JP2006101498A - Image scanner - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image scanner capable of correcting deviance of a clamp level and a black level by having a function of setting a reference voltage from outside, and a function to switch the reference voltage during reading operation. <P>SOLUTION: The image scanner corrects deviance of the clamp level, and shortens an adjusting time by being composed to have a function to adjust the clamp level and the reference voltage which is a reference of internal operation, using a D/A converter 303. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像読取装置に関し、特に、ライン状のCCDイメージセンサを用いて画像情報を読み取る画像読取装置に関する。   The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to an image reading apparatus that reads image information using a line-shaped CCD image sensor.

従来の縮小光学系での読み取り処理は、走行体が副走査方向に移動しながら、原稿情報として、原稿からの反射光を読み取り、この反射光をレンズを介してCCDラインセンサ上に結像させ、CCDラインセンサにおいて光電変換によりアナログ電子信号に変換する。得られたアナログ電気信号に対して、アナログ処理、及びデジタル処理を施し、画像情報をデジタルデータとして読み取る。   In the reading process with the conventional reduction optical system, the reflected light from the document is read as document information while the traveling body moves in the sub-scanning direction, and this reflected light is imaged on the CCD line sensor via the lens. In the CCD line sensor, an analog electronic signal is converted by photoelectric conversion. The obtained analog electrical signal is subjected to analog processing and digital processing, and image information is read as digital data.

次に、図7を参照して、従来の画像読取装置の説明をする。
図7は、従来の画像読取装置の構成を示したブロック図である。
従来の画像読取装置は、CCD10、ラインクランプ回路11、S/H(サンプルホールド回路)12、可変ゲインアンプ13、A/Dコンバータ14、SW15、VRT16、VRB17、基準電位18、CCD駆動パルスドライバ19、シェーディング・地肌除去部20、ラインメモリ21、ゲイン設定値演算部22、クランプ・S/H・ゲイン制御部23、駆動信号生成部24から構成されている。
Next, a conventional image reading apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional image reading apparatus.
A conventional image reading apparatus includes a CCD 10, a line clamp circuit 11, an S / H (sample hold circuit) 12, a variable gain amplifier 13, an A / D converter 14, SW 15, VRT 16, VRB 17, a reference potential 18, and a CCD drive pulse driver 19. , A shading / background removal unit 20, a line memory 21, a gain setting value calculation unit 22, a clamp / S / H / gain control unit 23, and a drive signal generation unit 24.

ます、アナログ処理回路でのラインクランプ回路11にてCCD10出力1ライン中の光シールド部分または空転送部分の出力レベルに対してラインクランプ動作を行い1ライン中のオフセットレベルを一定レベルに保つようにし、クランプレベルを画像データの黒レベルとする。   First, the line clamp circuit 11 in the analog processing circuit performs a line clamp operation on the output level of the light shield portion or the empty transfer portion in one line of the CCD 10 so as to keep the offset level in one line constant. The clamp level is the black level of the image data.

次にラインクランプを施した画像信号を可変ゲインアンプ13にてあるゲインで増幅する。ゲインは、基準白原稿を読み取った際に目標とする白レベルとなるように定める。このようにゲインを定めることでA/Dコンバータ14の入力ダイナミックレンジを有効に使用できる。設定されたゲインにて増幅された画像陣号をサンプルホールド回路12にてサンプルホールドし、A/Dコンバータ14において基準電圧から生成されるリファレンスレベルに基づきデジタル信号に変換し、原稿情報のデジタルデータを得る。   Next, the image signal subjected to the line clamp is amplified with a certain gain by the variable gain amplifier 13. The gain is determined so that the target white level is obtained when the reference white original is read. By defining the gain in this way, the input dynamic range of the A / D converter 14 can be used effectively. The image number amplified by the set gain is sampled and held by the sample and hold circuit 12, and converted into a digital signal based on the reference level generated from the reference voltage by the A / D converter 14, and the digital data of the document information Get.

また、ラインクランプ回路11では、クランプゲート信号のアサート期間中にコンデンサを予め設定してあるクランプレベルで充電するのだが、コンデンサにクランプレベルとして維持される電荷は、クランプレベルとクランプゲート信号のアサート期間の信号の積分量となる。   In the line clamp circuit 11, the capacitor is charged at a preset clamp level during the clamp gate signal assertion period. The charge maintained as the clamp level in the capacitor is the assertion of the clamp level and the clamp gate signal. This is the integral amount of the signal for the period.

一般的なCCD出力にはリセットパルス成分が含まれるため、この成分も含んだ積分量がクランプレベルとして維持されることになり、CCDの黒レベルに対してずれてしまう。また、アナログスイッチ15がクランプゲート信号を入力することによりクランプレベルとの接続のON/OFF制御を行って、クランプレベルを充電するが、アナログスイッチ15でのON抵抗と電荷を保持するためのコンデンサにおけるリーク電流、基板上または回路上でのリーク電流などの影響によって、基準電位とクランプ電位との間にずれが生じてしまう。   Since a general CCD output includes a reset pulse component, the integration amount including this component is maintained as a clamp level, which is deviated from the CCD black level. In addition, the analog switch 15 inputs a clamp gate signal to perform ON / OFF control of the connection with the clamp level to charge the clamp level, but the capacitor for holding the ON resistance and charge in the analog switch 15 Due to the influence of the leakage current at the substrate, the leakage current on the substrate or the circuit, a deviation occurs between the reference potential and the clamp potential.

特にアナログ処理回路部分のASIC化した場合では、外部より基準電圧を供給し、基準電圧を基に内部回路が動作する構成となり、前述のクランプレベルと黒出力レベルのズレが画像データへ影響を及ぼすことになってしまう。   In particular, when the analog processing circuit portion is made into an ASIC, a reference voltage is supplied from the outside, and the internal circuit operates based on the reference voltage, and the deviation between the clamp level and the black output level affects the image data. It will be.

また、画像読取装置の先行技術として、以下に示すものがある。
特許文献1には、省エネルギーモードからの復帰のような状況においてもクランプ電圧が安定するまでの実質的な時間を短縮させることで装置の立ち上がり時間を短縮させ得る画像読取装置が記載されている。
特許文献2には、撮像素子の出力信号を画素毎にクランプできる撮像装置が記載されている。
特開2000−69285号公報 特開2000−106654号公報
Further, as the prior art of the image reading apparatus, there is the following.
Patent Document 1 describes an image reading apparatus that can shorten the rise time of the apparatus by shortening a substantial time until the clamp voltage is stabilized even in a situation such as returning from the energy saving mode.
Patent Document 2 describes an imaging apparatus that can clamp an output signal of an imaging element for each pixel.
JP 2000-69285 A JP 2000-106654 A

しかしながら、従来の画像読取装置でのアナログ処理部分でのクランプ処理において、基準電圧よりクランプレベルを生成しクランプ動作を行う場合、クランプゲート信号のアサート期間中の電圧を積分したクランプ電位により動作を行う。この場合、CCDのリセットパルス成分も積分されてしまうためCCDの黒レベルとクランプ電位とがずれてしまう。また、アナログ処理部をASIC化した場合においては基準電圧を用いて内部回路が動作しており、クランプスイッチのON抵抗及び内部リーク電流とでもまたクランプレベルと内部基準電位とがずれることで黒レベルとクランプレベルとの間でズレが生じてしまう。   However, in the clamp processing in the analog processing portion in the conventional image reading apparatus, when the clamp level is generated from the reference voltage and the clamp operation is performed, the operation is performed with the clamp potential integrated with the voltage during the assertion period of the clamp gate signal. . In this case, the reset pulse component of the CCD is also integrated, so that the black level of the CCD and the clamp potential shift. In addition, when the analog processing unit is made ASIC, the internal circuit operates using the reference voltage, and the black level is also caused by the deviation of the clamp level from the internal reference potential even with the ON resistance of the clamp switch and the internal leakage current. And the clamp level will be misaligned.

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、基準電圧が外部より設定できる機能及び読み取り動作中に基準電圧を切り替える機能を有することでクランプレベルと黒レベルのズレを補正することができる画像読取装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an image capable of correcting a deviation between a clamp level and a black level by having a function of setting a reference voltage from the outside and a function of switching the reference voltage during a reading operation. An object is to provide a reader.

上記目的を達成するために、請求項1記載の画像読取装置は、光電変換により原稿画像の反射光をアナログ電子信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子から出力されるアナログ電気信号をバッファするアナログバッファ手段と、アナログ電気信号に対し、ラインクランプ動作を行うアナログクランプ手段と、アナログクランプ手段からのアナログ電気信号をサンプルホールド動作させるサンプルホールド手段と、サンプルホールド手段からのアナログ電気信号のゲインを調整するゲイン調整手段とを有するアナログ信号処理部を備えた画像読取装置において、アナログ信号処理部からの出力を基準電圧に基づきデジタル信号に変換を行うA/D変換手段と、A/D変換手段からのデジタル信号出力を複数ライン分保持可能なデータ保持手段と、データ保持手段にて保持されているデジタルデータを用いてデジタル信号処理を行うデジタル信号処理手段と、アナログバッファ手段からの出力をON/OFFする切換手段を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image reading apparatus according to claim 1, wherein a photoelectric conversion element that converts reflected light of a document image into an analog electronic signal by photoelectric conversion, and an analog electric signal output from the photoelectric conversion element are buffered. Analog buffer means for performing analog line clamping operation on analog electric signal, sample hold means for performing sample hold operation on analog electric signal from analog clamping means, and gain of analog electric signal from sample holding means In an image reading apparatus having an analog signal processing unit having a gain adjusting unit for adjusting the A / D conversion, an A / D conversion unit that converts an output from the analog signal processing unit into a digital signal based on a reference voltage, and an A / D conversion Data holding that can hold digital signal output from multiple means for multiple lines To the stage, a digital signal processing means for performing digital signal processing using the digital data held in the data holding means, characterized in that it has a switching means for ON / OFF the output from the analog buffer means.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像読取装置であって、アナログバッファ手段は、エミッタフォロア回路から構成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the analog buffer means includes an emitter follower circuit.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の画像読取装置であって、切換手段へ供給される切り換えを制御する制御信号を生成する制御信号生成手段を備え、制御信号生成手段は、制御信号を任意の電源を分圧して切換手段へ供給することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the image reading apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a control signal generating means for generating a control signal for controlling switching supplied to the switching means, wherein the control signal generating means comprises: The control signal is divided into an arbitrary power source and supplied to the switching means.

請求項4記載の発明は、請求項1記載の画像読取装置であって、デジタルデータからアナログ信号処理部へ供給される基準電圧を生成する生成手段を備え、生成手段は、デジタルデータから算出した黒レベルデータと予め設定された目標黒レベルデータとの差を算出し、差が一定の範囲内になるように黒レベルデータを調整することで基準電圧を生成することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the image reading apparatus according to claim 1, further comprising a generating unit that generates a reference voltage supplied from the digital data to the analog signal processing unit, and the generating unit is calculated from the digital data. A difference between the black level data and preset target black level data is calculated, and the reference voltage is generated by adjusting the black level data so that the difference falls within a certain range.

請求項5記載の発明は、請求項1記載の画像読取装置であって、切換手段は、画像読取装置の電源投入時や省エネ復帰時にアナログ処理部へ供給されるクランプ信号がONの状態時における第1の基準電圧をクランプ信号がOFFの状態時における第2の基準電圧へ切り換えることを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the switching means is in a state in which the clamp signal supplied to the analog processing unit is ON when the power of the image reading apparatus is turned on or when energy saving is restored. The first reference voltage is switched to the second reference voltage when the clamp signal is OFF.

請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の画像読取装置であって、切換手段は、クランプ信号のクランプ期間を任意に広げるクランプ期間制御手段を有することを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the image reading apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the switching unit includes a clamp period control unit that arbitrarily extends a clamp period of the clamp signal. And

以上の説明から本発明の画像読取装置は、アナログ処理ASICの前段に構成されるアナログバッファ手段において出力を制御する機能を持たせることで、回路動作が不安定な状態の時にアナログ処理ASICへ過大電圧が入力されることを回避することを可能にする。   From the above description, the image reading apparatus according to the present invention is overloaded to the analog processing ASIC when the circuit operation is unstable by providing the function of controlling the output in the analog buffer means arranged in the preceding stage of the analog processing ASIC. It is possible to avoid the input of voltage.

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の画像読取装置の構成を示したブロック図である。
図1に示すように、光電変換素子であるCCD100とエミッタフォロア101、AC結合部102、エミッタフォロアON/OFF SW103、アナログ処理ASIC200を構成するラインクランプ201、サンプルホールド回路(S&H)202、SW203、可変ゲインアンプ204、A/Dコンバータ206、VRT207、VRB208、基準電位を生成する基準電位生成部205、タイミング制御・画像処理ASIC300を構成する画像処理部301、ゲイン設定値302、DAC303、クランプ・S&H制御部304、駆動信号生成部305、CCD駆動信号ドライバ400から構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image reading apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, a CCD 100 and an emitter follower 101 that are photoelectric conversion elements, an AC coupling unit 102, an emitter follower ON / OFF SW 103, a line clamp 201 that constitutes an analog processing ASIC 200, a sample hold circuit (S & H) 202, SW 203, Variable gain amplifier 204, A / D converter 206, VRT 207, VRB 208, reference potential generation unit 205 for generating a reference potential, image processing unit 301 constituting timing control / image processing ASIC 300, gain setting value 302, DAC 303, clamp / S & H It comprises a control unit 304, a drive signal generation unit 305, and a CCD drive signal driver 400.

図1において、光電変換素子(CCD)100にて画像信号をアナログ信号として読み取り、得られたアナログ信号をアナログバッファにて駆動し、AC結合回路を介して、アナログ処理ASIC200へ供給する。アナログ処理ASIC200内部において、クランプ処理、サンプルホールド処理を施した後、可変ゲインアンプ204により予め定めた増幅量に応じたゲインにより増幅し、増幅したアナログ信号をA/Dコンバータ206によりタイミング制御・画像処理ASIC300へ供給する。   In FIG. 1, an image signal is read as an analog signal by a photoelectric conversion element (CCD) 100, and the obtained analog signal is driven by an analog buffer and supplied to an analog processing ASIC 200 via an AC coupling circuit. In the analog processing ASIC 200, after performing clamp processing and sample hold processing, the variable gain amplifier 204 amplifies the gain by a gain corresponding to a predetermined amplification amount, and the A / D converter 206 performs timing control / image processing. It supplies to process ASIC300.

本実施形態では、図2に示すように、アナログバッファ部(図6のアナログバッファ11)をトランジスタによる2段のエミッタフォロア回路101にて実現し、また、エミッタフォロア回路101を構成するトランジスタの動作電流をON/OFFするSW103を設け、SW103もまたトランジスタにより実現する。また、本実施形態ではトランジスタによるSWを1段目のエミッタフォロア回路部分に構成する。また、SWを構成するトランジスタのベース電圧をエミッタフォロア回路の駆動電圧をある抵抗比で分圧した電圧を供給する。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the analog buffer unit (analog buffer 11 in FIG. 6) is realized by a two-stage emitter follower circuit 101 using transistors, and the operation of the transistors constituting the emitter follower circuit 101 is realized. An SW 103 for turning on / off the current is provided, and the SW 103 is also realized by a transistor. In the present embodiment, the transistor SW is configured in the first-stage emitter follower circuit portion. Further, a voltage obtained by dividing the base voltage of the transistor constituting the SW by the drive voltage of the emitter follower circuit by a certain resistance ratio is supplied.

次に、図2を参照して、エミッタフォロア101の動作について説明を行う。
まず、電源がONした時に、エミッタフォロア部の駆動電源Vcc_eが立ち上がる。同時にVcc_eをR1、R2にて分圧した電圧(Vbase)も立ち上がる。このVbaseをTr_SWのベースに供給する。Vbaseが0.7VとなるまではTr_SWが動作しない。このため、1段目のエミッタフォロア部に動作電流が供給されず、1段目のエミッタフォロア回路の出力は0Vのままである。
Next, the operation of the emitter follower 101 will be described with reference to FIG.
First, when the power supply is turned on, the drive power supply Vcc_e of the emitter follower section rises. At the same time, the voltage (Vbase) obtained by dividing Vcc_e by R1 and R2 also rises. This Vbase is supplied to the base of Tr_SW. Tr_SW does not work until Vbase is 0.7V. For this reason, the operating current is not supplied to the first-stage emitter follower section, and the output of the first-stage emitter follower circuit remains at 0V.

このため、2段目のエミッタフォロア回路のトランジスタTr2へのベース電流も供給されないため2段目のエミッタフォロア回路も動作しないため後段のAC結合部分へは信号を供給しない。   For this reason, the base current is not supplied to the transistor Tr2 of the second-stage emitter follower circuit, so that the second-stage emitter follower circuit does not operate, and therefore no signal is supplied to the subsequent AC coupling portion.

次に、VbaseがTr_SW動作を行うのに必要なベースエミッタ間電圧が0.7Vとなった時点でトランジスタSWがONとなり、1段目のエミッタフォロア回路からのアナログ信号出力をバッファし、後段のAC結合部に出力する。また、Tr_SWがON後、AC結合部にはアナログ信号成分だけでなくエミッタフォロア回路が動作電位となるまでの変化成分も同時に供給することになる。   Next, when the base-emitter voltage necessary for Vbase to perform the Tr_SW operation becomes 0.7 V, the transistor SW is turned on, and the analog signal output from the first-stage emitter follower circuit is buffered. Output to AC coupling unit. Further, after Tr_SW is turned ON, not only an analog signal component but also a change component until the emitter follower circuit becomes the operating potential is supplied to the AC coupling unit at the same time.

この時に、R1、R2の抵抗を後段にアナログASICの駆動電源とエミッタフォロア回路の駆動電源との各立ち上がり時間に応じて予め設定しておく。R1、R2は、後段のアナログ処理ASICの電源が立ち上がったのちにVbaseが0.7Vに達するように設定しておく(図3(a)を参照)。   At this time, the resistors R1 and R2 are set in advance in accordance with the rise times of the analog ASIC drive power source and the emitter follower circuit drive power source in the subsequent stage. R1 and R2 are set so that Vbase reaches 0.7 V after the power supply of the analog processing ASIC in the subsequent stage is turned on (see FIG. 3A).

このように設定することにより、後段のアナログASICが正常動作となり、入力保護回路などが動作状態となった後に、エミッタフォロア回路部およびCCDでの各動作電位となるまでの電源立ち上げ時の大きな電圧変化が供給されることになり、アナログ処理ASICに過大電圧が入力され、回路破壊となることを避けることが可能となる。このように、本実施形態では、Tr_SWとR1、R2からなる回路を追加することにより、回路破壊につながるリスクを抑えることが可能となる。   By setting in this way, after the analog ASIC in the subsequent stage becomes a normal operation and the input protection circuit or the like is in an operating state, a large power-on at the time of power-on until the respective operating potentials in the emitter follower circuit unit and the CCD are reached. A voltage change is supplied, and it is possible to avoid an excessive voltage being input to the analog processing ASIC and circuit breakdown. As described above, in this embodiment, it is possible to suppress a risk of circuit destruction by adding a circuit composed of Tr_SW and R1 and R2.

また、図3(b)に示すように、電源OFF時の場合では、電源ON時ときと逆のシーケンス動作となる。
まず、Vcc_eが立ち下がると同時にVbaseも立ち下がる。Vbaseが0.7V以下になったときにTr_SWがOFF状態となり、1段目のエミッタフォロアへの動作電流が供給されなくなり、1段目のエミッタフォロア回路が動作しなくなる。このため、2段目のエミッタフォロアへのベース電流の供給もストップし、2段目のエミッタフォロアも動作しなくなり、後段のAC結合へはアナログ信号を供給しなくなる。
As shown in FIG. 3B, when the power is turned off, the sequence operation is reverse to that when the power is turned on.
First, Vbase falls at the same time as Vcc_e falls. When Vbase becomes 0.7 V or less, Tr_SW is turned off, and the operating current is not supplied to the first-stage emitter follower, and the first-stage emitter follower circuit does not operate. For this reason, the supply of the base current to the second-stage emitter follower is also stopped, the second-stage emitter follower does not operate, and no analog signal is supplied to the subsequent AC coupling.

このとき、エミッタフォロア回路の動作がストップすることにより動作電池も変化し、この変化がAC結合を介し、アナログ処理部へ入力されるが、このタイミングでは、アナログ処理ASICの駆動電源は落ちていないため正常動作であり、過大電圧が入力されても回路破壊を避けることが可能となる。   At this time, the operation battery also changes when the operation of the emitter follower circuit is stopped, and this change is input to the analog processing unit via AC coupling, but at this timing, the driving power of the analog processing ASIC is not turned off. Therefore, it is a normal operation, and it is possible to avoid circuit destruction even if an excessive voltage is input.

また、図4に示すように、エミッタフォロア回路101での駆動電源をR1、R2により分圧し、電圧をTr_SWのベース電位として供給し、Tr_SWのON/OFF制御に用いたが、システムの電源構成が複雑な場合などは、タイミング制御信号生成部からTr_SWのベース電位を供給することにより任意のタイミングでエミッタフォロア回路101からの出力を制御することも可能となる。   Further, as shown in FIG. 4, the drive power supply in the emitter follower circuit 101 is divided by R1 and R2, and the voltage is supplied as the base potential of Tr_SW, which is used for ON / OFF control of Tr_SW. In such a case, the output from the emitter follower circuit 101 can be controlled at an arbitrary timing by supplying the base potential of Tr_SW from the timing control signal generator.

また、本実施形態では、クランプレベル及び内部の動作基準となる基準電圧をDAC(D/Aコンバータ)203を用いて調整する機能を有する構成とすることで、クランプレベルのズレを補正し、かつ調整時間の短縮を行うことができる。   In the present embodiment, the clamp level and the internal operation reference voltage are adjusted using a DAC (D / A converter) 203 to correct the clamp level deviation, and Adjustment time can be shortened.

また、クランプゲート信号のアサート期間も任意に制御可能できる構成とすることでシステム立ち上げ時のコンデンサへのクランプレベルの充電時間を短縮することも可能である(図5参照)。   In addition, by setting the assertion period of the clamp gate signal to be arbitrarily controllable, it is possible to shorten the charge time of the clamp level to the capacitor at the time of starting the system (see FIG. 5).

次に、クランプレベルの調整について説明する。
クランプ動作でのズレ分の補正は、クランプゲート信号がネゲートされている期間の基準電圧の設定値を調整し、ズレ分を吸収する基準設定値2を算出しておき、通常の読み取り動作においてはクランプゲート信号がアサートされている時間は基準設定値1による基準電圧1にてコンデンサを充電させクランプ動作を行い、クランプゲートネゲート期間では基準設定値2による基準電圧2に切り替えてアナログ処理回路部分を基準電圧2にて動作させることでクランプ動作で生じるクランプレベルと黒出力レベルのズレを吸収するものである。
Next, clamp level adjustment will be described.
The correction of the deviation in the clamp operation is performed by adjusting the reference voltage setting value during the period when the clamp gate signal is negated and calculating the reference setting value 2 for absorbing the deviation, and in the normal reading operation During the time when the clamp gate signal is asserted, the capacitor is charged with the reference voltage 1 based on the reference setting value 1 to perform the clamping operation. In the clamp gate negation period, the analog processing circuit portion is switched to the reference voltage 2 based on the reference setting value 2. By operating at the reference voltage 2, the difference between the clamp level and the black output level generated by the clamp operation is absorbed.

電源ON時、または省エネ復帰時といったシステムが立ち上がる段階において、まずクランプ回路部分にあるコンデンサへある基準設定値1で設定されたクランプ電位を充電させる。本発明ではAC結合コンデンサに基準電位を充電させる。この時、ランプをOFFとした状態とすることでCCDの有効出力期間においても光シールド部と同じレベルの出力レベルとなり、このときにクランプゲート信号を1ライン期間中に広げることで充電時間を確保し、一定レベルに充電されるまでの時間を短縮することが可能となる。   At the stage of starting up the system such as when the power is turned on or when energy saving is restored, a capacitor in the clamp circuit portion is first charged with a clamp potential set at a reference set value 1. In the present invention, the AC coupling capacitor is charged with the reference potential. At this time, when the lamp is turned off, the output level is the same as that of the light shield part even during the effective output period of the CCD. As a result, it is possible to shorten the time until the battery is charged to a certain level.

基準設定値1としては、調整範囲の中心設定値を設定する。基準設定値1で設定された基準電圧1にコンデンサを充電した後にクランプ動作でのズレ分の補正を吸収するための基準設定値2を求める処理を行う。   As the reference set value 1, the center set value of the adjustment range is set. After charging the capacitor to the reference voltage 1 set with the reference set value 1, processing for obtaining the reference set value 2 for absorbing the correction for the deviation in the clamping operation is performed.

基準設定値2は、黒レベルとして読み取ったデジタルデータと目標黒レベルとの差がある範囲内となるように何回か更新して求める。クランプ信号がネゲートされている期間の電位を基準設定値2を更新しながら設定していくのだが、クランプ信号がネゲート期間中は、図1に示すラインクランプ201、SW203がOFFの状態であり、クランプレベルを保持するための容量を持ったコンデンサがつながっていない状態であるため、基準設定値2の更新処理中にDACによって精製される基準電圧2となるまでの充電時間が無視でき、基準設定値2の更新処理の時間を大幅に短縮することが可能となる。また、通常の読み取り時の切り替え動作においても充電時間を考慮することなく実現が可能となる。   The reference set value 2 is obtained by updating several times so that the difference between the digital data read as the black level and the target black level is within a certain range. The potential of the period during which the clamp signal is negated is set while updating the reference set value 2. However, while the clamp signal is negated, the line clamps 201 and SW 203 shown in FIG. Since the capacitor having a capacity for holding the clamp level is not connected, the charging time until the reference voltage 2 is refined by the DAC during the update process of the reference setting value 2 can be ignored. It is possible to significantly reduce the time for updating the value 2. Further, the switching operation during normal reading can be realized without considering the charging time.

基準設定値2の更新処理の前にまず、クランプゲートのアサート期間は通常の読み取り動作でのアサート期間に戻す(図5を参照)。この状態にてCCD出力の光シールド部の値を黒レベルとして読み取り、読み取った値が目標黒レベルとなるように更新処理を行う   Before the update process of the reference set value 2, first, the assertion period of the clamp gate is returned to the assertion period in the normal reading operation (see FIG. 5). In this state, the value of the light shield part of the CCD output is read as a black level, and update processing is performed so that the read value becomes the target black level.

クランプレベル設定値2[n+1]
=クランプレベル設定値2[n]+α×(黒目標レベル−読み取りレベル)
α:クランプレベル設定値2 更新係数
クランプレベル設定値2[n]:クランプゲートネゲート期間の基準電圧2を生成
するためのD/Aコンバータへの設定値
Clamp level setting value 2 [n + 1]
= Clamp level setting value 2 [n] + α × (black target level−reading level)
α: Clamp level set value 2 Update coefficient Clamp level set value 2 [n]: Generates reference voltage 2 for the clamp gate negate period
Setting value for D / A converter

また、上記に示す式による処理の際の黒レベルは図1に示したASIC内部でのラインメモリに保持してあるデータより算出する。ノイズの影響を軽減するために複数画素の黒レベル読み取りデータとから平均処理を行って黒レベルを算出する。対象画素は1ライン中の光シールド部に相当する画素を数ライン分平均する(図5及び図6の黒レベル取得期間で示した部分)。   Further, the black level at the time of processing by the above formula is calculated from the data held in the line memory in the ASIC shown in FIG. In order to reduce the influence of noise, the black level is calculated by performing averaging processing from the black level read data of a plurality of pixels. For the target pixel, pixels corresponding to the light shield portion in one line are averaged for several lines (the portion indicated by the black level acquisition period in FIGS. 5 and 6).

このようにして算出した基準設定値2を用いて、通常読み取り時にクランプゲート信号のネゲート期間中に設定することでクランプ動作におけるズレ分を補正することが可能となる。
また、本発明では基準設定値2を算出する時間も短縮することを可能としており、より早いシステム立ち上げ時間を実現することが可能となる。
By using the reference set value 2 calculated in this way and setting it during the negation period of the clamp gate signal during normal reading, it is possible to correct the deviation in the clamp operation.
Further, in the present invention, the time for calculating the reference set value 2 can be shortened, and a faster system start-up time can be realized.

さらに、基準電圧設定値2の更新処理をシステム立ち上げ時のみ行うのではなく、通常の読み取り動作時にもCCD光シールド部の黒読み取りレベルをモニタしておき、常時、基準電圧設定値2の更新及びD/Aコンバータへの設定を行うことで、クランプ動作のズレ分の吸収だけでなく温度変動や経時変動なども吸収することが可能となる。
以上の説明から、アナログバッファ11を複雑な構成からなる高速オペアンプなどの回路を用いずに、2段のエミッタフォロア回路にて実現することにより低コストであり、簡単な回路構成で実現することを可能とする。
Furthermore, the updating process of the reference voltage setting value 2 is not performed only at the time of starting the system, but the black reading level of the CCD light shield part is monitored even during normal reading operation, and the reference voltage setting value 2 is constantly updated. In addition, by setting the D / A converter, it is possible to absorb not only the displacement of the clamping operation but also the temperature variation and the temporal variation.
From the above description, the analog buffer 11 is realized by a two-stage emitter follower circuit without using a circuit such as a high-speed operational amplifier having a complicated configuration, so that it can be realized at a low cost and with a simple circuit configuration. Make it possible.

また、アナログバッファ11の出力を制御する手段を外部に専用の制御ICを用意することなく、トランジスタと2つの抵抗から実現することにより低コストであり、簡単な回路構成で実現することが可能となる。   Further, by realizing the means for controlling the output of the analog buffer 11 from a transistor and two resistors without preparing a dedicated control IC outside, it can be realized at a low cost and with a simple circuit configuration. Become.

また、アナログバッファ11の出力を制御する信号を外部に専用の制御ICを追加することなく、アナログバッファ11の駆動電源を分圧して供給することで、低コストであり、簡単な回路構成で実現することを可能とする。   In addition, the signal for controlling the output of the analog buffer 11 is divided and supplied to the drive power of the analog buffer 11 without adding a dedicated control IC to the outside, so that the low cost and simple circuit configuration can be realized. It is possible to do.

さらに、より複雑な電源の対置上がりシーケンスを備えるシステムにおいて、アナログバッファ11の出力を制御する信号をタイミング制御信号生成部305から供給し、任意のタイミングでアナログバッファ11からの出力のON/OFFを制御することによりアナログ処理ASIC200の回路動作が不安定な状態の時にアナログ処理ASICへ過大電圧が入力されることを回避することができる。   Further, in a system having a more complicated power-up sequence, a signal for controlling the output of the analog buffer 11 is supplied from the timing control signal generator 305, and the output from the analog buffer 11 is turned ON / OFF at an arbitrary timing. By controlling, it is possible to avoid an excessive voltage being input to the analog processing ASIC when the circuit operation of the analog processing ASIC 200 is unstable.

本実施形態における画像読取装置の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment. 図1に示すエミッタフォロアの構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure of the emitter follower shown in FIG. 図2に示すエミッタフォロアの動作状態を示すグラフである。It is a graph which shows the operation state of the emitter follower shown in FIG. 任意のタイミングでエミッタフォロアからの出力を制御可能とする構成を示した画像読取装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the image reading apparatus which showed the structure which can control the output from an emitter follower at arbitrary timings. 本実施形態におけるクランプ動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the clamp operation | movement in this embodiment. 本実施形態におけるクランプ動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the clamp operation | movement in this embodiment. 従来の画像読取装置の構成を示したブロック図である。It is a block diagram showing a configuration of a conventional image reading apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 CCD
101 エミッタフォロア
102 AC結合部
103 エミッタフォロアON/OFF SW
200 アナログ処理ASIC
201 ラインクランプ
202 S&H(サンプルホールド回路)
203 SW
204 可変ゲインアンプ
205 基準電位生成部
206 A/Dコンバータ
207 VRT
208 VRB
300 タイミング制御・画像処理ASIC
301 画像処理部
302 ゲイン設定値
303 DAC
304 クランプ・S&H制御部
305 駆動信号生成部
400 CCD駆動信号ドライブ
100 CCD
101 Emitter follower 102 AC coupling unit 103 Emitter follower ON / OFF SW
200 Analog processing ASIC
201 Line clamp 202 S & H (sample hold circuit)
203 SW
204 Variable gain amplifier 205 Reference potential generator 206 A / D converter 207 VRT
208 VRB
300 Timing Control / Image Processing ASIC
301 Image Processing Unit 302 Gain Setting Value 303 DAC
304 Clamp / S & H Control Unit 305 Drive Signal Generation Unit 400 CCD Drive Signal Drive

Claims (6)

光電変換により原稿画像の反射光をアナログ電子信号に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子から出力されるアナログ電気信号をバッファするアナログバッファ手段と、
アナログ電気信号に対し、ラインクランプ動作を行うアナログクランプ手段と、
前記アナログクランプ手段からのアナログ電気信号をサンプルホールド動作させるサンプルホールド手段と、
前記サンプルホールド手段からの前記アナログ電気信号のゲインを調整するゲイン調整手段とを有するアナログ信号処理部を備えた画像読取装置において、
前記アナログ信号処理部からの出力を基準電圧に基づきデジタル信号に変換を行うA/D変換手段と、
前記A/D変換手段からのデジタル信号出力を複数ライン分保持可能なデータ保持手段と、
前記データ保持手段にて保持されているデジタルデータを用いてデジタル信号処理を行うデジタル信号処理手段と、
前記アナログバッファ手段からの出力をON/OFFする切換手段を有することを特徴とする画像読取装置。
A photoelectric conversion element that converts reflected light of a document image into an analog electronic signal by photoelectric conversion;
Analog buffer means for buffering an analog electrical signal output from the photoelectric conversion element;
Analog clamp means for performing line clamp operation on analog electrical signals;
Sample hold means for performing a sample hold operation on the analog electrical signal from the analog clamp means;
In an image reading apparatus comprising an analog signal processing unit having a gain adjusting means for adjusting a gain of the analog electric signal from the sample hold means,
A / D conversion means for converting the output from the analog signal processing unit into a digital signal based on a reference voltage;
Data holding means capable of holding a digital signal output from the A / D conversion means for a plurality of lines;
Digital signal processing means for performing digital signal processing using digital data held in the data holding means;
An image reading apparatus comprising switching means for turning ON / OFF the output from the analog buffer means.
前記アナログバッファ手段は、エミッタフォロア回路から構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。   2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the analog buffer means is composed of an emitter follower circuit. 前記切換手段へ供給される切り換えを制御する制御信号を生成する制御信号生成手段を備え、
前記制御信号生成手段は、制御信号を任意の電源を分圧して前記切換手段へ供給することを特徴とする請求項1または2記載の画像読取装置。
Control signal generating means for generating a control signal for controlling the switching supplied to the switching means,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the control signal generation unit divides an arbitrary power source and supplies the control signal to the switching unit.
前記デジタルデータから前記アナログ信号処理部へ供給される基準電圧を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記デジタルデータから算出した黒レベルデータと予め設定された目標黒レベルデータとの差を算出し、差が一定の範囲内になるように前記黒レベルデータを調整することで基準電圧を生成することを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
Generating means for generating a reference voltage supplied from the digital data to the analog signal processing unit;
The generating means calculates a difference between black level data calculated from the digital data and preset target black level data, and adjusts the black level data so that the difference falls within a certain range. The image reading apparatus according to claim 1, wherein a voltage is generated.
前記切換手段は、前記画像読取装置の電源投入時や省エネ復帰時に前記アナログ処理部へ供給されるクランプ信号がONの状態時における第1の基準電圧を前記クランプ信号がOFFの状態時における第2の基準電圧へ切り換えることを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。   The switching means uses a first reference voltage when the clamp signal supplied to the analog processing unit is ON when the image reading apparatus is turned on or when energy saving is restored, and a second reference voltage when the clamp signal is OFF. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the image reading apparatus is switched to the reference voltage. 前記切換手段は、前記クランプ信号のクランプ期間を任意に広げるクランプ期間制御手段を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像読取装置。   The image reading apparatus according to claim 1, wherein the switching unit includes a clamp period control unit that arbitrarily extends a clamp period of the clamp signal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300558A (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Canon Inc Imaging apparatus and imaging method
JP2008022248A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Ricoh Co Ltd Variable clamp control circuit, analog image processing circuit, image processing circuit, image reader and image forming apparatus
JP2009094675A (en) * 2007-10-05 2009-04-30 Sony Corp Imaging apparatus, image signal processing circuit, image signal processing method, and computer program
US7764405B2 (en) * 2006-04-17 2010-07-27 Ricoh Company, Ltd. Image processing device, image scanning device, and image forming apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0282881A (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Toshiba Corp Image sensor
JPH0416087A (en) * 1990-05-10 1992-01-21 Canon Inc Picture reader
JPH04177984A (en) * 1990-11-13 1992-06-25 Canon Inc Photoelectric converter and multi-tip sensor using the converter
JPH04192878A (en) * 1990-11-27 1992-07-13 Canon Inc Image reader
JPH05275671A (en) * 1992-03-30 1993-10-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Phototransistor and image sensor provided therewith
JP2004023349A (en) * 2002-06-14 2004-01-22 Ricoh Co Ltd Image reader and image processing apparatus equipped therewith

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0282881A (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Toshiba Corp Image sensor
JPH0416087A (en) * 1990-05-10 1992-01-21 Canon Inc Picture reader
JPH04177984A (en) * 1990-11-13 1992-06-25 Canon Inc Photoelectric converter and multi-tip sensor using the converter
JPH04192878A (en) * 1990-11-27 1992-07-13 Canon Inc Image reader
JPH05275671A (en) * 1992-03-30 1993-10-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Phototransistor and image sensor provided therewith
JP2004023349A (en) * 2002-06-14 2004-01-22 Ricoh Co Ltd Image reader and image processing apparatus equipped therewith

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7764405B2 (en) * 2006-04-17 2010-07-27 Ricoh Company, Ltd. Image processing device, image scanning device, and image forming apparatus
JP2007300558A (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Canon Inc Imaging apparatus and imaging method
JP2008022248A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Ricoh Co Ltd Variable clamp control circuit, analog image processing circuit, image processing circuit, image reader and image forming apparatus
JP4583346B2 (en) * 2006-07-12 2010-11-17 株式会社リコー Variable clamp control circuit, analog image processing circuit, image processing circuit, image reading apparatus, and image forming apparatus
JP2009094675A (en) * 2007-10-05 2009-04-30 Sony Corp Imaging apparatus, image signal processing circuit, image signal processing method, and computer program

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