JP3893521B2 - Contact-type image detection device having digital signal output and signal output method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル信号出力を有する接触型映像検知装置及びその信号出力方法に係るもので、とりわけ、光検知モジュール、光/デジタル信号変換モジュール、符号化モジュール(encoder module)及び復号化モジュール(decoder module)を集積したデジタル信号出力を有する接触型映像検知装置及びその信号出力方法を指す。 The present invention relates to a contact-type image detection apparatus having a digital signal output and a signal output method thereof, and more particularly, to a light detection module, an optical / digital signal conversion module, an encoder module, and a decoding module. A contact type image sensing device having a digital signal output integrated with a module) and a signal output method thereof.
接触型映像センサー(Contact Image Sensor, CIS) はリニア・センサー(Linear sensor) の一種であり、平面の画像や文字を走査(scan)して保存、表示、処理あるいは電気光学の素子として伝送できるように、電子フォームにするのに使用される。接触型映像センサーの最大の特徴は、一体化モジュール設計であり、応用製品に軽量の特徴のみならず、組立を容易にして生産コストを節約する点にある。 A contact image sensor (CIS) is a type of linear sensor that scans flat images and text for storage, display, processing, or transmission as electro-optic elements. Used to make electronic forms. The greatest feature of the contact-type image sensor is the integrated module design, which is not only a lightweight feature in the applied product, but also facilitates assembly and saves production costs.
接触型映像センサーは、元来、コンパクトでコストが低いなどの利点があり、徐々に多種類の映像応用製品に採用されていった。接触型映像センサーに対し、いかにして容易に様々な応用製品システムに搭載し、利用者の設計時間を短縮し、コストを抑えるかが、市場に導入するのに改善せねばならない重要な方向である。 Originally, the contact-type image sensor has advantages such as compactness and low cost, and it has been gradually adopted for various types of image application products. An important direction that must be improved in order to introduce a contact-type image sensor into a variety of application product systems, reducing the user design time and reducing costs. is there.
一般に接触型映像センサーとは、光信号を検知して読み取り可能な電気信号に変換する装置である。その応用範囲は、電気光学の素子で文字や図形、資料を読み取る必要のある映像処理装置、例えばスキャナ、コピー機、多機能事務機械など多岐にわたる。 In general, a contact-type image sensor is a device that detects an optical signal and converts it into an electric signal that can be read. The application range is wide, such as video processing devices that need to read characters, figures, and materials with electro-optic elements, such as scanners, copiers, and multifunctional office machines.
従来の接触型映像センサーの設計はすべてアナログ信号による処理と伝送であり、利用者端のアナログ/デジタル変換モジュール(Analog to Digital Converter, ADC)を通過する時にデジタル信号に変換される。しかしながら、アナログ信号による伝送は外部の雑信号による干渉を受けやすく、転送線のインピーダンスと浮遊容量(stray capacitance (condenser)) の影響を受け、信号の劣化や、信号が歪んで回復不能となり、電流を浪費し、電圧を過少にできないといった制限、集積回路(Integrated Circuit, IC)製造過程の変更の影響などの欠点をもたらしている。 All conventional contact-type image sensor designs are processing and transmission using analog signals, which are converted into digital signals when passing through an analog-to-digital converter (ADC) at the user's end. However, transmission using analog signals is susceptible to interference from external miscellaneous signals, and is affected by transfer line impedance and stray capacitance (condenser). This results in disadvantages such as a restriction that the voltage cannot be reduced and a change in the manufacturing process of the integrated circuit (IC).
従って以上のように、前記の既存の接触型映像センサーは、実際に使用する上で明らかに欠点を有し、より一層の改善が期待されていることが分かる。 Therefore, as described above, it can be seen that the above-described existing contact-type image sensor has a drawback in actual use and further improvement is expected.
ゆえに、本発明者は前述の欠点を改善できないかと考え、長年に渡りこの方面に関連することに従事してきた経験を踏まえ、鋭意観察と研究に努め、学理の応用にマッチングさせ、合理的設計かつ前述の欠点を改善するのに効果的な本発明を打ち出した。 Therefore, the present inventor considered that the above-mentioned drawbacks could be improved, and based on his experience engaged in this area for many years, he worked diligently on observation and research, matched with the application of science, rational design and The present invention has been devised to remedy the aforementioned drawbacks.
本発明で解決を要する技術上の問題は、デジタル信号出力を有する接触型映像検知装置及びその信号出力方法を提供することにあり、光検知モジュール、光/デジタル信号変換モジュール、符号化モジュール及び復号化モジュールの集積を通じて、本発明の接触型映像検知装置に、画素出力から利用者端まで信号を伝送する方法をすべてデジタル信号伝送とさせることで、当該復号化モジュールを従来のアナログ/デジタル変換モジュールの機能に置き換えることが可能となり、パラレルにデジタル信号を出力する。この設計で、光検知モジュールがデジタル信号処理であること以外に、その他の構造がすべてデジタル信号による処理と伝送であり、既存のアナログ信号による処理と伝送の欠点を大幅に減らすことが可能となる。 A technical problem that needs to be solved by the present invention is to provide a contact-type image detection device having a digital signal output and a signal output method thereof, and a light detection module, a light / digital signal conversion module, a coding module, and a decoding. Through the integration of the conversion module, the method of transmitting signals from the pixel output to the user end is made digital signal transmission to the contact-type image detection device of the present invention, so that the decoding module can be converted into a conventional analog / digital conversion module. It is possible to replace this function with this, and a digital signal is output in parallel. With this design, apart from the fact that the light detection module is digital signal processing, all other structures are digital signal processing and transmission, which can greatly reduce the disadvantages of existing analog signal processing and transmission. .
上記の技術上の問題を解決するため、本発明の目的(plan)の中の一つに基づき、デジタル信号出力の接触型映像検知装置を採り上げる。それには光検知モジュール、光/デジタル信号変換モジュール、符号化モジュール及び復号化モジュールが含まれる。 In order to solve the above technical problems, a digital image output contact type image sensing device is taken up based on one of the objects of the present invention (plan). It includes an optical detection module, an optical / digital signal conversion module, an encoding module and a decoding module.
当該光検知モジュールは光を受信して光信号を発生し、当該光/デジタル信号変換モジュールは当該光検知モジュールが発生した光信号をデジタル信号に変換し、当該符号化モジュールは当該光/デジタル信号変換モジュールのデジタル信号をシリアル出力に変換し、当該復号化モジュールは当該符号化モジュールのシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換する。 The optical detection module receives light and generates an optical signal, the optical / digital signal conversion module converts the optical signal generated by the optical detection module into a digital signal, and the encoding module converts the optical / digital signal The digital signal of the conversion module is converted into a serial output, and the decoding module converts the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output.
上記の技術上の問題を解決するため、本発明の目的の中の一つに基づき、デジタル信号出力の接触型映像検知装置の信号出力方法を採り上げる。それには以下のステップが含まれる。最初は、光検知モジュールにより、光を受信して光信号を発生するステップ、続いて、当該光検知モジュールが発生した光信号を光/デジタル信号変換モジュールによってデジタル信号に変換するステップ、そして、当該光/デジタル信号変換モジュールによって変換されたデジタル信号を、符号化モジュールによってシリアル出力にするステップ、最後に、当該符号化モジュールのシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換するステップである。 In order to solve the above technical problem, a signal output method of a contact-type image detection device for digital signal output is taken up based on one of the objects of the present invention. It includes the following steps: First, receiving light by the light detection module and generating an optical signal, then converting the optical signal generated by the light detection module into a digital signal by the optical / digital signal conversion module, and The step of converting the digital signal converted by the optical / digital signal conversion module into a serial output by the encoding module, and finally the step of converting the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output.
上記の技術上の問題を解決するため、本発明の目的の中の一つに基づき、デジタル信号出力の接触型映像検知装置を採り上げる。それにはタイミング信号発生モジュール、光検知モジュール、アナログ/デジタル変換モジュール、符号化モジュール及び復号化モジュールが含まれる。当該光検知モジュールは、当該タイミング信号発生モジュールの制御によって光を受信して光信号を発生、当該アナログ/デジタル変換モジュールは、当該光検知モジュールが発生した光信号をデジタル信号に変換するのに用いられ、当該符号化モジュールは、当該アナログ/デジタル変換モジュールのデジタル信号をシリアル出力に変換するのに用いられ、当該復号化モジュールは、当該符号化モジュールのシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換するのに用いられる。 In order to solve the above technical problem, a digital image output contact type image detection device is taken up based on one of the objects of the present invention. It includes a timing signal generation module, a light detection module, an analog / digital conversion module, an encoding module, and a decoding module. The photodetection module receives light under the control of the timing signal generation module to generate an optical signal, and the analog / digital conversion module is used to convert the optical signal generated by the photodetection module into a digital signal. The encoding module is used to convert the digital signal of the analog / digital conversion module into a serial output, and the decoding module converts the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output. Used for
上記の技術上の問題を解決するため、本発明の目的の中の一つに基づき、デジタル信号出力の接触型映像検知装置の信号出力方法を採り上げる。最初にタイミング信号発生モジュールを採り上げ、続いて当該タイミング信号発生モジュールの制御によって光を受信して光信号を発生、その後、アナログ/デジタル変換モジュールによって、当該光検知モジュールが発生した光信号をデジタル信号に変換、続いて、符号化モジュールによって、当該アナログ/デジタル変換モジュールのデジタル信号をシリアル出力に変換、最後に、復号化モジュールによって、当該符号化モジュールのシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換する。 In order to solve the above technical problem, a signal output method of a contact-type image detection device for digital signal output is taken up based on one of the objects of the present invention. First, the timing signal generation module is picked up, then the light is received under the control of the timing signal generation module to generate an optical signal, and then the optical signal generated by the optical detection module is converted into a digital signal by the analog / digital conversion module. Next, the encoding module converts the digital signal of the analog / digital conversion module into a serial output, and finally the decoding module converts the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output. .
本発明が予定の目的を達するために採用した技術や手段、効果をより一層理解されるべく、以下の本発明に関する添付図面を参照すれば、本発明の目的、特徴、利点が深く具体的に理解できるものと確信する。しかしながら、添付図面は参考と説明のためのみに提供するのであり、本発明に制限を加える者のために用いられるものではない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to better understand the technology, means, and effects that the present invention has adopted to achieve its intended purpose, the objects, features, and advantages of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings relating to the present invention. I'm sure you can understand. However, the attached drawings are provided for reference and explanation only and are not intended to be used by those who restrict the present invention.
図1は、本発明でデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置の機能を表す第一実施例のブロック図である。図面が示すように、本発明ではデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置を採り上げている。その中には、光検知モジュール10、光/デジタル信号変換モジュール20、符号化モジュール30及び復号化モジュール40が含まれる。光検知モジュール10は、相補型金属酸化膜半導体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS) 光検知アレイ群となり、かつ光検知モジュール10は光を受信して光信号を発生するのに用いられる。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment showing the functions of a contact-type image detection device having a digital signal output according to the present invention. As shown in the drawings, the present invention employs a contact-type image detection device having a digital signal output. Among them, the
光/デジタル信号変換モジュール20は光検知モジュール10が発生する光信号をデジタル信号に変換するのに用いられ、当該デジタル信号はデジタル画素(pixels)である。
The optical / digital
符号化モジュール30は光/デジタル信号変換モジュール20のデジタル信号をシリアル出力に変換するのに用いられ、その中の当該符号化モジュールは符号器(encoder) である。復号化モジュール40は符号化モジュール30のシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換するのに用いられ、その中の当該復号化モジュールは復号器(decoder) であり、かつ当該復号化モジュール40は利用者端に設置される。
The
図2は、本発明でデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置の機能を表す第一実施例のフローチャートである。フローチャートから分かるように、本発明では接触型映像検知装置の信号出力方法を採り上げている。それには以下のステップがある。最初は光検知モジュールによって光を受信して光信号を発生するステップ(S100)、続いて光/デジタル信号変換モジュールによって当該光検知モジュールが発生した光信号をデジタル信号に変換するステップ(S102)、その後、符号化モジュールによって、当該光/デジタル信号変換モジュールのデジタル信号をシリアル出力に変換するステップ(S104)、最後に復号化モジュールによって、当該符号化モジュールのシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換するステップ(S106)となる。 FIG. 2 is a flowchart of the first embodiment showing the function of the contact-type image detection apparatus having a digital signal output according to the present invention. As can be seen from the flowchart, the present invention adopts the signal output method of the contact-type image detection device. It has the following steps: First, receiving light by the light detection module to generate an optical signal (S100), then converting the optical signal generated by the light detection module to a digital signal by the optical / digital signal conversion module (S102), Thereafter, the encoding module converts the digital signal of the optical / digital signal conversion module into a serial output (S104). Finally, the decoding module converts the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output. Step (S106).
本発明では、光/デジタル信号変換モジュール20の信号伝送方法からすべてデジタル信号伝送であり、符号化モジュール30を通過してシリアル出力に変換され、さらに復号化モジュール40がアナログ/デジタル変換モジュールの機能に置き換わり、デジタル信号のパラレル出力を行う。
In the present invention, the signal transmission method of the optical / digital
したがって本発明の設計は、光検知モジュールがデジタル信号であるだけでなく、その他のモジュールがすべてデジタル信号による伝送と処理であり、アナログ信号の欠点を大幅に減少させている。その中で符号化モジュール30と復号化モジュール40は、デジタル信号遅延の補正、資料遺失の補償、画像デイストーションの補正といった、デジタル信号の誤差を修正する機能を有し、パラレルにデジタル信号を出力し、本の利用者システム端のアナログ/デジタル変換モジュールの機能に置き換わり、利用者端システムのコストを低下させる。
Thus, the design of the present invention not only reduces the light detection module to digital signals, but all other modules are all digital signal transmission and processing, greatly reducing the disadvantages of analog signals. Among them, the
復号化モジュール40は接触型映像検知装置側もしくは利用者システムモジュール側に設置可能で、応用製品がスキャナや多機能事務機器の場合、長い接続線を使用して接続する必要があり、復号器が接触型映像検知装置側に設置されると、信号をパラレル出力するために接続線が太くなり(例えば16ビットの場合、オリジナルのものより16線分太い接続線が必要となる)、システム構成の設計上で支障をもたらし、電磁界干渉(Electromagnetic Interference, EMI) の影響もより大きくなり、よって、当該復号化モジュールが利用者システム端に設置されれば、接触型映像検知装置とシステムモジュールの映像資料が一本のみのシリアル信号で接続され、システム設計全体に大きなメリットをもたらす。
The
この他、図3は、本発明でデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置の機能を表す第二実施例のブロック図である。図面に示すように、本発明ではデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置を採り上げている。その中には、タイミング信号発生モジュール50、光検知モジュール10、アナログ/デジタル変換モジュール60、符号化モジュール30及び復号化モジュール40が含まれている。その中でタイミング信号発生モジュール50はタイミング信号発生器である。光検知モジュール10はタイミング信号発生モジュール50の制御によって光を受信して光信号を発生する。当該光検知モジュールは電荷結合素子(Charge Coupled Device, CCD)光検知アレイ群である。アナログ/デジタル変換モジュール60は光検知モジュール10が発生する光信号をデジタル信号に変換するのに用いられる。
In addition, FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment showing the function of the contact-type image detection apparatus having a digital signal output according to the present invention. As shown in the drawings, the present invention employs a contact-type image detection device having a digital signal output. Among them, a timing
このほか、符号化モジュール30と復号化モジュール40の効用は、第一実施例と同じである。すなわち、当該符号化モジュール30は、アナログ/デジタル変換モジュール60のデジタル信号をシリアル出力に変換するのに用いられ、復号化モジュール40は、符号化モジュール30のシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換するのに用いられる。復号化モジュール40は利用者端に設置が可能である。
In addition, the utility of the
ちなみに、CMOSがCCD と異なるのは、CCD 感光モジュールがデジタル制御回路と同一のチップ(chip)Aで集積できず、別のタイミング制御発生モジュール50で制御する必要があり、しかもタイミング信号発生モジュール50、アナログ/デジタル変換モジュール60及び符号化モジュール30は同一のチップAに集積可能だからである。
Incidentally, the difference between the CMOS and the CCD is that the CCD photosensitive module cannot be integrated on the same chip A as the digital control circuit, and must be controlled by another timing
このほか、図4は、本発明でデジタル信号出力を備えた接触型映像検知装置の機能を表す第二実施例のフローチャートである。フローチャートから分かるように、本発明では接触型映像検知装置の信号出力方法を採り上げている。それには以下のステップがある。最初は、タイミング信号発生モジュール50を採り上げ(S200)、続いて、タイミング信号発生モジュール50の制御によって、光検知モジュール10が光を受信して光信号を発生し(S202)、その後、アナログ/デジタル変換モジュール60によって、光検知モジュール10が発生した光信号をデジタル信号に変換(S204)、引き続き符号化モジュール30により、アナログ/デジタル変換モジュール60のデジタル信号をシリアル出力に変換(S206)、最後に、復号化モジュール40によって、符号化モジュール30のシリアル出力をパラレルのデジタル信号出力に変換する(S208)。以上記載したように、本発明はデジタル信号出力を備えた接触型映像検知モジュールであり、映像品質を向上、製品応用システム設計の簡易性を高め、パワー消耗を抑え、コストを低下させる機能を持つ。
In addition, FIG. 4 is a flowchart of the second embodiment showing the function of the contact-type image detection apparatus having a digital signal output according to the present invention. As can be seen from the flowchart, the present invention adopts the signal output method of the contact-type image detection device. It has the following steps: First, the timing
よって、本発明は実際にめったにない実用新型発明製品であり、新規性及び進歩性を高く備え、発明特許の出願要件に完全に合致している。 Therefore, the present invention is actually a rare practical new product, has high novelty and inventive step, and perfectly meets the requirements for filing an invention patent.
しかしながら、以上に記した事柄は、本発明の最良のものの中の一つの具体的実施例の詳細説明と図式に過ぎず、本発明の特徴を表しただけであり、このことに限定されるものではなく、本発明を制限するのに用いられるのではなく、本発明のすべての範囲は特許請求の範囲(請求項)を基準とし、おしなべて本発明の請求項の精神とその変化に類似したものの実施例に合致するものはすべて、本発明の範囲に含まれ、いかに当該分野を熟知した技術者が本発明の領域の中で、改変や修飾を容易に考えようとも、すべて本案の請求項に帰属する。 However, what has been described above is merely a detailed description and schematic representation of one specific embodiment of the best of the present invention, and is merely illustrative of the features of the present invention and is not limited thereto. Rather, it is not used to limit the invention, but the full scope of the invention is based on the claims (claims), and is generally similar to the spirit of the claims of the invention and variations thereof. Anything that meets the examples is within the scope of the present invention, and no matter how skilled or knowledgeable in the field, any modification or modification within the scope of the present invention can easily be considered in the claims of this proposal. Belong.
10 光検知モジュール
20 光/デジタル信号変換モジュール
30 符号化モジュール
40 復号化モジュール
50 タイミング信号発生モジュール
60 アナログ/デジタル変換モジュール
A チップ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
当該復号化モジュールは利用者端に位置し、
光検知モジュール、光/デジタル信号変換モジュール及び符号化モジュールは、一のチップ内に集積される
ことを特徴とするデジタル信号出力を有する接触型映像検知装置。 A CMOS sensor array that receives light and generates an optical signal, an optical / digital signal conversion module that converts the optical signal generated by the optical detection module into a digital signal, and the optical / digital signal conversion module An encoding module that converts a digital signal into a serial output, and a decoding module that converts the serial output of the encoding module into a parallel digital signal output ,
The decryption module is located at the user end,
Optical sensing module, the optical / digital signal conversion module and encoding module, the contact type image sensing device having a digital signal output, characterized in that that will be integrated in one chip.
復号化モジュールは利用者端に位置する
ことを特徴とするデジタル信号出力を有する接触型映像検知装置の信号出力方法。 A step of preparing a chip in which a light detection module, a light / digital signal conversion module and a coding module are integrated; a step of receiving light by a light detection module which is a CMOS sensor array; A step of converting an optical signal generated by the light detection module into a digital signal by a digital signal conversion module, a step of converting a digital signal of the light / digital signal conversion module into a serial output by a coding module, and a decoding Converting a serial output of the encoding module into a parallel digital signal output by an encoding module,
Decryption module is located at the user end
A signal output method for a contact-type image detection device having a digital signal output .
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