JP2916365B2 - CCD driving method and CCD driving device - Google Patents

CCD driving method and CCD driving device

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JP2916365B2
JP2916365B2 JP6039401A JP3940194A JP2916365B2 JP 2916365 B2 JP2916365 B2 JP 2916365B2 JP 6039401 A JP6039401 A JP 6039401A JP 3940194 A JP3940194 A JP 3940194A JP 2916365 B2 JP2916365 B2 JP 2916365B2
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室▲崎▼幹雄
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナなど
のCCDを用いた画像読取装置におけるCCDの駆動方
法および駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for driving a CCD in an image reading apparatus using a CCD such as an image scanner.

【0002】CCDの駆動周波数が高くなると、CCD
駆動パルスのクロック、リセットパルス、サンプルホー
ルドパルス間のタイミングマージンが小さくなり、CC
Dのばらつきもあって、CCDのセンサとしての動作特
性が著しく低下することがある。本発明は、CCDごと
に、クロックに対するリセットパルスおよびサンプルホ
ールドパルスの最適なタイミング位置を自動的に決定し
て動作させるものである。
When the driving frequency of a CCD increases, the CCD
The timing margin between the drive pulse clock, reset pulse, and sample and hold pulse is reduced,
Due to the variation of D, the operating characteristics of the CCD sensor may be significantly reduced. According to the present invention, an optimal timing position of a reset pulse and a sample hold pulse with respect to a clock is automatically determined and operated for each CCD.

【0003】[0003]

【従来の技術】図5は、従来のイメージスキャナにおけ
るCCD駆動装置の構成を示したものであり、図中、1
はシステムクロック源、2は多段遅延回路、3はCCD
駆動クロック制御信号、4はタイミングジェネレータ、
5はCCD、6はアナログ処理回路、7はA/D変換器
である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a configuration of a CCD driving device in a conventional image scanner.
Is a system clock source, 2 is a multi-stage delay circuit, 3 is a CCD
Drive clock control signal, 4 is a timing generator,
Reference numeral 5 denotes a CCD, 6 denotes an analog processing circuit, and 7 denotes an A / D converter.

【0004】システムクロック源1は、画素クロック
(あるいはビットクロック)として用いられるシステム
クロックを発生し、多段遅延回路2とタイミングジェネ
レータ4とに印加する。タイミングジェネレータ4はP
ROMにより構成され、CCD駆動用のクロックφC
K、リセットパルスφRSと、サンプルホールドパルス
φSPの各タイミング信号のパターンが格納されてい
る。これらのタイミング信号は、たとえば図6に例示さ
れている。多段遅延回路2は、システムクロックを複数
段に遅延して出力する。その各遅延されたシステムクロ
ックと元のシステムクロックは、ともにタイミングジェ
ネレータ4のPROMにスキャンアドレスとして印加さ
れ、CCD駆動クロック制御信号3による制御のもと
で、格納されている各タイミング信号のパターンφC
K,φRS,φSPを並行してかつ時系列上で連続的に
読み出し、CCD5に印加する。これによりCCD5は
動作し、画像信号が出力されてアナログ処理回路6に入
力される。
A system clock source 1 generates a system clock used as a pixel clock (or a bit clock) and applies it to a multi-stage delay circuit 2 and a timing generator 4. Timing generator 4 is P
A clock φC for driving the CCD constituted by a ROM
K, patterns of timing signals of a reset pulse φRS and a sample hold pulse φSP are stored. These timing signals are exemplified in FIG. 6, for example. The multi-stage delay circuit 2 delays the system clock into a plurality of stages and outputs the delayed system clock. The delayed system clock and the original system clock are both applied to the PROM of the timing generator 4 as a scan address, and under the control of the CCD drive clock control signal 3, the stored timing signal pattern φC
K, φRS, and φSP are read out in parallel and continuously in time series, and are applied to the CCD 5. As a result, the CCD 5 operates, and an image signal is output and input to the analog processing circuit 6.

【0005】アナログ処理回路6は、入力画像信号を比
較的長い期間で平滑化し、そのレベルに基づいて増幅器
の利得を自動制御するAGC機能をもち、画像信号のレ
ベル補正を行う。レベル補正された画像信号はA/D変
換器7に入力され、ディジタル信号形式の多値データに
変換されて出力される。
[0005] The analog processing circuit 6 has an AGC function for smoothing an input image signal for a relatively long period of time and automatically controlling the gain of the amplifier based on the level, and performs level correction of the image signal. The level-corrected image signal is input to the A / D converter 7, where it is converted into digital signal format multi-value data and output.

【0006】図5に示された従来装置では、タイミング
ジェネレータ4に格納されている各タイミング信号のパ
ターンは固定されており、信号相互間のタイミング関係
も固定されている。図6の(a)はCCD駆動周波数が
低い場合の信号波形図であり、図中にA,B,Cで示さ
れる信号間のマージンは全ての装置について変わらな
い。図6の(b)は、同じタイミングジェネレータ4を
用いてCCD駆動周波数を2倍に上げた場合の信号波形
図である。図6の(a)にくらべて時間軸が1/2に圧
縮され、マージンA′,B′,C′は1/2に縮小して
いる。
In the conventional device shown in FIG. 5, the pattern of each timing signal stored in the timing generator 4 is fixed, and the timing relationship between the signals is also fixed. FIG. 6A is a signal waveform diagram when the CCD drive frequency is low, and the margin between the signals indicated by A, B, and C in the figure does not change for all devices. FIG. 6B is a signal waveform diagram when the CCD drive frequency is doubled using the same timing generator 4. As compared with FIG. 6A, the time axis is compressed to 、, and the margins A ′, B ′, and C ′ are reduced to 1 /.

【0007】ところでタイミング信号は、素子の製造ロ
ットや温度などの環境条件によって遅延量にばらつきが
生じるので、図6の(b)に示すようにCCD駆動周波
数が高くなると、CCDの駆動タイミング条件が一層厳
しくなり、十分なCCD出力レベルが得にくくなる。
Since the timing signal varies in delay amount depending on environmental conditions such as the manufacturing lot of the element and the temperature, when the CCD driving frequency is increased as shown in FIG. It becomes more severe, making it difficult to obtain a sufficient CCD output level.

【0008】図7の(a),(b),(c),(d)
は、異なる信号間タイミングにおけるCCDのサンプル
ホールド出力の例を示したものである。図7の(a)
は、信号間のタイミングが適切に設定されている標準状
態の信号波形を示す。のクロックφCKに基づきの
CCD出力は入射光レベルに応じて定まる電位へ向かっ
てややゆるやかに立下がる。のサンプルホールドパル
スφSPはCCD出力がほぼ最終レベルに達した後で終
了し、さらにのリセットパルスφRSはその後に生じ
るので、のサンプルホールド出力として十分なレベル
のものが得られる。
[0008] (a), (b), (c), (d) of FIG.
Shows an example of the sample hold output of the CCD at different inter-signal timings. (A) of FIG.
Shows a signal waveform in a standard state in which timing between signals is appropriately set. The output of the CCD based on the clock φCK falls slightly toward a potential determined according to the level of incident light. The sample and hold pulse φSP is terminated after the CCD output has almost reached the final level, and the reset pulse φRS is generated thereafter, so that a sample and hold output having a sufficient level can be obtained.

【0009】図7の(b)は、図7の(a)の標準状態
よりもφRSとφSPが前方にずれている状態の信号波
形を示す。この場合、φSPはCCD出力が下がり切る
前に生じるため、実際よりも低いCCD出力レベルをサ
ンプルホールドすることになる。またφRSもCCD出
力が最終レベルに達する途中で生じ、CCD出力をリセ
ットするので、φSPがもう少し後方で生じたとして
も、十分なCCD出力レベルをサンプルホールドするこ
とはできない。
FIG. 7B shows a signal waveform in a state where φRS and φSP are shifted forward from the standard state in FIG. 7A. In this case, since φSP occurs before the CCD output is completely reduced, the CCD output level lower than the actual one is sampled and held. Also, φRS occurs while the CCD output reaches the final level and resets the CCD output. Therefore, even if φSP occurs a little further behind, it is not possible to sample and hold a sufficient CCD output level.

【0010】図7の(c)は、φRSがφCKの周期を
越えて後方にずれた状態の信号波形を示す。この場合、
CCD出力が完全にリセットされる前に次の周期に移
り、その始めの部分をリセットするため、CCD出力レ
ベルは正しい入射光のレベルを反映せず不定となる。
FIG. 7C shows a signal waveform when φRS is shifted backward beyond the period of φCK. in this case,
Since the next cycle is started before the CCD output is completely reset, and the first portion is reset, the CCD output level does not reflect the correct incident light level and becomes indefinite.

【0011】図7の(d)は、φRSとφSPが重なっ
ている状態の信号波形であり、サンプルホールド期間の
ごく一部分の間しかCCD出力は存在しないので、サン
プルホールド出力は殆ど得られない。さらに図には示さ
ないが、φSPのパルス幅が細かすぎる場合には、リセ
ットが十分にできず、CCD出力レベルは飽和してしま
う。またφSPのパルス幅が細かすぎる場合には、サン
プルホールド動作に必要な時間が不足し、ホールド用コ
ンデンサをCCD出力レベルまでチャージできないた
め、サンプルホールド出力は殆ど得られなくなる。
FIG. 7D shows a signal waveform in a state where φRS and φSP overlap each other. Since the CCD output exists only for a small portion of the sample hold period, almost no sample hold output is obtained. Although not shown in the figure, if the pulse width of φSP is too narrow, the reset cannot be performed sufficiently, and the CCD output level is saturated. If the pulse width of φSP is too narrow, the time required for the sample and hold operation is insufficient, and the hold capacitor cannot be charged to the CCD output level, so that the sample and hold output is hardly obtained.

【0012】このように従来装置のCCD駆動方法で
は、駆動周波数が高くなるとセンサとしての動作特性が
悪くなりやすいため、タイミング調整が必要となる場合
が少なくなかったが、個別的、ハード的に対応しなけれ
ばならず、調整の作業負担が大きいという問題があっ
た。
As described above, in the conventional CCD driving method, when the driving frequency is increased, the operating characteristics of the sensor are likely to be deteriorated. Therefore, in many cases, timing adjustment is required. Therefore, there is a problem that the adjustment work load is large.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、CCD駆動
パルスのタイミング調整を自動的にかつ最適に行うこと
ができる手段を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide means for automatically and optimally adjusting the timing of a CCD drive pulse.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、CCD駆動パ
ルス中のリセットパルスとサンプルホールドパルスのタ
イミング位置を可変とし、クロックに対するリセットパ
ルスとサンプルホールドパルスのタイミング位置を種々
変更して、変更した各パルスのタイミング位置ごとにC
CD出力の多値データを記憶し、その後、記憶されてい
る多値データを解析して、最もよいセンサ動作特性を与
えるタイミング位置を求め、そのタイミング位置でCC
D駆動パルスを発生して、CCDの駆動を行うようにす
るものである。
According to the present invention, the timing positions of the reset pulse and the sample hold pulse in the CCD drive pulse are made variable, and the timing positions of the reset pulse and the sample hold pulse with respect to the clock are variously changed. C for each pulse timing position
The multi-value data of the CD output is stored, and then the stored multi-value data is analyzed to determine a timing position that gives the best sensor operating characteristics.
A D drive pulse is generated to drive the CCD.

【0015】図1は、本発明の原理図であり、(a)は
本発明によるCCD駆動方法の概要を示し、(b)は本
発明によるCCD駆動装置の構成を示す。図1の(a)
に示される本発明のCCD駆動方法において、10は、
装置調整時に実行される最適タイミング位置検出段階で
あり、CCD駆動パルスのクロック、リセットパルス、
サンプルホールドパルスについて、クロックに対するリ
セットパルスとサンプルホールドパルスの各タイミング
位置を所定範囲内の複数位置で変更し、各変更したタイ
ミング位置ごとにCCD出力の多値データを記憶し、全
てのタイミング変更位置についてCCD出力の多値デー
タが記憶されたとき、各タイミング変更位置ごとの多値
データをそれぞれ解析し、CCD出力レベル、出力リニ
アリティ、コントラスト伝達関数CTFなどのセンサ動
作特性を求めて比較し、最良のセンサ動作特性を与える
CCD駆動パルスのタイミング変更位置を最適タイミン
グ位置として決定する。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the principle of the present invention. FIG. 1A shows the outline of a CCD driving method according to the present invention, and FIG. 1B shows the configuration of a CCD driving device according to the present invention. FIG. 1 (a)
In the CCD driving method of the present invention shown in
This is an optimal timing position detection stage executed at the time of device adjustment. The clock of the CCD drive pulse, the reset pulse,
For the sample hold pulse, the timing positions of the reset pulse and the sample hold pulse with respect to the clock are changed at a plurality of positions within a predetermined range, and multi-value data of the CCD output is stored for each changed timing position, and all the timing change positions are changed. When the multi-value data of the CCD output is stored, the multi-value data at each timing change position is analyzed, and the sensor operation characteristics such as the CCD output level, output linearity, and contrast transfer function CTF are determined and compared. The timing change position of the CCD drive pulse that gives the sensor operation characteristics of the above is determined as the optimum timing position.

【0016】11は、決定された最適タイミング位置の
データであり、クロックに対するリセットパルスとサン
プルホールドパルスの最適タイミング位置を示すデータ
からなり、不揮発性メモリ等に記憶される。
Reference numeral 11 denotes data of the determined optimum timing position, which is data indicating the optimum timing position of the reset pulse and the sample hold pulse for the clock, and is stored in a nonvolatile memory or the like.

【0017】12は、装置の通常動作時に実行されるC
CD駆動制御段階であり、最適タイミング位置検出段階
10が決定した最適タイミング位置のデータ11を用い
てクロック、リセットパルス、サンプルホールドパルス
の各タイミング位置を制御し、CCDを駆動する。
Reference numeral 12 denotes C executed during normal operation of the apparatus.
This is a CD drive control stage, in which the clock, the reset pulse, and the sample hold pulse are controlled using the data 11 at the optimum timing position determined by the optimum timing position detection stage 10 to drive the CCD.

【0018】次に、図1の(b)に示される本発明のC
CD駆動装置において、13は、システムクロック源で
あり、CCD駆動周波数と所定のパルス幅とで、クロッ
クφCK、リセットパルスφRS、サンプルホールドパ
ルスφSPの元になるパルスφCK′,φRS′,φS
P′をそれぞれ発生する。
Next, the C of the present invention shown in FIG.
In the CD driving device, reference numeral 13 denotes a system clock source, which is a pulse φCK ′, φRS ′, φS serving as a source of a clock φCK, a reset pulse φRS, and a sample-and-hold pulse φSP with a CCD driving frequency and a predetermined pulse width.
P 'respectively.

【0019】14は、多段のディレィライン等で構成さ
れる遅延量を複数段に切り換え可能なタイミング変更手
段であり、入力されたパルスφCK′,φRS′,φS
P′に対して、それぞれ指示された遅延を与え、φC
K,φRS,φSPを発生する。たとえばφCK′=φ
CKとし、φRS,φSPは、図6に示されるタイミン
グ位置を中心にしてマージンA,B,C(A′,B′,
C′)が種々な値をとるように、φRS′,φSP′に
対してそれぞれ種々な遅延量を設定して、タイミング位
置を前後に変更できるようにする。
Reference numeral 14 denotes a timing changing means which can switch the delay amount composed of multi-stage delay lines or the like to a plurality of stages. The input pulse φCK ′, φRS ′, φS
P 'is given the indicated delay, and φC
K, φRS and φSP are generated. For example, φCK '= φ
CK and φRS, φSP are margins A, B, C (A ′, B ′,
Various delay amounts are set for φRS ′ and φSP ′ so that C ′) takes various values, so that the timing position can be changed back and forth.

【0020】15は、駆動対象のCCDであり、素子特
性にばらつきがある。16は、A/D変換器であり、C
CD出力のアナログ形式の画像信号をディジタル形式の
多値データに変換する。
Reference numeral 15 denotes a CCD to be driven, which has variations in element characteristics. Reference numeral 16 denotes an A / D converter.
An analog image signal output from a CD is converted into digital multi-value data.

【0021】17は、多値データ記憶手段であり、CC
D駆動パルスの最適タイミング位置検出段階のために収
集されるCCD出力の多値データが、そのとき設定され
ているタイミング位置対応で記憶される。
Reference numeral 17 denotes a multi-value data storage means,
The multi-value data of the CCD output collected for the stage for detecting the optimal timing position of the D drive pulse is stored in correspondence with the timing position set at that time.

【0022】18は、特性解析手段であり、装置調整時
にタイミング変更手段14に対してCCD駆動パルスの
タイミング位置変更指示を出し、φCKに対してφR
S,φSPの種々なタイミング位置を順次設定してCC
D15を駆動させ、そのとき出力される多値データを、
設定したタイミング位置と対応づけて多値データ記憶手
段17に収集する。次に収集した各タイミング位置対応
の多値データを順次取り出して、タイミング位置ごとの
センサ動作特性を解析し、最良のセンサ動作特性を与え
るタイミング位置を検出し、最適タイミング位置として
決定する。
Numeral 18 denotes a characteristic analyzing means, which issues an instruction to change the timing position of the CCD drive pulse to the timing changing means 14 when the apparatus is adjusted, and outputs φR to φCK.
Various timing positions of S and φSP are set in order and CC
D15 is driven, and the multi-value data output at that time is
The data is collected in the multilevel data storage unit 17 in association with the set timing position. Next, the collected multivalued data corresponding to each timing position is sequentially extracted, the sensor operation characteristics for each timing position are analyzed, the timing position that gives the best sensor operation characteristics is detected, and determined as the optimal timing position.

【0023】19は、決定された最適タイミング位置デ
ータである。20は、CCD駆動制御手段であり、装置
の通常動作時に、先に決定された最適タイミング位置デ
ータ19を用いてタイミング変更手段14にφRS,φ
SPのタイミング位置を指示し、最適なφCK,φR
S,φSPを発生させてCCD15に供給し、CCD1
5を最良の特性で動作させる。
Reference numeral 19 denotes the determined optimum timing position data. Numeral 20 denotes a CCD drive control means, which sends φRS and φRS to the timing change means 14 using the previously determined optimum timing position data 19 during normal operation of the apparatus.
Indicate the timing position of SP, and select the optimal φCK, φR
S and φSP are generated and supplied to the CCD 15, and the CCD 1
5 operate with the best characteristics.

【0024】[0024]

【作用】本発明のCCD駆動方法あるいはCCD駆動装
置を採用することにより、画像読取装置の出荷調整時あ
るいは保守調整時に、個別にCCD駆動パルスの最適タ
イミング位置を求めて装置に設定し、実際の動作状態で
はその最適タイミング位置のCCD駆動パルスを用いて
CCDが駆動されるので、CCDの素子ごとの特性にば
らつきがあってもそれぞれに適応した最適な動作が可能
となる。またこれらは全て自動的に処理される。
By adopting the CCD driving method or the CCD driving device of the present invention, the optimal timing position of the CCD driving pulse is individually determined at the time of shipping adjustment or maintenance adjustment of the image reading device, and is set in the device. In the operating state, the CCD is driven using the CCD driving pulse at the optimal timing position, so that even if the characteristics of the CCD elements vary, optimal operations can be performed for each. These are all handled automatically.

【0025】[0025]

【実施例】図2は、本発明の1実施例によるCCD駆動
装置の構成図である。なお図2の構成と図5の従来装置
の構成との対応を容易に理解できるようにするため、共
通の要素には同じ参照番号を付して示す。
FIG. 2 is a block diagram of a CCD driving device according to one embodiment of the present invention. In order to make it easier to understand the correspondence between the configuration of FIG. 2 and the configuration of the conventional device of FIG. 5, common elements are denoted by the same reference numerals.

【0026】図2において、1はシステムクロック源、
5はCCD、6はアナログ処理回路、7はA/D変換
器、21および22はそれぞれディレィラインを用いた
多段の遅延回路、23および24はセレクタ、25はM
PU、26はPROM、27はSRAM、28はE2
ROM、29は特性解析プログラム、30はφRS用タ
イミング位置テーブル、31はφSP用タイミング位置
テーブル、33は多値データファイル、34は最適タイ
ミング位置データである。なおPROM26には、ほか
にもCCD駆動制御プログラムなどが格納されているが
図示省略されている。
In FIG. 2, 1 is a system clock source,
5 is a CCD, 6 is an analog processing circuit, 7 is an A / D converter, 21 and 22 are multi-stage delay circuits using delay lines, 23 and 24 are selectors, 25 is M
PU, 26 is PROM, 27 is SRAM, 28 is E 2 P
The ROM, 29 is a characteristic analysis program, 30 is a φRS timing position table, 31 is a φSP timing position table, 33 is a multi-value data file, and 34 is optimal timing position data. The PROM 26 also stores a CCD drive control program and the like, but is not shown.

【0027】システムクロック源1は、同じCCD駆動
周波数で所定のパルス幅をもつパルスφCK′,φR
S′,φSP′を発生する。φCK′,φRS′,φS
P′は同じタイミング位置で生じてよい。φCK′は遅
延せずにそのままφCKとしてCCD5に与えられ、φ
RS′とφSP′はそれぞれ多段の遅延回路21と22
に入力される。
The system clock source 1 generates pulses φCK ′ and φR having the same CCD drive frequency and a predetermined pulse width.
S ′ and φSP ′ are generated. φCK ', φRS', φS
P 'may occur at the same timing location. φCK ′ is directly supplied to the CCD 5 as φCK without delay.
RS 'and φSP' are multistage delay circuits 21 and 22, respectively.
Is input to

【0028】遅延回路21は、図3の(a)に示すよう
に、入力されたφRS′のタイミング位置t0 を複数段
階に遅延させ、ti を中心にΔt間隔でti-M からt
i+M まで2M+1個の異なるタイミング位置のφRSを
並列に生成する。同様に遅延回路22は、図3の(b)
に示すように、入力されたφSP′のタイミング位置t
0 を複数段階に遅延させ、tj を中心にΔt間隔でt
j-N からtj+N までの2N+1個の異なるタイミング位
置のφSP′を並列に生成する。Δt,M,Nの値は適
当に設定される。
The delay circuit 21 is provided as shown in FIG.
, The input φRS 'timing position t0Multiple stages
Delay to the floor, tiT at intervals of ΔtiMTo t
i + MΦRS at 2M + 1 different timing positions up to
Generate in parallel. Similarly, the delay circuit 22 is provided as shown in FIG.
As shown in the figure, the timing position t of the input φSP '
0Is delayed in multiple stages, and tjT at intervals of Δt
jNTo tj + NUp to 2N + 1 different timing positions
Are generated in parallel. The values of Δt, M, and N are appropriate.
It is set to the right.

【0029】セレクタ23,24は、それぞれMPU2
5からの指示によりこれらの複数の異なるタイミング位
置のφRS,φSPの任意のものを選択し、CCD5に
印加する。この結果、φRS,φSPは、図3の(c)
に示されるように、φCKのタイミング位置t0 に対し
て、それぞれタイミング位置ti ,tj を中心に、前後
に任意にずらして設定されることができる。
The selectors 23 and 24 are respectively connected to the MPU 2
5, any of these φRS and φSP at different timing positions is selected and applied to the CCD 5. As a result, φRS and φSP are as shown in FIG.
As shown in the figure, the timing can be arbitrarily shifted forward and backward with respect to the timing position t 0 of φCK with respect to the timing positions t i and t j , respectively.

【0030】MPU25は、制御メモリとして用いられ
るPROM26に格納されている特性解析プログラム2
9を実行して、φRS、φSPの種々のタイミング位置
をセレクタ23,24に設定し、CCD5を駆動させ
る。φRS用とφSP用のタイミング位置テーブル3
0,31は、φRSとφSPに異なるタイミング位置を
設定するための組み合わせの展開に用いられる。なお最
適タイミング位置の検出時には、CCD5に白基準の読
み取りを行わせる。
The MPU 25 has a characteristic analysis program 2 stored in a PROM 26 used as a control memory.
Step 9 is executed to set the various timing positions of φRS and φSP in the selectors 23 and 24 and drive the CCD 5. Timing position table 3 for φRS and φSP
0 and 31 are used to develop a combination for setting different timing positions for φRS and φSP. At the time of detecting the optimum timing position, the CCD 5 is caused to read the white reference.

【0031】CCD5の出力は、アナログ処理回路6で
信号レベルのAGCによる補正が行われ、A/D変換器
7でディジタル形式の多値データに変換される。SRA
M27の多値データファイル33は、φRS,φSPの
異なるタイミング位置ごとのCCD出力のうち、有効レ
ベルに達しているものの多値データをたとえば主走査の
ライン中央の100ドット分だけ集めて作成したもので
ある。
The output of the CCD 5 is subjected to AGC correction of the signal level in an analog processing circuit 6 and converted into digital multi-value data by an A / D converter 7. SRA
The M27 multi-value data file 33 is a file created by collecting multi-value data of the CCD output at different timing positions of φRS and φSP, which have reached the effective level, for example, for 100 dots at the center of the main scanning line. It is.

【0032】特性解析プログラム29を実行しているM
PU25は、多値データファイル33を作成した後、特
性解析を行い、最適タイミング位置を決定して最適タイ
ミング位置データ34をE2 PROM28に書き込む。
M executing the characteristic analysis program 29
After creating the multi-value data file 33, the PU 25 performs a characteristic analysis, determines an optimal timing position, and writes the optimal timing position data 34 to the E 2 PROM 28.

【0033】実動作時にMPU25は、CCD駆動制御
プログラム(図示省略)を実行し、E2 PROM28の
最適タイミング位置データ34を読み出し、セレクタ2
3,24にφRS,φSPのタイミング位置を設定す
る。CCD5には、この設定された最適なタイミング位
置に基づくCCD駆動パルスφCK,φRS,φSPが
供給され、駆動される。
At the time of actual operation, the MPU 25 executes a CCD drive control program (not shown), reads out the optimal timing position data 34 of the E 2 PROM 28,
The timing positions of φRS and φSP are set to 3, 24. CCD driving pulses φCK, φRS, φSP based on the set optimal timing position are supplied to the CCD 5 and driven.

【0034】図4は、本発明実施例における特性解析プ
ログラムの詳細フローである。ステップ(1)では、新
しいタイミング位置を設定し、CCDを駆動する。ステ
ップ(2)では、アナログ処理回路にAGC動作による
CCD出力レベルの補正を行わせ、そのときのAGC制
御電圧、つまりCCD出力レベルを補正するために必要
とした増幅器の利得制御電圧を取り出す。
FIG. 4 is a detailed flowchart of the characteristic analysis program in the embodiment of the present invention. In step (1), a new timing position is set and the CCD is driven. In step (2), the analog processing circuit corrects the CCD output level by the AGC operation, and extracts the AGC control voltage at that time, that is, the gain control voltage of the amplifier required to correct the CCD output level.

【0035】ステップ(3)では、AGC制御電圧の値
からCCD出力レベルが十分なレベルに達しているかど
うかを判定する。CCD出力レベルが不十分なものであ
ればステップ(1)に戻り、他のタイミング位置を設定
し直す。CCD出力レベルが十分なものであればステッ
プ(4)に進む。
In step (3), it is determined from the value of the AGC control voltage whether or not the CCD output level has reached a sufficient level. If the CCD output level is insufficient, the process returns to step (1), and another timing position is set again. If the CCD output level is sufficient, proceed to step (4).

【0036】ステップ(4)では、電源電圧の変動に対
する特性のマージンをチェックするため、電源電圧を5
V±0.5Vに変動させる。ステップ(5)では、電源
電圧を変動させた状態でCCD出力レベルのAGC動作
を行わせ、そのときのAGC制御電圧を取り出す。
In step (4), the power supply voltage is reduced by 5 in order to check the margin of the characteristic with respect to the fluctuation of the power supply voltage.
V ± 0.5V. In step (5), the AGC operation of the CCD output level is performed with the power supply voltage varied, and the AGC control voltage at that time is extracted.

【0037】ステップ(6)では、AGC制御電圧から
CCD出力レベルをチェックし、レベルが不十分なもの
であれば、ステップ(1)に戻りタイミング位置を変更
する。レベルが十分なものであればステップ(7)に進
む。
In step (6), the CCD output level is checked from the AGC control voltage, and if the level is insufficient, the process returns to step (1) to change the timing position. If the level is sufficient, proceed to step (7).

【0038】ステップ(7)では、図6に示されるφC
K,φRS,CCD出力,φSP,間のマージンA,
B,Cが小さくなる方向にφRS,φSPのタイミング
位置を変更する。
In step (7), φC shown in FIG.
K, φRS, CCD output, φSP, margin A,
The timing positions of φRS and φSP are changed so that B and C become smaller.

【0039】ステップ(8)では、CCD出力レベルに
対するAGC動作を行わせ、そのときのAGC制御電圧
を取り出す。ステップ(9)では、マージンA,B,C
が小さくなるようにタイミング位置を変更した結果のC
CD出力レベルが十分なものであるかどうかを判定し、
不十分なものであればステップ(1)に戻り、タイミン
グ位置を設定する。レベルが十分なものであればステッ
プ(10)に進む。
In step (8), the AGC operation for the CCD output level is performed, and the AGC control voltage at that time is extracted. In step (9), margins A, B, C
Of the result of changing the timing position so that
Determine whether the CD output level is sufficient,
If not, the process returns to step (1) to set the timing position. If the level is sufficient, proceed to step (10).

【0040】ステップ(10)では、CCD出力の多値
データをメモリの多値データファイルに格納する。ステ
ップ(11)では、変更可能なタイミング位置の全てに
ついてCCD出力レベルのチェックが完了するまでステ
ップ(1)に戻り、完了すればステップ(12)に進
む。
In step (10), the multi-value data of the CCD output is stored in the multi-value data file of the memory. In step (11), the process returns to step (1) until the check of the CCD output level has been completed for all of the changeable timing positions, and if completed, proceeds to step (12).

【0041】ステップ(12)では、多値データを解析
する。解析手法としては、分散値、CTF値、奇偶ビッ
ト間のレベル差などを求めて、CCDのセンサ動作特性
の評価をする。ここでCTFは、光学レンズの特性評価
に用いられるMTF(変調伝達関数)に相当するもので
あり、CCDのセル出力電圧の最大値をVmax 、最小値
をVmin としたとき、 CTF=(Vmax −Vmin )/(Vmax −Vmin ) で与えられ、画像のコトラストの低下度、つまりぼけ具
合を示す尺度として用いられる。
In step (12), the multi-value data is analyzed. As an analysis method, a variance value, a CTF value, a level difference between odd and even bits and the like are obtained, and the sensor operation characteristics of the CCD are evaluated. Here, CTF is equivalent to MTF (modulation transfer function) used for evaluating the characteristics of the optical lens. When the maximum value of the cell output voltage of the CCD is V max and the minimum value is V min , CTF = ( V max -V min) is given by / (V max -V min), reduction of the Kotorasuto image, i.e. used as a measure of blurriness.

【0042】ステップ(13)では、多値データの解析
結果の比較を行い、最適なタイミング位置を求める。ス
テップ(14)では、求めた最適タイミング位置のデー
タをE2 PROMに書き込む。
In step (13), the results of the analysis of the multi-value data are compared to determine the optimal timing position. In step (14), writes data determined optimum timing position in E 2 PROM.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明により、CCDを用いる画像読取
装置において、装置ごとのCCD駆動パルスのタイミン
グ調整を自動的に行うことが可能となり、特にCCD駆
動周波数が高い場合に微妙なタイミングマージン調整を
人手を使わず迅速正確に行うことができ、画質の向上と
工数の削減、コストの低減などの効果が得られる。
According to the present invention, in an image reading apparatus using a CCD, it is possible to automatically adjust the timing of a CCD drive pulse for each apparatus. Particularly, when the CCD drive frequency is high, fine timing margin adjustment can be performed. It can be performed quickly and accurately without using humans, and effects such as improvement of image quality, reduction of man-hours, and reduction of cost can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of the present invention.

【図2】本発明の1実施例によるCCD駆動装置の構成
図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a CCD driving device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例における遅延回路を用いたタイミ
ング位置変更の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a timing position change using a delay circuit in the embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例プログラムにおける特性解析プロ
グラムの詳細フロー図である。
FIG. 4 is a detailed flowchart of a characteristic analysis program in a program according to an embodiment of the present invention.

【図5】従来のCCD駆動装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional CCD driving device.

【図6】CCD駆動パルスの信号波形図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram of a CCD drive pulse.

【図7】CCD駆動パルスのタイミングが不適当である
例の信号波形図である。
FIG. 7 is a signal waveform diagram of an example in which the timing of a CCD drive pulse is inappropriate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 最適タイミング位置検出段階 11 最適タイミング位置のデータ 12 CCD駆動制御段階 13 システムクロック源 14 タイミング変更手段 15 CCD 16 A/D変換器 17 多値データ記憶手段 18 特性解析手段 19 最適タイミング位置データ 20 CCD駆動制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optimum timing position detection stage 11 Optimum timing position data 12 CCD drive control stage 13 System clock source 14 Timing changing means 15 CCD 16 A / D converter 17 Multi-value data storage means 18 Characteristic analysis means 19 Optimal timing position data 20 CCD Drive control means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 クロック、リセットパルス、サンプルホ
ールドパルスからなるCCD駆動パルスを発生しCCD
に供給するCCD駆動方法において、 リセットパルスおよびサンプルホールドパルスの各タイ
ミング位置をクロックに対して所定の範囲内で変更し、 変更されたリセットパルスおよびサンプルホールドパル
スのタイミング位置ごとにCCD出力の多値データをメ
モリに記憶し、 メモリに記憶されているリセットパルスおよびサンプル
ホールドパルスの各タイミング位置ごとの多値データを
解析してそれぞれのタイミング位置におけるCCDのセ
ンサ動作特性を求め、さらに求めたセンサ動作特性を比
較して最適のリセットパルスおよびサンプルホールドパ
ルスのタイミング位置を決定し、 決定した最適のリセットパルスおよびサンプルホールド
パルスのタイミング位置に基づいてリセットパルスおよ
びサンプルホールドパルスを発生し、CCDを駆動して
動作させることを特徴とするCCD駆動方法。
1. A CCD driving pulse comprising a clock, a reset pulse and a sample hold pulse is generated.
In the CCD driving method, the timing positions of the reset pulse and the sample hold pulse are changed within a predetermined range with respect to the clock, and the multi-valued CCD output is output for each changed timing position of the reset pulse and the sample hold pulse. The data is stored in the memory, the multi-valued data at each timing position of the reset pulse and the sample hold pulse stored in the memory is analyzed, and the sensor operation characteristics of the CCD at each timing position are obtained. Comparing the characteristics to determine the optimal reset pulse and sample and hold pulse timing positions; generating a reset pulse and a sample and hold pulse based on the determined optimal reset pulse and sample and hold pulse timing positions; A CCD driving method characterized by driving a CD to operate.
【請求項2】 クロック、リセットパルス、サンプルホ
ールドパルスからなるCCD駆動パルスを発生しCCD
に供給するCCD駆動装置において、 リセットパルスおよびサンプルホールドパルスの各タイ
ミング位置をそれぞれクロックに対して所定の範囲内で
変更するタイミング変更手段と、 タイミング変更手段により変更されたリセットパルスお
よびサンプルホールドパルスの種々のタイミング位置で
のCCD出力の多値データを記憶する多値データ記憶手
段と、 タイミング変更手段に指示してリセットパルスおよびサ
ンプルホールドの各タイミング位置を所定の範囲内で変
更させ、リセットパルスおよびサンプルホールドパルス
の種々のタイミング位置でのCCD出力の多値データに
ついてそれぞれのセンサ動作特性を解析し、リセットパ
ルスおよびサンプルホールドパルスの最適なタイミング
位置を求めてそのデータを記憶する特性解析手段と、 記憶されたリセットパルスおよびサンプルホールドパル
スの最適なタイミング位置のデータに基づいてタイミン
グ変更手段に指示し、当該最適なタイミング位置でリセ
ットパルスおよびサンプルホールドパルスを発生し、C
CDに供給させるCCD駆動制御手段と、 を備えていることを特徴とするCCD駆動装置。
2. A CCD driving pulse comprising a clock, a reset pulse, and a sample hold pulse is generated.
A timing change means for changing each timing position of the reset pulse and the sample hold pulse within a predetermined range with respect to the clock, and a reset pulse and a sample hold pulse changed by the timing change means. Multi-level data storage means for storing multi-level data of the CCD output at various timing positions; and instructing the timing changing means to change the respective timing positions of the reset pulse and the sample hold within a predetermined range. Characteristic analysis means for analyzing the sensor operation characteristics of multi-valued data of the CCD output at various timing positions of the sample hold pulse, obtaining optimum timing positions of the reset pulse and the sample hold pulse, and storing the data. Instructs the timing changing means based on the data of the optimal timing location of the stored reset pulses and sample-and-hold pulse, generates a reset pulse and sample hold pulse in the optimum timing position, C
CCD drive control means for supplying to a CD a CCD drive control means.
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