JP4424359B2 - 画像読取装置の駆動回路 - Google Patents

Description

この発明は、カラー画像を読み取りデジタル画像処理するデジタルカラー複写機、カラーイメージスキャナ、カラープリンタ等に用いられる画像読取装置の駆動回路に関するものである。

従来、例えばデジタルカラー複写機では、各色Ｒ，Ｇ，Ｂのデータを読み取り、読み取った画像データをデジタル信号へ変換した後に、データ処理を行い、レーザビームプリンタ、液晶プリンタ、インクジェットカラープリンタ等を用いてカラー画像を形成していた。例えば特許第２５４７７３８号公報図１（特許文献１参照）には、制御部２００やセレクター２０３、２１０を用いて、入力されるシリアルな画像データを可能な限り、各色別々の回路を持つことなくシリアルでリアルタイムに処理を行い、最終的にパラレル４ｂｉｔデータとして出力するカラー画像処理装置が開示されている。

すなわち、１画素につき３個のデータ群で構成されるカラー画像情報を入力し、入力されたカラー画像情報にダミーデータを加えた４個の第１のデータ群で構成されるシリアルカラー画像情報に変換し、色処理手段で１画素につき４個の第１のデータ群で構成されるシリアルカラー画像情報が入力され、出力手段に応じた色処理された１画素につき４個の第２のデータ群で構成されたシリアルカラー画像情報を出力することが記載されている。

特許第２５４７７３８号公報（第１図）

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、画像データの転送速度はパラレルデータ出力部の性能（速度）に律速されるため、画像データの転送速度の高速化、引いては読取り速度の高速化に対して困難にしており、単色画像の読取速度をカラー画像のそれよりも高速化することを妨げる課題を抱えていた。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、カラー複写機等の画像読取装置において、単色画像データの転送速度を高速化することで単色画像の読取速度をカラー画像のそれよりも高速化できる画像読取装置の駆動回路を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る画像読取装置の駆動回路は、クロック信号に同期して読取開始信号から始まる光電変換信号を光学波長の異なる複数の読み出し信号として出力する光電変換素子と、この光電変換素子の前記読み出し信号を光学波長ごとに隣接する光電変換素子の読み出し信号の読み出し線と共通接続し、共通接続した前記読み出し線を制御部を含む信号処理回路のアナログデジタル変換器の入力ポートにそれぞれ接続する接続手段と、光電変換素子を通過する前記読取開始信号を選択的に光電変換素子単位で断続させるスイッチと前記読み出し線と前記入力ポートとの間に選択的に設けられ前記読み出し線を開閉又は他の前記入力ポートに接続させるスイッチとを有する切替手段とを備え、複数の光学波長の画像情報を信号処理する場合には、前記制御部の選択信号に基づき前記切替手段を用いて読取開始信号を隣接する次段の光電変換素子に継続して伝達すると共に前記読み出し線を閉とすることによりそれぞれの前記読み出し信号を前記入力ポートに伝達し、特定の光学波長の画像情報を信号処理する場合には、前記制御部の選択信号に基づき前記切替手段を用いて読取開始信号を所定の隣接する光電変換素子に伝達することを停止し前記所定の隣接する光電変換素子に新たな読取開始信号を入力すると共に特定の光学波長以外の前記読み出し信号の前記読み出し線を切り離し、前記特定の光学波長の一部の画像情報を他の前記入力ポートに伝達させるものである。

請求項２の発明に係る画像読取装置の駆動回路は、制御部の前記選択信号に同期してあらかじめ記憶素子のアドレスに収納した前記画像情報の駆動データに応じて前記読取開始信号の読取周期を可変することを特徴とする請求項１に記載のものである。

請求項１に係る発明によれば、単色画像読み取り時には信号処理回路の制御部からの選択信号を受けて、切替手段で読取開始信号と画像入力アナログ信号とを分割してから同時にＡ／Ｄ変換器に画像入力アナログ信号を取り込むのでカラー画像読み取り時の読み取り時間に対して読み取り周期が短くなり短時間で画像読取処理を行うことができ、高速読取が可能となる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、カラー画像と単色画像のそれぞれの駆動条件を記憶素子の所望のアドレスに分けてデータを格納することで、選択信号に同期して自動的に駆動データを読出すことが可能となるために駆動条件の切替が容易になるという効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１による画像読取装置の信号処理回路のブロック図であり、図１において１００は光電変換素子で光電変換される画像入力アナログ信号（読み出し信号）であり、１００Ｒは赤色アナログ信号（Ｒ信号）、１００Ｇは緑色アナログ信号（Ｇ信号）、１００Ｂは青色アナログ信号（Ｂ信号）である。１１０は画像入力アナログ信号１００からの信号をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換器、２００は各種制御信号を送出する信号処理回路の制御部である。制御部２００はクロック信号（ＣＬＫ）を生成し連続信号を送出する。また、制御部２００はクロック信号に同期させて読取開始信号（ＳＩ）を送出する。

３００は光電変換素子が有する固定パターンノイズを全画素に渡り補正し、一定値（例えば１０ｂｉｔ精度での“０ｈ”）に揃える黒補正部、３０１は黒補正部３００と連動する黒補正係数演算用の記憶素子（メモリ）であり、演算後データをメモリの一部に格納する。

３１０は画像読取装置の構成要素である原稿に光を照射する照明系の光量ばらつき、レンズなどの光学系及び光電変換素子の感度ばらつきによる画像出力を全画素に渡り補正し、一定値（例えば１０ｂｉｔ精度での“３Ｅ８ｈ”）に揃える白補正部、３１１は白補正部３１０と連動する白補正係数演算用の記憶素子（メモリ）であり、演算後データをメモリの一部に格納する。３２０は白補正部３１０からのパラレル出力を各色毎にＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）でシリアル出力に変換して出力する出力部である。

３３０はカラー画像と単色画像とのそれぞれの駆動条件等を所望のアドレスに領域を分けて格納する記憶素子（メモリ）、７００は外部の読取システムから送出され、制御部２００にセレクト信号を送出する選択信号であり、制御部２００を介して信号処理回路や光電変換素子に送出される。なお記憶素子３３０は外部の読取システムから選択信号７００とともに制御部２００にセレクト信号を送出するようにしたが、カラー画像と単色画像とのそれぞれの駆動条件である駆動する受光素子数（画素数）や読取開始信号の読取周期データを所望のアドレスに領域を分けて格納し、駆動条件を選択信号７００に同期させて自動読み出しすることにより駆動条件の切替を容易にするために設けたものであり、信号処理回路のメモリの一部として組み込んでも良い。

図２は実施の形態１による画像読取装置の光電変換セレクト回路の説明図である。図２において６０は原稿からの光の強度による画像情報を受光する多数の受光素子とこれらの受光素子で受光した光を光電変換する光電変換回路を有する光電変換素子（センサＩＣ）であり、複数のマルチチップ型半導体素子を読取ラインに配置し、原稿搬送方向に直交する読み取り方向（主走査方向）に渡り画像情報を読み込む。

センサＩＣ６０はＭＯＳ型半導体素子で構成され、その入出力パッドは、クロック信号を入力するＣＬＫ入力端子、読取開始信号を入力するＳＩ入力端子、受光素子に入射した光のうち光学波長の異なる光電変換信号を読取開始信号から始まり、クロック信号と同期して読み出すＲＧＢなどの複数の読み出し出力端子、読取開始信号を次段のセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と接続可能なＳＯ出力端子とからなる。

４００、４０１、４０２、４０３及び５００は複数のセンサＩＣ６０の共通ラインからＡ／Ｄ変換器１１０に入力される画像入力アナログ信号１００のＲ信号１００Ｒ、Ｇ信号１００Ｇ及びＢ信号１００Ｂの個々のラインとを開閉するアナログスイッチ（切替手段）である。

６００は所定のセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子とＳＯ出力端子との間に設けられ、読取開始信号（ＳＩ）の入力位置を定めるとともに、隣接するセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子とＳＯ出力端子とを開閉するアナログスイッチ（切替手段）である。また、クロック信号（ＣＬＫ）は各センサＩＣ６０のＣＬＫ入力端子に共通接続され、読取開始信号、クロック信号及び切替手段を制御するセレクト（＋ＳＥＬＥＣＴ）信号は制御部２００から送出される。なお、光電変換セレクト回路やＡＤ変換器１１０を含む信号処理回路は周知の印刷配線板やセラミック基板上に設けられる。

次にＲＧＢのカラー画像読み取りと単色画像をＧ信号の出力とした場合の単色画像読み取り時の動作について図２を用いて説明する。図２においてカラー画像を読み取る場合には、切替手段４００〜４０３、５００、６００の開閉は選択信号７００の駆動条件により開閉され、選択信号７００がＬレベルの場合には、切替手段４００〜４０３はＯＮ（閉）、切替手段５００はＧ信号１００Ｇの共通ラインに接続され、切替手段６００はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ出力端子とに接続され、ＲＧＢの画像出力を得る。

対して選択信号７００がＨレベルの場合には、切替手段４００〜４０３はＯＦＦ（開）、切替手段５００はＲ信号１００Ｒの共通ラインに接続され、切替手段６００はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ出力端子とが切離され、結果、Ｇ信号１００Ｇの出力は図３のタイミングチャートに示すように１ライン（Ｌ）の読み取り周期（Ｔ１）期間内に２分割されて、画像入力アナログ信号１００Ｇ−１、１００Ｇ−２としてＡ／Ｄ変換器１１０に入力される。

以上から単色画像読み取り時には制御部２００からのセレクト信号を受けて、切替手段で読取開始信号と画像入力アナログ信号とを２分割してから同時にＡ／Ｄ変換器１１０に画像入力アナログ信号を取り込むのでカラー画像読み取り時の読み取り時間に対して読み取り周期（Ｔ）は１／２の読み取り周期（Ｔ１）の時間に短縮して画像読取を行うことができる。

実施の形態１では４個のセンサＩＣ６０を用いて比較的短尺の読み取り幅を持つ画像読取装置の回路構成について説明したが実施の形態２では読み取り幅が長い画像読取装置の回路構成について説明する。

実施の形態２．
図４は実施の形態２による画像読取装置の光電変換セレクト回路の説明図である。図４において４０４、４０５及び５０１は複数のセンサＩＣ６０の共通ラインからＡ／Ｄ変換器１１０に入力される画像入力アナログ信号１００のＲ信号１００Ｒ、Ｇ信号１００Ｇ及びＢ信号１００Ｂの個々のラインとを開閉するアナログスイッチ（切替手段）である。６０１は所定のセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子とＳＯ入力端子に設けられ、読取開始信号の入力位置を定めるとともに、隣接するセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子とＳＯ入力端子とを開閉するアナログスイッチ（切替手段）である。また、クロック信号（ＣＬＫ）は各センサＩＣ６０のＣＬＫ入力端子に共通接続され、読取開始信号、クロック信号及び切替手段を制御するセレクト（＋ＳＥＬＥＣＴ）信号は制御部２００から送出される。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

次にＲＧＢのカラー画像読み取りと単色画像をＧ信号の出力とした場合の単色画像読み取り時の動作について図４を用いて説明する。図４においてカラー画像を読み取る場合には、切替手段４００〜４０５、５００〜５０１、６００〜６０１の開閉は選択信号７００の駆動条件により開閉され、選択信号７００がＬレベルの場合には、切替手段４００〜４０５はＯＮ、切替手段５００〜５０１はＧ信号１００Ｇの共通ラインに接続され、切替手段６００〜６０１はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ出力端子とに接続され、ＲＧＢの画像出力を得る。

対して選択信号７００がＨレベルの場合には、切替手段４００〜４０５はＯＦＦ、切替手段５００はＲ信号１００Ｒの共通ラインに接続され、切替手段５０１はＢ信号１００Ｂの共通ラインに接続され、切替手段６００〜６０１はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ出力端子とが切離され、結果、Ｇ信号１００Ｇの出力は３分割されて、画像入力アナログ信号１００Ｇ−１、１００Ｇ−２、１００Ｇ−３としてＡ／Ｄ変換器１１０に入力される。

以上から単色画像読み取り時には制御部２００からのセレクト信号を受けて、切替手段で読取開始信号と画像入力アナログ信号とを３分割してから同時にＡ／Ｄ変換器１１０に画像入力アナログ信号を取り込むのでカラー画像読み取り時の読み取り時間に対して１／３の時間で画像読取を行うことができ、高速読取が可能となる。

実施の形態２では６個のセンサＩＣ６０を用いて比較的読み取り幅が長いイメージセンサの回路構成について説明したがさらに長尺の読み取り幅にしたい場合にはセンサＩＣ６０、切替手段及び信号処理回路のＡ／Ｄ変換器１１０の入力ポートを増加させることで実現可能である。

例えば、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ）のカラー原稿を解像度６００ｄｐｉで読み取った各色１０ｂｉｔの画像データをＬＶＤＳ４０ＭＨｚの転送速度で転送した場合、ライン（Ｌ）あたりの読み取り時間は約１７５μＳを要するのに対して、単色画像読取では実施の形態１に示す基本構成では２パラレル出力となり８８μＳ／Ｌまでの高速化が確保でき、実施の形態２に示す基本構成では３パラレル出力となりさらに高速化を図ることが可能となる。

次に実施の形態１では４個のセンサＩＣ６０を用いてカラー画像読み取り時においては読取開始信号を初段のセンサＩＣ６０から取り込むものとしたが、実施の形態３では読取開始信号をあらかじめ複数のＳＩ入力端子に入力してから切替手段を用いてカラー画像を含む分割駆動について説明する。

実施の形態３．
図５は実施の形態３による画像読取装置の光電変換セレクト回路の説明図である。図５において４０６、４０７及び５０２は複数のセンサＩＣ６０の共通ラインからＡ／Ｄ変換器１１０に入力される画像入力アナログ信号１００のＲ信号１００Ｒ、Ｇ信号１００Ｇ及びＢ信号１００Ｂの個々のラインとを開閉するアナログスイッチ（切替手段）である。図中、図４と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

次にＲＧＢのカラー画像読み取りと単色画像をＧ信号の出力とした場合の単色画像読み取り時の動作について図５を用いて説明する。図５においてカラー画像を読み取る場合には、切替手段４００〜４０７、５００、５０２、６００、６０１の開閉は選択信号７００の駆動条件により開閉され、選択信号７００がＬレベルの場合には、切替手段４００〜４０７はＯＮ、切替手段５００、５０２はＧ信号１００Ｇの共通ラインに接続され、切替手段６００〜６０１はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ入力端子とに接続され、Ａ／Ｄ変換器１１０に増設した６個の入出力ポートで２分割駆動したＲＧＢの画像出力を得る。

対して選択信号７００がＨレベルの場合には、切替手段４００〜４０７はＯＦＦ、切替手段５００、５０２はＲ信号１００Ｒの共通ラインに接続され、切替手段６００〜６０１はセンサＩＣ６０のＳＩ入力端子と前段に位置するセンサＩＣ６０のＳＯ出力端子とが切離され、結果、Ｇ信号１００Ｇの出力は４分割されて、画像入力アナログ信号１００Ｇ−ａ１、１００Ｇ−ａ２、１００Ｇ−ｂ１、１００Ｇ−ｂ２としてＡ／Ｄ変換器１１０に入力される。

以上から単色画像読み取り時には制御部２００からのセレクト信号を受けて、切替手段で読取開始信号と画像入力アナログ信号とを４分割してから同時にＡ／Ｄ変換器１１０に画像入力アナログ信号を取り込むので分割駆動して高速化したカラー画像読取の読み取り時間に対して１／２の時間で画像読取を行うことができ、高速読取が可能となる。

なお、実施の形態１〜３において原稿に対する光の照射は反射光源を用いた照射光以外に透過光源を用いた照射光でもよく、透過光を取扱う画像読取装置にも適用可能である。また、信号処理回路は黒補正部、白補正部などを用いて説明したが信号処理回路は白黒補正以外に色変換処理等の各種画像処理信号回路を用いても良い。

この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の信号処理回路のブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の光電変換セレクト回路の回路図である。 この発明の実施の形態１に係る画像読取装置のタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２に係る画像読取装置の光電変換セレクト回路の回路図である。 この発明の実施の形態３に係る画像読取装置の光電変換セレクト回路の回路図である。

符号の説明

６０ 光電変換素子（センサＩＣ）、 １００ 画像入力アナログ信号（読み出し信号）、 １００Ｒ 赤色アナログ信号（Ｒ信号）、 １００Ｇ 緑色アナログ信号（Ｇ信号）、 １００Ｂ 青色アナログ信号（Ｂ信号）、 １１０ アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器、 ２００ 制御部、 ３００ 黒補正部、 ３０１ 黒補正係数演算用の記憶素子（メモリ）、 ３１０ 白補正部、 ３１１ 白補正係数演算用の記憶素子（メモリ）、 ３２０ 出力部、 ３３０ 記憶素子（メモリ）、 ４００〜４０７ 切替手段、 ５００〜５０２ 切替手段、 ６００〜６０１ 切替手段、 ７００ 選択信号（セレクト信号）。

Claims (2)

1. クロック信号に同期して読取開始信号から始まる光電変換信号を光学波長の異なる複数の読み出し信号として出力する光電変換素子と、この光電変換素子の前記読み出し信号を光学波長ごとに隣接する光電変換素子の読み出し信号の読み出し線と共通接続し、共通接続した前記読み出し線を制御部を含む信号処理回路のアナログデジタル変換器の入力ポートにそれぞれ接続する接続手段と、光電変換素子を通過する前記読取開始信号を選択的に光電変換素子単位で断続させるスイッチと前記読み出し線と前記入力ポートとの間に選択的に設けられ前記読み出し線を開閉又は他の前記入力ポートに接続させるスイッチとを有する切替手段とを備え、複数の光学波長の画像情報を信号処理する場合には、前記制御部の選択信号に基づき前記切替手段を用いて読取開始信号を隣接する次段の光電変換素子に継続して伝達すると共に前記読み出し線を閉とすることによりそれぞれの前記読み出し信号を前記入力ポートに伝達し、特定の光学波長の画像情報を信号処理する場合には、前記制御部の選択信号に基づき前記切替手段を用いて読取開始信号を所定の隣接する光電変換素子に伝達することを停止し前記所定の隣接する光電変換素子に新たな読取開始信号を入力すると共に特定の光学波長以外の前記読み出し信号の前記読み出し線を切り離し、前記特定の光学波長の一部の画像情報を他の前記入力ポートに伝達させる画像読取装置の駆動回路。
2. 制御部の前記選択信号に同期してあらかじめ記憶素子のアドレスに収納した前記画像情報の駆動データに応じて前記読取開始信号の読取周期を可変することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置の駆動回路。

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