JP3800619B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読み取り装置に関し、特にそのEMI(ElectroMagnetic Interference)対策に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディジタル画像の入力装置としてイメージスキャナ、ファクシミリ等の画像読み取り装置が知られている。コンピュータの高性能化等に伴い画像読み取り装置の読み取り速度は年々高速化している。
【0003】
図4に示すように、従来のフラットベッド型イメージスキャナでは、CCD22、A/D変換器25及びバッファ28をキャリッジ20に設け、CCD22とA/D変換器25の制御信号を生成する制御回路51を内蔵した画像処理ASIC52をケース11に固定されたメイン基板41に設け、画像処理ASIC52とCCD22、A/D変換器25及びバッファ28とを数十センチのフレキシブルフラットケーブル(以下FFCという。)53により接続している。このように、従来のフラットベッド型イメージスキャナでは、ディジタル画像データ信号等の伝送経路が非常に長くなっているため、FFC周辺にEMI(ElectroMagnetic Interference)対策を十分にする必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ディジタル画像データがFFC上を転送されることに伴うEMIを低減しようとすると、FFCのデータ線のそれぞれに抵抗を設けるなどしてデータ線のそれぞれにEMI対策を施さなければならず、EMI対策に要するコストが問題となっていた。
【0005】
本発明は、動作周波数を落とさず、かつディジタル画像データの転送に伴うEMIを低減するために必要なコストを抑制する画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明によると、画像入力手段及びA/D変換器を制御する制御部と、A/D変換器から出力されるディジタル画像データを画像処理手段に転送する緩衝記憶部とを有する制御チップを備え、制御部の電源回路と緩衝記憶部の電源回路とを互いに独立に構成しているため、ディジタル画像データの転送に伴うEMIを簡素な構成で低減することができる。なぜなら、制御部の電源回路と緩衝記憶部の電源回路とが互いに独立していない場合、制御部の作動に影響を与えることなく配線手段におけるディジタル画像データの信号波形の振幅を小さくすることができず、また、制御部の作動に影響を与えることなくその波形をなまらすためには配線手段のデータ線のそれぞれに抵抗等を配設する等の対策が必要であるのに対し、制御部の電源回路と緩衝記憶部の電源回路とが互いに独立している場合、、緩衝記憶部の電源電圧を制御部の電源電圧より低くすることにより、制御部の作動に影響を与えることなしに配線手段におけるディジタル画像データの信号波形の振幅を小さくすることができ、また、制御チップ内部の電源回路またはその電源回路に近い制御チップ外部の回路の1カ所にコイルや抵抗等を設ければ配線手段におけるディジタル画像データの信号波形をなまらせることができるからである。したがって、請求項1記載の発明によると、動作周波数を落とさず、かつディジタル画像データが転送されることに伴うEMIを低減するためのコストを抑制する画像読み取り装置を提供することができる。
【0008】
請求項2記載の発明によると、緩衝記憶部の電源回路の信号波形の角を丸めるためのコイルまたは抵抗器を備えることにより、ディジタル画像データが転送されることに伴うEMIを低減することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る画像読み取り装置としてのスキャナについて図面に基づいて説明する。本実施例に示すスキャナは、図2に示すように原稿面に対して平行に往復移動するキャリッジ20を備えるフラットベッド型である。
【0010】
箱型のケース11の上面には、原稿台ガラス10が設けられている。原稿台ガラス10の周囲には、原稿を位置決めする図示しない原稿ガイドが設けられている。原稿台ガラス10の端部には、高反射率の均一反射面を有する図示しない白基準が設けられている。
【0011】
キャリッジ20はケース11に固定された図示しないガイドロッドに往復移動自在に支持されている。キャリッジ20に図示しない駆動ベルトが固定され、駆動ベルトは図示しない駆動装置により回転する。ランプ21はキャリッジ20に内蔵され、棒状の蛍光管ランプ等から構成され、原稿台ガラス10に載せられる原稿を照射する。画像入力手段としての光学系30は複数のミラー及びレンズにより構成され、原稿面からCCDラインセンサ22に至る光路を形成している。
【0012】
画像入力手段としてのCCDラインセンサ22は図1に示すように基板48に設けられている。基板48はキャリッジ20に固定されている。CCDラインセンサ22は、各受光素子が受光した光の光量に応じた量の電荷を蓄積し、蓄積した電荷を制御部31により入力されるシフトパルス等の制御信号に応じて増幅器28に出力する。CCDラインセンサ22としてカラー出力するCCDを用いることも可能である。CCDラインセンサ22は、多数の光電変換素子、転送ゲート、アナログシフトレジスタ、電荷電圧変換部等から成る。光電変換素子に蓄積された電荷は、転送ゲートに入力されるシフトパルスによりアナログシフトレジスタへ転送される。シフトパルス間隔を変更することにより、光電変換素子に電荷を蓄積する時間を変更することができる。光電変換素子からアナログシフトレジスタへの電荷の転送は、全光電変換素子について同時に行われる。アナログシフトレジスタに転送された電荷は、順次、電荷電圧変換部に転送され、電圧に変換される。シフトパルス間隔すなわち光電変換素子の電荷蓄積時間はマイクロコンピュータ44に組み込まれたコンピュータプログラムによって制御される。
【0013】
A/D変換器25は基板48に設けられ、CCDラインセンサ22から転送されたアナログ画像信号をサンプリングして256階調のディジタル画像信号を出力する。A/D変換器25は、制御部31から入力されるサンプリングパルスを用いてアナログ画像信号をサンプリングする。
【0014】
制御チップ24は1チップで構成され基板48に設けられている。制御チップ24は、制御部31及び緩衝記憶部としての出力バッファ32を有する集積回路を形成している。制御チップ24は電源線35、36経由で画像処理ASIC45から2系統の電源をとっている。制御部31及び出力バッファ32は図3に示すように、互いに独立した電源回路をもち、制御チップ24には図示しない制御部31の電源端子と出力バッファ32の電源端子という2つの互いに独立した電源端子が備えられている。これら2つの電源端子には電源線35、36が接続されている。制御部31の電源電圧は5Vであり、出力バッファ32の電源電圧は3.3Vである。このように出力バッファ32の電源電圧を制御部31の電源電圧より低くすることにより、出力バッファ32から画像処理ASIC45に転送される画像ディジタル信号の振幅を小さくし、この信号に起因するEMIを低減することができる。また、制御部31の電源電圧を低くすることなしに出力バッファ32の電源電圧を低くすることにより、CCD22及びA/D変換器25を制御するために必要な電源電圧を確保しつつ画像ディジタル信号に起因するEMIを低減することができる。
【0015】
尚、本実施例では制御チップ24の外部から2系統の電源をとっているが、制御チップ24の外部から1系統の電源を取り、制御チップ24の内部の変圧回路を用いて出力バッファ32の電源電圧を制御部31の電源電圧より低くしてもよい。
【0016】
制御部31は、96MHzの二次クロックパルスを生成し、この二次クロックパルスからシフトパルス、リセットパルス等を生成してCCDラインセンサ22及びA/D変換器25に出力する。二次クロックパルスは、制御部31が有するPLL回路を用い、制御部31に入力される一次クロックパルスを16逓倍することにより生成される。尚、二次クロックパルスの周波数は、CCDラインセンサ22及びA/D変換器25の性能に応じて決めればよい。二次クロックパルスの周波数が高ければ高いほどパルス幅の短い制御信号を生成することができ、制御信号のパルス幅が短ければ短いほどCCDラインセンサ22及びA/D変換器25を高速作動させることができる。制御部31が生成するこれらの信号は、5本の制御線23によりCCDラインセンサ22に伝送され、4本の制御線26によりA/D変換器25に伝送される。このように、制御部31はクロックパルスの周波数を逓倍することによりCCDラインセンサ22及びA/D変換器25を高速作動させる。
【0017】
図2に示すデータ線27、29はFFC40のデータ線33に比べて伝送経路が短いため、データ線33に比べてノイズの混入が小さく信号波形の劣化が小さい。したがって、CCDラインセンサ22が出力するアナログ画像信号は正確にディジタル画像信号に変換される。また、制御線23、26は、FFC40の制御線34に比べて信号の伝送経路が短いため、パルス幅が小さくパルスの立ち上がり及び立ち下がりが急峻な制御信号を伝送するときに制御線34に比べてEMIノイズを発生させにくい。
【0018】
出力バッファ32は、データ線33のそれぞれに設けられる複数のフリップフロップ回路等から構成される。。出力バッファ32は、A/D変換器25から出力されたデジタルの電気信号のドライブ能力を向上する。また、出力バッファ32は、A/D変換器25によるサンプリングで生成されたディジタル画像データを一時的に記憶しFFC40のデータ線33のそれぞれに信号を転送するタイミングを調整することにより、EMIノイズのピーク値を低くする。
図1に示すように出力バッファ32の電源線36には波形制御手段としてのコイル47が配設されている。コイル47を設ける位置は、制御チップ24内部でも良いし制御チップ24外部でも良い。ただし、その位置は出力バッファ32になるべく近いことが望ましい。尚、波形制御手段としてはコイルの他、例えば抵抗器を用いることができる。出力バッファ32の電源系統にコイル47等の波形制御手段を設けることにより、出力バッファ32からFFC40を通じて画像処理ASIC45に送出されるディジタル画像信号の波形をなまらせることができる。また、出力バッファ32の電源系統と制御部31の電源系統とは互いに独立しているため、出力バッファ32の電源系統にコイル47等の波形制御手段を設けても制御部31からCCD22及びA/D変換器25に送出される制御信号の波形がなまることはない。したがって、制御部31は高い周波数の制御信号を用いCCD22及びA/D変換器25を高速作動させることができる。
【0019】
尚、制御チップ24の外部から1系統の電源を取り、制御チップ24の内部の変圧回路を用いて出力バッファ32の電源電圧を制御部31の電源電圧より低くする場合、コイル47は、制御部31の電源回路から独立し制御部31の電源電圧より電圧が低くなった電源回路に設けなければならない。
【0020】
FFC40には図1に示すように8bit幅のデータ線33、制御線34、電源線35、36、37、38、39等が備えられている。データ線33は、A/D変換器25から出力される8bitのディジタル画像信号を画像処理ASIC45に伝送する。CCDラインセンサ22がカラー出力である場合、R(Red)G(Green)B(Blue)の各画像信号は時分割で画像処理ASIC45に伝送される。制御線34は画像処理ASIC45から出力される一次クロックパルスを制御部31に伝送する。FFC40の両端部は基板48に設けられた図示しないコネクタとメイン基板41に設けられた図示しないコネクタとに接続されている。キャリッジ20が原稿台ガラス10に平行に30cm程度の距離を往復移動できるようにFFC40には十分なたるみを持たせている。
【0021】
図2に示すようにメイン基板41はケース11に固定されている。メイン基板41にはバス42で互いに接続された画像処理ASIC45、インタフェース部43、マイクロコンピュータ44等が搭載されている。
【0022】
画像処理手段としての画像処理ASIC45は、読取り開始前に白基準を読取って取得する白基準データと、あらかじめ記憶しておいた黒基準データとを比較してCCDラインセンサ22の素子毎の感度のばらつきやランプ21の主走査方向の光量のばらつきを補正し、ガンマ補正、色補正等の諸変換を行う。また、画像処理ASIC45はクロック生成回路46を有し、クロック生成回路46により6MHzの一次クロックパルスを生成し制御部31に送出する。
【0023】
インタフェース部43は図示しないホストコンピュータとスキャナとを接続するためのインタフェースを構成する。マイクロコンピュータ44は、CPU、RAMおよびROM等を備え、画像処理ASIC45、インタフェース部43、制御チップ24等のスキャナ全体を制御する。
【0024】
以上、本発明の一実施例に係るスキャナの構成を説明した。以下、このスキャナの作動を説明する。マイクロコンピュータ44はホストコンピュータから読み取り開始コマンドを受信すると所定のプログラムの実行によりスキャナを以下のように作動させる。
【0025】
マイクロコンピュータ44の制御のもと、ランプ21が点灯し、白基準データを取得した後、図示しない駆動装置によりキャリッジ20が読み取り原点に対応した位置に移動する。原稿台ガラス10に載せられた原稿が光学系30によりCCDラインセンサ22に結像される。制御部31は、画像処理ASIC45が出力する6MHzの一次クロックパルスから96MHzの二次クロックパルスを生成し、この二次クロックパルスに基づいてシフトパルス等の制御信号を生成し、これらの制御信号に基づいてCCDラインセンサ22を制御する。シフトパルス等の制御信号の周波数が高くパルス幅が短いほどCCDラインセンサ22を高速に作動させることができる。
【0026】
CCDラインセンサ22からシフトパルスに同期したタイミングで電荷が取り出され、取り出された電荷がアナログ画像信号として増幅器28に入力される。CCDラインセンサ22は1ラインごとに電荷を放出し、CCDラインセンサ22が1ライン分の電荷を放出すると駆動装置は次の読み取りラインにキャリッジ20を移動させる。増幅器28で増幅されたアナログ画像信号はA/D変換器25で制御部31により入力されるサンプリングパルスに基づいてサンプリングされ8ビットのディジタル画像信号に変換される。サンプリングパルスの周波数が高くパルス幅が短いほどCCDラインセンサ22から出力されるアナログ画像信号を短い周期でサンプリングすることができる。ディジタル画像信号は出力バッファ32に一時的に記憶されたのち、各データ線ごとに転送タイミングをずらしてデータ線33に送出される。画像処理ASIC45は入力されるディジタル画像データにシェーディング補正、ガンマ補正等を施しインタフェース部43を通じてホストコンピュータに出力する。
【0027】
本実施例のスキャナによると、図3に示すように制御部31の電源回路と出力バッファ32の電源回路とが互いに独立しているため、出力バッファ32の電源電圧を落とせば制御部31の作動に影響を与えることなくFFC40におけるディジタル画像データの信号波形の振幅を小さくすることができ、また、制御チップ24内部の電源回路またはその電源回路に近い制御チップ外部の回路の1カ所にコイル47を設ければFFC40におけるディジタル画像データの信号波形をなまらせることができる。したがって、動作周波数を高く保ちつつ、かつディジタル画像データの転送に伴うEMIを低減するために必要なコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスキャナを示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるスキャナを示す模式的な断面図である。
【図3】本発明の一実施例による制御チップを示すブロック図である。
【図4】従来のスキャナを示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
22 CCDラインセンサ(画像入力手段)
24 制御チップ
25 A/D変換器
30 光学系(画像入力手段)
31 制御部
32 出力バッファ(緩衝記憶部)
34 制御線
35 電源線
36 電源線
47 コイル(波形制御手段)
45 画像処理ASIC(画像処理手段)
Claims (2)
- 原稿の光学的濃淡情報に対応するアナログ画像データを生成する画像入力手段と、
前記画像入力手段により入力されたアナログ画像データをディジタル画像データに変換するA/D変換器と、
ディジタル画像データに基づいて画像処理する画像処理手段と、
前記画像入力手段及び前記A/D変換器を制御する制御部と、前記A/D変換器から出力されるディジタル画像データを前記画像処理手段に転送する緩衝記憶部とを有し、前記制御部の電源回路と前記緩衝記憶部の電源回路とを互いに独立に構成している制御チップと、
前記画像処理手段と前記制御チップとを電気的に接続する配線手段と、を備え、
前記緩衝記憶部の電源電圧は前記制御部の電源電圧より低い、
画像読み取り装置。 - 前記緩衝記憶部の電源回路の信号波形の角を丸めるためのコイル又は抵抗器を備える請求項1記載の画像読み取り装置。
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