JP3102252B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

画像読取り装置

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JP3102252B2
JP3102252B2 JP06037577A JP3757794A JP3102252B2 JP 3102252 B2 JP3102252 B2 JP 3102252B2 JP 06037577 A JP06037577 A JP 06037577A JP 3757794 A JP3757794 A JP 3757794A JP 3102252 B2 JP3102252 B2 JP 3102252B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサ等に用
いられる画像読取り装置に係り、詳細には、イメージセ
ンサの駆動回路において2値の読み出し信号のしきい値
電圧を自動発生可能な画像読取り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】イメージセンサは、高速性、信頼性、経
済性に優れ、光電変換材料と走査回路構成の組み合わせ
により各種方式が開発されている。このうち、ファクシ
ミリやその他の光学機器の固体撮像デバイスとして密着
型イメージセンサが実用化されている。
【0003】図2は従来の一次元密着型センサとその駆
動回路を示す図である。
【0004】図2において、密着型センサの駆動回路
は、密着センサアレイ1、バッファアンプ2、アナログ
スイッチ3、シフトレジスタ4から構成される。
【0005】密着センサアレイ1は、複数のフォトダイ
オード1A〜1Nを並べたフォトダイオードアレイから
なり、像を検出する受光部を構成する。また、フォトダ
イオード1A〜1Nには電源電圧VBBが供給される。
【0006】バッファアンプ2は、フォトダイオード1
A〜1Nで検出された一次元の像を増幅してアナログス
イッチ3を介してセンサ出力5として出力する。
【0007】アナログスイッチ3は、シフトレジスタ4
からの出力に従ってオン/オフし、フォトダイオード1
A〜1Nで検出された一次元の像を順次直列に出力する
ように切り換える。
【0008】シフトレジスタ4は、アナログスイッチ3
を順次オンさせる信号を発生し、アナログスイッチ3を
順次オンしてフォトダイオード1A〜1Nで検出された
一次元の像を直列に出力させる。
【0009】上記構成において、密着型センサの駆動回
路は、一次元の像をフォトダイオード1A〜1Nで検出
し、その出力をアナログスイッチ3を介してセンサ出力
5として直列に出力する。
【0010】なお、この方式で二次元の画素を検出する
には、密着センサアレイ1と垂直方向に像を移動させる
ことによって行なう。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の密着型センサの駆動回路にあっては、しきい
値が一定のフォトダイオードによって像を受光していた
ため、読取り装置自体に所定の発光手段を持っているも
のでないと光量の変動に対応しきれないという問題があ
った。
【0012】すなわち、LED等の発光素子を用いて常
に光量を一定に保つようにしてセンサアレイの2値の出
力電圧レベルに十分なマージンを確保できればよいもの
の、光量が一定しない外部光(例えば、太陽光や蛍光
灯)を用いた場合には、上記マージンが小さくなり誤っ
た出力となってしまうという問題点があった。
【0013】そこで本発明は、複雑な信号処理を行なう
なく、マージンの小さくなった2値の出力電圧を正しく
読み出すことができる画像読取り装置を提供することを
目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記目的達成のため、読み取り原稿に密着して該読み取
り原稿からの光を検出する光検出手段と、出力手段によ
り出力された少なくも2つの画素データの値が一致して
いることを判別する判別手段と、前記判別手段の出力に
より所定数以上の画素データの値が一致していることが
判別されると、基準電圧の電圧レベルを変える基準電圧
発生手段と、前記基準電圧発生手段により発生した基準
電圧に基づいて前記光検出手段により検出された光検出
信号を2値化して画素データとして出力する出力手段と
を備えている。
【0015】前記光検出手段は、例えば請求項2に記載
されているように、複数のフォトセルを並べたセンサア
レイから構成されるものであってもよい。
【0016】前記判別手段は、例えば請求項3に記載さ
れているように、第1のフォトセルから読み込んだ画素
データの値を、該第1のフォトセル以外のフォトセルか
ら読み込んだ画素データの値と順次比較し、これら画素
データの値が一致していることを判別するようにしても
よい。
【0017】前記基準電圧発生手段は、例えば請求項4
に記載されているように、前記判別手段の出力により所
定数以上の画素データの値が一致していることが判別さ
れると、基準電圧の電圧レベルを変えて供給し、所定数
以上の画素データの値が一致していないときは現時点の
電圧レベルの基準電圧を供給するようにしてもよい。
【0018】前記出力手段は、例えば請求項5に記載さ
れているように、前記光検出手段により検出された光検
出信号と前記基準電圧発生手段により発生した基準電圧
とを比較して2値化するコンパレータから構成されるも
のであってもよい。
【0019】
【作用】請求項1、2、3、4及び5の発明では、光検
出手段により検出された読み取り原稿からの光検出信号
は、出力手段に入力され、出力手段は供給された基準電
圧に基づいて検出された光検出信号を2値化して画素デ
ータとして出力する。
【0020】また、このとき出力手段から出力された画
素データは、判別手段に入力され、出力手段によって、
出力された画素データの少なくも2つの画素データの値
が一致しているか否かが判別される。この場合、第1の
フォトセルから読み込んだ画素データの値を、第1のフ
ォトセル以外のフォトセルから読み込んだ画素データの
値と順次比較して、画素データの値の一致を判別しても
よい。
【0021】そして、判別手段の出力により所定数以上
の画素データの値が一致していることが判別されると、
基準電圧発生手段によって基準電圧の電圧レベルが変え
て出力手段に供給され、画素データの値が一致していな
いときは現時点の電圧レベルの基準電圧が出力手段に供
給される。
【0022】出力手段では、基準電圧発生手段から供給
された基準電圧に基づいて光検出手段により検出された
光検出信号が2値化され画素データとして出力される。
【0023】したがって、センサ出力の読み出しのしき
い値電圧を自動的に変えることができ、複雑な信号処理
を行なうなく、入射光の強弱によらず正しいデータを読
み出すことができるようになる。
【0024】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0025】図1は、本発明に係る画像読取り装置の一
実施例を示す図であり、本実施例は、フォトダイオード
アレイを用いたイメージセンサを有する画像読取り装置
に適用した例である。
【0026】図1は、本発明の画像読取り装置を適用し
た密着型センサの駆動回路の回路図であり、図2に示し
た密着型センサの駆動回路と同一構成部には同一符号を
付している。
【0027】図1において、密着型センサの駆動回路
は、密着センサアレイ1、コンパレータ11、アナログ
スイッチ3,12、シフトレジスタ4、フリップフロッ
プ1(FF1)13、フリップフロップ2(FF2)1
4、EX−NORゲート15、ANDゲート16、カウ
ントアップ回路17、基準電圧発生回路18から構成さ
れる。
【0028】密着センサアレイ1は、複数のフォトダイ
オード1A〜1N(フォトセル)を並べたフォトダイオ
ードアレイからなり、像を検出する受光部を構成する。
また、フォトダイオード1A〜1Nには電源電圧VBBが
供給される。
【0029】コンパレータ11は、フォトダイオード1
A〜1Nからの出力を入力する反転入力端子と、基準電
圧発生回路18からの基準電圧を入力する非反転入力端
子を備え、フォトダイオード1A〜1Nからの出力を基
準電圧と比較して2値に分けて出力するものである。ま
た、コンパレータ11は、フォトダイオード1A〜1N
で検出された一次元の像を増幅してアナログスイッチ3
を介してセンサ出力5として出力する。
【0030】アナログスイッチ3は、シフトレジスタ4
からの出力に従ってオンし、フォトダイオード1A〜1
Nで検出された一次元の像を順次直列に出力するように
切り換える。
【0031】シフトレジスタ4は、アナログスイッチ3
を順次オンさせる信号を発生し、アナログスイッチ3を
順次オンしてフォトダイオード1A〜1Nで検出された
一次元の像を直列に出力させる。
【0032】アナログスイッチ12は、オン時にはフォ
トダイオード1A〜1Nで検出された画素データのフリ
ップフロップ1(FF1)13への出力状態を切り換え
るスイッチである。
【0033】フリップフロップ1(FF1)13は、フ
ォトダイオード1A〜1Nで検出された最初の1画素の
データを一時的にラッチするものである。
【0034】フリップフロップ2(FF2)14は、フ
ォトダイオード1B〜1Nで検出された残りの画素のデ
ータを一時的にラッチするものである。
【0035】EX−NORゲート15は、フリップフロ
ップ1(FF1)13に記憶された画素データとフリッ
プフロップ2(FF2)14に記憶された画素データの
EX−NOR論理をとるものである。
【0036】このEX−NORゲート15は、一致回路
を構成し、最初の1画素のデータと残りの画素のデータ
が一致しているときはHレベルを出力する。ANDゲー
ト16は、EX−NORゲート15出力とカウントクロ
ックCKとのAND論理をとるものであり、EX−NO
Rゲート15出力がHレベルのときのみカウントクロッ
クCKをカウントアップ回路17に出力するものであ
る。
【0037】カウントアップ回路17は、ANDゲート
16出力を計数し、所定数以上の画素データが一致した
場合にその結果を基準電圧発生回路18に出力するもの
である。
【0038】基準電圧発生回路18は、所定の基準電圧
を発生してコンパレータ11に出力するとともに、所定
数以上の画素データが一致した場合のみ基準電圧を変え
てコンパレータ11に出力する。
【0039】次に、本実施例の動作を説明する。
【0040】フォトダイオード1A〜1Nを並べた密着
センサアレイ1の出力は、コンパレータ11の反転入力
端子に出力され、コンパレータ11は、この密着センサ
アレイ1の出力を非反転入力端子に入力された基準電圧
発生回路18からの基準電圧と比較し、密着センサアレ
イ1の出力が基準電圧より高ければHレベルの信号を、
また密着センサアレイ1の出力が基準電圧より低ければ
Lレベルの信号をそれぞれ出力する。
【0041】コンパレータ11からの出力は、シフトレ
ジスタ4からの出力に従ってオン/オフされるアナログ
スイッチ3によりセンサ出力5として順次出力される。
【0042】ここで、コンパレータ11の基準電圧の生
成方法について説明する。
【0043】まず、アナログスイッチ12をオンするこ
とによってセンサ出力5の最初の1画素のデータをフリ
ップフロップ1(FF1)13に取り込んでラッチす
る。
【0044】次に、アナログスイッチ12をオフするこ
とによってフリップフロップ1(FF1)13最初の1
画素のデータをラッチしておくとともに、フリップフロ
ップ2(FF2)14に残りの画素のデータをフリップ
フロップ1(FF1)13に次々に取り込む。
【0045】フリップフロップ1(FF1)13に取り
込まれた最初の1画素のデータ出力とフリップフロップ
2(FF2)14に取り込まれた画素のデータは、EX
−NORゲート15に出力され、EX−NORゲート1
5は、フリップフロップ1(FF1)13に記憶された
最初の1画素のデータとフリップフロップ2(FF2)
14に記憶された画素データのEX−NOR論理をと
る。
【0046】このEX−NORゲート15は、一致回路
であるから、もし最初の1画素のデータと残りの画素の
データが同じであればその出力はHレベルになったまま
である。
【0047】すなわち、センサ出力5は、すべて同一出
力値となり、コンパレータ11に供給される基準電圧を
変える必要がある。ここでは、最初は最も高い電圧レベ
ルとなるよう設定しておき、順次電圧レベルを下げてい
くこととする。
【0048】上記一致回路を構成するEX−NORゲー
ト15の出力はANDゲート16に入力され、ANDゲ
ート16は、EX−NORゲート15の出力とカウント
クロックCKのAND論理をとりカウントアップ回路1
7に印加する。すなわち、EX−NORゲート15の出
力がHレベルのときにカウントクロックCKがカウント
アップ回路17に印加される。
【0049】カウントアップ回路17は、ANDゲート
16からの出力によりカウントアップし、その出力を基
準電圧発生回路18に入力する。
【0050】基準電圧発生回路18では、最初の基準電
圧より下げた電圧を発生し、コンパレータ11に入力す
る。
【0051】コンパレータ11は、密着センサアレイ1
の出力と基準電圧発生回路18からの基準電圧とを比較
し、密着センサアレイ1の出力が基準電圧より高ければ
Hレベルの信号を、また密着センサアレイ1の出力が基
準電圧より低ければLレベルの信号をそれぞれ出力す
る。
【0052】以上の動作を最初に読み出した画素のデー
タと残りの画素のデータのうち1つでも異なる値になる
まで繰り返し、コンパレータ11に供給する基準電圧を
求める。この間のセンサ出力5は無効とし、基準電圧が
求まった後有効出力とする。
【0053】上記密着型センサの駆動回路の具体的な動
作についてさらに詳しく説明する。密着センサアレイ1
は、読み取り原稿を検出しており、少なくとも1つのフ
ォトセルは他のフォトセルとは異なる明るさの表示に対
応しているものとする。
【0054】先ず、フリップフロップ1(FF1)13
に最初の1画素のデータとなるフォトセル1Aのデータ
白(黒)を取り込む。
【0055】次いで、フリップフロップ2(FF2)1
4に残りの画素のデータとなるフォトセル1B〜1Nの
データ白(黒)を取り込む。
【0056】EX−NORゲート15では、フリップフ
ロップ1(FF1)13とフリップフロップ2(FF
2)14に取り込まれたフォトセル1Aのデータとフォ
トセル1B〜1NのデータのEX−NORをとり、フォ
トセルAのデータとフォトセルB〜Nのデータがすべて
一致したときはデータの白と黒が識別できていないと判
断して、カウントアップ回路17出力により基準電圧発
生回路18から出力される基準電圧を下げる。
【0057】この動作を繰り返していくとどこかで必ず
白黒が判別できるようになり、このときの基準電圧が固
定される。
【0058】すなわち、例えば電源電圧が低く照明が暗
いとすると、白黒が判別できていないはずであるからフ
ォトセル1Aのデータとフォトセル1B〜1Nのデータ
がすべて一致するはずである。
【0059】フォトセル1Aのデータとフォトセル1B
〜1Nのデータが一致しているときは、カウントアップ
回路17出力により基準電圧発生回路18から出力され
る基準電圧が変えられるので、例えば基準電圧が変えら
れることにより照明が徐々に明るくなるように変化する
と何れかの時点で白黒が判別できる状態になる。
【0060】白黒が判別できる状態になると、フォトセ
ルAのデータとフォトセルB〜Nのデータがどこかで必
ず不一致になるようになる。
【0061】データの不一致が検出された瞬間に、カウ
ントアップ回路17によるカウントを停止して基準電圧
発生回路18から出力される基準電圧を固定する。
【0062】そして、この状態になったときの基準電圧
をもとに読み出された画素データをセンサ出力として取
り出すようにする。
【0063】また、光源の明るさによる補正と同時に読
み取り原稿の白黒の明度差も補正される。
【0064】以上説明したように、本実施例の密着型セ
ンサの駆動回路は、密着センサアレイ1と、密着センサ
アレイ1出力と基準電圧とを比較し、密着センサアレイ
1の出力が基準電圧より高ければHレベルの信号を、ま
た密着センサアレイ1の出力が基準電圧より低ければL
レベルの信号をそれぞれ出力するコンパレータ11と、
アナログスイッチ3,12と、シフトレジスタ4と、最
初の1画素のデータ(フォトセル1Aのデータ)を一時
的にラッチするフリップフロップ1(FF1)13と、
残りの画素のデータ(フォトセル1B〜1Nのデータ)
を一時的にラッチするフリップフロップ2(FF2)1
4と、最初の1画素のデータと残りの画素のデータが一
致しているときはHレベルを出力するEX−NORゲー
ト15と、ANDゲート16と、カウントアップ回路1
7と、所定数以上の画素データが一致した場合のみ基準
電圧を変えて出力する基準電圧発生回路18とを備え、
EX−NORゲート15によって、出力された画素デー
タの少なくも2つの画素データの値が一致しているか否
かを判別し、画素データの値が一致していることを判別
すると、カウントアップ回路17でカウントアップを行
ない、所定数以上のカウント値があると基準電圧発生回
路18によって基準電圧の電圧レベルを変えてコンパレ
ータ11に供給し、画素データの値が一致していないと
きは現時点の電圧レベルの基準電圧をコンパレータ11
に供給するようにしているので、センサ出力の読み出し
のしきい値電圧を自動的に変えることができ、複雑な信
号処理を行なうなく、入射光の強弱によらず正しいデー
タを読み出すことができる。
【0065】なお、画像読取り装置を構成する回路やマ
トリクス、ゲート数、その種類などは前述した実施例に
限られないことは言うまでもない。
【0066】
【発明の効果】請求項1、2、3、4及び5の発明によ
れば、出力手段により出力された少なくも2つの画素デ
ータの値が一致していることを判別する判別手段と、所
定数以上の画素データの値が一致していることが判別さ
れると、基準電圧の電圧レベルを変える基準電圧発生手
段と、基準電圧に基づいて光検出手段により検出された
光検出信号を2値化して画素データとして出力する出力
手段とを備えているので、センサ出力の読み出しのしき
い値電圧を自動的に変えることができ、複雑な信号処理
を行なうなく、入射光の強弱によらず正しいデータを読
み出すことができる。特に、マージンの小さくなった2
値の出力電圧を正しく読み出すことができる画像読取り
装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像読取り装置の一実施例の構成
図である。
【図2】従来の画像読取り装置の構成図である。
【符号の説明】
1 密着センサアレイ 1A〜1N フォトダイオード(フォトセル) 3,12 アナログスイッチ 4 シフトレジスタ 13 フリップフロップ1(FF1) 14 フリップフロップ2(FF2) 15 EX−NORゲート 16 ANDゲート 17 カウントアップ回路 18 基準電圧発生回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/403 G06T 1/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 読み取り原稿に密着して該読み取り原稿
    からの光を検出する光検出手段と、 出力手段により出力された少なくも2つの画素データの
    値が一致していることを判別する判別手段と、 前記判別手段の出力により所定数以上の画素データの値
    が一致していることが判別されると、基準電圧の電圧レ
    ベルを変える基準電圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段により発生した基準電圧に基づい
    て前記光検出手段により検出された光検出信号を2値化
    して画素データとして出力する出力手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取り装置。
  2. 【請求項2】 前記光検出手段は、複数のフォトセルを
    並べたセンサアレイからなることを特徴とする請求項1
    記載の画像読取り装置。
  3. 【請求項3】 前記判別手段は、第1のフォトセルから
    読み込んだ画素データの値を、該第1のフォトセル以外
    のフォトセルから読み込んだ画素データの値と順次比較
    し、これら画素データの値が一致していることを判別す
    るようにしたことを特徴とする請求項1記載の画像読取
    り装置。
  4. 【請求項4】 前記基準電圧発生手段は、前記判別手段
    の出力により所定数以上の画素データの値が一致してい
    ることが判別されると、基準電圧の電圧レベルを変えて
    供給し、所定数以上の画素データの値が一致していない
    ときは現時点の電圧レベルの基準電圧を供給するように
    したことを特徴とする請求項1記載の画像読取り装置。
  5. 【請求項5】 前記出力手段は、前記光検出手段により
    検出された光検出信号と前記基準電圧発生手段により発
    生した基準電圧とを比較して2値化するコンパレータか
    らなることを特徴とする請求項1記載の画像読取り装
    置。
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