(57)【要約】【課題】  光電変換手段からの信号に含まれるオフセット成分の変動を調整して、良好な画像信号を得ることを課題とする。【解決手段】  光電変換によって被写体の画像情報を取得し、信号を出力する光電変換手段と、被写体の画像情報の取得中に生じる、光電変換手段から出力された信号に含まれるオフセット成分の変動を調整して、前記オフセット成分を補正する画像入力装置を提供する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が有効画素部と黒基準画素部を備える複数の領域に分割され、各領域に対応した複数の出力部から信号を出力する光電変換手段と、
被写体画像情報の取得期間外に前記有効画素部及び前記黒基準画素部からそれぞれ出力される第１及び第２の信号と前記被写体画像情報の取得期間内に前記黒基準画素部から出力される第３の信号に基いて、前記被写体画像情報の取得期間内に前記有効画素部から出力される第４の信号を補正するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記第１の信号、前記第２の信号、及び前記第３の信号は、各領域から出力された信号を領域毎に加算平均した信号であることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記光電変換手段の複数の領域からの信号は左右方向に分割して読み出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記オフセット補正値の更新を前記被写体画像情報の取得期間外に行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記オフセット成分は、前記複数の領域から出力される信号間のレベル差を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像入力装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１の信号に基いてオフセット補正値を求めるとともに、前記第２の信号及び前記第３の信号に基いて前記オフセット成分の変動を求め、前記オフセット成分の変動に基いて前記オフセット補正値を更新し、更新した前記オフセット補正値を用いて前記第４の信号のオフセット成分を補正するように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像入力装置。
【請求項７】
原稿を置くための原稿台と、
前記原稿台に置かれた原稿を照明するための照明ランプと、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像入力装置と、
前記照明ランプによる照明によって、前記原稿からの反射光を前記画像入力装置の前記光電変換手段に結像するためのレンズとを有することを特徴とする画像入力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換によって被写体の画像情報を取得する画像入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リニアイメージセンサを用いた画像入力装置がある。
【０００３】
図８には、従来の画像入力装置に使用されているリニアＣＣＤイメージセンサの構成を示す。
【０００４】
図８において１０１はリニアＣＣＤイメージセンサの受光画素列、１０２および１０３は受光画素列の各画素に蓄積された電荷をＯＤＤ（奇数）画素とＥＶＥＮ（偶数）画素に分離し、各々順番に読み出すためのアナログ・シフトレジスタ、１０４および１０５は、１０２、１０３のアナログ、シフトレジスタから読み出される電荷を電圧信号に変換して出力するための出力アンプである。
【０００５】
さらに、図８に示すリニアＣＣＤイメージセンサにおいて、１０１の受光画素列の各画素列に蓄積された電荷をＯＤＤとＥＶＥＮに分けて読み出すのは、１０２，１０３のアナログ、ソフトレジスタでの転送速度に限界があり、所定速度以上の読み出し速度を達成するために必要なためであった。
【０００６】
しかし近年、従来以上に読取速度の早い画像読取装置への要望が高まっており、図８に示すようなＯＤＤ／ＥＶＥＮ分離読出タイプのリニアＣＣＤイメージセンサでは達成できない読取速度の達成が必要になってきている。
【０００７】
このような状況下、ＯＤＤ／ＥＮＥＮ分離読出しタイプのリニアＣＣＤイメージセンサでの読取速度の２倍の読取速度を実現できるリニアＣＣＤイメージセンサとして、図１に示すように、ＯＤＤ／ＥＮＥＮの分離読出しに加え、受光画素列を左／右に分割して読み出す構造のリニアＣＣＤイメージセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１に示すリニアＣＣＤイメージセンサは、受光画素列を中央を境に左右に２分割し、それぞれさらにＯＤＤ／ＥＮＥＮに分離して読み出すためのアナログ・シフトレジスタを４本（３０２〜３０５）有している。
【特許文献１】特開平１１−２１５２９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１に示す左右分割読出し方式のリニアＣＣＤイメージセンサを使用した場合、以下のような問題が生ずる。
【００１０】
すなわち、計４ｃｈの出力信号の各々に含まれる僅かなオフセット差により、左右の読取信号にレベル差が生ずるため、左右の分割位置を境に、左右で読取信号レベル段差が発生してしまうのである。
【００１１】
従来のリニアＣＣＤイメージセンサの様に、ＯＤＤ／ＥＮＥＮ分割読出しだけであるならば、ＯＤＤ／ＥＮＥＮで信号レベル差が発生しても、画像上では非常に細かな繰返しパターンが僅かに画像に加わるだけであるが、左右に分割位置を境に読取信号レベルに段差が発生した場合、僅かな信号段差であっても非常に目立つ。
【００１２】
このような、オフセット成分は、一般的に何らかの手段で、調整あるいは補正されている。
【００１３】
しかし、この補正は通常、原稿読取りの直前に１回、行われるのみで、原稿読み取り中にはＣＣＤセンサ、アナログ・ビデオ回路等の温度変動によるオフセット変動が発生しており、この結果、図９に示すように、読取り信号レベルに変動成分が発生しており、これが前述の左右分割方式のリニアＣＣＤイメージセンサを用いた画像読取り装置において発生した場合、画像の左と右で、ハッキリとした信号レベル差が発生するという問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の画像入力装置は、各々が有効画素部と黒基準画素部を備える複数の領域に分割され、各領域に対応した複数の出力部から信号を出力する光電変換手段と、被写体画像情報の取得期間外に前記有効画素部及び前記黒基準画素部からそれぞれ出力される第１及び第２の信号と前記被写体画像情報の取得期間内に前記黒基準画素部から出力される第３の信号に基いて、前記被写体画像情報の取得期間内に前記有効画素部から出力される第４の信号を補正するように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の領域に分割され、各領域に対応した複数の出力部から信号を出力する光電変換手段を用いて原稿を読取る場合に、各出力部から出力される信号に含まれるオフセット成分が原稿読取り中に変動しても、良好な画像信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１から図５を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１７】
図３において、５０１〜５０４は、図１に示した光電変換手段である左右分割読出し構造のリニアＣＣＤイメージセンサからの出力信号を増幅するためのアンプ、５０５〜５０８はリニアＣＣＤイメージセンサからの出力信号をデジタル信号に変換するためのＡＤ変換回路、５０９〜５１２は各ｃｈの画像信号の任意の区間を加算するための加算回路（演算手段）、５１３〜５１６は各ｃｈから黒オフセット成分を減算するための減算回路（減算手段）、５１７〜５２０は前記減算回路で減算される黒補正値を設定するための黒補正値設定レジスタ（調整手段）、５２１〜５２４は各ｃｈの画像信号に対してシェーディング補正を行うためのシェーディング補正回路、５２５は左右分割読み出し構造のＣＣＤから出力される画像信号の順序（図２に示す）を所定の順序に並べ替えるためのメモリ回路である。また、５２６は、上記の加算回路および黒補正値設定レジスタ等を制御するＣＰＵである。
【００１８】
ここで、加算回路、減算回路、黒補正値設定レジスタによって、原稿等の被写体の画像情報を取得中に生じる、ＣＣＤイメージセンサから出力された信号に含まれるオフセット成分の変動を調整して、オフセット成分を補正するため補正手段を構成する。
【００１９】
次に、図５に示すフローチャートに従い、本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。
【００２０】
図５のフローチャートは、
（１）原稿読取り前に行う、黒オフセット補正値の設定
（２）原稿読取り中に行う、黒オフセット補正値の更新（変更）
に分離される。
【００２１】
図４には、１ライン（１Ｈ）中の画像信号例を示すが、上記（１）の黒オフセット補正値算出のためのものは、ランプを消灯したときの画像信号（図４の波線部）を使用し、（２）の黒オフセット補正値算出のためのものには、空送り部の信号（非画像区間）を使用することを、最初に述べておく。
【００２２】
図５では、まず８０１でランプを消灯し、８０２で有効画素部の画像信号の加算平均値Ｂを加算回路５０９〜５１２によって求める。このＢは、ランプを消した状態での画像信号の平均値であるため、この値を８０３で黒補正として設定する。
【００２３】
また次に、ランプを消した状態のまま、８０４で空送り部の加算平均値Ｋを加算回路５０９〜５１２によって求めておく。
【００２４】
８０５では、ランプを点灯し、原稿読取りを開始する。
【００２５】
８０６では、ランプ点灯した状態のまま、空送り部の信号の加算平均ＲＫを加算回路５０９〜５１２によって求める。そして、８０７で非原稿読取り期間（原稿読取り終了から、次の原稿を読取るまでの間）であることを確認し、８０８で黒補正値を黒補正値設定レジスタ５１７〜５２０によって更新（変更）する。これは、原稿読取り中に黒補正値が変化した場合の画像への影響を考慮したからである。
【００２６】
ここで、黒補正値の変更後の値は、
“Ｂ＋（ＲＫ−Ｋ）”
であり、刻々と変化するオフセット変動をキャンセルする値となる。
【００２７】
ここで、図４に示すように、ランプ消灯時の有効画素部から出力された画像信号のレベルと、空送り部のレベルには、僅かであるが図７に“△”で示すような差がある。しかし、この差は、受光画素部に受光期間（蓄積時間）に蓄積されたＣＣＤ受光部（フォトダイオード）の暗電流成分があるためであるが、左右分割方式のＣＣＤセンサを使用するような高速読取りを要求される装置では、蓄積時間そのものが非常に短いということから、ほとんど一定とみなせる。
【００２８】
このため、空送り部の信号を基準に黒補正値を変更（更新）しても、画像信号の黒オフセットは正しく補正される。
【００２９】
また、空送り部ではなく、図４に示す黒基準画素部を使用という方法も考えられるが、一般に黒基準画素部は、ＡＤ変換回路までのアナログ回路中に含まれるクランプ回路等で発生するクランプ・パルス傷（クランプ・パルスからのクロストークのようなもの）が付加されてしまう場合が多いので、精度が多少落ちる。もちろんクランプ傷等が付いていなければ、空送り部と同様、精度よく黒補正に使用可能である。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、黒補正値を変更（更新）するための更新値の計算方法が第１の実施の形態と異なり、それ以外の部分については、第１の実施の形態と同じである。
【００３１】
図８に、第２の実施の形態の動作を示す。
【００３２】
第１の実施の形態では、ランプを点灯した状態での空送り部の加算平均値ＲＫと、ランプを消した状態での、空送り部の加算平均値Ｋとの差分値によって、黒補正値を変更（更新）するための更新値を設定（８０８）していたが、第２の実施の形態では、ランプを点灯した状態での空送り部の加算平均値ＲＫと、ランプを点灯した状態での４ｃｈの空送り部の加算平均値の差分によって、黒補正値を変更（更新）するための更新値を設定（９０８）している。
【００３３】
以上の第１の実施の形態又は第２の実施の形態では、光電変換手段としてＣＣＤイメ−ジセンサを示したが、例えばＭＯＳ型のイメ−ジセンサ等であっても同様な効果を得ることが出来る。
【００３４】
また、更新値も被写体の画像情報を取得中に生じるオフセット成分の変動を調整できる値であれば、他の値であってもよい。
【００３５】
さらにまた、左右分割読み出し構造のリニアＣＣＤイメ−ジセンサについて説明したが、分割読み出し構造でないイメ−ジセンサであっても、例えば１画素毎にフォトダイオ−ドの信号を増幅して出力するＭＯＳトランジスタを有する構造のものは、画素毎のＭＯＳトランジスタのばらつきが大きく、これらのばらつきを補正する必要が生じる。そのために、上記第１の実施の形態又は第２の実施の形態で説明した被写体の画像情報取得中に生じる、光電変換手段から出力された信号に含まれるオフセット成分の変動を調整して、オフセット成分を補正するための補正手段を適用することによって、良好な画像を得ることができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、上記の第１の実施の形態又は第２の実施の形態で説明した画像入力装置を用いた画像入力システムである。
【００３７】
図７において、２０１は原稿台ガラス、２０２は原稿、２０３は原稿を照明するための照明ランプ、２０７は原稿画像を上記の第１又は第２の実施の形態の画像入力装置２０８の受光面に結像させるためのレンズ、２０４〜２０５は、原稿からの反射光をレンズ２０７へ到達させるための、第１、第２及び第３ミラ−、２０９はシェ−ディング補正処理の基準として読み取るための白色版、２１０は白色面と原稿面を画像入力装置２０８から見て同等な光学距離にするためのダミ−ガラスである。
【００３８】
そして、原稿読取りの際には、各ミラ−が副走査方向に移動することにより、原稿を２次元的に読み取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】左右分割読み出しＣＣＤセンサを表す図である。
【図２】左右分割読み出しＣＣＤセンサからの出力画像信号を表す図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施の形態を説明するための図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施の形態を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図８】従来のＣＣＤセンサを表す図である。
【図９】従来の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
５０１〜５０４  アンプ
５０５〜５０８  ＡＤ変換回路
５０９〜５１２  加算回路
５１３〜５１６  減算回路
５１７〜５２０  黒補正値設定レジスタ
５２１〜５２４  シェ−ディング補正回路
５２５  メモリ
５２６  ＣＰＵ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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