DE68926262T2

DE68926262T2 - Bildsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE68926262T2
Application number: DE68926262T
Authority: DE
Inventors: Yukito Kawahara; Satoshi Machida; Hiroshi Mukainakano
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2009-05-26
Also published as: EP0343997B1; EP0343997A2; US5109440A; EP0343997A3; JP2744968B2; JPH01298863A; DE68926262D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildabtastvorrichtung (oder Bildlesevorrichtung) zum Umwandeln optischer Bildinformation in elektrische Signale, insbesondere auf eine Bildabtastvorrichtung des integrierten Typs mit einer Mehrzahl von elektro-optischen Umwandlungselementen, die geradlinig in einer Reihe angeordnet sind.
In Faxgeräten und Textverarbeitungsvorrichtungen werden seit kurzem weit und breit Bildabtastvorrichtungen zum Lesen und Eingeben von Buchstaben und Figuren als Bilddaten verwendet. Üblicherweise umfaßt eine derartige Bildabtastvorrichtung eine Mehrzahl von elektro-optischen Umwandlungselementen zum Umwandeln der Bildinformation in elektrische Signale, entsprechende Schaltelemente und eine Abtastschaltung zum sequentiellen Lesen der durch die elektro-optischen Umwandlungselemente erhaltenen elektrischen Signale und eine Steuerschaltung zum Steuern der Schaltelemente und der Abtastschaltung.
Figur 3 ist ein Timing-Diagramm, das die Funktion einer herkömmlichen Bildabtastvorrichtung des zeilenabtasttyps zeigt. Eine Abtastschaltung empfängt ein Startsignal SI, das wirksam ist, das jeweilige Zeilenabtasten von linear angeordneten elektro-optischen Umwandlungselementen durch entsprechende Schaltelemente zu starten, und gibt ein Stopsignal SO aus, das das Ende des jeweiligen Zeilenabtastens anzeigt, wenn das n-te Umwandlungselement zum Auslesen eines entsprechenden n-ten elektrischen Signals SIG angesprochen wird. Die Abtastschaltung reagiert auf Taktpulse OK, um nacheinander die Umwandlungselemente abzutasten. Die Abtastschaltung umfaßt Flip-Flops, und das letzte Flip-Flop erzeugt einen Ausgangspuls, der direkt als das Stopsignal SO verwendet wird, so daß dieses mit dem n- ten elektrischen Signal SIG zusammenfällt.
Dementsprechend enthält bei der oben beschriebenen herkömmlichen Bildabtastvorrichtung das durch das n-te Umwandlungselement erzeugte n-te elektrische Signal SIG durch das Stopsignal SO verursachtes Schaltrauschen. Deshalb ist das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) reduziert, was ein Nachteil ist.
Die vorliegende Erfindung möchte eine Bildabtastvorrichtung bereitstellen, die die Verminderung des S/N-Verhältnisses des elektrischen Signals des letzten elektro-optischen Umwandlungselements trotz des Auftretens eines Stopsignals für einen Abtastvorgang vermeidet.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Bildabtastvorrichtung bereitgestellt, die umfaßt: eine integral in einer Reihe zum Bilden eines Zeilenbildsensors angeordnete Mehrzahl von elektro-optischen Umwandlungselementen, um zum Erzeugen jeweiliger Bildsignale elektrooptische Umwandlung zu bewirken; eine Mehrzahl von Schaltelementen, die mit den entsprechenden Umwandlungselementen verbunden sind und zwischen AN- und AUS-Zuständen schaltbar sind, um die entsprechenden jeweiligen Bildsignale auszulesen; eine Abtastschaltung zum Erzeugen von Abtastpulsen zum sequentiellen Abtasten der Schaltelemente, um diese ANzuschalten und hierdurch das sequentielle Lesen der Bildsignale zu bewirken; eine Startsignal-Erzeugungsschaltung, die mit der Abtastschaltung zum Erzeugen eines Startsignals verbunden ist, das einen Start der Abtastschaltung bewirkt; gekennzeichnet durch: eine mit der Abtastschaltung verbundene Stopsignal-Erzeugungsschaltung, die ein das Ende des Abtastvorgangs anzeigendes Stopsignal erzeugt, wobei das Signal bezüglich des letzten Abtastpulses derart verschoben ist, daß die führende Flanke des Stopsignals nach dem Ende des letzten Abtastpulses auftritt; eine Steuerschaltung, die das Start- und das Stopsignal empfängt, um ein Steuersignal zu erzeugen, das einen ersten Zustand zwischen dem Empfang des Startsignals und dem Empfang des Stopsignals aufweist, wobei das Signal sonst einen zweiten Zustand aufweist; und einen gemäß dem Steuersignal geschalteten Schaltkreis zum Steuern der Ausgabe der Bildsignale derart, daß sie nur ausgegeben werden, wenn das Steuersignal den ersten Zustand aufweist.
Bevorzugt umfaßt jedes der Schaltelemente einen MOS-Transistor.
Die Erfindung wird in den begleitenden Zeichnungen lediglich beispielhaft veranschaulicht, in denen:
Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Bildabtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2 ein Timing-Diagramm ist, um die Funktion der Bildabtastvorrichtung der Figur 1 zu veranschaulichen; und
Figur 3 ein Timing-Diagramm ist, um die Funktion einer herkömmlichen Bildabtastvorrichtung zu veranschaulichen.
Wie in Figur 1 gezeigt, umfaßt die erfinderische Bildabtast- oder Lesevorrichtung eine Mehrzahl von elektro-optischen Umwandlungselementen 11,12,..., 1n, die integral in einer Reihe angeordnet sind, um einen Zeilenbildsensor zu bilden. Jedes Umwandlungselement arbeitet derart, daß es Bit-Bildinformationen in ein entsprechendes elektrisches Bit-Signal umwandelt. Eine Mehrzahl von Schaitelementen 21,22,..., 2n ist zwischen die entsprechenden jeweiligen Umwandlungselemente 11,12,..., 1n und einer gemeinsamen Ausgabe-Signalleitung 32 geschaltet und können derart betrieben werden, daß sie wahlweise zwischen AN- und AUS- Zuständen umschalten, um die entsprechenden elektrischen Bit-Signale der gemeinsamen Ausgangssignalleitung 32 zuzuführen. Eine Abtastschaltung 3 besteht z.B. aus einer Mehrzahl von mehrstufigen Flip-Flops und ist mit den Schaltelementen 21,22,..., 2n verbunden, um diese nacheinander abzutasten und wahlweise umzuschalten. Die Abtastschaltung 3 reagiert auf Taktpulse OK, die von einem Takteingabeanschluß 30 sequentiell zugeführt werden, um Abtastpulse zu erzeugen, die wirksam sind, die Schaltelemente 21,22,..., 2n sequentiell reihenfolgegemäß AN-zuschalten. Eine Startsignal-Erzeugungsschaltung 4 ist zwischen einen Pulseingangsanschluß 9 und der Abtastschaltung 3 zum Erzeugen eines Startsignals SI geschaltet, wobei das Startsignal SI einen Start des Abtastvorgangs der Abtastschaltung 3 bewirkt. Eine Stopsignal-Erzeugungsschaltung 5 ist mit dem Flip-Flop der letzten Stufe der Abtastschaltung 3 verbunden und bewirkt die Erzeugung eines Stopsignals SO an einem Ausgangsanschluß 31, nachdem das letzte Schaltelement 2n AUS-geschaltet ist, wobei das Stopsignal SO anzeigt, daß der Abtastvorgang einer Zeile abgeschlossen ist. In einer Bildabtastvorrichtung des Mehrfach-Chip-Zeilensensortyps wird dieses Stopsignal SO als das nächste Startsignal SI zum Starten des nächsten Zeilenabtastvorgangs verwendet. Eine Steuerschaltung 6 empfängt das Startsignal SI und das Stopsignal SO und erzeugt ein Steuer- oder Auswahlsignal SEL. Ein zusätzlicher Schalt- oder Gatterkreis 7 ist mit der gemeinsamen Bildsignalleitung 32 verbunden und wird gemäß dem Steuersignal SEL angesteuert, um nacheinander ein elektrisches Bit-Bildsignal SIG einem Bildsignalausgabeanschluß 8 zuzuführen.
Figur 2 ist ein Timing-Diagramm, das den Lese- oder Abtastvorgang der Bildabtastvorrichtung der Figur 1 veranschaulicht. Die Abtastschaltung 3 wird in Antwort auf das Startsignal SI gestartet, um das sequentielle Abtasten der Schaltelemente 21,22,..., 2n zu starten und diese nacheinander anzuschalten, und hierdurch die durch die entsprechenden Umwandlungselemente 11,12,..., 1n erzeugten Bit- Bildsignale SIG zu der gemeinsamen Bildsignalleitung 32 zu übertragen. Um das i-te Schaltelement 2i (i = 1, 2, ..., n), anzuschalten, wird die Abtastschaltung 3 in Antwort auf die nachlaufende Flanke des i-ten Taktpulses OK getrieben, einen Abtastpuls zu erzeugen, der ein Anschalten des entsprechenden i-ten Schaltelements 2i für die Dauer, während der der i-te Taktimpuis auf niedrigem Pegel gehalten wird, bewirkt. Dementsprechend wird das durch das i-te Umwandlungselement 1i (i = 1 , 2, ..., n) erzeugte i-te Bit- Bildsignal SIG durch das entsprechende leitende i-te Schaltelement zu der gemeinsamen Bildsignalleitung 32 übertragen. Das übertragende i-te Bit-Bildsignal wird durch den Schaltkreis 7 zu dem Bildsignal-Ausgabeanschluß 8 ausgegeben.
Die Stopsignal-Erzeugungsschaltung 5 wird unmittelbar nach der Ausgabe des letzten n-ten Bit-Bildsignals von dem n-ten Umwandlungselement in betätigt, um das Stopsignal SO zu erzeugen. Im Gegensatz zur herkömmlichen, in Figur 3 gezeigten Funktionsweise fällt das Stopsignal SO nicht mit dem letzten Bit-Bildsignal zusammen, sondern ist gegenüber diesem derart verschoben, daß das letzte Bit-Bildsignal keine zuaddierte Rauschkomponente aufgrund des Stopsignals aufweist. Selbst wenn ein dunkles Bild gelesen oder abgetastet wird, weist deshalb jedes Bit-Bildsignal SIG einen gleichmäßigen Signalpegel auf, der im wesentlichen rauschfrei ist, wie in Figur 2 gezeigt.
Schließlich erzeugt die Steuerschaltung 6 das Steuersignal SEL während eines Zeilenabtastvorgangs unmittelbar nach dem Auftreten des Startsignals SI und unmittelbar vor dem Auftreten des Stopsignals SO. Das Steuersignal SEL bewirkt, daß der Schaltkreis 7 nur während des jeweiligen Zeilenabtastvorgangs angeschaltet wird, um eine Reihe von Bit- Bildsignalen SIG sequentiell von der gemeinsamen Bildsignalleitung 32 zu dem Bildsignal-Ausgabeanschluß 8 auszugeben.
Wenn auch jedes Schaltelement in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform zur Vereinfachung aus einem einzelnen MOS- Transistor besteht, kann jedes Schaltelement aus CMOS- Transistoren zusammengesetzt sein. Ferner: Die Abtastschaltung 3 wird in Antwort auf die nachlaufenden Flanken der Schaltpulse OK getrieben, sie kann aber auch in Antwort auf die führenden Flanken der Schaltpulse OK getrieben werden. In einem derartigen Fall kann es nötig sein, die anderen Schaltungen entsprechend zu modifizieren.
Demgemäß wird bei der Bildabtastvorrichtung der Figur 1, das das Ende einer Zeilenabtastung anzeigende Stopsignal erzeugt, nachdem das letzte Bit-Bildsignal von dem letzten Umwandlungselement ausgelesen ist, um zu verhindern, daß Rauschen aufgrund des Stopsignals dem Bit-Bildsignal überlagert wird, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß das S/N-Verhältnis der Bildabtastvorrichtung verbessert ist.

Claims

1. Bildabtastvorrichtung umfassend:

eine integral in einer Reihe zum Bilden eines Zeilenbildsensors angeordnete Mehrzahl von elektro-optischen Umwandlungselementen (11,12...,1n), um zum Erzeugen jeweiliger Bildsignale (SIG) elektro-optische Umwandlung zu bewirken;

eine Mehrzahl von Schaltelementen (21,22,... ,2n), die mit den entsprechenden Umwandlungselementen verbunden sind und zwischen AN- und AUS-Zuständen schaltbar sind, um die entsprechenden jeweiligen Bildsignale (SIG) auszulesen;

eine Abtastschaltung (3) zum Erzeugen von Abtastpulsen (OK) zum sequentiellen Abtasten der Schaltelemente (21,22,... ,2n), um diese AN-zuschalten und hierdurch das sequentielle Lesen der Bildsignale (SIG) zu bewirken;

eine Startsignal-(SI)-Erzeugungsschaltung (4), die mit der Abtastschaltung (3) zum Erzeugen eines Startsignals verbunden ist, das einen Start der Abtastschaltung bewirkt; gekennzeichnet durch:

eine mit der Abtastschaltung (3) verbundene Stopsignal- (SO) - Erzeugungsschaltung (5), die ein das Ende des Abtastvorgangs anzeigendes Stopsignal erzeugt, wobei das Signal (SO) bezüglich des letzten Abtastpulses (n) derart verschoben ist, daß die führende Flanke des Stopsignals (SO) nach dem Ende des letzten Abtastpulses (n) auftritt;

eine Steuerschaltung (6), die das Start- und das Stopsignal empfängt, um ein Steuersignal (SEL) zu erzeugen, das einen ersten Zustand zwischen dem Empfang des Startsignals und dem Empfang des Stopsignals aufweist, wobei das Signal sonst einen zweiten Zustand aufweist; und

einen gemäß dem Steuersignal geschalteten Schaltkreis (7) zum Steuern der Ausgabe der Bildsignale (SIG) derart, daß sie nur ausgegeben werden, wenn das Steuersignal (SEL) den ersten Zustand aufweist.

2. Bildabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes der Schaltelemente (21,22,...,2n) einen MOS- Transistor umfaßt.

3. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stopsignal (SO) als das Startsignal (SI) zum Starten der Abtastschaltung für den nächsten Zeilenabtastvorgang zugeführt wird.