JP2005094520A - Image reader - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、読み取りデバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータ用クロックの位相調整機能を有する画像読み取り装置に関し、特に、遅延量がどの様に変動しても安定して画像データを取り込む事ができる画像読み取り装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus having a phase adjustment function of an AD converter clock for converting an analog image signal output from a reading device into digital data, and in particular, an image can be stably displayed regardless of how the delay amount varies. The present invention relates to an image reading apparatus capable of capturing data.
一般に、デジタル複写機等の画像形成装置には、原稿より画像情報を読み取る画像読み取り装置が備えられており、この画像読み取り装置には、読み取りデバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータ用クロックの位相調整機能を有するものが提案されている。
なお、先行技術としては、特開2002−84402公報(スキャナ駆動モータによって駆動されたスキャナによって基準白板領域が読み取られ、シェーディングデータ生成手段によって白データおよびシェーディングデータが生成される。生成された白データは副走査タイミング発生部の白データ読み出し手段によって読み出され、白データ判断手段によって、その白データが白の値を示すものであるか否かを判断する。その白データが白の値を示すものであれば、通常のスキャナ読み取り処理が実行され、そうでなければ、スキャナの動作は停止される)、特開平08−102729号公報(テストデータを送信して、データ受信装置側では、クロックの遅延時間を様々に変化させて、そのタイミングで取り込まれたデータをメモリに格納する。そして、そのデータを読みだしてテストデータとのマッチングをおこない、遅延時間ごとの誤りを検出し、誤り率の低いクロックの遅延時間を最適のクロック遅延時間として、以降のデータの取り込みの際に採用する)等が挙げられる。
As a prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-84402 (reference white plate area is read by a scanner driven by a scanner driving motor, and white data and shading data are generated by a shading data generation unit. Is read by the white data reading means of the sub-scan timing generation unit, and the white data judging means judges whether or not the white data indicates a white value. If so, normal scanner reading processing is executed; otherwise, the operation of the scanner is stopped), Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-102729 (the test data is transmitted and the data receiving device side receives the clock The delay time is changed in various ways, and the data captured at that timing is stored in the memory. The data is read and matched with test data to detect errors at each delay time, and the clock delay time with a low error rate is set as the optimal clock delay time for subsequent data capture. Adopted).
しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題点があった。
すなわち、従来技術においては、基準白板を読み取ったデータが、白を示す値であるかを判断し、白ではないと判断された場合には読み取り動作を不可とするものである。この異常状態の要因としては、光源の点灯不良、CCDの破損、周辺回路の動作不良など様々なものが考えられる。
この様な異常動作における1つの要因として考えられるのが、ADクロックのサンプリングタイミング不良である。
すなわち、CCD駆動クロックが出力されてからアナログ画像信号がADコンバータに入力されるまでの遅延量には様々なバラツキ要因が含まれ、この遅延量がいかなるものでも常に安定した画像領域でサンプリングを行う事が必要となる。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、画像読み取り装置における異常動作の1つの要因として考えられるADクロックのサンプリングタイミング不良に着目し、画像信号の遅延量がどの様に変動しても安定して画像データを取り込む事ができる画像読み取り装置を提供することである。
However, the above prior art has the following problems.
That is, in the prior art, it is determined whether the data read from the reference white plate is a value indicating white, and if it is determined that the data is not white, the reading operation is disabled. As the cause of this abnormal state, various factors such as lighting failure of the light source, damage to the CCD, malfunction of peripheral circuits, and the like can be considered.
One possible factor in such an abnormal operation is a poor sampling timing of the AD clock.
That is, the delay amount from the output of the CCD drive clock to the input of the analog image signal to the AD converter includes various variation factors, and sampling is always performed in a stable image area regardless of the delay amount. Things are needed.
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to focus on the sampling timing failure of the AD clock, which is considered as one factor of the abnormal operation in the image reading apparatus, and to delay the image signal. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of stably capturing image data regardless of how the amount varies.
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、読み取りデバイス及び前記読み取りデバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータを有する画像読み取り装置において、前記ADコンバータのアナログサンプリングクロックの位相を調整可能な手段を有し、電源投入時に白レベルの基準となる白板を読み取り、アナログサンプリングクロックの位相を変更し、各位相における出力レベルピーク値の変動量を算出し、この変動量に基づいて変動量が少なく安定した画像領域でのサンプリングを決定することを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、請求項1の画像読み取り装置において、前記変動量が少なく安定した画像領域でのサンプリングを決定した後に、各サンプルポイントでの出力レベルピーク値が狙いの値になっているかを判断し、前記狙いの値になっている場合に読み取り動作可能とすることを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、請求項2の画像読み取り装置において、前記各サンプルポイントでの出力レベルピーク値がいずれも狙いの値にならない場合、前記ADコンバータのリファレンス電圧を変更することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, after determining sampling in a stable image region with a small amount of fluctuation, the output level peak value at each sample point becomes a target value. It is determined that the reading operation is possible when the target value is reached.
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus of the second aspect, when none of the output level peak values at the respective sample points becomes a target value, the reference voltage of the AD converter is changed. Features.
本発明の特徴によれば、CCD等の読み取りデバイス及び前記デバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータを有し、ADコンバータのアナログサンプリングクロックの位相を調整可能な手段を有する画像読み取り装置において、機器の電源投入時に白レベルの基準となる白板を読み取りアナログサンプリングクロックの位相を変更し、各位相における出力レベルピーク値の変動量を算出し、変動量が少なく安定した画像領域でのサンプリングを決定する事が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、CCD等の読み取りデバイス及び前記デバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータを有し、ADコンバータのアナログサンプリングクロックの位相を調整可能な手段を有する画像読み取り装置において、各サンプルポイントでの出力レベルピーク値が狙いの値になっているかを判断する事が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、CCD等の読み取りデバイス及び前記デバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータを有し、ADコンバータのアナログサンプリングクロックの位相を調整可能な手段を有する画像読み取り装置において、各サンプルポイントでの出力レベルピーク値がいずれも狙いの値にならない場合、ADコンバータのリファレンス電圧を変更する事により正常な読み取り動作を行う事が可能となる。
According to the features of the present invention, the image processing apparatus includes a reading device such as a CCD and an AD converter that converts an analog image signal output from the device into digital data, and includes means capable of adjusting the phase of an analog sampling clock of the AD converter. In the image reading device, when the device is turned on, the white plate that is used as a reference for the white level is read, the phase of the analog sampling clock is changed, the amount of fluctuation of the output level peak value at each phase is calculated, and the amount of fluctuation is stable and the image area is stable It is possible to determine the sampling at.
According to another aspect of the present invention, a reading device such as a CCD and an AD converter that converts an analog image signal output from the device into digital data, and means capable of adjusting the phase of an analog sampling clock of the AD converter In the image reading apparatus having the above, it is possible to determine whether the output level peak value at each sample point is a target value.
According to another aspect of the present invention, a reading device such as a CCD and an AD converter that converts an analog image signal output from the device into digital data, and means capable of adjusting the phase of an analog sampling clock of the AD converter When the output level peak value at each sample point does not reach the target value, it is possible to perform a normal reading operation by changing the reference voltage of the AD converter.
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明による画像読み取り装置を有するデジタル複写機等の画像形成装置の一実施形態の構成ブロック図である。
図1に示すように、この画像形成装置は、システム全体の制御を行うシステム制御部1、送信原稿の読み取りを行うスキャナ2、転写紙への書き込みを行うプロッタ3、ユーザインターフェイスを行う操作部4、画像読み取り装置を制御するプログラムを格納しておくROM5、様々なデータを一時的に格納しておくRAM6等が内部バス7により接続された構成となっている。
本発明に関する画像読み取り装置は、上記スキャナ部2に読み取りデバイスとしてCCDを有し、この読み取りデバイスから出力されるアナログ画像信号をデジタルデータに変換するADコンバータを有する構成となっている。
図2は、図1に示したスキャナ部2の概略構成ブロック図である。
図2に示すように、スキャナ部2においては、システムの読み取り速度に応じたCCD駆動クロックを生成するモジュールより出力された駆動クロックは、信号ライン上に形成されたフィルター9、CCD駆動用のバッファ10、再度信号ライン上に形成されたフィルター11を経由してCCD(読み取りデバイス)12に入力される。
そして、CCD12より出力されるアナログ画像信号は、ADコンバータのダイナミックレンジに適した最適なレベルになる様にアナログ処理回路13により信号処理を行い、ADコンバータ14に入力される。ADコンバータ14に入力された画像信号は、クロック生成モジュール8から出力されるADコンバータクロックによりサンプリングされ、デジタルデータに変換される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image forming apparatus such as a digital copying machine having an image reading apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a
The image reading apparatus according to the present invention includes a CCD as a reading device in the
FIG. 2 is a schematic block diagram of the
As shown in FIG. 2, in the
The analog image signal output from the CCD 12 is subjected to signal processing by the
図3は、アナログサンプルからデジタルデータ出力までの各信号の様子を示すタイムチャートである。
ここで、システムの構成によっては、図2に示すように、CCD12が実装される基板と各種クロックを生成するモジュール8及びADコンバータ14が実装された基板が別基板となることもあり、その場合には、各基板間の接続用に伝送路15、16を設け、そこを各種クロック、画像信号が通過する事になる。
この様に、CCDクロックが出力されてから画像信号がADコンバータ14に入力される迄には、信号遅延が発生する様々な要素が存在する。この信号遅延は、クロック生成モジュール8の出力抵抗やフィルター定数やCCD駆動バッファの入力容量/出力抵抗/出力遅延やCCD入力容量/出力遅延、アナログ処理回路の遅延量等、各種ばらつき量が存在するが、これらのバラツキ量がどの様な状態でもADコンバータ14において入力される画像データをADコンバータ用クロックで最適な画像領域でサンプリングする必要がある。
しかし、読み取り装置は高解像度化/高速化が進んでおり、上記バラツキ量を加味すると、常に最適な画像領域でサンプリングを行うのが困難な状況になりつつある。
そこで、いかなる読み取り装置においても最適なサンプリングが行える様なシステムが必要となる。
FIG. 3 is a time chart showing the state of each signal from analog samples to digital data output.
Here, depending on the configuration of the system, as shown in FIG. 2, the board on which the CCD 12 is mounted and the board on which the
As described above, there are various factors that cause signal delay from the output of the CCD clock to the input of the image signal to the
However, the resolution and speed of reading devices are increasing, and taking into account the above variation, it is becoming difficult to always perform sampling in an optimal image region.
Therefore, a system that can perform optimum sampling in any reading device is required.
以下に、いかなる読み取り装置においても最適なサンプリングが行える様にした本発明の構成について説明する。
図4は、本発明を実施した画像読み取り方法のフローチャートである。
まず、画像読み取り装置は、電源投入されるとADコンバータサンプリングポイントの初期値が設定され(ステップ100、101)、読み取り装置が基準の白レベルとする基準白板の読み取りを行う(ステップ102)。この読み取りデータより白レベルのピーク値を検出して、この値をRAM6に格納する(ステップ103、104)。
次に、ADC14に供給するクロックの発生タイミングを変更し、サンプリングポイント(サンプリングクロックの位相)を1step後ろにシフトして同様にピーク値を検出し、RAM6に格納する(ステップ105)。システム上設定しうる全てのサンプリングポイントにて同様の動作を繰り返す事により全てのサンプリングポイントでの出力データが確認可能となる(ステップ106)。なお、上記サンプリングクロックの位相変更は、上記システム制御部1の制御のもとに行われる。
全てのサンプリングポイントでのデータを確認後、各ポイントとその前のポイント間でのレベル変動量を算出する(ステップ107)。この変動量を元に最も安定した領域をサンプリングポイントに決定する(ステップ108)(請求項1)。上記変動量推移の様子を図5に示す。
図5は、各ポイントとその前のポイント間でのレベル変動量推移の様子を示す図である。
なお、通常アナログ波形は、CCDの特性より画像信号先頭側の変化はゆるやかであるのに対して後端側の変化は急峻である。よって、マイナス変動量の最も大きいポイントが画像後端側であると判断し、そのポイントより何stepか前のポイントをサンプリングポイントに決定するのが良い。
In the following, the configuration of the present invention that enables optimum sampling in any reading device will be described.
FIG. 4 is a flowchart of an image reading method embodying the present invention.
First, when the image reading apparatus is turned on, an initial value of an AD converter sampling point is set (
Next, the generation timing of the clock supplied to the
After confirming data at all sampling points, a level fluctuation amount between each point and the previous point is calculated (step 107). Based on this variation, the most stable region is determined as a sampling point (step 108) (claim 1). FIG. 5 shows how the fluctuation amount changes.
FIG. 5 is a diagram showing the state of the level fluctuation amount transition between each point and the previous point.
Note that the normal analog waveform has a gentle change on the head side of the image signal due to the characteristics of the CCD, whereas the change on the rear end side is steep. Therefore, it is preferable to determine that the point having the largest negative fluctuation amount is the rear end side of the image, and to determine the number of steps before that point as the sampling point.
図6は、本発明の画像読み取り方法の他の実施形態のフローチャートである。
図6に示すように、この他の実施形態では、ステップ100−108までは図4の実施形態と同様になっている。
すなわち、まず、画像読み取り装置は、電源投入されるとADコンバータサンプリングポイントの初期値が設定され(ステップ100、101)、読み取り装置が基準の白レベルとする基準白板の読み取りを行う(ステップ102)。この読み取りデータより白レベルのピーク値を検出して、この値をRAM6に格納する(ステップ103、104)。次に、ADC14に供給するクロックの発生タイミングを変更し、サンプリングポイントを1step後ろにシフトして同様にピーク値を検出し、RAM6に格納する(ステップ105)。システム上設定しうる全てのサンプリングポイントにて同様の動作を繰り返す事により全てのサンプリングポイントでの出力データが確認可能となる(ステップ106)。全てのサンプリングポイントでのデータを確認後、各ポイントとその前のポイント間でのレベル変動量を算出する(ステップ107)。この変動量を元に最も安定した領域をサンプリングポイントに決定する(ステップ108)。
その後、この実施形態では、この変動量を元に最も安定した領域をサンプリングポイントに決定した後、その読み取りレベルがシステム上許容されるレベルであるかを判断する(ステップ109)。すなわち、各サンプルポイントでの出力レベルピーク値が狙いの値になっているかを判断する。許容範囲内の場合、読み取り動作可能な状態になる(ステップ110)。範囲外の場合には読み取り動作不可として使用者に警告を出す(ステップ111)(請求項2)。
ここで言う許容されるレベルとは、CCD感度や光源照度や基準白板濃度やADコンバータのリファレンス設定精度やアナログ処理回路定数等のバラツキより決定する必要がある。
FIG. 6 is a flowchart of another embodiment of the image reading method of the present invention.
As shown in FIG. 6, in this other embodiment,
That is, first, when the image reading apparatus is turned on, the initial value of the AD converter sampling point is set (
Thereafter, in this embodiment, after determining the most stable region as a sampling point based on the amount of variation, it is determined whether or not the read level is an acceptable level for the system (step 109). That is, it is determined whether the output level peak value at each sample point is the target value. If it is within the allowable range, a reading operation is possible (step 110). If it is out of the range, a warning is given to the user that the reading operation is impossible (step 111) (claim 2).
The permissible level here needs to be determined based on variations in CCD sensitivity, light source illuminance, reference white plate density, AD converter reference setting accuracy, analog processing circuit constants, and the like.
図7は、本発明の画像読み取り方法の他の実施形態のフローチャートである。
図7に示すように、この他の実施形態では、ステップ100−108までは図4の実施形態と同様になっている。
すなわち、まず、画像読み取り装置は、電源投入されるとADコンバータサンプリングポイントの初期値が設定され(ステップ100、101)、読み取り装置が基準の白レベルとする基準白板の読み取りを行う(ステップ102)。この読み取りデータより白レベルのピーク値を検出して、この値をRAM6に格納する(ステップ103、104)。次に、ADC14に供給するクロックの発生タイミングを変更し、サンプリングポイントを1step後ろにシフトして同様にピーク値を検出し、RAM6に格納する(ステップ105)。システム上設定しうる全てのサンプリングポイントにて同様の動作を繰り返す事により全てのサンプリングポイントでの出力データが確認可能となる(ステップ106)。全てのサンプリングポイントでのデータを確認後、各ポイントとその前のポイント間でのレベル変動量を算出する(ステップ107)。この変動量を元に最も安定した領域をサンプリングポイントに決定する(ステップ108)。
その後、この実施形態では、この変動量を元に最も安定した領域をサンプリングポイントに決定した後、その読み取りレベルがシステム上許容されるレベルであるかを判断する(ステップ109)。許容範囲内の場合、読み取り動作可能な状態になる(ステップ110)。範囲外の場合、ADC14のリファレンス電圧を変更して読み取りレベルが許容範囲内に入るように制御する(ステップ112)(請求項3)。
ここで言う許容されるレベルとは、CCD感度や光源照度や基準白板濃度やADコンバータのリファレンス設定精度やアナログ処理回路定数等のバラツキより決定する必要がある。
FIG. 7 is a flowchart of another embodiment of the image reading method of the present invention.
As shown in FIG. 7, in this other embodiment, steps 100 to 108 are the same as the embodiment of FIG.
That is, first, when the image reading apparatus is turned on, the initial value of the AD converter sampling point is set (
Thereafter, in this embodiment, after determining the most stable region as a sampling point based on the amount of variation, it is determined whether or not the read level is an acceptable level for the system (step 109). If it is within the allowable range, a reading operation is possible (step 110). If it is out of the range, the reference voltage of the
The permissible level here needs to be determined based on variations in CCD sensitivity, light source illuminance, reference white plate density, AD converter reference setting accuracy, analog processing circuit constants, and the like.
1 システム制御部
2 スキャナ部
3 プロッタ
4 操作部
5 ROM
6 RAM
7 内部バス
8 クロック生成モジュール
9 フィルター
10 バッファ
11 フィルター
12 CCD
13 アナログ処理回路
14 ADコンバータ
15、16 伝送路
1
6 RAM
7
13
Claims (3)
前記ADコンバータのアナログサンプリングクロックの位相を調整可能な手段を有し、
電源投入時に白レベルの基準となる白板を読み取り、前記アナログサンプリングクロックの位相を変更し、各位相における出力レベルピーク値の変動量を算出し、この変動量に基づいて変動量が少なく安定した画像領域でのサンプリングを決定する画像読み取り装置。 An image reading apparatus having a reading device and an AD converter that converts an analog image signal output from the reading device into digital data,
Means for adjusting the phase of the analog sampling clock of the AD converter;
When the power is turned on, the white plate that serves as a reference for the white level is read, the phase of the analog sampling clock is changed, the amount of fluctuation of the output level peak value at each phase is calculated, and the amount of fluctuation is stable based on this amount of fluctuation. An image reading device that determines sampling in a region.
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