JPH0454063A - 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取り
を行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の場合には製
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
であり、複数本を物理的な配置の工夫で１ラインセンサ
として構成したものとなる。

そして、イメージセンサ出力信号は直流電圧（オフセッ
ト電圧）が重畳されているため、信号処理系の電源電圧
および信号処理のやり易さから、イメージセンサ出力信
号における直流電圧を取り除き、信号成分の平均電圧が
零ボルトとなるようにして信号処理回路に伝送し、クラ
ンプ回路により１水平走査につき１回だけイメージセン
サの暗出力部を検出し、この信号レベルが所定電位にな
るように直流再生を行っていた。

［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
込みレベル変化となる。そして、クランプ回路で暗出力
部を所定電位に固定するため、相対的に有効画像レベル
が変化する。

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（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欠点があった。

よって本発明の目的は上述の点に鑑み、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］ 本発明は、画像情報を有する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
次画像信号の直流成分を残したまま信号処理する処理手
段と、画像信号の水平走査期間（Ｈ）のＮ倍の時定数を
有するクランプ手段とを有するアナログ信号処理手段を
具備したものである。

また、スタンバイ時である原稿画像非読取時にはクラン
プ手段にて画像信号のクランプ期間をＨとし、コピー時
である原稿画像読取時にはクランプ期間をＮＸＨとする
クランプパルス選択手段を具備することも可能である。

［作　用］ 本発明では、画像情報を有する媒体を照明用光源により
照射し、光電変換手段から画像信号を出力する画像読取
装置において、読み取られた点順次ビデオ信号の直流成
分を残したまま信号処理するアナログ信号処理手段と、
該アナログ信号処理手段に含まれ画像信号の水平走査期
間（Ｈ）のＮ倍の時定数を有するクランプ手段および原
稿画像非読取時（スタンバイ時）はクランプ手段にて画
像信号のクランプ期間をＨとし、原稿画像読取時（コピ
ー時）はクランプ期間をＮＸＨとするクランプパルス選
択手段を設けることにより、スタンバイ時のＩＨクラン
プにより光電変換手段昇温による暗電流変化をキャンセ
ルし、コピー時にはクランプ期間がＮＸＨとなり光電変
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、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、増幅回路（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Ｃ
ＣＤドライバーであり、必要なパルス源はシステムコン
トロールパルスジェネレータ１６で生成される。

第２図（ａ）および第２図（ｂ）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（ａ）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、９６０６０画素なわち本図の如く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９６
０　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（６３，５ｕｍ　Ｘ　４　＝２５２μｌ１１
）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力方向走査される。

各５つのＣＣＤにおいて、ｌ、３．５番目は駆動パルス
群０ＤＲＶ５０１に、２．４番目はＥＤＲＶ５０２　ｉ
、ｍＪ：りそれぞれ独立にかつ同期して駆動される。０
ＤＲＶ５０１に含まれ６０φＩＡ、０φ２Ａ、ＯＲ３と
ＥＤＲＶ５０２に含まれるＥφＩＡ、　Ｅφ２Ａ、　Ｅ
ＲＳ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０５Ｃ１７（第１図参照）から生成
される。

第３図（ａ）は０ＤＲＶ５０１．ＥＤＲＶ５０２を生成
する回路ブロック図、第３図（ｂ）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１６に含まれる。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φ５
４６は０ＤＲＶとＥＤＲＶの発生タイミングを決める基
準信号５ＹＮＣ２、５ＹＮＣ３を生成するクロックであ
り、５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ３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
、５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ３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ＨＳＹＮＣ５４４を
基準とし、全て１つの発振源Ｏ８Ｃより出力されるＣＩ
Ｊφ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ＥＤＲＶ５０
２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、ＥＤＲＶ５０
２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図に示され
る各チャンネル毎に独立の増幅回路（プリアンプ）８で
所定の電圧値に増幅され、同軸ケーブル５０８〜５１２
を通して第２図（ｂ）の図示の００５５３ｇのタイミン
グテＶ１．Ｖ３．Ｖ５（７）信号が、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図示の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５
図示の処理ブロック図に従い、第６図のタイミングチャ
ートとともに説明する。

入力されるアナログカラー画像信号は第５図示の５ｉＧ
Ａの如＜Ｂ−Ｇ−Ｈの順であり、かつ、２８８０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、次に４
８画素のホトダイオード上にアルミニウムで遮蔽した暗
出力部（オブティカルプラック）、１２画素の空転送部
から成る合計２９５２画素から構成されるコンポジット
信号である（第４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６図のＳ／Ｈ０ＵＴ）。

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に、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センサー昇温により
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によって零レベルクランプされる。

フィードバッククランプ回路はＳ／ｌ（回路３４ａと比
較増幅器３４ｂより構成されており、増幅器３３より圧
力されるアナログカラー信号の暗出力部（オプティカル
ブラック）の８カレベルは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Ｇ
ＮＤ　（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の出力の暗出
力部は常にＧＮＤレベルに固定される。

ここでＤＫ像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３４ａに供給することに
より、原稿画像非読取時（スタンバイ時）はアナログカ
ラー信号の暗出力部のＤＣレベルを水平走査期ｒＪ１（
１１（）に１回検出することができる。

また、原稿画像読取時（コピー時）はＮＨに１回暗出力
部のＤＣレベルを検出するが、Ｓ／Ｈ回路３４ａ。

比較増幅器３４ｂはＮＨの時定数を有しているため光漏
れによる暗出力レベル変化にはほとんど影響されない。

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暗出力部が零クラ
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、ＣＰＬＩＩＩＪ＠により点順次
色信号の各色分解信号毎にゲイン調整が行われる。

第５図に示す３５ａ、　ｂ、　ｃはアナログスイッチで
あり、ＣＰＵ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、　ｂ、　ｃを介してアナログスイッチ３７
ａ、　ｂ、　ｃ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。

カラーバランスがとられた点順次信号は次に電圧制御増
幅器（ＶＣＡ）　３ｇに入り、点順次色信号共通ゲイン
調整が行われる。３９はＤ／Ａ変換器であり、ＣＰＵ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。ｕｔは Ｖ。−”　　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る。Ｄ
／Ａ変換器３９のセットデータとゲインとの関係を第７
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。

レベル制御されたアナログカラー信号は次に増幅器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、ＣＰυ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８図（ａ）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
および抵抗値Ｒの抵抗５５３．５５４および抵抗値２Ｒ
の抵抗５５５より構成された全４象現モードの乗算器で
あり、ＣＰＵからセットされた８ビツトのデジタルデー
タに従って第８図（ｂ）のように両極性の電圧を出力す
る。

バッファ４１はＡ／Ｄ変換器４４の大力バッファであり
、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。

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となり、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。０ＬＡ
ＴＣＨＣＬＫ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
ぎが行われ、各チャンネルの点順次カラー信号はＲ，Ｇ
、Ｂ三色のパラレル信号となる（５１８〜５２０）。

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。先ず、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する光
量が微小の時、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、へロゲンランブを点灯し、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）。

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、４００ｄｐｉ
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、６１軸のＣＣ
Ｄチップを５本並べて１ラインとすると、１５．７５　
Ｘ　６１ｍｍｘ　５　＝　４８００画素／各色に対応す
るｉ　＝　１〜４８００（７）値を取り得る。

画像読み込み時には、黒レベレデータＤＫ（ｉ）に対し
、例えばブルー信号の場合Ｂｉｎ（ｉ）　−〇ｋ（ｉ）
　＝Ｂｏｕｔ（１）として黒補正出力が得られる（黒補
正モード）、同様に、グリーンＧｉｎ、レッドＲｉｎも
同様の制御が行われ、黒補正出力ＧＯｕｔｌＲＯｕｔ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１ライン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とすれば
、４００ｄｐｉで１５．７５　Ｘ２９７ｍｍ　＝４６７
８画素であるが、ＣＣＤ　１チツプの画像データを９６
０画素（４００ｄｐｉ　Ｘ　６１ｍｍ）ずつで構成する
と、９６０　ｘ　５　＝　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となる。

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０＋ｆｉ（１）に対し、補正後の画像データは Ｄ０□（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（ずれた時は
ＣＰＵのデータバス５３３を介して再びアナログスイッ
チ３５ａ、　ｂ、　ｃにデータがセットされ、カラーバ
ランスを合わせ、白シェープインク補正が再度行われる
。

黒補正および白補正が行われた３色の画像信号（５２１
〜５２３）は、次に画像処理回路１４に入力される。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う色補正
回路（入カマスキング、出力マスキング）と、各色成分
画像データＹｉ、Ｍｉ、ＣＬによりＭｉｎ　（Ｙｉ、　
Ｍｉ、　Ｃｉ）　（Ｙｉ、　Ｍｉ、　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（ＵＣＲ）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
入力する。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（ＩＴＯ
Ｐ）、　　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倍信号基にジッター
のないＶＣＬＫを同期して生成される同期信号（Ｉ（Ｓ
ＹＮＣ）および半二重の双方向シリアル通信のための信
号（ＳＲＣＯＭ）から成る。

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の直流成分を残したまま信
号処理するアナログ信号処理手段、該アナログ信号処理
手段に含まれ画像信号の水平走査期間（Ｈ）のＮ倍の時
定数を有するクランプ手段および原稿画像非読取時（ス
タンバイ時）はクランプ手段にて画像信号のクランプ期
間をＨとし、原稿画像読取時（コピー時）はクランプ期
間をＮＸＨとするクランプパルス選択手段を設けること
により、スタンバイ時のｌ）Ｉクランプにより光電変換
手段昇温による暗電流変化をキャンセルし、コピー時に
はクランプ期間がＮＸＨとな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、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図は本発明を適用した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のブロ
ック図、 第２図（ａ）はカラー〇ＣＤセンサの配置図、第２図（
ｂ）は第２図（ａ）に示した各部の信号タイミング図、 第３図（ａ）はＣＣＤ駆動信号生成回路（システムコン
トロールパルスジェネレータ１６内の回路）を示す図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）の動作を示すタイミング図
、 第４図はＣＣＤの駆動タイミング図、 第５図は第１図に示したアナログ信号処理回路９の１チ
ヤンネルの本実施例を示すブロック図、 第６図は第５図に示した各部の信号タイミング図、 第７図は電圧制御型増幅回路の特性図、第８図（ａ）は
第７図に示した乗算器４３の回路図、 第８図（ｂ）はそのコード表を示す図であ゛る。 ９・・・アナログ信号処理回路、 ｌＯ・・・デジタル信号処理回路。 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、 第７ 図 テニダぐス５３３ 第８図（。） 第８図（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）画像情報を有する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画
   像信号の直流成分を残したまま信号処理する処理手段と
   、画像信号の水平走査期間（Ｈ）のＮ倍の時定数を有す
   るクランプ手段とを有するアナログ信号処理手段を具備
   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、スタ
   ンバイ時である原稿画像非読取時にはクランプ手段にて
   画像信号のクランプ期間をＨとし、コピー時である原稿
   画像読取時にはクランプ期間をＮ×Ｈとするクランプパ
   ルス選択手段を具備したことを特徴とする画像読取装置
   。