JP4101192B2 - 画像読取装置及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
4チャンネル出力CCDシステム120は、図示を省略しているが順番に配列された複数の受光素子(フォトダイオード)からなるCCD、シフトレジスタ、出力バッファで構成される。4チャンネル出力CCDの場合は、信号出力が偶数成分と奇数成分を更に受光素子の配列の中央部で左右に分割し、4系統の出力とするために、シフトレジスタは4つ存在する。従って、第1のシフトレジスタにより奇数成分の左端の受光素子による信号より順番に転送出力され、第2のシフトレジスタによって偶数成分の左端の受光素子による信号より順番に転送出力され、第3のシフトレジスタによって奇数成分の右端の受光素子による信号より順番に転送出力され、第4のシフトレジスタによって偶数成分の右端の受光素子による信号より順番に転送出力されることになる。
請求項2の発明は、請求項1記載の画像読取装置において、異なる移動開始時間で標準濃度の原稿を読取り、前記分割した一方の側及び他方の側の光電変換素子の読取出力値を取得する手段と、取得した読取出力値に基いて移動開始時間を設定する手段と、を備えたことを特徴とする画像読取装置である。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の画像読取装置において、前記制御手段はFETで構成したフィルタ回路を有し、FETのオン抵抗を変更することでフィルタ回路の時定数を変え、前記タイミング信号の立ち下がり傾斜を制御することを特徴とする画像読取装置である。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装置である。
図1は、本発明が実施される4チャンネル出力CCD装置の構成図である。この4チャンネル出力CCD装置は、図示を省略しているがデジタル複写機等のスキャナ部において原稿からの反射光を光電変換するものである。
図1において、5は直線状に順番に配列された複数の光電変換素子(フォトダイオード)、1は光電変換素子5を中央部で区切った左側の奇数番目の素子の信号出力を転送移動させるアナログシフトレジスタ、2は光電変換素子5の中央部左側の偶数番目の素子の信号出力を転送移動させるアナログシフトレジスタ、3は光電変換素子5の中央部右側の奇数番目の素子の信号出力を転送移動させるアナログシフトレジスタ、4は光電変換素子5の中央部右側の偶数番目の素子の信号出力を転送移動させるアナログシフトレジスタ、6は左側シフトレジスタ1,2のアウトプットゲート端子、7は右側シフトレジスタ3,4のアウトプットゲート端子、8はアナログシフトレジスタ1の出力バッファ、9はアナログシフトレジスタ2の出力バッファ、10はアナログシフトレジスタ3の出力バッファ、11はアナログシフトレジスタ4の出力バッファである。また出力バッファ8は光電変換素子5の左側奇数成分の出力端子OS1、出力バッファ9は光電変換素子5の左側偶数成分の出力端子OS2、出力バッファ10は光電変換素子5の右側奇数成分の出力端子OS3、出力バッファ11は光電変換素子5の右側偶数成分の出力端子OS4を有する。なお、RSはリセットパルス入力端子、CPはクランプパルスの入力端子である。これらはCCD装置として1つの基板上に形成される。
シフトの形態を説明すると、T11の状態は前の移動(シフト)動作の結果、電荷信号の移動が安定している状態であり、T12の状態はT11の状態から隣のレジスタに電荷信号を移動開始している状態であり、T13の状態は移動を終了した状態を示す。このシフトはアナログシフトレジスタのレジスタにクロックφ1、φ2が交互にハイ(H)とロー(L)を繰返すことにより順次行われるものであり、最後にアウトプットゲート6,7にアウトプットゲート信号φ2Bが供給されることにより、出力バッファを介して電荷信号を出力信号(電圧)OSに変換しCCD外部に出力している。
図3において、アウトプットゲート6,7にアウトプット信号φ2Bが供給されると、該信号φ2Bの立下りによりシフトレジスタの電荷信号は出力バッファから電圧信号として現れてくる。ここで、アウトプットゲート信号φ2Bの立下りまでの10%のタイミングからCCD出力電圧信号OSが安定する手前10%のタイミングまでの時間を出力遅延時間という。このようにアウトプットゲート信号と出力電圧信号が出力遅延時間を有しているとき、図4の出力電圧信号と出力タイミングの関係図に示すように、一般的には、電圧信号Dが安定する時間帯(領域)d1でサンプリング信号SHDによりサンプリングし電圧信号として出力している(図4(A))。高速読取りを行うためにサンプリング信号SHDを早くすると安定領域d1で出力することができなくなる(図4(B))。この関係を更に図5により説明する。
図6は、本発明の実施形態に係る4チャンネル出力CCDシステムの全体ブロック構成図であり、図中、20は図1で説明した4チャンネル出力CCD装置、21は4チャンネル出力CCD装置20に供給するアウトプットゲート信号φ2Bを発生するためのタイミング発生回路、22,23はアウトプットゲート信号φ2Bを0乃至5Vの振幅で駆動するドライバ回路、24,25はアウトプットゲート信号φ2Bの立下り傾斜を制御するフィルタ回路である。フィルタ回路24,25の詳細回路を更に図7、図8を参照して説明する。
図7において、フィルタ回路24はエンハンスメント型FET24aで構成し、ソースSにはドライバ22の出力(アウトプットゲート信号φ2B)を供給し、ゲートGにはDAコンバータでアナログ変換したコントロール信号を印加する。エンハンスメント型FET24aは、図8(A)に示すような、ゲートG及びソースS間電圧が大きくなるとドレイン電流が流れ易くなる、つまりオン抵抗が小さくなる特性を利用し可変抵抗器として使用する。
図9は、カラー用4チャンネル出力CCD装置を示し、図10は、カラー用4チャンネル出力CCDシステムの構成図を示す。R,G,B用にそれぞれ3つの4チャンネル出力CCD装置及び4チャンネル出力CCDシステムが用いられる。
4チャンネル出力CCDシステム(図6)に、フィルタ回路24,25のコントロール信号をある値、例えばリニアリティ偏差が補正される値に仮設定して、副走査方向に複数段濃度が異なるグレーチャートを読取らせ、読取出力値を取得する。
図12は、この濃度差を示す図であり、横軸は反射率、縦軸は読取出力値を表し、濃度直線bと濃度曲線aとの中間調における差が濃度差cとなる。この濃度差は左右の光電変換素子において得られる。
図13は、コントロール信号を変化させて取得した濃度差を示す図であり、横軸は反射率、縦軸は読取出力値を表す。左側光電変換素子についてコントロール信号をS1,S2,S3のように変化させたとき、読取出力値A1,A2,A3が得られる。右側光電変換素子についても同様の動作を行う。そして、コントロール信号の各値に対する濃度差のデータから関係式を求め、不図示のスキャナ部のメモリに記憶させる。
図14は、左右の光電変換素子で共通の濃度差の領域を示す図であり、図中、横軸はコントロール信号の設定値、縦軸は濃度差を表す。図14において、濃度差Y1からY2までが共通する濃度差領域であり、この領域の中(X1からX2)でコントロール信号の設定値を決める。これまで設定値は、リニアリティ偏差を補正する設定値を仮決めしていたが、前記領域内で仮決めした設定値に最も近い設定値を選択することにより、リニアリティ偏差を補正し、且つ濃度差を補正する設定値を設定することができる。
Claims (4)
- 中央部で区切って分割した直線状に配列された複数の光電変換素子と、前記分割した光電変換素子で光電変換された光電出力信号をタイミング信号の立ち下がりで取り出す手段と、取り出した光電出力信号をサンプリング信号でサンプリングする手段と、前記タイミング信号の立ち下がり傾斜を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段の前記立ち下がり傾斜の制御により前記光電出力信号の取り出しタイミングを制御し、前記光電出力信号に対する前記サンプリング信号のサンプリング位置及びサンプリングされた前記光電出力信号の電圧値を制御することにより、前記分割された光電変換素子の信号伝達経路間に生じるリニアリティ偏差を補正することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1記載の画像読取装置において、
異なる移動開始時間で標準濃度の原稿を読取り、前記分割した一方の側及び他方の側の光電変換素子の読取出力値を取得する手段と、
取得した読取出力値に基いて移動開始時間を設定する手段と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1又は2記載の画像読取装置において、
前記制御手段はFETで構成したフィルタ回路を有し、FETのオン抵抗を変更することでフィルタ回路の時定数を変え、前記タイミング信号の立ち下がり傾斜を制御することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像処理装置。
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