(57)【要約】【課題】画像読取装置において、部品点数を増やすことなく、簡易な制御方法で、光源の点灯・消灯の切替えの影響を軽減し、画質の向上を図る。【解決手段】光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置であって、光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサからＡ／Ｄ変換器へのデータの出力を停止させる。デジタルデータ処理回路は、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサのデータの出力を停止した期間のデータに相当するデジタルデータを除去する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置であって、
前記光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサからＡ／Ｄ変換器へのデータの出力を停止させ、
前記デジタルデータ処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサのデータの出力を停止した期間のデータに相当するデジタルデータを除去する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置であって、
前記イメージセンサにデータの出力動作を行わせるための読取クロックを供給する制御装置を備え、
前記イメージセンサは、前記制御装置から供給された読取クロックに従ってデータを出力し、
前記制御装置は、
前記光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサへの読取クロックの供給を停止し
前記デジタルデータ処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサへの読取クロックの停止期間において出力されたデータに相当するデジタルデータを除去する
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像読取装置であって、
複数色の光源を備え、
前記制御装置は、
それぞれの光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサへの読取クロックの供給を停止させる
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置の画像読取方法であって、
前記光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサからＡ／Ｄ変換器へのデータの出力を停止させ、
前記デジタルデータ処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサのデータの出力を停止した期間のデータに相当するデジタルデータを除去する
ことを特徴とする画像読取装置の画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置及び画像読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode)などの光源と、光電変換素子を備えたイメージセンサとを備える画像読取装置（スキャナ）がある。このようなスキャナでは、光源の点灯・消灯の切替タイミングで、光源の制御系からイメージセンサにノイズが伝播し、イメージセンサから出力されるアナログ信号にノイズが発生することがある。結果として、デジタル変換後のスキャン画像の画質が低下する。特に、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式のスキャナでは、光源用ＬＥＤとイメージセンサとが同じモジュールに搭載されているので、ノイズの影響を受け易い。
【０００３】
この点、特許文献１には、ノイズフィルタを搭載して、ノイズを軽減する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１１４９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、部品点数が増え、製造コストの観点から不利である。
【０００５】
本発明は、部品点数を増やすことなく、簡易な制御方法で、光源の点灯・消灯の切替えの影響を軽減し、画質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明の第１の態様は、光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置であって、前記光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサからＡ／Ｄ変換器へのデータの出力を停止させ、前記デジタルデータ処理回路は、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサのデータの出力を停止した期間のデータに相当するデジタルデータを除去する。
【０００７】
また、本発明の第２の態様は、光源と、光電変換素子に蓄積された電荷を電気信号に変換してデータとしてＡ／Ｄ変換器へ順次出力するイメージセンサと、Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータを処理するデジタルデータ処理回路とを備えた画像読取装置であって、前記イメージセンサにデータの出力動作を行わせるための読取クロックを供給する制御装置を備え、前記イメージセンサは、前記制御装置から供給された読取クロックに従ってデータを出力し、前記制御装置は、前記光源の点灯消灯の切替タイミングにおいて、前記イメージセンサへの読取クロックの供給を停止し、前記デジタルデータ処理回路は、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタルデータの中から、前記イメージセンサへの読取クロックの停止期間において出力されたデータに相当するデジタルデータを除去する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数を増やすことなく、簡易な制御方法で、光源の点灯・消灯の切替えの影響を軽減し、画質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である画像読取装置１の概略構成図を示す。
【００１１】
画像読取装置１は、筐体の上面に原稿台を備えたいわゆるフラットベッド型画像読取装置である。画像読取装置１は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式のイメージセンサ１２を走査して、透明板の原稿台に固定された原稿の画像を読み取る。
【００１２】
画像読取装置１は、ＬＥＤ光源１１及びイメージセンサ１２を搭載したキャリッジ１０と、キャリッジ１０の往復移動を制御する駆動機構２０と、画像読取装置１の全体を制御し画像を読み取るための様々な処理を行う制御部３０と、を備えている。
【００１３】
ＬＥＤ光源１１は、ＲＧＢの三色の光を順に発生する。
【００１４】
イメージセンサ１２は、原稿に反射した光を受光し、受光量に応じた電荷を蓄積し、画像の読み取り信号（データ）として、制御部３０に送る。
【００１５】
図２は、イメージセンサ１２の構成を示す図である。
【００１６】
イメージセンサ１２は、主走査方向に並んだ複数のセンサチップからなる。各センサチップは、通常のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサと同様の構成を備えている。すなわち、各センサチップは、光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）と、シフトゲート（ＳＧ）と、シフトレジスタ（ＣＣＤ）とを備える。そして、光電変換素子に蓄積された電荷を、シフトゲートを開通させてシフトレジスタへ転送し、シフトレジスタにより電荷を順次移動させながら出力する。シフトゲートの開通は、シフトゲートパルスにより制御される。シフトレジスタは、駆動パルス（読取制御部３４からの「読取クロック」）の印加に応答して、電荷を転送する。転送された電荷は、シフトレジスタの末端の出力部ＯＵＴにより、電気信号（アナログデータ）に変換されて、Ａ／Ｄ変換器３１に送られる。
【００１７】
図１に戻って説明する。
【００１８】
キャリッジ１０は、イメージセンサ１２を、ＬＥＤ光源１１とともに副走査方向に運搬する。キャリッジ１０は、原稿台の盤面に対し平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止されており、駆動機構２０のモータ２１により回転するベルトにより牽引され、往復移動をする。キャリッジの移動量は、モータ２１の回転量に応じてパルスを出力するエンコーダ２２の出力値により制御される。
【００１９】
制御部３０は、イメージセンサ１２から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器３１と、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデジタルデータに対して各種補正処理を行うデジタルデータ処理部３２と、デジタルデータ処理部３２からのデータをパーソナルコンピュータなどのホストに送るための出力部３３と、制御部３０内の機能部を全体的に制御するとともに、キャリッジ１０内のＬＥＤ光源１１やイメージセンサ１２、及び駆動機構２０を制御する読取制御部３４と、を備えている。
【００２０】
なお、イメージセンサ１２とＡ／Ｄ変換器３１との間は、ＦＦＣ（フレキシブル基板）により接続されている。また、Ａ／Ｄ変換器３１は、キャリッジ内の基板に搭載されていてもよい。
【００２１】
読取制御部３４は、駆動機構２０を制御し、モータ２１の回転を制御し、キャリッジ１０の移動を制御する。
【００２２】
読取制御部３４は、また、ＬＥＤ光源１１の点灯・消灯を制御する。ＬＥＤ光源１１には、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤがあり、順に所定時間の点灯及び消灯を繰り返す。なお、それぞれのＬＥＤ光源（Ｒ，Ｇ、Ｂ）の主走査方向の読み取り期間における点灯時間（発光状態の継続時間）は一律ではない。光源３色の輝度並びにセンサの感度には色による違いおよびばらつきがあるので、点灯時間を同じにすると、各色の光電変換された出力電荷量が等しくならないからである。したがって、光源３色の輝度並びにセンサの感度に応じて、点灯継続時間が異なるように設定されている。
【００２３】
読取制御部３４は、また、イメージセンサ１２の画像読み取り動作を制御する。具体的には、イメージセンサ１２が読み取ったデータのＡ／Ｄ変換器３１への転送のタイミングを制御する。具体的には、イメージセンサ１２に対して、イメージセンサ１２の動作のためのクロック（読取クロック）の供給を行う。但し、ＬＥＤ光源１１の点灯・消灯の切替えのタイミングにおいて、読取クロックの供給を停止する。これにより、ＬＥＤ光源１１の点灯・消灯の切替タイミングにおいて、イメージセンサ１２からのＡ／Ｄ変換器３１へのアナログデータ転送を停止させる。イメージセンサ１２からＡ／Ｄ変換器３１への転送路であるＦＦＣ（フレキシブル基板）において、ノイズの混入する可能性が高いが、この間のデータ転送を、一時的に停止することで、ノイズの混入を軽減することができる。
【００２４】
読取制御部３４は、さらに、Ａ／Ｄ変換器３１に対して、Ａ／Ｄ変換器３１の動作のためのクロックを供給する。
【００２５】
デジタルデータ処理部３２は、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデジタルデータに各種補正処理を施して、出力部３３に出力する。上述のとおり、ＬＥＤ光源１１の点灯・消灯の切り替えタイミングにおいては、イメージセンサ１２への読取クロック供給は停止され、イメージセンサ１２のデータはＡ／Ｄ変換器３１に入力されない。しかしながら、Ａ／Ｄ変換器３１には、動作クロックが供給され続けるため、無効なデータが、デジタルデータ処理部３２に入力されてしまう。
【００２６】
そこで、デジタルデータ処理部３２は、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデジタルデータの中から、ＬＥＤ光源点灯無効なデータを除去する処理を行う。
【００２７】
なお、デジタルデータ処理部３２へのデータ入力を停止させるために、Ａ／Ｄ変換器３１を含むアナログフロントエンド（ＡＦＥ）側の回路への動作クロックを停止させるという方法は適切ではない。ＬＥＤ光源１１の点灯・消灯の切り替えが与える影響期間が長い場合には、ＡＦＥへのクロックを止めた直前の画素の出力が異常になることがあるからである。具体的に説明すると、Ａ／Ｄ変換器３１では、入力電圧をサンプルしホールドして、その電荷量を比較することによってデジタルコードに置き換えている。このホールドしている電荷も、漏れにより時間によって減衰していく。これをドループという。途中でクロックを止めると、そのときホールドされている画素のところだけ、他の画素にくらべて、ホールドされてから比較変換されるまでの時間が延びるため、ドループ量が増えて、結果として画質にレベル差が生じてしまう。以上の理由から、ＡＦＥへのクロックを停止させるという方法は好ましくない。
【００２８】
以上、制御部３０について説明した。このような制御部３０は、主制御装置であるＣＰＵと、プログラム等が記録されたＲＯＭと、メインメモリとしてデータ等を一時的に格納するＲＡＭと、ホスト等との入出力を制御するインタフェースと、各装置間の通信経路となるシステムバスとを備えたコンピュータにより達成することができる。なお、各処理を専用に行うように設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されていてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態の画像読取装置１の特徴的な動作である読取制御部３４のクロックの供給動作について、図３及び図４を用いて説明する。
【００３０】
図３は、イメージセンサ１２への読取クロックの供給処理のフローチャートである。また、図４（Ａ）は、読取クロックを停止するタイミングを説明するためのタイミングチャートである。なお、図４の下段（Ｂ）には、参考のため、読取クロックを停止させない場合（従来）の例を併記している。
【００３１】
読取制御部３４は、シフトゲートの開通タイミングにおいて、図３のフローを開始する。
【００３２】
まず、読取制御部３４は、現在時点が、ＬＥＤの点灯・消灯の切替タイミングか否か判定する（Ｓ１１）。
【００３３】
図４に示すように、主走査方向の読み取り周期（シフトゲート開通周期）において、それぞれの色のＬＥＤの点灯・消灯タイミングは定められている。また、上述した通り、三原色の輝度並びにセンサの感度は同じではないので、各色の光電変換された出力電荷量を均等にすべく、点灯継続時間が異なるように設定されている。
【００３４】
そこで、読取制御部３４は、現時点が、いずれかの色のＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングか否かを判定する。
【００３５】
そして、いずれの色のＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングでない場合（Ｓ１１でＮ）、読取制御部３４は、イメージセンサ１２への読取クロックの供給する（Ｓ１２）。
【００３６】
一方、いずれかの色のＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングである場合（Ｓ１１でＹ）、読取制御部３４は、イメージセンサ１２への読取クロックの供給を停止する（Ｓ１３）。
【００３７】
読取制御部３４は、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理を、シフトレジスタのデータの出力が完了するまで繰り返す（Ｓ１４）。そして、データの出力が完了すると（Ｓ１４でＹ）、かかる読取クロックの供給処理を終了する。
【００３８】
上記の通り、読取制御部３４は、かかるクロック供給処理を、シフトゲートを開通するたびに開始する。
【００３９】
図４を用いて、具体的に説明する。
【００４０】
なお、図４の「シフト信号」は、シフトゲートの開通パルスを示す。各色のＬＥＤは、駆動パルスが「Ｌ」から「Ｈ」に変化すると点灯を開始し、「Ｈ」状態で点灯を維持し、「Ｌ」で消灯する。
【００４１】
図４で示すように、ＬＥＤ光源１１は、Ｒ，Ｇ、Ｂの順にそれぞれの所定の周期で点灯・消灯を繰り返す。
【００４２】
まず、ＲのＬＥＤが点灯を開始し、所定時間の点灯を継続した後、消灯する。そうすると、読取制御部３４から、読取クロックが供給され、シフトゲートが開通し、シフトレジスタに電荷が転送され、シフトレジスタが順次電荷を転送し、Ａ／Ｄ変換器３１へのデータ出力を開始する。
【００４３】
データ出力の間に、ＧのＬＥＤの点灯開始時間が到来する。従来は、かかる場合でも、読取クロックの供給が停止することはなかったので、Ａ／Ｄ変換器３１へのデータ出力を継続していた。その結果、アナログ信号にノイズが混入することとなる。最終的には、デジタル信号であるスキャン画像にもノイズが含まれることになる（図４（Ｂ）参照）。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、図３のＳ１３により、ＬＥＤの点灯・消灯の切替タイミングでは、読取クロックの供給が停止される。したがって、ＬＥＤの点灯・消灯の切替えの影響を最も受け易いタイミングで、Ａ／Ｄ変換器３１へのデータ転送が中断される。
【００４５】
これにより、Ａ／Ｄ変換器３１が受け取るデータにノイズが混入するのを軽減できる。
【００４６】
理論的には、実際に点灯・消灯が行われるいずれかのＬＥＤのタイミングでのみ、データの転送を停止させればよい。
【００４７】
しかし、ＲＧＢのＬＥＤの点灯継続時間が異なるため、消灯タイミングは一律ではない。主走査方向の読み取り周期において、どの色のＬＥＤが実際に点灯・消灯するかを判断して、毎回、データ転送を停止させるタイミングを異ならせるのでは、処理が煩雑となる。
【００４８】
そこで、本実施形態では、主走査方向の読み取り周期におけるいずれかの色のＬＥＤの点灯・消灯の切替タイミングに相当するタイミングにおいて、実際に点灯・消灯の切替を行うか否かに関らず、データ転送を停止させる。
【００４９】
例えば、図４に示すように、どの色のＬＥＤでも点灯開始時間Ｔｓは、「シフト信号」の発生から同タイミングであるとする。そして、点灯開始から消灯までの期間が、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤにおいて、それぞれ、Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂであるとする。
【００５０】
かかる場合、読取制御部３４は、いずれのＬＥＤを点灯するかに関らず、「シフト信号」の発生から、Ｔｓ、Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂのいずれかの時間が到来すると、所定時間、読取クロックの供給を停止する。
【００５１】
なお、当然に、実際に点灯・消灯の切り替えを行うＬＥＤの点灯・消灯の切り替えタイミングでのみ、イメージセンサ１２への読取クロック及びＡ／Ｄ変換器３１への動作クロックの供給を停止し、データ転送を停止させるようにしてもよい。
【００５２】
次に、デジタルデータ処理部３２のデータ読み捨て処理について説明する。
【００５３】
図５は、かかる処理のフローチャートである。このフローは、原稿の読み取り動作が開始されると開始される。
【００５４】
デジタルデータ処理部３２は、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデータを順次取得（Ｓ２１）する。そして、取得したデジタルデータが、ＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングに出力されたデータ、すなわち、読取制御部３４からイメージセンサ１２への読取クロックの供給が停止した期間のデータか否かを判定する（Ｓ２２）。
【００５５】
そして、取得したデジタルデータが、ＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングに出力されたデータではない場合（Ｓ２２でＮ）、読取制御部３４は、取得したデータを、画像データとして保持する（Ｓ２３）。
【００５６】
一方、取得したデジタルデータが、ＬＥＤ光源１１の点灯又は消灯の切替タイミングに出力されたデータである場合（Ｓ２２でＹ）、読取制御部３４は、取得したデータを、除去する（Ｓ２４）。
【００５７】
なお、読取制御部３４は、読取クロックの供給停止期間、デジタルデータ処理部３２に、停止期間を示すクロックを供給する。デジタルデータ処理部３２は、かかるクロックが供給されている間、Ａ／Ｄ変換器３１からのデータを読み捨てることになる。
【００５８】
デジタルデータ処理部３２は、かかる処理を、原稿の読み取り動作が終了するまで繰り返す（Ｓ２５）。
【００５９】
こうして、デジタルデータ処理部３２は、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器３１から入力されたデジタルデータの中から、光源の点灯・消灯の切り替えタイミングにおいて入力されたデジタルデータ（すなわち、イメージセンサへのクロック停止時のデータ）を除去し、画素データとして取得すべき有効画素データのみとする。そして、その後、所定の補正処理を施した後、出力部３３に出力する。
【００６０】
以上、本実施形態の画像読取装置について説明した。
【００６１】
上記実施形態によれば、簡易な制御方法で、光源の点灯・消灯の切り替え時におけるスキャン画像へのノイズの混入を軽減することができる。また、デジタルデータ処理部３２では、画像データとして有効なデータのみを選択することができる。
【００６２】
なお、本発明は、ＣＩＳ方式の画像読取装置に限定されない。縮小光学方式の画像読取装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】画像読取装置の概略構成図。
【図２】イメージセンサの構成図。
【図３】クロック供給処理のタイミングチャート。
【図４】（Ａ）は、本実施形態における読取クロックの停止タイミングを説明するためのタイミングチャート。（Ｂ）は、比較のための従来例である。
【図５】デジタルデータ処理部のデータ読み捨て処理のフローチャート。
【図６】デジタルデータ処理部において無効なデータを除去する処理を説明する図。
【符号の説明】
【００６４】
１…画像読取装置、１０…キャリッジ、１１…ＬＥＤ光源、１２…イメージセンサ、２０…駆動機構、２１…モータ、２２…エンコーダ、
３０…制御部、３１…Ａ／Ｄ変換器、３２…デジタルデータ処理部、３３…出力部、３４…読取制御部
【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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