DE3519069A1

DE3519069A1 - Bildleser fuer eine bildverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3519069A1
Application number: DE19853519069
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Kawasaki Kanagawa Miyazawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1985-11-28
Also published as: GB2160058A; US4677496A; GB8513327D0; CA1263175A; GB2160058B; DE3519069C2

Description

-4-Anwaltsakte: 34 458

Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise ein Faksimilegerät oder eine ähnliche Bildverarbeitungseinrichtung/ und betrifft insbesondere einen Bildleser, welcher die Lesezeit verkürzt. und bei welchem Bildsignale frei von Rauschen sind.

Eine Bildleseeinrichtung in einer Bildverarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise ein Vorlagenleser eines Faksimilegeräts, ist mit einem Zeilenbildsensor ausgestattet, welcher die Aufgabe hat, eine Bildzeile in Bildelemente zu zerlegen und sie dann einer photoelektrischen Umwandlung zu unterziehen. Im allgemeinen weist ein Zeilenbildsensor einen lichtempfindlichen Abschnitt, in welchem eine Anzahl lichtempfindlicher Elemente, wie Photodioden,in Form einer Anordnung angeordnet sind, sowie einen Signalauswählabschnitt auf, in welchem Ausgangssignale der lichtempfindlichen Elemente nacheinander ausgewählt werden. Die Grundausführung eines solchen Zeilenbildsensors ist in Fig. 1 dargestellt.

In dem in Fig. 1 dargestellten und in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Zeilenbildsensor stellt ein Kondensator Cd eine Koppelkapazität einer Photodiode oder eines lichtempfindlichen Elements PD dar, während ein Kondensator C_T eine Kapazität in einer Schaltung zwischen der Photodiode PD und einer nachfolgenden Schaltung (wie beispielsweise einem Verstärker) darstellt. Ein Widerstand R ist ein Strombegrenzungswiderstand. Ein Schalter SW weist einen MOS-(Metalloxyd-Halbleiter)-Schalter oder ein ähnliches Halbleiterelement auf. Eine Spannung V_n wird von einer nichtdargestellten Energiequelle aus an den Zei-

lenbildsensor 10 angelegt.

Der Schalter SW soll nunmehr angeschaltet werden, um die Kondensatoren Cd und CL zu laden und soll dann abgeschal-

Jj >

tet werden, um einen Bildsignal-Speicherzustand einzustellen. Bei diesem Zustand entwickelt sich ein Photostrom, der zu einer Menge aufgenommenen Lichtes, d.h. einer Bildelement-Luninanz, welche einem zu lesenden Bild zugeordnet ist, komplenmentär ist, in der Photodiode PD, um den Kondensator Cd zu entladen. Wenn der Schalter SW wieder angeschaltet wird, erzeugt die Photodiode PD eine Ausgangsspannung welche basierend auf einer Ladungserhaltung ausgedrückt werden kann als:

^Vout ^{= V}D ^{= (IP} ' ^T ^f ^{(Cd + C}L^}) ^G1* ⁽¹⁾

wobei T das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Anschaltvargängen des Schalters SW oder ein Bildinformations-Speicherabschnitte. In dem Fall, daß die gesamte Ladung, welche in dem Kondensator Cd gespeichert ist, durch den Photostrom Ip, welcher während des Speicherabschnitts T geflossen ist, entladen wird, wird eine Ausgangsspannung V an der Photodiode oder ein Sättigungsausgang V .

OU. "C ScL "C

folgendermaßen erzeugt:
25

^Vsat ^{= C}L ' ^VD / ^(CL ^{+ Cd) G1}· ⁽²⁾

Folglich ändert sich die Ausgangsspannung V . der Photodiode PD von der Quellenspannung V_n auf den Sättigungsausgang V ,.komplementär zu dem Photostrom Ip, welcher während der Speicherzeit T geflossen ist, d.h. die Luminanz des zugeordneten Bildelements. Auf diese Weise werden Bildsignale, welche Bildelementdichten entsprechen, geschaffen.

Ein Zeilenbildsensor, welcher eine Vorlage des Formats A4 liest, weist acht Punkte pro Millimeter auf und hat

—ο-Ι eine Lesebreite von 216mm. Ein solcher Zeilenbildsensor weist daher die vorerwähnten Photodioden PD und Schalter SW in insgesamt 1728 Paaren auf. Wenn diese Art Zeilenbildsensor als ein einzelnes Element angesteuert wird, steigt die Kapazität C_ auf einen beträchtlichen Wert an. Aus Gl. (2) ist zu ersehen, daß sich eine Zunahme in der Kapazität C in einer Abnahme in dem Pegel des Sättigungsausgangs V . wi derspiegelt, wodurch wiederum der verfügbare dynamische Bereich schmaler wird.

Bei einer Ausführung, die bisher verwendet worden ist, um einen gewünschten dynamischen Bereich zu erhalten, werden die lichtempfindlichen Elemente eines Zeilenbildsensors in eine Anzahl Blöcke unterteilt und die Elemente werden Block für Block angesteuert. Beispielsweise sind die 1728 Paare Photodioden PD und Schalter SW in 27 Blöcke von jeweils 64 Paaren unterteilt worden. Ein Beispiel für einen solchen herkömmlichen Bildleser ist in Fig. 2 dargestellt. In dem Bildleser 20 der Fig. 2 sind Photodioden PD und Schalter SW jeweils auf η Blöcke mit jeweils m Photodioden oder Schalter aufgeteilt, wobei die Ausgänge der einzelnen Blöcke BL1 bis BLn über Schalter SL1 bis SLn an einen Verstärker AM angelegt werden. Eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung steuert die Schalter SL1 bis SLn, SL11 bis SW1n und SWnI bis SWnm wie durch Wellenformen a bis j in Fig. 3 angezeigt ist, wodurch dann eine komplette Zeile von Bildsignalen Va erzeugt ist.

Nachdem der dem Block BL 1 zugeordnete Schalter SL1 angeschaltet ist, werden zuerst nacheinander die Schalter SW11 bis SW1m jeweils für eine vorgegebene Ladeperiode angeschaltet, um Ausgangssignale der entsprechenden Photodioden PD an den Verstärker AM anzulegen. Wenn der Block BL1 vollständig gelesen ist, wird der Schalter SL1 abgeschaltet, und stattdessen wird der Schalter SW2 angeschaltet, um den nächsten Block BL2 zu lesen. Anschließend wird derselbe Vorgang nacheinander bei den anderen Blöcken bis zu

BLn wiederholt.

Die Schwierigkeit bei dem herkömmlichen Bildleser der beschriebenen Art besteht darin, daß ein Rauschen NZ, welches durch das An- und Ausschalten der Schalter SL1 bis SLn hervorgerufen ist, welche dem Verstärker AM vorausgehen, um die Blöcke BL1 bis BLn zu bestimmen, einen großen Einfluß auf die Bildsignale Va hat. Bisher ist daher in der Praxis im allgemeinen üblich gewesen, eine Verzögerung td zwischen einem Schaltvorgang eines der Schalter SL1 bis SLn und der anschließenden Startoperation des zugeordneten Blockes BL einzustellen, um dadurch zu verhindern, daß ein Rauschen NZ in die Bildsignale eingebracht wird. Jedoch ist hierzu nicht nur eine längere Zeit erforderlich, welche der Leser benötigt, um eine Zeile Bildelemente zu lesen. Obwohl ein Vorverstärker zwischen jedem der Schalter SL1 bis SLn und dem zugeordneten Block BL1 bis BLn angeordnet werden kann, um den Einfluß des Rauschen NZ auf die Bildsignale Va auf ein Minimum herabzusetzen, ist dies vom wirtschaftlichen Standpunkt her nicht erwünscht, da dieselbe Anzahl Vorverstärker wie Blöcke η erforderlich sein würde.

Beim Lesen eines Signals aus jeder Zelle müßte der Einschaltzustand des zugeordneten Schalters SW über einen bestimmten Zeitabschnitt (der nachstehend als Ladezeit bezeichnet wird) erhalten werden, damit die Kondensatoren Cd und C_T geladen werden können, wie vorstehend ausgeführt

Xj

ist. Die Ladezeit ist durch eine Zeitkonstante festgelegt, welche durch Multiplizieren der Summe aus den Kondensatoren Cd und C mit einem Widerstandswert R geschaffen ist. Da üblicherweise die Ausgangsbreite eines Elements bzw. einer Zelle über einen bestimmten Grenzwert hinaus verringert werden sollte, ist es nicht möglich, einen übermäßig kleinen Widerstandswert R folglich eine äußerst kurze Ladezeit anzuwenden. Im Ergebnis ist daher eine bestimmte Lesezeit pro Zelle oder Element notwendig und insgesamt

-β-

ι wird ein beträchtlicher Zeitabschnitt zum Lesen einer Zeile Bildsignale verbraucht. Obwohl die Lesezeit dadurch verkürzt werden kann, daß alle Blöcke zu selben Zeit angesteuert werden, kann dies nicht durchgeführt werden, ohne daß ein Parallel-Seriell-ümsetzer und andere Umsetzeinrichtungen vorgesehen sind, welche die Ausgänge der jeweiligen Blöcke in eine Reihe zeitserieller Signale umsetzen; dies hat dann wieder einen komplizierten Aufbau zur Folge, wodurch der Platzbedarf und die Kosten ansteigen. Eine weitere mögliche Lösung für eine kurze Lesezeit besteht darin, die Ansprechcharakteristiken der einzelnen Elemente zu verbessern. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß ein Abnehmen in der Koppelkapazität einer Photodiode von einem Abnehmen in dem Sättigungsausgang V . begleitet wird, wodurch wiederum die Ausgangsbreite schmal wird.

Gemäß der Erfindung soll daher ein Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, bei welcher die Nachteile insbesondere des vorstehend beschriebenen Standes der Technik beseitigt sind. Durch die Erfindung soll daher ein Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, bei welchem eine Bildsignal-Lesezeit beachtlicht verkürzt ist. Darüber soll gemäß der Erfindung ein Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, bei welcher Bildsignale frei von dem Rauscheinfluß sind.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Bildleser für eine Verarbeitungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Somit ist durch die Erfindung ein insgesamt verbesserter Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Bildleser vorgesehen, in welchem eine Anzahl licht-

empfindlicher Zellen, die in bestimmter Anordnung in einem Zeilenbildsensor angeordnet sind, in welchem ferner die lichtempfindlichen Zellen, die jeweils die Blöcke bilden, durch eine Anordnungsreihenfolge in zumindest zwei Gruppen angeordnet sind, bei welchem eine der Gruppen in den jeweiligen Blöcken eine erste Gruppenfolge und die andere eine zweite Gruppenfolge schafft, und bei welchem schließlich die entsprechenden Blöcke nacheinander ausgewählt werden, um angesteuert zu werden. Der Bildleser weist Gruppenselektoren auf, welche jeweils den ersten und zweiten Gruppen zugeordnet sind, um die Gruppen in den ersten und zweiten Gruppenfolgen auszulesen und um die lichtempfindlichen Zellen in den ausgewählten Gruppen anzusteuern und er weist ferner Gruppenfolgeselektoren auf, um eine von den ersten und zweiten Gruppenfolgen auszuwählen. Die Gruppenselektoren, welche den jeweiligen Gruppen zugeordnet sind, arbeiten zur selben Zeit für einen vorbestimmten Zeitabschnitt) um gleichzeitig die lichtempfindlichen Zellen in den Gruppen, welche zu den verschiedenen Gruppenfolgen gehören, anzusteuern, und zwar eine aus jeder der Gruppen, um dadurch die Gruppenfolgen parallel mit einer vorbestimmten Verzögerung dazwischen anzusteuern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ersatzschaltung einer Grundausführung eines Bildsensors;

Fig. 2 einen herkömmlichen Bildleser in einem Zeilenbildsensor;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Bildlesers wiedergibt;

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-ιοί Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm eines Bildlesers gemäß der Erfindung;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise des in Fig. 4 dargestellten Bildlesers wiedergibt;

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das die Arbeitsweise des in Fig. 5 dargestellten Bildlesers wiedergibt.

Anhand von Fig. 4 und 5 wird nunmehr ein Bildleser gemäß der Erfindung beschrieben. In Fig. 4 und 5 sind dieselben oder ähnliche Bauelemente wie diejenigen, welche in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Wie in Fig. 4 dargestellt, soll der in seiner Gesamtheit mit 40 bezeichnete Bildleser einen Bildsensor aus N Photodioden PD und N Schaltern SW aufweisen; hierbei sind die Photodioden PD und die Schalter SW jeweils in η Blöcke BL1 bis BLn unterteilt, welche jweils m Photodioden oder Schalter aufweisen, d.h. N = m*n. Die Schalter sind mit

^swii' ^SW12' ^SW1n' ^SW21 ' ^SW22 ^SW2n' "* ^SWn1'

SW ~... bis SW bezeichnet. Das Auflösungsvermögen soll nZ nn

8 Punkte pro Millimeter und die Lesebreite soll 216mm sein; dann ist N gleich 1728, was 27 Blöcke mit jeweils 64 Photodioden und 64 Schaltern ergibt. In diesem Fall ist die Größe η "27", was eine ungrade Zahl ist. Wie erwähnt, ist in dieser speziellen Ausführungsform die Anzahl η Blöcke ungrade, und von Blöcken gehören die ungraden Blöcke BL1, BL3,... BLn zu einer ersten Gruppe und die graden Blöcke BL2, BL4, ... BL(n-1) zu einer zweiten Gruppe.

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Ausgangssignale der Blöcke BL1, BL3, .... BLn, welche zu der ersten Gruppe gehören, werden über Schalter SL1, SL3, .... bzw. SLn an einem Verstärker AM1 angelegt. Andererseits werden Ausgangssignale der Blöcke BL2, BL4, ... BL (n-1), welche zu der zweiten Gruppe gehören, über Schalter SL2, SL4, ... bzw. SL(n-1) an einen Verstärker AM2 angelegt. Ein Bildsignal Va1, welches der ersten Gruppe zugeordnet und von dem Verstärker AM1 abgegebenwird, und ein Bildsignal Va2, welches der zweiten Gruppe zugeordnet und von dem Verstärker AM2 abgegeben worden ist, werden einer (nicht dargestellten) nachfolgenden Schaltung als ein Bildsignal über Schalter SG1 bzw. SG2 zugeführt.

Wie durch Wellenformen a und b in Fig. 5 dargestellt, werden die Schalter SG1 und SG2 jeweils ausschließlich so gesteuert, daß sie ein- bzw. ausgeschaltet sind. Solange der Schalter SG1 angeschaltet ist, wird ein zu der ersten Gruppe gehörender Block angesteuert, und bei einer entsprechenden zeitlichen wird ein Schalter, der verwendet wird, um Ausgänge eines Blockes der als nächstes anzusteuern ist, an den Verstärker AM2 anzulegen (d.h. ein Schalter, der zu der zweiten Gruppe gehört) geschaltet, und gleichzeitig wird ein Schalter, welcher dazu verwendet wird, Ausgänge eines Blockes anzulegen, der unmittelbar vor dem dann anzusteuernden Block angesteuert worden ist, d.h. ein Schalter, der zu der zweiten Gruppe gehört, augeschaltet. Solange der Schalter SG2 angeschaltet ist, wird dagegen ein Block, der zu der zweiten Gruppe gehört, angesteuert, und mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung wird ein Schalter, der dazu verwendet wird, Ausgänge eines Blockes, der als nächstes anzusteuern ist, anzulegen, angeschaltet, und gleichzeitig wird ein Schalter, der dazu verwendet wird, Ausgänge eines Blockes, der unmittelbar vor dem dann anzusteuernden Block angesteuert worden ist, ausgeschaltet. Folglich werden Bildsignale Va1, welche von den Blöcken abgegeben werden, die zu der ersten Gruppe gehören, und Bildsignale Va2, welche von den Blöcken

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abgegeben werden, die zu der zweiten Gruppe gehören, aneinandergefügt, um so eine Zeile Bildsignale Va zu vervollständigen.

Im einzelnen wird zu Beginn eines Abtastvorgangs mittels des Zeilenbildsensors der Schalter SL1 angeschaltet (ßiehe eine Wellenform c in Fig. 5), um den Block BL1 auszuwählen, welcher einer Abtaststartposition zugeordnet ist. Wenn der Schalter SG1 zu dem Abtaststartzeitpunkt angeschaltet ist, werden die Schalter SW11 bis SW1m, die dazu verwendet worden sind, ihre zugeordneten Photodioden PD zu aktivieren, nacheinander angeschaltet (siehe Wellenform g und h in Fig. 5). Während der Ansteuerperiode für den Block BL1 wird ein Schalter SL2, welcher dazu verwendet wird, Ausgänge des nächsten Blockes BL2 an den Verstärker AM2 anzulegen, entsprechend zeitlich gesteuert angeschaltet (siehe Wellenform d in Fig. 5). Folglich werden die Bildsignale Va1, welche von dem Verstärker AM1 abgegeben worden sind (siehe eine Wellenform ο in Fig. 5) der folgenden Schaltung als Bildsignale Va zugeführt (siehe Wellenform q in Fig. 5).

Obwohl beim Anschalten des Schalters SL2 ein Rauschen NZ in den Bildsignalen Va2 eingebracht wird, erscheint das Rauschen NZ nicht in den sich ergebenden Bildsignalen Va, da die Signale Va2 zu diesem Zeitpunkt nicht ausgewählt werden.

Wenn das Ansteuern des Blockes BL1 beendet worden ist, wird der Schalter SW1 abgeschaltet, und der Schalter SG2

QQ wird angeschaltet. Zeitlich gesteuert mit dem Anschalten des Schalters SG2 wird damit begonnen, den Block BL2 anzusteuern, um nacheinander die Schalter SW21 bis SW2m anzuschalten (siehe Wellenformen i und j in Fig. 5). Während der Ansteuerperiode für den Block BL2 wird der

gg Schalters SL3, welcher dem nächsten Block BL3 zugeordnet ist, mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung angeschaltet (siehe Wellenform e in Fig. 5) und der Schalter

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SL1 wird ausgeschaltet. Somit werden die Bildsignale Va2, welche von dem Verstärker AM2 abgegeben werden, während der Block BL2 angesteuert wird, an die nächste Einrichtung als Bildsignale Va geliefert.
5

Solange das An- und Ausschalten des Schalters SL1 ein Rauschen NZ in den Bildsignalen Va1 entwickelt, zeigt sich das Rauschen NZ in den sich ergebenden Bildsignalen Va selbst nicht, da die Signale Va1 zu diesem Zeitpunkt nicht ausgewählt werden.

Wenn das Ansteuern des Blockes BL2 beendet ist, wird der Schalter SG2 ausgeschaltet, und stattdessen wird der Schalter SG1 angeschaltet. Zeitlich gesteuert mit dem Anschalten des Schalters SG1 wird damit begonnen, daß der Block BL3 angesteuert wird, um nacheinander die Schalter SW31 bis SW3m anzuschalten (siehe Wellenformen k und 1 in Fig. "5). Mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung während der Ansteuerperiode des Blockes BL3 wird der Schalter SL4, welcher dem nächsten Block BL4 zugeordnet ist, angeschaltet (siehe Wellenform f in Fig. 5); gleichzeitig wird der Schalter SL2 ausgeschaltet. Danach wird nach Beendigung der Ansteuerung des Blockes BL3 der Schalter SG1 ausgeschaltet und der Schalter SG2 wird angeschaltet, um nacheinander die Schalter SW41 bis SW4m in dem Block BL4 anzuschalten (siehe Wellenformen m und η in Fig. 5). Während dieser Ansteuerperiode wird der dem nächsten Block BL5 zugeordnete Schalter SL5 zu einem vorbestimmten (nicht dargestellten) Zeitpunkt angeschaltet, stattdessen wird der Schalter SL3 ausgeschaltet. Die vorstehend beschriebene Folge von Vorgängen wird wiederholt, um die anderen Blöcke, nämlich einen nach dem anderen auszuwählen, um eine vollständige Zeile von Bildsignalen zu liefern.

Obwohl auch bei dem An- und Ausschalten der Schalter SG1 und SG2 ein Rauschen erzeugt wird, beeinflußt dieses die

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sich ergebenden Bildsignale Va nicht, da teils die Bildsignale Va1 bzw. Va2 durch die Verstärker AM1 und AM2 verstärkt werden, und da teils die Ausgangsimpedanz der Verstärker AM1 und AM2 niedrig ist. 5

Da, wie vorstehend beschrieben, die Schalter SL1 bis SLn, welche den Blöcken BL1 bis BLn zugeordnet sind, an- und ausgeschaltet werden, während Bildsignale, welche der anderen Gruppe zugeordnet sind, ausgewählt werden, sind die Bildsignale frei von Rauschen, daß sich ergibt, wenn die Schalters SL1 bis SLn an- und ausgeschaltet werden. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit einer Verzögerung, welche sonst zwischen einer zeitlichen Ansteuerung eines Blockschalters und einem Ansteuerzeitpunkt erforderlich ist, so daß dadurch die Lesezeit verkürzt ist. Die Erfindung kann in der Praxis auch mit einer geraden Anzahl von Blöcken η statt mit der dargestellten und beschriebenen ungraden Anzahl von Blöcken durchgeführt werden. Ferner ist die Anzahl Gruppen nicht auf zwei beschränkt, sondern sie kann auch drei oder höher sein.

Bei dem Aufbau gemäß der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform sind lichtempfindliche Zellen oder Elemente eines Zeilenbildsensors in Blöcke unterteilt, die Blöcke sind durch die Anordnungsreihung in eine Anzahl Gruppen eingeordnet, und die zu einer Gruppe gehörende Blöcke werden von einem zum anderen geschaltet, während die Ausgänge eines zu der anderen Gruppe gehörenden Blockes ausgewählt werden. Bei dieser Ausführung wird ein Rauschen, das beim Schalten des Blockes auftritt nicht in die Bildsignale eingebracht, und daher ist die Lesezeit eines solchen Zeilenbildsensors verkürzt.

In Fig. 6 und 7 ist eine weitere in ihrer Gesamtheit mit 60 bezeichnete Ausführungsform der Erfindung dargestellt; hierbei sind in Fig. 6 und7 die gleichen oder ähnliche Bauelemente wie diejenigen, welche in Fig. 4und 5 darge-

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-15-stellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Wie in Fig. 6 dargestellt, weist der Bildleser 60, Photodioden PD und Schalter SW zum Aktivieren der Photodioden PD auf. Die Photodioden PD und die Schalter SW sind jeweils in m Stücke aufgeteilt (wobei m eine gerade Zahl ist), um η Blöcke BL1, BL2, ...BLn zu schaffen. Ferner sind die jeweiligen Blöcke BL1, BL2, .... BLn entsprechend unterteilt, um Gruppen GP11, GP21, GPn1,

welche jeweils eine ungerade Anzahl von Photodioden PD und von Schaltern SW aufweisen, wenn in der Abtastfolge gezählt worden ist, und Gruppen GP12, GP22, .... GPn2 schaffen, welche jeweils eine gerade Anzahl von Photodioden PD und von Schaltern SW aufweisen. Eine Energiequellenspannung V wird über Widerstände R11, R21, .... bzw. Rn1 an die Gruppen GP11, GP21, .... GPnI angelegt. Die Ausgänge der Gruppen GP11, GP21, ... GPnI werden über Schalter SL11, SL21, .... SLnI einem Verstärker AM1 zugeführt. Die Spannung V_ wird über Widerstände R12, R22, ... bzw. Rn2 auch an die Gruppen GP12,

GP22, GPn2 angelegt. Ausgänge der Gruppen GP12,

GP22 und Gn2 werden über Schalter SL12, SL22, SLn2

an einen Verstärker AM2 angelegt. Der Ausgang PS1 des Verstärkers AM1 wird einem Signalprozessor PU1 zugeführt, während der Ausgang PS2 des Verstärkers AM2 einem Signalprozessor PU2 zugeführt wird; die Signalprozessoren PU1 und PU2 dienen als eine Abfrage/Halte- oder ähnliche Funktion. Die Ausgänge der Signalprozessoren PÜ1 bzw. PU2 werden über Schalter SW1 und SW2 der nächsten Schaltung als Bildsignale Va zugeführt.

In dieser speziellen Ausführungsform werden die Gruppen GP11, GP21, .... GPnI nacheinander angesteuert, und die Gruppen GP12, GP22, .... GPn2 werden ebenfalls nacheinander ι aber mit einer vorbestimmten Verzögerung bezüglich

der Gruppen GP11, GP21, GPn2_; angesteuert. Durch

eine solche parallele Ansteuerung der beiden Gruppenfolgen

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wird im wesentlichen die Zeit halbiert, welche zum Lesen einer Informationszeile erforderlich ist. Ein Beispiel für eine solche Ansteuerung ist in Fig. 7 dargestellt. In dem Zeitdiagramm der Fig. 7 sollte beachtet werden, daß die niedrigen Pegel jeder Wellenform "Anschalt- oder wirksame Zustände"wiedergeben.

Zuerst wird der Schalter SLHund dann mit einer Zeitverzögerung von t₁ der Schalter SL12 angeschaltet. Unter dieser Voraussetzung wird dann der Schalter SW11 in der Gruppe GP11 für eine Ladezeit t₂ angeschaltet, so daß ein Ausgang der zugeordneten Photodiode als ein Signal PS1 anliegt, welches durch den Verstärker AM1 verstärkt wird. Zeitlich gesteuert bezüglich des Anliegens des Signals PS1 wird der Signalprozessor PU1 aktiviert. Inzwischen ist der Schalter SW1 angeschaltet, um einen Ausgang des Signalprozessors PtM als ein Bildsignal Va zu liefern.

Nach einer Zeit t.. nach dem Anschalten des Schalters SW11 wird der Schalter SW12 in der Gruppe GP12 für eine Ladezeit t angeschaltet, um einen Ausgang an die zugeordnete Photodiode als ein Signal SP2 über den Verstärker AM2 anzulegen. Zeitlich gesteuert bezüglich des Anliegens des Signals SP2 wird der Signalprozessor PU2 aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Schalter SW ab- und der Schalter SW2 angeschaltet, wodurch der Ausgang des Signalprozessors PU2 über den Schalters SW2 als ein Bildsignal V erzeugt wird.

Während der Einschaltdauer des Schalters SW12 wird der Schalter SW11 ausgeschaltet, und anschließend wird der Schalter SW13 für eine Ladezeit t angeschaltet. Im Ergebnis wird dann der Ausgang der nächsten Photodiode in der Gruppe GP11 ausgelesen, und dann mittels des Verstärkers AM1 verstärkt, dann durch den Signalprozessor PU1 verarbeitet und dann über den Schalter SW1 als ein Bildsignal Va geliefert.

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-πι Der Schalter SWI2 wird ausgeschaltet, und nach einer Zeit t₁ nach dem Anschalten des Schalters SW13 wird der Schalter SW14 für eine Ladezeit t angeschaltet. Anschließend wird der Ausgang der nächsten Photodiode in der Gruppe GP12 ausgelesen, dann durch den Verstärker AM2 verstärkt, dann durch den Signalprozessor PU2 verarbeitet und schließlich über den Schalter SW2 als ein Bildsignal Va geliefert.

Der vorstehende Ablauf wird nacheinander für jeden der folgenden Photosensoren in den Gruppen GP11 und GP12 wiederholt. Wenn eine Zeit t,. nach dem Anschalten des letzten Schalters SW1 (m-1) in der Gruppe GP11 verstrichen ist, wird der Schalters SW11, der zum Auswählen der Gruppe GP11 verwendet wird, ausgeschaltet, und der Schalter SL21, der zum Auswählen der Gruppe GP21 verwendet wird, wird angeschaltet. Danach wird die Gruppe GP21 in derselben Weise wie die Gruppe GP11 angesteuert.

Wenn eine Zeit t.. nach dem Anschalten des Schalters SW1m in der Gruppe GP12 verstrichen ist, wird der Schalter SL12, welcher der Gruppe GP12 zugeordnet ist, ausgeschaltet, und der Schalter SL22, welcher der Gruppe GP22 zugeordnet ist, wird angeschaltet. Somit wird die Gruppe GP22 auf dieselbe Weise wie die Gruppe GP12 angesteuert.

Die vorboschriebene Folge von Vorgängen wird für jede der anderen folgenden Gruppen wiederholt, um so eine vollständige Zeile Bildsignale Va auszulegen. Bezüglich der Verzögerung t.. bei der Ansteuerung der Gruppen GPiI und GPi2 (mit i = 1,2,...n) kann irgendeine entsprechende Zeit im Hinblick auf ein Anpassen an das Verarbeitungssystem ausgewählt werden, soweit sie kürzer als die Ladezeit t ist.

Die Signalprozessoren PU1 und PU2 können solche sein, welche statt der oben beschriebenen Abfrage/Haltefunktionen eine Analog-Digital-Umsetzung durchführen. Die

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Signalprozessoren PU1 und PU2 können sogar weggelassen werden, wenn die ihnen zugeordneten Funktionen vollständig durch eine Schaltung erfüllt werden, welche auf die Schalter SW1 und SW2 folgt.

Wie oben beschrieben, werden bei dieser speziellen Ausführungsform die Folge der Gruppe GPi1 und die Folge der Gruppe GPi2 parallel mit einer kurzen Zeitverzögerung angesteuert. Die sich ergebende Zeit, die zum Lesen einer Zeile von Bildsignalen Va notwendig ist, ist im wesentlichen die Hälfte der Zeit bei den herkömmlichen Einrichtungen, wodurch schnelle Leseoperationen realisiert sind.

In der dargestellten Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, m Photosensoren, welche einen Block bilden, durch die Anordnungsreihung in zwei Gruppen unterteilt, um so die beiden Gruppenfolgen parallel anzusteuern. Jedoch ist die Anzahl Gruppen nicht auf zwei begrenzt, sondern es können auch drei oder mehr vorgesehen sein; in einem solchen Fall wird dann, wenn die Gruppenanzahl η ist,die gesamte Lesezeit, welche zu einer vollständigen Zeile von Bildsignalen Va gehört 1/n.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung sind Photosensoren (lichtempfindliche Zellen), welche einen Block bilden, in eine Anzahl Gruppen entlang der Anordnung unterteilt, so daß die jeweiligen Gruppen parallel angesteuert werden können. Dies bringt eine beträchtliche Kürzung der Zeit mit sich, die erforderlich ist, um eine Zeile QQ Bildsignale zu lesen. Außerdem sind periphere Schaltungen, welche einem derarten Sensor zugeordnet sind, sehr einfach im Aufbau und daher ist ein wirksames Raum-Kostenverhältnis geschaffen.

Ende der Beschreibung

- Leersei te -

Claims

SCHWABE · SANDMAIR -.MARX _-■_--■- PATENTANWÄLTE - : '.": : :":'": \ STUNTZSTRASSE16 8000 MÜNCHEN 80 " ' * Anwaltsakte: 34 458 Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung Patentansprüche

1. Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung, in welchem jS eine Anzahl lichtempfindlicher Zellen, die in einer entsprechenden Anordnung in einem Zeilenbildsensor angeordnet sind, in eine vorbestimmte Anzahl Blöcke unterteilt sind, wobei die Blöcke durch eine Anordnungsreihung in zumindest eine erste und eine zweite Gruppe eingeteilt sind, und die Blöcke nacheinander ausgewählt werden, um angesteuert zu werden, g e-

lOkenn ze ichnet durch Blockauswähleinrichtungen, die in einem Verhältnis von eins-zu-eins den Blöcken zugeordnet sind, um einen der Blöcke in einer der ersten und zweiten Gruppe auszuwählen und um die lichtempfindlichen Zellen in dem ausgewählten Block anzusteuern, und durch Gruppenauswähleinrichtungen, um eine aus der ersten und zweiten Gruppe auszuwählen, wobei jede der Blockauswähleinrichtungen gestartet wird, um mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung zu arbeiten, während die andere Blockauswähleinrichtung, welche einen der Blöcke, welche zu der anderen Gruppe gehört, auswählt und betreibt, entsprechend betätigt wird.

VII/XX/Ktz - 2 - j

'(089)988272 74 Telekopierer. (089) 983049 Bankkonten. Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) *.

■"«"■-■* "-■--· "^->■" inww Mir., lu in Hvnn-Rank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code HYPO DE MM

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2. Bildleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Blockauswähleinrichtungen einen Schalter aufweist, welcher mit den lichtempfindlichen Zellen in einem der Blöcke verbunden ist, welcher der Blockauswähleinrichtung zugeordnet ist, wobei jede der Blockauswähleinrichtungen gestartet wird, um zu arbeiten, wenn der Schalter angeschaltet ist.

3. Bildleser nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-

zeichnet, daß die Gruppenauswähleinrichtung einen ersten und einen zweiten Schalter aufweist, welche mit der ersten bzw. der zweiten Gruppe verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Schalter abwechselnd an- und ausgeschaltet werden, so daß sie jeweils mit einer der Blockauswähleinrichtungen verbunden sind, welche den zugeordneten Block ausgewählt hat und diesen Block ansteuert.

4. Bildleser nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ν zeichnet, daß die Anzahl der Blöcke ungerade ist,

i, 20 wobei die erste Gruppe eine ungerade Anzahl von Blöcken und die zweite Gruppe eine gerade Anzahl von Blöcken aufweist.

5. Bildleser für eine Bildverarbeitungseinrichtung, in

welchem eine Anzahl photoempfindlicher Zellen·in einer entsprechenden Anordnung in einem Zeilenbildsensor angeordnet,

in eine vorbestimmte Anzahl Blöcke unterteilt sind, wobei die photoempfindlichen Zellen, welche die jeweiligen Blöcke bilden, durch eine Anordnungsreihung in zumindest zwei Gruppen eingeordnet sind, wobei eine der Gruppen in den jeweiligen Blöcken eine erste Gruppenfolge und die andere Gruppe eine zweite Gruppenfolge schafft, und wobei die entsprechenden Blöcke nacheinander ausgewählt werden, um angesteuert zu werden, gekennzeichnet durch Gruppenauswähleinrichtungen, die jeweils den ersten und zweiten Gruppen zugeordnet sind, um jeweils die Gruppen in den ersten und zweiten Gruppenfolgen auszuwählen und

um die lichtempfindlichen Zellen in den ausgewählten Gruppen anzusteuern, und durch Gruppenfolge-Auswähleinrichtungen zum Auswählen einer der ersten und zweiten Gruppenfolgen, wobei die Gruppenauswähleinrichtungen, die <3en jeweiligen Gruppen zugeordnet sind, für einen vorbestimmten Zeitabschnitt zur selben Zeit arbeiten, um die photoempfindlichen Zellen in der Gruppen, welche zu den anderen Gruppenfolgen gehören, einzeln aus der jeweiligen Gruppe anzusteuern, wodurch dann die Gruppenfolgen mit einer vorbestimmten Verzögerung parallel angesteuert werden.

6. Bildleser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppenauswähleinrichtung eine Anzahl Schalter aufweist, welche jeweils mit den lichtempfindlichen Zellen in den Gruppen verbunden sind, wobei die Gruppenauswähleinrichtungen die Schalter für einen vorbestimmten Zeitabschnitt anschalten, um die lichtempfindlichen Zellen in den Gruppen, die zu den verschiedenen Gruppen gehören, und zwar jeweils eine lichtempfindliehe Zelle aus jeder dieser Gruppen, anzuschalten.

7. Bildleser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppenfolge-Auswähleinrichtung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter aufweist, die jeweils mit der Gruppenauswähleinrichtung in den ersten und zweiten Gruppenfolgen verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Schalter abwechselnd an- und ausgeschaltet werden, so daß jeder mit der Gruppenauswähleinrichtung verbunden ist, welche die Gruppe ausgewählt hat und die Gruppe ansteuert.