JPH03273760A - 画像読取装置 - Google Patents

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〕 本発明は複数のイメージセンサを用いて画像の読み取り
を行なう画像読取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、画像読取りに使用されるイメージセンサとし
て、１ラインのイメージセンサにストライブタイプの色
フィルタを設け、色分解信号を時分割に点順次で読み出
すようにしたものが知られている。

例えば、Ａ４長手幅の２９７ｍｍ原稿を読み取る場合、
シリコン結晶型のイメージセンサが高速読み取りに適し
ているが、シリコン結晶型イメージセンサは製造上の制
約から長尺タイプを１チツプで作ることは困難であるの
で、複数本のシリコン結晶型イメージセンサを物理的に
所定位置に配置して１ラインセンサが構成されている。

また、イメージセンサ出力信号に含まれる各種駆動パル
スリークノイズ、特に、リセットパルスリークノイズお
よび転送りロックのクロスポイントにおけるトランジェ
ントノイズを除去し、高速読取りをした場合の高負荷容
量によるイメージセンサ出力信号の波形なまりの影響を
除去し、Ａ／Ｄ変換器において安定にサンプリングを行
なうために、従来より、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回
路を用いて安定レベル信号に変換する方法が知られてい
る。

さらに、イメージセンサ出力信号の基準レベルを安定化
するために、イメージセンサの暗出力部を所定電位に固
定する直流再生（クランプ）回路が用いられてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例では、長尺タイプイメージセ
ンサが複数チップで構成されているため、各チップの切
断面のエツジから反射光がイメージセンサ暗出力部へ漏
れ込み、レベルが変化していた。これをＳ／Ｈ回路によ
りサンプルホールドし、クランプ回路により暗出力部を
所定電位に固定するため、相対的に有効画像レベルが変
化していた。

ここで、イメージセンサのあるチップの暗出力部に相当
する部分に原稿画像の白に相当する明光がくると、水平
走査方向の濃度変化となり、各チップに相当する画像間
で濃度レベル差が発生するといった問題点があった。

本発明の目的は、上記のような問題点に鑑み、原稿画像
の如何にかかわらず、各チャンネル間で濃度レベル差の
発生しない画像読取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 このような目的を達成するために、本発明は、画像情報
を記録した記録媒体からの光信号を電気信号に変換する
光電変換手段を有する画像読取装置において、前記光電
変換手段により光電変換して得られる点順次ビデオ信号
をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、該サ
ンプルホールド手段に人力されるサンプルパルスのうち
前記光電変換手段の暗出力部に相当する区間はサンプル
パルスの入力を休止するサンプルパルス生成手段とを具
備したことを特徴とする。

さらに、本発明は、前記サンプルホールド手段の出力の
うち前記光電変換手段の暗出力部のサンプルパルス休止
区間に相当する信号レベルを所定電位に直流再生する直
流再生手段を具備したことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明では、光電変換手段により光電変換して得られる
点順次ビデオ信号をサンプルホールド手段によりサンプ
ルホールドし、サンプルホールドする際に、光電変換手
段の暗出力部に相当する区間のサンプルパルスの入力を
サンプルパルス生成手段により休止し、さらに、サンプ
ルホールド手段の出力のうち光電変換手段の暗出力部の
サンプルパルス休止区間に相当する信号レベルを直流再
生手段により所定電位に直流再生し、光電変換手段の暗
出力部への漏れ光によるレベル変化の影響をなくし、各
チャンネル間で濃度レベル差を抑制することが可能とな
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例である画像読取
装置について詳細に説明する。

第１図はカラー画像読取装置の信号処理ブロックの一例
を示す。原稿はまず露光ランプにより照射され、反射光
は原稿走査ユニット３内のカラー読み取りセンサ６によ
り画像ごとに色分解されて読み取られ、プリアンプ８で
所定レベルに増幅される。７はカラー読み取りセンサを
駆動するためのパルス信号を供給するＣＣＤ　ドライバ
であり、必要なパルス源はシステムコントロールパルス
ジェネレータ１６で生成されている。

第２図および第３図は、カラー読み取りセンサおよび駆
動パルスを示す。ここで、第２図は本実施例で使用され
るカラー読み取りセンサを示し、主走査方向を５分割し
て読み取るべく６３．５μｍ１画素として、９６０画素
、すなわち、本図に示すように１画素を主走査方向にＢ
、Ｇ、Ｒで３分割しているので、トータル９６０　Ｘ　
３　＝　２８８０の有効画素数を有する。一方、各チッ
プ１８〜２２は同一セラミック基板上に形成され、セン
サの１．３．５番目（１８，２０，２２）は同一ライン
ＬＡ上に、２，４番目（１９，２１）はＬＡとは４ライ
ン分（６３，５μｍ　Ｘ　４　＝２５２μｍ）だけ離れ
たラインＬＢ上に配置され、原稿読み取り時には、矢印
ＡＬ方向に走査される。

各５つのＣＣＤにおいて、１，３．５番目は駆動パルス
群０ＤＲＶ５０１　ニヨリ、２，４番目はＥＤＲＶ５０
２によりそれぞれ独立にかつ同期して駆動される。

０ＤＲＶ５０１に含まれ６０φｌＡ、０＄２Ａ、ＯＲ３
とＥＤＲＶ５０２に含まれるＥφＩＡ、　Ｅφ２Ａ、　
ＥＲ３は、それぞれ各センサ内での電荷転送りロック、
電荷リセットパルスであり、１，３．５番目と２，４番
目との相互干渉やノイズ制限のため、互いにジッタのな
いように全く同期して生成される。このため、これらパ
ルスは１つの基準発振源０５ＣＩ？（第１図参照）から
生成されている。

第４図は０ＤＲＶ５０１．ＥＤＲＶ５０２を生成する回
路ブロック、第５図はそのタイミングチャートであり、
第１図示のシステムコントロールパルスジェネレータ１
６に含まれている。

単一の０３Ｃ１７より発生される原クロックＣＬＫφを
分周したクロックにφ５４６は、０ＤＲＶとＥＤＲＶの
発生タイミングを決める基準信号５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ
３を生成するクロックである。基準信号５ＹＮＣ２，５
ＹＮＣ３はＣＰＵバスに接続された信号線５５０により
設定されるプリセッタブルカウンタ２４．２５の設定値
に応じて出力タイミングが決定され、５ＹＮＣ２，５Ｙ
ＮＣ３は分周器２６．２７および駆動パルス生成部２８
．２９を初期化する。

すなわち、本ブロックに入力されるＨ３ＹＮＣ５４４を
基準として、全て１つの発振源Ｏ８Ｃより出力されるＣ
ＬＫφ、および全て同期して発生している分周クロック
により生成されているので、０ＤＲＶ５０１とＥＤＲＶ
５０２のそれぞれのパルス群は、全くジッタのない同期
した信号として得られ、センサ間の干渉による信号の乱
れを防止できる。

ここで、互いに同期して得られたセンサ駆動パルス０Ｄ
ＲＶ５０１は、１，３．５番目のセンサに、ＥＤＲＶ５
０２は２，４番目のセンサに供給され、各センサ１８．
１９．２０．２１．２２からは駆動パルスに同期してビ
デオ信号ｖ１〜Ｖ５が独立に出力され、第１図に示す各
チャンネルごとに独立のプリアンプ８により所定の電圧
値に増幅され、同軸ケーブル５０８〜５１２を通して第
３図に示す０Ｏ３５３８のタイミングで、Ｖｌ、Ｖ３．
Ｖ５（７）信号がそれぞれ送出され、ＥＯＳ５４３のタ
イミングで、Ｖ２．Ｖ４の信号がそれぞれ送出されてビ
デオ処理ユニットに入力される。

前述した５チツプの等倍型カラーセンサにより読み取ら
れたアナログカラー画像信号は、各チャンネルごとに第
１図に示すアナログ信号処理回路９にそれぞれ入力され
る。各チャンネルに対応する信号処理回路は同一回路で
あるので、チャンネル１　（ｃｈｉ）の回路に関し、第
７図に示す処理ブロック図を参照して、第８図のタイミ
ングチャートとともに説明する。

人力されるアナログカラー画像信号は、第７図に示す５
ｉＧＡのようにＢ−４Ｇ−１Ｒの順であり、かつ、２８
８０画素の有効画素以外に、有効画素前に１２画素のカ
ラーセンサのホトダイオードと接続されていない空転送
部、４８８画素ホトダイオード上にアルミニウムで遮蔽
した暗出力部（オプティカルブラック）、１２画素の空
転送部からなる合計２９５２画素により構成されるコン
ポジット信号である（第６図参照）。

アナログカラー画像信号５ｉＧＡはバッファ３０に入力
され、インピーダンス変換される。次に、バッファ３０
の出力信号は、Ｓ／Ｈ回路３１によりＳ／Ｈパルスに従
ってコンポジット信号のリセット部が除去され、高速駆
動した場合の波形歪みが取り除かれたＳ／Ｈ出力信号と
なる（第８図のＳ／Ｈ０ＵＴ）。

ここで、サンプルパルス（第８図のＳ／ＨＰ、）はセン
サの暗出力部４８８画素わたってパルスが休止され、Ｓ
／Ｈ出力には暗出力部にかわって空転送部がホールドさ
れて出力される。

サンプル／ホールドされた点順次カラー信号には、サン
プリングパルスの周波数で不要成分が含まれているので
、これを除去するため、次にローパスフィルタ（ＬＰＦ
）３２に入る。不要サンプリング周波数成分が除去され
た点順次カラー信号は、増幅器３３に入力され、規定の
信号出力まで増幅されると同時に、ＡＣ的にＣＤレベル
が変動するアナログカラー信号のＤＣレベル変動が除去
され、増幅器３３の最適動作点に画像信号のＤＣレベル
を固定するために、フィードバッククランプ回路３４に
よって零レベルにクランプされる。

フィードバッククランプ回路はＳ／Ｈ回路３４ａと比較
増幅器３４ｂにより構成されており、増幅器３３より出
力されるアナログカラー信号の空転送ホールド部の出力
レベルは、Ｓ／Ｈ回路３４ａによって検出され、比較増
幅器３４ｂの反転入力端に入力されるＧＮＤ　（グラン
ド）レベルと比較され、その差分が増幅器３３にフィー
ドバックされ、増幅器３３の出力の空転送ホールド部は
、常に、ＧＮＤレベルに固定される。

ここで、ＣＰ信号はアナログカラー信号の空転送ホール
ド部の区間を示す信号であり、Ｓ／Ｈ回路１ ２ ３４ａに供給することにより、アナログカラー信号の空
転送ホールド部のＤＣレベルを水平走査期間（１Ｈ）に
１回検出することができる。

また、零クランプ回路は次段の点順次振幅コントロール
回路で振幅可変時の入力オフセットを除去する目的をも
有している。アナログカラー信号の空転送ホールド部が
零クランプされた信号は、次に、点順次振幅コントロー
ル回路に入力される。ここでは、ＣＰＵ制御により点順
次色信号の各色分解信号ごとにゲインの調整が行なわれ
る。

第７図に示す３５ａ、　３５ｂ、　３５ｃは、アナログ
スイッチであり、ＣＰＵ５のデータバス５３３を介して
データがセットされ、少なくとも１つのアナログスイッ
チの組み合わせで、各アッテネータの抵抗分圧比が決定
される。それぞれ所定の分圧比でもって減衰された点順
次信号は、バッファ３６ａ、　３６ｂ、　３６ｃを介し
てアナログスイッチ３７ａ、　３７ｂ、　３７ｃにより
、ゲート信号ＧＳＥＬ、　ＢＳＥＬ、　ＢＳＥＬの制御
でもって各色分解信号が取り出される。

次に、カラーバランスがとられた点順次信号は、電圧制
御増幅器（ＶＣＡ）　３８に入り、点順次色信号共通ゲ
イン調整が行なわれる。３９はＤ／Ａ変換器であり、Ｃ
ＰＵ５のデータバス５３３を介してデータがセットされ
る。Ｄ／Ａ変換器出力Ｖ。ＵアはＶＯｕＴ＝　　Ｖｒ＝
ｒ／Ｎ　　　Ｏ＜Ｎ＜１となる。ここで、Ｎは入力デジ
タルコードのバイナリ−分数値である。

３８は乗算器構成の電圧制御増幅器であり、ゲインコン
トロール入力端はＤ／Ａ変換器３９の出力端に接続され
、もう片方の入力端には点順次色信号が入力されている
。Ｄ／Ａ変換器３９のセットデータとゲインとの関係を
第９図に示す。

原稿走査ユニット３が均一白色板を読み取った時のＡ／
Ｄ変換出力データ（Ｒ，Ｇ、Ｂ）が予め決められた値に
なるように、Ｄ／Ａ変換器３９のデータをＣＰＵデータ
バス５３３より設定して、点順次カラー信号レベルを増
幅する。

ついで、レベル制御されたアナログカラー信号は、増幅
器４０に入力され、Ａ／Ｄ変換器４４の入力ダイナミッ
クレンジまで増幅されると同時に、フィードバッククラ
ンプ回路４２と乗算器４３によりＤＣレベルが制御され
る。

次に、乗算器４３とフィードバッククランプ回路４２よ
り構成されるフィードバッククランプ系について説明す
る。

このフィードバッククランプ系は前段のフィードバック
クランプ回路３４とほぼ同一の構成をとっている。そし
て、Ｓ／Ｈ回路４２ａと比較増幅器４２ｂで構成される
フィードバッククランプ回路の基準電圧を得るために、
ＣＰＵ制御の乗算器４３が接続されている。また、後述
のチャンネルつなぎ補正処理において、読み取った黒レ
ベル画像信号のレベルをシフトするために、ＣＰＵのデ
ータバス５３３を介して内部ラッチにセットされたデジ
タルデータにより決定されるレベルで乗算器４３によっ
て基準電圧を可変し、増幅器４０．バッファ４１によっ
て増幅されたアナログカラー信号を基準電圧レベルにク
ランプする。

乗算器４３は、第１０図に示すように、マルチプライン
グＤ／Ａ変換器５５０とオペアンプ５５２．５５６、抵
抗値Ｒの抵抗５５３．５５４、抵抗値２Ｒの抵抗５５５
より構成された全４象限モードの乗算器であり、ＣＰＵ
からセットされた８ビツトのデジタルデータに従って表
１に示すように両極性の電圧を出力する。

表　　１ バッファ４１はＡ／Ｄ変換器４４の入力バッファであり
、そのインピーダンスがＡ／Ｄ処理の直線性精度　５ を保障するＡ／Ｄ内部コンパレータの基準抵抗値以下に
なるように、低出力インピーダンスで、かつ、高速なバ
ッファとして構成されている。

さて、所定の白レベル、黒レベルに増幅およびＤＣクラ
ンプされた点順次カラー信号は、Ａ／Ｄ変換器４４に入
力され、デジタルデータＡ／Ｄ　ＯＵＴとなる。次に、
デジタル信号処理回路とのタイミング合わせと確実なデ
ジタルデータ送信のために、ラッチ回路４５に入る。０
ＬＡＴＣＨＣＬＫでラッチされたラッチ出力データは、
次のデジタル信号処理回路で、０ＬＡＴＣＨＣＬＫと逆
極性のラッチクロックによりラッチされることにより、
確実なタイミングでデジタルデータの受信をすることが
できる。

チャンネル２〜５のアナログ信号処理回路に関しても上
述と同様である。

次に、デジタル変換された各チャンネルの点順次カラー
信号５１３〜５１７は、デジタル信号処理回路１０に入
り、ＦｉＦｏメモリ１１によりチャンネル間の画像つな
ぎが行なわれ、各チャンネルの点順次カラー信号はＲ，
Ｇ、Ｂ３色のパラレル信号５１８゜　６ ５１９５２０となる。

次に、Ｒ，Ｇ、Ｂ各デジタルカラー信号は、黒補正／白
補正回路１３に入力される。まず、黒補正回路について
説明する。

チャンネル１〜５の黒レベル出力は、センサに入力され
る光量が微小のとき、チップ間、画素間のバラツキが大
きい。これをそのまま出力し画像を出力すると、画像の
データ部にスジやムラが生じるので、この黒部の出力バ
ラツキを補正する必要がある。そこで、コピー動作に先
立ち、原稿走査ユニット３を原稿台先端部の非画像領域
に配置された均一濃度を有する黒色板の位置へ移動し、
ハロゲンランプを点灯し、黒レベル画像信号を本回路に
入力する。この画像データの１ライン分が黒レベルメモ
リに格納され、黒基準値となる（以上、黒基準値取込み
モード）。

黒レベルデータＤＫ（ｉ）のデータ数ｉは、例えば、主
走査方向Ａ４長手方向の幅を有するとすれば、４００ｄ
ｐｉで１５．７５　Ｘ　２９７ｍｍ　＝　４６７８画素
／各色であるが、その長さをカバーするため、６１ｍｍ
のＣＣＤチップを５本荘べて１ラインとすると、１５．
７５　ｘ６１ｍｍＸ　５　＝　４８００画素／各色に対
応するｉ＝１〜４８００のチップを取り得る。

画像読み込み時には、黒レベルデータＤＫ（ｉ）に対し
、例えば、ブルー信号の場合、Ｂ＋ｎ（ｉ）−Ｄ＊（ｉ
）＝ｔ＋ａ、ｔ（ｉ）として黒補正出力が得られる（黒
補正モード）。同様にして、グリーンＧｉｎ、レッドＲ
ｉｎの制御が行なわれ、黒補正出力Ｇ。ｕｔ、Ｒｏｕｔ
となる。

次に、白レベル補正（シェーディング補正）回路を説明
する。

白レベル補正は、原稿走査ユニット３を均一な白色板の
位置に移動して照射した時の白色データに基づき、照明
系・光学系やセンサの感度バラツキの補正を行なうもの
である。基本的な回路構成は黒補正回路と同一であるが
、黒補正では減算器にて補正を行っていたのに対し、白
補正では乗算器を用いる点が異なる。白補正時に、まず
、原稿走査ユニット３が均一白色板の位置（ホームポジ
ション）にある時、すなわち、複写動作または読み取り
動作に先立ち、露光ランプを点灯させ、均−白レベルの
画像データを１９４７分の色レベルメモリに格納する。

例えば、主走査方向Ａ４長手方向の幅を有する場合、４
００ｄｐｉで１５．７５　ｘ２９７ｍｍ　＝４６７８画
素であるが、ＣＣＤ　１チツプの画像データを９６０画
素（４００ｄｐｉ　Ｘ　６１ｍｍ）ずつで構成すると、
９６０Ｘ５＝４８００画素となる。すなわち、少なくと
も白レベルメモリの容量は４８００バイトであり、ｉ画
素目の白色板データをＷ（ｉ）とすると、ｉ　＝　１〜
４８００どなる。

一方、Ｗ（ｉ）に対してｉ画素目の画素の通常画像の読
み取り値り、。（ｉ）に対し、補正後の画像データは Ｄｏｕｔ（ｉ）　　＝　ＤＩｌｌ　ｆｉ）　Ｘ　ＦＦＨ
／Ｗ（ｔ）となり、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、レ
ッド（Ｒ）各色について白補正が行なわれる。

次に、各種写真フィルムのベースフィルムを読み取った
時に、Ｇ、Ｂ、Ｒ信号のカラーバランスがくずれた時は
、データがＣＰＵのデータバス５３３９ を介して再びアナログスイッチ３５ａ、　３５ｂ、　３
５ｃにセットされ、カラーバランスを合わせ、白シェー
ディング補正が再度行なわれる。

黒補正および白補正が行なわれた３色の画像信号（５２
１〜５２３）は、次に画像処理回路１４に人力される。

そして、輝度データを濃度データに変換する対数変換回
路と、ＣＣＤセンサの色分解フィルタの分光特性補正な
らびにカラープリンタ２において、複写紙に転写される
色トナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の不要吸収特性の補正を行なう
色補正回路（入力マスキング、出力マスキング）と、各
色成分画像データＹｉ、ＭＬ、ＣｉによりＭｉｎ　（Ｙ
ｉ、　Ｍｉ、　Ｃｉ）　（Ｙｉ、　ＭＬ、　Ｃｉのうち
の最小値）を算出しこれをスミ（黒）として後に黒トナ
ーを加えるスミ入れ回路と、加えた黒成分に応じて各色
材の加える量を減じる下色除去（ＯＣＲ）回路とを通っ
て画像処理される（第１図の５２４参照）。

次に、３色の画像信号はプリンタインターフェース１５
に入力される。インターフェース信号はデジタルビデオ
信号以外に画像送り方向（副走　０ 査方向）の同期信号（ＩＴＯＰ）、　　１ラスタースキ
ヤンに１回発生するラスタースキャン方向（主走査方向
）の同期信号（ＢＤ）、デジタルビデオ信号をカラープ
リンタ部２に送出するための同期クロック（ＶＣＬＫ）
、　ＢＤ信号を基にジッターのないＶＣＬＫを同期して
生成される同期信号（Ｈ３ＹＮＣ）および半二重の双方
向シリアル通信のための信号（ＳＲＣＯＭ）からなる。

これら信号ラインを通してリーグ部からプリンタ部へ画
像情報と指示が送られ、プリンタ部からはプリンタ部の
状態情報、例えば、ジャム、紙なし、ウェイト等の情報
の相互やりとりが行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光電変換手段か
ら出力される点順次ビデオ信号をサンプルホールド手段
によりサンプルホールドする際に、光電変換手段の暗出
力部に相当する区間はサンプルパルスを休止するサンプ
ルパルス生成手段およびサンプルパルス休止区間に相当
する信号レベルを所定電位に直流再生する直流再生手段
を設けることにより、光電変換手段の暗出力部への漏れ
光によるレベル変化の影響をなくし、原稿画像のいかん
にかかわらず、複数チップ構成のイメージセンサを用い
る場合、各チャンネル間で濃度レベル差を抑制すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のデジタルカラー複写機におけ
るリーグ部のビデオ信号処理ユニットを示すブロック図
、 第２図は第１図示ＣＣＤセンサ６の配置を示す図、 第３図は第２図に示す各部の信号タイミングの一例を示
す図、 第４図はＣＣＤ駆動信号生成回路（システムコントロー
ルパルスジエネレータ１６内回路）を示す図、 第５図は第４図示ＣＣＤ駆動信号生成回路の各部のタイ
ミングを示す図、 第６図はＣＣＤの駆動タイミングの一例を示す図、 第７図は第１図示アナログ信号処理回路９の１チャンネ
ル分を示すブロック図、 第８図は第７図に示す各部のタイミングの一例を示す図
、 第９図は電圧制御型増幅回路の特性を示す図、 第１０図は第７図に示す乗算器の構成を示す図である。 ２・・・カラーレーザビームプリンタ、３・・・原稿走
査ユニット、 ４・・・ビデオ処理ユニット、 ５・・・コントロールユニット、 ９・・・アナログ信号処理回路、 ｌＯ・・・デジタル信号処理回路。 　３ ４ 特開平３ ２７３７６０　（１２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）画像情報を記録した記録媒体からの光信号を電気信
   号に変換する光電変換手段を有する画像読取装置におい
   て、 前記光電変換手段により光電変換して得られる点順次ビ
   デオ信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段
   と、 該サンプルホールド手段に入力されるサンプルパルスの
   うち前記光電変換手段の暗出力部に相当する区間はサン
   プルパルスの入力を休止するサンプルパルス生成手段と を具備したことを特徴とする画像読取装置。 ２）請求項１記載の画像読取装置において、前記サンプ
   ルホールド手段の出力のうち前記光電変換手段の暗出力
   部のサンプルパルス休止区間に相当する信号レベルを所
   定電位に直流再生する直流再生手段を具備したことを特
   徴とする画像読取装置。