JPH10304134A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＣＤリニアイメージセンサ用の高精度低雑音
電源を含む画像読取装置用の電源ユニット全体のコスト
を低減する。 【解決手段】画像読取装置用の電源ユニット７０をスイ
ッチングレギュレータ電源で構成し、Ａ／Ｄ回路基板４
３やＣＤＳ回路基板４２用の一般的部品用のアナログ電
源は、このスイッチングレギュレータ電源を３端子レギ
ュレータ７１、７２で降圧させた直流電源±Ｖａ３（±
１５Ｖ）を用いている。ＣＣＤリニアイメージセンサ６
ｒ、６ｇ、６ｂ用の電源として、シリーズレギュレータ
であるＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路８１を利用して
直流電源＋Ｖａ３（＋１５Ｖ）を降圧させた直流電源＋
Ｖａ１（＋１２Ｖ）、＋Ｖａ２（＋５Ｖ）を用いてい
る。従来、電源ユニット７０全体をシリーズレギュレー
タで構成していたものに比較して、電源ユニット７０の
コストを約１／２以下に低減することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＣＤリニアイ
メージセンサが用いられる画像読取装置に関し、一層詳
細には、前記ＣＣＤリニアイメージセンサに必要とされ
る高精度低雑音の直流電源を効率的な配置構成で生成・
供給することにより、コストを低減することを可能とし
た画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の技術に係わる直流電源の
基本的な配分構成を含む画像読取装置２の概略的な構成
を示している。

【０００３】画像読取装置２は、例えば、図示していな
い原稿台上に載せられた原稿Ｆに照明光を照射すること
により、原稿Ｆに担持された画像情報を含む光Ｌを、反
射光または透過光として結像光学系４に導いた後、ＣＣ
Ｄリニアイメージセンサ（以下、ＣＣＤイメージセンサ
ともいう。）６により光電的に読み取るように構成され
ている。

【０００４】この場合、ＣＣＤイメージセンサ６により
原稿Ｆを主走査方向Ｘに読み取るととともに、原稿Ｆを
主走査方向Ｘと略直交する副走査方向Ｙに相対的に搬送
することで２次元的な画像情報を得ることができる。

【０００５】この画像情報は、アナログ信号であり、Ｃ
ＣＤイメージセンサ６から出力される。ＣＣＤイメージ
センサ６から出力されるアナログ信号には、いわゆるリ
セット雑音が存在し、このリセット雑音を除去するため
に、アナログ信号は、相関二重サンプリング回路８に供
給される。

【０００６】相関二重サンプリング回路８によりリセッ
ト雑音の除去されたアナログ信号は、階調変換処理等の
画像信号処理の容易化のために、Ａ／Ｄ変換器１０に供
給され、デジタル信号に変換される。

【０００７】ＣＣＤイメージセンサ６を有する画像読取
装置２において、光学系の変動（ずれ）を回避するた
め、通常、ＣＣＤイメージセンサ６は、結像光学系４と
一体的に配置される。そのため、ＩＣ（集積回路）であ
るＣＣＤイメージセンサ６が、独立して第１の回路基板
（ＣＣＤ回路基板ともいう。）１２に搭載され、前記結
像光学系４と一体的に組み込まれる。

【０００８】実際上、ＣＣＤイメージセンサ６は、信号
検出手段としての初段増幅器とも考えられ、小さいレベ
ルの外部雑音が混入しても、画像品質に大きく影響する
ため、他の回路素子とは物理的に離す必要がある。その
意味からもＣＣＤイメージセンサ６は、特に、高画質が
要求される画像読取装置２においては、独立の回路基板
上に配置されることが好ましい。

【０００９】そして、ＣＣＤ回路基板１２からの出力信
号が、線路を通じて相関二重サンプリング回路８を有す
る第２の回路基板（ＣＤＳ回路基板ともいう。）１４に
供給される。

【００１０】さらに、ＣＤＳ回路基板１４からの出力信
号が線路を通じてＡ／Ｄ変換器１０を含む第３の回路基
板（Ａ／Ｄ回路基板ともいう。）１６に供給される。

【００１１】入力側が図示していないＡＣ電源に接続さ
れるアナログ用電源ユニット１８は、これら第１〜第３
の回路基板１２、１４、１６に直流電源を供給する。図
４では、繁雑となるので、代表的な直流電源のみを示し
ているが、その代表的なアナログ用直流電源は、電源＋
Ｖａ１（例えば、＋１２Ｖ）、電源＋Ｖａ２（例えば、
＋５Ｖ）、電源＋Ｖａ３（例えば、＋１５Ｖ）、電源−
Ｖａ３（例えば、−１５Ｖ）である。これらアナログ用
直流電源は、いわゆるシリーズレギュレータにより構成
されている。なお、実際上、正電源である電源＋Ｖａ１
（＝＋１２Ｖ）、電源＋Ｖａ２（＝＋５Ｖ）は、より高
い電圧の正電源である電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）を降
圧して生成している。

【００１２】また、スイッチングレギュレータにより構
成されるデジタル用電源ユニット２０は、第２および第
３の回路基板１４、１６に、デジタル用直流電源＋Ｖｄ
１（例えば、＋５Ｖ）を供給する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＣＤイメ
ージセンサ６は、電源の電圧変動や、電源に混入した雑
音に対して非常に敏感であり、例えば、電圧変動あるい
は混入雑音の半分のレベルから全部のレベルが、出力さ
れる画素信号にのってしまう。そのため、ＣＣＤイメー
ジセンサ６に供給される電源＋Ｖａ１（＝＋１２Ｖ）、
電源＋Ｖａ２（＝＋５Ｖ）に対する要求仕様（例えば、
雑音抑制比、電源インピーダンス等）はきわめて厳し
く、実際上、電源に許容される変動を、例えば、１００
μＶｐ−ｐ以下の変動（雑音）に抑制することが必要と
されている。

【００１４】図４例では、電源＋Ｖａ１（＝＋１２
Ｖ）、電源＋Ｖａ２（＝＋５Ｖ）は、アナログ用電源ユ
ニット１８の中で、正の比較的に高電圧の電源＋Ｖａ３
（＝＋１５Ｖ）の出力側にそれぞれ３端子レギュレータ
を配置して発生するように構成している。この場合、電
源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）がきわめて高精度低雑音のシ
リーズレギュレータ電源であるため、上記の仕様を満足
することができている。

【００１５】しかしながら、高精度低雑音とするために
シリーズレギュレータを使用するアナログ用電源ユニッ
ト１８は、スイッチングレギュレータ電源に比較して、
電源の利用効率が低く、そのため大形状の電源トランス
が必要とされ、また、出力トランジスタ等の半導体素子
を放熱するためのコストが高くなり、アナログ用電源ユ
ニット１８のみで相当にコストがかかっていた。

【００１６】具体的価格について数値を挙げて説明する
と、スイッチングレギュレータを利用するデジタル用電
源ユニット２０が数万円で製作できるのに対し、大電力
が必要とされるアナログ用電源ユニット１８は、製作す
るのに、約２０万円程度かかっていた。結局、図４例に
示す従来の技術によれば、電源ユニット全体で、約２０
数万円程度かかっていることになる。

【００１７】この発明は、このような課題を考慮してな
されたものであって、電源ユニットのコストの低減が可
能となり、その結果、画像読取装置自体のコストを低減
することを可能とする画像読取装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、画像情報を
有する光を電気信号である画素信号に変換するＣＣＤリ
ニアイメージセンサが搭載される第１の回路基板と、前
記ＣＣＤリニアイメージセンサから出力される画素信号
が線路を介して供給され、少なくとも相関二重サンプリ
ング回路が搭載される第２の回路基板と、前記相関二重
サンプリング回路から出力される画素信号が線路を介し
て供給され、少なくともＡ／Ｄ変換器が搭載される第３
の回路基板と、前記第１〜第３の回路基板用の複数の直
流電源を供給するための電源ユニットとを備え、前記Ｃ
ＣＤリニアイメージセンサ用の高精度低雑音直流電源
が、前記第２の回路基板上にシリーズレギュレータで生
成され、このシリーズレギュレータの入力には、前記電
源ユニットから、直接または前記第３の回路基板を介し
て、前記複数の直流電源のうち、対応する直流電源が供
給され、このシリーズレギュレータの出力である前記高
精度低雑音直流電源が、線路を介して前記第１の回路基
板中の前記ＣＣＤリニアイメージセンサに供給されるよ
うにされたことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、ＣＣＤリニアイメージ
センサに必要とされる高精度低雑音直流電源の電源容量
分（通常、数１０ｍＡ程度以下）だけをシリーズレギュ
レータにより生成するようにしているので、電源ユニッ
ト全体としてコストを大幅に低減することができる。

【００２０】この場合、電源ユニットで生成される複数
の直流電源は、スイッチングレギュレータの出力に基づ
いて生成される電源とすることで、電源ユニットのＡＣ
電源利用効率が上がり、電源ユニットの放熱構造が簡易
になり、コストをより低減することが可能となるととも
に、電源ユニットの容積を小さくすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００２２】図１は、この発明の一実施の形態が適用さ
れたカラー画像読取装置３０の画像信号処理系の概略的
な構成を示している。

【００２３】図１において、カラー画像読取装置３０
は、基本的には、第１の回路基板（ＣＣＤ回路基板また
はフレキシブルプリント配線基板ともいう。）４１が配
置される画像読取部３２と、相関二重サンプリング（Ｃ
ＤＳ）処理を行う第２の回路基板（ＣＤＳ回路基板）４
２と、Ａ／Ｄ変換処理を行う第３の回路基板（Ａ／Ｄ回
路基板）４３とから構成されている。

【００２４】画像読取部３２には、画像情報が担持され
た原稿（透過原稿または反射原稿）Ｆが配置されてい
る。原稿Ｆは、副走査方向Ｙとこれに直交する主走査方
向（紙面と直交する方向）Ｘに広がりを有しており、２
次元的なカラー画像情報が担持されている。原稿Ｆが透
過原稿である場合には、主走査方向Ｘに延びる光源５０
が点灯され、画像情報を有する透過光Ｌが得られる。一
方、原稿Ｆが反射原稿である場合には、主走査方向Ｘに
延びる光源５１、５２が点灯され、画像情報を有する反
射光Ｌが得られる。

【００２５】画像情報を有する光Ｌは、ズームレンズを
含む結像光学系５５を介し、３色分解プリズム５６ｒ
（ｒは赤色の意味）、５６ｇ（ｇは緑色の意味）、５６
ｂ（ｂは青色の意味）を通じて、その３色分解プリズム
５６ｒ、５６ｇ、５６ｂの光出射面に貼られたＣＣＤリ
ニアイメージセンサ（ＣＣＤイメージセンサまたは単に
イメージセンサともいう。）６ｒ、６ｇ、６ｂ（代表し
て示すときには、符号を６とする。）に入射する。

【００２６】イメージセンサ６は、周知のように、基本
的には、主走査方向Ｘに多数の光電変換画素（単に画素
ともいう。）が直線状に連結された受光部と、この受光
部に沿って両側に配設された奇数画素転送部と偶数画素
転送部と、出力電荷蓄積手段としても機能するＦＤＡ
（フローティング ディフュージョン アンプ）等の奇
数画素出力部と偶数画素出力部とから構成されている。

【００２７】したがって、図示しない搬送機構により副
走査方向Ｙに搬送される原稿Ｆに対してイメージセンサ
６ｒ、６ｇ、６ｂにより主走査方向Ｘに画素が電気的に
主走査されることで、原稿Ｆに担持されたカラー画像を
色分解して、２次元的に読み取ることができる。

【００２８】イメージセンサ６ｒ、６ｇ、６ｂは、各々
第１の回路基板４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ（代表するとき
には、上述の符号４１を用いる。）に搭載されている図
示していないＩＣソケットを介して取り付けられてい
る。第１の回路基板４１ｒ、４１ｇ、４１ｂは、線路と
しても共用され、各々ポリイミド材からなるフレキシブ
ルプリント配線基板で構成されている。

【００２９】イメージセンサ６ｒ、６ｇ、６ｂから各色
毎に対応して出力される光電変換出力信号である奇数画
素信号Ｓｏと偶数画素信号Ｓｅとが、第１の回路基板４
１ｒ、４１ｇ、４１ｂの線路部分を介して、第２の回路
基板４２を構成するＣＤＳ回路５８ａ〜５８ｆ（代表す
るときには、符号５８を用いる。）に供給される。

【００３０】ＣＤＳ回路５８では、ＣＣＤリニアイメー
ジセンサ６に係わるいわゆるリセット雑音が除去された
後、それぞれ平衡信号としての画像信号に変換され、こ
れらの画像信号が平衡信号伝送路を通じて第３の回路基
板４３を構成する差動増幅器６０ａ〜６０ｆ（代表する
ときには、符号６０を用いる。）に入力される。

【００３１】差動増幅器６０ａ〜６０ｆにより、入力さ
れた平衡信号が不平衡信号である画像信号に変換され
て、各々、Ａ／Ｄ変換器６１ａ〜６１ｆ（代表するとき
には、符号６１を用いる。）に供給され、Ａ／Ｄ変換器
６１によりデジタル信号の画像信号に変換される。

【００３２】図２は、図１例のカラー画像読取装置３０
の電源配分系統の概略的かつ模式的な構成を示してい
る。

【００３３】電源ユニット７０は、スイッチングレギュ
レータ電源により構成され、このスイッチングレギュレ
ータ電源は、デジタル用電源である電源＋Ｖｄ１（＝＋
５Ｖ）と、アナログ用の電源±１８Ｖ、±８Ｖを発生
し、それぞれ、Ａ／Ｄ回路基板４３に供給する。

【００３４】デジタル用電源＋Ｖｄ１（＝＋５Ｖ）は、
Ａ／Ｄ回路基板４３で利用されるとともに、Ａ／Ｄ回路
基板４３を介してＣＤＳ回路基板４２に供給され、この
ＣＤＳ回路基板４２でも利用に供される。

【００３５】Ａ／Ｄ回路基板４３に供給されたアナログ
用の電源±１８Ｖ、±８Ｖは、それぞれ、ＩＣである３
端子レギュレータ７１〜７４に供給される。

【００３６】３端子レギュレータ７１〜７４によりアナ
ログ用電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）、−Ｖａ３（＝−１
５Ｖ）、＋５Ｖ、−５Ｖが生成される。アナログ用電源
＋５Ｖ、−５Ｖは、Ａ／Ｄ回路基板４３で利用される。

【００３７】アナログ用電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）、
−Ｖａ３（＝−１５Ｖ）は、Ａ／Ｄ回路基板４３で利用
されるとともに、Ａ／Ｄ回路基板４３を介してＣＤＳ回
路基板４２に供給され、このＣＤＳ回路基板４２でも利
用に供される。

【００３８】ＣＤＳ回路基板４２に供給されたアナログ
用電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）は、ＣＣＤ専用高精度低
雑音電源回路（高精度低雑音直流電源）８１に供給され
る。

【００３９】図３は、ＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路
８１の基本的な構成を示している。図３において、ＣＣ
Ｄ用のアナログ用電源（高精度低雑音電源）＋Ｖａ１
（＝＋１２Ｖ）は、アナログ用電源＋Ｖａ３（＋１５
Ｖ）を入力電源として、シリーズレギュレータ８２によ
り生成される。なお、アナログ用電源＋Ｖａ３（＋１５
Ｖ）は、ＣＣＤ用のアナログ用電源（高精度低雑音電
源）＋Ｖａ１（＝＋１２Ｖ）ほどには高精度低雑音性が
不要であり、上述したように電源ユニット７０の内部で
スイッチングレギュレータにより生成されている。換言
すれば、シリーズレギュレータ８２を利用して、さらに
高精度低雑音とするために、このシリーズレギュレータ
８２の入力電源としてのアナログ用電源＋Ｖａ３（＋１
５Ｖ）には、それほどの高精度低雑音性が要求されな
い。

【００４０】図３から分かるように、シリーズレギュレ
ータ８２は、全体として、帰還型定電圧回路の構成とさ
れ、増幅制御部用のトランジスタ８４と、電圧検出用の
抵抗分圧回路を構成する抵抗器８５、８６と、検出電圧
と基準電圧源８７の電圧を比較する演算増幅器８８とか
らなるディスクリート部品により構成されている。残り
の低電圧側のＣＣＤ用アナログ用電源（高精度低雑音電
源）＋Ｖａ２（＝＋５Ｖ）は、ＣＣＤ用アナログ用電源
＋Ｖａ１（＝＋１２Ｖ）を抵抗器９１と抵抗器９２によ
り分圧して生成される。すなわち、抵抗器９１と抵抗器
９２の接続点にバッファとして機能する演算増幅器９３
が接続され、その演算増幅器９３の出力側にエミッタフ
ォロワとしてのトランジスタ９４が接続されるディスク
リート部品により生成される。

【００４１】このシリーズレギュレータ８２の電源容量
は、トランジスタ８４から供給される電流が約１０数ｍ
Ａときわめて少なく、放熱フィン等を使用する必要がな
い。

【００４２】このようにして、ＣＤＳ回路基板４２上で
ＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路８１により生成された
アナログ用電源＋Ｖａ１（＝＋１２Ｖ）、＋Ｖａ２（＝
＋５Ｖ）、換言すれば、オンボード電源は、図２に示す
ように、フレキシブルプリント配線基板４１ｒ、４１
ｇ、４１ｂを通じてそれぞれＣＣＤリニアイメージセン
サ６ｒ、６ｇ、６ｂに供給され利用に供される。

【００４３】この場合、上述の実施の形態によれば、Ｃ
ＣＤリニアイメージセンサ６に必要とされる高精度低雑
音直流電源の電源容量分（通常、１０数ｍＡ程度以下）
だけをＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路８１により生成
するようにしているので、電源ユニット７０全体として
コストを大幅に低減することができる。

【００４４】図４例と比較しながら、具体的に説明する
と、図４例においては、ＣＣＤ回路基板１２とＣＤＳ回
路基板１４とＡ／Ｄ回路基板１６に対して、シリーズレ
ギュレータにより構成された容量が約１Ａのアナログ用
電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）を共用していたため、非常
に高価なアナログ用電源ユニット１８を使用せざるを得
なかった。このため、ＣＤＳ回路基板１４とＡ／Ｄ回路
基板１６に対しては、電源の仕様が、いわゆるオーバー
スペック（要求仕様に対して達成されている仕様がかな
り高いレベル）になっていた。実際上、この仕様を達成
するために、アナログ用電源ユニット１８自体をシリー
ズレギュレータの構成としているので、スイッチングレ
ギュレータ電源に比較して効率が低く、電源トランスの
形状が大きくなり、しかも電力用トランジスタ等の半導
体素子を放熱するための放熱フィン等を相当に大きいも
のにせざるを得なかった。

【００４５】これに対して、図２例の電源ユニット７０
で生成される複数の直流電源は、多少、精度や雑音抑圧
性に劣るが、廉価で小型軽量となるスイッチングレギュ
レータの出力に基づいて生成される電源とし、容量が約
１Ａのアナログ用電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）は、これ
を降圧して、廉価な３端子レギュレータ７１を用いて生
成することで、必要な精度と低雑音性を得ている。そし
て、ＣＣＤリニアイメージセンサ６で必要とされる容量
が１０数ｍＡ程度の高精度低雑音（超低雑音）の直流電
源＋Ｖａ１（＋１２Ｖ）、＋Ｖａ２（＋５Ｖ）のみを、
アナログ用電源＋Ｖａ３（＝＋１５Ｖ）を入力電源とす
るシリーズレギュレータであるＣＣＤ専用高精度低雑音
電源回路８１で生成し、これをＣＣＤ回路基板４１ｒ、
４１ｇ、４１ｂに距離的に近いＣＤＳ回路基板４２上
で、いわゆるオンボード電源として配置するという効率
的な配置構成としている。このため、電源ユニット７０
のＡＣ電源の利用効率が飛躍的に上がって、電源トラン
スの形状を小さくでき、結果として、電源ユニット７０
の放熱構造も簡易となり、コストを相当に低減すること
が可能となるとともに、電源ユニット７０自体の容積を
相当程度小さくすることができる。

【００４６】コストの低減について実際の値で比較する
と、図４例では、アナログ用電源ユニット１８とデジタ
ル用電源ユニット２０を合わせて２０数万円かかってい
たものが、図２例の電源ユニット７０では約１０万円
と、半分程度以下にコストを低減することができた。

【００４７】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採り得ることはもちろんである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＣＣＤリニアイメージセンサ用の高精度低雑音電源
を効率的に配置生成するようにしたので、電源ユニット
の低コスト化、小容積化が達成できる。その結果、その
分、画像読取装置自体の低コスト化、小容積化を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態が適用されたカラー画
像読取装置の画像信号処理系の概略的な構成を示す回路
図である。

【図２】図１例の電源配分系統の概略的な構成を示す模
式図である。

【図３】図２例中、ＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路の
基本的な構成を示す回路図である。

【図４】従来技術に係る電源分配系の概略的な構成を含
む画像読取装置の模式図である。

【符号の説明】

６（６ｒ、６ｇ、６ｂ）…ＣＣＤイメージセンサ ４１（４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ）…ＣＣＤ回路基板（第
１の回路基板） ４２…ＣＤＳ回路基板（第２の回路基板） ４３…Ａ／Ｄ回路基板（第３の回路基板） ５８…（５８ａ〜５８ｆ）…ＣＤＳ回路 ６１（６１ａ〜６１ｆ）…Ａ／Ｄ変換器 ７０…電源ユニット ７１〜７４…３端子レギュレータ ８１…ＣＣＤ専用高精度低雑音電源回路 ８２…シリーズレギュレータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像情報を有する光を電気信号である画素
   信号に変換するＣＣＤリニアイメージセンサが搭載され
   る第１の回路基板と、 前記ＣＣＤリニアイメージセンサから出力される画素信
   号が線路を介して供給され、少なくとも相関二重サンプ
   リング回路が搭載される第２の回路基板と、前記相関二
   重サンプリング回路から出力される画素信号が線路を介
   して供給され、少なくともＡ／Ｄ変換器が搭載される第
   ３の回路基板と、 前記第１〜第３の回路基板用の複数の直流電源を供給す
   るための電源ユニットとを備え、 前記ＣＣＤリニアイメージセンサ用の高精度低雑音直流
   電源が、前記第２の回路基板上にシリーズレギュレータ
   で生成され、このシリーズレギュレータの入力には、前
   記電源ユニットから、直接または前記第３の回路基板を
   介して、前記複数の直流電源のうち、対応する直流電源
   が供給され、このシリーズレギュレータの出力である前
   記高精度低雑音直流電源が、線路を介して前記第１の回
   路基板中の前記ＣＣＤリニアイメージセンサに供給され
   るようにされたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記電源ユ
   ニットで生成される複数の直流電源は、スイッチングレ
   ギュレータの出力に基づいて生成されていることを特徴
   とする画像読取装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、 前記ＣＣＤリニアイメージセンサが、カラーの３原色に
   対応する画素信号を出力するものであることを特徴とす
   る画像読取装置。