JPH0595491A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＣＤラインセンサ１０より出力される赤、
緑、青の３色のアナログ信号を１つのゲインアンプ２２
ａでそれぞれ異なった増幅率で独立に増幅することがで
き、そのゲインアンプ２２ａの後の処理回路を簡略化す
る。 【構成】この発明は、赤、緑、青の色信号をＣＣＤライ
ンセンサ１０で出力し、この各色ごとの出力信号から不
要な信号をクランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂで除去
し、このクランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂからの各
色ごとの出力信号をマルチプレクサ２１で合成し、この
合成された出力を１つのゲインアンプで増幅し、各色ご
とに対する上記ゲインアンプの増幅率を変更し、この変
更された増幅率で、上記ゲインアンプが上記マルチプレ
クサ２１からの信号を増幅し、この増幅された信号をア
ナログ信号からデジタル信号へ変換するようにしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像をＲ，Ｇ，Ｂの３
種類の電気信号に変換するＣＣＤラインセンサの出力を
デジタル信号に変換し、種々の処理を行う画像入力装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファクシミリ、複写機、光ファイ
リングなどにカラー（多色）化の要求が高まってきてい
るため、カラー用のＣＣＤラインセンサを搭載した装置
が急速に増加しつつある。カラー用のＣＣＤラインセン
サを見てもＲ，Ｇ，Ｂ画素が時系列配列となっている密
着型とライン毎にＲ，Ｇ，Ｂのフィルタが施してある縮
小型３ラインが各メーカーから市販されカラー化に対応
している。

【０００３】それに伴いＣＣＤラインセンサのアナログ
信号出力を受ける処理回路部分もハイブリット化、ＬＳ
Ｉ化が進み、処理の高度化、高精細化を計り、カラー時
代に拍車をかけている。

【０００４】このような装置では、ＣＣＤラインセンサ
より出力される複数の色に対するアナログ信号をそれぞ
れ異なったゲインアンプで増幅しているため、個々のゲ
インアンプの温度ドリフトや入出力のリニアリティによ
るばらつきを考慮して、その後の処理回路も３系統必要
となり、回路構成が複雑になってしまうという問題があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、光電
変換手段より出力される複数の色に対するアナログ信号
をそれぞれ異なった増幅手段で増幅しているため、その
後の処理回路も３系統必要となり、回路構成が複雑にな
ってしまうという問題があった。

【０００６】そこで、この発明は、光電変換手段より出
力される複数の色に対するアナログ信号を１つの増幅手
段でそれぞれ異なった増幅率で独立に増幅することがで
き、その増幅手段の後の処理回路を簡略化することがで
きる画像入力装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の画像入力装置
は、少なくとも２色以上の色信号を出力する光電変換手
段、この光電変換手段からの各色ごとの出力信号から不
要な信号を除去する除去手段、この除去手段からの各色
ごとの出力信号を合成する合成手段と、この合成手段か
らの出力を増幅する１つの増幅手段、各色ごとに対する
上記増幅手段の増幅率を変更する変更手段、この変更手
段により変更された増幅率で、上記増幅手段が上記合成
手段からの信号を増幅する処理手段、およびこの処理手
段により処理された信号をアナログ信号からデジタル信
号へ変換する変換手段から構成されている。

【０００８】この発明の画像読取装置は、原稿台上に載
置された原稿上に光を照射する光照射手段、この光照射
手段によって照射される光の反射光を検出して光電変換
処理を行うことにより、少なくとも２色以上の色信号を
出力する光電変換手段、この光電変換手段からの各色ご
との出力信号から不要な信号を除去する除去手段、この
除去手段からの各色ごとの出力信号を合成する合成手
段、この合成手段からの出力を増幅する１つの増幅手
段、各色ごとに対する上記増幅手段の増幅率を変更する
変更手段、この変更手段により変更された増幅率で、上
記増幅手段が上記合成手段からの信号を増幅する処理手
段、およびこの処理手段により処理された信号をアナロ
グ信号からデジタル信号へ変換する変換手段から構成さ
れている。

【０００９】

【作用】この発明は、少なくとも２色以上の色信号を光
電変換手段で出力し、この各色ごとの出力信号から不要
な信号を除去手段で除去し、この除去手段からの各色ご
との出力信号を合成手段で合成し、この合成された出力
を１つの増幅手段で増幅し、各色ごとに対する上記増幅
手段の増幅率を変更し、この変更された増幅率で、上記
増幅手段が上記合成手段からの信号を増幅し、この増幅
された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する
ようにしたものである。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１１】図２はこの発明の画像読取装置の一実施例
に係るスキャナの概略構成を示す図である。このスキャ
ナは、原稿台上に載置された原稿を読取り、読取った画
像信号をコンピュータ等の外部機器に出力するものであ
る。

【００１２】スキャナ本体１の上部前部には操作パネル
（図示しない）が設けられ、その上面には、透明ガラス
によって構成される原稿載置台（プラテンガラス）２が
固定されている。この原稿台２の近傍には開閉自在の原
稿カバー１ａが設けられている。スキャナ本体１の上部
には、原稿台２上に載置された原稿Ｇを光学的に走査し
て読取る原稿走査部３が設けられている。この原稿走査
部３は、原稿Ｇに光を照射する照明ランプ４を設置した
第１キャリッジ５、光路を折曲げるミラー６、およびミ
ラー７を設置した第２キャリッジ８、集光用レンズブロ
ック９、これらの各部光路を経て導かれる原稿Ｇからの
反射光を受光して表面に結像される光電変換器１０を有
する。

【００１３】第１キャリッジ５には、照明ランプ４のほ
か、この照明ランプ４からの光を原稿面上に集める反射
鏡としてのリフレクタおよび原稿Ｇからの反射光を第２
キャリッジ８側へ導くミラー５が搭載されている。

【００１４】第１キャリッジ５および第２キャリッジ８
は、互いにタイミングベルト（図示せず）で結ばれてお
り、原稿台２の下面に沿って矢印ａ方向に往復動するよ
うになっている。この場合、第２キャリッジ８は第１キ
ャリッジ５の１／２の速さで同じ方向へ移動するように
なっており、これにより、レンズブロック９までの光路
長が一定になるように走査することができる。

【００１５】なお、第１キャリッジ５、第２キャリッジ
８は、それぞれステッピングモ―タにより駆動されるよ
うに構成されている。

【００１６】光電変換器１０は、列状に配列された複数
の光電変換素子、例えば電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を
有したカラーのＣＣＤラインセンサが用いられている。

【００１７】このＣＣＤラインセンサ１０は、１画素が
赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する光電変換素子により
構成されており、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する３
色の色信号が出力されるようになっている。

【００１８】さらに、このスキャナ本体１には、ＣＣＤ
ラインセンサ１０の出力信号を安定したデジタル信号に
変換するための信号処理を行う処理回路１１が設けられ
ている。

【００１９】図１は、処理回路１１の構成を概略的に示
すブロック図である。

【００２０】すなわち、上記ＣＣＤラインセンサ１０、
クランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、マルチプレクサ
（ＭＰＸ）２１、ゲインアンプ部２２、ＲＧＢ切換えタ
イミング発生回路２３、サンプルホールド回路２４、Ａ
／Ｄ変換回路２５、および各種タイミング発生回路２６
によって構成されている。

【００２１】上記ＣＣＤラインセンサ１０には、各種タ
イミング発生回路２６から２種類の転送クロック、リセ
ットパルス、シフトパルスなどが供給されている。

【００２２】ＣＣＤラインセンサ１０はこれらの供給さ
れる信号に応じて赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のアナログ
信号を出力するようになっている。すなわち、図３の
（ａ）〜（ｃ）に示す信号に対して、図３の（ｄ）に示
すような、アナログ信号を出力するようになっている。
このアナログ信号は赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とも同じ
ものとなっている。このアナログ信号には、４〜５Ｖの
直流出力電圧（ＶOS）が加えられて出力されており、入
射光がない光シールド画素の場合に、暗時出力電圧（Ｖ
DRK ）存在し、入射光の有る有効画素の場合に、出力信
号（有効信号部分）から暗時出力電圧（ＶDRK ）と直流
出力電圧（ＶOS）を差引いた部分が実有効信号部分とな
っている。

【００２３】これにより、ＣＣＤラインセンサ１０から
は、図４の（ａ）〜（ｃ）に示す、赤、緑、青（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）のアナログ信号が出力され、それぞれクランプ
回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに供給される。

【００２４】クランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、
それぞれＣＣＤラインセンサ１０から出力される赤、
緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のアナログ信号に対応し、供給さ
れるアナログ信号から上述した暗時出力電圧（ＶDRK ）
と直流出力電圧（ＶOS）を差引く回路であり、図４の
（ｄ）〜（ｆ）に示す、各色ごとのクランプ信号が出力
される。

【００２５】クランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに
は、それぞれ各種タイミング発生回路２６からクランプ
を行うためのクロックが供給されている。クランプ回路
２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの出力はマルチプレクサ（ＭＰ
Ｘ）２１へ供給される。

【００２６】クランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、
ＣＣＤラインセンサ１０から出力される各色信号（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）の各直流出力電圧と暗時出力電圧が異なり、か
つ、暗時出力電圧はＣＣＤラインセンサ１０の温度が上
昇するに従い増加する特徴があり、精度を求めるために
は、各色信号に対し独立して設置する必要がある。

【００２７】マルチプレクサ２１は、クランプ回路２０
Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂからの各色ごとのアナログ信号をＲ
ＧＢ切換えタイミング発生回路２３からのタイミング信
号を用いて合成するものであり、図４の（ｇ）に示すよ
うな信号を出力するようになっている。マルチプレクサ
２１による合成信号はゲインアンプ部２２に出力され
る。

【００２８】ゲインアンプ部２２は、マルチプレクサ２
１からの合成信号のなかの各色ごとの信号を、ＲＧＢ切
換えタイミング発生回路２３からのタイミング信号とし
てのゲインセレクト信号に応じて各色ごとに対応する異
なった増幅率で増幅するものであり、その増幅結果は図
４の（ｈ）に示すようになっている。

【００２９】ゲインアンプ部２２は、図５に示すよう
に、ゲインアンプ２２ａ、抵抗ｒ0 、可変抵抗器ＶRR、
ＶRG、ＶRB、切換スイッチＳＷR 、ＳＷG 、ＳＷB によ
って構成されている。ゲインアンプ２２ａの増幅率は、
赤色の信号に対しては可変抵抗器ＶRRと抵抗ｒ0 とによ
って決定され（１＋（ＶRR／ｒ0 ））、緑色の信号に対
しては可変抵抗器ＶRGと抵抗ｒ0 とによって決定され
（１＋（ＶRG／ｒ0 ））、青色の信号に対しては可変抵
抗器ＶRBと抵抗ｒ0 とによって決定される（１＋（ＶRB
／ｒ0 ））。

【００３０】赤色の信号に対してＲＧＢ切換えタイミン
グ発生回路２３からのＲゲインセレクト信号により切換
スイッチＳＷR がオンされることにより、ゲインアンプ
２２ａの増幅率は（１＋（ＶRR／ｒ0 ））となり、緑色
の信号に対してＲＧＢ切換えタイミング発生回路２３か
らのＧゲインセレクト信号により切換スイッチＳＷGが
オンされることにより、ゲインアンプ２２ａの増幅率は
（１＋（ＶRG／ｒ0 ））となり、青色の信号に対してＲ
ＧＢ切換えタイミング発生回路２３からのＢゲインセレ
クト信号により切換スイッチＳＷB がオンされることに
より、ゲインアンプ２２ａの増幅率は（１＋（ＶRB／ｒ
0 ））となる。

【００３１】可変抵抗器ＶRR、ＶRG、ＶRBは、ＣＣＤラ
インセンサ１０のロット違いによる感度ばらつき、光源
のロット違いによるばらつきや時間の経過による光量の
低下にも対応して調整できるようになっている。

【００３２】ＲＧＢ切換えタイミング発生回路２３は、
各種タイミング発生回路２６から供給される図６の
（ａ）に示す基準クロックと同期信号とに応じて、図６
の（ｂ）〜（ｄ）に示すような、各色ごとのゲインセレ
クト信号を出力する回路である。

【００３３】上記基準クロックは上記ＣＣＤラインセン
サ１０に出力するために用いた基準クロックと同期して
おり、上記同期信号は上記ＣＣＤラインセンサ１０に出
力されたシフトパルスと同じものである。

【００３４】上記ゲインアンプ部２２つまりゲインアン
プ２２ａからの信号はサンプルホールド回路２４に供給
される。

【００３５】サンプルホールド回路２４はゲインアンプ
２２ａから供給される信号のピーク値を、各種タイミン
グ発生回路２６から供給される図４の（ｉ）に示すサン
プルホールドパルスによりサンプルホールドすることに
より、図４の（ｊ）に示すような信号を出力するもので
あり、この出力はＡ／Ｄ変換回路２５に供給される。

【００３６】Ａ／Ｄ変換回路２５はサンプルホールド回
路２４から供給されるサンプルホールド信号を、各種タ
イミング発生回路２６から供給されるＡ／Ｄ変換のため
のクロックを用いて、アナログ信号からディジタル信号
に変換する回路である。

【００３７】Ａ／Ｄ変換回路２５からのディジタル信号
は後段の画像処理回路（図示しない）に出力される。

【００３８】各種タイミング発生回路２６は、上記ＣＣ
Ｄラインセンサ１０、クランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２
０Ｂ、ＲＧＢ切換えタイミング発生回路２３、サンプル
ホールド回路２４、Ａ／Ｄ変換回路２５にそれぞれクロ
ック等のタイミング信号を出力するものである。

【００３９】次に、このような構成において動作を説明
する。すなわち、ＣＣＤラインセンサ１０は、各種タイ
ミング発生回路２６からの転送クロック、リセットパル
ス、シフトパルスなどに応じて、図４の（ａ）〜（ｃ）
に示す、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のアナログ信号を、
それぞれクランプ回路２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに出力す
る。

【００４０】クランプ回路２０Ｒは、ＣＣＤラインセン
サ１０から供給される赤色の信号から暗時出力電圧（Ｖ
DRK ）と直流出力電圧（ＶOS）を差引いた信号（図４の
（ｄ））をマルチプレクサ２１へ出力し、クランプ回路
２０Ｇは、ＣＣＤラインセンサ１０から供給される緑色
の信号から暗時出力電圧（ＶDRK ）と直流出力電圧（Ｖ
OS）を差引いた信号（図４の（ｅ））をマルチプレクサ
２１へ出力し、クランプ回路２０Ｂは、ＣＣＤラインセ
ンサ１０から供給される青色の信号から暗時出力電圧
（ＶDRK ）と直流出力電圧（ＶOS）を差引いた信号（図
４の（ｆ））をマルチプレクサ２１へ出力する。

【００４１】マルチプレクサ２１は、クランプ回路２０
Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂから供給される信号をＲＧＢ切換え
タイミング発生回路２３からのタイミング信号を用いて
合成し（図４の（ｇ））、この合成信号をゲインアンプ
部２２のゲインアンプ２２ａに出力する。

【００４２】また、ゲインアンプ部２２には、ＲＧＢ切
換えタイミング発生回路２３からの各色ごとのゲインセ
レクト信号が供給されている。

【００４３】これにより、ゲインアンプ部２２は、ＲＧ
Ｂ切換えタイミング発生回路２３からのＲゲインセレク
ト信号が供給された際、切換スイッチＳＷR がオンする
ことにより、可変抵抗器ＶRRと抵抗ｒ0 とによって決定
される増幅率（１＋（ＶRR／ｒ0 ））がゲインアンプ２
２ａに設定され、この増幅率でゲインアンプ２２ａがマ
ルチプレクサ２１から供給される信号の中の赤色信号Ｒ
に対応するものを増幅する。

【００４４】また、ゲインアンプ部２２は、ＲＧＢ切換
えタイミング発生回路２３からのＧゲインセレクト信号
が供給された際、切換スイッチＳＷG がオンすることに
より、可変抵抗器ＶRGと抵抗ｒ0 とによって決定される
増幅率（１＋（ＶRG／ｒ0 ））がゲインアンプ２２ａに
設定され、この増幅率でゲインアンプ２２ａがマルチプ
レクサ２１から供給される信号の中の緑色信号Ｇに対応
するものを増幅する。

【００４５】また、ゲインアンプ部２２は、ＲＧＢ切換
えタイミング発生回路２３からのＢゲインセレクト信号
が供給された際、切換スイッチＳＷB がオンすることに
より、可変抵抗器ＶRBと抵抗ｒ0 とによって決定される
増幅率（１＋（ＶRB／ｒ0 ））がゲインアンプ２２ａに
設定され、この増幅率でゲインアンプ２２ａがマルチプ
レクサ２１から供給される信号の中の青色信号Ｂに対応
するものを増幅する。

【００４６】したがって、ゲインアンプ２２ａからは各
色ごとに異なって増幅されてピーク値が揃えられた図４
の（ｈ）に示すような信号がサンプルホールド回路２４
に出力される。

【００４７】サンプルホールド回路２４はゲインアンプ
２２ａから供給される信号のピーク値を、各種タイミン
グ発生回路２６から供給される図４の（ｉ）に示すサン
プルホールドパルスによりサンプルホールドすることに
より、図４の（ｊ）に示すような信号をＡ／Ｄ変換回路
２５へ出力する。

【００４８】Ａ／Ｄ変換回路２５はサンプルホールド回
路２４から供給されるサンプルホールド信号を、各種タ
イミング発生回路２６から供給されるＡ／Ｄ変換のため
のクロックを用いて、アナログ信号からディジタル信号
に変換し、後段の画像処理回路（図示しない）に出力す
る。

【００４９】この実施例では、１つのゲインアンプを用
いて、赤、緑、青の各色の信号をそれぞれ異なった増幅
率で増幅して処理するようにしており、従来のように各
色ごとに独立して設けられたゲインアンプが設けられて
いるものとは異なり、回路構成を簡単化することがで
き、コストの低減が図れる。

【００５０】また、複数のゲインアンプを使用した場合
の、温度ドリフトや入力に対する出力のリニアリティの
違いが発生してしまうという問題を、この実施例では、
１つのゲインアンプを用いていることにより、温度ドリ
フトやリニアリティの違いが存在しないため、赤、緑、
青の各信号のアナログ信号部分のばらつきを最小限に押
さえ、精度の良い処理を行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
光電変換手段より出力される複数の色に対するアナログ
信号を１つの増幅手段でそれぞれ異なった増幅率で独立
に増幅することができ、その増幅手段の後の処理回路を
簡略化することができる画像入力装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における画像入力装置の処
理回路の概略構成を示すブロック図。

【図２】図１の画像入力装置の構成を概略的に示す断面
図。

【図３】図１の処理回路の要部の信号波形を示す図。

【図４】図１のＣＣＤラインセンサにおける転送クロッ
ク、リセットパルス、出力波形を示す図。

【図５】図１のゲインアンプ部の回路構成を示す図。

【図６】図１のゲインアンプ部におけるゲインセレクト
信号を説明するための図。

【符号の説明】

１…スキャナ本体、２…原稿台、３…原稿走査部、４…
照明ランプ、１０…ＣＣＤラインセンサ、１１…処理回
路、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ…クランプ回路、２１…マ
ルチプレクサ、２２…ゲインアンプ部、２２ａ…ゲイン
アンプ、２３…ＲＧＢ切換えタイミング回路、２４…サ
ンプルホールド回路、２５…Ａ／Ｄ変換回路各種タイミ
ング発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 元 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 永持 克也 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イン テリジエントテクノロジ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２色以上の色信号を出力する
   光電変換手段と、 この光電変換手段からの各色ごとの出力信号から不要な
   信号を除去する除去手段と、 この除去手段からの各色ごとの出力信号を合成する合成
   手段と、 この合成手段からの出力を増幅する１つの増幅手段と、 各色ごとに対する上記増幅手段の増幅率を変更する変更
   手段と、 この変更手段により変更された増幅率で、上記増幅手段
   が上記合成手段からの信号を増幅する処理手段と、 この処理手段により処理された信号をアナログ信号から
   デジタル信号へ変換する変換手段と、 を具備したことを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】 原稿台上に載置された原稿上に光を照射
   する光照射手段と、 この光照射手段によって照射される光の反射光を検出し
   て光電変換処理を行うことにより、少なくとも２色以上
   の色信号を出力する光電変換手段と、 この光電変換手段からの各色ごとの出力信号から不要な
   信号を除去する除去手段と、 この除去手段からの各色ごとの出力信号を合成する合成
   手段と、 この合成手段からの出力を増幅する１つの増幅手段と、 各色ごとに対する上記増幅手段の増幅率を変更する変更
   手段と、 この変更手段により変更された増幅率で、上記増幅手段
   が上記合成手段からの信号を増幅する処理手段と、 この処理手段により処理された信号をアナログ信号から
   デジタル信号へ変換する変換手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取装置。