JP3362355B2 - イメージセンサの駆動装置 - Google Patents
イメージセンサの駆動装置Info
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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、イメージセンサの駆動
装置に関し、特にイメージセンサ後段の回路の高速動作
を要することなく露光時間を広範囲に変化できるように
する技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】一次元イメージセンサは、該一次元イメ
ージセンサと被写体とを、該一次元イメージセンサの長
手方向と直角方向に相対的に移動させることによって二
次元の画像を読取る装置に使用できる。このような画像
読取り装置において、その露出を制御するためには、
（１）絞りなどの手段によって光量そのものを制御する
方法、（２）露光時間を制御する方法、などが考えられ
ており、従来これら各々の方法、またはこれらの両方を
組合わせた方法で露出を制御する装置が実用化されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 【０００４】ところが、上記方法の内、（１）の絞りな
どによって光量を制御する方法は、その制御手段である
機械的機構が複雑であり、かつ寸法が大きく、画像読取
り装置の小型化を不可能にしかつ装置の価格を押し上げ
るという欠点をもっている。 【０００５】一方、露光時間によって露出を制御する
（２）の方法では、例えば一次元イメージセンサを構成
するＣＣＤ素子の蓄積時間を変えることによって絞りな
どを必要とすることなく露出制御を行なうことができ
る。従って、機械的構造が不要な分だけ装置を低価格に
することができる。しかしながら、制御範囲、すなわち
露光時間の変化範囲、を大きくするために、露光時間を
短くすると一次元イメージセンサに供給する駆動パルス
を高速にする必要があり、水平転送部以後の回路段を高
速にする必要があり装置の価格を上昇させることにな
る。特に、画像信号をデジタル形式で処理する装置にお
いては、Ａ／Ｄコンバータに高速なものを必要とし、高
価格になりやすい。 【０００６】この問題につき図４〜図６を参照してさら
に詳細に説明する。図４は、従来の駆動装置によってＣ
ＣＤ一次元イメージセンサに供給される駆動パルスを示
す。すなわち、同図の（ａ）はその周期Ｔが露光時間を
決めるパルスであり、ＣＣＤ素子の受光部のフォトダイ
オードから転送部のＣＣＤ素子部分へ蓄積された電荷を
移す役目をする。すなわち、周期Ｔの間に被写体像に応
じた電荷が受光部のフォトダイオードに蓄積され、該周
期Ｔの終りに蓄積された電荷がフォトダイオードから転
送部に移される。その後、再び被写体像に応じてフォト
ダイオードへの電荷の蓄積が開始される。 【０００７】次に、図４の（ｂ）および（ｃ）は、転送
部のＣＣＤから外部に順次電荷を読出すための読出しパ
ルスであり、一般的に位相が１８０度異なった２種類の
パルスを必要とする。このパルスは、（ａ）に示される
パルスの１周期Ｔの間に少なくとも使用するイメージセ
ンサのもっている画素数をすべて読出すのに必要なだけ
の数を供給する必要がある。 【０００８】このような従来の駆動装置において、露光
時間を変化させるためには、図５に示されるように、
（ａ）の露光時間を決めるパルスの周期を必要とする露
光時間、例えば２Ｔ、に設定する。そして、図５の
（ｂ）および（ｃ）に示される読出しパルスの数を最低
のパルス数を確保した上で変化させてもよい。 【０００９】あるいは、図６に示されるように、（ａ）
の露光時間を決めるパルスの周期を必要とする露光時
間、例えば２Ｔ、に設定し、（ａ）の１周期に含まれる
読出しパルス（ｂ）、（ｃ）の周波数（周期）を変化さ
せて（ａ）の１周期に含まれるパルスの数を一定に保つ
方法も可能である。なお、図５および図６は前記図４に
対して露光時間を２倍に変化させた場合を示している。 【００１０】図５および図６に示される２つの露光時間
調節方法の内、一般的には、駆動パルスの発生の実現の
容易さから図５の方法を用いることが多い。しかしなが
ら、図５の方法では（ｂ）および（ｃ）に示されるパル
スの周波数は最少の露光時間で決定され、所望の最少露
光時間を短くするに応じて周波数が高くなってしまうた
め、後段の回路をこれに対応してできるだけ高速に設計
する必要がある。逆に、周辺回路の動作速度のなどの性
能に合わせて（ｂ）および（ｃ）の周波数を決めると最
低の露光時間がこれに伴なって決まってしまい、露光時
間を広い範囲で変化させようとすると長時間露光側の露
光時間が長くなりすぎて暗電流を増加させてしまう。ま
た、二次元の画像全体を読取るのに必要な時間の増大を
招くことになる。 【００１１】従って、本発明の目的は、前述の従来例の
装置における問題点に鑑み、イメージセンサの駆動装置
において、後段の回路の高速化を必要とせずかつ比較的
実現の容易な回路によってイメージセンサの露光時間を
広範囲にわたって変化させることができるようにするこ
とにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 【００１３】上記目的を達成するため、本発明によれ
ば、被写体画像に見合った露光時間分だけ前記被写体画
像をイメージセンサにて露光し、前記被写体画像に対応
する電荷を蓄積する露光期間と；該露光期間に引き続い
て読出しパルスによって蓄積した電荷に対応する信号の
読出しを行なう読出し期間と；を有し、前記読出した信
号をＡＤ変換回路でデジタル信号に変換するイメージセ
ンサの駆動装置であって、前記露光期間と読出し期間と
を独立に設けるとともに、前記イメージセンサに対し前
記露光期間に供給される駆動パルスと読出し期間に供給
される読出しパルスとしてそれぞれ異なる周波数のパル
スを供給可能にし、前記露光期間に供給される駆動パル
スの周波数を、前記露光期間内に前記イメージセンサの
有する画素数のすべてを読出すのに必要なだけのパルス
数を供給できるのに見合う速度とする一方、前記読出し
期間における読出しパルスの周波数を、前記ＡＤ変換回
路で処理可能な速度とするとともに、前記露光期間にお
ける前記駆動パルスの周波数よりも低速とすることによ
って、前記露光期間の変化に関係なく前記読出し期間に
て一定速度で前記信号の読出しを行なうことを特徴とす
る。 【００１４】 【００１５】 【作用】上記構成においては、前記露光時間を決定する
第１の期間に被写体画像に対応する電荷が蓄積され、か
つ前記第２の期間に読出しパルスによって蓄積した電荷
に対応する信号の読出しが行なわれる。そして、前記第
１の期間と前記第２の期間が独立に設定されており、前
記イメージせンサに対し前記第１の期間と第２の期間と
で異なる周波数の読出しパルスを供給することが可能で
ある。このため、所望の露光時間に対応して前記第１の
期間が変化しても前記信号の読出しを行なうための第２
の期間はこの変化に伴なって変化する必要はなく、後段
の回路で読出し可能な周波数で読出しパルスを供給する
ことができる。従って、露光時間を広範囲にわたって変
化させることが可能になるとともに、露光時間を短くし
てもそれに伴なって画像信号を読出す周波数を高くする
必要がないため、後段の回路を特に高速化する必要はな
く装置の高価格化を押えることができる。 【００１６】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わるイメージ
センサの駆動装置を含む画像読取り装置の構成を示す。
図１の装置は、一例として一次元イメージセンサを平面
走査させて３５ミリフィルムの画像を読取る装置の場合
の構成を示している。 【００１７】図１の装置は、照明光源としてのランプ１
と、被写体としての３５ミリフィルム２と、ＣＣＤイメ
ージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）３と、駆動パ
ルスジェネレータ４と、信号処理回路５と、ＡＤ変換回
路６と、露出制御回路７と、露光クロック発生回路８
と、読出しクロック発生回路９と、１／２分周器、ＡＮ
Ｄ回路１１，１３、インバータ１２およびＯＲ回路１４
からなるスイッチ回路と、などによって構成される。 【００１８】ＣＣＤ３は、ランプ１によって照明されて
フィルム２を透過した光を受光して画像信号を出力する
ものである。なお、ＣＣＤ３が一次元イメージセンサで
ある場合は、該一次元イメージセンサと３５ミリフィル
ム２とを該一次元イメージセンサの長手方向と直角な方
向に相対的に移動させて二次元の画像を読取るための機
構が設けられている。駆動パルスジェネレータ４は、ク
ロックパルス（ｆ）と露光時間を決めるパルス（ａ）を
入力することにより、ＣＣＤ３から信号を読出すための
前述の１８０度位相が異なる（ｂ）および（ｃ）のパル
スを含め、ＣＣＤ３を駆動するのに必要なすべてのパル
スを発生するものである。ここで、パルス（ｂ）および
パルス（ｃ）は、クロックパルス（ｆ）を分周して１／
２の周波数としたパルスおよびその反転パルスを生成す
ることにより作成される。なお、駆動パルスジェネレー
タ４については専用のＩＣが市販されているためこれを
使用して実現してもよい。また、このようなＩＣを使用
せずとも、汎用のロジックＩＣを組合わせた方法や、Ｒ
ＯＭ（リードオンリメモリ）とカウンタを組合わせて構
成することも可能である。 【００１９】信号処理回路５は、ＣＣＤ３から出力され
る被写体像に対応する画像信号をＡ／Ｄ変換回路６に入
力するのに必要な処理を行なう。露出制御回路７は、Ｃ
ＣＤ３の露光時間の制御や、露光クロック発生回路と読
出しクロック発生回路９の出力の切替えを行なうための
前記スイッチ回路の制御を行なう。 【００２０】次に、図２および図３を参照して図１の装
置の動作を説明する。ＣＣＤ３の走査開始時は、露出制
御回路７が予め任意の値に設定した最短露光時間（Ｔｅ
ｘｐ）と、ＡＤ変換回路６および露出制御回路７の処理
速度で決まる所定の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）とを交互
に繰返すパルス（ａ）を出力する。露光クロック発生回
路８は、この最短露光時間（Ｔｅｘｐ）に対応したクロ
ックパルスを常時発生するが、この場合露出制御回路７
からのパルス（ａ）の高レベルでリセットされて該パル
ス（ａ）と同期が取られ、結局図２の（ｄ）に示される
パルスとなる。また、読出しクロック発生回路９も、前
述の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）に対応したクロックパル
スを常時発生するが、露出制御回路７からのパルス
（ａ）の高レベルで同様にリセットされて該パルス
（ａ）と同期が取られ、結局図２の（ｅ）に示される読
出しクロックを出力する。 【００２１】そして、１／２分周器、ＡＮＤ回路１１，
１３、インバータ１２およびＯＲ回路１４を備えたスイ
ッチ回路は、露出制御回路７からの制御信号によって、
前記露光クロック（ｄ）と読出しクロック（ｅ）とを前
記パルス（ａ）の露光時間（Ｔｅｘｐ）と読出し時間
（Ｔｒｅａｄ）の間にそれぞれ露光クロック（ｄ）と読
出しクロック（ｅ）を交互に出力する。すなわち、１／
２分周器１０がパルス（ａ）を分周して信号（ｇ）を作
成する。また、ＡＮＤ回路１１，１３とインバータ１２
とＯＲ回路１４とが、信号（ｇ）に応答して信号（ｄ）
と（ｅ）とから信号（ｆ）を作成する。図２の（ｆ）は
このようなスイッチ回路から出力されるパルスを示す。 【００２２】駆動パルスジェネレータ４は、このような
複合クロックパルス（ｆ）と前記露光／読出し時間決定
用のパルス（ａ）とを受けて、前述のようにＣＣＤ３を
駆動するのに必要な露光／読出し時間決定用パルス
（ａ）と互いに位相が１８０度異なる読出しパルス
（ｂ）および（ｃ）とを生成してＣＣＤ３に印加する。 【００２３】ＣＣＤ３は、露光／読出し時間決定用パル
ス（ａ）によって示される露光時間（Ｔｅｘｐ）の間被
写体像に対応した電荷の蓄積を行ない、また読出しパル
ス（ｂ）および（ｃ）によってＣＣＤ３の各画素の電荷
に対応する画像信号を順次出力し信号処理回路５に入力
する。 【００２４】信号処理回路５は、ＣＣＤ３から出力され
た画像信号を波形整形しかつ増幅してＡＤ変換回路６の
入力に必要な信号に変える。ＡＤ変換回路６は、信号処
理回路５から入力された画像信号を前記露光／読出し時
間決定用パルス（ａ）の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）中に
出力されたもののみを例えば１２ビットのデジタルデー
タに変換する。あるいは、ＡＤ変換回路６は前記露光時
間（Ｔｅｘｐ）および読出し時間（Ｔｒｅａｄ）両方の
画像信号を取込みＡ／Ｄ変換し、露出制御回路７で露光
時間中のデジタルデータのみ捨てるように構成すること
もできる。このようにして、ＡＤ変換回路６または露出
制御回路７から所望の読出し画像信号が得られる。 【００２５】このような画像読出し動作において、露出
制御回路７は読出されたデジタル画像信号から適正な露
光時間を計算する。例えば、被写体であるフィルム２上
の透過光量の最も多い点の信号レベルがＡＤ変換回路６
の入力レンジの最大値になるようにするなどの方法で露
光時間が決定される。 【００２６】図３は、露出制御回路７によって、適正な
露光時間が前述の最短露光時間の２倍であると計算され
た場合の動作のタイムチャートである。この場合に、露
出制御回路７が出力する露光／読出し時間決定用パルス
（ａ）は、図３の（ａ）に示されるように、この露光時
間（２Ｔｅｘｐ）と前述の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）を
交互に繰返すパルスとなる。従って、この場合はＣＣＤ
３は（２Ｔｅｘｐ）の間露光を行ない、この露光時間
（２Ｔｅｘｐ）に続く読出し時間（Ｔｒｅａｄ）の間に
各画素に蓄積された電荷に対応する画像信号が読出され
る。 【００２７】このように、読出し時間（Ｔｒｅａｄ）は
露光時間とは独立に設定され、露光時間の変化に関係な
く常に一定の速度でＣＣＤ３の読出しが可能となるか
ら、後段の回路の高速化を必要とすることなく広範囲の
露光時間調整が可能な画像読取り装置が実現できる。な
お、露光時間を広い範囲に渡って変化する場合、露光時
間が読出し時間より長くなることも考えられる。この場
合には、露光時間中でも読出しクロックを必要な数だけ
送ることができる。従って、露光時間が読出し時間を超
えるか、あるいは等しくなったことを検出して露光クロ
ックと読出しクロックの切替えを行なわず、常に読出し
クロックをＣＣＤ３に供給する従来の方法（図４、図
５）に切替えることで二次元画像全体を読取る時間をさ
らに短縮することも可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、比較的
簡単な回路構成により、しかも後段の回路の高速化を必
要とすることなく、イメージセンサの露光時間を広範囲
にわたって変化させることが可能になり、高性能かつ低
価格の画像読取り装置が実現できる。
装置に関し、特にイメージセンサ後段の回路の高速動作
を要することなく露光時間を広範囲に変化できるように
する技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】一次元イメージセンサは、該一次元イメ
ージセンサと被写体とを、該一次元イメージセンサの長
手方向と直角方向に相対的に移動させることによって二
次元の画像を読取る装置に使用できる。このような画像
読取り装置において、その露出を制御するためには、
（１）絞りなどの手段によって光量そのものを制御する
方法、（２）露光時間を制御する方法、などが考えられ
ており、従来これら各々の方法、またはこれらの両方を
組合わせた方法で露出を制御する装置が実用化されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】 【０００４】ところが、上記方法の内、（１）の絞りな
どによって光量を制御する方法は、その制御手段である
機械的機構が複雑であり、かつ寸法が大きく、画像読取
り装置の小型化を不可能にしかつ装置の価格を押し上げ
るという欠点をもっている。 【０００５】一方、露光時間によって露出を制御する
（２）の方法では、例えば一次元イメージセンサを構成
するＣＣＤ素子の蓄積時間を変えることによって絞りな
どを必要とすることなく露出制御を行なうことができ
る。従って、機械的構造が不要な分だけ装置を低価格に
することができる。しかしながら、制御範囲、すなわち
露光時間の変化範囲、を大きくするために、露光時間を
短くすると一次元イメージセンサに供給する駆動パルス
を高速にする必要があり、水平転送部以後の回路段を高
速にする必要があり装置の価格を上昇させることにな
る。特に、画像信号をデジタル形式で処理する装置にお
いては、Ａ／Ｄコンバータに高速なものを必要とし、高
価格になりやすい。 【０００６】この問題につき図４〜図６を参照してさら
に詳細に説明する。図４は、従来の駆動装置によってＣ
ＣＤ一次元イメージセンサに供給される駆動パルスを示
す。すなわち、同図の（ａ）はその周期Ｔが露光時間を
決めるパルスであり、ＣＣＤ素子の受光部のフォトダイ
オードから転送部のＣＣＤ素子部分へ蓄積された電荷を
移す役目をする。すなわち、周期Ｔの間に被写体像に応
じた電荷が受光部のフォトダイオードに蓄積され、該周
期Ｔの終りに蓄積された電荷がフォトダイオードから転
送部に移される。その後、再び被写体像に応じてフォト
ダイオードへの電荷の蓄積が開始される。 【０００７】次に、図４の（ｂ）および（ｃ）は、転送
部のＣＣＤから外部に順次電荷を読出すための読出しパ
ルスであり、一般的に位相が１８０度異なった２種類の
パルスを必要とする。このパルスは、（ａ）に示される
パルスの１周期Ｔの間に少なくとも使用するイメージセ
ンサのもっている画素数をすべて読出すのに必要なだけ
の数を供給する必要がある。 【０００８】このような従来の駆動装置において、露光
時間を変化させるためには、図５に示されるように、
（ａ）の露光時間を決めるパルスの周期を必要とする露
光時間、例えば２Ｔ、に設定する。そして、図５の
（ｂ）および（ｃ）に示される読出しパルスの数を最低
のパルス数を確保した上で変化させてもよい。 【０００９】あるいは、図６に示されるように、（ａ）
の露光時間を決めるパルスの周期を必要とする露光時
間、例えば２Ｔ、に設定し、（ａ）の１周期に含まれる
読出しパルス（ｂ）、（ｃ）の周波数（周期）を変化さ
せて（ａ）の１周期に含まれるパルスの数を一定に保つ
方法も可能である。なお、図５および図６は前記図４に
対して露光時間を２倍に変化させた場合を示している。 【００１０】図５および図６に示される２つの露光時間
調節方法の内、一般的には、駆動パルスの発生の実現の
容易さから図５の方法を用いることが多い。しかしなが
ら、図５の方法では（ｂ）および（ｃ）に示されるパル
スの周波数は最少の露光時間で決定され、所望の最少露
光時間を短くするに応じて周波数が高くなってしまうた
め、後段の回路をこれに対応してできるだけ高速に設計
する必要がある。逆に、周辺回路の動作速度のなどの性
能に合わせて（ｂ）および（ｃ）の周波数を決めると最
低の露光時間がこれに伴なって決まってしまい、露光時
間を広い範囲で変化させようとすると長時間露光側の露
光時間が長くなりすぎて暗電流を増加させてしまう。ま
た、二次元の画像全体を読取るのに必要な時間の増大を
招くことになる。 【００１１】従って、本発明の目的は、前述の従来例の
装置における問題点に鑑み、イメージセンサの駆動装置
において、後段の回路の高速化を必要とせずかつ比較的
実現の容易な回路によってイメージセンサの露光時間を
広範囲にわたって変化させることができるようにするこ
とにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】 【００１３】上記目的を達成するため、本発明によれ
ば、被写体画像に見合った露光時間分だけ前記被写体画
像をイメージセンサにて露光し、前記被写体画像に対応
する電荷を蓄積する露光期間と；該露光期間に引き続い
て読出しパルスによって蓄積した電荷に対応する信号の
読出しを行なう読出し期間と；を有し、前記読出した信
号をＡＤ変換回路でデジタル信号に変換するイメージセ
ンサの駆動装置であって、前記露光期間と読出し期間と
を独立に設けるとともに、前記イメージセンサに対し前
記露光期間に供給される駆動パルスと読出し期間に供給
される読出しパルスとしてそれぞれ異なる周波数のパル
スを供給可能にし、前記露光期間に供給される駆動パル
スの周波数を、前記露光期間内に前記イメージセンサの
有する画素数のすべてを読出すのに必要なだけのパルス
数を供給できるのに見合う速度とする一方、前記読出し
期間における読出しパルスの周波数を、前記ＡＤ変換回
路で処理可能な速度とするとともに、前記露光期間にお
ける前記駆動パルスの周波数よりも低速とすることによ
って、前記露光期間の変化に関係なく前記読出し期間に
て一定速度で前記信号の読出しを行なうことを特徴とす
る。 【００１４】 【００１５】 【作用】上記構成においては、前記露光時間を決定する
第１の期間に被写体画像に対応する電荷が蓄積され、か
つ前記第２の期間に読出しパルスによって蓄積した電荷
に対応する信号の読出しが行なわれる。そして、前記第
１の期間と前記第２の期間が独立に設定されており、前
記イメージせンサに対し前記第１の期間と第２の期間と
で異なる周波数の読出しパルスを供給することが可能で
ある。このため、所望の露光時間に対応して前記第１の
期間が変化しても前記信号の読出しを行なうための第２
の期間はこの変化に伴なって変化する必要はなく、後段
の回路で読出し可能な周波数で読出しパルスを供給する
ことができる。従って、露光時間を広範囲にわたって変
化させることが可能になるとともに、露光時間を短くし
てもそれに伴なって画像信号を読出す周波数を高くする
必要がないため、後段の回路を特に高速化する必要はな
く装置の高価格化を押えることができる。 【００１６】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わるイメージ
センサの駆動装置を含む画像読取り装置の構成を示す。
図１の装置は、一例として一次元イメージセンサを平面
走査させて３５ミリフィルムの画像を読取る装置の場合
の構成を示している。 【００１７】図１の装置は、照明光源としてのランプ１
と、被写体としての３５ミリフィルム２と、ＣＣＤイメ
ージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）３と、駆動パ
ルスジェネレータ４と、信号処理回路５と、ＡＤ変換回
路６と、露出制御回路７と、露光クロック発生回路８
と、読出しクロック発生回路９と、１／２分周器、ＡＮ
Ｄ回路１１，１３、インバータ１２およびＯＲ回路１４
からなるスイッチ回路と、などによって構成される。 【００１８】ＣＣＤ３は、ランプ１によって照明されて
フィルム２を透過した光を受光して画像信号を出力する
ものである。なお、ＣＣＤ３が一次元イメージセンサで
ある場合は、該一次元イメージセンサと３５ミリフィル
ム２とを該一次元イメージセンサの長手方向と直角な方
向に相対的に移動させて二次元の画像を読取るための機
構が設けられている。駆動パルスジェネレータ４は、ク
ロックパルス（ｆ）と露光時間を決めるパルス（ａ）を
入力することにより、ＣＣＤ３から信号を読出すための
前述の１８０度位相が異なる（ｂ）および（ｃ）のパル
スを含め、ＣＣＤ３を駆動するのに必要なすべてのパル
スを発生するものである。ここで、パルス（ｂ）および
パルス（ｃ）は、クロックパルス（ｆ）を分周して１／
２の周波数としたパルスおよびその反転パルスを生成す
ることにより作成される。なお、駆動パルスジェネレー
タ４については専用のＩＣが市販されているためこれを
使用して実現してもよい。また、このようなＩＣを使用
せずとも、汎用のロジックＩＣを組合わせた方法や、Ｒ
ＯＭ（リードオンリメモリ）とカウンタを組合わせて構
成することも可能である。 【００１９】信号処理回路５は、ＣＣＤ３から出力され
る被写体像に対応する画像信号をＡ／Ｄ変換回路６に入
力するのに必要な処理を行なう。露出制御回路７は、Ｃ
ＣＤ３の露光時間の制御や、露光クロック発生回路と読
出しクロック発生回路９の出力の切替えを行なうための
前記スイッチ回路の制御を行なう。 【００２０】次に、図２および図３を参照して図１の装
置の動作を説明する。ＣＣＤ３の走査開始時は、露出制
御回路７が予め任意の値に設定した最短露光時間（Ｔｅ
ｘｐ）と、ＡＤ変換回路６および露出制御回路７の処理
速度で決まる所定の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）とを交互
に繰返すパルス（ａ）を出力する。露光クロック発生回
路８は、この最短露光時間（Ｔｅｘｐ）に対応したクロ
ックパルスを常時発生するが、この場合露出制御回路７
からのパルス（ａ）の高レベルでリセットされて該パル
ス（ａ）と同期が取られ、結局図２の（ｄ）に示される
パルスとなる。また、読出しクロック発生回路９も、前
述の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）に対応したクロックパル
スを常時発生するが、露出制御回路７からのパルス
（ａ）の高レベルで同様にリセットされて該パルス
（ａ）と同期が取られ、結局図２の（ｅ）に示される読
出しクロックを出力する。 【００２１】そして、１／２分周器、ＡＮＤ回路１１，
１３、インバータ１２およびＯＲ回路１４を備えたスイ
ッチ回路は、露出制御回路７からの制御信号によって、
前記露光クロック（ｄ）と読出しクロック（ｅ）とを前
記パルス（ａ）の露光時間（Ｔｅｘｐ）と読出し時間
（Ｔｒｅａｄ）の間にそれぞれ露光クロック（ｄ）と読
出しクロック（ｅ）を交互に出力する。すなわち、１／
２分周器１０がパルス（ａ）を分周して信号（ｇ）を作
成する。また、ＡＮＤ回路１１，１３とインバータ１２
とＯＲ回路１４とが、信号（ｇ）に応答して信号（ｄ）
と（ｅ）とから信号（ｆ）を作成する。図２の（ｆ）は
このようなスイッチ回路から出力されるパルスを示す。 【００２２】駆動パルスジェネレータ４は、このような
複合クロックパルス（ｆ）と前記露光／読出し時間決定
用のパルス（ａ）とを受けて、前述のようにＣＣＤ３を
駆動するのに必要な露光／読出し時間決定用パルス
（ａ）と互いに位相が１８０度異なる読出しパルス
（ｂ）および（ｃ）とを生成してＣＣＤ３に印加する。 【００２３】ＣＣＤ３は、露光／読出し時間決定用パル
ス（ａ）によって示される露光時間（Ｔｅｘｐ）の間被
写体像に対応した電荷の蓄積を行ない、また読出しパル
ス（ｂ）および（ｃ）によってＣＣＤ３の各画素の電荷
に対応する画像信号を順次出力し信号処理回路５に入力
する。 【００２４】信号処理回路５は、ＣＣＤ３から出力され
た画像信号を波形整形しかつ増幅してＡＤ変換回路６の
入力に必要な信号に変える。ＡＤ変換回路６は、信号処
理回路５から入力された画像信号を前記露光／読出し時
間決定用パルス（ａ）の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）中に
出力されたもののみを例えば１２ビットのデジタルデー
タに変換する。あるいは、ＡＤ変換回路６は前記露光時
間（Ｔｅｘｐ）および読出し時間（Ｔｒｅａｄ）両方の
画像信号を取込みＡ／Ｄ変換し、露出制御回路７で露光
時間中のデジタルデータのみ捨てるように構成すること
もできる。このようにして、ＡＤ変換回路６または露出
制御回路７から所望の読出し画像信号が得られる。 【００２５】このような画像読出し動作において、露出
制御回路７は読出されたデジタル画像信号から適正な露
光時間を計算する。例えば、被写体であるフィルム２上
の透過光量の最も多い点の信号レベルがＡＤ変換回路６
の入力レンジの最大値になるようにするなどの方法で露
光時間が決定される。 【００２６】図３は、露出制御回路７によって、適正な
露光時間が前述の最短露光時間の２倍であると計算され
た場合の動作のタイムチャートである。この場合に、露
出制御回路７が出力する露光／読出し時間決定用パルス
（ａ）は、図３の（ａ）に示されるように、この露光時
間（２Ｔｅｘｐ）と前述の読出し時間（Ｔｒｅａｄ）を
交互に繰返すパルスとなる。従って、この場合はＣＣＤ
３は（２Ｔｅｘｐ）の間露光を行ない、この露光時間
（２Ｔｅｘｐ）に続く読出し時間（Ｔｒｅａｄ）の間に
各画素に蓄積された電荷に対応する画像信号が読出され
る。 【００２７】このように、読出し時間（Ｔｒｅａｄ）は
露光時間とは独立に設定され、露光時間の変化に関係な
く常に一定の速度でＣＣＤ３の読出しが可能となるか
ら、後段の回路の高速化を必要とすることなく広範囲の
露光時間調整が可能な画像読取り装置が実現できる。な
お、露光時間を広い範囲に渡って変化する場合、露光時
間が読出し時間より長くなることも考えられる。この場
合には、露光時間中でも読出しクロックを必要な数だけ
送ることができる。従って、露光時間が読出し時間を超
えるか、あるいは等しくなったことを検出して露光クロ
ックと読出しクロックの切替えを行なわず、常に読出し
クロックをＣＣＤ３に供給する従来の方法（図４、図
５）に切替えることで二次元画像全体を読取る時間をさ
らに短縮することも可能である。 【００２８】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、比較的
簡単な回路構成により、しかも後段の回路の高速化を必
要とすることなく、イメージセンサの露光時間を広範囲
にわたって変化させることが可能になり、高性能かつ低
価格の画像読取り装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係わるイメージセンサの駆
動装置を用いた画像読取り装置の概略の構成を示すブロ
ック図である。 【図２】図１の装置の動作を説明するための信号波形図
である。 【図３】図１の装置において、露光時間を変化させた場
合の動作を説明するための信号波形図である。 【図４】従来の駆動装置によってＣＣＤイメージセンサ
に供給される駆動パルスを示す信号波形図である。 【図５】従来の駆動装置において信号読出しパルスの数
を変えてＣＣＤイメージセンサの露光時間を変化させた
場合の駆動パルスを示す信号波形図である。 【図６】従来の駆動装置において信号読出しパルスの周
波数を変えてＣＣＤイメージセンサの露光時間を変化さ
せる場合の駆動パルスを示す信号波形図である。 【符号の説明】 １ 照明光源 ２ 被写体 ３ ＣＣＤイメージセンサ ４ 駆動パルスジェネレータ ５ 信号処理回路 ６ ＡＤ変換回路 ７ 露出制御回路 ８ 露光クロック発生回路 ９ 読出しクロック発生回路 １０ １／２分周器 １１，１３ ＡＮＤ回路 １２ インバータ １４ ＯＲ回路
動装置を用いた画像読取り装置の概略の構成を示すブロ
ック図である。 【図２】図１の装置の動作を説明するための信号波形図
である。 【図３】図１の装置において、露光時間を変化させた場
合の動作を説明するための信号波形図である。 【図４】従来の駆動装置によってＣＣＤイメージセンサ
に供給される駆動パルスを示す信号波形図である。 【図５】従来の駆動装置において信号読出しパルスの数
を変えてＣＣＤイメージセンサの露光時間を変化させた
場合の駆動パルスを示す信号波形図である。 【図６】従来の駆動装置において信号読出しパルスの周
波数を変えてＣＣＤイメージセンサの露光時間を変化さ
せる場合の駆動パルスを示す信号波形図である。 【符号の説明】 １ 照明光源 ２ 被写体 ３ ＣＣＤイメージセンサ ４ 駆動パルスジェネレータ ５ 信号処理回路 ６ ＡＤ変換回路 ７ 露出制御回路 ８ 露光クロック発生回路 ９ 読出しクロック発生回路 １０ １／２分周器 １１，１３ ＡＮＤ回路 １２ インバータ １４ ＯＲ回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−10788（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−177156（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 1/028
H04N 5/243
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被写体画像に見合った露光時間分だけ前
記被写体画像をイメージセンサにて露光し、前記被写体
画像に対応する電荷を蓄積する露光期間と；該露光期間
に引き続いて読出しパルスによって蓄積した電荷に対応
する信号の読出しを行なう読出し期間と；を有し、前記
読出した信号をＡＤ変換回路でデジタル信号に変換する
イメージセンサの駆動装置であって、 前記露光期間と読出し期間とを独立に設けるとともに、
前記イメージセンサに対し前記露光期間に供給される駆
動パルスと読出し期間に供給される読出しパルスとして
それぞれ異なる周波数のパルスを供給可能にし、前記露
光期間に供給される駆動パルスの周波数を、前記露光期
間内に前記イメージセンサの有する画素数のすべてを読
出すのに必要なだけのパルス数を供給できるのに見合う
速度とする一方、前記読出し期間における読出しパルス
の周波数を、前記ＡＤ変換回路で処理可能な速度とする
とともに、前記露光期間における前記駆動パルスの周波
数よりも低速とすることによって、前記露光期間の変化
に関係なく前記読出し期間にて一定速度で前記信号の読
出しを行なうことを特徴とするイメージセンサの駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35699492A JP3362355B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | イメージセンサの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35699492A JP3362355B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | イメージセンサの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06189066A JPH06189066A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3362355B2 true JP3362355B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=18451832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35699492A Expired - Fee Related JP3362355B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | イメージセンサの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362355B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2993648B1 (en) | 2013-04-30 | 2021-06-09 | Glory Ltd. | Image acquisition device and image acquisition method |
-
1992
- 1992-12-21 JP JP35699492A patent/JP3362355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06189066A (ja) | 1994-07-08 |
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|---|---|---|---|
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