JP2006319607A - Image reading apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a color reading speed without causing reduction in image quality. <P>SOLUTION: A clock generator 36 generates clocks inputted to a multiplexer 23 and an A-D conversion circuit 22 on the basis of a drive clock from a read controller, so that output patterns of a plurality of colors per reading pixel of the conversion circuit 22 differ in adjoining pixels, and that the output patterns become periodic at each pixel. An image processor interpolates a color not included in the reading pixel but associated with the reading pixel on the basis of the adjacent reading pixels of the same color as the color. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、スキャナ装置やデジタル複写機,ファクシミリ装置,デジタル複合機(MFP)のスキャナ部等のイメージセンサを用いて原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。   The present invention relates to an image reading apparatus that reads an image of a document using an image sensor such as a scanner unit, a digital copying machine, a facsimile machine, or a scanner unit of a digital multifunction peripheral (MFP).

上記のような画像読取装置として、原稿の画像面を照明し、その画像面からの反射光像を受光して複数色のアナログ信号(受光信号)に変換する複数のカラーラインセンサを持つイメージセンサと、その各カラーラインセンサからそれぞれ出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器(A/D変換回路)とを備えたものが製品化されている(例えば特許文献1〜3)。
特開2003−189068号公報 特開2002−199232号公報 特開2004−040146号公報
As an image reading apparatus as described above, an image sensor having a plurality of color line sensors that illuminate an image surface of a document, receive a reflected light image from the image surface, and convert it into a plurality of color analog signals (light reception signals). And an A / D converter (A / D conversion circuit) that converts an analog signal output from each color line sensor into a digital signal has been commercialized (for example, Patent Documents 1 to 3). ).
JP 2003-189068 A JP 2002-199232 A JP 2004-040146 A

このような従来の画像読取装置について、図15〜17を参照して具体的に説明する。
図15は、従来の画像読取装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
CCD10は、読取画像の赤,緑,青の各色にそれぞれ対応する各アナログ信号(受光信号)を出力する複数のカラーラインセンサを持つイメージセンサである。
アナログフロントエンド(以下「AFE」と略称する)20は、CCD10から出力される各アナログ信号の利得およびオフセット調整、また各アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換の機能などを備えるICである。
Such a conventional image reading apparatus will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of a conventional image reading apparatus.
The CCD 10 is an image sensor having a plurality of color line sensors that output analog signals (light reception signals) respectively corresponding to red, green, and blue colors of a read image.
An analog front end (hereinafter abbreviated as “AFE”) 20 is an IC having a gain and offset adjustment of each analog signal output from the CCD 10 and an A / D conversion function for converting each analog signal into a digital signal. is there.

画像処理部30は、AFE20から出力される各デジタル信号に対して各種画像処理(シェーディング補正,γ補正,フィルタ処理など)を行う。
読取制御部40は、CCD10およびAFE20の制御を行う。この読取制御部40は、CCD10およびAFE20を駆動するためのクロック(駆動クロック)を生成するクロック生成器を備えている。
The image processing unit 30 performs various image processing (shading correction, γ correction, filter processing, etc.) on each digital signal output from the AFE 20.
The reading control unit 40 controls the CCD 10 and the AFE 20. The reading control unit 40 includes a clock generator that generates a clock (drive clock) for driving the CCD 10 and the AFE 20.

図16は、図15のAFE20の構成例を示すブロック図である。
この例では、CCD10から出力される赤(R),緑(G),青(B)の各色にそれぞれ対応する各アナログ信号に対し、別々のAFE20(20a,20b,20c)を持ち、それぞれアナログ処理回路21(21a,21b,21c)およびA/D変換回路(ADC)22(22a,22b,22c)を備えている。
このようなAFE20の構成では、高速な画像処理が可能であり、業務用のカラー複写機にてよく使用される。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of the AFE 20 in FIG.
In this example, each analog signal corresponding to each color of red (R), green (G), and blue (B) output from the CCD 10 has a separate AFE 20 (20a, 20b, 20c), and each analog signal is analog. A processing circuit 21 (21a, 21b, 21c) and an A / D conversion circuit (ADC) 22 (22a, 22b, 22c) are provided.
Such a configuration of the AFE 20 enables high-speed image processing and is often used in a business color copying machine.

図17は、図15のAFE20の他の構成例を示すブロック図であり、図16と対応する部分には同一符号を付している。
この例では、CCD10から出力される赤,緑,青の各色にそれぞれ対応する各アナログ信号に対し、1つのAFE20が使用される。
各アナログ処理回路21(21a,21b,21c)からそれぞれ出力される各アナログ信号は、マルチプレクサ23により順次1つのA/D変換回路22に転送され、そこでデジタル信号に変換される。
このようなAFE20の構成は、回路規模が小さくなるため、安価なカラー画像読取装置にてよく使用される。
FIG. 17 is a block diagram showing another configuration example of the AFE 20 in FIG. 15, and parts corresponding to those in FIG.
In this example, one AFE 20 is used for each analog signal corresponding to each of red, green, and blue colors output from the CCD 10.
Each analog signal output from each analog processing circuit 21 (21a, 21b, 21c) is sequentially transferred to one A / D conversion circuit 22 by a multiplexer 23, where it is converted into a digital signal.
Such a configuration of the AFE 20 is often used in an inexpensive color image reading apparatus because the circuit scale is small.

図17の構成では、CCD10の駆動クロックに対し、A/D変換回路22に高いサンプリングレートが要求される。例えば、CCD10を6MHzで駆動する場合、図16の構成では、A/D変換回路22に要求されるサンプリングレートは6MSPS(Mega Sample Per Second)であるが、図17の構成では、A/D変換回路22に要求されるサンプリングレートは18MSPSとなる。   In the configuration of FIG. 17, a high sampling rate is required for the A / D conversion circuit 22 with respect to the drive clock of the CCD 10. For example, when the CCD 10 is driven at 6 MHz, the sampling rate required for the A / D conversion circuit 22 is 6 MSPS (Mega Sample Per Second) in the configuration of FIG. 16, but in the configuration of FIG. 17, A / D conversion is performed. The sampling rate required for the circuit 22 is 18 MSPS.

そこで、図17のA/D変換回路22として、高速なA/D変換回路を使用することも考えられるが、AFE20のコストアップにつながる。このため、低速なA/D変換回路を使用し、カラー読取速度を低くするケースがよく見られる。例えば、図17の構成にて、A/D変換回路22の最大サンプリングレートが6MSPSの場合、カラー読み取りではCCD10の駆動周波数を2MHzに設定し、赤,緑,青のそれぞれのアナログ信号をA/D変換回路22にてデジタル信号に変換する。また、モノクロ読み取りでは、CCD10の駆動周波数を6MHzに設定し、緑のアナログ信号のみをA/D変換回路22にてデジタル信号に変換する。よって、カラー読取速度が、モノクロ読取速度に対して遅くなるという問題がある。   Therefore, it is conceivable to use a high-speed A / D conversion circuit as the A / D conversion circuit 22 in FIG. 17, but this leads to an increase in the cost of the AFE 20. For this reason, a case where a low-speed A / D conversion circuit is used and the color reading speed is lowered is often seen. For example, in the configuration of FIG. 17, when the maximum sampling rate of the A / D conversion circuit 22 is 6 MSPS, in color reading, the driving frequency of the CCD 10 is set to 2 MHz, and red, green, and blue analog signals are converted to A / D. The digital signal is converted by the D conversion circuit 22. In monochrome reading, the driving frequency of the CCD 10 is set to 6 MHz, and only the green analog signal is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 22. Therefore, there is a problem that the color reading speed becomes slower than the monochrome reading speed.

この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、CCD(複数のカラーラインセンサを持つイメージセンサ)から出力される各アナログ信号をマルチプレクサにより順次A/D変換器に転送する構成の画像読取装置において、画質を低下させることなく、カラー読取速度を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is an image having a configuration in which analog signals output from a CCD (image sensor having a plurality of color line sensors) are sequentially transferred to an A / D converter by a multiplexer. An object of the reading apparatus is to improve the color reading speed without degrading the image quality.

この発明は、複数のカラーラインセンサを備えるイメージセンサと、その各カラーラインセンサからそれぞれ出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、上記各カラーラインセンサからそれぞれ出力されるアナログ信号を順次上記A/D変換器に転送するマルチプレクサと、上記イメージセンサ,上記A/D変換器,および上記マルチプレクサを駆動するためのクロックを生成するクロック生成器とを有する画像読取装置であって、上記の目的を達成するため、次のようにしたことを特徴とする。   The present invention provides an image sensor including a plurality of color line sensors, an A / D converter that converts an analog signal output from each color line sensor into a digital signal, and each color line sensor. An image reading apparatus comprising: a multiplexer that sequentially transfers analog signals to the A / D converter; and a clock generator that generates a clock for driving the image sensor, the A / D converter, and the multiplexer. In order to achieve the above object, the present invention is characterized by the following.

請求項1の発明による画像読取装置は、上記A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンが隣接画素で異なり、且つ該出力パターンが各画素にて周期的となるように、上記クロックに基づいて上記マルチプレクサおよび上記A/D変換器へ入力するクロックを生成するクロック生成手段と、上記読取画素に含まれない色の読取画素にかかる当該色を、近接する当該色と同一色の読取画素により補間するカラー画素補間手段とを設けたものである。   In the image reading apparatus according to the first aspect of the present invention, the output patterns of a plurality of colors per reading pixel of the A / D converter are different in adjacent pixels, and the output pattern is periodic in each pixel. A clock generation unit configured to generate a clock to be input to the multiplexer and the A / D converter based on a clock; and the color applied to a read pixel of a color not included in the read pixel is the same color as the adjacent color. Color pixel interpolation means for interpolating with read pixels is provided.

請求項2の発明による画像読取装置は、請求項1の画像読取装置において、上記イメージセンサに、赤色,緑色,青色のアナログ信号をそれぞれ出力する3本のラインセンサを備えたものである。
請求項3の発明による画像読取装置は、請求項1又は2の画像読取装置において、上記A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンを、赤色,緑色,青色のうち、2色の組み合わせとしたものである。
An image reading apparatus according to a second aspect of the present invention is the image reading apparatus according to the first aspect, wherein the image sensor includes three line sensors for outputting red, green, and blue analog signals, respectively.
An image reading apparatus according to a third aspect of the present invention is the image reading apparatus according to the first or second aspect, wherein output patterns of a plurality of colors per read pixel of the A / D converter are two colors among red, green, and blue. It is a combination of.

請求項4の発明による画像読取装置は、請求項1〜3のいずれかの画像読取装置において、モノクロ読取モード又はカラー読取モードを選択する読取モード選択手段と、該読取モード選択手段によってモノクロ読取モードが選択された場合に、上記A/D変換器からの各色の出力のうち、読取画素あたりで1色の出力のみを選択する出力選択手段とを設けたものである。
請求項5の発明による画像読取装置は、請求項1〜4のいずれかの画像読取装置において、出力画像の解像度に応じて、上記イメージセンサを駆動するためのクロックを変更するクロック変更手段を設けたものである。
An image reading apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the image reading apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the monochrome reading mode is selected by the reading mode selecting means for selecting the monochrome reading mode or the color reading mode, and the reading mode selecting means. Output selecting means for selecting only one color output per read pixel from among the respective color outputs from the A / D converter.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image reading apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising clock changing means for changing a clock for driving the image sensor in accordance with the resolution of the output image. It is a thing.

この発明の画像読取装置によれば、A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンが隣接画素で異なり、且つ該出力パターンが各画素にて周期的となるように、クロック生成手段がマルチプレクサおよびA/D変換器へ入力するクロックを生成し、上記読取画素に含まれない色の読取画素にかかる当該色を、カラー画素補間手段が近接する当該色と同一色の読取画素により補間するので、画質を低下させることなく、カラー読取速度を向上させることができる。   According to the image reading apparatus of the present invention, the clock generation means so that the output patterns of a plurality of colors per reading pixel of the A / D converter are different in adjacent pixels and the output pattern is periodic in each pixel. Generates a clock to be input to the multiplexer and the A / D converter, and the color applied to the read pixel of the color not included in the read pixel is interpolated by the read pixel of the same color as the color adjacent to the color pixel interpolation unit Therefore, the color reading speed can be improved without degrading the image quality.

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、この発明を実施する画像読取装置(読取部)を備えたファクシミリ装置の構成例を示すブロック図である。
このファクシミリ装置は、装置全体の制御を行う制御部101やメモリ102、原稿の画像を読み取って画像データに変換する読取部103、コピー時の出力画像やファクシミリ送信時の送信画像又はファクシミリ受信時の受信画像を印刷出力する書込部(印刷部)104、キースイッチや表示部などを持つ操作部105、通信制御を行う通信部106、ファクシミリでの送受信画像データの圧縮伸長機能を持つ符号化部107などによって構成されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a facsimile machine provided with an image reading device (reading unit) for carrying out the present invention.
The facsimile apparatus includes a control unit 101 that controls the entire apparatus, a memory 102, a reading unit 103 that reads an image of a document and converts it into image data, an output image at the time of copying, a transmission image at the time of facsimile transmission, or a facsimile reception time. A writing unit (printing unit) 104 that prints out a received image, an operation unit 105 having a key switch and a display unit, a communication unit 106 that performs communication control, and an encoding unit that has a function of compressing / decompressing transmission / reception image data in a facsimile 107 or the like.

図2は、図1の読取部103の光学系の構成例を示す図であり、図15および図17と対応する部分には同一符号を付している。
この読取部103は、イメージスキャナであり、スキャナハウジング110と原稿Pを載置するコンタクトガラス111と光学走査系とによって構成されており、光学走査系には、光源(露光ランプ)112、第1ミラー113、第2ミラー114、第3ミラー115、レンズ116、およびCCD10等によって構成されている。光源112と第1ミラー113は第1キャリッジ117上に固定され、第2ミラー114と第3ミラー115は第2キャリッジ118上に固定されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the optical system of the reading unit 103 in FIG. 1, and portions corresponding to those in FIGS. 15 and 17 are denoted by the same reference numerals.
The reading unit 103 is an image scanner, and includes a scanner housing 110, a contact glass 111 on which a document P is placed, and an optical scanning system. The optical scanning system includes a light source (exposure lamp) 112, a first light source. The mirror 113, the second mirror 114, the third mirror 115, the lens 116, the CCD 10, and the like are included. The light source 112 and the first mirror 113 are fixed on the first carriage 117, and the second mirror 114 and the third mirror 115 are fixed on the second carriage 118.

原稿Pの画像面(下面)を読み取るときには、第1キャリッジ117および第2キャリッジ118を原稿Pに対して平行に移動させるが、その際に、原稿Pの読取面とCCD10との距離つまり光路長が一定に保たれるように、第1キャリッジ117と第2キャリッジ118とが2対1の相対速度で機械的に移動(走査)される。
この光学走査系は、スキャナモータ119によって駆動される。コンタクトガラス111上にセットされた原稿Pの画像は、CCD10によって読み取られ、電気信号であるアナログ信号に変換されて処理される。
When reading the image surface (lower surface) of the document P, the first carriage 117 and the second carriage 118 are moved in parallel to the document P. At this time, the distance between the reading surface of the document P and the CCD 10, that is, the optical path length. So that the first carriage 117 and the second carriage 118 are mechanically moved (scanned) at a relative speed of 2: 1.
This optical scanning system is driven by a scanner motor 119. An image of the original P set on the contact glass 111 is read by the CCD 10 and converted into an analog signal which is an electric signal and processed.

すなわち、光学走査系の光源112によって原稿Pの画像面を照明し、その画像面からの反射光像を第1ミラー113,第2ミラー114,第3ミラー115,およびレンズ116を介してCCD10の受光面に結像させ、そのCCD10によってアナログ信号に変換する。
基準白板120は、シェーディング補正データを取り込む際に使用される。
That is, the image surface of the original P is illuminated by the light source 112 of the optical scanning system, and the reflected light image from the image surface is transmitted through the first mirror 113, the second mirror 114, the third mirror 115, and the lens 116 to the CCD 10. An image is formed on the light receiving surface and converted into an analog signal by the CCD 10.
The reference white plate 120 is used when capturing shading correction data.

図3は、図1の読取部103の制御系の構成例を示すブロック図であり、図15と対応する部分には同一符号を付している。
CCD10,AFE20,および画像処理部30の機能概要については、図15によって既に述べているため省略する。
読取制御部40は、CCD10,AFE20,光源112,およびスキャナモータ119の制御を行う。この読取制御部40は、CCD10,AFE20,およびスキャナモータ119を駆動するためのクロック(駆動クロック)を生成するクロック生成器を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a control system of the reading unit 103 in FIG. 1, and parts corresponding to those in FIG.
The functional outline of the CCD 10, the AFE 20, and the image processing unit 30 has already been described with reference to FIG.
The reading control unit 40 controls the CCD 10, the AFE 20, the light source 112, and the scanner motor 119. The reading control unit 40 includes a clock generator that generates a clock (drive clock) for driving the CCD 10, the AFE 20, and the scanner motor 119.

図4は、図3のAFE20の構成例を示すブロック図であり、図17と対応する部分には同一符号を付している。
このAFE20は、相関二重サンプリング回路(以下「CDS」と略称する)31(31a,31b,31c)、オフセット調整回路32(32a,32b,32c)、プログラマブルゲインアンプ(以下「PGA」と略称する)33(33a,33b,33c)、マルチプレクサ(MUX)23、A/D変換回路(ADC)22、外部インタフェース(I/F)34、AFE制御部35、およびクロック生成部36(クロック生成手段)を備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the AFE 20 in FIG. 3, and parts corresponding to those in FIG.
The AFE 20 is a correlated double sampling circuit (hereinafter abbreviated as “CDS”) 31 (31a, 31b, 31c), an offset adjustment circuit 32 (32a, 32b, 32c), and a programmable gain amplifier (hereinafter abbreviated as “PGA”). ) 33 (33a, 33b, 33c), multiplexer (MUX) 23, A / D converter circuit (ADC) 22, external interface (I / F) 34, AFE controller 35, and clock generator 36 (clock generator) It has.

クロック生成部36は、A/D変換器22の読取画素あたりの複数色の出力パターンが隣接画素で異なり、且つその出力パターンが各画素にて周期的となるように、読取制御部40からの駆動クロックに基づいてCDS31,マルチプレクサ23,およびA/D変換器22へ入力するクロックを生成するクロック生成手段である。
なお、CDS31,オフセット調整回路32,PGA33,外部インタフェース34,AFE制御部35は周知のものであり、この発明に直接関係しないので、ここではそれらの説明を省略する。
The clock generation unit 36 outputs from the reading control unit 40 so that the output patterns of a plurality of colors per reading pixel of the A / D converter 22 are different in adjacent pixels and the output pattern is periodic in each pixel. This is clock generation means for generating a clock to be input to the CDS 31, the multiplexer 23, and the A / D converter 22 based on the drive clock.
Note that the CDS 31, the offset adjustment circuit 32, the PGA 33, the external interface 34, and the AFE control unit 35 are well-known and are not directly related to the present invention.

このように構成された読取部103では、CCD10およびAFE20の駆動モードとして、モノクロ読取モード(モノクロモード)と、3つのカラー読取モード、つまりー高解像度カラーモード,高速・高解像度カラーモード,高速・低解像度カラーモードを持ち、出力する画像(出力画像)のモードに応じて、いずれかの駆動モードを選択することができる。その機能(読取モード選択手段)は、読取制御部40が備えている。読取制御部40はまた、出力画像の解像度に応じて、CCD10を駆動するためのクロックを変更する機能(クロック変更手段)も備えている。   In the reading unit 103 configured as described above, as a driving mode of the CCD 10 and the AFE 20, a monochrome reading mode (monochrome mode) and three color reading modes, that is, a high resolution color mode, a high speed / high resolution color mode, a high speed / It has a low-resolution color mode, and one of the drive modes can be selected according to the mode of the output image (output image). The function (reading mode selection means) is provided in the reading control unit 40. The reading control unit 40 also has a function (clock changing means) for changing the clock for driving the CCD 10 in accordance with the resolution of the output image.

以下、モノクロモード,高解像度カラーモード,高速・高解像度カラーモード,高速・低解像度カラーモード時のCCD10およびAFE20の動作について説明する。
図5は、モノクロモード時のCCD10の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図5において、φ1,φ2は転送クロック、φRSはリセットパルス、φCPはクランプパルス、R,G,BはCCD10から出力される赤色,緑色,青色のアナログ信号である。
CCD10は、周期T(=周波数1/T)のクロックにて駆動される。
Hereinafter, the operations of the CCD 10 and the AFE 20 in the monochrome mode, the high resolution color mode, the high speed / high resolution color mode, and the high speed / low resolution color mode will be described.
FIG. 5 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD 10 in the monochrome mode.
In FIG. 5, φ 1 and φ 2 are transfer clocks, φ RS is a reset pulse, φ CP is a clamp pulse, and R, G, and B are red, green, and blue analog signals output from the CCD 10.
The CCD 10 is driven by a clock having a cycle T (= frequency 1 / T).

図6は、モノクロモード時のAFE20の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図6において、ADCLKはA/D変換回路22を駆動するためのクロック、CLPはCDS31のクランプ信号、S/HはCDS31を駆動するサンプルホールド信号、R,G,BはCCD10から出力される赤色,緑色,青色のアナログ信号、DはAFE20から出力されるデジタル信号である。
モノクロモード時の読み取り(モノクロ読み取り)では、赤,青のアナログ信号は不要であるため、緑のアナログ信号のみが読取制御部40によって選択され、A/D変換される(デジタル信号に変換される)。よって、読取制御部40が出力選択手段としての機能を果たす。
A/D変換回路22のサンプリングレートは1/Tである。
FIG. 6 is a timing chart showing an example of input / output signals of the AFE 20 in the monochrome mode.
In FIG. 6, ADCLK is a clock for driving the A / D conversion circuit 22, CLP is a clamp signal for the CDS 31, S / H is a sample hold signal for driving the CDS 31, and R, G and B are red colors output from the CCD 10. , Green and blue analog signals, D is a digital signal output from the AFE 20.
In reading in the monochrome mode (monochrome reading), red and blue analog signals are unnecessary, so only the green analog signal is selected by the reading control unit 40 and A / D converted (converted into a digital signal). ). Therefore, the reading control unit 40 functions as an output selection unit.
The sampling rate of the A / D conversion circuit 22 is 1 / T.

図7は、高解像度カラーモード時のCCD10の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図7における信号名は図5と同じである。
CCD10は、周期3Tのクロックで駆動される。つまり、CCD10を駆動するためのクロックの周波数はモノクロモード時の1/3となり、1ライン分の画像データの蓄積時間はモノクロモード時の3倍となる。
FIG. 7 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD 10 in the high resolution color mode.
The signal names in FIG. 7 are the same as those in FIG.
The CCD 10 is driven with a clock having a period of 3T. That is, the frequency of the clock for driving the CCD 10 is 1/3 that in the monochrome mode, and the accumulation time of image data for one line is three times that in the monochrome mode.

図8は、高解像度カラーモード時のAFE20の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図8における信号名は図6と同じである。
高解像度カラーモード時の読み取り(高解像度のカラー読み取り)では、1画素につき赤,緑,青の3色のアナログ信号をA/D変換する。このため、A/D変換回路22のサンプリングレートはモノクロモード時と同じであるが、1画素あたりのサンプリングレートはモノクロモード時の1/3となる。つまり、1ライン分の画像データの読取時間はモノクロモード時の3倍となる。
FIG. 8 is a timing chart showing an example of input / output signals of the AFE 20 in the high resolution color mode.
The signal names in FIG. 8 are the same as those in FIG.
In reading in the high resolution color mode (high resolution color reading), analog signals of three colors of red, green, and blue are A / D converted per pixel. For this reason, the sampling rate of the A / D conversion circuit 22 is the same as that in the monochrome mode, but the sampling rate per pixel is 1/3 that in the monochrome mode. That is, the reading time of image data for one line is three times that in the monochrome mode.

図9は、高速・高解像度カラーモード時のCCD10の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図9における信号名は図5と同じである。
CCD10は周期2Tのクロックで駆動される。つまり、CCD10を駆動するためのクロックの周波数はモノクロモード時の1/2となり、1ライン分の画像データの蓄積時間はモノクロモード時の2倍となる。
FIG. 9 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD 10 in the high speed / high resolution color mode.
The signal names in FIG. 9 are the same as those in FIG.
The CCD 10 is driven with a clock having a period of 2T. That is, the frequency of the clock for driving the CCD 10 is ½ that in the monochrome mode, and the storage time of image data for one line is twice that in the monochrome mode.

図10は、高速・高解像度カラーモード時のAFE20の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図10における信号名は図6と同じである。
高速・高解像度カラーモード時の読み取り(高速・高解像度カラー読み取り)では、1画素につき緑,赤の2色または緑,青の2色のアナログ信号をA/D変換する。また、奇数画素と偶数画素で、色の組み合わせを入れ替える。このため、A/D変換回路22のサンプリングレートはモノクロモード時と同じであるが、1画素あたりのサンプリングレートはモノクロモード時の1/2となる。つまり、1ライン分の画像データの読取時間はモノクロモード時の2倍となり、高解像度カラーモード時よりも高速に読み取り可能である。
FIG. 10 is a timing chart showing an example of input / output signals of the AFE 20 in the high speed / high resolution color mode.
The signal names in FIG. 10 are the same as those in FIG.
In reading in the high-speed / high-resolution color mode (high-speed / high-resolution color reading), analog signals of two colors of green and red or two colors of green and blue are A / D converted per pixel. In addition, the color combinations are switched between the odd and even pixels. For this reason, the sampling rate of the A / D conversion circuit 22 is the same as that in the monochrome mode, but the sampling rate per pixel is ½ that in the monochrome mode. That is, the reading time of image data for one line is twice as long as that in the monochrome mode and can be read at a higher speed than in the high resolution color mode.

図11は、高速・高解像度カラーモード時のAFE20の各出力パターンを読取位置に対応させたものである。
赤,青の出力画素数がそれぞれ緑の半分となる。このため、赤,青の不足する画素データについては、周辺の画像データからの補間計算値にて代用する(図12)。補間計算方法としては、前後1画素ずつを参照するバイリニア法、前後2画素ずつを参照するバイキュービック法などがあるが、この発明における補間方法としてはバイキュービック法が適している。補間計算は、画像処理部30にて行う。よって、画像処理部30がカラー画素補間手段としての機能を果たす。
FIG. 11 shows each output pattern of the AFE 20 in the high speed / high resolution color mode corresponding to the reading position.
The number of red and blue output pixels is half that of green. For this reason, for the pixel data for which red and blue are insufficient, an interpolation calculation value from surrounding image data is substituted (FIG. 12). As an interpolation calculation method, there are a bilinear method in which one pixel is referred to before and after, a bicubic method in which two pixels are referred to before and after, and the bicubic method is suitable as an interpolation method in the present invention. Interpolation calculation is performed by the image processing unit 30. Therefore, the image processing unit 30 functions as a color pixel interpolation unit.

図13は、高速・低解像度カラーモード時のCCD10の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図13における信号名は図5と同じである。
CCD10を駆動するためのクロックのうち、φ1とφ2は周期T、φRSとφCPは2Tである。この場合、CCD10の出力は1画素おきとなり、1ライン分の画像データの蓄積時間はモノクロモード時と同じとなる。
FIG. 13 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD 10 in the high speed / low resolution color mode.
The signal names in FIG. 13 are the same as those in FIG.
Of the clocks for driving the CCD 10, φ1 and φ2 are periods T, and φRS and φCP are 2T. In this case, the output of the CCD 10 is every other pixel, and the accumulation time of image data for one line is the same as in the monochrome mode.

図14は、高速・低解像度カラーモード時のAFE20の入出力信号の一例を示すタイミングチャートである。
図14における信号名は図6と同じである。
高速・低解像度カラーモード時の読み取り(高速・低解像度カラー読み取り)では、1画素につき緑,赤の2色または緑,青の2色のアナログ信号をA/D変換する。また、奇数画素と偶数画素で、色の組み合わせを入れ替える。このため、A/D変換回路22のサンプリングレートはモノクロモード時と同じであるが、1画素あたりのサンプリングレートはモノクロモード時の1/2となる。但し、1ラインあたりのCCD10の出力画素数は、高速・高解像度カラーモード時の1/2である。
FIG. 14 is a timing chart showing an example of input / output signals of the AFE 20 in the high speed / low resolution color mode.
The signal names in FIG. 14 are the same as those in FIG.
In reading in the high-speed / low-resolution color mode (high-speed / low-resolution color reading), analog signals of two colors of green and red or two colors of green and blue are A / D converted per pixel. In addition, the color combinations are switched between the odd and even pixels. For this reason, the sampling rate of the A / D conversion circuit 22 is the same as that in the monochrome mode, but the sampling rate per pixel is ½ that in the monochrome mode. However, the number of output pixels of the CCD 10 per line is ½ that in the high-speed / high-resolution color mode.

したがって、1ライン分の画像データの読取時間はモノクロモード時と同じとなり、高速・高解像度カラーモード時よりも更に高速に読み取り可能である。
なお、高速・低解像度カラーモードにおいても、赤,青の画像データが不足する。
このため、高速・高解像度カラーモード時と同様に、画像処理部30にて補間計算を行う。
Accordingly, the reading time of the image data for one line is the same as that in the monochrome mode, and can be read at a higher speed than in the high-speed / high-resolution color mode.
Even in the high-speed / low-resolution color mode, red and blue image data are insufficient.
For this reason, the interpolation calculation is performed by the image processing unit 30 as in the high-speed / high-resolution color mode.

このように、読取部(画像読取装置)では、A/D変換における読取1ラインあたりの出力画素数を特定色のみ間引き、且つ補間処理により間引き画素を補うことにより、画質を低下させることなく、カラー読取時間を短縮することができる。
また、出力される画像の読取解像度に応じて、CCDの駆動周波数(駆動クロック)、およびA/D変換における読取1ラインあたりの出力画素数を変更しているので、低解像度読み取り時において読取時間を短縮することができる。
As described above, in the reading unit (image reading apparatus), the number of output pixels per reading line in the A / D conversion is thinned out only for a specific color, and the interpolation is performed to compensate for the thinned out pixels, thereby reducing the image quality. Color reading time can be shortened.
Further, since the CCD drive frequency (drive clock) and the number of output pixels per reading line in A / D conversion are changed according to the reading resolution of the output image, the reading time at the time of low resolution reading Can be shortened.

以上、この発明をファクシミリ装置のスキャナ部(読取部)に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、スキャナ単体やデジタル複写機,デジタル複合機のスキャナ部等のイメージセンサを用いて原稿の画像を読み取る画像読取装置にも適用可能である。   As described above, the embodiment in which the present invention is applied to the scanner unit (reading unit) of the facsimile apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and an image sensor such as a scanner unit, a digital copying machine, or a scanner unit of a digital multifunction machine is used. The present invention can also be applied to an image reading apparatus that reads an image of a document by using it.

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンが隣接画素で異なり、且つ該出力パターンが各画素にて周期的となるように、クロック生成手段がマルチプレクサおよびA/D変換器へ入力するクロックを生成し、上記読取画素に含まれない色の読取画素にかかる当該色を、カラー画素補間手段が近接する当該色と同一色の読取画素により補間するので、画質を低下させることなく、カラー読取速度を向上させることができる。したがって、この発明を利用すれば、高画質かつ高速のカラー読み取りが可能な画像読取装置を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the present invention, the output patterns of a plurality of colors per read pixel of the A / D converter are different in adjacent pixels, and the output pattern is periodic in each pixel. In addition, the clock generation means generates a clock input to the multiplexer and the A / D converter, and the color applied to the read pixel of the color not included in the read pixel is the same color as the color adjacent to the color pixel interpolation means. Therefore, the color reading speed can be improved without degrading the image quality. Therefore, if this invention is used, an image reading apparatus capable of high-quality and high-speed color reading can be provided.

この発明を実施する画像読取装置(読取部)を備えたファクシミリ装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a facsimile apparatus including an image reading apparatus (reading unit) that implements the present invention. 図1の読取部103の光学系の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an optical system of a reading unit 103 in FIG. 1. 図1の読取部103の制御系の構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of a reading unit 103 in FIG. 1. 図3のAFE20の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of AFE20 of FIG. 図1の読取部103におけるモノクロモード時のCCDの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 2 is a timing chart showing an example of input / output signals of a CCD in a monochrome mode in the reading unit 103 in FIG. 1.

同じくモノクロモード時のAFEの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of AFE input / output signals in the monochrome mode in the same manner. 同じく高解像度カラーモード時のCCDの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD in the same high resolution color mode. 同じく高解像度カラーモード時のAFEの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of AFE input / output signals in the same high resolution color mode. 同じく高速・高解像度カラーモード時のCCDの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD in the same high-speed / high-resolution color mode.

同じく高速・高解像度カラーモード時のAFEの入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of AFE input / output signals in the same high-speed / high-resolution color mode. 同じく高速・高解像度カラーモード時のAFEの各出力パターンの一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of each AFE output pattern in the same high-speed and high-resolution color mode. 図11に示した各出力パターンに対してカラー画素補間を行った後の各出力パターンの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of each output pattern after performing color pixel interpolation with respect to each output pattern shown in FIG. 図1の読取部103における高速・低解像度カラーモード時のCCD10の入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 2 is a timing chart showing an example of input / output signals of the CCD 10 in the high-speed / low-resolution color mode in the reading unit 103 in FIG. 1.

同じく高速・低解像度カラーモード時のAFE20の入出力信号の一例を示すタイミング図である。FIG. 6 is a timing chart showing an example of input / output signals of the AFE 20 in the same high-speed / low-resolution color mode. 従来の画像読取装置の制御系の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control system of the conventional image reading apparatus. 図15のAFE20の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of AFE20 of FIG. 図15のAFE20の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of AFE20 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10:CCD 20:アナログフロントエンド 21:アナログ処理回路
22:A/D変換回路 23:マルチプレクサ 31:相関二重サンプリング回路
32:オフセット調整回路 33:プログラマブルゲインアンプ
34:外部インタフェース 35:AFE制御部 36:クロック生成部
40:読取制御部 103:読取部
10: CCD 20: Analog front end 21: Analog processing circuit 22: A / D conversion circuit 23: Multiplexer 31: Correlated double sampling circuit 32: Offset adjustment circuit 33: Programmable gain amplifier 34: External interface 35: AFE control unit 36 : Clock generation unit 40: Reading control unit 103: Reading unit

Claims (5)

複数のカラーラインセンサを備えるイメージセンサと、その各カラーラインセンサからそれぞれ出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、前記各カラーラインセンサからそれぞれ出力されるアナログ信号を順次前記A/D変換器に転送するマルチプレクサと、前記イメージセンサ,前記A/D変換器,および前記マルチプレクサを駆動するためのクロックを生成するクロック生成器とを有する画像読取装置であって、
前記A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンが隣接画素で異なり、且つ該出力パターンが各画素にて周期的となるように、前記クロックに基づいて前記マルチプレクサおよび前記A/D変換器へ入力するクロックを生成するクロック生成手段と、
前記読取画素に含まれない色の読取画素にかかる当該色を、近接する当該色と同一色の読取画素により補間するカラー画素補間手段と
を設けたことを特徴とする画像読取装置。
An image sensor having a plurality of color line sensors, an A / D converter that converts an analog signal output from each color line sensor into a digital signal, and an analog signal output from each color line sensor sequentially An image reading apparatus comprising: a multiplexer for transferring to the A / D converter; and a clock generator for generating a clock for driving the image sensor, the A / D converter, and the multiplexer,
The multiplexer and the A / D are based on the clock so that an output pattern of a plurality of colors per read pixel of the A / D converter is different in adjacent pixels and the output pattern is periodic in each pixel. Clock generating means for generating a clock to be input to the converter;
An image reading apparatus comprising: a color pixel interpolation unit that interpolates the color applied to a read pixel of a color not included in the read pixel by a read pixel having the same color as the adjacent color.
請求項1記載の画像読取装置において、
前記イメージセンサは、赤色,緑色,青色のアナログ信号をそれぞれ出力する3本のラインセンサを備えることを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to claim 1.
The image sensor includes three line sensors that respectively output red, green, and blue analog signals.
請求項1又は2記載の画像読取装置において、
前記A/D変換器の読取画素あたりの複数色の出力パターンが、赤色,緑色,青色のうち、2色の組み合わせであることを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to claim 1 or 2,
An image reading apparatus, wherein an output pattern of a plurality of colors per reading pixel of the A / D converter is a combination of two colors of red, green, and blue.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
モノクロ読取モード又はカラー読取モードを選択する読取モード選択手段と、
該読取モード選択手段によってモノクロ読取モードが選択された場合に、前記A/D変換器からの各色の出力のうち、読取画素あたりで1色の出力のみを選択する出力選択手段とを設けたことを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Reading mode selection means for selecting a monochrome reading mode or a color reading mode;
Output selection means for selecting only one color output per read pixel out of each color output from the A / D converter when the monochrome reading mode is selected by the reading mode selection means is provided. An image reading apparatus.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
出力画像の解像度に応じて、前記イメージセンサを駆動するためのクロックを変更するクロック変更手段を設けたことを特徴とする画像読取装置。
The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An image reading apparatus comprising clock changing means for changing a clock for driving the image sensor according to the resolution of an output image.
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