JPH04351067A - ゲインコントロール装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばＦＡＸ等にお
いて、実際の原稿を読み取る前に基準白原稿を読取り、
光電変換回路中のイメージセンサを構成する各画素等の
特性の相違により生ずる誤差が精度良く補正できるよう
、光電変換回路から出力されるアナログ電気信号を増幅
する際のゲインを決定するためのゲインコントロール装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、テレビジョン学会技術報告（１
９８９年９月２９日　　Ｐ１３〜Ｐ１８）に掲載されて
いるマルチチップ方式密着型イメージセンサに用いられ
ている従来のゲインコントロール装置の構成を示すブロ
ック図である。光電変換回路１からのアナログ信号はア
ナログ信号処理回路２に与えられ増幅される。アナログ
信号処理回路２はオートゲインコントロール信号ＡＧＣ
に応じてアナログ信号の増幅のゲインを調整する。アナ
ログ信号処理回路２により増幅されたアナログ信号がＡ
Ｄ変換回路３に与えられる。ＡＤ変換回路３は、アナロ
グ信号処理回路２のゲイン設定時において、アナログ信
号に応じたオートゲインコントロール信号ＡＧＣをアナ
ログ信号処理回路２に与える。また、ＡＤ変換回路３は
アナログ信号をディジタル信号に変換し補正回路４に与
える。補正回路４はディジタル信号に後述するような不
均一補正（光電変換回路１の画素ごとの出力の不均一さ
を直す補正）を施す。

【０００３】図５はアナログ信号処理回路２の構成を示
す回路図である。アナログ信号処理回路２はゲインコン
トロール回路２ａ、パルス発生回路２ｂ、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２，ＳＷ３、コンデンサＣ０　、抵抗Ｒ１，Ｒ
２より成る。パルス発生回路２ｂは一定周期のパルスＰ
を発生し、スイッチＳＷ２，ＳＷ３に与える。スイッチ
ＳＷ２，ＳＷ３はパルスＰが“Ｈ”レベルのときオンし
、“Ｌ”レベルのときオフする。パルスＰが“Ｈ”レベ
ルになるのは各走査期間ごとである。スイッチＳＷ２は
抵抗Ｒ２とともにゲインコントロール回路２ａと電源Ｖ
ｃｃの間に直列に接続されている。スイッチＳＷ３はＡ
Ｄ変換回路３とスイッチＳＷ１の間に接続され、パルス
Ｐのレベルに応じてオートゲインコントロール信号ＡＧ
Ｃを選択的にスイッチＳＷ１に与える。スイッチＳＷ１
は抵抗Ｒ１とともにゲインコントロール回路２ａと接地
間に直列に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との共
通接続点と接地間にはコンデンサＣ０　が接続されてい
る。ゲインコントロール回路２ａはコンデンサＣ０　の
充電電圧に応じてゲインを調整する。

【０００４】次に図６，図７を用いて動作について説明
する。以下一走査期間について述べる。このときパルス
Ｐは“Ｈ”レベルである。そのため、スイッチＳＷ２，
ＳＷ３はオンしている。実際の原稿を読む前にまず基準
白原稿を読む。光電変換回路１に含まれるイメージセン
サ（複数の画素で構成される）、レンズ、光源等の特性
のバラツキにより光電変換回路１から出力されるアナロ
グ信号Ａ（図６）は白基準レベルＶＷＬに一致しない。 このようなアナログ信号Ａがアナログ処理回路２を介し
てＡＤ変換回路３に与えられる。ＡＤ変換回路３は各画
素ごとのアナログ信号Ａが白基準レベルＶＷＬより大き
いか小さいかにより“Ｈ”レベルあるいは“Ｌ”レベル
のオートゲインコントロール信号ＡＧＣを出力する。

【０００５】以下、ゲインを遂次御方法により調整する
場合について説明する。アナログ信号Ａが白基準レベル
ＶＷＬより小さいうちはオートゲインコントロール信号
ＡＧＣは“Ｌ”レベルになる。この“Ｌ”レベルに応答
してスイッチＳＷ１はオフする。一方、パルスＰの“Ｈ
”レベルに応答してスイッチＳＷ２はオンし、コンデン
サＣ０　は充電され始める。そのため、ゲインコントロ
ール回路２ａのゲインは除々に上昇しアナログ信号Ａは
白基準レベルＶＷＬまで除々に引き上げられる。白基準
レベルＶＷＬまで引き上げられると（点Ｌ）オートゲイ
ンコントロール信号ＡＧＣは“Ｈ”レベルとなる。する
と、スイッチＳＷ１がオンしコンデンサＣ０　が放電さ
れる。放電量の方が充電量より多くなるように諸条件を
設定している。コンデンサＣ０　が放電されるとコンデ
ンサＣ０　の充電電圧が下がる。すると、ゲインが下が
り、アナログ信号Ａが白基準レベルＶＷＬより小さくな
り再びスイッチＳＷ１がオフしコンデンサＣ０　が充電
される。このようにスイッチＳＷ１がオン，オフを繰り
返してアナログ信号Ａは白基準レベルＶＷＬに補正され
る。アナログ信号Ａが白基準レベルＶＷＬより小さくな
ると（点Ｍ）オートゲインコントロール信号ＡＧＣは“
Ｌ”レベルとなりスイッチＳＷ１はオフする。この時点
でスイッチＳＷ２はオンしているのでコンデンサＣ０　
は充電され、ゲインは大きくなる。そして、最後に入力
されたアナログ信号Ａに対するゲイン、つまりＮ点にお
けるゲインをアナログ信号処理回路２に記憶させる。こ
のゲインに基づき基準白原稿を読み取ると図７に示すよ
うなアナログ信号Ａ１がアナログ信号処理回路２から出
力される。最後に入力されたアナログ信号Ａに対するゲ
インに基づきアナログ信号Ａを増幅しているのでアナロ
グ信号Ａ１の最終レベル（右端のレベル）は白基準レベ
ルＶＷＬに一致している。 アナログ信号Ａ１をＡＤ変換回路３に与える。ＡＤ変換
回路３の出力は白基準レベルＶＷＬ以上の信号は白基準
レベルＶＷＬにクランプされた信号Ｂ１（太線）のよう
になる。信号Ｂ１は補正回路４に与えられる。補正回路
４は信号Ｂ１に基づき、実際の原稿を読み取った場合の
不均一補正を行う。

【０００６】以下灰色の原稿を読み取った場合の不均一
補正動作を説明する。光電変換回路１により灰色の原稿
を読み取った場合、光電変換回路１に含まれるイメージ
センサの各画素等の特性の相違によりＡＤ変換回路３か
ら補正回路４へ図７に示すような信号Ｄが与えられる。 なお、このときオートゲインコントロール信号ＡＧＣは
発生しない。区間Ｅ（信号Ａ１が白基準レベルＶＷＬよ
りも小さい区間）においては（Ｄ／Ｂ１）×ＶＷＬの式
により信号Ｄは補正される。ここで、Ｄは信号Ｄの値、
Ｂ１は信号Ｂ１の値である。一方、区間Ｆ（信号Ａ１が
白基準レベルＶＷＬよりも大きい区間）においては（Ｄ
／ＶＷＬ）×ＶＷＬの式により信号Ｄは補正される。補
正結果は図７に示す信号Ｚ１（一点鎖線）のようになる
。図７に示すように区間Ｆにおいては誤差を含む信号Ｄ
がそのまま出力されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のゲ
インコントロール装置においては、基準白原稿を読み取
ったときに最後にアナログ信号処理回路２に入力された
アナログ信号Ａのレベル（Ｎ点でのレベル）に基づきゲ
インを設定し、このゲインに基づいて増幅されたアナロ
グ信号に基づいて補正回路４によりＡＤ変換回路３から
の信号に不均一補正を施すようにしているので、精度良
く不均一補正ができないという問題点があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、精度良く不均一補正ができるゲ
インコントロール装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるゲイン
コントロール装置は、複数個の画素で構成されるイメー
ジセンサを含み、該イメージセンサで光信号をアナログ
電気信号に変換する光電変換回路と、前記光電変換回路
に接続され、前記アナログ電気信号を増幅するアナログ
信号処理回路と、前記アナログ信号処理回路に接続され
、該アナログ信号処理回路から出力される前記アナログ
電気信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジ
タル変換回路とを備え、前記複数個の画素の各々に対応
する前記光電変換回路からの前記アナログ電気信号のう
ち、均一濃度の原稿に対し最大値となるものに基づき、
前記アナログ信号処理回路の増幅率を調整するようにし
たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明においては、複数個の画素の各々に対
応する光電変換回路からのアナログ電気信号のうち、均
一濃度の原稿に対し、最大値となるものに基づき、アナ
ログ信号処理回路の増幅率を調整するようにしているの
で、アナログ・ディジタル変換回路に入力される信号の
最大値は所定値以上にならない。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明に係るゲインコントロール装
置の一実施例を構成するアナログ信号処理回路２の一構
成例を示す回路図である。図において、図５に示した従
来のアナログ信号処理回路との相違点はスイッチＳＷ４
を新たに設けたことである。スイッチＳＷ４はパルス信
号発生回路２ｂからのパルスＰと“Ｌ”レベルの信号を
スイッチＳＷ２に選択的に与える。その他の構成は従来
と同様である。

【００１２】次に動作について説明する。光電変換回路
１により基準白原稿を読み取る。そして、従来に示した
のと同様にゲインコントロールを行い、光電変換回路１
からのアナログ信号Ａの最後のレベルに応じたゲインを
アナログ信号処理回路２に記憶させる。なお、スイッチ
ＳＷ４はパルス発生回路２ｂ側に切り替えている。

【００１３】次にスイッチＳＷ４を“Ｌ”レベル側に切
り替える。こうすると、スイッチＳＷ２には常に“Ｌ”
レベルが与えらるので、スイッチＳＷ２はオフした状態
となる。つまり、コンデンサＣ０　は充電が行われない
ことになる。この状態で再度基準白原稿を読みとるとア
ナログ信号処理回路２から出力されるアナログ信号Ａ１
は図２に示すように従来と同様の波形となる。アナログ
信号Ａ１がＡＤ変換回路３に与えられる。アナログ信号
Ａ１が白基準レベルＶＷＬより小さい場合、従来と同様
スイッチＳＷ１は“Ｌ”レベルのオートゲインコントロ
ール信号ＡＧＣを受けオフする。このとき、スイッチＳ
Ｗ２，ＳＷ３がともにオフしているのでゲインは一定と
なる。一方、アナログ信号Ａ１が白基準レベルＶＷＬに
達した時点（Ｏ点）でオートゲインコントロール信号Ａ
ＧＣは“Ｈ”レベルとなり、スイッチＳＷ１はこの“Ｈ
”レベルに応答してオンする。スイッチＳＷ１がオンす
ることによりコンデンサＣ０　が放電される。Ｏ点から
Ｑ点までの間（アナログ信号Ａ１が白基準レベルＶＷＬ
より大きい区間）コンデンサＣ０　は放電される。その
ため、ゲインはＯ点からＱ点の間変化し、Ｑ点以降ゲイ
ンは変化しない。それは、Ｑ点以降はＡＤ変換回路３に
与えられる信号が白基準レベルＶＷＬ以下になりスイッ
チＳＷ１がオフし、コンデンサＣ０　の放電が停止され
るからである。 アナログ信号処理回路２にこのようにして得られたゲイ
ン、つまりアナログ信号Ａ１のピークに対するゲイン（
点Ｑにおけるゲイン）を記憶させる。その後、再度基準
白原稿を読み取るとアナログ信号処理回路２からはその
ピーク値が白基準レベルＶＷＬに一致するようなアナロ
グ信号Ａ２（図３）が出力され、これがＡＤ変換回路３
に与えられる。アナログ信号Ａ２は白基準レベルＶＷＬ
よりも小さいのでＡＤ変換回路３からはアナログ信号Ａ
２と同等の信号が出力され補正回路４に与えられる。補
正回路４はこの信号に基づき、実際の原稿を読み取った
際に与えられる信号の不均一補正を行う。

【００１４】以下灰色の原稿を読みとった場合の不均一
補正動作を説明する。光電変換回路１により灰色の原稿
を読み取った場合、光電変換回路１に含まれるイメージ
センサの各画素等の特性の相違によりＡＤ変換回路３か
らの信号Ｄが図３に示すようになる。なお、このときオ
ートゲインコントロール信号ＡＧＣは発生しない。補正
回路４は与えられた信号Ａ２に基づき，（Ａ２／Ｄ）×
ＶＷＬの式で信号Ｄを補正する。ここで、Ａ２は信号Ａ
２の値である。信号Ｄの補正結果は、光電変換回路１で
の誤差が精度よく補正された信号Ｚ２（一点鎖線）とな
る。

【００１５】このように光電変換回路１での誤差を含む
アナログ信号Ａ１のピーク値を白基準レベルＶＷＬにな
るようにゲインを調整したので、光電変換回路１での誤
差を精度良く不均一補正することができる。

【００１６】なお、上記実施例では逐次制御方法により
ゲインを調整した後、再びゲインをアナログ信号Ａのピ
ーク値が白基準レベルＶＷＬになるように設定する場合
について説明したが、アナログ信号Ａ２のピーク値が白
基準レベルＶＷＬになるようなゲインに設定できればど
のような方法であってもよい。

【００１７】また、上記実施例では白基準レベルＶＷＬ
とアナログ信号のピークが一致するようにゲインを設定
する場合について説明したが、濃度が均一である原稿を
読み取りアナログ信号のピーク値に基づいてゲイン設定
する場合すべてにこの発明は適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数個
の画素の各々に対応する光電変換回路からのアナログ電
気信号のうち、均一濃度の原稿に対し、最大値となるも
のに基づき、アナログ信号処理回路の増幅率を調整する
ようにしているので、アナログ・ディジタル変換回路に
入力される信号の最大値は所定値以上にならない。その
結果、アナログ・ディジタル変換後に光電変換回路での
誤差を不均一補正する場合に精度良く補正ができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るゲインコントロール装置の一実
施例に含まれるアナログ信号処理回路の一構成例を示す
図である。

【図２】図１の回路の動作を説明するための図である。

【図３】図１の回路の動作を説明するための図である。

【図４】従来のゲインコントロール装置を示すブロック
図である。

【図５】図４に示した回路のアナログ信号処理回路を示
す回路図である。

【図６】図５に示した回路の動作を説明するための図で
ある。

【図７】図５に示した回路の動作を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１　　光電変換回路 ２　　アナログ信号処理回路 ３　　ＡＤ変換回路 ４　　補正回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数個の画素で構成されるイメージセ
   ンサを含み、該イメージセンサで光信号をアナログ電気
   信号に変換する光電変換回路と、前記光電変換回路に接
   続され、前記アナログ電気信号を増幅するアナログ信号
   処理回路と、前記アナログ信号処理回路に接続され、該
   アナログ信号処理回路から出力される前記アナログ電気
   信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル
   変換回路とを備え、前記複数個の画素の各々に対応する
   前記光電変換回路からの前記アナログ電気信号のうち、
   均一濃度の原稿に対し最大値となるものに基づき、前記
   アナログ信号処理回路の増幅率を調整するようにしたこ
   とを特徴とするゲインコントロール装置。