(57)【要約】【課題】画像読取装置において、信号のサンプリングタイミングを調整することで、より良好な画像を得る。【解決手段】信号処理装置４によるＡ／Ｄ変換装置３からのデジタル信号のサンプリングのタイミングを規定する信号（v）と、Ａ／Ｄ変換装置３からのデジタル信号の出力タイミングを規定する信号（iii）との位相差を、Ａ／Ｄ変換装置３からの出力が安定する期間に信号処理装置４がサンプリングを行うように決定し、さらに、ＣＣＤ２からの出力が安定している期間にＡ／Ｄ変換装置３がＣＣＤ２からのアナログ信号をサンプリングするように、Ａ／Ｄ変換装置３によるサンプリングタイミングを決定する。【選択図】図１
2009021730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を検知して、検知した光の量に応じた電気のアナログ信号を出力するイメージセンサと、
上記アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、上記デジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換装置と、
上記Ａ／Ｄ変換装置から上記デジタル信号をサンプリングして信号処理を行う信号処理装置と、
上記Ａ／Ｄ変換装置からのデジタル信号が安定したところで上記信号処理装置が上記デジタル信号をサンプリングするように、上記信号処理装置のサンプリングタイミングを決定し、その後、上記イメージセンサからのアナログ信号が安定したところで上記Ａ／Ｄ変換装置が上記アナログ信号をサンプリングするように、上記Ａ／Ｄ変換装置のサンプリングタイミングを決定するタイミング決定部と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
上記信号処理装置にサンプリングを実行させる第一パルス信号と、上記Ａ／Ｄ変換装置にデジタル信号の出力を実行させる第二パルス信号と、上記Ａ／Ｄ変換装置にサンプリングを実行させる第三パルス信号と、を発生させるパルス発生装置をさらに備え、
上記タイミング決定部は、上記第一パルス信号と上記第二パルス信号の位相差を、上記信号処理装置が上記Ａ／Ｄ変換装置からのデジタル信号が安定したところで上記デジタル信号をサンプリングするように設定し、さらに、上記第三パルス信号の位相を、上記Ａ／Ｄ変換装置が上記イメージセンサからのアナログ信号が安定したところで上記アナログ信号をサンプリングするように設定するようになっている請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
光を検知して、検知した光の量に応じた電気のアナログ信号を出力するイメージセンサと、上記アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、上記デジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換装置と、上記Ａ／Ｄ変換装置から上記デジタル信号をサンプリングして信号処理を行う信号処理装置と、を備える画像読取装置におけるサンプリングタイミング決定方法であって、
上記Ａ／Ｄ変換装置からのデジタル信号が安定したところで上記信号処理装置が上記デジタル信号をサンプリングするように、上記信号処理装置のサンプリングタイミングを決定し、その後、上記イメージセンサからのアナログ信号が安定したところで上記Ａ／Ｄ変換装置が上記アナログ信号をサンプリングするように、上記Ａ／Ｄ変換装置のサンプリングタイミングを決定する方法。
【請求項４】
コンピュータを請求項１又は２のいずれか１項に記載のタイミング決定部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサによって画像を読み取る画像読取装置、上記画像読取装置におけるサンプリングタイミング決定方法、及びサンプリングタイミング決定方法を実行するためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ等の画像読取装置はＣＣＤ等のイメージセンサを備える。イメージセンサからの信号は光の強度に応じたアナログ信号である。画像読取装置は、このアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、この信号を処理して、画像データを得るようになっている。
【０００３】
ところで、良好な画像を得るためには、イメージセンサからアナログ信号をデジタル信号に変換するためにサンプリングするタイミングを、イメージセンサから出力される信号が安定したところサンプリングするように制御することが重要である。特に近年、イメージセンサの高速化が進んでいるため、このサンプリングのタイミングの制御が難しくなっている。そのため、これまでにサンプリングのタイミングを制御するための技術がいくつか提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、画像を撮像して撮像画像信号を出力するＣＣＤと、基準クロック信号を生成し出力する水晶発信器と、基準クロック信号に基づいてＣＣＤを駆動するための駆動クロック信号並びにＣＣＤからの撮像画像信号をサンプリングするタイミングを規定する２種類のパルス信号を生成するパルス発生回路と、この２つのサンプリングパルス信号のいずれかを選択するセレクト信号を出力するＣＰＵと、このセレクト信号に基づいて、上記パルス発生回路の生成した２種類の信号の一方をサンプリングパルス信号として出力するマルチプレクサと、マルチプレクサからのサンプリングパルス信号に基づいて撮像画像信号のサンプリングを行ってサンプリング画像信号を出力するＡＳＩと、サンプリング画像信号のアナログ／デジタル変換を行ってサンプリング画像データとして出力するＡ／Ｄ変換部と、サンプリング画像データに対し補正を施して補正サンプリング画像データを出力するシェーディング部と、補正サンプリング画像データに対して各種信号処理を行う信号処理部と、を備える画像処理装置が記載されている。
【０００５】
特許文献１では、この画像処理装置において、上記パルス発生回路からの２種類のパルス信号のそれぞれに基づいてＡＳＩにてサンプリングされた撮像画像信号から画像データを得て、この画像データの濃度から、ＣＣＤからの撮像画像信号が安定している期間に出力されるサンプリングパルス信号を決定し、この決定されたサンプリング信号を用いて実際の撮像時にサンプリングを行うことが記載されている。また、他にも、サンプリングパルスを一定にして、ＣＣＤに与える駆動クロックの位相を変化させることで、同様にＣＣＤからの撮像画像信号が安定な期間内でサンプリングを行うことが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０５６８５号公報（１９９９年７月３０日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の技術は、ＣＣＤからＡ／Ｄ変換部に至るまでのサンプリングタイミングを調整するものであった。
【０００７】
しかし、近年、ＣＣＤには一色についての出力がｏｄｄとｅｖｅｎとの２ｃｈ（チャンネル）とし、さらにＡ／Ｄ変換において、この２ｃｈの信号をマルチプレクスして、１ラインの画像データとして出力するものもある。そのためＣＣＤを駆動する駆動クロック信号の周波数に同期していた撮像画像信号は、Ａ／Ｄ変換部によって、駆動クロック信号の２倍の周波数のクロックでシェーディング部及び信号処理部等に転送される。
【０００８】
つまり、ＣＣＤの出力安定期間における画像信号に基づく良好な画像を得るため、つまり原稿上の画像をより精確に読み取るためには、単にＣＣＤとＡ／Ｄ変換部との間のサンプリングタイミングを調整するだけでなく、その後に行われるサンプリングのタイミングも調整されていることが重要になる。
【０００９】
そこで、本発明は、画像処理部が、より良好な画像を得ることのできる画像読取装置、上記画像読取装置におけるサンプリングタイミング決定方法、及び上記サンプリングタイミング決定方法を実行するためのプログラム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の画像読取装置は、光を検知して、検知した光の量に応じた電気のアナログ信号を出力するイメージセンサと、上記アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、上記デジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換装置と、上記Ａ／Ｄ変換装置から上記デジタル信号をサンプリングして信号処理を行う信号処理装置と、上記Ａ／Ｄ変換装置からのデジタル信号が安定したところで上記信号処理装置が上記デジタル信号をサンプリングするように、上記信号処理装置のサンプリングタイミングを決定し、その後、上記イメージセンサからのアナログ信号が安定したところで上記Ａ／Ｄ変換装置が上記アナログ信号をサンプリングするように、上記Ａ／Ｄ変換装置のサンプリングタイミングを決定するタイミング決定部と、を備える。
【００１１】
上記画像読取装置によると、イメージセンサからのアナログ信号は、このアナログ信号が安定したところでＡ／Ｄ変換装置にサンプリングされ、このアナログ信号がＡ／Ｄ変換装置にて変換されて得られたデジタル信号は、さらにこのデジタル信号が安定したところで信号処理装置にサンプリングされる。よって、従来よりも良好な画像を得ることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載するように、請求項１の画像読取装置は、上記信号処理装置にサンプリングを実行させる第一パルス信号と、上記Ａ／Ｄ変換装置にデジタル信号の出力を実行させる第二パルス信号と、上記Ａ／Ｄ変換装置にサンプリングを実行させる第三パルス信号と、を発生させるパルス発生装置をさらに備え、上記タイミング決定部は、上記第一パルス信号と上記第二パルス信号の位相差を、上記信号処理装置が上記Ａ／Ｄ変換装置からのデジタル信号が安定したところで上記デジタル信号をサンプリングするように設定し、さらに、上記第三パルス信号の位相を、上記Ａ／Ｄ変換装置が上記イメージセンサからのアナログ信号が安定したところで上記アナログ信号をサンプリングするように設定するようになっていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記画像読取装置によると、イメージセンサからのアナログ信号は、このアナログ信号が安定したところでＡ／Ｄ変換装置にサンプリングされ、このアナログ信号がＡ／Ｄ変換装置にて変換されて得られたデジタル信号は、さらにこのデジタル信号が安定したところで信号処理装置にサンプリングされる。よって、従来よりも良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に述べる実施形態は本発明を限定するものではない。
【００１５】
＜１．画像読取装置１の概要＞
本発明の実施の一形態である画像読取装置１について、以下、図面を参照して説明する。図１は画像読取装置１の要部構成を示すブロック図であり、図２（i）〜図２（v）は画像読取装置１内で送受信される信号（i）〜（v）のタイミングチャートである。
【００１６】
なお、図１中、実線矢印は画像データを、点線矢印は駆動信号及びクロックを示す。また、図２（iii）及び（iv）における０〜２５５までの数字は、画像濃度を示し、０（ゼロ）が黒、２５５が白を表し、その中間の数字は白と黒との中間色を表す。つまり数字が大きい方が白に近い画像データを表している。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１は、ＣＣＤ２、ＡＤ変換装置３、信号処理装置４、ＲＡＭ５、水晶発信器６、パルス発生装置７、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＨＤＤ等の不揮発性の記憶装置１０等を備える。各機能ブロックは、データバス等のバスで接続され、信号のやり取りが可能になっている。
【００１８】
ＣＣＤ２は、原稿上の画像を読み取ってアナログの画像信号を出力するイメージセンサの一例である。ＣＣＤに代えてＣＭＯＳ等の他のイメージセンサを用いることができる。ＣＣＤ２には２ｃｈ方式が採用されている。よって、ＣＣＤ２は画像信号（i）として、１色につきｅｖｅｎ信号（i-1）及びｏｄｄ信号（i-2）の２つの信号を出力する。ＣＣＤ２はパルス発生装置７からの駆動クロックに基づいて撮像を実行する。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換装置３は、アナログの画像信号をデジタルに変換する装置の一例である。特に本実施形態においてＡ／Ｄ変換装置３は、Ａ／Ｄ変換部３１とマルチプレクサ部３２とを備える。Ａ／Ｄ変換部３１はｅｖｅｎ及びｏｄｄの２つの信号を、後述するパルス発生装置７から入力されるＡ／Ｄサンプリングパルス（第二サンプリング信号）（ii）に基づいてサンプリングし、さらにデジタル信号に変換する。マルチプレクサ部３２はＡ／Ｄ変換部３１からのデジタル信号を１ラインのデジタル画像データ（iii）として出力する。なお、Ａ／Ｄ変換装置３は図示しないサンプリング部を備える構成であってもよく、このサンプリング部がＡ／Ｄサンプリングパルスに基づいて画像信号のサンプリングを行うようになっていてもよい。
【００２０】
信号処理装置４は、パルス発生装置７から入力されるデータラッチ信号（v）に基づいて上記Ａ／Ｄ変換装置３からのデジタル画像データをサンプリングし、さらにこのデジタル画像データにシェーディング補正及びその他各種信号処理を行う。但し、信号処理装置４でサンプリングされるデジタル画像データ（iv）は、Ａ／Ｄ変換装置３から出力されたデジタル画像データ（iii）から遅延が生じる。なお、信号処理装置４は、信号処理を担う信号処理部とデジタル画像データのサンプリングを担うサンプリング部とを備える構成であってもよい。
【００２１】
ＲＡＭ５は、信号処理装置４から処理後の画像データを保存するようになっている。
【００２２】
水晶発信器６は、基準クロック信号を生成及び出力する。
【００２３】
パルス発生装置７は、基準クロック信号に基づいて、少なくとも、ＣＣＤを駆動する駆動クロック、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）、及びデータラッチ信号（v）を生成し、それぞれＣＣＤ２、Ａ／Ｄ変換装置３、及び信号処理装置４に出力する。ＣＣＤを駆動する駆動クロック、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）、及びデータラッチ信号（v）のそれぞれの位相差は、ＣＣＤ２とＡ／Ｄ変換装置３との間の遅延量、及びＡ／Ｄ変換装置３と信号処理装置４との間の遅延量を考慮して設定される。
【００２４】
また、各パルス、特にＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）及びデータラッチ信号（v）は、位相が変更可能になっている。
【００２５】
位相を変更するために、例えば、パルス発生装置７が、生成されたパルスを遅延させると共に遅延の度合いが互いに異なる遅延素子を複数備えており、ＣＰＵ８がこの複数の遅延素子を切り換えることで、位相が変更されるようになっていてもよい。
【００２６】
また、例えば、パルス発生装置７が、パルス発生装置７内の遁倍回路が水晶発信器６からの基準クロックを遁倍させて高速クロックを作成し、パルス発生装置７内のカウンタ回路がこの高速クロックから種々のパルスを生成し、さらに、パルス発生装置７にＣＰＵ８から入力される制御信号に基づいてＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）及びデータラッチ信号（v）を作成するようになっているとする。この場合、ＣＰＵ８が上記カウンタ回路の設定値として異なる設定値をパルス発生装置７に入力することで、カウンタ回路の生成するパルスの位相が変更される。
【００２７】
ＣＰＵ８は、ＲＯＭ９に格納されたプログラムを読み出すと共にＲＡＭ５を作業領域として利用して、上記プログラムを実行することができる。このようにプログラムを実行することで、ＣＰＵ８は、画像読取装置１全体を制御することができる。特にＣＰＵ８は、各部を制御して画像の読取を実行させたり、パルス発生装置７等を制御して各部での信号のサンプリングのタイミングを決定したりする。
【００２８】
ＲＯＭ９は種々のプログラムを格納しており、特にタイミング決定プログラム９１を格納している。
【００２９】
＜２．タイミング決定＞
次に、信号のサンプリングタイミング決定時の画像読取装置１の動作について、上述の図１及び図２に併せて図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５は、サンプリングタイミングの決定のフローチャートであり、図３はその概要を、図４は図３に示すステップＳ１の詳細を、図５は図３に示すステップＳ２の詳細を示す。なお、ＣＰＵ８は、タイミング決定プログラム９１を実行することで、図３〜図５の動作を各部に実行させる。
【００３０】
図３に示すように、サンプリングタイミング実行時にはまず、信号処理装置４におけるデジタル画像データ（iv）のサンプリングタイミングを決定するステップＳ１が行われ、それに続いて、Ａ／Ｄ変換装置３におけるＣＣＤからの画像信号（i）のサンプリングタイミングを決定するステップＳ２が実行される。
【００３１】
図４に示すように、ステップＳ１では、まずＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）及びデータラッチ信号（v）のそれぞれの位相を初期状態として（Ｓ１０）、基準板を読み取って画像データを得る（Ｓ１１）。このとき、基準板は階調基準板であり、ＣＣＤ２による読取方向（副走査方向）において、画像の濃度が白から黒へと徐々に推移している。このような基準板を読むと、ＣＣＤ２からの出力の波形は、図２（i-1）及び（i-2）に示すように、凹みが徐々に小さくなる。なお、基準板に代えて、基準原稿が読み取られるようになっていてもよい。
【００３２】
こうして得た画像データは、この画像データを得たときのデータラッチ信号（v）の位相の設定値と関連付けてＲＡＭ５内に記憶される（Ｓ１２）。
【００３３】
次に、ＣＰＵ８は、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相を固定したまま、データラッチ信号（v）の位相を初期状態から所定値だけ変化させ（Ｓ１３でＮｏ→Ｓ１４、図２（v）の黒矢印）、再びステップＳ１１に戻ってＣＣＤ２に基準板を読み取らせる。この所定値とは、種々の条件に応じて適宜設定され得るものであって、特に限定されるものではない。
【００３４】
こうして、基準板からの画像データの取得から位相変更まで（ステップＳ１１〜Ｓ１４）を、データラッチ信号（v）の位相を初期状態から３６０°変化させるまで繰り返す。
【００３５】
データラッチ信号（v）の位相を初期状態から３６０°変化させると（Ｓ１３でＹｅｓ）、ＣＰＵ８は、ＲＡＭ５の記憶に基づいて、画像データが白から黒まで滑らかに変化しているときのデータラッチ信号（v）の位相の設定値を、実際の画像読取時のデータラッチ信号の位相設定値として記憶装置１０に記憶させる（Ｓ１５）。具体的には、画像データが白から黒まで滑らかに変化しているときのデータラッチ信号（v）とＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）との位相の差が、記憶装置１０に記憶される。
【００３６】
なお、画像データが白から黒まで滑らかに変化しているということは、データラッチ信号（v）によって、信号処理装置４は、デジタル画像データ（iv）の波形が水平になっているところ、つまり、Ａ／Ｄ変換装置３の出力安定期間（図２（iv）にＰで示す期間）内でサンプリングできているということである。
【００３７】
図５に示すように、ステップＳ２ではまず、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）を初期状態として（Ｓ２０）、白基準板を読み取る（Ｓ２１）。このとき、データラッチ信号（v）とＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）との位相の差は、上記ステップＳ１５で記憶された値とされる。ステップＳ２１において、白基準板に代えて、白基準原稿が読み取られるようになっていてもよい。
【００３８】
こうして得られた画像データは、この画像データを得たときのＡ／Ｄサンプリングパルスの位相の設定値と関連付けて、ＲＡＭ５内に記憶される（Ｓ２２）。
【００３９】
次に、ＣＰＵ８は、データラッチ信号（v）とＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）との位相の差を固定したまま、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相を初期状態から所定値だけ変化させ（Ｓ２３でＮｏ→Ｓ２４、図２（ii）の白矢印）、再びステップＳ２１に戻ってＣＣＤ２に白基準板を読み取らせる。
【００４０】
こうして、白基準板からの画像データの取得から位相変更まで（ステップＳ２１〜Ｓ２４）を、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相を初期状態から３６０°変化させるまで繰り返す。
【００４１】
Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相を初期状態から３６０°変化させると（Ｓ２３でＹｅｓ）、ＣＰＵ８は、ＲＡＭ５の記憶に基づいて、最も白寄りの画像データが得られたときのＡ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相の設定値を記憶装置１０に記憶させる（Ｓ２５）。
【００４２】
最も白寄りの画像データが得られるということは、図２（i-1）及び（i-2）の波形が最も凹んだ領域の近辺、つまりＣＣＤ２の出力安定期間（例えば図２（i）中にＱで示す期間）内で、ＣＣＤ出力信号(i)がサンプリングされていることを意味する。
【００４３】
以上のようにして、画像読取装置１は、信号処理装置４及びＡ／Ｄ変換装置３のサンプリングタイミングを決定することによって、ＣＣＤ２の出力安定期間にサンプリングされた画像データが、さらに信号処理装置４の出力安定期間にサンプリングされることで、より良好な画像を得ることができる。
【００４４】
なお、以上の実施形態では、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）は、Ａ／Ｄ変換装置３によるＣＣＤ出力信号（i）のサンプリングタイミング、及びＡ／Ｄ変換装置３によるデジタル画像データ（iii）の出力タイミングの両方を実行させるものである。つまり、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相が変化することによって、Ａ／Ｄ変換装置３によるＣＣＤ出力信号（i）のサンプリングタイミング、及びＡ／Ｄ変換装置３によるデジタル画像データ（iii）の出力タイミングの両方が同量だけ変化するようになっている。それゆえ、上記ステップＳ１では、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）とデータラッチ信号（v）との位相差を決定している。
【００４５】
このような形態以外に、Ａ／Ｄ変換装置３に、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）だけでなくデジタル画像データ（iii）の出力タイミングを実行させる出力タイミングパルスがパルス発生装置７から入力されるようになっていてもよい。この場合、上述のステップＳ１（Ｓ１０〜Ｓ１５）における「Ａ／Ｄサンプリングパルス」を「出力タイミングパルス」が置き換えられ、さらに、上述のステップＳ２（Ｓ２０〜Ｓ２５）においては、データラッチ信号（v）とは別に、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）の位相が調整されるようになっていればよい。つまり、この場合、Ａ／Ｄサンプリングパルス（ii）とデータラッチ信号（v）との位相差は、どのように設定されていてもよい。
【００４６】
なお、タイミング決定プログラム９１の画像読取装置への供給方法は特に限定されるものではない。例えは、タイミング決定プログラム９１のプログラムコードがコンピュータで読み取り可能に記録され記録媒体（例えば、磁気テープ等のテープ、フロッピー（登録商標）ディスク、及びハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ、及びＣＤ−Ｒ等のディスク、ＩＣカード及び光カード等のカード、並びに、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリ系）が画像読取装置に供給されることで、以上の実施形態は実現可能である。
【００４７】
また、画像読取装置１は通信ネットワークと接続可能であってもよく、この場合は上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。
【００４８】
さらに、以上に述べた画像読取装置を、この画像読取装置によって読み取られた画像を紙等の記録媒体上に形成する画像形成装置に組み込むこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本実施形態の画像読取装置１の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２（i）〜（v）は、画像読取装置１内の信号のタイミングチャートである。
【図３】サンプリングタイミング決定時の画像読取装置１の動作の概要を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップ１の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図３のステップ２の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１    画像読取装置
２    ＣＣＤ（イメージセンサ）
３    Ａ／Ｄ変換装置
４    信号処理装置
５    ＲＡＭ
６    水晶発信器
７    パルス発生装置
８    ＣＰＵ
９    ＲＯＭ
１０  記憶装置
【図１】
2009021730.tif 000003
【図２】
2009021730.tif 000004
【図３】
2009021730.tif 000005
【図４】
2009021730.tif 000006
【図５】
2009021730.tif 000007