JPH0267880A - イメージセンサ駆動方式 - Google Patents

イメージセンサ駆動方式

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JPH0267880A
JPH0267880A JP63219969A JP21996988A JPH0267880A JP H0267880 A JPH0267880 A JP H0267880A JP 63219969 A JP63219969 A JP 63219969A JP 21996988 A JP21996988 A JP 21996988A JP H0267880 A JPH0267880 A JP H0267880A
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Toshio Hayashi
俊男 林
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスキャナやファックスの様に、COD等のイメ
ージセンサにより光電的に画像を読み取るイメージセン
サ駆動方式に関する。
〔従来の技術〕
CCDラインセンサ等のイメージセンサにより原稿画像
を光電的に読み取り画像を電気的に処理する装置が数々
提案されている。
また、色画像を読取るために、周期的に赤(R)。
緑(G)、青(B)の色分解フィルタが付けられたフォ
トダイオードアレイを備えたカラーイメージセンサも提
案されている。
この様なラインセンサは一般的に第8図の如(ρ構成で
ある。
ここで、PDはライン状に配列された複数のフォトダイ
オードを有するフォトダイオードアレイ、CCDAおよ
びCCD  Bは、それぞれ奇数番目および偶数番目の
フォトダイオードに対応し、各フォトダイオードに蓄積
された信号電荷を転送するCODアナログシフトレジス
タ、Oは出力段であり、CCDAおよびCCD  Bに
より2チヤンネルに分離されて転送されてきた信号を1
チヤネンルに合成してビデオ信号Vを発生する。
この様な、ライン方向にR,G、Bのフィルタが順次付
けられたCCDCCDラインセンサ作させるためには、
一般には第9図に示すタイミングで、要があるため、リ
セットパルスR3を出力段0に加え、フローティングキ
ャパシタの電圧をキャンセルする。
シフトパルスSHはシフト電極をON、OFFさせるパ
ルスで、これをONさせると感光部であるフォトダイオ
ードアレイPDの信号電荷は、転送部であるCCDシフ
トレジスタCCD  A、CCD  Bに総べて移送さ
れる。シフト電極をOFFした後、信号電荷は転送パル
スφ1.φ2によりCCDシフトレジスタCCD  A
、CCD  Bを順次転送される。
CODシフトレジスタは転送パルスφ1.φ2の1周期
で信号電荷を1段転送し、転送された信号電荷は出力段
0のフローティングキャパシタに流入する。流入した電
荷はV = q / c分だけフローティングキャパシ
タの電圧を変化させる。この電圧変化は負荷抵抗に流れ
る電流を変化させて、電圧の信号O8として出力される
次の画素の信号電荷検出のためには、フローティングキ
ャパシタの電圧を初期状態にもどす必なる。有効信号は
R,G、 Bの各画素信号が順次出力され、連続するR
、 G、  83画素を1組として、1組に相当する原
稿上のエリアの色分解を行う。有効信号は1560ビツ
ト、即ち520組であり、全有効信号が出力された後、
次のSHパルスまで、ダミービットのデータが出力され
る。
第1図示のCCDラインセンサから出力されたアナログ
画像信号O8をディジタル画像信号に変換するまでの信
号処理手順を第10図により説明する。
CCDランセンサlで読み取られた画像信号は直流成分
が加算されているので増幅部2内のDCカット部101
で直流成分を除去した後サンプル・ホールド回路102
により信号が各画素毎にサンプルホールドされ、アンプ
部103にて信号増幅される。増幅された信号には、ノ
イズである微少の直流成分が加算されているので、DC
カット部104で、この直流成分を除去する。ノイズ除
去された増幅信す 号は、A/D変換器3に入力され、各画素毎にアシログ
ディジタル変換される。
〔発明が解決し7うとしている問題点〕しかしながら、
上記従来例による駆動方式においては、R,G、  8
1組の画像信号をY、  M、 C。
Bk (Yはイエロ、Mはマゼンタ、Cはシアン、 B
k内でのデータを出力する必要がある。
このとき、例えばφ8.φ2が基本クロックであるシス
テムクロック5CLKを4分周したものであると、R,
G、 Bの3色分の信号読出しに5CLK12クロツク
を要す。よってY、M、CBkの4色のプリントデータ
を送出することを考えると、1色あたり3クロツクで送
出しなければならない。
または、φ1.φ2がシステムクロック5CLKを8分
周したものであれば、1色あたり6クロツク4色のプリ
ントデータを送出する計算になるが、1色あたりのクロ
ックは3.6.9. 12・・・というような3逓倍ク
ロックになる。
ところが、例えば画像再生部において、最も一般的であ
る4×4のドツトマトリックス内に打つY。
M、C,Bkのドツト数により色調を表現するという手
法を用いる場合、R,G、  81組の画像信号の読出
しに付き、プリントデータが2値、多値にかかわらず、
Y、M、C,Bkを各4ビツト計16ビツトのプリント
データを送出される。
このとき、前述の如く1色あたり6クロツクでデータ転
送する場合には、Y、M、C,Bkの各4色ビットデー
タに無効ビット2ビツトを付加し、1色あたり6クロツ
クで転送する方法が考えられるが、転送されるデータの
33%が無効であるので、データの転送効率が良くなく
好ましくない。
この問題を解決するためには、システムクロック5CL
Kとは別個にデータ転送用の第2の発振回路を設ける必
要があり、さらに第2の発振回路のクロックはシステム
クロック5CLKに完全の同期させねばならない。
さらに、白色原稿等を読み取った場合には、第10図に
示したアンプ部103の出力信号は、白色原稿の様にR
,G、  Bの信号の大きさが一様である状態が連続す
ると信号が直流信号に近似するため、DCカット部10
4で画像信号の一部までもが除去されてしまう。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、フォトダイ
オードアレイで光電変換・蓄積した信号電荷をアナログ
シフトレジスタで転送し、順次読出しを行うl イメージセンサのアナログシフトレジスタにおいて電荷
転送を行わしめるためのクロックパルスを周期的に間引
いて供給するとするイメージセンサ駆動方式を提供する
ものである。
〔実施例〕
第1図は本発明を適用したカラー画像読取装置のブロッ
ク図である。1は第8図示と同様にフォトダイオードア
レイとアナログシフトレジスタを有し、カラー画像を読
み取るR、 G、 Bストライプフィルタ付CCDカラ
ーイメージセンサで、その構成は第2図の様になってい
る。
2は第10図と同様にCCDカラーイメージセンサlの
アナログ画像信号を増幅する増幅部である。3は増幅部
2によって増幅されたアナログ画像信号を各画素毎にデ
ィジタル画素信号に変換するA/D変換器、4−1〜4
−4はA/D変換器3から画素毎にシリアルに出力され
るディジタル画素信号を1画素データ毎にサンプルする
ラッチ、5はラッチ4−2゜4−3.4−4の出力デー
タを4画素毎にサンプルするラッチ、12はラッチ4−
1〜4−4.5のラッチタイミングを制御するラッチ信
号発生回路、6はラッチ5の出力データに応じたY、M
、C,Bkの画像信号を予め格納されている変換テーブ
ルを用いて出力するROM、7はROMから出力される
Y。
M、C,Bkの各画像信号をシリアルデータに変換する
シフトレジスタ、13はシステムクロック5CLKに基
づいてシフトレジスタ7のシフトクロックを発生するシ
フトクロック発生回路、8はインターフェース信号を発
生するシグナルジェネレータである。9は所定周期のシ
ステムクロック5CLKを発生する発振器、10はシス
テムクロック5CLKをカウントしてシフトパルスSH
を発生するカウンタ、11はシステムクロッjSCLK
及びシフトパルスSHに基づいて転送パルスφ1.φ2
及びリセットパルスRSを発生するタイミング信号発生
回路である。
第2図はCCDカラーイメージセンサ1の構成を示し、
主走査方向に画素毎にRフィルタ41.Gフィルタ42
.Bフィルタ43が順次繰り返しつけられているもので
ある。
このCODカラーイメージセンサlで読み取った信号は
連続するR、 G、  Bの3画素を1組として取扱い
、ROM6は3画素分のエリアに相当するYMCBk各
々1データを出力する。
第3図はタイミング信号発生回路11の構成図であり、
81はTI社の74LS163等の4ビツトカウンタ、
82はTI社74L374等のSET端子付Dタイプフ
リップフロップ、83はNANDゲート、85に基づい
て、第4図の如く動作して転送パルスφ1゜φ2及びリ
セットパルスR3を形成する。
第3図示のタイミング信号発生回路はシステムクロック
5CLKを4分周したクロックを基本としてパルス形成
する。そして転送パルスφ1.φ2は4パルス当り1パ
ルスが間引かれて出力される。
従って、この転送パルスφ1.φ2にてCCDカラーイ
メージセンサ1を駆動するとCCDアナログシフトレジ
スタのシフト動作が4回当り1回停止し、R,G、 B
の画素出力が順次行われた後CCDカラーイメージセン
サlの画素信号出力端子には第5図に示すようにダミー
の出力があられれる。
このようなタイミング信号によって駆動されるCCDカ
ラーイメージセンサ1に読み取られたカラー画像信号は
主走査方向に順次出力され、増幅部2で増幅された後、
A/D変換器3に入力され、4ビツトの画像信号に変換
される。この信号はラッチ4−1〜4−4によりダミー
画素を含む連続した4画素分のデータが保持されラッチ
2−4〜4−4から3画素分のデータR,G、 Bラッ
チ5に入力する。ラッチ信号発生回路12からのラッチ
4とラッチ5のラッチライミグは第6図の様になってお
り、ダミー画素がラッチ4−1にラッチされた後にラッ
チ5がデータラッチ動作する。ラッチ5にラッチされた
R、 G。
Bの画素データはそれぞれROM6の所定のアドレスに
入力される。
ROM6は、入力されたR、  G、  Bのデータを
補色変換、マスキング等を全て考慮したY、  M、 
C。
Bkの各色4ビット計16ビツトの多値データに変換す
る。ROM6から出力される16ビツトのパラレルデー
タは、第7図の様にビット割りっけが成されており、1
6ビツトシフトレジスタ7により、上位からシリアルデ
ータVDに変換される。
シフトレジスタ7のシフトクロックのタレミグ及びシフ
トレジスタ7の出力タイミングは第6図に示すとおりで
ある。第5図に示す画像データとシステムクロックS 
CL Kとの関係からもわかるように、データ転送りロ
ックであるころのシフトレジスタ5CLKから容易に生
成できる。
Y、M、C,Bkの各色4ビット信号は、ポスト側でシ
リアル・パラレル交換され、4×4のドツトと マリクス内に打つドツト数のデータとして処理される。
このシリアルデータVDはシグナルジェネレータより発
生するインターフェース信号に同期して外部に出力され
る。
以上説明したよなCCDイメージセンサ駆動方式をとれ
ば、システムクロックと別個にデータ転送用の第2の発
振回路を設けることな(R,G、 B各1データ計3ビ
ットの読み出しを行いながらY、 M。
C,Bkの各1データ、計4つの4×4ドツトマトリツ
クスデータを効率良く送出できる。
さらに、増幅部2におけるアンプ部103の出力には、
4画素中に必ず黒レベルに相当する信号が入力するので
R,G、 Bの信号の大きさが一様である状態が連続し
ても信号が直流信号に近似するのは黒色原稿を読み取っ
たときだけである。
このときの信号レベルは零であるので、DCカット部1
04において過剰にノイズ除去がなされても画像信号に
影響しないので、白レベルから黒レベルまで良好なノイ
ズ除去が行われる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、イメージセンサのアナログシフト
レジスタにおいて電荷転送を行わしめるためのタロツク
パルスを周期的に間引いてセンサを駆動するよう制御し
たので、システムクロックと別個にデータ転送用の発振
回路を付加することな(、R,G、B各1データ計3デ
ータの読み出しを行いながら、読取り信号に処理を行い
ながら処理信号を効率良く送出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカラー画像処理装置のブロック図、第2図はカ
ラーイメージセンサのR,G、  Bフィルタの構成を
示す図、第3図はタイミングパルス発生回路の構成図、
第4図は第3図の回路のタイミングチャート図、第5図
はCODカラーイメージセンサの駆動パルスのタイミン
グチャート図、第6図はラッチ及びシフトレジスタの駆
動タイミングを示す図、第7図はROMから出力される
データのビット割りつけを示す図、第8図はラインセン
サの構成図、第9図は従来のセンサの駆動パルスタイミ
ングチャート図、第10図はアナログ信号処理を説明す
る図である。 lはCODカラーイメージセンサ、2は増幅器、3はA
/Dコンバータ、4−1.4−2.4−3.1−4はラ
ッチ、5はラッチ、6はROM、7はシフトレジスタで
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)フォトダイオードアレイで光電変換・蓄積した信
    号電荷をアナログシフトレジスタで転送し、順次読出し
    を行うイメージセンサのアナログシフトレジスタにおい
    て電荷を行わしめるためのクロックパルスを周期的に間
    引いて供給することを特徴とするイメージセンサ駆動方
    式。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項において、前記フオト
    ダイオードアレイには所定周期で色分解用のフィルタが
    付けられていることを特徴とするイメージセンサ駆動方
    式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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