JP3112799B2 - 読取り装置 - Google Patents
読取り装置Info
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- H04N1/40—Picture signal circuits
Description
にCCDセンサを用いた高精細モードと高速モードとを
有する読取り装置に関する。
に入力するための手段として、またはデジタル複写機や
ファクシミリの入力手段として、CCDセンサを用いた
読取り装置が広く用いられている。
ンサを図5を用いて説明する。
ナログシフトレジスタがバッファを介して最終的に一列
に合成され、CCDoutとして出力されている。S1,S
2、・・・、SNは受光部、OSR1、OSR2、・・・、
OSRN/2は奇数側の受光部(奇数列に配置された受光
部)のアナログ出力をシフトアウトするための奇数側シ
フトレジスタ、ESR1、ESR2、・・・、ESRN/2
は偶数側の受光部(偶数列に配置された受光部)のアナ
ログ出力をシフトアウトするための偶数側シフトレジス
タである。また、SHはシフトレジスタのシフト動作を
開始するためのスタートパルス、φ1、φ2は転送パル
ス、φRはリセットパルスを示している。
線状の蛍光灯33とCCDセンサ37との位置関係を説
明する。
れている。図ではガラステーブル32と原稿31との間
が離れているが、実際には密着されている。長さ方向が
紙面に垂直な状態に配置された蛍光灯33から出射した
光によりガラステーブル32を透過して原稿31が照射
される。原稿で反射された光は再度ガラステーブルを透
過してミラー35で反射される。ミラー35で反射され
た光はレンズ36で集光され、CCDセンサ37の受光
面に照射される。34はミラー35、レンズ36、及び
CCDセンサ37を含む光学ユニットである。38はパ
ルスモータ、39はキャビネットである。
受光した光を電気信号に変換するCCDセンサ40を有
しており、CCDセンサ40はコンデンサCを介してバ
ッファ41の入力に接続されている。バッファ41の入
力には5V電源がアナログスイッチを介して接続されて
いる。バッファ41の出力はADコンバータ42の入力
に接続されている。ADコンバータ42の出力D0〜D7
は制御回路43に接続されている。制御回路43の出力
FLONは点灯装置48の入力に接統されている。点灯
装置48の出力は蛍光灯33の入力に接続されている。
FLONが「1」になれば、蛍光灯33は点灯される。
制御回路43の出力TSTEPとFOWARDはパルスモー
タ駆動回路46の入力に接続されている。パルスモータ
駆動回路46の出力はパルスモータ38の入力に接続さ
れている。FOWARDが「1」の時に1回のTSTEPパ
ルスを受けると、パルスモータ駆動回路46により図3
の光学ユニット34及び蛍光灯33が1ステップ分前進
するようにパルスモータが回転される。同様にして、F
OWARDが「0」の時にTSTEPパルスを受けると、光
学ユニット34及び蛍光灯33が後退するようにパルス
モータが回転される。
るクロック発生回路45とを備えている。発振器44に
より基本クロックt0 が発振される。クロック発生回路
45により基本クロックt0を分周して各種制御パルス
SH、φ1、φ2、φR、TCLAMPが発生される。制御パル
スSH、φ1、φ2、φRはCCDセンサ40に供給さ
れ、制御パルスTCLAMP はアナログスイッチに供給され
る。
1、φ2、φR 及びCCD出力であるCCDout、又それ
のクランプ用信号TCLAMP及びADコンバーター42へ
の入力信号になるADINのタイミングを示す。
の働きについて述べる。
っておらず、図2に示すように、例えば4Vを基準にマ
イナス方向へ出力される。これはCCDセンサにより
3.5Vまたは4.5Vとばらつく。ところが、ADコ
ンバーターは5V以下のアナログ電位をデジタル化する
ことになっているので、コンデンサCとアナログスイッ
チにより5V以下に出力されるようにDCレベルをシフ
トする必要がある。従ってコンデンサCには常に1Vチ
ヤージされていることになる。
があり、通常増幅されて使われるのが普通であるので、
その増幅器でのノイズがランダムにCCDOUTにのって
くる。例えは通常CCDout のDCレベルは4Vである
が、これが前述のランダムノイズにより3.8Vになっ
たとする。この時、Cにはすみやかに1.2Vチャージ
されなければならない。つまり通常の1Vより0.2多
い1.2Vへすみやかにチャージされなけれはならな
い。従って、クランプ時間t=300nsecとし、ア
ナログスイッチのオン抵抗Rを50Ωとすると、容量C
は、 C×R << t C≦300nsec/50Ω=6000pF となる。従来のスキャナにおいては、1000pF以下
が選定されている。このようにCCD信号の出力1つ1
つのDCレベルを確実にクランプすることにより読取り
装置としてランダムノイズの少ないイメージを得られ
る。
速・高精細にデジタル変換する1個のAD変換器を備え
る3次元集積回路が開示されている。
ら図5までを用いて説明した読取り装置では、CCD信
号の出力1つ1つのDCレベルを確実にクランプするこ
とにより読取り装置としてランダムのノイズの少ないイ
メージが得られるが、クランプ信号TCLAMP の前後にも
CCDout の安定期間が更に必要となり、動作速度が遅
くなる。また、特開平5−48460号公報に開示され
ている3次元集積回路では回路が複雑になり、通常のA
D変換のスピードより遅くなる。
願人は、奇数列に配置された受光部の出力と偶数列に配
置された受光部の出力とを個別に出力するCCDセンサ
と、前記奇数列出力及び偶数列出力の一方に対応する第
1のADコンバータと、前記奇数列出力及び偶数列出力
の他方に対応する第2のADコンバータと、高精細モー
ド選択時に、前記奇数列出力及び偶数列出力の前記他方
を第1のADコンバータに供給する手段とを具備する読
取り装置を提案している。
置では、装置が複雑化してしまうと共に、高精細モード
での品位は従来と変わらない。
めになされたもので、必要に応じて高精細モード又は高
速モードのいずれかを選択でき、しかも高速モード時に
はより高速に、かつ/または高精細モード時にはより高
品位に読取りが可能な読取り装置を提供することを目的
とする。
目的は、高精細モードと高速モードとを有する読取り装
置であって、受光した光を電気信号に変換するCCDセ
ンサと、該CCDセンサの出力をAD変換する第1のA
Dコンバータと、前記CCDセンサの出力を前記第1の
ADコンバータより少ないビット数でAD変換する第2
のADコンバータと、前記第1のADコンバータまたは
前記第2のADコンバータのいずれかの出力を選択する
手段とを備え、高精細モードの場合には前記第1のAD
コンバータを使用し、高速モードの場合には前記第2の
ADコンバータを使用し、前記第1のADコンバータ
が、前記第2のADコンバータより長い読取り周期でA
D変換することを特徴とする請求項1に記載の読取り装
置によって達成される。
ードと高速モードとを有する読取り装置であって、受光
した光を電気信号に変換するCCDセンサと、該CCD
センサの出力をAD変換する第1のADコンバータと、
前記CCDセンサの出力を前記第1のADコンバータよ
り少ないビット数でAD変換する第2のADコンバータ
と、前記第1のADコンバータまたは前記第2のADコ
ンバータのいずれかの出力を選択する手段とを備え、前
記第1及び第2のADコンバータは、それぞれ読取り周
期中の所定の期間内にCCDセンサの出力をAD変換す
るよう構成されており、高精細モードの場合には前記第
1のADコンバータを使用し、高速モードの場合には前
記第2のADコンバータを使用し、高速モードにおける
CCDセンサの出力信号のレベルを安定化する期間を確
保するために、前記第2のADコンバータにおける読取
り周期におけるリセットパルスの位置が、前記第1のA
Dコンバータにおける読取り周期におけるリセットパル
スの位置より前方に配置されることを特徴とする請求項
2に記載の読取り装置によって達成される。
細モードの場合は、CCDセンサにより原稿から反射さ
れた光が受光されて電気信号に変換され、CCDセンサ
の出力が第1のADコンバータにより高精細にAD変換
される。また、高速モードの場合は、CCDセンサによ
り原稿から反射された光が受光されて電気信号に変換さ
れ、CCDセンサの出力が第2のADコンバータにより
第1のADコンバータより少ないビット数でAD変換さ
れることにより、高精細モード時には高品位に、高速モ
ード時には高速に読取ることが可能となる。ここで、第
1のADコンバータによりCCDセンサの出力は第2の
ADコンバータより長い読取り周期でAD変換されるこ
とにより、高精細モード時にはより高品位に読取ること
が可能となる。
高精細モードの場合は、CCDセンサにより原稿から反
射された光が受光されて電気信号に変換され、CCDセ
ンサの出力が第1のADコンバータにより高精細にAD
変換される。また、高速モードの場合は、CCDセンサ
により原稿から反射された光が受光されて電気信号に変
換され、CCDセンサの出力が第2のADコンバータに
より第1のADコンバータより少ないビット数でAD変
換されることにより、高精細モード時には高品位に、高
速モード時には高速に読取ることが可能となる。ここ
で、高速モードにおけるCCDセンサの出力信号のレベ
ルを安定化する期間を確保するために、第2のADコン
バータにおけるCCDセンサの読取り周期におけるリセ
ットパルスの位置が、第1のADコンバータにおけるC
CDセンサの読取り周期におけるリセットパルスの位置
より前方に配置されることにより、CCDセンサの出力
信号の直流レベルを安定させるための期間が確保され、
高速時にもCCDセンサの出力信号を十分安定化し得
る。
詳細に説明する。
に、原稿に光を照射する蛍光灯33と、各部を制御する
制御回路52と、原稿により反射された光を受光して電
気信号に変換するCCDセンサ40とを有している。蛍
光灯33は、点灯を制御する点灯装置47を介して制御
回路52に接続されている。制御回路52の出力FLO
Nは点灯装置47の入力に接続されている。点灯装置4
7の出力は蛍光灯33の入力に接続されている。FLO
Nが「1」になれば、蛍光灯33は点灯される。また、
CCDセンサ40には、コンデンサCを介してバッファ
41の入力が接続されており、バッファ41の入力には
5V電源がアナログスイッチを介して接続されている。
なお、バッファ41の出力ADINはクランプ用信号T
CLAMP により通常CCD信号の黒レベルが約4V(CC
Dにより3〜5Vに変動する)であるので正確に5Vに
調整されている。バッファ41の出力には、12bit
の高精細モード用の第1のADコンバータ51及び8b
itの高速モード用の第2のADコンバータ42が並列
に接続されており、第1のADコンバータ51及び第2
のADコンバータ42には、リセットパルスφR が入力
される。また、第1のADコンバータ51及び第2のA
Dコンバータ42の出力には、第1のADコンバータ5
1または第2のADコンバータ42の出力を選択して制
御回路52に送出するデータセレクタ53が接続されて
いる。
8を駆動制御するパルスモータ駆動回路46が接続され
ており、制御回路52の出力TSTEPとFOWARDがパ
ルスモータ駆動回路46に入力される。FOWARDが
「1」の時に1回のTSTEPパルスを受けると、パルスモ
ータ駆動回路46により光学ユニット及び蛍光灯33が
1ステップ分前進するようにパルスモータが回転され
る。同様にして、FOWARDが「0」の時にTSTEPパ
ルスを受けると、光学ユニット34及び蛍光灯33が後
退するようにパルスモータが回転される。
するクロック発生回路45とを備えている。発振器44
により基本クロックt0 が発振される。クロック発生回
路45により基本クロックt0が分周されて各種制御パ
ルスSH、φ1、φ2、φR、TCLAMPが発生される。制御
パルスSH、φ1、φ2、φRはCCDセンサ40に供給
され、制御パルスTCLAMP はアナログスイッチに供給さ
れる。
のADコンバータ42はその入力ADINが5V以下の
部分を12bitまたは8bitにAD変換する。つま
り、8bitのAD変換の時は、D0,D1,・・・・,
D7はそれぞれ、 ADINが5Vの時 0,0,・・・・,0 ADINが3Vの時 1,1,・・・・,1 であり、12bitのAD変換の時は、D0,D1,・・
・・,D11はそれぞれ、 ADINが5Vの時 0,0,・・・・,0 ADINが1Vの時 1,1,・・・・,1 である。
のADコンバータ42はADクロックとしてφR の立ち
上がりを用いている。すなわち、ADINのφR の立ち
上がりの瞬間のレベルがAD変換される。
またはB入力が選択される。例えば、制御回路52より
SEL端子へ送られるFINE信号が「1」のときはA
入力が選択され、FINE信号が「0」のときはB入力
が選択される。ただし、B入力の下位4bitは強制的
にGNDされており、ADコンバータ42の8bitの
出力は12bitに変換され、データセレクタ53の1
2bit入力の上位8bitにADコンバータ42の出
力が接続されている。
発生回路45は、図6に示すように、発振器44から送
られる80MHzの基準クロックを分周する4bitバ
イナリカウンタ602を有しており、4bitバイナリ
カウンタ602には、データセレクタ603が接続され
ている。このデータセレクタ603はFINE信号が
「1」のときは、その出力Y’=T=Q’B であり、そ
の周期は20MHzであり、FINE信号が「0」のと
きは、Y’=T=Q’A であり、その周期は40MHz
である。そして、データセレクタ603には、データセ
レクタ603からの出力Tを分周する4bitバイナリ
カウンタ604が接続されており、4bitバイナリカ
ウンタ604にはデコーダ605が接続されている。更
に、デコーダ605には、データセレクタ606が接続
されている。データセレクタ606は、FINE信号が
「1」のときは、Y2=φR =T4であり、FINE信号
が「0」のときは、Y2=φR =T2である。
は、その出力T7を反転するインバータ611が接続さ
れており、インバータ611には、インバータ611の
出力を1/Kに分周する分周器607が接続されてい
る。分周器607はインバータの611の出力の立ち上
がりを4096カウントすると、その立ち上がりよりT
R が上がりはじめ、そのTR を反転した値で自分自身リ
セットされるまでTR は5Vを維持する。すなわち、こ
の分周器607は1/4096の分周器である。なお、
CCDセンサ40の素子数Nは4095以下である。
は、セット、リセット可能なDフリップフロップ608
が接続されており、Dフリップフロップ608からは制
御パルスφ1、φ2が出力されるように構成されている。
デコーダ605の出力端子Y3には、セット、リセット
可能なDフリップフロップ609が接続されており、D
フリップフロップ609からはスタートパルスSHが出
力されるように構成されている。Dフリップフロップ6
09は、デコーダ605の出力端子Y5 を反転するイン
バータ612の出力によってリセットされるように構成
されている。
及び図8のタイミングチャートに沿って説明する。本実
施例では、動作モードが2つあり、まず高精細モードの
時の動作を説明する。
となる。発振器44により基本クロックt0が発振さ
れ、4bitバイナリカウンタ602により基本クロッ
クt0が分周されて、その出力はデータセレクタ603
に送られる。このデータセレクタ603により出力Y’
=T=Q’B が、図8(a)に示すように、周期20M
Hzで出力される。そして、4bitバイナリカウンタ
604によりデータセレクタ603からの出力Tが分周
され、4bitバイナリカウンタ604の出力はデコー
ダ605に出力される。更に、デコーダ605によりバ
イナリカウンタ604の出力が復調されて出力T0〜T7
が出力される。それから、デコーダ605の出力T0 は
Dフリップフロップ608のT入力に入力され、図7
(a)及び図8(a)に示すように、Dフリップフロッ
プ608から転送パルスφ1、φ2が出力される。
T2、T4が、データセレクタ606に入力され、FIN
E信号が「1」のときは、Y2=φR =T4であり、デー
タセレクタ606からはリセットパルスφR が出力され
る。一方、デコーダ604の出力T3 は、Dフリップフ
ロップ609のT入力に入力され、かつデコーダ604
の出力T5 は、インバータ612に反転されてDフリッ
プフロップ609のD入力に入力され、Dフリップフロ
ップ609のQ出力からは、図8(a)に示すように、
クロックSHが出力される。また、デコーダ604の出
力T6 は、図7(a)及び図8(a)に示すように、T
CLAMP として出力される。更に、デコーダ605の出力
T7 はインバータ611により反転されて分周器607
に送られる。分周器607によりインバータの611の
出力の立ち上がりが4096カウントされると、図8
(a)に示すように、その立ち上がりよりTR が上がり
はじめ、そのTR を反転した値で自分自身リセットされ
るまでTR は5Vを維持する。
7(a)に示すように、コンデンサCとアナログスイッ
チにより5Vにクランプされる。クランプされた信号は
バッファ41により増幅され、図7(a)に示すよう
に、ADIN信号として出力される。ADIN信号は、
ADコンバータ51、42によりデジタル信号に変換さ
れる。更に、ADコンバータ51より出力されるデジタ
ル信号 D0,D1,・・・・,D11 はデータセレクタ5
3の12bitのA入力に入力され、ADコンバータ4
2から出力されるデジタル信号D0,D1,・・・・,D
7 はデータセレクタ53の12bitのB入力に入力さ
れる。そして、データセレクタ53によりFINE信号
「1」に基づきA入力が選択されて制御回路52へ出力
される。
にすると、図7(b)の点線で示すφR、CCDoutとな
り、CCDout でのCCD黒レベルを安定化できない。
従って、φR の位置を実線で示すように、前に配置して
安定期間を確保している。
なる。CCDセンサ40の出力CCDout は、図7
(b)に示すように、コンデンサCとアナログスイッチ
により5Vにクランプされる。クランプされた信号はバ
ッファ41により増幅され、図7(b)に示すように、
ADIN信号として出力される。ADIN信号は、AD
コンバータ51、42によりデジタル信号に変換され
る。更に、ADコンバータ51より出力されるデジタル
信号D0,D1,・・・・,D11はデータセレクタ53の
12bitのA入力に入力され、ADコンバータ42か
ら出力されるデジタル信号D0,D1,・・・・,D7 は
データセレクタ53の12bitのB入力に入力され
る。そして、データセレクタ53によりFINE信号
「0」に基づきB入力が選択されて制御回路52へ出力
される。
かなように、AD変換されるタイミングは、図7(a)
の高精細モードの時は、ADIN信号が落ちついたとき
であり、図7(b)の高速モードの時はまだ不安定であ
るが、12ビットに比べると低精度な8ビットであるの
で問題なくAD変換できる。読取り装置は、すべて黒レ
ベルが基準となるので、この黒レベルを正確に出すこと
が重要である。
Dout も原稿が暗いときは、CCDout の黒レベルにも
φR が加えられた後も早く安定レベルに達するが、原稿
が明るいときは安定するのに時間がかかる。これは、C
CD内部の出力バッファの応答スピードが理想的なもの
と比べると早くないからである。従って、原稿の暗い部
分より明るい部分まで黒レベルの安定したタイミングに
TCLAMP を加えるためには、図7(b)に実線で示すリ
セットパルスφR を用いなければならない。
出力を選択する手段がADコンバータを切り替えること
により、1台のスキャナーで種々の画像に対応する解像
度を得ることができる。また、高精細モードにおいて、
より高精度の読取り処理を行うことが可能となる。
力を選択する手段がADコンバータを切り替えることに
より、1台のスキャナーで種々の画像に対応する解像度
を得ることができる。また、高速モードにおいて、画像
処理が高速に処理可能となると共に、黒レベルが安定し
た状態で得られることにより、安定した出力画像を得る
ことができる。
ック図である。
る。
る。
ロック図である。
を示す回路図である。
ャートである。
ャートである。
を示すタイミングチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 高精細モードと高速モードとを有する読
取り装置であって、受光した光を電気信号に変換するC
CDセンサと、該CCDセンサの出力をAD変換する第
1のADコンバータと、前記CCDセンサの出力を前記
第1のADコンバータより少ないビット数でAD変換す
る第2のADコンバータと、前記第1のADコンバータ
または前記第2のADコンバータのいずれかの出力を選
択する手段とを備える読取り装置であり、高精細モードの場合には前記第1のADコンバータを使
用し、高速モードの場合には前記第2のADコンバータ
を使用し、 前記第1のADコンバータが、前記第2のA
Dコンバータより長い読取り周期でAD変換することを
特徴とする読取り装置。 - 【請求項2】 高精細モードと高速モードとを有する読
取り装置であって、受光した光を電気信号に変換するC
CDセンサと、該CCDセンサの出力をAD変換する第
1のADコンバータと、前記CCDセンサの出力を前記
第1のADコンバータより少ないビット数でAD変換す
る第2のADコンバータと、前記第1のADコンバータ
または前記第2のADコンバータのいずれかの出力を選
択する手段とを備える読取り装置であり、高精細モードの場合には前記第1のADコンバータを使
用し、高速モードの場合には前記第2のADコンバータ
を使用し、高速モードにおける CCDセンサの出力信号
のレベルを安定化する期間を確保するために、前記第2
のADコンバータにおける読取り周期におけるリセット
パルスの位置が、前記第1のADコンバータにおける読
取り周期におけるリセットパルスの位置より前方に配置
されることを特徴とする読取り装置。
Priority Applications (6)
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