JPH03285459A - 画像読取装置 - 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］ 本発明は複数のイメージセンサを用いて画像の読取りを
行なう画像読取装置に関するものである。

［従来の技術１ 従来から画像読取りに使用されるイメージセンサとして
、■ラインのイメージセンサにストライブタイプの色フ
ィルタを設け、色分解信号を時分割に点順次で読み出す
ようにしたものが知られている。

例えば、Ａ４サイズ長手幅の２９７ａｕｎ原稿を読み取
る場合、シリコン結晶型のイメージセンサが高速読み取
りに適しているが、シリコン結晶型イメージセンサの場
合には製造上の制約から長尺タイプを１チツプで作る事
は困難であり、複数本を物理的な配置の工夫で１ライン
センサとして構成したものとなる。

そして、イメージセンサ昇温による暗電流変化及び回路
構成による暗出力部のレベル変化等の影響を除去するた
めに、イメージセンサ暗出力部の信号レベルを１水平走
査につき１回検出し、検出した信号レベルを所定電位に
直流再生するクランプ回路を設けていた。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記のような従来例では、長尺タイプイ
メージセンサが複数チップで構成されているため、各チ
ップの切断面のエツジから反射光がイメージセンサの暗
出力部へ漏れ込み、レベル変化となる。そして、クラン
プ回路で暗出力部を所定電位に固定するため、相対的に
有効画像レベルが変化する。

そのため、イメージセンサのあるチップの暗出力部に相
当する部分に原稿画像の白に相当する明光がくると、水
平走査方向の濃度変化となり、各チップに相当する画像
間で濃度レベル差が発生するといった欠点があった。

そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑み、原稿画像の
濃度状態の如何にかかわらず、各チャンネル間で濃度レ
ベル差の発生しない画像読取装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段１ かかる目的を達成するために、本発明では、光電変換手
段により光電変換して得られる点順次ビデオ信号の暗出
力部及び光電変換素子を有しない空転送部にわたって信
号レベルを検出し、検出した該信号レベルを所定電位に
直流再生するクランプ手段を具備したことを特徴とする
。

〔作　用〕

本発明では、光電変換手段から出力される点順次ビデオ
信号の暗出力部及び光電変換素子を有しない空転送部に
わたって信号レベルを検出し、検出したこの信号レベル
を所定電位に直流再生するクランプ手段を設けたので、
レベル変化のない空転送部のクランプにより、光電変換
手段の暗出力部への漏れ光によるレベル変化の影響がな
くなり、各チャンネル間で濃度レベル差が抑制される。

〔実施例１ 以下、図面を参照して本発明の一実施例である画像読取
装置について詳細に説明する。

第１図は、カラー画像読取装置の信号処理ブロックの一
例を示す、原稿はまず露光ランプにより照射され、反射
光は原稿走査ユニット３内のカラー読み取りセンサ６に
より画像ごとに色分解されて読み取られ、増幅回路（プ
リアンプ）８で所定レベルに増幅される。７はカラー読
み取りセンサを駆動するためのパルス信号を供給するＣ
ＣＤドライバーであり、必要なパルス源はシステムコン
トロールパルスジェネレータ１６で生成される。

第２図（ａ）および第２図（ｂ）は、カラー読み取りセ
ンサおよび駆動パルスを示す、ここで第２図（ａ）は本
実施例で使用されるカラー読み取りセンサを示し、主走
査方向を５分割して読み取るべく６３．５μｍ１画素と
して、９６０画素、すなわち本図の如く１画素を主走査
方向にＢ、Ｇ、Ｒで３分割しているので、トータル９６
０　ｘ　３　＝２８８０の有効画素数を有する。一方、
各チップ１８〜２２は同一セラミック基板上に形成され
、センサの　１．３．５番目（１ｇ、　２０．２２）は
同一ラインＬＡ上に、２，４番目（１９，２１）はＬＡ
とは４ライン分（６３，５μｍ　Ｘ　４　＝２５２μｍ
）だけ離れたラインＬＢ上に配置され、原稿読み取り時
には、矢印ＡＬ力方向走査される。

各５つのＣＣＤにおいて、１，３．５番目は駆動パルス
群０ＤＲＶ５０１に、２，４番目はＥＤＲＶ５０２によ
りそれぞれ独立にかつ同期して駆動される。

０ＤＲＶ５０１に含まれるＯ　ｅ　ＩＡ、　Ｏφ２Ａ、
　ＯＲＳとＥＤＲＶ５０２に含まれるＥφＩＡ、　Ｅφ
２Ａ、　ＥＲ３はそれぞれ各センサ内での電荷転送りロ
ック、電荷リセットパルスであり、１，３．５番目と２
，４番目との相互干渉やノイズ制限のため、互いにジッ
タのない様に全く同期して生成される。この為、これら
パルスは１つの基準発振源０３Ｃ１７（第１図参照）か
ら生成される。

第３図（ａ）は０ＤＲＶ５０１．ＥＤＲＶ５０２を生成
する回路ブロック、第３図（ｂ）はそのタイミングチャ
ートであり、第１図示のシステムコントロールパルスジ
ェネレータ１６に含まれる。単一の０３Ｃ１７より発生
される原クロックＣＬＫφを分周したクロックにφ５４
６は０ＤＲＶとＥＤＲＶの発生タイミングを決める基準
信号５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ３を生成するクロックであり
、５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ３はｃｐｕバスに接続された信
号ｌｌ５５０により設定されるプリセッタブルカウンタ
２４．２５の設定値に応じて出力タイミングが決定され
、５ＹＮＣ２，５ＹＮＣ３は分周器２６．２７および駆
動パルス生成部２８．２９を初期化する。

すなわち、本ブロックに入力されるＨＳＹＮＣ５４４を
基準とし、全て１つの発振源Ｏ３Ｃより出力されるＣＬ
Ｋφおよび全て同期して発生している分周クロックによ
り生成されているので、０ＤＲＶ５０１とＥＤＲＶ５０
２のそれぞれのパルス群は全（ジッタのない同期した信
号として得られ、センサ間の干渉による信号の乱れを防
止できる。

ここで、互いに同期して得られたセンサ駆動パルス０Ｄ
Ｒｖ５０１は１，３．５番目のセンサに、ＥＤＲＶ５０
２は２，４番目のセンサに供給され、各センサ１８，１
９，２０，２１．２２からは駆動パルスに同期してビデ
オ信号ｖ１〜■５が独立に出力され、第１図に示される
各チャンネル毎に独立の増幅回路（プリアンプ）８で所
定の電圧値に増幅され、同軸ケーブル５０８〜５１２を
通して第２図（ｂ）の図示の００３５３８ツタイミング
チＶｌ、Ｖ３．Ｖ５（７）信号が、ＥＯＳ５４３（７）
　）　イミングでＶ２．Ｖ４の信号がそれぞれ送出され
てビデオ処理ユニットに入力される。

前述した５チツプの等倍型カラーセンサにより読み取ら
れたアナログカラー画像信号は、各チャンネルごとに第
１図示のアナログ信号処理回路９にそれぞれ入力される
。各チャンネルに対応する信号処理回路は同一回路であ
るので、チャンネル１（ｃｈｉ）の回路に関し、第５図
示の処理ブロック図に従い、第６図のタイミングチャー
トとともに説明する。

入力されるアナログカラー画像信号は第５図示の５ｉＧ
Ａの如＜Ｂ−Ｇ−Ｈの順であり、かつ、２８８０画素の
有効画素以外に、有効画素前に１２画素のカラーセンサ
のホトダイオードと接続されていない空転送部、次に４
８画素のホトダイオード上にアルミニウムで遮蔽した暗
出力部（オプティカルブラック）、１２画素の空転送部
から成る合計２９５２画素から構成されるコンポジット
信号である（第４図参照）。

アナログカラー画像信号５ｉＧＡはバッファ３０に入力
され、インピーダンス変換される。次に、バッファ３０
の出力信号はＳ／Ｈ回路３１によりＳ／Ｈパルスに従っ
てコンポジット信号のリセット部が除去され、高速駆動
した場合の波形歪みが取り除かれたＳ／Ｈ出力信号とな
る（第６図のＳ／Ｈ０ＵＴ）。

サンプル／ホールドされた点順次カラー信号にはサンプ
リングパルスの周波数で不要成分が含まれているので、
これを除去するために、次にローパスフィルタ（ＬＰＦ
）　３２に入る。不要サンプリング周波数成分が除去さ
れた点順次カラー信号は、増幅器３３に入力され、規定
の信号出力まで増幅されると同時にＡＣ的にＤＣレベル
が変動するアナログカラー信号のＤＣレベル変動が除去
され、増幅器３３の最適動作点に画像信号のＤＣレベル
を固定するためにフィードバッククランプ回路３４によ
って零レベルクランプされる。

フィードバッククランプ回路３４はＳ／旧スレッシュホ
ールド）回路３４ａと比較増幅器３４ｂより構成されて
おり、増幅器３３より出力されるアナログカラー信号の
暗出力部（オプティカルブラック）及び空転送部の出力
レベルはＳ／Ｈ回路３４ａによって充電され、空転送部
レベルがホールドされ、比較増幅器３４ｂの反転入力端
に入力されるＧＮＤ　（グランド）レベルと比較され、
その差分が増幅器３３にフィードバックされ、増幅器３
３の出力の空転送部は常にＧＮＤレベルに固定される。

ここでＣＰ像信号アナログカラー信号の暗出力部及び空
転送部のクランプの区間を示す信号であり、Ｓ／Ｈ回路
３４ａに供給することにより、アナログカラー信号の空
転送部のＤＣレベルを水平走査期間（ＩＨ）に１回検出
することができる。

また、フィードバッククランプ回路３４において零レベ
ルクランプされるときの零クランプ回路は、次段の点順
次振幅コントロール回路で振幅可変時の入力オフセット
を除去する目的をも有している。アナログカラー信号の
空転送部が零クランプされた信号は、次に点順次振幅コ
ントロール回路３５〜３９に入力される。ここでは、Ｃ
ＰＵ制御により点順次色信号の各色分解信号毎にゲイン
調整が行なわれる。

第５図に示す３５ａ、　３５ｂ、　３５ｃはアナログス
イッチであり、ＣＰＵのデータバス５３３を介してデー
タがセットされ、少なくとも１つのアナログスイッチの
組み合わせで各アッテネータの抵抗分圧比が決定される
。それぞれ所定の分圧比でもって減衰された点順次信号
は、バッファ３６ａ、　３６ｂ、　３６ｃを介してアナ
ログスイッチ３７ａ、　３７ｂ、　３７ｃにより、ゲー
ト信号ＧＳＥＬ、　ＢＳＥＬ、　ＲＳＥＬの制御でもっ
て各色分解信号が取り出される。

カラーバランスがとられた点順次信号は次に電圧制御増
幅器（ＶＣＡ）　３８に入り、点順次色信号共通ゲイン
調整が行なわれる。３９はＤ／Ａ変換器であり、ＣＰｖ
のデータバス５３３を介してデータがセットされる。Ｄ
／Ａ変換器出力ＶｅｕｔはＶｌｌ、ｔ＝　−Ｖ、、−ｒ
／Ｎ　　　　　　Ｏ＜Ｎ＜１となる。ここでＮは入力デ
ジタルコードのバイナリ−分数値である。

３８は乗算器構成の電圧制御増幅器であり、ゲインコン
トロール入力端はＤ／Ａ変換器３９の出力端に接続され
、もう片方の入力端には点順次色信号が入力される。Ｄ
／Ａ変換器３９のセットデータとゲインとの関係を第７
図に示す。

原稿走査ユニット３が均一白色板を読み取った時のＡ／
Ｄ変換出力データ（Ｒ，Ｇ、Ｂ）が予め決められた値に
なるように、Ｄ／Ａ変換器３９のデータをＣＰＵデータ
バス５３３より設定して、点順次カラー信号レベルを増
幅する。

レベル制御されたアナログカラー信号は次に増幅器４０
に入力され、Ａ／Ｄ変換器４４の入力ダイナミックレン
ジまで増幅されると同時に、フィードバッククランプ回
路４２と乗算器４３によりＤＣレベルが制御される。

次に、乗算器４３とフィードバッククランプ回路４２よ
り構成されるフィードバッククランプ系について説明す
る。このフィードバッククランプ系は、前段のフィード
バッククランプ回路３４とほぼ同一の構成をとっている
。そしてＳ／Ｈ回路４２ａと比較増幅器４２ｂで構成さ
れるフィードバッククランプ回路の基準電圧を得るため
に、ＣＰＵ制御の乗算器４３が接続されている。また、
＠述のチャンネルつなぎ補正処理において、読み取った
黒レベル画像信号のレベルをシフトする為に、ＣＰＵの
データバス５３３を介して内部ラッチにセットされたデ
ジタルデータにより決定されるレベルで乗算器４３によ
って基準電圧を可変し、増幅器４０．バッファ４１によ
って増幅されたアナログカラー信号を基準電圧レベルに
クランプする。

乗算器４３は、第８図（ａ）に示す様に、マルチプライ
ングＤ／Ａ変換器５５０とオペアンプ５５２．５５６及
び抵抗値Ｒの抵抗５５３，５５４及び抵抗値２Ｒの抵抗
５５５より構成された全４象限モードの乗算器であり、
ＣＰＬＩからセットされた８ビツトのデジタルデータに
従って第８図（ｂ）の様に両極性の電圧を出力する。

バッファ４１はＡ／Ｄ変換器４４の大力バッファであり
、そのインピーダンスがＡ／Ｄ処理の直線性精度を保障
するＡ／Ｄ内部コンパレータの基準抵抗値以下になるよ
うに、低出力インピーダンスでかつ高速なバッファとし
て構成される。

さて、所定の白レベル、黒レベルに増幅およびＤＣクラ
ンプされた点順次カラー信号は、Ａ／Ｄ変換器４４に入
力され、デジタルデータＡ／Ｄ　ＯＵＴとなり、次にデ
ジタル信号処理回路とのタイミング合わせと確実なデジ
タルデータ送信のためにラッチ回路４５に入る。　０Ｌ
ＡＴＣＨＣＬにでラッチされたラッチ出力データは、次
のデジタル信号処理回路で０ＬＡＴＣＨＣＬＫと逆極性
のラッチクロックによりラッチされることにより、確実
なタイミングでデジタルデータの受信をすることができ
る。チャンネル２〜５のアナログ信号処理回路に関して
も上と同様である。

次に、デジタル変換された各チャンネルの点順次カラー
信号５１３〜５１７は、デジタル信号処理回路ｌＯに入
り、ＦｉＦｏメモリ１１によりチャンネル間の画像つな
ぎが行なわれ、各チャンネルの点順次カラー信号はＲ，
Ｇ、Ｂ三色のパラレル信号（５１８〜５２０）となる。

次に、Ｒ，Ｇ、Ｂ各デジタルカラー信号は、黒補正／白
補正回路１３に入力される。先ず、黒補正回路について
説明する。

チャンネル１〜５の黒レベル出力はセンサに入力する光
量が微小の時、チップ間・画素間のバラツキが大きい。

これをそのまま出力し画像を出力すると、画像のデータ
部にスジやムラが生じる。

そこで、この黒部の出力バラツキを補正する必要がある
。そこで、コピー動作に先立ち、原稿走査ユニット３を
原稿台先端部の非画像領域に配置された均一濃度を有す
る黒色板の位置へ移動し、ハロゲンランプを点灯し、黒
レベル画像信号を本回路に入力する。この画像データの
１ライン分が黒レベルメモリに格納され、黒基準値とな
る（以上、黒基準値取込モード）。

黒レベルデータＤＫ（ｉ）のデータ数ｉは例えば主走査
方向Ａ４長手方向の幅を有するとすれば、４００ｄｐｉ
で１５．７５　Ｘ２９７ｍｍ　＝４６７８画素／各色で
あるが、その長さをカバーするため、６１ｍｍのＣＣＤ
チップを５本並べて１ラインとすると、１５．７５　Ｘ
　６１ｃｍｘ　５　＝　４８００画素／各色に対応する
Ｌ＝１〜４８００の値を取り得る。

画像読み込み時には、黒レベルデータＤＫ（ｉ）に対し
、例えばブルー信号の場合Ｂ＋ｆｉ（ｉ）−Ｄ−（ｉ）
＝ｓ、ｕｔ（ｉ）として黒補正出力が得られる（黒補正
モード）。同様に、グリーンＧｉｎ、レッドＲｉｎも同
様の制御が行なわれ、黒補正出力Ｇａｕｔ＋Ｒｏｕｔと
なる。

次に、白レベル補正（シェーディング補正）回路を説明
する。

白レベル補正は、原稿走査ユニット３を均一な白色板の
位置に移動して照射した時の白色データに基づき、照明
系・光学系やセンサの感度バラツキの補正を行なうもの
である。基本的な回路構成は黒補正回路と同一であるが
、黒補正では減算器にて補正を行っていたのに対し、白
補正では乗算器を用いる点が異なる。白補正時に、まず
原稿走査ユニット３が均一白色板の位置（ホームポジシ
ョン）にある時、即ち複写動作または読み取り動作に先
立ち、露光ランプを点灯させ、均−白レベルの画像デー
タを１ライン分の白レベルメモリに格納する。

例えば、主走査方向Ａ４長手方向の幅を有するとすれば
、４００ｄｐｉで１５．７５　Ｘ　２９７ｍｍ　＝　４
６７８画素であるが、ＣＣＤ　１チツプの画像データを
９６０画素（４００ｄｐｉｘ　６１ｃｍ）ずつで構成す
ると、９６０Ｘ５＝４８００画素となる。即ち、少なく
とも白レベルメモリの容量は４８００バイトであり、ｉ
画素目の白色板データをＷ（ｉ）とすると、ｉ＝１〜４
８００となる。

一方、Ｗ（ｉ）に対してｉ画素目の画素の通常画像の読
み取り値ＤＩ１１（１）に対し、補正後の画像データは Ｄｏｕｔ（１）　　＝　Ｄ＋ｎ（１）　Ｘ　ＦＦイ／Ｗ
（ｉ）となり、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、レッド
（Ｒ）各色について白補正が行なわれる。

次に、各種写真フィルムのベースフィルムを読み取った
時に、Ｇ、Ｂ、Ｒ信号のカラーバランスがくずれた時は
ＣＰＵのデータバス５３３を介して再びアナログスイッ
チ３５ａ、　３５ｂ、　３５ｃにデータがセットされ、
カラーバランスを合わせ、白シェーディング補正が再度
行なわれる。

黒補正および白補正が行なわれた３色の画像信号（５２
１〜５２３）は、次に画像処理回路１４に入力される。

そして輝度データを濃度データに変換する対数変換回路
と、ＣＣＤセンサの色分解フィルムの分光特性補正なら
びにカラープリンタ２において、複写紙に転写される色
トナー（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の不要吸収特性の補正を行なう色
補正回路（入力マスキング、出力マスキング）と、各色
成分画像データＹｉ、Ｍｉ、ＣＬによりＭｉｎ（Ｙｉ、
Ｍｉ、Ｃｉ）　（Ｙｉ、Ｍｉ、Ｃｉのうちの最小値）を
算出しこれをスミ（黒）として後に黒トナーを加えるス
ミ入れ回路と、加えた黒成分に応じて各色材の加える量
を減じる下色除去（ＯＣＲ）回路とを通って画像処理さ
れる（第１図の５２４参照）。

次に、３色の画像信号はプリンタインターフェース１５
に入力する。インターフェース信号はデジタルビデオ信
号以外に画像送り方向（副走査方向）の同期信号（ＩＴ
ＱＰ）、　　１ラスタースキヤンに１回発生するラスタ
ースキャン方向（主走査方向）の同期信号（ＢＤ）　、
デジタルビデオ信号をカラープリンタ部２に送出するた
めの同期クロック（ＶＣＬＫ）、　ＢＤ倍信号基にジッ
ターのないＶＣＬＫを同期して生成される同期信号（Ｈ
ＳＹＮＣ）および半二重の双方向シリアル通信のための
信号（ＳＲＣＯＭ）から成る。

これら信号ラインを通してリーグ部からプリンタ部へ画
像情報と指示が送られ、プリンタ部からはプリンタ部の
状態情報、例えばジャム、紙なし、ウェイト等の情報の
相互やりとりが行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光電変換手段か
ら出力される点順次ビデオ信号の暗出力部及び光電変換
素子を有しない空転送部にわたって信号レベルを検出し
、検出した信号レベルを所定電位に直流再生するクラン
プ手段を設けるようにしたので、充電変換手段の暗出力
部への漏れ光によるレベル変化の影響が無くなり、原稿
画像の濃度状態の如何にかかわらず、複数チップ構成の
イメージセンサを用いる場合においての各チャンネル間
での濃度レベルを適切に抑制することが可能となるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した一実施例のデジタルカラー複
写機におけるリーグ部のビデオ信号処理ユニットの全体
の構成を示すブロック図、第２図（ａ）は第１図のカラ
ーＣＣＤセンサの配置図、 第２図（ｂ）は第２図（ａ）に示した各部の信号のタイ
ミングを示すタイミング図、 第３図（ａ）はＣＣＤ駆動信号生成回路（システムコン
トロールパルスジエネレータ１６内回路）の構成を示す
ブロック図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）の回路の動作を示すタイミ
ング図、 第４図は第１図のＣＣＤイメージセンサの駆動タイミン
グを示すタイミング図、 第５図は第１図に示したアナログ信号処理回路９の１チ
ヤンネルの本実施例に係る回路構成を示すブロック図、 第６図は第５図に示した各部の信号のタイミングを示す
タイミング図、 第７図は第５図の電圧制御型増幅回路の特性図、 第８図（ａ）は第５図に示した乗算器４３の回路構成を
示す回路図、 第８図（ｂ）はその乗算器４３の入出力を示すコード表
を示す図である。 ９・・・アナログ信号処理回路、 １０・・・デジタル信号処理回路、 ３４・・・フィードバッククランプ回路、３４ａ・・・
Ｓ／Ｈ回路、 ３４ｂ・・・比較増幅器。 ２・・・カラーレーザビームプリンタ、３・・・原稿走
査ユニット、 ４・・・ビデオ処理ユニット、 ５・・・コントロールユニット、 第 ７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）画像情報を有する媒体からの光信号を電気信号に変
   換する光電変換手段を有する画像読取装置において、 前記光電変換手段により光電変換して得られる点順次ビ
   デオ信号の暗出力部及び光電変換素子を有しない空転送
   部にわたって信号レベルを検出し、検出した該信号レベ
   ルを所定電位に直流再生するクランプ手段を具備したこ
   とを特徴とする画像読取装置。