JPS6027272A - 画像情報読み取り装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、画像情報読み取り装置、特にデジタル画像作
成装置の画像検出部として好適なデジタル画像情報読み
取り装置に関するものである。

（背景技術） 従来この種の装置は例えば第１図に示すように構成され
ており、ここで、■は被写体よりの画像光を、−直線上
に連なる微細点電圧としてアナログ゛上気信号に変換す
るＣＯＤリニアイメージセンサ、２はＣＣＤ　リニアイ
メージセンサ１からの画像１１１号を増幅する差動ビデ
オ増幅器である。ＣＣＤリニアイメージセンサｌからの
被写体画像４．１号は差動型ビデオ信号増幅器２に抵抗
３および４と＋４’（変抵抗器５および６とを介して電
圧レベル調整を施されてから印加される。ビデオ信号増
幅器２においては、可変抵抗器７により電圧増ＩＮ、１
度が調整される。その増幅出力を抵抗８を介してＩ・ラ
ンジスタ８のベースに供給する。このトランジスタ９は
差動ビデオ増幅器２からの画像信号に重畳する直流゛電
圧をＯｖにまで移動するレベルシックトランジスタであ
る。トランジスタ８のエミッタより抵抗１２を介してア
ナログ−デジタル変換器１１に適合する信号を取り出し
、そのアナログビデオ信号を高速アナログ−デジタル変
換器１１によってデジタルビデオ信号に変換する。図中
、１３はイメージセンサｌを駆動するＭＯＳ　ドライバ
、１４はアナログ−デジタル変換器１１用の基準電圧発
生器である。

このように、従来は０工変抵抗器を多数個設けることが
必要であり、製造上および保守調整上の手間と煩雑さが
大きな問題となっていた。

（目自９） そこで、本発明の目的は、上述した従来の欠点を一挙に
解決すると共に、いかなる状態においても画像の明部と
暗部とのダイナミックレンジを最大に保つことを可能と
した画像情報読み取り装置を提供することにある。

（実施例） 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明画像情報読み取り装置の１実施例を第２図に示す
。

ここで、第１図と同様の個所には同一符号を伺すことに
する。第２図において、２１〜２４は発光ダイオード（
ＬＥＤと略記）、２５〜２８はそれぞれＬＥｏ　２１〜
２４と対向して配置されて各ＬＥＤ　２１〜２４からの
光出力を受けるＣｄＳ可変抵抗器である。

ＣｄＳ可変抵抗器２５および２６の抵抗値は、それぞれ
、ＬＥｏ２１および２２の光出力で変化し、それによっ
て、ＣＯＤ　リニアイメージセンサ１からの信号を電圧
変化させる。ＣｄＳ可変抵抗素子２７の抵抗値はＬＥｏ
２３の光出力により変化して差動ビデオ増幅器２のゲイ
ンを変化さセる。ＣｄＳ可変抵抗素子２８の抵抗値はＬ
ＥＤ　２４の光出力によって変化し、それにより差動ビ
デオ増幅器２からの出力に重畳するＤＣ電圧レベルを変
化させる。

以上のしＥＤ２１〜２４はビデオレベルコンＩ・ローラ
１５からの制御電圧によって発光する。レベルコントロ
ーラ１５はＡ／Ｄコン八−へ１１からのデジタル画像信
号レベルを判別し、ＬＥＤ　２１〜２４に適切な電流を
供給し、差動ビデオ増幅器２の出力信号レベルおよびレ
ベルシックトランジスタ８の出力レベルを適止なものと
する。

第３１団はビデオレベルコントローラ１５の具体例を示
し、ここで、３１はワンチップマイクロコンピュータ、
３２〜３５はマイクロコンピュータ３１からのデータ（
ｒ’＋号を受けて作動するプリセ・ンタブルカウンク、
３６〜３８は、それぞれ、プリセッタブルカウンタ３２
〜３５の出力信号を受けて、ＬＥＤ２１〜２４に断続′
−Ｌ流を流すトランジスタスイッチである。

マイクロコンピュータ３１はＡ／Ｄコンノく一夕１１か
らのデジタル画像データを読み取り、ＬＥＤ２１〜２４
に適切な電流を供給し、差動ビデオ増幅器２の出カイ、
１号レベルおよびレベルシックトランジスタ９の出力信
号レベルを適正なものとするためにプリセッタブルカウ
ンタ３２〜３５を適切な分周比で動作させるバイナリコ
ードを作成して、これらカウンタ３２〜３５に供給する
。

以上の構成において、マイクロコンピュータ３１はｉ０
４図に示すプログラムフローにて動作する。

第２図示の装置を内蔵する本体制御装置からの指令信号
により水装置が動作を開始すると、マイクロコンピュー
タ３１は、ステップ８１〜Ｓ４において、ＣｄＳ可変抵
抗素子２５〜２８の値を順次に大まかに初期設定する。

そのために、あらかじめプログラムされた初期値である
バイナリコードをプリセッタブルカウンタ３２〜３５に
出力し、これらカウンタ３２〜３５を動作させる。プリ
セッタブルカウンタ３２〜３５の出力はプリセットされ
た初期値に従い。

カウント動作により、初期値に応じた分周パルスとなっ
てトランジスタスイッチ３６〜３８へ送られる。これら
トランジスタスイッチ３６〜３９の出力はＬＥＤ２１〜
２４に接続され、高速度でそれぞれの初期値に応じたデ
ユーティ比をもって、これらＬＥＤ　２１〜２４を点滅
させる。ＣｄＳ可変抵抗素子２５〜２８はその受光面に
照射されるＬＥＤ　２１〜２４の各出力光の光量に応じ
て抵抗値が決定される。

本実施例においては、この光量調整をＬＥＤ　２１〜２
４に印加するパルス信号のデユーティ比を可変とするこ
とにより行っている。ここで注意すべき点は、ＣｄＳ＊
ｆ変抵抗素子２５〜２８の光応答速度がＬＥＤ２１〜２
４に印加するパルス信号と比較して十分に遅くなるよう
に印加パルスのノ到波数を決定しなければならない。も
し、ＬＥＤ　２１〜２４に印加するパルスの周波数がＣ
ｄＳ呵変抵抗素子２５〜２８の光応答速度に近ついた場
合、またはそれよりも遅い場合、Ｃ：ｄＳ　１１ｆ変抵
抗素子２５〜２８の抵抗値は印加したパルス信号により
変調されてしまうことになる。

マイクロコンピュータ３１はステップ５ｌ−Ｓ４によっ
て前述した初期抵抗値の設定を行った後、次には、差動
ビデオ増幅器２のゲイン、およびレベルシフタ９の零電
位設定を最適とするための集束シーケンスに入る。

マイクロコンピュータ３１は、まず、初期値設定状態で
の差動ビデオ増幅器２の飽和状態を判断すべく、　Ａ／
Ｄコンバータ１１の出力を読み取る。すなわち、ステッ
プＳ５およびＳ６において、かかる出力の上限および下
限がそれぞれ飽和しているか否かを判断する。もし、、
Ａ／Ｄコンバータ１１の出力値が本実施例のように８ビ
ツトである場合、読み出した出力が（ＦＦ）　１６進だ
ったとすると、考えられるＡ／Ｄコンバータ１１の上限
飽和原因としては、レベルシフタ８の零点移動、差動ビ
デオ増幅器２の入力差による出力移動、およびかかるビ
デオ増幅器２の増幅度過大の３つの原因が考えられる。

これらの３つの要因を調べるために、マイクロコンピュ
ータ３１の初期設定値は、差動ビデオ増幅器２の利得が
最小となるように、ＬＥＤ　２３の光量を最小にして上
述した３つめ要因の内の１つである利得過大による要因
影響を予め小さくしておく。

また、レベルシフタトランジスタ８は差動ビデオ増幅器
８のいかなる出力に対しても飽和しないように回路設計
をしておくものとする。これらを前提に、マイクロコン
ピュータ３１を含むビデオレベルコントローラ１５は、
最適なアナログビデオ信号をＡ／Ｄコンバータ１１に供
給すべく集束シーケンスを開始する。

ここで、最適なアナログビデオ信号とは以下の条件を満
足するものを言う。

（１）被写体からの反射光量最大点、すなわち、白レベ
ルにおいてＡ／Ｄコンバータ１１へのアナログビデオ信
号がＡ／Ｄコンバータ１１の最大量子化上限イ１すにあ
ること。

（２）被写体からの反射光量最小点、すなわち黒レベル
においてＡ／Ｄコンバータ１１へのアナログビデオ信号
がこのＡ／Ｄコンバータ１１の最大量子化下限値にある
こと。

これら２つの条件を決定するために、ビデオレベルコン
トローラ１５は、ステップＳ７およびＳ８において、黒
レベル電圧を決定すべく光源ランプを点灯せずにＣｄＳ
可変抵抗素子２５および２６にそれぞれに対応するＬＥ
Ｄ　２１および２２の出力光の先部−をプログラムルー
プを描きながらワンステップずつ変えて、とりあえずＡ
／Ｄコンバータ１１への出力制限をかける。もしも、最
初にＡ／Ｄコンバータ１１から読み取った値が（ＦＦ）
１Ｂ進あるいは（００）　１Ｂ進であったならば、ビデ
オレベルコントローラ１５はワンステップずつＬＥＤ　
２１および２２の出力光の光量を変化させ、再びＡ／Ｄ
コンバータ１１の出力を読み出すというループを描き、
（ＦＦ）　１１３進から（ＦＥ）１Ｂ進になるＬＥＤ２
１および２２の出力光の光量、つまりＣｄＳ可変抵抗素
子２１および２２の値を決定する。

次に、ビデオレベルコントローラ１５は、ステップＳ８
において、白レベル電圧を決定すべく光源ランプを点灯
し、ステップＳＩＯにおいてＡ／Ｄコンバータ１１の出
力を読み、ステップＳｌｌにおいて、差動ビデオ増幅器
２の利得をＡ／Ｄコンバーク出力を読みながらプログラ
ムループを描いて変化させ、Ａ／Ｄコンバータ出力が（
００）　１８進になるようにＬＥＤ２３の出力光の光量
、従ってＣｄＳ可変抵抗素子２７の抵抗値を決定する。

次に、ステップＳ１２において光源ランプを消灯し、次
いでステップＳ１３において、レベルシフタトランジス
タ９のＤＣ出力レベルが差動ビデオ増幅器２の利得を変
えたことで変化したか否かを判定する。もしも、ＤＣ出
力レベルが零でない場合には、ステップＳ１４を経て再
びプログラムループを描いてＬＥＤ２４の出力光の光量
を変化させてＣｄＳ可変抵抗素子２８の抵抗値を決定し
、Ａ／Ｄコンパーク１１の出力レベルが（ＦＥ）ｌｆｔ
進となるようにする。

次いで、ステップＳ１５において、ＣｄＳ可変抵抗集子
２５〜２８が適圧に集束したか否かを判定する。

このようにして、ビデオレベルコントローラ１５は第４
図に示すプログラムフローを何回か繰り返すことによっ
て、画像白レベルに対して（００）１Ｂ進、画像黒レベ
ルに対して（ＦＦ）１６進なる出力がＡ／Ｄコン八−へ
１１から得られるまで集束シーケンスを繰り返す。

上述した実施例においては、差動ビデオ増幅器２の利イ
１）、差動入力端子およびレベルシックトランジスタ８
の零点調整をＧｄＳ可変抵抗素子２５〜２８とＬＥＤ２
１〜２４との組み合わせにより行うようにしたか１例え
ば可変抵抗素子としてＦＥＴのドレイン−ソース間抵抗
を用いても同様の制御を行うことはできる。その場合に
は、ドレイン−ソース間抵抗を変化させるためにＦＥＴ
のゲートーンース間電圧ヲマイクロコンピュータ３１か
らＡ／Ｄ変換器を用いてスタティックに制御する。

また、上述の実施例ではビデオレベルコントローラ１５
において画像読み取り装置専用のマイクロコンピュータ
を用いたが、本発明画像読み取り装置が組込まれる本体
制御回路をビデオレベルコンＩ・ローラとして作動させ
ることにより、画像読み取り装置に専用のマイクロコン
ピュータを設けないようにすることも可能である。

（効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
、複数の電気的調整個所を心変としていた画像情報読み
取り装置において、マイクロコンピュータにより制御手
順を定めたビデオレベルコントローラを伺加することに
より、］−場あるいは市場における電圧調整が全く不要
となり、いかなる状態においても常に画像の白レベルと
黒レベルとの間のダイナミックレンジ＠　Ａ／Ｄコン八
−への許容範囲内に最大に設定することができ、従って
、所望の雑音電圧と画像信号とのＳ／Ｎ比を飛躍的に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像情報読み取り装置の構成の一例をン
Ｊ＼すプロ・ンク図、 第２図は本発明画像情報読み取り装置の一実施例を示す
ブロック図、 第３図はそのビデオレベルコントローラの一例を小すブ
ロック図１ 、ｌＩ’ｌ、　４図はビデオレベルコントローラにおけ
るマイクロコンピュータの制御プログラムの一例を示す
フローチャートである。 ■・・・ＣＣＤ　リニアイメージセンサ、２・・・差動
ビデオ増幅器、 ３．４，８．１２・・・抵抗、 ５、Ｊ？、ＩＱ・・・口ｆ変抵抗、 ８・・・レベルシックトランジスタ、 １１・・・アナログ−デジタル変換器 （Ａ／Ｄコンバータ）、 １３・・・ＭＯＳ　ドライバ、 １４・・・ノ、（憎′電圧発生器、 １５・・・ビデオレベルコントローラ、２１〜２４・・
・ＬＥＤ　、 ２５〜２８・・・ＣｄＳ可変抵抗素子、３１・・弓チッ
プマイクロコンピュータ、３２〜３５・・・プリセッタ
ブルカウンタ、３６〜３８・・・トランジスタスイッチ
。 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被＋’ｒ、二体からの光を検出するイメージセンサと、
   該イメージセンサの出力を増幅する増幅回路と、該増幅
   回路からの１１１幅出力から、前記被写体のデジタル画
   像データを作成するアナログ−デジタル変換器とをイラ
   する画像情報読み取り装置において、前記増幅回路の制
   御状態を予定の初期値状可；に設定する第１手段と、該
   第１手段により設定された初期値状態の下で前記アナロ
   グ−デジタル変換器からのデジタル画像データを取り込
   む第２１月公と、該第２手段により取り込まれたデジタ
   ル画像データおよび前記被写体に対する光源の点灯およ
   び梢幻に応じて、前記増幅回路の動作状態を適１１：、
   値に集束させる第３手段とを具備したことを４、ν徴と
   する画像情報読み取り装置、。