JP2997296B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP2997296B2 JP2149108A JP14910890A JP2997296B2 JP 2997296 B2 JP2997296 B2 JP 2997296B2 JP 2149108 A JP2149108 A JP 2149108A JP 14910890 A JP14910890 A JP 14910890A JP 2997296 B2 JP2997296 B2 JP 2997296B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリ、デジタル複写機などにおい
て原稿などを光学的に読み取り、これを光−電変換して
画像信号を得るための画像読取装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置は、ランプによって原稿面に光を
照射し、その反射光をCCD(電荷結合素子)などを用い
たラインイメージセンサによって撮像し、この画像を光
−電気変換して画像情報を得ている。ランプ(光源)の
駆動は、副走査方向1ラインの読取りタイミングよりも
十分に速い速度で点滅させるようにしている。また、副
走査方向に対する読取走査は、原稿とラインイメージセ
ンサの受光面とを相対移動させることにより行ってい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記した従来技術にあっては、副走査
を原稿とラインイメージセンサの受光面との相対移動に
より行っているため、移動方向に画素のボケが生じる。
このようにラインイメージセンサを用いたスキャナで
は、主走査方向よりも副走査方向の方が解像度が悪くな
る。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、副走
査方向の解像度の低下を防止し、高解像度の読み取りを
可能にすることを目的とする。また、本発明は、よりノ
イズが少ない画像情報をラインイメージセンサから得る
ことを目的とする。また、本発明は、ラインイメージセ
ンサが読み取った画像情報がA/D変換器に入力する際、
この入力電圧が温度や光量変化によって大きく変化する
ことが無いようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成するために、光源と原稿を
相対移動させ、前記光源の光を前記原稿に照射し、その
反射光を光−電気変換し、光−電気変換された画像デー
タをODD/EVEN出力と補償出力とにそれぞれ分離するライ
ンイメージセンサと、ラインイメージセンサによって分
離された各出力をそれぞれ入力して差動増幅することに
より信号成分を取り出す差動増幅器と、差動増幅器によ
り取り出された出力信号を合成する第1のスイッチと、
第1のスイッチにより合成された出力信号を増幅し、イ
ンピーダンス変換を行なう演算増幅器と、演算増幅器の
帰還抵抗の値を段階的に可変する第2のスイッチと、副
走査方向の1ラインの読み取りに同期して前記光源の発
光デューティを1ラインの読取周期より短くする点灯制
御手段とを備え、第2のスイッチにより、少なくとも温
度や経時変化による光源光量変化に応じて演算増幅器の
帰還抵抗の値を変化させることを特徴とする画像読取装
置を提供するものである。
〔作用〕
本発明による画像読取装置にあっては、副走査方向の
読取時に光源が1ラインの読取周期より十分に短い時間
で発光するように制御される。これにより、副走査方向
の解像度の低下が防止され、高解像度の読み取りが可能
となる。また、本発明による画像読取装置にあっては、
画像データをODD/EVEN出力と補償出力とにそれぞれ分離
するラインイメージセンサを有し、各出力をそれぞれ入
力して差動増幅して信号成分を取り出すことができる。
また、差動増幅器により取り出された出力信号を合成す
る第1のスイッチと、第1のスイッチにより合成された
出力信号を増幅し、インピーダンス変換を行なう演算増
幅器と、演算増幅器の帰還抵抗の値を段階的に可変する
第2のスイッチとを設けたことにより、光源光量変化に
応じて演算増幅器の帰還抵抗の値を変化させることがで
きるようになる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明による画像読取装置の概略構成を示す
正面図である。
装置上面には原稿を載置するコンタクトガラス101が
設けられ、その下部を水平移動(副走査方向の移動)可
能に一対の光源102bが走行体103として配設されてい
る。光源102a,102bの間の下部には、原稿からの光を水
平方向へ反射させるミラー104が光源102a,102bと一体的
に構成されている。ミラー104からの光を順次90゜ごと
に反射させるためにミラー105及びミラー106からなる走
行体107が、光源102a,102bの移動に応じて走行可能なよ
うに設けられている。
ミラー106からの光を下方向へ反射させるためにミラ
ー108が設けられ、このミラー108からの光をミラー106
からの光と逆方向へ反射させるミラー109がミラー108の
下部に設けられている。ミラー109の出射光路中には、
レンズ110が配設され、その合焦位置にラインイメージ
センサ111が配設されている。
以上の構成において、画像読み取りを行う場合、コン
タクトガラス101上に画像面を下にして原稿をセット
し、スタートボタン(図示せず)を押す。これにより、
走行体103及び走行体107が図の左方向へ移動を開始し、
原稿に対する副走査が行われる。このとき、走行体107
は走行体103の1/2の速度で移動する。光源102a,102bで
照明された原稿からの反射光(読取光)は、ミラー104
→ミラー105→ミラー106→ミラー108→ミラー109→レン
ズ110を順次経由してラインイメージセンサ111へ到達す
る。ラインイメージセンサ111は、入射光を電気信号に
変換し、これを処理回路へ送出する。
尚、この実施例では、画像読取りの解像度が16画素/m
mに設定され、A3判の原稿までの読取りが可能なように
構成されている。したがって、A3判(297mm×420mm)の
短辺297mmを主走査として読み取るために、ラインイメ
ージセンサ111は5,000画素のCCDラインイメージセンサ
を用いている。
第2図はラインイメージセンサ111の周辺構成を示す
回路図である。
ラインイメージセンサ111には、その出力OS1(ODD出
力),DS1(補償出力)に差動増幅器201が接続され、出
力OS2,DS2に差動増幅器202が接続されている。差動増幅
器201と差動増幅器202は同一回路構成であり、演算増幅
器A1を主体にして、入力抵抗R1,R3、R4,帰還抵抗R2及び
抵抗R1,R3と出力OS1,DS1との間に挿入されたトランジス
タTR1,TR2から構成される。ここで各抵抗は、R1=R3及
びR2=R4の関係に設定されている。
差動増幅器201及び差動増幅器202の各々には、スイッ
チ203(SW1)及びスイッチ204(SW2)が接続され、その
各出力には演算増幅器205の正相入力が接続されてい
る。演算増幅器205の逆相入力とアース間には抵抗206が
接続され、また、演算増幅器205の出力と逆相入力との
間には演算増幅器205の利得を決定する抵抗207が接続さ
れている。この抵抗207には、抵抗208及び抵抗209が並
列接続できるようにされ、各々にはスイッチ210及びス
イッチ211が直列接続されている。このスイッチ210及び
スイッチ211をオン/オフすることにより、演算増幅器2
05の利得が3段階に設定することができる。
演算増幅器205の出力には、アナログ/デジタル(A/
D)変換を行ってデジタル画像信号を得るA/D変換器212
が接続されている。さらに、A/D変換器212には、参照電
圧Vrefを作り出すための基準電圧発生回路213が接続さ
れている。
第2図の構成において、ラインイメージセンサ111に
よって撮像された画像データは、ODD出力(OS1)とEVEN
出力(OS2)とに分離され、千鳥状に出力される。この
実施例では、リセットクロックのノイズを補償するため
の出力端子(DS1,DS2)を有するCCDをラインイメージセ
ンサ111に用いている。
ラインイメージセンサ111のOS1とDS1は、差動増幅器2
01によって差動増幅が行われ、リセットクロックのノイ
ズ分がキャンセルされ、信号分だけが取り出される。同
様に、OS2とDS2に対して差動増幅器202による差動増幅
が行われ、信号成分のみが取り出される。
差動増幅器201,202の出力信号は、千鳥状に出力され
るので、スイッチ203,204にゲート信号1,ゲート信号2
を与えてスイッチのオン/オフを行い、2つの信号を合
成する。この合成信号は演算増幅器205に印加される。
演算増幅器205は、増幅及びインピーダンス変換を行っ
て、A/D変換器212の入力端子(VIN)に印加する。
演算増幅器205は、帰還抵抗の値をスイッチ210,211に
よって可変(段階的に)することができる。この切り替
えを行う条件は、温度や経時変化による光源(蛍光灯)
光量変化に対応して行う。これにより、基準白板を読込
んだ時のVINの電圧が大きく変化することが無いように
している。この演算増幅器205の出力信号をA/D変換器21
2によってA/D変換することにより、デジタル画像信号が
得られる。
第3図は光源102a,102bの点灯回路を示す回路図であ
る。ここでは、光源102a,102bとして、開口部のあるグ
リーン蛍光灯(15ワット、ピーク波長543nm)を用いて
いる。
直流電源301にはトランジスタ302を介して一定周波数
を発振する発振回路(OSC)303が接続され、この発振回
路303には負荷となる変圧器304の一次巻線が接続されて
いる。変圧器304の二次巻線には、安定器305を介して光
源102a,102bが接続されている。
尚、光源102a,102bは、フィラメントを有し、このフ
ィラメントには別の低電圧を印加する必要があるが、こ
こでは図示を省略している。
トランジスタ302をオン/オフ制御するために、ワン
ショットマルチバイブレータ306(例えば、商品名74LS1
23)を用い、その出力をトランジスタ302のベースに印
加している。ワンショットマルチバイブレータ306の動
作周期は、付属する抵抗307及びコンデンサ308の時定数
を決めることにより、任意に設定することができる。
次に、第4図を参照して第3図の回路の動作について
説明する。
ラインイメージセンサ111にも印加される第4図の如
き2μS程度のパルス幅のシフトゲートパルスφSGを、
例えば540μS周期でワンショットマルチバイブレータ3
06に印加する。ワンショットマルチバイブレータ306
は、シフトゲートパルスφSGの立ち下がりに同期して10
0μS程度のパルス幅のパルスφSWをQ端子から出力す
る。このパルスφSWが印加されたときにのみトランジス
タ302は導通し、発振回路303に電源電圧を供給する。
発振回路303は、例えば、40KHzの発振を行うように構
成され、パルスφSWの発生期間中のみ動作する。発振回
路303が発振することにより、変圧器304の二次側には昇
圧された高周波電圧が発生し、この高周波電圧が安定器
305を介して光源102a,102bに印加され、光源102a,102b
が点灯する。
このようにして、副走査を行っている間、ラインイメ
ージセンサ111の動作中の発光デューティを短くするこ
とにより、副走査方向への画素のずれを低減し、高解像
度を得ることができる。
尚、解像度を上げるためには、発光デューティを更に
短くすればよいが、これに応じて露光時間も短くなるた
め、ラインイメージセンサ111の蓄積電荷量が不足し、S
/Nが悪化するので好ましくない。したがって、発光デュ
ーティを短くした分だけ光源102a,102bの光量を増す必
要がある。このため、発光デューティをどこまで短くで
きるかは、光源102a,102bの最大発光量とラインイメー
ジセンサ111の飽和光量とにより制限される。
〔発明の効果〕
以上より明らかなように、本発明によれば、光源と原
稿を相対移動させ、前記光源の光を前記原稿に照射し、
その反射光をラインイメージセンサによって光−電気変
換して画像信号を得る画像読取装置において、副走査方
向の1ラインの読み取りに同期して前記光源の発光デュ
ーティを1ラインの読取周期より短くする点灯制御手段
を設けたため、副走査方向の解像度の低下が防止され、
主走査方向と同程度の解像度の読み取りが可能となる。
また、本発明によれば、画像データをODD/EVEN出力と
補償出力とにそれぞれ分離するラインイメージセンサを
有し、各出力をそれぞれ入力して差動増幅して信号成分
を取り出すため、リセットクロックのノイズがキャンセ
ルされ、よりノイズが少ない画像情報をラインイメージ
センサから得ることができる。また、本発明は、差動増
幅器により取り出された出力信号を合成する第1のスイ
ッチと、第1のスイッチにより合成された出力信号を増
幅し、インピーダンス変換を行なう演算増幅器と、演算
増幅器の帰還抵抗の値を段階的に可変する第2のスイッ
チとを設け、光源光量変化に応じて演算増幅器の帰還抵
抗の値を変化させることができるため、ラインイメージ
センサが読み取った画像情報がA/D変換器に入力する
際、この入力電圧が温度や光量変化によって大きく変化
することが無いようにできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による画像読取装置の概略構成を示す正
面図、第2図はラインイメージセンサの周辺構成を示す
回路図、第3図は光源の点灯回路を示す回路図、第4図
は第3図の回路の各部における動作を示す波形図であ
る。 符号の説明 102a、102b……光源 103、107……走行体 111……ラインイメージセンサ 201、201……作動増幅器 203、204、210、211……スイッチ 205……演算増幅器 206、207、208、209……抵抗 212……A/D変換器、301……直流電源 302……トランジスタ、303……発振回路 304……変圧器、305……安定器 306……ワンショットマルチバイブレータ 307……抵抗、308……コンデンサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と原稿を相対移動させ、前記光源の光
    を前記原稿に照射し、その反射光を光−電気変換し、光
    −電気変換された画像データをODD/EVEN出力と補償出力
    とにそれぞれ分離するラインイメージセンサと、 前記ラインイメージセンサによって分離された各出力を
    それぞれ入力して差動増幅することにより信号成分を取
    り出す差動増幅器と、 前記差動増幅器により取り出された出力信号を合成する
    第1のスイッチと、 前記第1のスイッチにより合成された出力信号を増幅
    し、インピーダンス変換を行なう演算増幅器と、 前記演算増幅器の帰還抵抗の値を段階的に可変する第2
    のスイッチと、 副走査方向の1ラインの読み取りに同期して前記光源の
    発光デューティを1ラインの読取周期より短くする点灯
    制御手段と、 を備え、 前記第2のスイッチにより、少なくとも温度や経時変化
    による光源光量変化に応じて前記演算増幅器の帰還抵抗
    の値を変化させることを特徴とする画像読取装置。
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