JPH0454061A - 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、複数ラインのイメージセンサを用いて画像情
報を読み取り、信号処理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、カラー画像情報を読み取るイメージセンサと
して、 ■　主走査方向に複数の色フィルタ（Ｒ・Ｇ−Ｂフィル
タ）を有し、画像情報を読み取った時に、イメージセン
サから点順次色信号として出力する構成のもの、 ■　副走査方向に異なった色フィルタを有する複数ライ
ン（Ｒ−Ｇ−８３ライン）のイメージセンサを備え、画
像情報を読み取った時に、各ラインのイメージセンサか
もそれぞれＲ−Ｇ−Ｂ信号を主走査方向に同一時間軸信
号として出力し、副走査方向についてはラインバッファ
メモリ等を用いて読み取り位置合わせな行なう構成のも
の が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来例のうち、主走査方向に異なった
複数の色フィルタを有したイメージセン゛すでは、１画
素信号が各色フィルタに相当する画素信号から構成され
るため、高解像度読取を目的とした場合に主走査方向の
画素寸法を小さ（しなければならないことから、開口面
積が減り、出力信号のＳ／Ｎ比が低下するという欠点が
ある。この欠点は、高速読取を行う場合に、さらに顕著
になるという問題がある。

また、上記従来例のうち、副走査方向に異なった複数の
色フィルタを有した複数ライン形式のイメージセンサで
は、カラー画像情報を読み取る場合に少な（とも３ライ
ン分が必要となることから、イメージセンサのコスト上
昇を招くほか、副走査方向の各色信号位置合わせの為に
多数段のラインバッファメモリが必要となり、装置全体
のコスト高にもつながるという欠点がみられた。

よって本発明の目的は上述の点に鑑み、センサの開口面
積低下に起因する出力信号のＳ／Ｎ比の劣化を招くこと
な（、且つ廉価に構成し得るようにした、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］ 本発明に係る画像読取装置は、第１および第２のフィル
タを有する第１センサと、前記第１および第２のフィル
タとは異なる第３のフィルタを有する第２センサとが平
行に配置された光電変換手段と、前記第３のフィルタに
対応する第１画素と、該第３のフィルタと主走査方向上
の同一位置にある前記第１のフィルタに対応する第２画
素と、該第２画素に隣り合う第２のフィルタに対応する
第３画素とにより１画素を形成して画像情報を読み取り
、所定の信号処理を行なう信号処理手段とを具備したも
のである。

〔作　用］ 本発明によれば、光電変換部上に第１および第２のフィ
ルタを有するセンサと、上記フィルタとは異なる第３の
フィルタを有するセンサとが平行に配置されたイメージ
センサを具備し、第３のフィルタに対応する画素と、主
走査方向に同一位置にある第１のフィルタに対応する画
素と、その画素に隣り合う第２のフィルタに対応する画
素とで１画素として、画像情報を読み取り信号処理を行
なうことにより、第３のフィルタを有するセンサの画素
密度は第１および第２のフィルタを有するセンサの画素
密度の２倍となり、また、副走査方向のライン数は２．
ラインで済むようになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を適用したカラー画像読取
装置の一実施例について詳細に説明する。

第１図は、本実施例であるカラー画像読取装置に含まれ
る信号処理ブロックの一例を示す。

第２図は、第１図に示したセンサ６を上面から見た時の
フィルタ配置を示す。第２図に示すように、光電変換部
上に第１のフィルタ（Ｂ）および第２のフィルタ（Ｒ）
を有する第１センサと、上記フィルタとは異なる第３の
フィルタ（Ｌ）を有する第２センサとが平行に配置され
ている。

第１図および第２図から明らかなように、本実施例は第
１および第２のフィルタを有する第１センサと、前記第
１および第２のフィルタとは異なる第３のフィルタを有
する第２センサとが平行に配置された光電変換手段と、
前記第３のフィルタに対応する第１画素と、該第３のフ
ィルタと主走査方向上の同一位置にある前記第１のフィ
ルタに対応する第２画素と、該第２画素に隣り合う第２
のフィルタに対応する第３画素とにより１画素を形成し
て画像情報を読み取り、所定の信号処理を行なう信号処
理手段とを具備したものである。ここで、前記第１セン
サおよび第２センサの主走査方向の画素寸法は同一とし
である。

また、前記第１のフィルタとしてブルー（Ｂ）のフィル
タを、前記第２のフィルタとしてレッド（Ｒ）のフィル
タを、前記第３のフィルタとして全波長透過型のフィル
タを用いるほか、前記第１のフィルタとしてブルー（Ｂ
）のフィルタを、前記第２のフィルタとしてレッド（Ｒ
）のフィルタを、前記第３のフィルタとしてグリーン（
Ｇ）のフィルタを用いることも可能である。

第３図は、第１図に示したアナログ信号処理回路の詳細
な構成を示す。また、第４図は、第３図の動作を示す波
形図である。

次に、第１図乃至第４図を参照して本実施例の動作を説
明する。

原稿は、まず露光ランプ（図示せず）により照射され、
その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、増幅
回路（プリアンプ）８で所定レベルに増幅される。ここ
で、７はカラー読み取りセンサ６を駆動する為のパルス
信号を供給するＣＣＤ　ドライバーであり、必要なパル
ス源はシステムコントロールバルースジエネレータ１７
で生成される。

センサ６からは駆動パルスに同期して色信号５０２、輝
度信号５０３が独立に出力され、それぞれ独立の増幅回
路（プリアンプ）８で所定の電圧値に増幅され、同軸ケ
ーブル５０４，５０５を介してビデオ処理ユニット４に
入力される。

ビデオ処理ユニット４に入力された色信号および輝度信
号（原稿を主走査方向に読み取って得られた色信号と輝
度信号）は、アナログ信号処理回路９（第３図参照）に
それぞれ入力される。すなわち、色信号５ｉＧＣはバッ
ファ１９に入力され、インピーダンス変換される。次に
、バッファ１９の出力信号はＳ／Ｈ（サンプル／ホール
ド）回路２ｏ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／ＨＢ出力信号となる（第３図の
Ｓ／Ｈ０ＵＴ）。Ｒ信号についてはＢ信号処理系と同じ
であるので、ここではＢ信号系について説明する。

Ｓ／ＨされたＢ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に、
次にローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１に入力する。不要
サンプリング周波数成分が除去されたＢ信号は増幅器２
２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ＤＣ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２２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２３によって零レベルクランプされる。

フィードバッククランプ回路２３はＳ／Ｈ回路２３ａと
比較増幅器２３ｂより構成されており、増幅器２２より
出力されるＢ信号の暗出力部（オプティカル・ブラック
）の出力レベルがＳ／Ｈ回路２３ａによって検出され、
比較増幅器２３ｂの反転入力端に入力される。モしてＧ
ＮＤ（グランド）レベルと比較され、その差分が増幅器
２２にフィードバックされ、増幅器２２の出力における
暗出力部は常にグランドレベルに固定される。ここで、
ＤＫ倍信号アナログカラー信号の暗出力部の区間を示す
信号であり、Ｓ／Ｈ回路２３ａに供給することによりＢ
信号の暗出力部のＤＣレベルが水平走査期間（ＩＨ）に
１回検出される。また、この零クランプ回路は次段の電
圧制御増幅回路（ＶＣＡ）　２４の人カオフセ・ントを
除去する目的をも有している。

Ｂ信号の暗出力部が零クランプされた信号は、次にＶＣ
Ａ２４に入力される。ここでは、ＣＰＵ制御によりゲイ
ン調整が行なわれる。Ｄ／Ａ変換器２５にはＣＰＵのデ
ータバス５２４を介してデータがセットされる。Ｄ／Ａ
変換出力であるＶ６ｕｔは、■。ｕｔ＝−Ｖｒｅｃ＋／
Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　（０＜Ｎ＜１）
となる。ここで、Ｎは入力ディジタルコードのバイナリ
分数値である。

第５図は、Ｄ／Ａセットデータとゲイン特性を示す。第
３図に示したＶＣＡ２４は乗算器構成のＶＣＡであり、
制御電圧■。ｕｔによりゲインが制御される。

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変換出力データが予め決められた値になるように、Ｄ
／Ａ変換器２５のデータをＣＰＵのデータバス５２４を
介して設定し、Ｂ信号のレベルを増幅する。次に、Ｂ信
号は増幅器２６に入力され、フィードバッククランプ回
路２８により、暗出力部が乗算器３２の出力電圧値にク
ランプされる。

乗算器３２は、第６図（Ａ）に示す様に、マルチプライ
ングＤ／Ａ変換器５５０とオペアンプ５５２，５５６と
抵抗値Ｒの抵抗５５３，５５４と抵抗値２Ｒの抵抗５５
５とにより構成された全４象限モードの乗算器であり、
ＣＰＵからセットされた８ビツトのディジタルデータに
従って、第６図（Ｂ）の様に両極性の電圧を出力する。

バッファ２７はＡ／Ｄ変換器２９の大力バッファであり
、その出力インピーダンスがＡ／Ｄ変換器の直線性精度
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
ァとして構成される。

所定の白レベル、黒レベルに増幅及びＤＣクランプされ
たＢ信号はＡ／Ｄ変換器２９に入力され、デジタルデー
タＢ　Ａ／Ｄ　ＯＵＴとなり、次にデジタル信号処理回
路ｌＯ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３０に入力される。クロック信
号０ＬＡＣＨＣＬＫでラッチされたラッチ出力データは
、次段ディジタル信号処理回路ｌＯで０ＬＡＣＨＣＬＫ
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ィジタルデータの受信をする
ことができる。

Ｒ信号及び輝度（Ｌ）信号のアナログ信号処理回路に関
しても、同様である。ここで、色信号については第４図
に示されるとおり、同一色信号が２画素ずつ、輝度信号
は１画素ずつ処理される。

デジタル変換されたＢ、Ｒ，Ｌ信号５０６．５０７．５
０８はデジタル信号処理回路ｌＯに入力され、デコーダ
１３によりＢ、Ｈの色信号と輝度信号からＲＧ・Ｂ信号
に変換される。

次に、Ｒ−Ｇ−Ｂの各デジタルカラー信号は、黒補正／
白補正回路１４に入力される。先ず、黒補正回路につい
て説明する。

黒レベル出力はセンサに入力する光量が微少の時、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。そこで、この黒部の出力バラツキを補正する必要が
有る。本実施例では、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（
図示せず）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、黒基準値取込モード
）。

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）−ＤＫ（ｉ）＝
Ｂ、工ｔ（ｉ）として黒補正出力が得られる（黒補正モ
ード）。グリーン口。およびレッドＲ１Ｈについても同
様の制御が行なわれ、黒補正出力Ｇ０．。

Ｒｏｕｔとなる。

次に、白レベル補正（シェーディング補正）回路につい
て説明する。

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
系および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なっていたのに対
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、すなわち複写動作もしくは読み
取り動作に先立って露光ランプを点灯させ、均−白レベ
ルの画像データを１ライン分の白レベルメモリに格納す
る。

ｉ画素目の白色板データをＷ（ｉ）とすると、このＷ（
ｉ）に対してｉ画素目の画素の通常画像の読み取り値ｏ
＋ｎ（ｔ）に対し、補正後の画像データはＤｏｕｔ（ｉ
）”Ｄ＋ｎ（ｉ）ＸＦＦＨ／Ｗ（ｉ）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。

黒補正および白補正が行なわれた３色の画像信号５１２
〜５１４は、次に画像処理回路１５に入力され、輝度デ
ータを濃度データに変換するための対数変換回路、セン
サの色分解フィルタの分光特性補正およびカラープリン
タ２において転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）、各色成分画像データＹ
、、Ｍ、、Ｃ，によりＭ、、（Ｙ、、Ｍ、、Ｃ，）　（
Ｙ、、Ｍ、、Ｃ，のうちの最小値）を算呂し、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
（ＵＣＲ）回路を介して画像処理される（第１図の５１
５）。

次に、３色の画像信号はプリンターインターフェース回
路１５に入る。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（副走査方向）の同期信号（Ｉ
ＴＯＰ）、　　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信号（ＶＣＬＫ）、　ＢＤ倍信号も
とにジッターのないＶＣＬＫと同期して生成される同期
信号（Ｈ３ＹＮＣ）　、半二重の双方向シリアル通信の
ための信号（ＳＲＣＯＭ）から成る。これらの信号ライ
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。

次に、他の実施例について説明する。

これまで述べてきた実施例においては、カラー画像信号
処理を行なうということで説明したが、白黒画像のみを
有する原稿を読み取る第２の実施例の場合には、色フィ
ルタを有するセンサは使用せず、全波長透過型フィルタ
を有するセンサのみを使用することにより、色信号隣接
画素による補間をする必要がなくなり、高解像白黒画像
読取が可能となる。

読取密度の場合に１ラインセンサ構成による主走査方向
画素寸法の縮小によるＳ／Ｎ比劣化を抑え、また、３ラ
インセンサ構成による副走査方向各色信号位置合わせの
為のラインバッファメモリ数が少な（て済み、さらに、
輝度信号については色信号より画素密度を２倍にとり、
解像度にあまり影響しない色信号については隣接補間す
ることによって、装置のコストを下げることができ、も
って信号処理により高解像度化が可能となる。

〔発明の効果１ 本発明によれば、光電変換部上に第１．第２のフィルタ
を有するセンサと、上記フィルタとは異なる第３のフィ
ルタを有するセンサとが平行に配置されたイメージセン
サを具備し、第３のフィルタに対応する画素と、第３の
フィルタと主走査方向に同一位置にある第１のフィルタ
に対応する画素と、その画素に隣り合う第２のフィルタ
に対応する画素とで１絵素として画像読取りを行い、所
定の信号処理を行なう構成としであるので、同一

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した一実施例によるデジタルカラ
ー複写機の全体構成を示すブロック図、第２図は本発明
の一実施例におけるセンサ上面のフィルタ配置を示す図
、 第３図は第１図に示したアナログ信号処理回路９の詳細
を示すブロック図、 第４図は第３図の各部の信号タイミングを示す波形図、 第５図は電圧制御増幅器（ＶＣＡ）の特性図、第６図は
第３図に示した乗算器３２の回路構成およびそのコード
を示す図である。 ３・・・原稿走査ユニット、 ４・・・ビデオ処理ユニット、 ６・・・センサ、 ９・・・アナログ信号処理回路、 １０・・・デジタル信号処理回路。 ΦΦ ＤＡ　でノド９−ノ 勺貧 Ｆ 障］ チー？７（ス５３３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１および第２のフィルタを有する第１センサと、
   前記第１および第２のフィルタとは異なる第３のフィル
   タを有する第２センサとが平行に配置された光電変換手
   段と、 前記第３のフィルタに対応する第１画素と、該第３のフ
   ィルタと主走査方向上の同一位置にある前記第１のフィ
   ルタに対応する第２画素と、該第２画素に隣り合う第２
   のフィルタに対応する第３画素とにより１絵素を形成し
   て画像情報を読み取り、所定の信号処理を行なう信号処
   理手段とを具備したことを特徴とする画像読取装置。 ２）請求項第１項に記載の画像読取装置において、前記
   第１センサおよび第２センサの主走査方向の画素寸法は
   同一としたことを特徴とする画像読取装置。 ３）請求項第１項に記載の画像読取装置において、前記
   第１のフィルタとしてブルー（Ｂ）のフィルタを、前記
   第２のフィルタとしてレッド（Ｒ）のフィルタを、前記
   第３のフィルタとして全波長透過型のフィルタを用いた
   ことを特徴とする画像読取装置。 ４）請求項第１項に記載の画像読取装置において、前記
   第１のフィルタとしてブルー（Ｂ）のフィルタを、前記
   第２のフィルタとしてレッド（Ｒ）のフィルタを、前記
   第３のフィルタとしてグリーン（Ｇ）のフィルタを用い
   たことを特徴とする画像読取装置。