JPH05161011A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】デジタル処理回路の黒シェーディングを安定し
て行ない、原稿画像の画像情報を正確に読み取る。 【構成】ＣＣＤ１からの出力信号は、カップリングコン
デンサ９１，９２でＡＣ結合してそのＤＣ成分を除去
し、Ｓ／Ｈ回路２１，２２では、画像信号中のＣＣＤ１
のリセットパルスのノイズ成分を除去している。クラン
プ回路３１，３２では、入力信号に対してパルス発生回
路８１より出力されるサンプリングパルスに従ってクラ
ンプが行なわれる。そして、マルチプレクサ回路４では
入力画像信号が遅延を受け、後段のクランプ回路３３
で、パルス発生回路８２から出力される初段のクランプ
回路３１，３２のサンプリングパルスよりパルス幅が狭
いサンプリングパルスにて画像信号をクランプすること
で、パルス発生回路８１からのサンプリングパルスに同
期して発生するヒゲ状のノイズが除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤイメージセンサ
等の固体撮像素子を用いた画像読取装置に関し、特に、
受光部の一部に遮光部を有し、この遮光部の出力信号を
用いて他の有効画素の信号を補正する画像読取装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＣＤラインセンサなどの固
体撮像素子を用いて原稿画像を読み取る画像読取装置で
は、その撮像素子は、受光素子の一部に蓋をして光が当
たらない部分の信号、つまり、ダーク部信号を画像信号
のダーク基準レベルとして発生する構成をとっている。
このＣＣＤラインセンサの出力信号処理回路では、例え
ば、図６に示すように、カップリングコンデンサ９１
ａ，９２ａでＡＣ結合してＣＣＤラインセンサ１ａの偶
数画素、奇数画素の出力信号のＤＣ成分を除去し、Ｓ／
Ｈ回路２１ａ，２２ａでＣＣＤラインセンサのリセット
パルスのノイズ成分を除去している。そして、前段のク
ランプ回路３１ａ，３２ａでパルス発生回路８より出力
されるサンプリングパルスにより基準電圧と画像信号の
ダーク部が一致するようにクランプをかけている。次
に、マルチプレクス回路４ａで偶数画素信号と奇数画素
信号を合成し、それを可変増幅器５ａで増幅した後、後
段のクランプ回路３３ａでさらに基準電圧と比較してク
ランプをかけ、Ａ／Ｄ変換器６ａで８ビット（２５６階
調）のデジタル画像信号に変換している。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の画像読取装置では、図７に示すように、前段の
クランプ回路３１ａ，３２ａに入力された信号（ａ）
は、クランプ回路内のアナログスイッチ（不図示）の開
閉特性により、サンプリングパルス（ｂ）に同期して、
クランプ回路３１ａ，３２ａの出力でノイズが生じてし
まう（波形（ｃ））。なお、図中、点線Ａ，Ｂ間は画像
信号ダーク部である。また、画像信号は、前段のクラン
プ回路３１ａ，３２ａに続くマルチプレクサ回路４ａ
で、奇数画素信号と偶数画素信号が合成される際に信号
が遅延される（波形（ｄ））ため、後段のクランプ回路
３３ａでは、前段のクランプ回路と同じタイミングで画
像信号ダーク部のサンプリングを行なうと、前段のクラ
ンプ回路３１ａ，３２ａで発生したノイズ部分をもサン
プリングしてしまい、画像信号ダーク部の波形が歪んで
しまう（波形（ｅ））という問題がある。また、上記の
問題に起因して、画像信号のダークレベルが安定せず、
デジタル処理回路７ａで黒シェーディングを安定して行
なうことができないので、原稿画像の画像情報を正確に
読み取れず、例えば、プリンタなどで原稿画像の再生を
行なうと画質が劣化してしまうという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決することを目的として成されたもので、上述の課題
を解決する一手段として、以下の構成を備える。すなわ
ち、請求項１に記載の発明によれば、撮像素子の受光部
に入射する光の一部を遮断し、該遮断部分から出力され
る信号にて該遮断部分以外の部分からの出力信号を補正
して画像を読み取る画像読取装置において、前記遮断部
分からの出力信号を第１のサンプリングパルスにて所定
レベルに固定する第１のサンプリング手段と、前記第１
のサンプリング手段からの出力信号を第２のサンプリン
グパルスにて所定のレベルに固定する第２のサンプリン
グ手段とを備え、前記第２のサンプリングパルスのパル
ス幅は、前記第１のサンプリングパルスのパルス幅より
狭い。

【０００５】また、請求項３に記載の発明によれば、撮
像素子の受光部に入射する光の一部を遮断し、該遮断部
分から出力される信号にて該遮断部分以外の部分からの
出力信号を補正して画像を読み取る画像読取装置におい
て、前記遮断部分からの出力信号を第１のサンプリング
パルスにて所定レベルに固定する第１のサンプリング手
段と、前記第１のサンプリング手段からの出力信号を第
２のサンプリングパルスにて所定のレベルに固定する第
２のサンプリング手段とを備え、前記第２のサンプリン
グパルスは、前記第１のサンプリングパルスより時間的
に遅れている。

【０００６】

【作用】以上の構成において、デジタル処理回路の黒シ
ェーディングを安定して行ない、原稿画像の画像情報を
正確に読み取るよう機能する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る好適な
実施例を詳細に説明する。 ［第１実施例］図１は、本発明の第１の実施例に係る画
像読取装置のＣＣＤ出力信号処理部の構成を示すブロツ
ク図である。同図において、ＣＣＤ１は、原稿画像の反
射光を光電変換し、偶数画素と奇数画素に対応する各々
の信号を出力する。これら、ＣＣＤ１から出力される画
像信号はＤＣ成分を含んでいるため、次段のＳ／Ｈ回路
２１，２２とは、カップリングコンデンサ９１，９２で
ＡＣ結合し、ＤＣ成分を除去している。そして、Ｓ／Ｈ
回路２１，２２では、画像信号中のＣＣＤ１のリセット
パルスのノイズ成分を除去するとともに、画素ごとに安
定した信号を出力する。

【０００８】クランプ回路３１，３２では、図２のタイ
ミングチャートに示すように、入力信号（ａ）に対して
パルス発生回路８１より出力されるサンプリングパルス
（ｂ）に従ってクランプが行なわれる。この前段のクラ
ンプ回路の出力信号（ｃ）には、同波形に示すように、
サンプリングパルス（ｂ）に同期してヒゲ状のノイズが
生じる。そして、マルチプレクサ回路４では、上記の奇
数画素信号と偶数画素信号の合成が行なわれる。このと
き、入力画像信号は遅延されるため、マルチプレクサ回
路４からの出力信号は、図２（ｄ）に示す波形となる。

【０００９】次に、マルチプレクサ回路４の出力信号
は、可変増幅器５で所定のレベルまで増幅されて、後段
のクランプ回路３３に入力される。ここで、パルス発生
回路８２から出力される、初段のクランプ回路３１，３
２のサンプリングパルス（ｂ）よりパルス幅が狭いサン
プリングパルス（ｅ）に従って画像信号をクランプする
と、波形（ｆ）が得られる。この後段のクランプ回路３
３では、画像信号のダーク信号をデジタル変換した後の
画像データが０８Ｈ（Ｈは、１６進数を示す）となるよ
うに、その基準電圧Ｖ_ref を調整している。

【００１０】そして、Ａ／Ｄ変換器６では、クランプ後
の信号を８ｂｉｔ（２５６階調）のデジタル信号に変換
し、次のデジタル処理回路７では、画像データから０８
Ｈを減算（黒シェーディング）した後に白シェーディン
グを行なう。図３は、ＣＣＤ出力信号処理部のクランプ
回路のブロック構成図である。同図において、オペアン
プ３０１の非反転入力端子に入力された画像信号は、所
定の増幅を受けた後に出力されるとともに、アナログス
イッチ３０３とホールドコンデンサ３０４により構成さ
れたサンプルアンドホールド回路に入力される。

【００１１】このサンプルアンドホールド回路では、画
像信号のダーク部信号に同期してアナログスイッチ３０
３に印加されるサンプリングパルスが論理“Ｈ”のと
き、アナログスイッチ３０３が閉じ、サンプリングコン
デンサ３０４に画像信号の充電が行なわれる。また、サ
ンプリングパルスが論理“Ｌ”のときにアナログスイッ
チ３０３が開き、サンプリングコンデンサ３０４の充電
電圧レベルがコンパレータ３０２に入力される。

【００１２】コンパレータ３０２の出力信号は、オペア
ンプ３０１の反転入力端子に入力され、サンプリングコ
ンデンサ３０４の充電電圧レベルが基準レベルＶ_ref よ
り高いときには、オペアンプ３０１から出力される画像
信号レベルが低くなるように、また、サンプリングコン
デンサ３０４の充電電圧レベルが基準電圧Ｖ_ref よりも
低いときには、出力画像信号レベルが高くなるようにフ
ィードバックされ、ダーク部信号が基準電圧Ｖ_ref と一
致するように構成されている。

【００１３】なお、ＣＣＤ出力信号処理部にてクランプ
を前段と後段の２段に渡って行なっているのは、前段の
クランプ回路のみではＡＣ結合された画像信号のＤＣ再
生が完全にはできないからである。以上説明したよう
に、本実施例によれば、ＣＣＤセンサで読み取った原稿
の画像データを、カップリングコンデンサによりＡＣ結
合された画像信号として得た後、前後２段のクランプ回
路によりＤＣ再生する際に、後段のクランプ回路のサン
プリングパルスのパルス幅を前段のクランプ回路のサン
プリングパルスのパルス幅より狭くすることにより、画
像信号が、初段のサンプリングパルスに同期して発生す
るノイズの影響を受けることなく後段でのクランプを行
なうことができ、結果として、画像信号の基準ダークレ
ベルが安定するため、黒シェーディングが安定して行な
えるようになり、原稿画像のデータを忠実に読み取るこ
とができるという効果がある。

【００１４】なお、上記第１の実施例では、後段のクラ
ンプ回路のサンプリングパルスのパルス幅を、前段にお
けるサンプリングパルスよりも単純に狭くしているが、
このようにすると、ＣＣＤセンサのダーク部の画素数が
少ない場合、クランプ回路のサンプリングコンデンサ３
０４にダーク部信号が十分に充電されず、その電圧レベ
ルが不十分となることがある。そこで、後段のクランプ
回路のサンプリングパルスのパルス幅を、前段のクラン
プ回路のクランプ回路のサンプリングパルスのパルス幅
より狭くするとともに、前段と後段のクランプ回路間で
の遅延時間分、サンプリングパルスを遅延するようにし
てもよい。以下、具体的に説明する。

【００１５】前段のクランプ回路３１，３２では、図４
のタイミングチヤートに示すように、入力信号（ａ）に
対してパルス発生回路８１より出力されるサンプリング
パルス（ｂ）に従ってクランプを行なうと、上記実施例
と同様、前段のクランプ回路の出力信号（ｃ）には、サ
ンプリングパルス（ｂ）に同期してノイズが生じる。そ
して、マルチプレクサ回路４では、奇数画素信号と偶数
画素信号の合成が行なわれ、このとき、画像信号は、
（ｄ）に示すように遅延する。

【００１６】この信号は、可変増幅器５で所定のレベル
まで増幅された後に、後段のクランプ回路３３に入力さ
れるが、ここで、パルス発生回路８２から出力されるサ
ンプリングパルスを、波形（ｅ）のようにする。つま
り、パルス発生回路８２からのサンプリングパルスを、
前段と後段のクランプ回路間の遅延分、前段のクランプ
回路のサンプリングパルス（ｂ）より遅延させ、かつ、
前段のクランプ回路で発生した画像信号中のノイズをサ
ンプリングしないようにパルス幅を狭くする。そして、
このサンプリングパルス（ｅ）に従って画像信号をクラ
ンプすると、波形（ｆ）が得られ、これがＡ／Ｄ変換器
６で８ｂｉｔ（２５６階調）のデジタル信号に変換され
る。

【００１７】［第２実施例］以下、本発明の第２の実施
例について説明する。なお、本実施例に係る画像読取装
置のＣＣＤ出力信号処理部の構成は、上記第１の実施例
に係る画像読取装置のＣＣＤ出力信号処理部と同一構成
をとるので、ここでは、その図示及び説明を省略する。
図５は、本実施例に係るＣＣＤ出力信号処理部の信号タ
イミングチャートである。同図に示すように、入力信号
（ａ）に対してパルス発生回路８１より出力されるサン
プリングパルス（ｂ）に従ってクランプが行なわれる。
この初段のクランプ回路の出力信号（ｃ）には、同波形
に示すように、サンプリングパルス（ｂ）に同期してヒ
ゲ状のノイズが生じる。そして、マルチプレクサ回路４
で、上記の奇数画素信号と偶数画素信号の合成が行なわ
れるとき、入力画像信号は遅延されるため、マルチプレ
クサ回路４からの出力信号は、図５（ｄ）に示す波形と
なる。

【００１８】次に、マルチプレクサ回路４の出力信号
は、可変増幅器５で所定のレベルまで増幅されて、後段
のクランプ回路３３に入力される。ここで、パルス発生
回路８２から出力されるサンプリングパルス（ｅ）は、
前段のクランプ回路３１，３２のサンプリングパルス
（ｂ）より遅延しており、前段のクランプ回路で発生し
た画像信号のヒゲ状ノイズを避けてサンプリングを行な
う。このサンプリングパルス（ｅ）に従って画像信号を
クランプすることで、図５の波形（ｆ）が得られる。ま
た、後段のクランプ回路３３では、上記第１の実施例と
同様、画像信号のダーク信号をデジタル変換した後の画
像データが０８Ｈ（Ｈは、１６進数を示す）となるよう
に、その基準電圧Ｖ_ref を調整している。

【００１９】以上説明したように、本実施例によれば、
ＣＣＤセンサで読み取った原稿の画像データを、カップ
リングコンデンサによりＡＣ結合された画像信号として
得た後、前後２段のクランプ回路によりＤＣ再生する際
に、後段のクランプ回路のサンプリングパルスの発生タ
イミングを前段のクランプ回路のサンプリングパルスよ
り遅延させることにより、画像信号が、初段のサンプリ
ングパルスに同期して発生するノイズの影響を受けるこ
となく後段でのクランプを行なうことができ、結果とし
て、画像信号の基準ダークレベルが安定するため、黒シ
ェーディングが安定して行なえるようになり、原稿画像
のデータを忠実に読み取ることができるという効果があ
る。

【００２０】なお、上記第２の実施例では、後段のクラ
ンプ回路のサンプリングパルスのタイミングを、前段の
クランプ回路で発生したノイズを避ける目的で遅延させ
たが、サンプリングパルスを単純に遅延させると、ＣＣ
Ｄセンサのダーク部の画素数が少ない場合、画像信号の
ダーク部に後段のクランプ回路のサンプリングパルスが
収まりきらないことがある。

【００２１】そこで、前段と後段のクランプ回路間の遅
延時間分、サンプリングパルスを遅延するとともに、後
段のクランプ回路のサンプリングパルスのパルス幅を前
段のクランプ回路のパルス幅より狭くするようにしても
よい。なお、このときのタイミングチヤートは、図４に
示すタイミングチヤートと同じであるため、その説明を
省略する。なお、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム、あるいは装置に
プログラムを供給することによつて達成される場合にも
適用できることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像信号の基準ダークレベルが安定するため黒シェーデ
ィングを安定して行なえ、かつ、原稿画像のデータを忠
実に読み取ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像読取装置のＣ
ＣＤ出力信号処理部の構成を示すブロツク図、

【図２】第１実施例のＣＣＤ出力信号処理部のタイミン
グチャート、

【図３】実施例に係るＣＣＤ出力信号処理部のクランプ
回路のブロック構成図、

【図４】第１実施例の変形例に係るＣＣＤ出力信号処理
部のタイミングチヤート、

【図５】第２の実施例に係るＣＣＤ出力信号処理部の信
号タイミングチャート、

【図６】従来の画像読取装置のＣＣＤラインセンサの出
力信号処理回路を示すブロツク図、

【図７】従来の画像読取装置におけるＣＣＤ出力信号処
理部のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ ＣＣＤセンサ ４ マルチプレクサ回路 ５ 可変増幅器 ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ デジタル処理回路 ８ パルス発生回路 １０ コントローラ ２１，２２ サンプルアンドホールド回路 ３１，３２，３３ クランプ回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子の受光部に入射する光の一部を
   遮断し、該遮断部分から出力される信号にて該遮断部分
   以外の部分からの出力信号を補正して画像を読み取る画
   像読取装置において、 前記遮断部分からの出力信号を第１のサンプリングパル
   スにて所定レベルに固定する第１のサンプリング手段
   と、 前記第１のサンプリング手段からの出力信号を第２のサ
   ンプリングパルスにて所定のレベルに固定する第２のサ
   ンプリング手段とを備え、 前記第２のサンプリングパルスのパルス幅は、前記第１
   のサンプリングパルスのパルス幅より狭いことを特徴と
   する画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記第２のサンプリングパルスのパルス
   幅は、前記第１のサンプリングパルスのパルス幅より狭
   く、かつ、該第２のサンプリングパルスは、該第１のサ
   ンプリングパルスより時間的に遅れていることを特徴と
   する請求項１に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 撮像素子の受光部に入射する光の一部を
   遮断し、該遮断部分から出力される信号にて該遮断部分
   以外の部分からの出力信号を補正して画像を読み取る画
   像読取装置において、 前記遮断部分からの出力信号を第１のサンプリングパル
   スにて所定レベルに固定する第１のサンプリング手段
   と、 前記第１のサンプリング手段からの出力信号を第２のサ
   ンプリングパルスにて所定のレベルに固定する第２のサ
   ンプリング手段とを備え、 前記第２のサンプリングパルスは、前記第１のサンプリ
   ングパルスより時間的に遅れていることを特徴とする画
   像読取装置。
4. 【請求項４】 前記第２のサンプリングパルスは、前記
   第１のサンプリングパルスより時間的に遅れ、かつ、該
   第２のサンプリングパルスのパルス幅は、該第１のサン
   プリングパルスのパルス幅より狭いことを特徴とする請
   求項３に記載の画像読取装置。