JPH03224360A - 画像情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像情報読取装置に関し、更に詳しくはファ
クシミリ等に用いられるラインセンサの暗電流補正を行
う画像情報読取装置に関する。

〔従来の技術〕

ファクシミリや複写機等において、原稿画像をＣＣＤ等
のラインセンサを用いて光電的に読み取ることがなされ
ている。しかしながら、ラインセンサの各画素はその特
性にばらつきを持っているため、正確に画像を再現でき
ない。ばらつきには、白レベルのばらつき、例えばシェ
ーディング現象と、黒レベルのばらつき、すなわち暗電
流によるオフセットがあり、レンジが異なることから別
々に補正されている。ここで、中間調画像を読み取って
再現する場合は、特に暗電流等のオフセット補正が正確
に行われることが重要である。

画像信号は第５図に示すようにラインセンサ１の出力電
圧として得られ、ＤＣクランプ回路２で直流レベル変換
が行なわれた後、サンプル・ホールド回路２１に保持さ
れ、順次出力される。ラインセンサ１が基準黒を読み込
んだときの画素信号をＡ／Ｄ変換部５でディジタル信号
に変換し記憶回路６に記憶し、画像を読み込むときに記
憶回路６に記憶された信号をＤ／Ａ変換部７でアナログ
信号に変換して画素信号から増幅回路２２（減算器とし
て用いる）で差し引くことによって暗電流の補正をして
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、暗電流を上記のように補正したとしても
、増幅回路はオフセット電圧を有し、またサンプル・ホ
ールド回路に用いられるスイッチはＣＭＯ８等のトラン
ジスタであるため、オフ時にも若干の電荷が流れ、それ
がノイズとして現れ、暗電流と同じように誤差として出
力されていた。

本発明は、以上の点に鑑み、スイッチのノイズ、増幅回
路のオフセット等の誤差も補正された正確な暗電流の補
正を行う画像情報読取装置を提供するものである。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、ラインセンサが基準黒を読み込む時の画素信
号を記憶して、画像読み込み時に読み込んだ画素信号か
ら前記記憶された信号を減算して暗電流を補正する画像
情報読取装置において、画素信号のサンプル・ホールト
手段と、該サンプリングされた信号を増幅する増幅手段
と、前記基準黒の読み込み時における該増幅手段の出力
電圧をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換部と
、該ディジタル信号を記憶する記憶手段と、該記憶され
た信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部とを有し
、画像読み込み時に前記Ｄ／Ａ変換部から出力される暗
電流補正値により前記サンプル・ホールト手段の出力が
補正されることを特徴とするものである。

〔作用〕

ラインセンサからの画素信号は、サンプル・ホールド回
路で保持され増幅手段を介して出力される。増幅手段は
、例えばオペアンプをボルテージホロワとしたものが用
いられる。基準黒を読み込んだ時のラインセンサの全画
素信号について、増幅手段の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、
記憶手段に記憶する。増幅手段の出力電圧を直接Ａ／Ｄ
変換して記憶してもよいし、出力電圧が所定の電圧にな
るような電荷をサンプル・ホールド回路に加え、増幅手
段の出力電圧に相当する電荷量をＡ／Ｄ変換して記憶し
てもよい。記憶された信号はラインセンサの暗電流やオ
ペアンプのオフセット、スイッチのノイズ等の誤差成分
である。

次に、画像情報を読み込むときは、ラインセンサからの
信号をサンプル・ホールド手段に加え、前記記憶手段の
信号をＤ／Ａ変換しサンプル・ホールド手段に加え、サ
ンプル・ホールド手段の出力から暗電流を減算すること
により増幅手段からの信号は画素信号と前記基準黒読み
取り時の画素信号の差、すなわち暗電流やオフセットを
除いた信号が得られる。

〔実施例〕

以下に、本発明について実施例を用いて説明する。第１
図は、本発明の第一の実施例である。■は画像に光を当
てて光電変換した信号を取り出すラインセンサであり、
例えば２０４８画素が一列に配置されたものが用いられ
る。２はＤＣクランプ回路であり、ラインセンサ１から
の出力信号を後段の回路に適合するように基準レベルに
基ついて直流レベルを変換し、例えば、画素信号を出力
していないときのラインセンサｌの出力電圧が７Ｖであ
れば、そのときの電圧を基準レベルの３Ｖに変換する。

この回路は一般に用いられるような構成でよく、詳細な
説明は省略する。３はＤＣクランプ回路２の出力信号を
サンプリングするサンプル・ホールド回路であり（詳細
は後述する）、その出力信号は増幅回路４でインピーダ
ンス変換、増幅等が行われ次段の回路に接続されている
。増幅回路４は、例えばオペアンプをボルテージホロワ
にしたものが用いられる。５は増幅回路４の出力を例え
ば８ビツトのディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部で
あり、そのディジタル信号は記憶回路６に記憶される。

記憶回路６は例えばメモリが使用でき、ラインセンサｌ
の全画素を記憶するだけの容量があればよく、例えばラ
インセンサｌが２０４８画素であれば、２０４８ワード
のアドレスを持てばよい。アドレスはアドレスカウンタ
８によって発生する。記憶回路６で記憶されたデータは
、Ｄ／Ａ変換部７でアナログ信号に変換されサンプル・
ホールド回路３に出力される。ラインセンサ１、ＤＣク
ランプ回路２、サンプル・ホールド回路３、Ａ／Ｄ変換
部５、アドレスカウンタ８はタイミング・コントローラ
９で制御される。

第２図は、第１図のサンプル・ホールド回路３の具体的
な回路図の一例である。スイッチ１０はタイミングコン
トローラ９からの信号によりオン・オフし、スイッチｌ
ＯがオンしたときにＤＣクランプ回路２からの信号がコ
ンデンサ１１に保持される。コンデンサ１１の反対側は
スイッチ１２によってタイミングコントローラ９からの
信号により一定電圧（例えば、基準レベル、３Ｖ）か、
またはＤ／Ａ変換器７の出力端子に接続される。

第１図と第２図にしたがって、以下動作を説明する。ま
ず、スイッチ１２を基準レベル側に倒し、ラインセンサ
１が基準黒を読み込む。基準黒を読み込んだときのライ
ンセンサｌの出力信号は暗電流成分であって、ＤＣクラ
ンプ回路２により直流レベルが変換され、スイッチＩＯ
がオンしているときにコンデンサ１１に電荷ｑとして保
持され、増幅回路４にその電圧が入力される。増幅回路
４の出力信号はラインセンサｌの暗電流や増幅回路４の
オフセット、サンプル・ホールド回路３のスイッチのノ
イズ等を含んでいる。増幅回路４の出力信号はクランプ
回路２で用いた基準レベルを基にＡ／Ｄ変換部５で変換
され、記憶回路６に記憶される。ラインセンサｌの一画
素を記憶するとアドレスカウンタ８はアドレスを＋１し
、次の画素の暗電流等のオフセットを記憶する。このよ
うにしてラインセンサ１の全画素について暗電流等のオ
フセットを記憶回路６に記憶させる。

次に、ラインセンサ１が画像を読み込む時の動作を示す
。まず、スイッチ１２を基準レベル側に倒す。ラインセ
ンサｌからの各画素信号はＤＣクランプ回路２で直流レ
ベル変換され、スイッチ１０がオンしているときにサン
プル・ホールド回路３のコンデンサ１１に電荷Ｑ＋ｑと
して保持される。電荷Ｑが真の画素信号であり、電荷ｑ
は暗電流とサンプル・ホールド回路３までのオフセット
成分である。次に、スイッチＩＯはオフになる。

このとき、その画素に対応した補正信号が記憶回路６か
ら出力され、　Ｄ／Ａ変換部７でアナログ信号に変換さ
れているので、スイッチ１２を基準レベルからＤ／Ａ変
換部側に切替えると、Ｄ／Ａ変換部７からの電圧により
オフセットをキャンセルさせる。このようにして増幅回
路４の出力電圧はオフセットを差し引かれた、すなわち
暗電流を正確に補正した電圧が得られる。

次に、他の実施例を第３図を基づいて説明する。

第３図において、第１図と同じ構成であるものは同じ番
号を付与している。

本実施例のサンプル・ホールド回路１３は第２図のサン
プル用のコンデンサ１１を複数に分割し、Ａ、／　Ｄ変
換部及びＤ／Ａ変換部も同時に構成したものである。サ
ンプル・ホールド回路１３の詳細な回路図を第４図に示
す。コンデンサはそれぞれ重み付けされ、例えばコンデ
ンサをそれぞれＣ０〜Ｃｏとすると、その容量は、Ｃｏ
＝２Ｃ，＝２２Ｃ２＝２３０３＝・・・＝２”Ｃｎのよ
うに重み付けされる。

コンデンサＣ９−Ｃｎは、それぞれスイッチＳ。

〜Ｓｏ及びスイッチ１７．１８によって、基準レベル１
９、もしくはキャンセル・レベル２０と接続される。こ
こで、キャンセル・レベル２０はオフセットの補正レン
ジを決定する電位であって、キャンセル・レベル２０と
基準レベル１９の差が大きいほど大きなオフセットを補
正できるが、粗い補正しかできない。逆に差が小さいと
オフセットの補正レンジが狭くなるかわりに精度良く補
正ができる。

１５は基準レベル１９と増幅回路４の出力との電圧を比
較する比較器であり、１６は比較器１５の出力に従って
スイッチＳ、〜Ｓｏをオン・オフさせてそのスイッチの
状態を記憶回路６に出力したり、記憶回路６からの信号
に従ってスイッチ５ｏ−Ｓ、をオン・オフさせるレジス
タである。

以下動作を説明する。オフセットの記憶に先立って、ま
ず、その正負を判断する。すなわち、基準黒を読み込み
、暗電流や増幅回路のオフセット等のトータルのオフセ
ット電圧、すなわち増幅回路の出力電圧が基準レベルに
対し正か負かを比較器１５で判断し、記憶回路６に記憶
する。このとき、スイッチＳ。−乳は基準レベル側か、
キャンセル・レベル側かのいずれか一方に接続されてお
ればよく、一定電圧であればよい。

次に、再び基準黒を読み込み、暗電流等のオフセット電
圧を記憶する。以下、詳しく説明すると、前回記憶され
たオフセットの正負に従って、正テあればスイッチ１７
を基準レベル１９側に切り替え、スイッチ１８をキャン
セル・レベル２０側に切り換える。スイッチＳ。−８，
、はすべでスイッチ１７側に切り換える。この状態でス
イッチ１４をオンして、暗電流に相当する電荷ｑをコン
デンサＣ３−ｃｏに保持し、スイッチ１４をオフにする
。次に、増幅回路４の出力電圧を比較器１５で基準レベ
ルと比較し、レジスタ１６に電圧の大小の信号を送出す
る。レジスタ１６は比較器１５の大小の信号に従って、
スイッチＳ。−８ｏを切り換えて増幅回路４の出力電圧
か基準レベルに最も近くなるように調整する。スイッチ
Ｓ。−８゜を調整する方法としては、逐次比較方法のよ
うにコンデンサＣ３−Ｃ０の容量の大きいコンデンサか
らオン・オフすればよい。また、前回記憶されたオフセ
ットが負であればスイッチ１７をキャンセル・レベル２
０側に切替え、スイッチ１８を基準レベル１９側に切り
換え、スイッチＳ。−８ｏはすべてスイッチ１７側に切
り換える。スイッチ１４をオンして、暗電流に相当する
電荷ｑをコンデンサＣ３−Ｃｏに保持して、増幅回路４
の出力電圧を比較器１５で基準レベルと比較し、レジス
タ１６に電圧の大小の信号を送出し、スイッチＳ。

〜Ｓ。を切り換えて増幅回路４の出力電圧が基準レベル
と等しくなるように調整する。増幅回路４の出力電圧が
基準レベルに最も近くなったときのスイッチＳ。−８ｏ
のオン・オフの状態は記憶回路６に記憶される。記憶回
路６に記憶されたデータは基準黒を読み込んだときの増
幅回路４の出力電圧と基準レベルとの差、すなわち暗電
流を含むオフセットの大きさである。次に、アドレスカ
ウンタ８を＋１大きくしてラインセンサｌの次の画素に
ついて暗電流を含むオフセットを記憶させ、ラインセン
サ１の全画素について記憶回路６に記憶することができ
る。

次に画像を読み込む時は、各画素に対応したオフセット
のデータを記憶回路６から読みだし、基準黒を記憶した
ときと同じようにスイッチ１７．１８をキャンセル・レ
ベル２０または基準レベル１９に切り換え、スイッチＳ
。−８ｏをスイッチ１７側に切替える。次に、スイッチ
１４をオンして、画素信号の電荷Ｑ＋ｑをコンデンサＣ
３−Ｃ０に保持し、次いでスイッチ１４をオフする。さ
らに、記憶回路６からのデータに従って、スイッチＳ、
−Ｓｎのうち所定のスイッチをスイッチ１８側に切替え
る。このようにして、暗電流等のオフセットに相当する
だけの電圧を差引き、すべての画素信号について暗電流
を補正することができる。

なお、第３図の実施例におけるサンプル・ホールド手段
は見方を変えると、いわゆる−船釣な逐次比較型Ａ／Ｄ
変換器の出力用コンデンサをサンプル・ホールド手段と
して兼用したものである。

すなわち、逐次比較型Ａ／Ｄ変換器の入力端子には基準
電圧を入力し、基準黒読み込み時の画素信号とＤ／Ａ変
換部の出力との減算値を基準レベルと比較して減算値が
基準レベルに等しくなるようにＤ／Ａ変換部の出力を可
変して、その時のディジタル信号を記憶し、画像読み込
み時にはＤ／Ａ変換部のみを用いて前記のディジタル信
号を減算したものと言える。従って、本実施例のサンプ
ル・ホールド手段は、画像読取装置に限らず簡単なアナ
ログ回路でオフセットを補正することが出来るサンプル
・ホールド回路として有効である。

〔発明の効果〕

本発明により、簡単なアナログ回路で各画素の暗電流を
正確に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であり、第２図は第１図
のサンプル・ホールト回路の詳細な回路図であり、第３
図は本発明の他の実施例であり、第４図は第３図のサン
プル・ホールド回路の詳細な回路図であり、第５図は従
来の暗電流補正をする画像読取装置である。 １　′ラインセンサ ２　°Ｄ　Ｃクランプ回路 ３°°サンプル・ホールド回路 ４　増幅器 ５　　°Ａ　／　Ｄ変換部 ６　°記憶回路 ７　　゛°Ｄ／Ａ変換部 ８　アドレスカウンタ ９°°°タイミングコントローラ １３゛−サンプル・ホールド回路 １５　比較器 １６　　゛レジスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ラインセンサが基準黒を読み込む時の画素信号を記
   憶して、画像読み込み時に読み込んだ画素信号から前記
   記憶された信号を減算して暗電流を補正する画像情報読
   取装置において、 画素信号のサンプル・ホールド手段と、該サンプリング
   された信号を増幅する増幅手段と、前記基準黒の読み込
   み時における該増幅手段の出力電圧をディジタル信号に
   変換するためのＡ／Ｄ変換部と、該ディジタル信号を記
   憶する記憶手段と、該記憶された信号をアナログ信号に
   変換するＤ／Ａ変換部とを有し、画像読み込み時に前記
   Ｄ／Ａ変換部から出力される暗電流補正値により前記サ
   ンプル・ホールド手段の出力が補正されることを特徴と
   する画像情報読取装置。