JP2002051187A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP2002051187A
JP2002051187A JP2000236179A JP2000236179A JP2002051187A JP 2002051187 A JP2002051187 A JP 2002051187A JP 2000236179 A JP2000236179 A JP 2000236179A JP 2000236179 A JP2000236179 A JP 2000236179A JP 2002051187 A JP2002051187 A JP 2002051187A
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JP
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photodiode
data
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JP2000236179A
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English (en)
Inventor
Osamu Inage
修 稲毛
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高解像度の画像を得るのに、低い周波数のク
ロック周波数にて原稿に忠実に読み取ることが可能な画
像読取装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオード列は、各々、一直線上
に等間隔に配置された複数のフォトダイオードより構成
され、各フォトダイオード列は、主走査方向に、フォト
ダイオードのピッチの1/2だけずらして配列されてい
る。等倍で読み取る場合、原稿の同一ラインを読み取っ
たデータは、先のフォトダイオード列で読み取ったda
ta1の方が後のフォトダイオード列で読み取ったda
ta2よりも1ライン分早く出力されて画像処理部9に
入力される。まず、data1をFIFO411に入力
する。次のラインを読み取る際は、今読み取って来たd
ata2と主走査方向の順序が合うように、FIFO4
1のdata1を読み出して合成する。これにより、
副走査方向における同一の原稿読み取りラインでの画像
データを合成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置、よ
り詳細には、CCDを用いてライン毎に画像読み取りを
行う画像読取装置における画像読み取りの高速化技術に
関し、デジタルPPC,デジタルFAXに応用可能な技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術による画像読取装置は、400
dpi読み取りが主流であったが、最近では、600d
piが主流になってきている。ここで、解像度は、40
0dpiから600dpiへ1.5倍になるだけである
が、画像は、2次元であるために、それを処理するに
は、1.5の2乗倍、すなわち、2.25倍のクロックス
ピードが必要になってくる。例えば、毎分40枚の能力
を持つ画像読取装置では、400dpi時では、約20
MHzのクロックで対応することができたが、600d
piでは、40MHz以上が必要になってくる。
【0003】ここで、画像読取処理の高速化について考
察すると、以下の課題が発生する。 (1)CCD駆動クロック類の高速化対応 CCDに入力する基本駆動クロックの他に、前画素の出
力をリセットするリセットクロック、1画素毎にクラン
プをかけるためのクランプクロックが必要である。一般
に、リセットクロック,クランプクロックは、基本駆動
クロックに対してデューティが異なる上に、入力するタ
イミング(位相)も異なるので、それらを生成するため
のクロック生成部は、基本駆動クロックの数倍の周波数
で動作させなければならない。
【0004】(2)CCD出力のサンプリング対応 CCDは、一般に基本駆動クロックが入力されてから所
定の時間後に出力が確定し、リセットクロックでそれが
クリアされる。高速になるほどCCD出力をサンプリン
グに使える期間が短くなるので、サンプルホールドは、
高精度のものが必要になる。また、更に高速駆動が必要
な場合は、CCDの出力が確定する前にリセットクロッ
クでCCD出力がクリアされてしまい、システムとして
成立しないことも考えられる。
【0005】(3)光源光量の確保 1ラインに使用できる時間も短くなる上に、フォトダイ
オードの配列密度を上げるためには、そのサイズ(受光
面積)を小さくしなければならず、CCDが必要な電化
量を得るために光源光量を大きくしなければならない。
これには、コストアップ,短寿命といった問題が懸念さ
れる。
【0006】これらについて、従来技術、例えば、特開
平8−9115号公報に開示された「画像読取装置」で
は、フォトダイオードの配列密度が低い2つのラインセ
ンサを、それぞれのフォトダイオードのピッチの1/2
に相当する長さだけフォトダイオードの配列方向にずら
して平行に配置してCCDパッケージを構成しており、
選択回路は、合成処理制御部の制御の下に低解像な読み
取りを行うときには、2つのラインセンサのうちの一方
の出力信号を選択出力し、また、高解像度な読み取りを
行う時には、2つのラインセンサの出力信号を交互に選
択出力することにより、2つのラインセンサの出力信号
を合成した画像を生成する方式を提案している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、高解像度で読み取る場合に、n列に配列さ
れたフォトダイオードの出力をそのまま主走査方向の並
びに従って合成するので、副走査方向に見た場合には、
違う場所を読み取った画像データを並べていることにな
るので、原稿画像に対して忠実な画像を得ているとは言
えない。副走査方向の配列間隔が小さければその度合い
も小さくなるが、同時にフォトダイオードが小さくなる
ために、上記従来技術が目的としている光量の確保が難
しくなるという欠点がある。また、高解像度,低解像度
の2つの読み取り解像度に対応しているが、それ以外の
読み取り解像度については記述されていない。さらに、
n列の配列の出力データを共通の処理経路(選択回路,
ADコンバータ)にて処理しているので、フォトダイオ
ードの列毎に出力感度が違う場合でも、そのままデジタ
ル化されてしまい、ダイナミックレンジが狭くなってし
まう可能性がある。
【0008】本発明は、上述のような実情を考慮し、
(1)高解像度の画像を得るのに、低い周波数のクロッ
ク周波数にて読み取る、(2)原稿に忠実に読み取る、
(3)フォトダイオード列毎の補正を可能にすることを
目的としてなされたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
のフォトダイオードからなるCCDを有し、該CCDを
用いて画像データを取得する画像読取装置であって、前
記複数のフォトダイオードが、各フォトダイオードが主
走査方向に等間隔、かつ、直線的に複数個配列されたn
列のフォトダイオード列からなり、該n列のフォトダイ
オード列が、副走査方向に等間隔で平行に、かつ、主走
査方向に1/nずつずれて配列された画像読取装置にお
いて、前記各フォトダイオード列から取得された各画像
データを該各フォトダイオード列の副走査方向の位置関
係に基づいて合成することを特徴としたものである。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記各フォトダイオード列から取得された各画像デ
ータを、該各フォトダイオード列の副走査方向の位置関
係に加えて読み取り密度に基づいて合成することを特徴
としたものである。
【0011】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、前記各フォトダイオード列から得られる信
号を該各フォトダイオード列に対応したアンプ,A/D
コンバータによってデジタル化することを特徴としたも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用される画像
読取装置の一例を説明するための概略構成図である。画
像読取装置の上部には、コンタクトガラス1と基準白板
3が配置されている。コンタクトガラス1は、原稿11
を読み取る際にセットするためのものである。原稿11
は、図1には図示しないが、上から圧板と称せられる原
稿押板により、コンタクトガラス1から浮かないように
押さえられる。もちろん、公知のように、ADF(オー
トドキュメントフィーダー)が付いていても、本発明に
は差し支えない。また、基準白板3は、シェーディング
補正時の補正データを得るため、主走査方向に設けられ
た均一濃度のほぼ白色の部材である。
【0013】光源2は、基準白板3あるいはコンタクト
ガラス1面に対して、ある角度で読み取り面を照射し、
基準白板3あるいは原稿11で反射した光は、3枚のミ
ラー4,5,6、レンズ7を経由して画像読取板(CC
D)8に入射する。光源2とミラー4、および、ミラー
5とミラー6は、各々、図1に示していない第1,2走
行体を形成し、モータ駆動により読み取り面とCCDと
の間の距離を一定に保ちながら副走査方向に移動する。
画像読取板8は、CCD,増幅アンプ,ADコンバータ
等の部品から構成されており、入射光量に対応した画像
データを出力し、画像処理部9に渡す。画像処理部9
は、デジタル画像データを扱い、画像データの並べ替
え、最適な画像処理を行い、図示していないプリンタあ
るいはパソコン,ディスプレイ,メモリ装置等へ画像デ
ータを送信する。
【0014】図2は、本発明による画像読取装置のCC
Dのフォトダイオードの並び(2列の場合)の一実施例
を説明するための図である。フォトダイオード列21,
22は、各々、一直線上に等間隔に配置された複数のフ
ォトダイオード23より構成され、フォトダイオード列
21,22は、主走査方向に、フォトダイオード23の
ピッチ(a)の1/2(a/2)だけずらして配列され
ている。このCCDの内部構成,出力タイミングは、従
来技術で公知のように、フォトダイオード群に対応した
シフトゲート,アナログシフトレジスタ,出力バッファ
よりなり、クロック入力に従って出力電圧が得られるも
のである。
【0015】図3は、フォトダイオード列と読み取り方
向を示したものである。フォトダイオード列21は、フ
ォトダイオード列22に対して、ピッチaだけ離れて配
列されている。副走査方向の読み取り順が、フォトダイ
オード列21の方がフォトダイオード列22よりも早く
読むメカレイアウトになっている場合、等倍読み取りで
は、同時刻に、フォトダイオード列21は、常にフォト
ダイオード列22よりも原稿を1ライン分先行して読み
取ることになる。また、副走査を2倍の拡大画像として
読み取る場合は、フォトダイオード列21,22間のピ
ッチaは2ラインに相当する。
【0016】図4は、本発明による画像読取装置の一実
施例を説明するための要部ブロック図である。CCD3
1に、図示しない所定のクロック(動作クロック,リセ
ットクロック,クランプクロック等)を入力すると、C
CD31よりout1,2が出力される。CCD出力o
ut1,2は、各々、サンプルホールド回路(S/H)
32a,32bにてサンプルホールドされ、高周波ノイ
ズが除去された後に、ゲインがコントローラブルなアン
プ(AMP)33a,33bにて増幅される。図示して
いないが、AMP33a,33bには、指示信号が入力
されており、基準白板3を読み取った時の出力データが
所定の大きさになるように、out1,2側の各々につ
いてゲインが決定されている。
【0017】次に、ゼロクランプ回路(Z/C)34
a,34bにて、データのオフセット量が所定の大きさ
になるように、out1,2側の各々について外部より
制御されている。AMP33a,33b,Z/C34
a,34bにて、A/Dコンバータ35a,35bの入
力ダイナミックレンジに最適化されたアナログデータ
は、A/Dコンバータ35a,35bによってデジタル
化された後に、バッファ36a,36bを通って画像処
理部9に送信される。(請求項3)
【0018】画像処理部9のFIFO411〜41
m+1は、各々、1ライン分のデータ(data1)以上
の容量が有るものとし、data1は、まず、FIFO
411に書き込まれる。次のラインを読み取った時に
は、そのラインのdata1は、FIFO411に、F
IFO411に入っていたデータdata1は、FIF
O412に書き込まれ、以下同様に、mライン前に読み
取られたデータdata1はFIFO41m+1に書き込
まれる。FIFO411〜41m+1に接続されているバッ
ファ421〜42m+1は、スイッチの役目を果たし、da
ta2と合成すべきdata1が入っているFIFO出
力のみをデータ合成部(MPX)43に接続する。デー
タ合成部(MPX)43は、data1とdata2を
合成して主走査方向の解像度を2倍にする。
【0019】ここで、位置合わせについて説明する。o
ut1,2は、互いに、平行かつ1/2ピッチずらして
配置されたフォトダイオード列21,22の出力である
から、主走査方向だけに着目すると、data1,2を
互い違いに合成することにより、データ数での解像度は
2倍になる。但し、本発明の目的で述べたように、この
まま合成したのでは、原稿の異なる場所を読み取ったデ
ータを合成することになるので、原稿に忠実な画像が得
られない。そこで、フォトダイオード列21,22の出
力の位置合わせを行う。
【0020】等倍で読み取る場合、原稿の同一箇所を読
み取ったデータはdata1の方がdata2よりも1
ライン分早く出力されて画像処理部に入力される。そこ
で、まず、data1をFIFO411に入力する。次
のラインを読み取る際は、今読み取って来たdata2
と主走査方向の順序が合うように、FIFO411のデ
ータdata1を読み出して合成する。その結果、副走
査方向に同一の原稿読み取り位置での画像データを合成
することができる。(以上、請求項1)
【0021】また、副走査方向にm倍に拡大して読み取
る場合、原理上、原稿の同一箇所を読み取ったデータ
は、data1の方がdata2よりもmライン分早く
出力されて画像処理部に入力されることになる。この場
合は、data1は(m+1)段のFIFOを通した後
のデータdata1を取り出して、data2と合成す
ることにより、位置合わせを行うことができる。これに
より、読み取り密度を変えることができる。(請求項
2)
【0022】
【発明の効果】(1)請求項1,2の発明に対する効果 複数ラインで読み取った画像を位置合わせを行って合成
するので、原稿に忠実な画像が得られるとともに、高速
化が難しいタイミング信号も半分以下の周波数で対応す
ることができる。 (2)請求項3の発明に対する効果 複数のフォトダイオード列の信号は、各々のアンプ,A
/Dコンバータによってデジタル化されるので、フォト
ダイオードの列毎に出力感度が違う場合でも最適な条件
にてデジタル化することができ、ダイナミックレンジが
狭くなるといった不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用される画像読取装置の一例を説
明するための概略構成図である。
【図2】 本発明による画像読取装置のCCDのフォト
ダイオードの並び(2列の場合)の一実施例を説明する
ための図である。
【図3】 フォトダイオード列と読み取り方向を示した
ものである。
【図4】 本発明による画像読取装置の一実施例を説明
するための要部ブロック図である。
【符号の説明】
1…コンタクトガラス、2…光源、3…基準白板、4,
5,6…ミラー、7…レンズ、8…画像読取板(CC
D)、9…画像処理部、11…原稿、21,22…フォ
トダイオード列、23…フォトダイオード、31…CC
D、32a,32b…サンプルホールド回路(S/
H)、33a,33b…アンプ(AMP)、34a,3
4b…ゼロクランプ回路(Z/C)、35a,35b…
A/Dコンバータ、36a,36b…バッファ、411
〜41m+1…FIFO、421〜42m+1…バッファ、4
3…データ合成部(MPX)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のフォトダイオードからなるCCD
    を有し、該CCDを用いて画像データを取得する画像読
    取装置であって、前記複数のフォトダイオードが、各フ
    ォトダイオードが主走査方向に等間隔、かつ、直線的に
    複数個配列されたn列のフォトダイオード列からなり、
    該n列のフォトダイオード列が、副走査方向に等間隔で
    平行に、かつ、主走査方向に1/nずつずれて配列され
    た画像読取装置において、前記各フォトダイオード列か
    ら取得された各画像データを該各フォトダイオード列の
    副走査方向の位置関係に基づいて合成することを特徴と
    する画像読取装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の画像読取装置におい
    て、前記各フォトダイオード列から取得された各画像デ
    ータを、該各フォトダイオード列の副走査方向の位置関
    係に加えて読み取り密度に基づいて合成することを特徴
    とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の画像読取装置
    において、前記各フォトダイオード列から得られる信号
    を該各フォトダイオード列に対応したアンプ,A/Dコ
    ンバータによってデジタル化することを特徴とする画像
    読取装置。
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