JP2002271570A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダミー負荷を設けて電源電圧の変動を抑える
構成を採った場合、ＣＣＤイメージセンサの負荷は種類
や製造ロットによって異なるため、ＣＣＤイメージセン
サごとにダミー負荷で正確に疑似することは難しい。 【解決手段】 ＣＣＤイメージセンサの駆動開始時に、
先ず、転送用クロック信号φ１，φ２を画像読取時に必
要な周波数に比べて低い周波数で動作させることで、電
源電圧の変動を抑える。そして、ＣＣＤイメージセンサ
光学的黒画素信号の出力が開始されるよりも所定の期間
だけ前に、転送用クロック信号φ１，φ２の周波数を画
像読取時に必要な周波数に切り替えて画像読取動作に移
行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写
機、ファクシミリ、スキャナなどの画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像読取装置では、原稿
画像を読み取る手段として、例えばＣＣＤ(Charge Coup
led Device)イメージセンサが一般的に用いられてい
る。このＣＣＤイメージセンサの駆動に当たっては、ラ
イン周期ごとにクロック信号の供給と停止とを繰り返し
て行っている。その駆動の際、クロック停止期間では負
荷が軽いためにドライバに流れる電流が減り、クロック
供給を開始すると負荷が重いためドライバに流れる電流
が増えることになる。

【０００３】このとき、クロック停止時とクロック供給
時とでドライバに流れる電流が急激な変化する、即ち電
流差が大きいために、電源回路上のインダクタンスや容
量によってクロック供給時あるいはクロック停止時に電
源電圧に変動が起こる。これにより、ＣＣＤイメージセ
ンサの駆動信号の振幅電圧も変動するため、ＣＣＤイメ
ージセンサの出力信号レベルが変動する。その変動期間
が１ライン中の基準となるレベルを得る光学的黒画素期
間にまで達するとその基準レベルが不安定になるため、
読み取った画像信号の信号レベルが変動してしまう。

【０００４】また、近年、読取速度を上げるために駆動
信号の周波数を高く設定したり、あるいは読取解像度を
上げるためにＣＣＤイメージセンサの１ラインの画素数
を増やす方法が採られている。このように、駆動信号の
周波数が高くなったり、ＣＣＤイメージセンサの１ライ
ンの画素数が増えると、ＣＣＤイメージセンサの入力負
荷容量が大きくなるため、ＣＣＤイメージセンサの停止
期間中と動作期間中との電流差はさらに大きくなり、画
像信号のレベル変動がさらに大きくなる。

【０００５】このような問題を解決するために、停止期
間中の負荷の低下に起因する電力消費の不足分を補充す
るダミー負荷を備え、停止期間はこのダミー負荷に電流
を供給し、ダミー負荷で電力を消費することによって停
止期間中と動作期間中との電流差を小さくし、電源電圧
の変動を抑えるようにした画像読取装置が提案されてい
る（例えば、特開平１１−２２５２５２号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＣＤ
イメージセンサの負荷は種類や製造ロットによって異な
るため、上記の従来技術のように、ダミー負荷を設ける
としても、ＣＣＤイメージセンサごとにダミー負荷で正
確に疑似することは困難であり、また高い周波数になる
と負荷も大きくなるため、電源電圧の変動に対するダミ
ー負荷による十分なる効果が得られなく、また場合によ
っては逆に電源電圧の変動が大きくなったりしてしま
う。

【０００７】また、ダミー負荷を駆動するための駆動信
号やドライバを増やす必要があるため、それに伴って放
射ノイズが増大してしまう。通常、放射ノイズを低減す
るために電源用ＥＭＩ(electromagnetic interference)
フィルタが用いられるが、放射ノイズが増大することに
よって電源用ＥＭＩフィルタの選択にも制限が生じるこ
とになる。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、イメージセンサに依
存せず、しかも放射ノイズを悪化させることなく、電源
電圧の変動による影響を回避できる画像読取装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による画像読取装
置は、原稿画像を読み取ってその画像信号を出力するイ
メージセンサと、このイメージセンサを駆動する駆動信
号を生成する生成手段と、イメージセンサの駆動時に駆
動信号を画像読取時に必要な周波数よりも低い周波数で
動作させる制御手段とを備えた構成となっている。

【００１０】上記構成の画像読取装置において、イメー
ジセンサの駆動時に駆動信号を画像読取時に必要な周波
数よりも低い周波数で動作させることで、イメージセン
サを駆動するドライバに流れる電流は駆動信号の周波数
に比例し、周波数が低いと流れる電流が低下するため、
ドライバに流れる電流を低く抑えることができる。その
結果、電源電圧の変動が抑えられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明に係る画像読取装置の概要
を示す概略構成図である。図１において、原稿（図示せ
ず）はプラテンガラス１１上に読取面（画像面）を下に
して載置される。この原稿の読取面に対して光源１２か
ら読取光が照射される。この照射光は原稿の読取面で反
射される。その反射光は、第１〜第３のミラー１３〜１
５で順に光路が変更され、レンズ１６で縮小されてＣＣ
Ｄイメージセンサ１７の撮像面上に結像される。

【００１３】本例に係る画像読取装置では、光源１２お
よびミラー１３〜１５を含む光学系が原稿に対して、図
の左右方向、即ち副走査方向において移動可能な構成と
なっている。但し、光学系に対して原稿が副走査方向に
移動可能な構成であっても良いことは勿論である。ＣＣ
Ｄイメージセンサ１７は、入射した光（像光）を画素単
位で光電変換し、アナログ画像信号として出力する。

【００１４】図２は、ＣＣＤイメージセンサ１７の駆動
系およびアナログ画像信号の信号処理系の構成を示すブ
ロック図である。図２において、ＣＣＤ駆動回路２１か
ら出力された駆動信号は、ドライバ回路２２を通してＣ
ＣＤイメージセンサ１７に供給される。ＣＣＤイメージ
センサ１７は駆動信号によって駆動されることで原稿画
像を読み取る動作を行い、読み取った画像データをアナ
ログ画像信号として出力する。

【００１５】ＣＣＤイメージセンサ１７から出力された
アナログ画像信号は、サンプルホールド回路２３でサン
プリングされ、出力増幅回路２４で所定のレベルまで増
幅された後、Ａ／Ｄ変換回路２５でデジタル画像信号に
変換される。デジタル信号に変換された画像データは、
画像処理回路２６に供給される。画像処理回路２６で
は、デジタル画像データに対して所定の画像処理が行わ
れる。

【００１６】図３に、ＣＣＤイメージセンサ１７の駆動
系の具体的な構成を示す。先ず、ＣＣＤ駆動回路２１
は、ＣＣＤイメージセンサ１７の駆動信号として、シフ
トゲート信号ＳＨ、２相の転送用クロック信号φ１，φ
２、シフトレジスタ（電荷転送レジスタ）の最終段転送
クロック信号φ２Ｂおよびリセットゲート信号ＲＳを出
力する。これらの駆動信号は、ドライバ回路２２の各ド
ライバ３１〜３５およびダンピング抵抗３６〜４０を介
してＣＣＤイメージセンサ１７に供給される。

【００１７】ここで、シフトゲート信号ＳＨは、ＣＣＤ
イメージセンサ１７のセンサ部（画素）で光電変換さ
れ、蓄積された信号電荷をシフトレジスタに転送するた
めの駆動信号である。転送用クロック信号φ１，φ２
は、シフトレジスタを２相駆動することによって信号電
荷を順に転送するための駆動信号である。最終段転送ク
ロック信号φ２Ｂは、シフトレジスタの最終転送分段を
駆動するための駆動信号である。リセットゲート信号Ｒ
Ｓは、信号電荷を電気信号に変換して出力する出力部を
リセットするための駆動信号である。

【００１８】ドライバ回路２２において、ドライバ３１
〜３５は、ＣＣＤイメージセンサ１７の入力容量が大き
いため、それをドライブするために設けられている。ダ
ンピング抵抗３６〜４０は、駆動信号のリンギングや放
射ノイズを抑えるために設けられている。

【００１９】図４に、駆動信号ＳＨ，φ１，φ２，φ２
Ｂ，ＲＳの各タイミングと電源電圧の変動との関係を示
す。シフトゲート信号ＳＨ以外の駆動信号φ１，φ２，
φ２Ｂ，ＲＳは、センサ部に蓄積された信号電荷をシフ
トレジスタに転送する期間ＴＡでは停止し、それ以外の
期間ＴＢでは一定の周波数でＣＣＤイメージセンサ１７
を駆動する。

【００２０】ここで、駆動信号φ１，φ２，φ２Ｂ，Ｒ
Ｓの停止期間ＴＡでのドライバ３１〜３５の消費電流は
小さい。そして、駆動信号φ１，φ２，φ２Ｂ，ＲＳの
動作期間ＴＢでのドライバ３１〜３５の消費電流は大き
くなる。したがって、シフトゲート信号ＳＨ以外の駆動
信号φ１，φ２，φ２Ｂ，ＲＳが駆動を開始したとき
に、ドライバ３１〜３５の消費電流が急激に変化し、先
述したように、電源回路上のインダクタンスや容量によ
って電源電圧が変動する。

【００２１】図５に、駆動信号による駆動開始時のＣＣ
Ｄイメージセンサ１７の出力に関するタイミングを示
す。ＣＣＤイメージセンサ１７は、駆動信号による駆動
が開始してから所定の期間、読取画像とは関係ない画素
信号、所謂ダミー画素信号を出力した後、光学的黒画素
信号を出力する。この光学的黒画素信号は、完全に遮光
されたセンサ部から出力される画素信号である。

【００２２】この光学的黒画素信号は、後段の信号処理
系で１ライン中の基準レベルとして用いられる。すなわ
ち、遮光されていないセンサ部（有効画素）から出力さ
れる画素信号と光学的黒画素信号との差が、読み取った
画像信号の出力レベルとして導出される。ＣＣＤイメー
ジセンサ１７は、光学的黒画素信号の出力が終了する
と、再びダミー画素信号を出力し、しかる後読み取った
画像信号である有効画素信号を出力する。

【００２３】ここで、駆動信号φ１，φ２，φ２Ｂ，Ｒ
ＳによるＣＣＤイメージセンサ１７の駆動開始時に発生
する電源電圧の変動の期間が長くなり、その変動が光学
的黒画素期間まで残ると、光学的黒画素信号レベルであ
る１ライン中の基準レベルも変動するために、画像信号
のレベルが不安定となり、正常な画像信号が得られなく
なる。

【００２４】これに対して、本実施形態に係る画像処理
装置では、次に示す手段にて、ＣＣＤイメージセンサ１
７の駆動開始時における電源電圧の変動の問題を解決し
ている。図６に、本実施形態に係る画像処理装置におけ
る駆動信号による駆動開始時のタイミングを示す。

【００２５】先ず、ＣＣＤイメージセンサ１７の駆動開
始時に、転送用クロック信号φ１，φ２（φ２Ｂ）を、
画像読取時に必要な周波数に比べて低い周波数で動作を
開始させるようにする。この駆動開始時の周波数として
は、回路設計の容易さから、画像読取時に必要な周波数
の１／２、１／４など１／２のべき乗に設定するのが望
ましい。ＣＣＤイメージセンサ１７の駆動時にドライバ
３１〜３５に流れる電流は転送用クロック信号φ１，φ
２（φ２Ｂ）の周波数に比例し、周波数が低いと流れる
電流が低下する。

【００２６】その後、光学的黒画素信号を出力するより
も前に、転送用クロック信号φ１，φ２（φ２Ｂ）の周
波数を画像読取に必要な周波数に変更して画像読取動作
に移行して、光学的黒画素および有効画素については画
像読取に必要な周波数で動作させる。その際、周波数の
変更時には電源電圧の変動が多少発生するため、ＣＣＤ
イメージセンサ１７が光学的黒画素信号の出力を開始す
るよりも所定の期間だけ前に周波数を変更しておく必要
がある。この周波数の切り替え（変更）は、図３におい
て、制御部２７による制御のもとに行われる。

【００２７】すなわち、制御部２７は、ＣＣＤイメージ
センサ１７の駆動開始指令に応答して先ず、転送用クロ
ック信号φ１，φ２（φ２Ｂ）の周波数を画像読取時に
必要な周波数よりも低い周波数に設定する。そして、Ｃ
ＣＤイメージセンサ１７からの光学的黒画素信号の出力
開始よりも所定の期間だけ前に、転送用クロック信号φ
１，φ２（φ２Ｂ）の周波数を画像読取時に必要な周波
数に設定する。その周波数の変更タイミングは、例え
ば、転送用クロック信号φ１のクロック数に基づいて設
定する。

【００２８】上述したように、駆動信号によるＣＣＤイ
メージセンサ１７の駆動開始時に、画像読取時よりも低
い周波数で駆動を開始することにより、ドライバ３１〜
３５に流れる電流を低く抑えることができ、突入電流が
小さくて済むため、電源電圧の変動を抑えることができ
る。しかも、駆動開始から光学的黒画素信号を出力する
までの期間が長くなるため、電源電圧の変動期間に対し
て余裕ができ、その期間内に電源電圧が確実に安定す
る。

【００２９】また、本実施形態に係る画像処理装置で
は、ダミー負荷を用いずに、電源電圧の変動を抑制する
構成を採っていることから、従来技術のように、ドライ
バや駆動信号を追加する必要がないため、放射ノイズが
悪化する心配もない。これにより、通常、放射ノイズを
低減するために用いられる電源用ＥＭＩフィルタなどの
選択の自由度が増し、その選択が容易になるという利点
もある。

【００３０】なお、上記実施形態では、駆動信号の周波
数を２段階で切り替える構成としたが、２段階切り替え
に限られるものではなく、３段階以上の多段階切り替え
とすることも可能である。具体的には、周波数の切り替
え時（変更時）にも電源電圧の変動が発生するため、周
波数を段階的に切り替えることにより、電源電圧の変動
をより確実に抑制することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イメージセンサの駆動時に駆動信号を画像読取時に必要
な周波数よりも低い周波数で動作させることにより、イ
メージセンサのドライバに流れる電流を低く抑え、電源
電圧の変動を抑えることができるため、イメージセンサ
に依存せず、しかも放射ノイズを悪化させることなく、
電源電圧の変動による影響を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像読取装置の概要を示す概略
構成図である。

【図２】 ＣＣＤイメージセンサの駆動系およびアナロ
グ画像信号の信号処理系の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】 ＣＣＤイメージセンサの駆動系の具体的な構
成を示すブロック図である。

【図４】 駆動信号のタイミングと電源電圧の変動との
関係を示すタイミングチャートである。

【図５】 駆動信号による駆動開始時のＣＣＤイメージ
センサの出力に関するタイミングを示すタイミングチャ
ートである。

【図６】 本実施形態に係る画像処理装置における駆動
信号による駆動開始時のタイミングを示すタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１７…ＣＣＤイメージセンサ、２１…ＣＣＤ駆動回路、
２２…ドライバ回路、２６…画像処理回路、２７…制御
部、３１〜３５…ドライバ、３６〜４０…ダンピング抵
抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA01 BB02 BC14 CA06 CB02 CB05 CB17 5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DB08 DB12 DC03 DE02 DE03 DE15 EA09 FA01 5C072 AA01 BA06 EA05 FB08 FB23 FB27 XA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取ってその画像信号を出
   力するイメージセンサと、 前記イメージセンサを駆動する駆動信号を生成する生成
   手段と、 前記イメージセンサの駆動時に前記駆動信号を画像読取
   時に必要な周波数よりも低い周波数で動作させる制御手
   段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記イメージセンサの
   駆動時の前記駆動信号の周波数を前記イメージセンサか
   ら光学的黒画素信号の出力が開始される所定の期間前に
   画像読取時に必要な周波数に変更することを特徴とする
   請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記イメージセンサの
   駆動時の前記駆動信号の周波数を画像読取時に必要な周
   波数に段階的に変更することを特徴とする請求項１記載
   の画像読取装置。