画像処理装置、プログラム、及び調整方法
【課題】センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使う。
【解決手段】複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置は、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する。また、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する。そして、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定する。
【解決手段】複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置は、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する。また、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する。そして、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置と、そのプログラム及びその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーを用いたＣＩＳ（Contact Image Sensor）モジュールを備える画像読取装置などの画像処理装置が知られている。また、ＣＩＳモジュールには、複数のセンサーチップを備え、データ出力をパラレルに行うものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上記のようなイメージセンサーを備える画像処理装置では、各センサーチップにより読み取られたアナログの画像信号は、例えば、Ａ／Ｄ変換器を備えるアナログフロントエンド（以下「ＡＦＥ」ともいう）回路によりデジタルの画像データに変換される。
【０００４】
ＡＦＥ回路では、例えば、原稿等をスキャンするのに先立って、外部のＣＰＵ（Central Processing Unit）がオフセット調整値やゲイン調整値をレジスターに設定することにより、オフセットやゲインの調整が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、センサーのダイナミックレンジの調整では、例えば、センサーの出力ダイナミックレンジがＡ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジに合うように、ゲイン調整及びオフセット調整が行われる。そして、ゲイン調整及びオフセット調整が行われた状態で、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源の点灯時間が調整される。
【０００７】
より具体的には、例えば、ＣＩＳモジュールに含まれる複数のＣＭＯＳセンサーチップの明時（白）出力レベルが、ターゲット入力レンジの上限から外れないように、光源の点灯時間を調整する。なお、オフセット調整では、ＣＩＳモジュールに含まれる複数のＣＭＯＳセンサーチップの暗時（黒）出力レベルが、ターゲット入力レンジの下限から外れないように、調整される。
【０００８】
しかしながら、一般的に、ＣＭＯＳセンサーでは、各チップの暗時出力には差があり、特に、この差が大きい場合には、各チップの出力ダイナミックレンジを十分に使えない場合がある。これは、例えば、暗時出力が高いチップは、当該暗時出力レベルからＡ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジの上限までの幅が狭くなるため、当該チップの明時出力レベルが当該チップの出力レンジの上限に達する前に、Ａ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジの上限に達してしまうからである。また、前記暗時出力が高いチップに合わせて光源点灯時間が設定されると、暗時出力が低い他のチップは、当該他のチップの明時出力レベルが当該他のチップの出力レンジの上限に達する前に、前記光源点灯時間が終了してしまうからである。このように、センサーの出力ダイナミックレンジを十分に使えない場合、画像のＳ／Ｎが低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の第一の態様は、画像処理装置であって、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路と、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための本発明の第二の態様は、上記の第一の態様において、前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、光源を点灯し、光源を点灯している間、最大の暗時出力値を有するセンサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記判定手段は、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達しない間、繰り返し判定を行う、ことを特徴としていてもよい。
【００１３】
また、上記の第二の態様のいずれかにおいて、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達した場合、その時の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１４】
上記の課題を解決するための本発明の第三の態様は、上記の第一の態様において、前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、所定の光源点灯時間で、各センサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、各センサーチップについて明時出力値と暗時出力値との明暗時差分値を算出し、そのうち最大の明暗時差分値を特定する特定手段と、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達しない場合に、前記所定の光源点灯時間、前記センサーチップの規定出力レンジ、及び最大の明暗時差分値に基づいて、前記所定の光源点灯時間よりも長い新光源点灯時間を算出し、前記所定の光源点灯時間の設定を変更する変更手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１６】
また、前記明時出力取得手段、前記特定手段、及び前記判定手段は、前記変更手段により前記所定の光源点灯時間の設定が変更された場合、再度処理を実行する、ことを特徴としていてもよい。
【００１７】
また、上記の第三の態様のいずれかにおいて、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達した場合、その時の前記所定の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１８】
また、上記の第一〜第三の態様のいずれかにおいて、最小の暗時出力と前記Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジとに基づいてオフセット調整値を算出し、前記回路に設定する手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明の第四の態様は、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置のプログラムであって、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段として、前記画像処理装置を機能させることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を解決するための本発明の第五の態様は、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置の調整方法であって、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得ステップと、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出ステップと、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の一例に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の一例に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係る調整処理のフロー図である。
【図６】従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係の一例を説明する図である。
【図７】従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係（暗時出力の差が大きい場合）の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態の一例に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２４】
画像処理装置５０は、例えば、スキャナーなどの画像読取装置である。図示するように、画像処理装置５０は、イメージセンサー１００と、光源２００と、ＡＦＥ回路３００と、コントローラー（コントローラー基板）４００とを備える。
【００２５】
イメージセンサー１００は、原稿などの読取信号（ＲＧＢ各色の輝度値を示すアナログデータ）を、ＡＦＥ回路３００に出力する。具体的には、イメージセンサー１００は、光源２００から発せられ原稿などに反射した光を受光し、受光量に応じて蓄積された電荷を電圧として読み出し、ＡＦＥ回路３００に出力する。なお、イメージセンサー１００は、読取制御部４２０から送られるシフトパルスなどの制御信号に基づいて動作する。
【００２６】
イメージセンサー１００は、例えば、主走査方向に並んだ複数（１〜ｎ個）のＣＭＯＳセンサーチップ１１０を含んで構成される。各センサーチップ１１０で蓄積された電荷は、例えば、パラレルでＡＦＥ回路３００に出力される。各センサーチップ１１０のデータは、コントローラー４００により受信され、センサーチップ１１０の順（１〜ｎ）の順に並び替えられ、原稿の画像データとして記憶される。
【００２７】
光源２００は、例えば、赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、青色（Ｂ）ＬＥＤからなり、各ラインの読み取りを行うため、ＲＧＢの３色の光を所定の順序で発生する。なお、光源２００は、読取制御部４２０から送られる制御信号に基づいて動作する。
【００２８】
ＡＦＥ回路３００は、イメージセンサー１００から出力されたアナログデータ（画像信号）を、デジタルデータ（画像データ）に変換し、コントローラー４００に出力する。
【００２９】
例えば、ＡＦＥ回路３００は、図示するように、オフセットレジスター３４０を含むオフセットＤＡＣ（Digital to Analog Converter）と、オフセット部３１０と、増幅部３２０及びゲインレジスター３５０を含むＰＧＡ回路（プログラマブル増幅回路）と、Ａ／Ｄ変換部３３０とを備える。
【００３０】
オフセット部３１０と増幅部３２０は、イメージセンサー１００から供給された画像信号の信号として有効な出力（電圧）レンジを、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定の入力レンジと適合させるために設けられている。
【００３１】
一般的に、オフセット部３１０は、センサーの有効な出力の最小値がＡ／Ｄ変換部３３０の入力レンジの最小値と合うように調整するために用いられる。また、増幅部３２０は、センサーの有効な出力レンジの最大値がＡ／Ｄ変換部３３０の入力レンジの最大値と合うように調整するために用いられる。
【００３２】
具体的には、オフセット部３１０は、例えば、オペアンプなどで構成され、イメージセンサー１００から供給された画像信号と、オフセットレジスター３４０に設定されているオフセット調整値に相当するオフセットＤＡＣの出力オフセット信号と、の差分値を、増幅部３２０に出力する。
【００３３】
増幅部３２０は、例えば、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）などで構成され、オフセット部３１０から出力された画像信号（差分値）を、ゲインレジスター３５０に設定されているゲイン調整値に基づいて増幅して、Ａ／Ｄ変換部３３０に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部３３０は、増幅部３２０から出力されたアナログ信号（増幅後の画像信号）をデジタルデータに変換する。なお、Ａ／Ｄ変換部３３０は、入力値（増幅部３２０から出力されたアナログ信号の値）が負となる場合には、「０」のデータを出力する。そして、Ａ／Ｄ変換部３３０は、コントローラー４００から出力されるクロック信号に同期して、デジタルデータをコントローラー４００に出力する。
【００３５】
オフセットレジスター３４０は、コントローラー４００の読取制御部４２０からの設定を受け付け、オフセット調整値を記憶する。また、オフセットレジスター３４０は、記憶しているオフセット調整値に相当する電圧（オフセット信号）を、オフセット部３１０に供給する。なお、初期値としては、オフセット調整量０となるような設定値、例えば「０」がオフセットレジスター３４０に設定される。
【００３６】
ゲインレジスター３５０は、コントローラー４００の読取制御部４２０からの設定を受け付け、ゲイン調整値を記憶する。また、ゲインレジスター３５０は、記憶しているゲイン調整値を増幅部３２０に供給する。なお、初期値としては、例えば、ＡＦＥ回路３００のターゲット入力レンジ、すなわち、イメージセンサー１００のターゲット出力レンジ（例えば、イメージセンサー１００の規定出力レンジ９００ｍＶの上限と下限に５０ｍＶずつの余裕を含めた１０００ｍＶ）の上限が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ（例えば、２Ｖ）の上限まで増幅されるような倍率（例えば、「２」倍を示す値）が、ゲインレジスター３５０に設定される。
【００３７】
コントローラー４００は、例えば、画像処理装置５０の主要機能を搭載したチップ（ＳｏＣ：System on Chip）で構成される。図示するように、コントローラー４００は、デジタルデータ処理部４１０と、読取制御部４２０とが設けられている。
【００３８】
デジタルデータ処理部４１０は、ＡＦＥ回路３００から出力される画像データを受信し、画像データに対して各種補正処理を行う。例えば、デジタルデータ処理部４１０は、シェーディング補正やガンマ補正を行う。なお、デジタルデータ処理部４１０は、画素単位で各種補正処理を行う。また、各チップに対応する画像データを、原稿に対応する順序に並び替えて記憶する。なお、原稿の画像データは、例えば、ネットワークを介してホストコンピューター（不図示）に送信されたり、画像処理装置５０に接続された持ち運び可能な記憶媒体に出力されたりする。
【００３９】
読取制御部４２０は、画像処理装置５０における画像読取動作を制御する。例えば、読取制御部４２０は、画像処理装置５０における動作のタイミングをとるためのクロック信号などの制御信号を生成し、デジタルデータ処理部４１０、ＡＦＥ回路３００、イメージセンサー１００、光源２００に供給する。
【００４０】
また、読取制御部４２０は、オフセットレジスター３４０のオフセット調整値の算出および設定、ゲインレジスター３５０のゲイン調整値を算出および設定、光源２００の点灯時間の調整を行う。オフセット調整値、ゲイン調整値、光源２００の点灯時間の調整は、ＲＧＢの各色ごとに行われる。なお、調整手法については、詳細に後述する。
【００４１】
読取制御部４２０は、デジタルデータ処理部４１０を介して又は介さずに、ＡＦＥ回路３００から出力される画像データを受信する。従って、例えば、画素ごとのデータ（例えば、階調値）を取得することができ、これらのデータに基づいて、イメージセンサー１００の最も小さい暗時出力レベルや最も高い明時出力レベルを特定することができる。また、チップ１１０ごとに、最も小さい暗時出力レベルや最も高い明時出力レベルを特定したり、平均の暗時出力レベルや平均の明時出力レベルを特定したりすることができる。
【００４２】
また、読取制御部４２０は、オフセット調整値、ゲイン調整値、イメージセンサー１００のセンサー規定出力レンジ、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ、光源点灯時間などの、画像読取制御に必要な各種パラメーターを保持する。そして、読取制御部４２０は、例えば、受信した階調値と、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジと、ゲイン調整値とに基づいて、受信した階調値と対応する電圧レベルを逆算する。
【００４３】
例えば、受信した階調値に対応する電圧レベルをＸ、ゲイン調整値を２、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジを２０００ｍＶ、階調数を０〜２５５、受信した階調値をＹとした場合、式：Ｙ＝Ｘ＊２＊（２５５／２０００）が成り立つ。従って、受信した階調値Ｙが１２７である場合、Ｘは約４９８ｍＶとなる。なお、上記の計算方法は、単純化されたものであり、受信した階調値から元の電圧レベルを求める計算方法はこれに限られない。
【００４４】
以上が、画像処理装置５０の概略構成である。ただし、画像処理装置５０の構成はこれに限定されない。例えば、画像処理装置５０は、複合機、コピー機、などとして機能するための他の構成を有していてもよい。
【００４５】
また、コントローラー４００上の構成要素は、例えば、１つ又は複数のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現することができる。また、コントローラー４００上の構成要素は、例えば、主制御装置であるＣＰＵと、プログラム等が記憶されたＲＯＭと、メインメモリー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ーフェイスと、各構成要素間の通信経路となるシステムバスと、を備えた一般的なコンピューターにより達成することもできる。
【００４６】
また、上記の各構成要素は、画像処理装置５０の構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。画像処理装置５０の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。
【００４７】
次に、本実施形態の理解を深めるため、従来の調整手法について図６〜図７を参照して説明する。
【００４８】
図６は、従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係の一例を説明する図である。
【００４９】
本図では、センサーチップの数が６個（チップ番号ｃ：１〜６）であるものとする。また、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジが２Ｖ、イメージセンサー（各センサーチップ）の規定出力レンジＶｓが９００ｍＶであるものとする。また、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１０００ｍＶをターゲットレンジＶａとする。余裕を持たせているのは、実際には、上限および下限を超える電圧が発生する場合があるからである。
【００５０】
上記のような条件において、ゲイン調整値は、ターゲットレンジＶａが、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジに適合するように設定される。本図では、ゲイン調整値は、２倍（２０００ｍＶ／１０００ｍＶ）に、固定的に設定される。
【００５１】
オフセット調整値は、各チップの暗時出力レベルＢ［１〜６］（例えば、チップ内で最も低い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）のうち、最も低い暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように設定される。本図では、オフセット調整値は、最も低いチップ１の暗時出力レベルＢ［１］が、下ターゲット５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００５２】
光源の点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）時間が設定される。本図では、点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［３］を有するチップ３の明時出力レベルＷ［３］が、上ターゲット９５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００５３】
ここで、仮に、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルが一致すれば、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘ（最も高いＷ［ｃ］と最も低いＢ［ｃ］の差分）は、約９００ｍＶになる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶと概ね等しい。
【００５４】
しかしながら、本図のように、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある（暗時出力レベルが一致しない）場合、光源点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［３］を有するチップ３の明時出力レベルＷ［３］に基づいて設定されることとなる。そのため、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１０００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［３］の差分、約１００ｍＶ）とを減じた値、約８００ｍＶとなる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶより約１００ｍＶ小さい。
【００５５】
図７は、従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係（暗時出力の差が大きい場合）の一例を説明する図である。本図は、図６の場合と比べて、各センサーチップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルの差がさらに大きい場合を示している。
【００５６】
本図では、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１０００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）とを減じた値、約６００ｍＶとなる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶより約３００ｍＶ小さい。
【００５７】
なお、図６及び図７では、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、いずれのチップでもほぼ同じ場合を仮定している。
【００５８】
このように、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある場合、センサー有効出力レンジは、センサー規定出力レンジよりも小さくなり、センサーのダイナミックレンジを有効に使用することができない。
【００５９】
そこで、本実施形態では、上述の従来の調整手法とは異なる特徴的な調整手法を用いる。以下、画像処理装置５０における調整処理について、図２〜図３を用いて詳細に説明する。
【００６０】
図２は、本発明の一実施形態の一例に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【００６１】
本図では、センサーチップ１１０の数が６個（チップ番号ｃ：１〜６）であるものとする。また、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジが２Ｖ、イメージセンサー１００（各センサーチップ１１０）の規定出力レンジＶｓが９００ｍＶであるものとする。
【００６２】
上記のような条件において、オフセット調整値は、各チップの暗時出力レベルＢ［１〜６］（例えば、チップ内で最も低い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）のうち、最も低い暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように設定される。本図では、オフセット調整値は、最も低いチップ１の暗時出力レベルＢ［１］が、下ターゲット５０ｍＶから外れないような値に設定される。５０ｍＶの余裕を持たせているは、実際には、下限を超える電圧が発生する場合があるからである。
【００６３】
ここで、ターゲットレンジＶａを、次のように設定する。すなわち、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶに、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）を加算したレンジ（約１２００ｍＶ）を算出し、そのレンジの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１３００ｍＶをターゲットレンジＶａとする。
【００６４】
また、上記のように算出したターゲットレンジＶａに基づいて、ゲイン調整値が設定される。本図では、ゲイン調整値は、約１．５４倍（２０００ｍｖ／１３００ｍＶ）に設定される。
【００６５】
また、光源の点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）時間が設定される。本図では、点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［６］を有するチップ６の明時出力レベルＷ［６］が、上ターゲット１２５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００６６】
上記のような調整を行うことにより、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１３００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）とを減じた値、約９００ｍＶとなる。この値は、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶと概ね等しい。
【００６７】
なお、図２では、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、いずれのチップでもほぼ同じ場合を想定している。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある場合であっても、センサー有効出力レンジをセンサー規定出力レンジとできる限り等しくすることができ、センサーのダイナミックレンジを有効に使用することができる。
【００６９】
次に、上記のような調整処理を制御する読取制御部４２０の動作を説明する。
【００７０】
図３は、本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。本フローは、例えば、原稿などの読み取りの開始に先立って実行される。
【００７１】
Ｓ（ステップ）１では、読取制御部４２０は、初期ゲイン調整値で、各チップ１１０の暗時出力Ｂ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、初期ターゲットレンジＶａ（例えば、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１０００ｍＶ）を設定するとともに、初期ゲイン調整値（例えば、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ２Ｖ／初期ターゲットレンジ１０００ｍＶ）をゲインレジスター３５０に設定する。また、光源２００を消灯したまま、各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］を取得する。
【００７２】
なお、チップごとの暗時出力レベルＢ［ｃ］は、例えば、チップごとに、当該チップ内の各画素の暗時出力のうち最小の暗時出力レベルとすることができる。チップごとに、当該チップ内の各画素の暗時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から暗時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００７３】
Ｓ２では、読取制御部４２０は、最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］に基づいて、オフセットを調整する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で取得した各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］の中から最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。また、読取制御部４２０は、特定した最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように、オフセット調整値を算出し、オフセットレジスター３４０に設定する。なお、余裕を持たせるため、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値よりも大きい値をターゲットとして、オフセット調整値を算出してもよい。
【００７４】
Ｓ３では、読取制御部４２０は、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］と最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］の差分Ｂ＿ｄｉｆｆを算出する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で取得した各チップ１１０の暗時出力レベルＢ［ｃ］の中から、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］と最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。そして、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］から最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を減算して、差分Ｂ＿ｄｉｆｆを算出する。
【００７５】
Ｓ４では、読取制御部４２０は、ターゲットレンジＶａ＝Ｖａ＋Ｂ＿ｄｉｆｆと設定し、ゲインを調整・設定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で設定した初期ターゲットレンジＶａ（例えば、１０００ｍＶ）に、Ｓ３で算出したＢ＿ｄｉｆｆ（例えば、３００ｍＶ）を加算することにより、新しいターゲットレンジＶａを算出する。また、読取制御部４２０は、新しいターゲットレンジＶａとＡ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジとに基づいて、新しいゲイン調整値を算出し（例えば、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ２Ｖ／新しいターゲットレンジ１３００ｍＶ）、ゲインレジスター３５０に設定する。
【００７６】
Ｓ５では、読取制御部４２０は、各チップ１１０の暗時出力Ｂ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ４で設定した新しいゲイン調整値で、光源２００を消灯したまま、各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］を取得する。
【００７７】
なお、Ｓ５では、読取制御部４２０は、オフセットの調整を行ってもよい。
【００７８】
Ｓ６では、読取制御部４２０は、光源２００の点灯を点灯する。
【００７９】
Ｓ７では、読取制御部４２０は、最大のＢ［ｃ］を有するチップの明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ５で取得した各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］のうち、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。そして、当該最大のＢ［ｃ］を有するチップの明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。
【００８０】
なお、チップの明時出力レベルＷ［ｃ］は、例えば、当該チップ内の各画素の明時出力のうち最大の明時出力レベルとすることができる。当該チップ内の各画素の明時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から明時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００８１】
Ｓ８では、読取制御部４２０は、明時出力Ｗ［ｃ］がＡ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの上限に十分近付いたか否かを判定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ７で取得した明時出力Ｗ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの最大値に近づいた（例えば、一致した、又は所定値以下の差となった）か否かを判定する。なお、余裕を持たせるため、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値よりも小さい値をターゲットとして、判定してもよい。十分近づいた場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理をＳ９に進める。十分近付いてない場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理をＳ７に戻す。
【００８２】
Ｓ９では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔを設定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ８でＹＥＳと判定した時の明時出力Ｗ［ｃ］と対応する光源点灯時間（Ｓ７で最後に明時出力Ｗ［ｃ］を取得した時の光源点灯時間）を、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。そして、光源２００を消灯して、本フローを終了する。
【００８３】
以上の図３の各処理単位は、読取制御部４２０の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。読取制御部４２０の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。
【００８４】
以上、本発明の一実施形態の一例について説明した。本実施形態によれば、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことができる。
【００８５】
ところで、実際には、光源２００の主走査方向の位置によって輝度にばらつきがあったり、センサーチップ１１０ごとに感度のばらつきがあったりする。そのため、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、チップごとに異なることがある。
【００８６】
この場合、光源点灯時間の調整において、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）よりも前に、他のいずれかの低い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、当該チップの規定出力レンジの最大値に近づく（一致する）又は最大値を超える可能性がある。
【００８７】
例えば、図４を参照する。図４は、本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【００８８】
本図の例では、光源２００の輝度は、最も高い暗時出力レベルＢ［６］を有するチップ６に対応する位置で最も低く、チップ６よりも低い暗時出力レベルＢ［２］を有するチップ２に対応する位置で最も高くなっている。このような場合、チップ２の明時出力レベルＷ［２］が、他のチップと比べて最短時間で、チップ２の規定出力レンジの最大値に近づく。
【００８９】
そこで、本実施形態の変形例では、光源点灯時間Ｔとして、各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、当該チップの規定出力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）までの時間のうち、最短の時間が設定されるようにする。図４では、点灯時間Ｔは、チップ２の明時出力レベルＷ［２］が、チップ２の規定出力レンジの上限（９００ｍＶ）を超えないように、約１０５０ｍＶ（チップ２の暗時出力レベル約１５０ｍＶ＋センサー規定出力レンジ９００ｍＶ）から外れないような値に設定される。
【００９０】
次に、上記のような調整処理を制御する読取制御部４２０の動作を説明する。
【００９１】
図５は、本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。本フローは、例えば、原稿などの読み取りの開始に先立って実行される。なお、Ｓ１〜Ｓ５は、図３のＳ１〜Ｓ５と同様なので説明を省略する。
【００９２】
Ｓ１０では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔで、各チップ１１０の明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、１回目にＳ１０を実行する場合（Ｓ５から遷移した場合）、所定の初期光源点灯時間Ｔを用いる。２回目以降にＳ１０を実行する場合（Ｓ１３から遷移した場合）、Ｓ１３で新しく設定した光源点灯時間Ｔを用いる。所定の初期光源点灯時間Ｔは、例えば、当該点灯時間Ｔ光源２００を点灯した場合に、各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］が、当該チップの規定入力レンジの最大値を超えないような、十分小さな値とすることができる。
【００９３】
そして、読取制御部４２０は、光源２００を光源点灯時間Ｔ点灯し、Ｔ時間経過時点の各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］を取得する。
【００９４】
なお、チップごとの明時出力レベルＷ［ｃ］は、例えば、チップごとに、当該チップ内の各画素の明時出力のうち最大の明時出力レベルとすることができる。チップごとに、当該チップ内の各画素の明時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から明時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００９５】
Ｓ１１では、読取制御部４２０は、各チップ１１０の明時出力レベルＷ［ｃ］と暗時出力レベルＢ［ｃ］の差分のうち、最大の値ＷＢ＿ｍａｘを算出する。具体的には、読取制御部４２０は、チップごとに、Ｓ１０で取得した明時出力レベルＷ［ｃ］から、Ｓ５で取得した暗時出力レベルＢ［ｃ］を減算して、差分ＷＢを算出する。そして、各チップの差分ＷＢのうち、最大の値ＷＢ＿ｍａｘを特定する。
【００９６】
Ｓ１２では、読取制御部４２０は、ＷＢ＿ｍａｘがセンサー規定出力レンジＶｓに十分近付いたか否かを判定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１１で算出したＷＢ＿ｍａｘが、センサー規定出力レンジＶｓ（例えば、９００ｍＶ）に十分近付いた（例えば、一致した、又は所定値以下の差となった）か否かを判定する。十分近付いてない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理をＳ１３に進める。十分近づいた場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、本フローを終了する。なお、１回目でＹＥＳと判定された場合、所定の初期光源点灯時間Ｔを、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。２回目以降でＹＥＳと判定された場合、Ｓ１３で新しく設定した光源点灯時間Ｔを、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。
【００９７】
Ｓ１３では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔ＝Ｔ＊Ｖｓ／ＷＢ＿ｍａｘに設定する。具体的には、読取制御部４２０は、現在設定されている光源点灯時間Ｔに、センサー規定出力レンジＶｓを乗じ、Ｓ１１で算出したＷＢ＿ｍａｘで除することにより、新しい光源点灯時間Ｔを算出し、設定する。そして、処理をＳ１０に戻す。なお、Ｓ５に処理を戻すようにしてもよい。
【００９８】
以上の図５の各処理単位は、読取制御部４２０の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。読取制御部４２０の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。
【００９９】
以上、本発明の一実施形態の変形例について説明した。本実施形態によれば、光源の輝度やセンサーチップの感度にばらつきがある場合であっても、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことができる。
【０１００】
なお、上記の本発明の一実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。多くの代替物、修正および変形例が当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【０１０１】
５０：画像処理装置、１００：イメージセンサー、１１０：センサーチップ、２００：光源、３００：ＡＦＥ回路、３１０：オフセット部、３２０：増幅部、３３０：Ａ／Ｄ変換部、３４０：オフセットレジスター、３５０：ゲインレジスター、４００：コントローラー、４１０：デジタルデータ処理部、４２０：読取制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置と、そのプログラム及びその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーを用いたＣＩＳ（Contact Image Sensor）モジュールを備える画像読取装置などの画像処理装置が知られている。また、ＣＩＳモジュールには、複数のセンサーチップを備え、データ出力をパラレルに行うものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
上記のようなイメージセンサーを備える画像処理装置では、各センサーチップにより読み取られたアナログの画像信号は、例えば、Ａ／Ｄ変換器を備えるアナログフロントエンド（以下「ＡＦＥ」ともいう）回路によりデジタルの画像データに変換される。
【０００４】
ＡＦＥ回路では、例えば、原稿等をスキャンするのに先立って、外部のＣＰＵ（Central Processing Unit）がオフセット調整値やゲイン調整値をレジスターに設定することにより、オフセットやゲインの調整が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、センサーのダイナミックレンジの調整では、例えば、センサーの出力ダイナミックレンジがＡ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジに合うように、ゲイン調整及びオフセット調整が行われる。そして、ゲイン調整及びオフセット調整が行われた状態で、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源の点灯時間が調整される。
【０００７】
より具体的には、例えば、ＣＩＳモジュールに含まれる複数のＣＭＯＳセンサーチップの明時（白）出力レベルが、ターゲット入力レンジの上限から外れないように、光源の点灯時間を調整する。なお、オフセット調整では、ＣＩＳモジュールに含まれる複数のＣＭＯＳセンサーチップの暗時（黒）出力レベルが、ターゲット入力レンジの下限から外れないように、調整される。
【０００８】
しかしながら、一般的に、ＣＭＯＳセンサーでは、各チップの暗時出力には差があり、特に、この差が大きい場合には、各チップの出力ダイナミックレンジを十分に使えない場合がある。これは、例えば、暗時出力が高いチップは、当該暗時出力レベルからＡ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジの上限までの幅が狭くなるため、当該チップの明時出力レベルが当該チップの出力レンジの上限に達する前に、Ａ／Ｄ変換器のターゲット入力レンジの上限に達してしまうからである。また、前記暗時出力が高いチップに合わせて光源点灯時間が設定されると、暗時出力が低い他のチップは、当該他のチップの明時出力レベルが当該他のチップの出力レンジの上限に達する前に、前記光源点灯時間が終了してしまうからである。このように、センサーの出力ダイナミックレンジを十分に使えない場合、画像のＳ／Ｎが低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の第一の態様は、画像処理装置であって、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路と、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための本発明の第二の態様は、上記の第一の態様において、前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、光源を点灯し、光源を点灯している間、最大の暗時出力値を有するセンサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記判定手段は、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達しない間、繰り返し判定を行う、ことを特徴としていてもよい。
【００１３】
また、上記の第二の態様のいずれかにおいて、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達した場合、その時の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１４】
上記の課題を解決するための本発明の第三の態様は、上記の第一の態様において、前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、所定の光源点灯時間で、各センサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、各センサーチップについて明時出力値と暗時出力値との明暗時差分値を算出し、そのうち最大の明暗時差分値を特定する特定手段と、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達しない場合に、前記所定の光源点灯時間、前記センサーチップの規定出力レンジ、及び最大の明暗時差分値に基づいて、前記所定の光源点灯時間よりも長い新光源点灯時間を算出し、前記所定の光源点灯時間の設定を変更する変更手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１６】
また、前記明時出力取得手段、前記特定手段、及び前記判定手段は、前記変更手段により前記所定の光源点灯時間の設定が変更された場合、再度処理を実行する、ことを特徴としていてもよい。
【００１７】
また、上記の第三の態様のいずれかにおいて、前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達した場合、その時の前記所定の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１８】
また、上記の第一〜第三の態様のいずれかにおいて、最小の暗時出力と前記Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジとに基づいてオフセット調整値を算出し、前記回路に設定する手段、を有することを特徴としていてもよい。
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明の第四の態様は、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置のプログラムであって、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段として、前記画像処理装置を機能させることを特徴とする。
【００２０】
上記の課題を解決するための本発明の第五の態様は、複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置の調整方法であって、所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得ステップと、取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出ステップと、所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定ステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の一例に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の一例に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係る調整処理のフロー図である。
【図６】従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係の一例を説明する図である。
【図７】従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係（暗時出力の差が大きい場合）の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態の一例に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２４】
画像処理装置５０は、例えば、スキャナーなどの画像読取装置である。図示するように、画像処理装置５０は、イメージセンサー１００と、光源２００と、ＡＦＥ回路３００と、コントローラー（コントローラー基板）４００とを備える。
【００２５】
イメージセンサー１００は、原稿などの読取信号（ＲＧＢ各色の輝度値を示すアナログデータ）を、ＡＦＥ回路３００に出力する。具体的には、イメージセンサー１００は、光源２００から発せられ原稿などに反射した光を受光し、受光量に応じて蓄積された電荷を電圧として読み出し、ＡＦＥ回路３００に出力する。なお、イメージセンサー１００は、読取制御部４２０から送られるシフトパルスなどの制御信号に基づいて動作する。
【００２６】
イメージセンサー１００は、例えば、主走査方向に並んだ複数（１〜ｎ個）のＣＭＯＳセンサーチップ１１０を含んで構成される。各センサーチップ１１０で蓄積された電荷は、例えば、パラレルでＡＦＥ回路３００に出力される。各センサーチップ１１０のデータは、コントローラー４００により受信され、センサーチップ１１０の順（１〜ｎ）の順に並び替えられ、原稿の画像データとして記憶される。
【００２７】
光源２００は、例えば、赤色（Ｒ）ＬＥＤ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ、青色（Ｂ）ＬＥＤからなり、各ラインの読み取りを行うため、ＲＧＢの３色の光を所定の順序で発生する。なお、光源２００は、読取制御部４２０から送られる制御信号に基づいて動作する。
【００２８】
ＡＦＥ回路３００は、イメージセンサー１００から出力されたアナログデータ（画像信号）を、デジタルデータ（画像データ）に変換し、コントローラー４００に出力する。
【００２９】
例えば、ＡＦＥ回路３００は、図示するように、オフセットレジスター３４０を含むオフセットＤＡＣ（Digital to Analog Converter）と、オフセット部３１０と、増幅部３２０及びゲインレジスター３５０を含むＰＧＡ回路（プログラマブル増幅回路）と、Ａ／Ｄ変換部３３０とを備える。
【００３０】
オフセット部３１０と増幅部３２０は、イメージセンサー１００から供給された画像信号の信号として有効な出力（電圧）レンジを、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定の入力レンジと適合させるために設けられている。
【００３１】
一般的に、オフセット部３１０は、センサーの有効な出力の最小値がＡ／Ｄ変換部３３０の入力レンジの最小値と合うように調整するために用いられる。また、増幅部３２０は、センサーの有効な出力レンジの最大値がＡ／Ｄ変換部３３０の入力レンジの最大値と合うように調整するために用いられる。
【００３２】
具体的には、オフセット部３１０は、例えば、オペアンプなどで構成され、イメージセンサー１００から供給された画像信号と、オフセットレジスター３４０に設定されているオフセット調整値に相当するオフセットＤＡＣの出力オフセット信号と、の差分値を、増幅部３２０に出力する。
【００３３】
増幅部３２０は、例えば、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）などで構成され、オフセット部３１０から出力された画像信号（差分値）を、ゲインレジスター３５０に設定されているゲイン調整値に基づいて増幅して、Ａ／Ｄ変換部３３０に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部３３０は、増幅部３２０から出力されたアナログ信号（増幅後の画像信号）をデジタルデータに変換する。なお、Ａ／Ｄ変換部３３０は、入力値（増幅部３２０から出力されたアナログ信号の値）が負となる場合には、「０」のデータを出力する。そして、Ａ／Ｄ変換部３３０は、コントローラー４００から出力されるクロック信号に同期して、デジタルデータをコントローラー４００に出力する。
【００３５】
オフセットレジスター３４０は、コントローラー４００の読取制御部４２０からの設定を受け付け、オフセット調整値を記憶する。また、オフセットレジスター３４０は、記憶しているオフセット調整値に相当する電圧（オフセット信号）を、オフセット部３１０に供給する。なお、初期値としては、オフセット調整量０となるような設定値、例えば「０」がオフセットレジスター３４０に設定される。
【００３６】
ゲインレジスター３５０は、コントローラー４００の読取制御部４２０からの設定を受け付け、ゲイン調整値を記憶する。また、ゲインレジスター３５０は、記憶しているゲイン調整値を増幅部３２０に供給する。なお、初期値としては、例えば、ＡＦＥ回路３００のターゲット入力レンジ、すなわち、イメージセンサー１００のターゲット出力レンジ（例えば、イメージセンサー１００の規定出力レンジ９００ｍＶの上限と下限に５０ｍＶずつの余裕を含めた１０００ｍＶ）の上限が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ（例えば、２Ｖ）の上限まで増幅されるような倍率（例えば、「２」倍を示す値）が、ゲインレジスター３５０に設定される。
【００３７】
コントローラー４００は、例えば、画像処理装置５０の主要機能を搭載したチップ（ＳｏＣ：System on Chip）で構成される。図示するように、コントローラー４００は、デジタルデータ処理部４１０と、読取制御部４２０とが設けられている。
【００３８】
デジタルデータ処理部４１０は、ＡＦＥ回路３００から出力される画像データを受信し、画像データに対して各種補正処理を行う。例えば、デジタルデータ処理部４１０は、シェーディング補正やガンマ補正を行う。なお、デジタルデータ処理部４１０は、画素単位で各種補正処理を行う。また、各チップに対応する画像データを、原稿に対応する順序に並び替えて記憶する。なお、原稿の画像データは、例えば、ネットワークを介してホストコンピューター（不図示）に送信されたり、画像処理装置５０に接続された持ち運び可能な記憶媒体に出力されたりする。
【００３９】
読取制御部４２０は、画像処理装置５０における画像読取動作を制御する。例えば、読取制御部４２０は、画像処理装置５０における動作のタイミングをとるためのクロック信号などの制御信号を生成し、デジタルデータ処理部４１０、ＡＦＥ回路３００、イメージセンサー１００、光源２００に供給する。
【００４０】
また、読取制御部４２０は、オフセットレジスター３４０のオフセット調整値の算出および設定、ゲインレジスター３５０のゲイン調整値を算出および設定、光源２００の点灯時間の調整を行う。オフセット調整値、ゲイン調整値、光源２００の点灯時間の調整は、ＲＧＢの各色ごとに行われる。なお、調整手法については、詳細に後述する。
【００４１】
読取制御部４２０は、デジタルデータ処理部４１０を介して又は介さずに、ＡＦＥ回路３００から出力される画像データを受信する。従って、例えば、画素ごとのデータ（例えば、階調値）を取得することができ、これらのデータに基づいて、イメージセンサー１００の最も小さい暗時出力レベルや最も高い明時出力レベルを特定することができる。また、チップ１１０ごとに、最も小さい暗時出力レベルや最も高い明時出力レベルを特定したり、平均の暗時出力レベルや平均の明時出力レベルを特定したりすることができる。
【００４２】
また、読取制御部４２０は、オフセット調整値、ゲイン調整値、イメージセンサー１００のセンサー規定出力レンジ、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ、光源点灯時間などの、画像読取制御に必要な各種パラメーターを保持する。そして、読取制御部４２０は、例えば、受信した階調値と、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジと、ゲイン調整値とに基づいて、受信した階調値と対応する電圧レベルを逆算する。
【００４３】
例えば、受信した階調値に対応する電圧レベルをＸ、ゲイン調整値を２、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジを２０００ｍＶ、階調数を０〜２５５、受信した階調値をＹとした場合、式：Ｙ＝Ｘ＊２＊（２５５／２０００）が成り立つ。従って、受信した階調値Ｙが１２７である場合、Ｘは約４９８ｍＶとなる。なお、上記の計算方法は、単純化されたものであり、受信した階調値から元の電圧レベルを求める計算方法はこれに限られない。
【００４４】
以上が、画像処理装置５０の概略構成である。ただし、画像処理装置５０の構成はこれに限定されない。例えば、画像処理装置５０は、複合機、コピー機、などとして機能するための他の構成を有していてもよい。
【００４５】
また、コントローラー４００上の構成要素は、例えば、１つ又は複数のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現することができる。また、コントローラー４００上の構成要素は、例えば、主制御装置であるＣＰＵと、プログラム等が記憶されたＲＯＭと、メインメモリー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ーフェイスと、各構成要素間の通信経路となるシステムバスと、を備えた一般的なコンピューターにより達成することもできる。
【００４６】
また、上記の各構成要素は、画像処理装置５０の構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。画像処理装置５０の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。
【００４７】
次に、本実施形態の理解を深めるため、従来の調整手法について図６〜図７を参照して説明する。
【００４８】
図６は、従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係の一例を説明する図である。
【００４９】
本図では、センサーチップの数が６個（チップ番号ｃ：１〜６）であるものとする。また、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジが２Ｖ、イメージセンサー（各センサーチップ）の規定出力レンジＶｓが９００ｍＶであるものとする。また、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１０００ｍＶをターゲットレンジＶａとする。余裕を持たせているのは、実際には、上限および下限を超える電圧が発生する場合があるからである。
【００５０】
上記のような条件において、ゲイン調整値は、ターゲットレンジＶａが、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジに適合するように設定される。本図では、ゲイン調整値は、２倍（２０００ｍＶ／１０００ｍＶ）に、固定的に設定される。
【００５１】
オフセット調整値は、各チップの暗時出力レベルＢ［１〜６］（例えば、チップ内で最も低い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）のうち、最も低い暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように設定される。本図では、オフセット調整値は、最も低いチップ１の暗時出力レベルＢ［１］が、下ターゲット５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００５２】
光源の点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）時間が設定される。本図では、点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［３］を有するチップ３の明時出力レベルＷ［３］が、上ターゲット９５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００５３】
ここで、仮に、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルが一致すれば、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘ（最も高いＷ［ｃ］と最も低いＢ［ｃ］の差分）は、約９００ｍＶになる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶと概ね等しい。
【００５４】
しかしながら、本図のように、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある（暗時出力レベルが一致しない）場合、光源点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［３］を有するチップ３の明時出力レベルＷ［３］に基づいて設定されることとなる。そのため、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１０００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［３］の差分、約１００ｍＶ）とを減じた値、約８００ｍＶとなる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶより約１００ｍＶ小さい。
【００５５】
図７は、従来のセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係（暗時出力の差が大きい場合）の一例を説明する図である。本図は、図６の場合と比べて、各センサーチップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルの差がさらに大きい場合を示している。
【００５６】
本図では、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１０００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）とを減じた値、約６００ｍＶとなる。この値は、センサー規定出力レンジ９００ｍＶより約３００ｍＶ小さい。
【００５７】
なお、図６及び図７では、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、いずれのチップでもほぼ同じ場合を仮定している。
【００５８】
このように、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある場合、センサー有効出力レンジは、センサー規定出力レンジよりも小さくなり、センサーのダイナミックレンジを有効に使用することができない。
【００５９】
そこで、本実施形態では、上述の従来の調整手法とは異なる特徴的な調整手法を用いる。以下、画像処理装置５０における調整処理について、図２〜図３を用いて詳細に説明する。
【００６０】
図２は、本発明の一実施形態の一例に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【００６１】
本図では、センサーチップ１１０の数が６個（チップ番号ｃ：１〜６）であるものとする。また、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジが２Ｖ、イメージセンサー１００（各センサーチップ１１０）の規定出力レンジＶｓが９００ｍＶであるものとする。
【００６２】
上記のような条件において、オフセット調整値は、各チップの暗時出力レベルＢ［１〜６］（例えば、チップ内で最も低い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）のうち、最も低い暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように設定される。本図では、オフセット調整値は、最も低いチップ１の暗時出力レベルＢ［１］が、下ターゲット５０ｍＶから外れないような値に設定される。５０ｍＶの余裕を持たせているは、実際には、下限を超える電圧が発生する場合があるからである。
【００６３】
ここで、ターゲットレンジＶａを、次のように設定する。すなわち、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶに、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）を加算したレンジ（約１２００ｍＶ）を算出し、そのレンジの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１３００ｍＶをターゲットレンジＶａとする。
【００６４】
また、上記のように算出したターゲットレンジＶａに基づいて、ゲイン調整値が設定される。本図では、ゲイン調整値は、約１．５４倍（２０００ｍｖ／１３００ｍＶ）に設定される。
【００６５】
また、光源の点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）時間が設定される。本図では、点灯時間Ｔは、最も高い暗時出力レベルＢ［６］を有するチップ６の明時出力レベルＷ［６］が、上ターゲット１２５０ｍＶから外れないような値に設定される。
【００６６】
上記のような調整を行うことにより、センサー有効出力レンジＷＢ＿ｍａｘは、ターゲットレンジＶａ（１３００ｍＶ）から、上下それぞれの５０ｍＶの余裕と、暗時出力差分Ｂ＿ｄｉｆｆ（例えば、最も低いＢ［１］と最も高いＢ［６］の差分、約３００ｍＶ）とを減じた値、約９００ｍＶとなる。この値は、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶと概ね等しい。
【００６７】
なお、図２では、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、いずれのチップでもほぼ同じ場合を想定している。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、各チップの出力レンジの上限レベル及び下限レベルに差がある場合であっても、センサー有効出力レンジをセンサー規定出力レンジとできる限り等しくすることができ、センサーのダイナミックレンジを有効に使用することができる。
【００６９】
次に、上記のような調整処理を制御する読取制御部４２０の動作を説明する。
【００７０】
図３は、本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。本フローは、例えば、原稿などの読み取りの開始に先立って実行される。
【００７１】
Ｓ（ステップ）１では、読取制御部４２０は、初期ゲイン調整値で、各チップ１１０の暗時出力Ｂ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、初期ターゲットレンジＶａ（例えば、センサーの規定出力レンジ９００ｍＶの上下にそれぞれ５０ｍＶの余裕を持たせた１０００ｍＶ）を設定するとともに、初期ゲイン調整値（例えば、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ２Ｖ／初期ターゲットレンジ１０００ｍＶ）をゲインレジスター３５０に設定する。また、光源２００を消灯したまま、各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］を取得する。
【００７２】
なお、チップごとの暗時出力レベルＢ［ｃ］は、例えば、チップごとに、当該チップ内の各画素の暗時出力のうち最小の暗時出力レベルとすることができる。チップごとに、当該チップ内の各画素の暗時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から暗時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００７３】
Ｓ２では、読取制御部４２０は、最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］に基づいて、オフセットを調整する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で取得した各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］の中から最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。また、読取制御部４２０は、特定した最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの最小値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）ように、オフセット調整値を算出し、オフセットレジスター３４０に設定する。なお、余裕を持たせるため、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最小値よりも大きい値をターゲットとして、オフセット調整値を算出してもよい。
【００７４】
Ｓ３では、読取制御部４２０は、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］と最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］の差分Ｂ＿ｄｉｆｆを算出する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で取得した各チップ１１０の暗時出力レベルＢ［ｃ］の中から、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］と最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。そして、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］から最小の暗時出力レベルＢ［ｃ］を減算して、差分Ｂ＿ｄｉｆｆを算出する。
【００７５】
Ｓ４では、読取制御部４２０は、ターゲットレンジＶａ＝Ｖａ＋Ｂ＿ｄｉｆｆと設定し、ゲインを調整・設定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１で設定した初期ターゲットレンジＶａ（例えば、１０００ｍＶ）に、Ｓ３で算出したＢ＿ｄｉｆｆ（例えば、３００ｍＶ）を加算することにより、新しいターゲットレンジＶａを算出する。また、読取制御部４２０は、新しいターゲットレンジＶａとＡ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジとに基づいて、新しいゲイン調整値を算出し（例えば、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジ２Ｖ／新しいターゲットレンジ１３００ｍＶ）、ゲインレジスター３５０に設定する。
【００７６】
Ｓ５では、読取制御部４２０は、各チップ１１０の暗時出力Ｂ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ４で設定した新しいゲイン調整値で、光源２００を消灯したまま、各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］を取得する。
【００７７】
なお、Ｓ５では、読取制御部４２０は、オフセットの調整を行ってもよい。
【００７８】
Ｓ６では、読取制御部４２０は、光源２００の点灯を点灯する。
【００７９】
Ｓ７では、読取制御部４２０は、最大のＢ［ｃ］を有するチップの明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ５で取得した各チップの暗時出力レベルＢ［ｃ］のうち、最大の暗時出力レベルＢ［ｃ］を特定する。そして、当該最大のＢ［ｃ］を有するチップの明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。
【００８０】
なお、チップの明時出力レベルＷ［ｃ］は、例えば、当該チップ内の各画素の明時出力のうち最大の明時出力レベルとすることができる。当該チップ内の各画素の明時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から明時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００８１】
Ｓ８では、読取制御部４２０は、明時出力Ｗ［ｃ］がＡ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの上限に十分近付いたか否かを判定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ７で取得した明時出力Ｗ［ｃ］が、Ａ／Ｄ変換部３３０の規定入力レンジの最大値に近づいた（例えば、一致した、又は所定値以下の差となった）か否かを判定する。なお、余裕を持たせるため、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値よりも小さい値をターゲットとして、判定してもよい。十分近づいた場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理をＳ９に進める。十分近付いてない場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理をＳ７に戻す。
【００８２】
Ｓ９では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔを設定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ８でＹＥＳと判定した時の明時出力Ｗ［ｃ］と対応する光源点灯時間（Ｓ７で最後に明時出力Ｗ［ｃ］を取得した時の光源点灯時間）を、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。そして、光源２００を消灯して、本フローを終了する。
【００８３】
以上の図３の各処理単位は、読取制御部４２０の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。読取制御部４２０の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。
【００８４】
以上、本発明の一実施形態の一例について説明した。本実施形態によれば、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことができる。
【００８５】
ところで、実際には、光源２００の主走査方向の位置によって輝度にばらつきがあったり、センサーチップ１１０ごとに感度のばらつきがあったりする。そのため、出力レベルと光源点灯時間の関数、すなわち、光源点灯時間増加に伴う出力レベルの増加量が、チップごとに異なることがある。
【００８６】
この場合、光源点灯時間の調整において、最も高い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、Ａ／Ｄ変換部の規定入力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）よりも前に、他のいずれかの低い暗時出力レベルＢ［ｃ］を有するチップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、当該チップの規定出力レンジの最大値に近づく（一致する）又は最大値を超える可能性がある。
【００８７】
例えば、図４を参照する。図４は、本発明の一実施形態の変形例（光源輝度の差を考慮した場合）に係るセンサー有効出力レンジとターゲットレンジの関係を説明する図である。
【００８８】
本図の例では、光源２００の輝度は、最も高い暗時出力レベルＢ［６］を有するチップ６に対応する位置で最も低く、チップ６よりも低い暗時出力レベルＢ［２］を有するチップ２に対応する位置で最も高くなっている。このような場合、チップ２の明時出力レベルＷ［２］が、他のチップと比べて最短時間で、チップ２の規定出力レンジの最大値に近づく。
【００８９】
そこで、本実施形態の変形例では、光源点灯時間Ｔとして、各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］（例えば、チップ内で最も高い値、あるいはチップ内の全画素の平均値など）が、当該チップの規定出力レンジの最大値に近づく（例えば、一致する、又は所定値以下の差となる）までの時間のうち、最短の時間が設定されるようにする。図４では、点灯時間Ｔは、チップ２の明時出力レベルＷ［２］が、チップ２の規定出力レンジの上限（９００ｍＶ）を超えないように、約１０５０ｍＶ（チップ２の暗時出力レベル約１５０ｍＶ＋センサー規定出力レンジ９００ｍＶ）から外れないような値に設定される。
【００９０】
次に、上記のような調整処理を制御する読取制御部４２０の動作を説明する。
【００９１】
図５は、本発明の一実施形態の一例に係る調整処理のフロー図である。本フローは、例えば、原稿などの読み取りの開始に先立って実行される。なお、Ｓ１〜Ｓ５は、図３のＳ１〜Ｓ５と同様なので説明を省略する。
【００９２】
Ｓ１０では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔで、各チップ１１０の明時出力Ｗ［ｃ］を取得する。具体的には、読取制御部４２０は、１回目にＳ１０を実行する場合（Ｓ５から遷移した場合）、所定の初期光源点灯時間Ｔを用いる。２回目以降にＳ１０を実行する場合（Ｓ１３から遷移した場合）、Ｓ１３で新しく設定した光源点灯時間Ｔを用いる。所定の初期光源点灯時間Ｔは、例えば、当該点灯時間Ｔ光源２００を点灯した場合に、各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］が、当該チップの規定入力レンジの最大値を超えないような、十分小さな値とすることができる。
【００９３】
そして、読取制御部４２０は、光源２００を光源点灯時間Ｔ点灯し、Ｔ時間経過時点の各チップの明時出力レベルＷ［ｃ］を取得する。
【００９４】
なお、チップごとの明時出力レベルＷ［ｃ］は、例えば、チップごとに、当該チップ内の各画素の明時出力のうち最大の明時出力レベルとすることができる。チップごとに、当該チップ内の各画素の明時出力の平均を採用してもよい。また、階調値から明時出力レベル（ｍＶ）への変換は、上述したように、所定の演算式により算出することができる。
【００９５】
Ｓ１１では、読取制御部４２０は、各チップ１１０の明時出力レベルＷ［ｃ］と暗時出力レベルＢ［ｃ］の差分のうち、最大の値ＷＢ＿ｍａｘを算出する。具体的には、読取制御部４２０は、チップごとに、Ｓ１０で取得した明時出力レベルＷ［ｃ］から、Ｓ５で取得した暗時出力レベルＢ［ｃ］を減算して、差分ＷＢを算出する。そして、各チップの差分ＷＢのうち、最大の値ＷＢ＿ｍａｘを特定する。
【００９６】
Ｓ１２では、読取制御部４２０は、ＷＢ＿ｍａｘがセンサー規定出力レンジＶｓに十分近付いたか否かを判定する。具体的には、読取制御部４２０は、Ｓ１１で算出したＷＢ＿ｍａｘが、センサー規定出力レンジＶｓ（例えば、９００ｍＶ）に十分近付いた（例えば、一致した、又は所定値以下の差となった）か否かを判定する。十分近付いてない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理をＳ１３に進める。十分近づいた場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、本フローを終了する。なお、１回目でＹＥＳと判定された場合、所定の初期光源点灯時間Ｔを、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。２回目以降でＹＥＳと判定された場合、Ｓ１３で新しく設定した光源点灯時間Ｔを、原稿の読み取り等に使用する光源点灯時間Ｔとして設定する。
【００９７】
Ｓ１３では、読取制御部４２０は、光源点灯時間Ｔ＝Ｔ＊Ｖｓ／ＷＢ＿ｍａｘに設定する。具体的には、読取制御部４２０は、現在設定されている光源点灯時間Ｔに、センサー規定出力レンジＶｓを乗じ、Ｓ１１で算出したＷＢ＿ｍａｘで除することにより、新しい光源点灯時間Ｔを算出し、設定する。そして、処理をＳ１０に戻す。なお、Ｓ５に処理を戻すようにしてもよい。
【００９８】
以上の図５の各処理単位は、読取制御部４２０の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。読取制御部４２０の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。
【００９９】
以上、本発明の一実施形態の変形例について説明した。本実施形態によれば、光源の輝度やセンサーチップの感度にばらつきがある場合であっても、センサーの出力ダイナミックレンジをより有効に使うことができる。
【０１００】
なお、上記の本発明の一実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。多くの代替物、修正および変形例が当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【０１０１】
５０：画像処理装置、１００：イメージセンサー、１１０：センサーチップ、２００：光源、３００：ＡＦＥ回路、３１０：オフセット部、３２０：増幅部、３３０：Ａ／Ｄ変換部、３４０：オフセットレジスター、３５０：ゲインレジスター、４００：コントローラー、４１０：デジタルデータ処理部、４２０：読取制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、
光源と、
前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路と、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、
光源を点灯し、光源を点灯している間、最大の暗時出力値を有するセンサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、
前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達したか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記判定手段は、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達しない間、繰り返し判定を行う、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像処理装置であって、
前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達した場合、その時の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、
所定の光源点灯時間で、各センサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、
各センサーチップについて明時出力値と暗時出力値との明暗時差分値を算出し、そのうち最大の明暗時差分値を特定する特定手段と、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達したか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理装置であって、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達しない場合に、前記所定の光源点灯時間、前記センサーチップの規定出力レンジ、及び最大の明暗時差分値に基づいて、前記所定の光源点灯時間よりも長い新光源点灯時間を算出し、前記所定の光源点灯時間の設定を変更する変更手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理装置であって、
前記明時出力取得手段、前記特定手段、及び前記判定手段は、前記変更手段により前記所定の光源点灯時間の設定が変更された場合、再度処理を実行する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項５〜７いずれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達した場合、その時の前記所定の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか一項に記載の画像処理装置であって、
最小の暗時出力と前記Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジとに基づいてオフセット調整値を算出し、前記回路に設定する手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置のプログラムであって、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段として、
前記画像処理装置を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置の調整方法であって、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得ステップと、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出ステップと、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定ステップと、
を含むことを特徴とする調整方法。
【請求項１】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、
光源と、
前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路と、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、
光源を点灯し、光源を点灯している間、最大の暗時出力値を有するセンサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、
前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達したか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理装置であって、
前記判定手段は、前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達しない間、繰り返し判定を行う、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像処理装置であって、
前記明時出力値が前記センサーチップの規定出力レンジの最大値に達した場合、その時の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記新ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第二の暗時出力取得手段と、
所定の光源点灯時間で、各センサーチップの明時出力値を取得する明時出力取得手段と、
各センサーチップについて明時出力値と暗時出力値との明暗時差分値を算出し、そのうち最大の明暗時差分値を特定する特定手段と、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達したか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理装置であって、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達しない場合に、前記所定の光源点灯時間、前記センサーチップの規定出力レンジ、及び最大の明暗時差分値に基づいて、前記所定の光源点灯時間よりも長い新光源点灯時間を算出し、前記所定の光源点灯時間の設定を変更する変更手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理装置であって、
前記明時出力取得手段、前記特定手段、及び前記判定手段は、前記変更手段により前記所定の光源点灯時間の設定が変更された場合、再度処理を実行する、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項５〜７いずれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記最大の明暗時差分値が前記センサーチップの規定出力レンジに達した場合、その時の前記所定の光源点灯時間を画像読み取りに使用する光源点灯時間として設定する点灯時間設定手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか一項に記載の画像処理装置であって、
最小の暗時出力と前記Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジとに基づいてオフセット調整値を算出し、前記回路に設定する手段、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置のプログラムであって、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得手段と、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出手段と、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定手段として、
前記画像処理装置を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
複数のセンサーチップを備えるイメージセンサーと、光源と、前記イメージセンサーからの入力信号を受け付けオフセット調整、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換を行う回路とを有する画像処理装置の調整方法であって、
所定の初期ゲイン値で、各センサーチップの暗時出力値を取得する第一の暗時出力取得ステップと、
取得した前記センサーチップの暗時出力値のうち最大の暗時出力値と最小の暗時出力値との暗時差分値を算出する算出ステップと、
所定の初期ターゲットレンジに前記暗時差分値を加算することにより、新ターゲットレンジを設定し、Ａ／Ｄ変換の規定入力レンジと前記新ターゲットレンジとに基づいて新ゲイン値を算出し、前記回路に設定するゲイン設定ステップと、
を含むことを特徴とする調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０４８５１（Ｐ２０１２−２０４８５１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４４８６（Ｐ２０１１−６４４８６）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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