤ９における駆動条件の設定方法及び設定に従う動作について詳細に説明する。ここでは、選択される出力モード（カラー出力／モノクロ出力）の設定に従い変更されるＣＣＤ９の駆動条件と条件設定時の読み取り動作について述べる。
図７は、カラー出力選択時、モノクロ出力選択時のＣＣＤ９の駆動タイミングの１例を表すチャートであり、（Ａ）はカラー出力モード時、（Ｂ）はモノクロ出力モード時を示す。図７には、所定の周期を持つ主走査の同期信号、駆動クロック１，２、ＣＣＤ出力が示されているが、ＣＣＤ９は図示の時間信号以外にも、図示されていないその他何種類かのクロックにて駆動される。駆動に必要なクロックは使用するＣＣＤ９に対応させて用意する。この実施形態では、駆動クロック１，２等の各画素を駆動するクロックはカラー／モノクロ出力モード時とも同じ周波数を用いている、これらのモード間の動作状態の相違は、１主走査期間のクロック数を異なるようにしているところにある。１主走査期間のクロック数はカラー出力モード時≧モノクロ出力モード時として、モード変更時にはクロック数の設定を変える。こうしたクロック数の設定の変更を行い、カラー出力モード時の１主走査期間をモノクロ出力時に比べて長く（図７にて、ｔｃ≧ｔｍ）することにより、ＣＣＤ９から大きい出力が得られるようにするものである。
１主走査期間のクロック数を変更するこの実施形態のＣＣＤ出力モードの動作に関して、図８を参照して付言する。ＣＣＤ９にはオプティカルブラック（ＯＰＢ）といわれる物理的に遮光したセンサ部があり、続いて有効画素といわれる入射光量に比例した電圧を出力するセンサ部がある。図８はＣＣＤ９の出力、サンプリング回路２３の出力、Ａ／Ｄ変換回路２６の出力とｘｏｐｂ、ｘｌｇａｔｅの主走査方向の関係を示している。１主走査期間の駆動クロック数を設定して動作させるときに、設定された駆動クロック数がＯＰＢ、有効画素分以上であると、図中Ｘで示す入射光量に比例しない無効な画素（無効画素）が出力される。このＯＰＢ部（図中Ｏで示す）、有効画素部、無効画素部のデータは１主走査期間毎に繰り返して出力される。
カラー出力モード時（図７（Ａ））には、モノクロ出力モード時（図７（Ｂ））よりも多くの駆動クロックが入力されるので、無効画素の出力が多くなる。これらのアナログ画像信号がＡ／Ｄ変換回路２６の出力としてデジタル画像信号化された際には所定の遅れが生じるという結果になる。
また、上記した実施形態（図７）とは異なる実施形態として、駆動クロック１，２等の駆動に必要なクロックはカラー／モノクロ出力モード時とも１主走査期間のクロック数を同じ数にしておき、クロック周波数を変えるという方法をとることができる。この実施形態では、モード変更時にクロック周波数をカラー出力モード時≦モノクロ出力モード時として、設定を変える。こうしたクロック周波数のの設定の変更を行い、カラー出力モード時の１主走査期間をモノクロ出力時に比べて長くすることにより、ＣＣＤ９から大きい出力が得られるようにするものである。
【００１９】
次に、上記した出力モード（カラー出力／モノクロ出力）の選択が可能な画像読み取り装置において、出力モードの選択に従い１主走査期間（光蓄積時間）を変更した場合にも広いダイナミックレンジを維持できるようにする本発明の実施形態に関して説明する。
出力モード（フルカラー出力／モノクロ出力）の選択が可能な画像読み取り装置では、フルカラー出力ではモノクロ出力に比較して高Ｓ／Ｎが要求されるので、上記の実施形態に示したように、フルカラー出力モード選択時にはＣＣＤ９の光蓄積時間を長くして出力電圧を大きくすることで対応できるようにする。この場合、フルカラー出力／モノクロ出力によって、アナログ画像信号の大きさが異なる。従来、Ａ／Ｄ変換回路の基準電圧を一定として広いダイナミックレンジを維持しようとすると、Ａ／Ｄ変換の入力段の可変ゲインアンプのゲイン調整によるので、、特にフルカラー出力／モノクロ出力のモード変更のような場合に対応しようとすると、ゲイン可変範囲は、より広く求められ、アンプの高コスト化につながる。そこで、本実施形態では、可変ゲインアンプのゲイン可変範囲が広くなくとも、広いダイナミックレンジを保ったデジタル画像信号出力を得ることを可能にする手段として、出力モード（カラー出力／モノクロ出力）の選択に応じてＡ／Ｄ変換回路の基準電圧を変更することにより対応し得るようにした低コストの手段を用いた画像読取装置を提案する。
【００２０】
図１０は、本実施形態の画像読み取り装置の読み取り動作のフローチャートを示す。図１０のフローに基づいて、出力モード（カラー出力／モノクロ出力）の選択に応じてＡ／Ｄ変換回路の基準電圧を変更して読み取り動作を行う本例の画像読み取り装置の構成及び動作を以下に説明する。
画像読み取り装置を起動させると、先ず、操作部３８では、ユーザーの入力操作により選択された出力モード（カラー出力／モノクロ出力）の設定指示を受け入れ（Ｓ１１）、スタートボタンが押されたことを確認した時点で操作部３８からＣＰＵ２９にどちらの出力モードが選択されたかを送信する（Ｓ１２）。
次いで、ＣＰＵ２９は、設定された出力モードに対応したＣＣＤ９の駆動条件を駆動回路２１に設定する（Ｓ１３）。
カラー出力／モノクロ出力の各モード選択時に設定する駆動条件は、カラー出力モード時の１主走査期間（光蓄積時間）をモノクロ出力時に比べて長くするようにし、下記［表１］［表２］の２例の形態で実施し得る。
【００２１】
【表１】
2004023349.tif 000003
【００２２】
なお、［表１］において、Ｆ１，Ｎ１，Ｎ２は任意の数値である。この実施例の特徴はクロック周波数を不変として、１主走査期間の駆動クロック数を選択モードにより変化させる。
【００２３】
【表２】
2004023349.tif 000004
【００２４】
なお、［表２］において、Ｆ１，Ｆ２，Ｎ１は任意の数値である。この実施例の特徴はクロック周波数を選択モードにより変化させ、１主走査期間の駆動クロック数を不変とする。この方式では、クロック周波数を変更することになるので、駆動回路２１内部にＰＬＬ回路を必要とする。
上記した設定値Ｆ１，Ｆ２，Ｎ１，Ｎ２はその都度ＣＰＵ２９が、実施装置に合った計算式で算出しても良いし、予めメモリに格納しておいた値を用いても良い。
ＣＰＵ２９は、ＣＣＤ９の駆動条件を設定した後に、Ａ／Ｄ変換回路２６に用いる基準（リファレンス）電圧として、選択された出力モードに対応した電圧値をＤ／Ａ変換回路３１を介して設定する（Ｓ１４）。
カラー出力／モノクロ出力の各モード選択時に設定する基準（リファレンス）電圧値の条件は、カラー出力モード時の基準電圧値をモノクロ出力時に比べて大きくするようにし、例えば［表３］の形態で実施し得る。
【００２５】
【表３】
2004023349.tif 000005
【００２６】
なお、［表３］において、ＣＰＵ２９がＤ／Ａ変換回路３１に設定する値Ｓ１，Ｓ２は、いずれの出力モードを選択した場合にも（つまり、１主走査期間（光蓄積時間）を出力モードに適した条件に変更して駆動しても）、所定の広ダイナミックレンジを保つことを可能にするための値とし、その都度ＣＰＵ２９が、実施装置に合った計算式で算出しても良いし、予めメモリに格納しておいた値を用いても良い。上記のようにして基準（リファレンス）電圧値を求める際に、選択したモードの適合値のみを求め、求めた値を設定するという方式によっても良いが、図１１に示すように、Ｄ／Ａ変換回路３１は多出力をもち、出力はセレクタ３３に入力される。ＣＰＵ２９は出力モードを示す信号をセレクタ３３に入力し、Ｄ／Ａ変換回路３１の一方の出力モードの基準電圧を選択する。
Ａ／Ｄ変換回路２６に基準電圧を設定した後、画像読み取り装置は読み取り動作を開始し、ランプを点灯から始まる一連の画像を読み取り処理を行なうための動作を行う（Ｓ１５）。
【００２７】
上記した実施形態において、各出力動作モードにおけるＣＣＤ９の駆動条件と駆動条件に対応するＡ／Ｄ変換回路２６に用いる基準電圧は、それぞれ個別に用意した設定値を用いるという形態で実施し得るものを想定したが、次の実施形態では、相互関係を考慮して設定を行うようにするものである。
ＣＣＤ９の出力は光蓄積時間（１主走査時間）に比例するので、Ａ／Ｄ変換回路２６に用いる基準電圧を光蓄積時間（１主走査時間）に比例させて変化させることにより対応することができる。このようにしても、光源４の光量、ＣＣＤ９のセンサ感度、メカ寸法のバラツキ等を考慮した時に必要なゲインアンプ２４のゲイン可変範囲は光蓄積時間が変わっても、同じ可変範囲で対応できる。
本実施形態の設定方法は、前述のＳ１，Ｓ２（［表３］参照）をＮ１，Ｎ２（［表１］参照）或いはＦ１，Ｆ２（［表２］参照）と関連つけて決定することで実現できる。
即ち、次の各式により決定する。
Ｎ１／Ｆ１／ｆ（Ｓ１）＝Ｎ２／Ｆ１／ｆ（Ｓ２）：駆動クロック数変化方式（［表１］参照）の場合
或いは、
Ｎ１／Ｆ１／ｆ（Ｓ１）＝Ｎ１／Ｆ２／ｆ（Ｓ２）：クロック周波数変化方式（［表２］参照）の場合
但し、上記各式においてｆ（Ｓ）は、Ｄ／Ａ変換器３１に設定値Ｓを設定した時の出力値（Ａ／Ｄ変換回路２６の基準電圧）である。
【００２８】
次に示す実施形態は、Ａ／Ｄ変換回路２６の基準電圧をカラー出力／モノクロ出力の各モードに適した設定にする際に、画像読み取り装置の各機械間のバラツキの補正を加味した設定を行うようにすることを可能にするものである。
原稿を読み取ったデジタル画像データはシェーディングデータ保存回路３５に保存されている基準白板データを用いてシェーディング補正されるので、補正後のデジタル画像データの大きさは基準白板データに依存することになる。このため、基準白板データと基準濃度の原稿を読み取ったデジタル画像データの比が一定値に規格化されていないと、同じ濃度の原稿を読み取った場合でも補正後のデジタル画像データは機械間でバラツキを持つことになる。このバラツキをＡ／Ｄ変換回路２６の基準電圧の設定値を変更することにより補正可能とする。
このような補正を加味してカラー出力／モノクロ出力の各出力モードに対応する基準電圧設定を行うため、まず現行出力モードの１主走査時間（読み取り時間）の設定で基準白板読み取り時、原稿読み取り時のＡ／Ｄ変換回路２６の出力が規定の比率になる様な基準電圧値を求め、主走査時間変更時には、基準白板読み取り時、原稿読み取り時の各基準電圧をそれぞれ変更する方法を採用することにより目的の動作を実現する。
【００２９】
図１２は、本実施形態の動作を実現するために使用される基準電圧の設定値の保存処理に関するフローチャートを示す。なお、本例は、１主走査時間をｔ１，ｔ２に切り替える場合の例である。
図１２を参照すると、先ず１主走査時間ｔ１の場合にＤ／Ａ変換回路３１にゲインＶｇ、基準白板読み取り用上側基準電圧Ｖｒｅｆｗ、原稿読み取り用上側基準電圧Ｖｒｅｆｄ、下側基準電圧Ｖｒｅｆｂ、オフセットレベルＶｏｆに対応するデフォルト値を設定する（Ｓ２１）。
次に、基準濃度の原稿をコンタクトガラス２上にセットし、キャリッジを基準濃度原稿読み取り位置に移動させる（Ｓ２２）。このとき、Ａ／Ｄ変換回路２６の上側基準電圧は、Ｖｒｅｆｄ（原稿読み取り用）が選択されるようにセレクタ３２へのＷＴＧＴ信号を操作する。
ＣＰＵ２９は、オフセットレベル検出回路２７の値を参照しながら、オフセットレベルが所定値になる様にＤ／Ａ変換回路３１のＶｏｆ用設定値：Ｓｏｆを調整する（Ｓ２３）。また、コンタクトガラス２上に置かれた基準濃度原稿を読み取り、白ピーク検出回路３０の値を参照しながら、ピークデータ：Ｄｄｐが所定値になる様にＤ／Ａ変換回路３１のＶｇ用設定値：Ｓｇを調整する（Ｓ２４）。
この後、基準濃度原稿読み取り時の特定画素の値：Ｄｄを取り出し（Ｓ２５）、キャリッジを基準白板３の読み取り位置に移動させ、セレクタ３２によりＡ／Ｄ変換回路２６の上側基準電圧をＶｒｅｆｗ（基準白板読み取り用）に切り替える（Ｓ２６）。
【００３０】
次に基準白板３を読み取り、上記と同じ特定画素の値：Ｄｗを取り出す。この基準白板３を読み取った値：Ｄｗが基準濃度原稿を読み取った値：Ｄｄに対して公差Ａ以内に入っているか否か判断する（Ｓ２８）。ここで、公差Ａ以内に入っていない場合、ＣＰＵ２９はＡ／Ｄ変換回路２６のＶｒｅｆｗを変えるためにＤ／Ａ変換回路３１の設定値Ｓｒｅｆｗを変更して（Ｓ２９）、再度基準白板３を読み取り、Ｄｄに対して公差Ａ以内に入るまで、ステップＳ２７〜２９を繰り返す。
基準白板３を読み取った値：Ｄｗが基準濃度原稿を読み取った値：Ｄｄに対して公差Ａ以内に入った場合（Ｓ２８−ＹＥＳ）、そのときのＶｒｅｆｗに対応するＤ／Ａ変換回路３１の設定値をＳｒｅｆｗ１とする（Ｓ３０）。
次いで、１主走査時間ｔ２にした時にＡ／Ｄ変換回路２６で用いる基準白板読み取り用上側基準電圧Ｖｒｅｆｗ、原稿読み取り用上側基準電圧Ｖｒｅｆｄに対応するＤ／Ａ変換回路３１の設定値：Ｓｒｅｆｄ２、Ｓｒｅｆｗ２を求める（Ｓ３１）。Ｓｒｅｆｄ２、Ｓｒｅｆｗ２は以下の関数に従って求める。
Ｓｒｅｆｄ２＝ｆ（Ｓｒｅｆｄ１，ｔ１，ｔ２）
Ｓｒｅｆｗ２＝ｇ（Ｓｒｅｆｗ１，ｔ１，ｔ２）
上記関数において、ｆ（Ｓｒｅｆｄ，ｔ）、ｇ（Ｓｒｅｆｗ，ｔ）は、１主走査時間とＤ／Ａ変換回路３１の設定値に対する関数式である。
（上側基準電圧―下側基準電圧）を１主走査時間に比例させる様に設計する場合は、以下のように関数式が定まる。
（Ｖｒｅｆｗ１−Ｖｒｅｆｂ）×ｔ２＝（Ｖｒｅｆｗ２−Ｖｒｅｆｂ）×ｔ１
∴　Ｖｒｅｆｗ２＝（（Ｖｒｅｆｗ１−Ｖｒｅｆｂ）×ｔ２／ｔ１）＋Ｖｒｅｆｂ
仮に、Ｖｒｅｆ＊＝α・Ｓｒｅｆ＊＋β　（＊はｄまたはｗまたはｂ）
の関係である場合、
2004023349.tif 000006
となる。
同様に、
2004023349.tif 000007
となる。
処理フローでは、上記のようにして求めたＤ／Ａ変換回路３１の設定値：Ｓｒｅｆｗ１，Ｓｒｅｆｗ２，Ｓｒｅｆｄ２をＣＰＵ２９制御下の不揮発性メモリに保存し（Ｓ３２）、この処理フローを終える。
【００３１】
次に、上記した基準電圧の設定値の保存処理により１主走査時間を変更した場合に使用するＤ／Ａ変換回路３１の設定値を不揮発性メモリに格納した後、該メモリに格納された設定値をＤ／Ａ変換回路３１に設定し、読み取りを実行する際の処理動作に関する実施形態を示す。
図１３は、Ｄ／Ａ変換回路３１の設定値を反映した読み取り動作のフローチャートを示す。
図１３を参照すると、先ず、画像読み取り装置の電源がＯＮされたことを確認して（Ｓ４１−ＹＥＳ）、Ｄ／Ａ変換器３１に対して各種デフォルト値を設定する。ここでは、ゲインＶｇ、オフセットＶｏｆ、Ａ／Ｄ変換回路２６の基準（リファレンス）電圧関連等のデフォルト値を設定する。Ａ／Ｄ変換回路２６の上側基準電圧の設定値は、例えばデフォルト設定において読み取り時間（１主走査時間）をｔ１とした場合、不揮発性メモリに格納しておいた、Ｓｒｅｆｗ１，Ｓｒｅｆｄ１を設定する（Ｓ４１）。
次いで、デフォルト設定で始動させ、オフセットレベル検出回路２７の値を参照しながら、オフセットレベルが所定値になる様に、また、白ピーク検出回路３０の値を参照しながら、ピーク値が所定値になる様に、オフセット調整、ゲイン調整等のセットアップ動作を行なう（Ｓ４３）。
【００３２】
ここで、読み取り要求を待ち、要求があった場合に（Ｓ４４−ＹＥＳ）、１主走査時間の変更があったかをチェックして、１主走査時間の変更の指示があった場合に（Ｓ４５−ＹＥＳ）、Ｄ／Ａ変換器３１に対し指示する基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Ｓｒｅｆｗ、Ｓｒｅｆｄを下記［表４］で示される様に、不揮発性メモリから読み出して変更する（Ｓ４６）。
この例ではＳｒｅｆｗ１，Ｓｒｅｆｄ１１が先ず設定されていたので、Ｓｒｅｆｗ２，Ｓｒｅｆｄ１２に変更する。なお、ここでは、下側基準電圧Ｖｒｅｆｂに対する設定値Ｓｒｅｆｂは固定のままとする。
【００３３】
【表４】
2004023349.tif 000008
【００３４】
ステップＳ４５で、１主走査時間の変更の指示がなかった場合には、基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Ｓｒｅｆｗ、Ｓｒｅｆｄを変更するステップＳ４６をパスする。
次いで、上記のフローを経て設定された条件に従って、原稿１（基準白板３）の読み取りを実行して（Ｓ４７）、次の読み取り要求を待つ（Ｓ４４）。
以上の様に、１主走査時間の変更があった場合は基準白板、原稿読み取り用の基準電圧設定値Ｓｒｅｆｗ、Ｓｒｅｆｄを同じ割合で変更する。
また、上記でＳｒｅｆｄ２＝ｆ（Ｓｒｅｆｄ１，ｔ１，ｔ２）、Ｓｒｅｆｗ２＝ｇ（Ｓｒｅｆｗ１，ｔ１，ｔ２）の関数式の例を示したが、回路構成、設計思想によりのこの関数式は異なってくるが、基準白板／原稿読み取り時の基準電圧の比が一定であれば問題無い。
更に、上記実施形態では比例関係を保った基準電圧の設定値を一旦メモリに入れる方式であったが、１主走査時間の変更があった場合にその都度、計算をし直してＤ／Ａ変換器３１に設定する方式であっても構わない。
【００３５】
また、上述した実施形態に示す画像読み取り装置は、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置の画像読み取り部として装備することにより該画像処理装置を構成し得る。スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置を構成するときには、各画像処理装置の仕様に従って、当該画像読み取り装置の入力側には読み取り対象を供給する装置（例えばＡＤＦ：オートドキュメントフィーダ）、を、又出力側に読み取りデータを利用形態に適したデータに変換・処理するデータ処理装置や処理後のデータを用いて各種の出力を行う出力装置（例えば、画像形成装置）を組み合わせる必要がある。なお、スキャナ、複写機、ファクシミリ等の画像処理装置を構成するために当該画像読み取り装置の入力側、出力側に装備するこれらの装置については、既存の技術を適用することにより、実施することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
（１）　請求項１の発明に対応する効果
出力モードに対応したＳ／ＮのＣＣＤ出力を得るために読み取り時間（１主走査時間）を変更する場合に、Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値をＣＣＤの１主走査時間を設定する手段により設定された１主走査時間に応じて調整するようにしたので、可変範囲が割合狭いゲインアンプ（低コストのアンプ）を用いた構成でも、簡易な方式によりＡ／Ｄ変換手段の性能を充分に引き出して使用することが可能になる。即ち、デジタル出力信号の広ダイナミックレンジを確保でき（実効的な階調数が確保でき）、その結果、シェーディング補正演算結果の丸め込み量も小さくすることが可能で、ガサツキ感の無い綺麗な画像を得ることができる。
（２）　請求項２，３の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、読み取り時間（１主走査時間）として画像信号出力の用途に適応する値を設定するようにしたので、目的に合った画像を取り出すことができる。また、カラー出力用途の場合には、より高画質の信号出力が得られ、モノクロ出力用途の場合には、読み取り処理の高生産性を図ることができる。
【００３７】
（３）　請求項４の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、リファレンス値を１主走査時間に比例させて変更するようにしたことにより、例えばゲインアンプのゲイン可変範囲が最小ですむ等、制御手段を簡易な手段で実現することが可能になる。
（４）　請求項５の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、読み取り対象を濃度基準部材及び原稿とする場合、Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値を濃度基準部材及び原稿画像に対するリファレンス値を同じ割合で変更するようにしたことにより、変更前後での画像濃度および画像読み取り装置毎の濃度バラツキを無くすことが可能になる。
（５）　請求項６の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、Ａ／Ｄ変換手段に用いるリファレンス値をそれぞれの設定条件に対応して予め記憶部に格納しておいた数値を選択して適用するようにしたことにより、画像読み取り装置の電源をＯＦＦ／ＯＮしても同じ設定値を再度使用することが可能になる。
（６）　請求項７の発明に対応する効果
上記（１）〜（５）の効果を複写機、ファクシミリ、スキャナ、及び上記の複合機、或いは画像データを蓄積するファイリング装置等の画像読み取り装置を装備した画像処理装置において実現することができ、画像処理装置の処理性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る画像読み取り回路の概略ブロック図を示す。
【図３】ゲインアンプの特性を表すグラフで、ゲイン制御量（Ｖｇ）とゲインの関係を示す。
【図４】オフセット設定回路の特性を表すグラフで、オフセット制御量（Ｖｏｆ）とオフセット量の関係を示す。
【図５】図２に示されるＡ／Ｄ変換回路をより詳細に示す図であ。
【図６】Ｄ／Ａ変換回路出力を分圧する方式の電圧設定回路の他の実施形態を示す。
【図７】カラー出力選択時、モノクロ出力選択時のＣＣＤの駆動タイミングの１例を表すチャートである。
【図８】１主走査期間のクロック数を変更するこの実施形態のＣＣＤ出力モードの動作を説明するための図である。
【図９】副走査方向の白基準板読み取りゲート信号を示すタイミングチャートを示す。
【図１０】本発明に係わる画像読み取り装置の読み取り動作のフローチャートを示す。
【図１１】多出力のＤ／Ａ変換回路によるリファレンス電圧設定回路の一例を示す。
【図１２】Ａ／Ｄ変換回路に使用される基準電圧の設定値の保存処理に関するフローチャートを示す。
【図１３】Ｄ／Ａ変換回路による設定値を反映した読み取り動作のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１…原稿、　　　　　　　　　　　２…コンタクトガラス、
３…白基準板、　　　　　　　　　４…光源、
９…ＣＣＤラインイメージセンサ、
１０…読み取り基板、　　　　　　１１…画像処理基板、
２１…駆動回路、　　　　　　　　２６…Ａ／Ｄ変換回路、
２９…ＣＰＵ、　　　　　　　　　　３１…Ｄ／Ａ変換回路、
３４…シェーディング補正回路、　３５…シェーディングデータ保存回路、
３８…操作部。
【図１】
2004023349.tif 000009
【図２】
2004023349.tif 000010
【図３】
2004023349.tif 000011
【図４】
2004023349.tif 000012
【図５】
2004023349.tif 000013
【図６】
2004023349.tif 000014
【図７】
2004023349.tif 000015
【図８】
2004023349.tif 000016
【図９】
2004023349.tif 000017
【図１０】
2004023349.tif 000018
【図１１】
2004023349.tif 000019
【図１２】
2004023349.tif 000020
【図１３】
2004023349.tif 000021