JPH08228280A - イメージセンサの画像信号処理装置 - Google Patents

イメージセンサの画像信号処理装置

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JPH08228280A
JPH08228280A JP7033701A JP3370195A JPH08228280A JP H08228280 A JPH08228280 A JP H08228280A JP 7033701 A JP7033701 A JP 7033701A JP 3370195 A JP3370195 A JP 3370195A JP H08228280 A JPH08228280 A JP H08228280A
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イメージデータの読み込み不良をなくし、画
質の改善を図る。 【構成】 イメージデータを出力するイメージセンサ1
と、イメージデータ出力を保持するサンプルホールド回
路2と、サンプルホールド回路2が出力するアナログ信
号をデジタル信号に変換するAD変換器3と、第1のク
ロックφ1を発生するシステムクロック発生器6aと、
第1のクロックφ1に基づきサンプルホールド回路2の
保持タイミングを制御するタイミング発生回路4と、第
1のクロックφ1の位相と異なる位相を有する第2のク
ロックφ2を発生する第2のシステムクロック発生器6
bと、第2のクロックφ2に基づきAD変換器3の変換
タイミングを制御するAD変換クロック発生器6とを備
えた。 【効果】 異なる2つのクロックを用いるので、保持タ
イミングと変換タイミングとが重なることがなく、イメ
ージデータ読み込みが安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、イメージデータを読
み込むために用いられるイメージセンサの画像信号処理
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ファクシミリ等の画像入力デバイスとし
て、たとえば、三菱電機複合電子デバイスカタログH−
C0274−C 本−9109(ROD)に見られるよ
うなフォトトランジスタセンサ素子を用いた密着型イメ
ージセンサが用いられている。このイメージセンサの読
み取り画像信号に対して行われるイメージの拡大縮小処
理は、単に原稿の拡大縮小を目的とするだけでなく、入
力デバイスと出力デバイスのサイズあるいは分解能の不
一致を補うことも目的としており、極めて重要な処理技
術である。拡大縮小処理の方法として、2値化したあと
に行う間引きや重畳、補間等が一般的である。
【0003】この種のものには、特開平4-315360号、特
開平4-332255号において示されたものがある。これら
は、比較的簡単なロジック回路により自由度の高い拡大
縮小処理が可能となるものである。この処理方法によれ
ば、拡大縮小率はプログラマブルであり、誤差も少な
い。また、基本となるシステムクロックも比較的低い周
波数ですむ。
【0004】図13に従来のイメージセンサの画像信号
処理装置の機能ブロック図を、図14にこのイメージセ
ンサの画像信号処理装置の画像入出力タイミング図を、
それぞれ示す。
【0005】図13において、イメージセンサ1は、外
部から入力されるスタートパルスSI及びクロックパル
スCLK1に基づき、読み込んだイメージデータSIG
を順次出力する。イメージデータSIGは直列信号であ
る。サンプルホールド回路2は、外部から入力されるサ
ンプルホールドパルスS/Hに基づき、イメージデータ
SIGを一定期間保持する。AD変換器3は、サンプル
ホールド回路2が出力するイメージデータSIG0を受
け、外部から入力されるAD変換クロックADC CL
OCKに基づき、これをアナログ信号からデジタル信号
に変換する。タイミング発生回路4は、外部から入力さ
れるシステムクロックφ、スタートパルスSII、この
画像信号処理装置の動作モードを設定するための制御信
号PARAMETER DATAに基づき、タイミング
信号SI,CLK1,S/Hを発生する。AD変換クロ
ック発生器5は、システムクロックφ、スタートパルス
SII、制御信号PARAMETER DATAに基づ
き、AD変換クロックADC CLOCKを発生する。
システムクロック(SYSTEM CLOCK)発生器6は、システム
クロックφを発生する。なお、スタートパルスSII及
び制御信号PARAMETER DATAは、必要に応
じて、図示しないCPUまたはシステムから入力され
る。
【0006】次に動作について、図14に基づき説明す
る。図14は縮小処理を行う場合のタイミング例を示し
ている。すなわち、画像処理側のシステムクロックφの
分周値をm1=8とし、画像入力側のシステムクロック
φの分周値をm2=6とし、さらに、これに分周値5の
ものを3回に1回の割合で混入させたときのタイミング
を示している。
【0007】同図において、システムクロック発生器6
により供給されるシステムクロックを8分周して生成さ
れた画像処理側タイミングに同期して、図示しない画像
処理装置は画像を取り込む処理を行う(図14の矢
印)。
【0008】同図の下部の画像入力側タイミングチャー
トにおいて、CTR0〜2は、タイミング発生回路4に
内蔵される、図示しないカウンタの出力ビットを示した
ものである。このカウンタによりシステムクロックがカ
ウントされ、その分周値は5、6、6と変化する。これ
らの信号に基づいてクロックパルスCLK1やサンプル
ホールドパルスS/Hが作成される。
【0009】イメージセンサ1からのイメージデータS
IGは、クロックパルスCLK1に同期して出力され
る。図14では、イメージデータSIGとして、順番に
a,b,c,・・・,jが読み出されている。サンプル
ホールドパルスS/Hは、イメージデータSIGをクラ
ンプするための信号で、イメージデータSIGがピーク
値となる、クロックパルスCLK1の立ち上がりの直前
に、所定の時間”H”となる。サンプルホールドパルス
S/HによりイメージデータSIGはSIG0となる。
イメージデータSIG0は、イメージデータSIGに対
応して、a,b,c,・・・,jとなる。イメージデー
タSIG0は、画像処理側に同図の矢印のタイミングで
取り込まれていく。
【0010】ところで、前述のように、画像処理側タイ
ミングと画像入力側タイミングとではシステムクロック
の分周値が異なるから、イメージデータSIGと画像処
理側に読み込まれるデータとは1対1に対応しない。画
像処理側に読み込まれるデータは、順番に、a,c,
d,f,g,h(又はi),jである。すなわち、10
個のイメージデータa,・・・,jから7つのイメージ
データが読み込まれる。一般的に、画像処理側の画素
数、画素クロック周波数をそれぞれN1、f1、画像入
力側(イメージセンサ側)の画素数、画素クロック周波
数をそれぞれN2、f2としたとき、N1×f2=N2
×f1の関係が成り立つ。
【0011】以上の動作を可能にする回路を組み込むこ
とで、画像の単純な拡大縮小以外にセンサの画素密度を
自由に変換できるようになる。つまり、16dot/m
mのセンサでも300DPIの画像信号を容易に取り出
せる等、1種類の画素密度で極めて自由度の高い画素密
度が実現できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図14のタ
イミングA部に着目する。このタイミングでは、画像処
理側に画像データの取り込みがなされるタイミングと、
イメージデータSIG0の変化のタイミングが重なって
しまう。このA部において、イメージデータSIG0は
ステップ状に変化するから、取り込まれるデータは不安
定であり、画像処理側は正確な画情報を取り込むことが
できない。このため、出力画像に周期的なたてスジが生
じる。そして、A部の重なりは、画像処理側タイミング
及び画像入力側タイミングがいずれも同一のシステムク
ロックφに基づき生成されるため、周期的に発生するこ
とは避けられない。
【0013】さらに、拡大処理を行う場合には、次のよ
うな問題も生じる。拡大処理を行う場合、クロックパル
スCLK1の周波数は、倍率が100%の時に比べて低
く設定される。図15は、クロックパルスCLK1、サ
ンプルホールドパルスS/H、及びイメージデータSI
G、SIG1の関係を、100%(等倍)と200%
(2倍)に処理する場合を例にとり、示したものであ
る。
【0014】同図からわかるように、200%のクロッ
クパルスCLK1の”L”期間は、100%のクロック
パルスCLK1のそれよりも長い。ところで、イメージ
データSIGは、イメージセンサ1からクロックパルス
CLK1の”L”時に積分波形として出力される。した
がって、クロックパルスCLK1の”L”期間が長い
と、イメージデータSIGの出力波形のピーク値Vは増
大していくが、次第に飽和していく。図15において
は、イメージデータの読み出し開始点から測って、20
0%処理時のサンプルホールド点は、100%処理時の
サンプルホールド点よりも後にある。ここで、V100
%<V200%であり、倍率によってイメージデータの
レベルが一定にならない。また、イメージデータSIG
は積分波形であるから、V100%とV200%とは直
線的関係になく、これらのレベルを補正するのは困難で
ある。以上のように、従来のイメージセンサの画像信号
処理装置は、縮小拡大処理において画質が低下するとい
う問題点があった。
【0015】この発明は、縮小拡大処理において画質が
低下することがないイメージセンサの画像信号処理装置
を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に係るイメージ
センサの画像信号処理装置は、画像データを読み込んで
イメージデータとして出力するイメージセンサと、上記
イメージデータ出力を保持するサンプルホールド回路
と、上記サンプルホールド回路が出力するアナログ信号
をデジタル信号に変換するAD変換器と、第1の基準信
号を発生する第1の基準信号発生器と、上記第1の基準
信号に基づき上記サンプルホールド回路の保持タイミン
グを制御するタイミング発生回路と、上記第1の基準信
号の位相と異なる位相を有する第2の基準信号を発生す
る第2の基準信号発生器と、上記第2の基準信号に基づ
き上記AD変換器の変換タイミングを制御するAD変換
タイミング発生回路とを備えたものである。
【0017】請求項2に係るイメージセンサの画像信号
処理装置は、画像データを読み込んでイメージデータと
して出力するイメージセンサと、上記イメージデータ出
力を保持するサンプルホールド回路と、上記サンプルホ
ールド回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変
換するAD変換器と、基準信号を発生する基準信号発生
器と、上記基準信号に基づき上記サンプルホールド回路
の保持タイミングを制御するタイミング発生回路と、上
記基準信号に基づき上記AD変換器の変換タイミングを
制御するAD変換タイミング発生回路と、上記サンプル
ホールド回路の保持タイミングと上記AD変換器の変換
タイミングとが一致したときに上記保持タイミングある
いは上記変換タイミングのいずれかをずらすタイミング
判別器とを備えたものである。
【0018】請求項3に係るイメージセンサの画像信号
処理装置は、画像データを読み込んでイメージデータと
して出力するイメージセンサと、上記イメージデータ出
力を保持するサンプルホールド回路と、上記サンプルホ
ールド回路が出力する信号の変動を低減するフィルタ回
路と、上記フィルタ回路が出力するアナログ信号をデジ
タル信号に変換するAD変換器と、基準信号を発生する
基準信号発生器と、上記基準信号に基づき上記サンプル
ホールド回路の保持タイミングを制御するタイミング発
生回路と、上記基準信号に基づき上記AD変換器の変換
タイミングを制御するAD変換タイミング発生回路とを
備えたものである。
【0019】請求項4に係るイメージセンサの画像信号
処理装置は、画像データを読み込んでイメージデータと
して出力するイメージセンサと、上記イメージデータ出
力を保持するサンプルホールド回路と、上記フィルタ回
路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するA
D変換器と、基準信号を発生する基準信号発生器と、上
記基準信号に基づき上記イメージセンサからイメージデ
ータを読み出す読出タイミング信号及び上記サンプルホ
ールド回路の保持タイミングを制御する保持タイミング
信号を発生するタイミング発生回路と、上記基準信号に
基づき上記AD変換器の変換タイミングを制御するAD
変換タイミング発生回路とを備え、上記イメージデータ
の出力周期を変化させるときに、上記タイミング発生回
路が、上記イメージデータの出力開始点からの同じ位置
のデータが保持されるように、上記読出タイミング信号
あるいは上記保持タイミング信号いずれかを変化させる
ものである。
【0020】請求項5に係るイメージセンサの画像信号
処理装置は、上記タイミング発生回路に、上記イメージ
データの出力周期を変化させるときに、上記読出タイミ
ング信号を変化させて上記イメージデータの読出期間を
一定にする読出期間一定化手段を備えたものである。
【0021】請求項6に係るイメージセンサの画像信号
処理装置は、上記タイミング発生回路に、上記イメージ
データの出力周期を変化させるときに、上記イメージデ
ータの読出期間の変化に対応して、上記保持タイミング
信号を変化させるサンプルタイミング一定化手段を備え
たものである。
【0022】
【作用】請求項1の発明においては、イメージセンサが
画像データを読み込んでイメージデータとして出力し、
サンプルホールド回路が上記イメージデータ出力を保持
し、AD変換器が上記サンプルホールド回路が出力する
アナログ信号をデジタル信号に変換し、第1の基準信号
発生器が第1の基準信号を発生し、タイミング発生回路
が上記第1の基準信号に基づき上記サンプルホールド回
路の保持タイミングを制御し、第2の基準信号発生器が
上記第1の基準信号の位相と異なる位相を有する第2の
基準信号を発生し、AD変換タイミング発生回路が上記
第2の基準信号に基づき上記AD変換器の変換タイミン
グを制御する。
【0023】請求項2の発明においては、イメージセン
サが画像データを読み込んでイメージデータとして出力
し、サンプルホールド回路が上記イメージデータ出力を
保持し、AD変換器が上記サンプルホールド回路が出力
するアナログ信号をデジタル信号に変換し、基準信号発
生器が基準信号を発生し、タイミング発生回路が上記基
準信号に基づき上記サンプルホールド回路の保持タイミ
ングを制御し、AD変換タイミング発生回路が上記基準
信号に基づき上記AD変換器の変換タイミングを制御
し、タイミング判別器が上記サンプルホールド回路の保
持タイミングと上記AD変換器の変換タイミングとが一
致したときに上記保持タイミングあるいは上記変換タイ
ミングのいずれかをずらす。
【0024】請求項3の発明においては、イメージセン
サが画像データを読み込んでイメージデータとして出力
し、サンプルホールド回路が上記イメージデータ出力を
保持し、フィルタ回路が上記サンプルホールド回路が出
力する信号の変動を低減し、AD変換器が上記フィルタ
回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、
基準信号発生器が基準信号を発生し、タイミング発生回
路が上記基準信号に基づき上記サンプルホールド回路の
保持タイミングを制御し、AD変換タイミング発生回路
が上記基準信号に基づき上記AD変換器の変換タイミン
グを制御する。
【0025】請求項4の発明においては、イメージセン
サが画像データを読み込んでイメージデータとして出力
し、サンプルホールド回路が上記イメージデータ出力を
保持し、AD変換器が上記フィルタ回路が出力するアナ
ログ信号をデジタル信号に変換し、基準信号発生器が基
準信号を発生し、タイミング発生回路が、上記基準信号
に基づき、上記イメージデータの出力周期を変化させる
ときに、上記イメージデータの出力開始点からの同じ位
置のデータが保持されるように、上記イメージセンサの
読出タイミング信号あるいは上記サンプルホールド回路
の保持タイミング信号いずれかを変化させ、AD変換タ
イミング発生回路が上記基準信号に基づき上記AD変換
器の変換タイミングを制御する。
【0026】請求項5の発明においては、上記タイミン
グ発生回路の読出期間一定化手段が、上記イメージデー
タの出力周期を変化させるときに、上記読出タイミング
信号を変化させて上記イメージデータの読出期間を一定
にする。
【0027】請求項6の発明においては、上記タイミン
グ発生回路のサンプルタイミング一定化手段が、上記イ
メージデータの出力周期を変化させるときに、上記イメ
ージデータの読出期間の変化に対応して、上記保持タイ
ミング信号を変化させる。
【0028】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例について図1〜図
3に基づき説明する。図1は、この実施例1に係るイメ
ージセンサの画像信号処理装置の機能ブロック図であ
る。同図において、イメージセンサ1は、外部から入力
されるスタートパルスSI及びクロックパルスCLK1
に基づき、読み込んだイメージデータSIGを順次出力
する。イメージデータSIGは直列信号である。サンプ
ルホールド回路2は、外部から入力されるサンプルホー
ルドパルスS/Hに基づき、イメージデータSIGを一
定期間保持する。AD変換器3は、サンプルホールド回
路2が出力するイメージデータSIG0を受け、外部か
ら入力されるAD変換クロックADC CLOCKに基
づき、これをアナログ信号からデジタル信号に変換す
る。タイミング発生回路4は、外部から入力されるシス
テムクロックφ1、スタートパルスSII、この画像信
号処理装置の動作モードを設定するための制御信号PA
RAMETER DATAに基づき、タイミング信号S
I,CLK1,S/Hを発生する。AD変換クロック発
生器5は、システムクロックφ2、スタートパルスSI
I、制御信号PARAMETER DATAに基づき、
AD変換クロックADC CLOCKを発生する。
【0029】システムクロック(SYSTEM CLOCK)発生器6
a、6bは、それぞれ、システムクロックφ1、φ2を
発生する。ここで、システムクロックφ1、φ2は、図
3に示されるように、同一の周期で位相が180°異な
るクロックである。なお、スタートパルスSII及び制
御信号PARAMETER DATAは、必要に応じ
て、図示しないCPUまたはシステムにより入力され
る。
【0030】また、図2は、タイミング発生回路4の内
部構成を示す機能ブロック図である。同図において、S
I発生器41は、スタートパルスSIIを受けてSI信
号を発生し、同期回路44に対し出力する。CLOCK
カウンタ42は、システムクロックφ1に基づきカウン
トする。分周ブロックカウンタ43は、CLOCKカウ
ンタ42の出力に基づきシステムクロックを分周する。
同期回路44は、SI信号をクロックパルスCLK1に
同期させてから出力する。CLK1発生器45及びS/
H発生器46は、CLOCKカウンタ42の出力及びデ
ータセレクタ47の出力に基づき、それぞれクロックパ
ルスCLK1及びサンプルホールドパルスS/Hを発生
する。データセレクタ(DATA SELECTOR)
47は、外部のシステムあるいはCPUから入力される
パラメータデータ(PARAMETER DATA)に
基づき分周ブロックカウンタ43の出力を適宜選択して
CLOCKカウンタ42、CLK1発生器45、S/H
発生器46に対し出力する。すなわち、タイミング発生
回路4は、外部からの制御信号であるパラメータデータ
に基づき出力信号の周期及び位相を変化させることがで
きる。
【0031】次に動作について、図3に示すタイミング
チャートに基づき説明する。同図において、タイミング
発生回路4は、システムクロック発生器6aから供給さ
れるシステムクロックφ1を5あるいは6分周して、ク
ロックパルスCLK1及びサンプルホールドパルスS/
H信号を発生する。一方、AD変換クロック発生器5
は、システムクロック発生器6bから供給されるシステ
ムクロックφ2を8分周してAD変換クロックADC
CLOCKを発生する。
【0032】クロックパルスCLK1により、イメージ
センサ1からイメージデータSIGが読み出される。イ
メージデータSIGの波形は積分波形であり、立ち上が
りが比較的急峻であるが、時間の経過とともに一定値に
飽和する性質を有する。サンプルホールド回路2は、サ
ンプルホールドパルスS/Hに基づきイメージデータS
IGを保持し、イメージデータSIG0として出力す
る。
【0033】ところで、前述のように、画像処理側タイ
ミングと画像入力側タイミングとではシステムクロック
の分周値が異なるから、イメージデータSIGと画像処
理側に読み込まれるデータとは1対1に対応しない。図
3に示されるタイミングの場合、縮小処理がなされる。
一般的に、画像処理側の画素数、画素クロック周波数を
それぞれN1、f1、画像入力側(イメージセンサ側)
の画素数、画素クロック周波数をそれぞれN2、f2と
したとき、N1×f2=N2×f1の関係が成り立つ。
【0034】この実施例1の画像信号処理装置におい
て、図3のA部に示されるように、AD変換クロックA
DC CLOCKの立ち下がりと、サンプルホールドパ
ルスS/H CLOCKの立ち上がりとがもっとも接近
したときでも、これらは一致しない。これは、それぞれ
のタイミング信号は、位相が異なる2つのタイミング信
号φ1、φ2に基づいて、それぞれ生成されるからであ
る。したがって、AD変換器3がサンプルホールド回路
2により保持された信号SIG0をアナログからデジタ
ルに変換するタイミングであるAD変換クロックADC
CLOCKの立ち下がりにおいて、サンプルホールド
回路2はデータを保持したままであるから、信号SIG
0は安定している。したがって、AD変換器3は、常
に、正確なイメージデータを取り込むことができて、出
力画像に周期的にたてスジが生じるということはない。
【0035】以上のように、この実施例1のイメージセ
ンサの画像信号処理装置によれば、同じ周期をもち、互
いに位相が異なる2種類のシステムクロックに基づき、
サンプルホールド回路の制御信号及びAD変換器の制御
信号が、それぞれ生成されるように構成したので、画像
データを取り込むタイミングでイメージデータSIG0
が急激に変化することを防止できる。したがって、AD
変換器は、常時正確な画像情報を得ることができて、拡
大縮小時、出力画像に周期的に生じするたてスジを効果
的に防止することができる。このことにより、イメージ
センサの出力画像の画質が向上する。
【0036】なお、以上の説明において、2種類のシス
テムクロックは同じ周期を有していたが、これに限らず
異なる周期を有していてもよい。また、これらシステム
クロックの位相差は180°であったが、これに限らず
他の位相差でもよい。要は、AD変換器がデータを正確
に得られるように、クロックの周期及びこれらの位相差
が、サンプルホールドパルスとAD変換クロックとの間
に所定の時間差を与えればよい。
【0037】実施例2.上記実施例1において2つのシ
ステムクロック発生器を用いてタイミングの位相の重な
りを防止したが、位相判別器を用いてタイミングが重な
りそうになったときにタイミングを調整して位相の重な
りを防止するようにしてもよい。
【0038】図4は、この実施例2に係るイメージセン
サの画像信号処理装置の機能ブロック図である。同図に
おいて、7はAD変換クロックADC CLOCKの立
ち下がり(AD変換の動作点)とサンプルホールドパル
スS/Hの立ち上がり(サンプルホールドの動作点)と
の時間間隔を監視し、この間隔が短くなったときにタイ
ミングが重なったと判断する位相判別器である。また、
イメージセンサ1〜システムクロック発生器6は、実施
例1の図1に示されたものと同一または相当部分であ
る。
【0039】次に動作について、図5のタイミングチャ
ートに基づき説明する。位相判別器7は、AD変換クロ
ックADC CLOCK及びサンプルホールドパルスS
/Hを監視している。これらタイミング間の時間間隔が
長いときは、従来の装置の動作と同じである。しかし、
この間隔が短くなり、位相が重なったとみなされると
き、位相判別器7は、位相が重なったことを示す信号を
AD変換クロック発生器5に対し出力する。
【0040】AD変換クロック発生器5は、入力された
信号に基づき、AD変換クロックAD CLOCKのH
レベル部分を延長してその立ち下がりを延期する。この
ことにより、AD変換クロックADC CLOCKの立
ち下がりがサンプルホールド回路2の出力であるイメー
ジデータSIG0が安定となる時間までずれる。このと
きの延長量は、たとえばシステムクロックの半周期ある
いは1周期に対応する時間である。
【0041】以上のように、この実施例2のイメージセ
ンサの画像信号処理装置によれば、位相判別器を備え、
タイミングの位相が異なったときにタイミングをずらす
ので、同一のシステムクロックを使った場合でもタイミ
ングの位相の重なりを防止できて、出力画像の画質が向
上する。
【0042】実施例3.上記実施例1及び2は、タイミ
ングの重なりを防止することにより、拡大縮小処理時の
たてスジを防止した。この実施例3のイメージセンサの
画像信号処理装置は、タイミングの調整を行う代わりに
サンプルホールド回路の出力に低周波フィルタ(LP
F:Low Pass Filter)を設けたものである。
【0043】図6は、この実施例3のイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。同図におい
て、8はサンプルホールド回路2の出力信号の変化を緩
やかにするLPFである。また、イメージセンサ1〜シ
ステムクロック発生器6は、実施例1の図1に示された
ものと同一または相当部分である。
【0044】次に、動作について、図7のタイミングチ
ャートに基づき説明する。この実施例の装置のタイミン
グ信号は、従来例のものと同じである。また、イメージ
データSIGも同様である。しかし、サンプルホールド
回路2の出力にLPF8が設けられているから、その出
力であるイメージデータSIG0は、図に示されるよう
に変化が非常に緩やかになる。なお、サンプルホールド
回路2の出力は点線で示されるステップ状である。
【0045】イメージデータSIG0の波形が滑らかで
あれば、AD変換クロックADCCLOCKの立ち下が
りとサンプルホーロドパルスS/Hの立ち上がりとが一
致しても(A部)、AD変換器3により得られるデータ
は安定し、出力画面にたてスジが生じることがなくな
る。つまり、イメージデータSIG0が、点線のステッ
プ状に変化しないから、タイミングが重なった場合で
も、AD変換動作中にイメージデータSIG0が急激に
変化することがない。したがって、安定な画像データを
得ることができる。
【0046】以上のように、この実施例3のイメージセ
ンサの画像信号処理装置によれば、サンプルホールド回
路の出力信号の変化を緩やかにする低周波フィルタを備
えたので、タイミングが重なった場合でも、AD変換動
作中にイメージデータが急激に変化することがなく、出
力画像の画質が向上する。すなわち、画像の取り込みは
必然的に常時安定することになる。
【0047】実施例4.この実施例4のイメージセンサ
の画像信号処理装置は、拡大処理時に生じるイメージデ
ータの飽和現象による画質の低下をさけるため、拡大処
理あるいは縮小処理時において、イメージデータを読み
出してからイメージデータをサンプルホールドするまで
の期間を一定にする読出期間一定化機能をタイミング発
生回路に備えた。
【0048】図8は、この実施例4のイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。同図におい
て、タイミング発生回路4は、図2に示されたものと同
じものである。外部からのパラメータデータにより、タ
イミング発生回路4はこの実施例4の機能を果たすよう
に設定される。
【0049】このときの機能ブロック図が図8に示され
たものである。48aは、システムクロックφを受けて
イメージデータ読み出しクロックCLK(図1のCLK
1に相当)を生成するイメージデータ読出クロック発生
器、48bはクロックCLKを受けて、イメージデータ
を読み出だしてからイメージデータをサンプルホールド
するまでの期間が一定となるクロックパルスCLK2を
イメージセンサ1に対し出力する読出期間一定化手段、
49aはシステムクロックφを受けてサンプルホールド
パルスS/Hを生成してサンプルホールド回路2に対し
出力するサンプルホールドクロック発生器である。ま
た、イメージセンサ1、サンプルホールド回路2、AD
変換器3、AD変換クロック発生器5、システムクロッ
ク発生器6は、実施例1の図1に示されたものと同一ま
たは相当部分である。
【0050】次に動作について、図9のタイミングチャ
ートに基づき説明する。同図の上側4つのタイミングは
拡大処理も縮小処理も行わない100%処理時のタイミ
ングを示す。また、同図の下側の4つのタイミングは2
00%の拡大処理時のタイミングを示す。
【0051】まず、100%処理時のタイミングについ
て説明する。クロックパルスCLK2により、イメージ
センサからイメージデータSIGが読み出される。クロ
ックパルスCLK2がLレベルのときにイメージデータ
が読み出される。そして、Hレベルのときに読み出しが
中止され、SIGのレベルは接地レベル(GNDレベ
ル)に落ちていく。そして、再び、クロックパルスCL
K2がLレベルになると次のイメージデータが読み出さ
れる。また、イメージセンサ1の出力は積分波形である
から、Lレベルにおいて、イメージデータSIGのレベ
ルは徐々に上昇する。このLレベルの期間はT1であ
る。
【0052】サンプルホールド回路2は、サンプルホー
ルドパルスS/HがHレベルのときのイメージデータS
IGを保持する。この保持された信号がイメージデータ
SIG0となる。このイメージデータSIG0の出力レ
ベルをV100%とする。
【0053】次に、200%処理時のタイミングについ
て説明する。200%拡大処理時において、クロックパ
ルスCLK2は、倍率が100%の場合に比べて、その
周波数は低く設定される。もし、読出期間一定化手段4
8bがないとすれば、サンプルホールド回路2は、積分
波形であるイメージデータSIGが飽和した部分のデー
タを保持してしまう。そこで、イメージセンサ1からの
出力がクロックパルスCLK2のLレベル期間に出力さ
れることに着目する。つまり、100%の時のCLK2
のLレベルの期間で発生するSIG波形と同様の波形が
得られるように、図9のようにタイミングを修正する。
【0054】クロックパルスCLK2の200%拡大処
理時のLレベルの期間を、100%処理時のLレベル期
間T1に合わせ、両者を一致させる。サンプルホールド
パルスS/Hは、100%処理時と同様に、イメージデ
ータSIGがピーク値となるクロックパルスCLK2の
立ち上がり直前において、規定時間だけHレベルとな
る。
【0055】このことにより、サンプルホールド回路2
は、100%処理及び200%拡大処理いずれの場合で
も、積分波形であるイメージデータSIGの立ち上がり
から同じ部分を保持する。したがって、積分波形が飽和
した部分を保持して信号の直線性が劣化するということ
がなくなる。すなわち、100%処理時の出力レベルV
100%と200%拡大処理時の出力レベルV200%
とは、ほぼ同じである。なお、200%拡大処理時のイ
メージデータSIGの点線部分は、従来のクロックパル
スが用いられたときの出力波形を示している。
【0056】以上のことを、具体的な波形に基づいて説
明する。図10は、3.75MHzの高速クロックで動
作させたときの、クロックパルスCLKとイメージデー
タSIGとの関係を示している。同図において、横軸は
時間軸であり、1目盛りは50nsを意味している。ま
た、縦軸は、クロックパルスCLKに関しては1目盛り
は5Vを、イメージデータSIGに関しては1目盛りは
100mVを、それぞれ意味している。また、波形10
2aは白原稿を読み取ったときのものであり、波形10
2bは黒原稿を読み取ったときのものである。
【0057】以下、波形102aについて説明する。イ
メージデータSIGは、積分波形の立ち上がり部である
ため、クロックパルスCLKがLレベルである期間にお
いて、ほぼリニアに増加する。また、その立ち上がり
は、クロックパルスCLKに対して約80〜100ns
の遅延が生じている。
【0058】サンプルホールドパルスS/Hは、サンプ
ルホールド回路2がクロックパルスCLKの立ち上がり
のポイントで信号を保持するように、供給される。この
ポイントにおけるイメージデータSIGの波高Veは、
クロックパルスCLKがLレベルである時間tに対し、
以下の式で近似される。 Ve=(280/125)t−280 [mV] ・・・(1)
【0059】たとえば、図10の例では、t=250n
sにおいて、Ve(100%)=280mVである。次
に、200%拡大処理をする場合について考える。この
とき、クロックパルスCLKは、3.75÷2MHz=
1.875MHzとなる。もし従来のように、読出期間
一定化手段48bをもたないとすれば、t=400ns
となる。したがって、上記(1)式により、Ve(20
0%)=616mVである。すなわち、200%拡大処
理時のイメージデータSIG0の出力レベルは、100
%処理時のそれに比べて2.2倍である。このことは、
図8の画像信号処理装置の後段に設けられた、図示しな
い変動補正回路の負担を著しく増加させ、処理時間が長
くなったり、画質が低下する等の問題を生じさせる。実
際には、このVeの変動を±20%以内に抑えることが
望ましい。
【0060】任意の拡大率についてサンプルポイントの
時刻tを一定にしようとしても、実際には演算上の量子
化誤差も入るため、必ずしも同一にはならない。したが
って、時刻tを一定の範囲内に納めるようにする。ここ
で、この範囲について検討する。図10において、Ve
の変動が±20%以内であるためには、(Veの変動)
<56mVでなければならない。これに対応して許容さ
れる時刻tの変動は、上記(1)式から25nsであ
る。これは、標準的な時刻t=250nsの10%であ
る。このように、通常は、拡大処理時のクロックパルス
CLK1のLレベルの期間T1が、100%処理時の期
間T1の90%から110%の範囲に入るように設定す
るのが、実用的である。
【0061】この実施例4によれば、拡大縮小処理時に
イメージデータの読み出し期間を一定にする機能をタイ
ミング発生回路4に備えたので、積分波形として出力さ
れる画像信号は、拡大縮小処理の際のクロック周波数の
変化に関係なく、100%処理の時と同じタイミングで
リセットされる。したがって、画像信号が飽和するおそ
れはない。さらに、拡大率の変化による出力値の変動幅
を少なくできるため、ALCのような変動補正回路の負
担も軽減される。なお、この実施例4は、拡大時のみで
はなく、縮小の時でも適用できる。
【0062】実施例5.上記実施例4の画像信号処理装
置は、イメージデータを読み出す時間が一定になるよう
にクロックパルスを変化させた。この実施例5の画像信
号処理装置は、サンプルホールドパルスの位置を変化さ
せて同様の効果を得るようにした。
【0063】図11は、この実施例4のイメージセンサ
の画像信号処理装置の機能ブロック図である。同図にお
いて、タイミング発生回路4は、図2に示されたものと
同じものである。外部からのパラメータデータにより、
タイミング発生回路4はこの実施例5の機能を果たすよ
うに設定される。
【0064】このときの機能ブロック図が図11に示さ
れたものである。48aは、システムクロックφを受け
てイメージデータ読み出しクロックCLK(図1のCL
K1に相当)を生成してイメージセンサ1に対して出力
するイメージデータ読出クロック発生器、49aはシス
テムクロックφを受けてサンプルホールドパルスS/H
を生成するサンプルホールドクロック発生器、49bは
サンプルホールドクロック発生器49aの出力を受け、
サンプルホールドパルスCLKの周期あるいはLレベル
の期間が変化したときでも、常に、イメージデータが読
み出されてから一定時間経過後にサンプルホールドパル
スS/Hを発生させてサンプルホールド回路2に対して
出力するサンプルタイミング一定化手段である。
【0065】また、イメージセンサ1、サンプルホール
ド回路2、AD変換器3、AD変換クロック発生器5、
システムクロック発生器6は、実施例1の図1に示され
たものと同一または相当部分である。
【0066】次に動作について、図12のタイミングチ
ャートに基づき説明する。図12において、クロックパ
ルスCLK1のデューティは一定であるが、200%拡
大処理時のサンプルホールドパルスS/Hの位置は、1
00%処理時の場合(同図の点線の位置)に比べてT2
だけ前になっている。すなわち、サンプルタイミング一
定化手段49bは、拡大あるいは縮小処理時のサンプル
ホールドパルスS/HのHレベルのタイミングを、10
0%処理時の位置と同じになるように、サンプルホール
ドクロック発生器49aが発生するタイミングをT2だ
けずらすのである。このことによる作用・効果は、実施
例4の場合と同様である。この時間T2は、クロックパ
ルスCLKの変化に伴い生じたCLKのLレベルの時間
変化に対応する。
【0067】この実施例のイメージセンサの画像信号処
理装置によれば、拡大縮小処理時にイメージデータの同
じ位置をサンプルホールドする機能をタイミング発生回
路4に備えたので、積分波形として出力される画像信号
は、拡大縮小処理の際のクロック周波数の変化に関係な
く、100%処理の時と同じタイミングでサンプルホー
ルドされる。したがって、画像信号が飽和するおそれは
ない。さらに、拡大率の変化による出力値の変動幅を少
なくできるため、ALCのような変動補正回路の負担も
軽減される。なお、この実施例4は、拡大時のみではな
く、縮小の時でも適用できる。
【0068】また、実施例4の場合と同様に、サンプル
ホールドパルスの位置を、通常100%の時の90%か
ら110%の範囲で設定することが実用的である。
【0069】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、画像データを読み込んでイメージデータとして出力
するイメージセンサと、上記イメージデータ出力を保持
するサンプルホールド回路と、上記サンプルホールド回
路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するA
D変換器と、第1の基準信号を発生する第1の基準信号
発生器と、上記第1の基準信号に基づき上記サンプルホ
ールド回路の保持タイミングを制御するタイミング発生
回路と、上記第1の基準信号の位相と異なる位相を有す
る第2の基準信号を発生する第2の基準信号発生器と、
上記第2の基準信号に基づき上記AD変換器の変換タイ
ミングを制御するAD変換タイミング発生回路とを備え
たので、イメージデータが安定して得られ、出力画像の
画質が向上する。
【0070】また、請求項2の発明によれば、画像デー
タを読み込んでイメージデータとして出力するイメージ
センサと、上記イメージデータ出力を保持するサンプル
ホールド回路と、上記サンプルホールド回路が出力する
アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器と、
基準信号を発生する基準信号発生器と、上記基準信号に
基づき上記サンプルホールド回路の保持タイミングを制
御するタイミング発生回路と、上記基準信号に基づき上
記AD変換器の変換タイミングを制御するAD変換タイ
ミング発生回路と、上記サンプルホールド回路の保持タ
イミングと上記AD変換器の変換タイミングとが一致し
たときに上記保持タイミングあるいは上記変換タイミン
グのいずれかをずらすタイミング判別器とを備えたの
で、1つの基準信号を用いつつイメージデータが安定し
て得られ、出力画像の画質が向上する。
【0071】また、請求項3の発明によれば、画像デー
タを読み込んでイメージデータとして出力するイメージ
センサと、上記イメージデータ出力を保持するサンプル
ホールド回路と、上記サンプルホールド回路が出力する
信号の変動を低減するフィルタ回路と、上記フィルタ回
路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するA
D変換器と、基準信号を発生する基準信号発生器と、上
記基準信号に基づき上記サンプルホールド回路の保持タ
イミングを制御するタイミング発生回路と、上記基準信
号に基づき上記AD変換器の変換タイミングを制御する
AD変換タイミング発生回路とを備えたので、タイミン
グに変更を加えることなく、イメージデータが安定して
得られ、出力画像の画質が向上する。
【0072】また、請求項4の発明によれば、画像デー
タを読み込んでイメージデータとして出力するイメージ
センサと、上記イメージデータ出力を保持するサンプル
ホールド回路と、上記フィルタ回路が出力するアナログ
信号をデジタル信号に変換するAD変換器と、基準信号
を発生する基準信号発生器と、上記基準信号に基づき上
記イメージセンサからイメージデータを読み出す読出タ
イミング信号及び上記サンプルホールド回路の保持タイ
ミングを制御する保持タイミング信号を発生するタイミ
ング発生回路と、上記基準信号に基づき上記AD変換器
の変換タイミングを制御するAD変換タイミング発生回
路とを備え、上記イメージデータの出力周期を変化させ
るときに、上記タイミング発生回路が、上記イメージデ
ータの出力開始点からの同じ位置のデータが保持される
ように、上記読出タイミング信号あるいは上記保持タイ
ミング信号いずれかを変化させるので、積分波形である
イメージデータの画像信号が飽和するおそれはない。さ
らに、縮小拡大率の変化による出力値の変動幅を少なく
できるため、変動補正回路の負担も軽減される。
【0073】また、請求項5の発明によれば、上記タイ
ミング発生回路に、上記イメージデータの出力周期を変
化させるときに、上記読出タイミング信号を変化させて
上記イメージデータの読出期間を一定にする読出期間一
定化手段を備えたので、保持タイミング信号を一定にし
たまま画像信号の飽和を防止できる。
【0074】また、請求項6の発明によれば、上記タイ
ミング発生回路に、上記イメージデータの出力周期を変
化させるときに、上記イメージデータの読出期間の変化
に対応して、上記保持タイミング信号を変化させるサン
プルタイミング一定化手段を備えたので、読出タイミン
グのデューティを一定にしたまま画像信号の飽和を防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。
【図2】 この発明の実施例1に係るタイミング発生回
路の機能ブロック図である。
【図3】 この発明の実施例1に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の画像の取り込みタイミング図であ
る。
【図4】 この発明の実施例2に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。
【図5】 この発明の実施例2に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の画像の取り込みタイミング図であ
る。
【図6】 この発明の実施例3に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。
【図7】 この発明の実施例3に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の画像の取り込みタイミング図であ
る。
【図8】 この発明の実施例4に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の機能ブロック図である。
【図9】 この発明の実施例4に係るイメージセンサの
画像信号処理装置の画像の取り込みタイミング図であ
る。
【図10】 クロックパルスとイメージデータの波形の
具体例である。
【図11】 この発明の実施例5に係るイメージセンサ
の画像信号処理装置の機能ブロック図である。
【図12】 この発明の実施例5に係るイメージセンサ
の画像信号処理装置の画像の取り込みタイミング図であ
る。
【図13】 従来のイメージセンサの画像信号処理装置
の機能ブロック図である。
【図14】 従来のイメージセンサの画像信号処理装置
の画像の取り込みタイミング図である。
【図15】 拡大処理を説明するための画像の取り込み
タイミング図である。
【符号の説明】
1 イメージセンサ、2 サンプルホールド回路、3
AD変換器、4 タイミング発生回路、5 AD変換ク
ロック発生器、6 システムクロック発生器、7 位相
判別器、8 低周波フィルタ(LPF)。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを読み込んでイメージデータ
    として出力するイメージセンサと、上記イメージデータ
    出力を保持するサンプルホールド回路と、上記サンプル
    ホールド回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に
    変換するAD変換器と、第1の基準信号を発生する第1
    の基準信号発生器と、上記第1の基準信号に基づき上記
    サンプルホールド回路の保持タイミングを制御するタイ
    ミング発生回路と、上記第1の基準信号の位相と異なる
    位相を有する第2の基準信号を発生する第2の基準信号
    発生器と、上記第2の基準信号に基づき上記AD変換器
    の変換タイミングを制御するAD変換タイミング発生回
    路とを備えたイメージセンサの画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 画像データを読み込んでイメージデータ
    として出力するイメージセンサと、上記イメージデータ
    出力を保持するサンプルホールド回路と、上記サンプル
    ホールド回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に
    変換するAD変換器と、基準信号を発生する基準信号発
    生器と、上記基準信号に基づき上記サンプルホールド回
    路の保持タイミングを制御するタイミング発生回路と、
    上記基準信号に基づき上記AD変換器の変換タイミング
    を制御するAD変換タイミング発生回路と、上記サンプ
    ルホールド回路の保持タイミングと上記AD変換器の変
    換タイミングとが一致したときに上記保持タイミングあ
    るいは上記変換タイミングのいずれかをずらすタイミン
    グ判別器とを備えたイメージセンサの画像信号処理装
    置。
  3. 【請求項3】 画像データを読み込んでイメージデータ
    として出力するイメージセンサと、上記イメージデータ
    出力を保持するサンプルホールド回路と、上記サンプル
    ホールド回路が出力する信号の変動を低減するフィルタ
    回路と、上記フィルタ回路が出力するアナログ信号をデ
    ジタル信号に変換するAD変換器と、基準信号を発生す
    る基準信号発生器と、上記基準信号に基づき上記サンプ
    ルホールド回路の保持タイミングを制御するタイミング
    発生回路と、上記基準信号に基づき上記AD変換器の変
    換タイミングを制御するAD変換タイミング発生回路と
    を備えたイメージセンサの画像信号処理装置。
  4. 【請求項4】 画像データを読み込んでイメージデータ
    として出力するイメージセンサと、上記イメージデータ
    出力を保持するサンプルホールド回路と、上記フィルタ
    回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する
    AD変換器と、基準信号を発生する基準信号発生器と、
    上記基準信号に基づき上記イメージセンサからイメージ
    データを読み出す読出タイミング信号及び上記サンプル
    ホールド回路の保持タイミングを制御する保持タイミン
    グ信号を発生するタイミング発生回路と、上記基準信号
    に基づき上記AD変換器の変換タイミングを制御するA
    D変換タイミング発生回路とを備え、上記イメージデー
    タの出力周期を変化させるときに、上記タイミング発生
    回路が、上記イメージデータの出力開始点からの同じ位
    置のデータが保持されるように、上記読出タイミング信
    号あるいは上記保持タイミング信号いずれかを変化させ
    るイメージセンサの画像信号処理装置。
  5. 【請求項5】 上記タイミング発生回路に、上記イメー
    ジデータの出力周期を変化させるときに、上記読出タイ
    ミング信号を変化させて上記イメージデータの読出期間
    を一定にする読出期間一定化手段を備えたことを特徴と
    する請求項4記載のイメージセンサの画像信号処理装
    置。
  6. 【請求項6】 上記タイミング発生回路に、上記イメー
    ジデータの出力周期を変化させるときに、上記イメージ
    データの読出期間の変化に対応して、上記保持タイミン
    グ信号を変化させるサンプルタイミング一定化手段を備
    えたことを特徴とする請求項4記載のイメージセンサの
    画像信号処理装置。
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