JPS6128273A

JPS6128273A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPS6128273A
Application number: JP14765984A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyazawa; 宮沢　秀幸; Eiji Kamijo; 上條　英二
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1986-02-07

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】〔技術分野〕本発明は、ファクシミリ装置等の画像読取装置に係り、
とくに走査時間を短かくした画像読取装置に関する。

〔従来技術〕　・ファクシミＩＪ装置の原稿読取部等、画像処理装置の画
像読取手段には、ラインイメージセンサによ多画像の１
ラインを画素に分解して光電変換する装置が広く用いら
れている。

ラインイメージセンサは、複数の受光素子（例えばフォ
トダイオード）を−列に配置した受光部と、各受光素子
の受光信号を順次選択して出力する信号選択部からなり
、その基本的な構成を第１図に示す。

図において、静電容量ｃｄは受光素子であるフォトダイ
オードＰＤの接合容量を示し、静電容量ＣＬはフォトダ
イオードＰＤから次段回路（例えばアンプ等）ｔでの配
線等に生じる容量を示す。なお、抵抗Ｒは出力を読み出
すだめの電流制限抵抗であり、スイッチＳＷはＭＯＳス
イッチ等の半導体素子等からなる。

まず、スイッチＳＷをオンして静電容量ＣｄおよびＣＬ
を充電し、そののちにスイッチＳＷをオフして画信号の
蓄積状態にする。

この蓄積状態では、受光量すなわち読取画像の対応する
画素輝度に応じた大きさの光電流Ｉ、がフォトダイオー
ドＰＤに発生して静電容量Ｃｄに充電された電荷が放電
される。

そして、再度スイッチＳＷをオンしたとき、このオン間
隔（すなわち画情報の蓄積期間）をＴとすると、電荷保
存則によりフォトダイオードＰＤの出力電圧Ｖ。ｕｔは
次式（Ｉ）であられされる。

ｖｏｕｔ＝ｖＤ−（Ｉｐ−’ｒ／（ｃａ＋ｃｔ、））　
　　　・−・・・−（Ｉ）一方、蓄積期間Ｔで流れた光
電流■、によって静電容量Ｃｄに充電された電荷が全て
放電される場合のフォトダイオードＰＤの出力Ｖ。ｕｔ
すなわち飽和出力Ｖａｓｔは、次式（ＩＩ）であられさ
れる。

Ｖａａｔ　＝”Ｌ　”ｏ／（ＣＬ　＋Ｃｄ）　　　　　
　　−”（Ｉｆ　）したがって、蓄積期間Ｔで流れた光
電流■、すなわち当該画素の輝度に対応して、フォトダ
イオードＰＤの出力Ｖ。ｕｔがＶＤからｖ、ａｔマで変
化する。これにより、画素濃度に対応した画信号を得る
ことができる。

さて、Ａ４判原稿を８ドツト／、、で読み取るラインイ
メージセンサは、読取幅を２１６−とすると１７２８組
の上述したフォトダイオードＦＤおよびスイッチＳＷか
ら構成されている。

このようなラインイメージセンサを、まとめて１つの素
子とみなして駆動した場合、上述した静電容量ＣＬが非
常に大きくなる。上式（ＩＩ）を参照すれば、このよう
に静電容量Ｃｄに比べて静電容量ＣＬが大きくなると飽
和出力ｖｓｌＬｔのレベルが低下するので、グイナきツ
クレンジが狭くなシ好ましくない。

そこで従来、ラインイメージセンサの受光セルを複数の
ブロックに分割し、それぞれのブロック毎に駆動するこ
とでダイナミックレンジの低下を防止していた。例えば
、１７２８個のフォトダイオードＰＤとスイッチＳＷＯ
組を、６４個ずつ２７のブロックに分割していた。

このような従来装置の一例を第２図に示す。この例では
、フォトダイオードＰＤとスイッチＳＷをｍ個ずつｎ個
のブ賞ツクＢＬＩ〜ＢＬｎに分割しており、それぞれの
ブロックＢＬＩ〜ＢＬｎの出力はスイッチＳＬＩ〜ＳＬ
ｎを介してアンプＡＭに加えられる。

そして、第３図（、）〜（１）に示したように各スイッ
チＳＬＩ　、　ＳＬ２　・・・、　５ＷＩＩ〜ＳＷ１ｍ
　、−”・・、　８Ｗｎｌ　〜ＳＷｎｍが制御部（図示
路）によって作動され、画信号Ｖａが１ライン分出力さ
れる０まず、ブロックＢＬＩを選択するスイッチＳＬＩをオン
した状態で、スイッチ５ＷＩＩ　〜ＳＷ１ｍ　’Ｉｒｆ
ｉ次充電期間だけオンし各フォトダイオードＰＤの出力
信号を順次アンプＡＭに加える。

ブロックＢＬＩの読出しを終えると、スイッチＳＬ１を
オフすると同時にスイッチＳＬ２をオンし、ブロックＢ
Ｌ２についての読出しを行ない、この後は同様にして順
次プロ、りＢＬｎまでの各ブロックに対する読出制御が
なされる。

ところで、各受光セルから信号を読み出すさい、上述し
たように静電容量ＣｄとＣＬを充電するため、スイッチ
ＳＷのオン状態をある時間（以下これを充電時間という
）持続させる必要がある。この充電時間は、静電容量Ｃ
ｄとＣＬの和に抵抗Ｒ（の値）を乗じて得られる時定数
によって定まる。

通常、受光セルからの出力幅をある程度確保する必要が
あるため、抵抗Ｒの値をあまり小さくすることができず
、したがって、充電時間もある程度以下にすることがで
きない。

また、このような従来装置では、アｙ　ｆ　Ａ　Ｍの前
で各ブロックＢＬＩ〜ＢＬｎを指定するスイッチＳＬＩ
〜ＳＬｎの切換時に発生するノイズＮＺが画信号Ｖａに
大きく影響するため、スイッチＳＬＩ〜Ｓｕｎを切シ換
えてから各ブロックＢＬＩ〜ＢＬｎの作動を開始するま
でに時間ｔｄの遅延を設定してノイズＮＺが画信号に混
入し表いようにしている。

これらのことから、従来、ラインイメージセンサを１回
走査するために要する時間はかなり長くなり、画像読取
時間が長くなるという不都合を生じていた。

〔目的〕

本発明は、上述した従来技術の問題を解消するためにな
されたものであシ、読取時間が短かい画像読取装置を提
供することを目的としている。

〔構成〕

本発明は、上述した目的を達成するために、ブロック選
択手段を介して受光セルを充電する充電を短縮させると
ともに、充電手段の作動期間内の所定タイミングでブロ
ック選択手段を切換制御することでブロック選択手段切
換時に発生するノイズが画信号に混入しないようにして
いる。

以下、添付図面を参照しガから本発明の実施例を詳細に
説明する。

第４図は、本発明の一実施例を示している。

図において、ラインイメージセンサをなすフォトダイオ
ードＰＤおよびフォトダイオードを選択するスイッチＳ
Ｗ１１〜ＳＷｎｍは、ｍ個ずつｎ個のブロックＢＬＩ〜
ＢＬｎに分割されており、それぞれのブロックＢＬ１〜
ＢＬｎは抵抗Ｒを介して電源Ｖ、に接続されている。

また、それぞれのブロックＢＬＩ〜ＢＬｎは、その出力
を選択するためのスイッチＳＬＩ〜ＳＬｎを介してアン
プＡＭに接続されておυ、スイッチＳＬＩ〜ＳＬｎの共
通端子とアンプＡＭの相互接続点は、充電用のスイッチ
ＳＣを介して電源ＶＤに接続されている。また、このア
ンプＡＭの出力信号Ｖａは、画信号としてサンプル／ホ
ールド回路等の次段回路に出力される。

これらのスイッチ５ＷＩＩ　〜ＳＷｎｍ　、　　ＳＬＩ
　〜ＳＬｎおよびＳＣは、図示しない制御部によって以
下のようにオンオフ制御され、１ラインの走査がなされ
る。なお、上記次段回路と制御部は同期して作動し、あ
るいは次段回路は制御部に含まれる。

まず、スイッチＳＬＩがオンされて（第５図（＆）参照
）ブロックＢＬＩが選択され、所定時間経過して最初の
フォトダイオードＰＤを選択するスイッチ５ＷＩＩがオ
ンされる（第５図（ｄ）参照）。この瞬間このフォトダ
イオードＰＤの出力レベルは、その受光レベルに対応し
て立ち下がったのちに抵抗Ｒを介してその接合容量Ｃｄ
および分布静電容量ＣＬが充電されて徐々に立ち上がる
。これに伴ない、アン７’ＡＭから出力される画信号Ｖ
ａが変化する（第５図（ｋ）参照）。

次段回路ではスイッチＳＷＩ　１のオンタイミングから
期間τ１の間に画信号Ｖａをサンプリングして、当該フ
ォトダイオードＰＤからの出力信号を得る。

この期間τ１を経過した所定の時点で、スイッチＳＣが
オンされ（第５図（ｊ）参照）、これによシスイッチＳ
ＣおよびスイッチＳＬＩを介してフォトダイオードＦＤ
の接合容量Ｃｄおよび分布静電容量ＣＬが充電される。

このとき、スイッチＳＣのオン抵抗は極く小さいのでこ
の充電の時定数は小さく、したがってフォトダイオード
ＰＤの出力レベルは急速に立ち上がシ、その結果、フォ
トダイオードＰＤ接合容量ｃｄおよび分布静電容量ＣＬ
の充電時間は大幅に短縮される。

この充電時間を経過した所定の時点でスイッチ５ＷＩＩ
がオフされ、スイッチＥＣがオフされ、この後火のフォ
トダイオードＰＤを選択するスイ。

チ５Ｗ１２がオンされる（第５図（、）参照）。

スイッチ８Ｗ１２がオンされて、画信号Ｖａが次段回路
でサンプリングされたのち、上述と同様にスイッチＳＣ
がオンされてとのフォトダイオードＰＤが急速充電され
る。そして、この充電が終るとスイッチ５Ｗ１２、ＳＣ
が順次オフされ、次のスイッチ５Ｗ１３がオンされる。

このようにして、ブロックＢＬＩの各スイッチＳＷＩ　
ｉ〜Ｓ　Ｗｌ　ｍが順次オンされるとともにこれに同期
してスイッチＳＣがオンされて各フォトダイオードＰＤ
の接合容量Ｃｄおよび分布静電容量ＣＬが急速充電され
る。

ブロックＢＬＩの最後のスイッチＳＷ１ｍがオフされる
タイミングで、ブロックＢＬＩを選択するスイ、チＳＬ
Ｉがオフされると同時に次のブロックＢＬ２を選択する
スイッチＳＬ２がオンされ（第５図（ｂ）参照）、プロ
ｙりＢＬ２の各スイッチ５Ｗ２１〜ＳＷ２ｍ（第５図（
ｇ）〜０）参照）が上述したスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１
ｍと同様にオンオフ制御されるとともにこれに同期して
スイッチＳＣがオンオフ制御され、ブロックＢＬ２の走
査がなされる。

プロ、りＢＬ２の最後のスイッチＳＷ２ｍがオフされる
タイミングで、ブロックＢＬ２を選択するスイッチＳＬ
２がオフされると同時に次のブロックＢＬ３を選択する
スイッチＳＬ３がオンされ（第５図（ｃ）参照）、ブロ
ックＢＬ３の走査がなされる。

この後、順次者ブロックＢＬ４〜ＢＬｎがスイッチＳＬ
４〜ＳＬｎで選択されるとともに走査され、辷れによっ
て１ライン分の画信号Ｖａが順次出力される。

さて、比較のために従来装置において１つのフォトダイ
オードに対応した画信号の波形を第５図（・）に示す。

この場合、充電時間ｔ２は第５図（ｋ）に示した本実施
例での充電時間ｔ１より約２倍になり、したがって、本
発明による走査時間短縮の効果が大きいことがわかる。

また、ブロックＢＬＩ〜ＢＬｎを選択するスイッチＳＬ
Ｉ〜ＳＬｎは、急速充電用のスイッチＳＣがオンしてい
る期間で、かつ、フォトダイオードＰＤへの充電が終了
したタイミングで切換制御される。

したがって、このときはアン７°ＡＭの入力端子には電
源ＶＤが印加されるだめ、画信号ＶａはスイッチＳＬＩ
〜ＳＬｎのオフオフ時に発生するノイズの影響を受けな
い。

なお、各スイッチＳＬ１〜５ＬｎＸＳＣ１ＳＷ１１〜Ｓ
　Ｗｎ　ｍには半導体スイッチング素子等を用いること
ができる。また、第５図（、）〜（ｊ）においては、図
の低レベルがスイッチのオン状態をあられし、高レベル
がスイッチのオフ状態を示している。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、受光セルを急速
充電するだめの充電手段を設けているため受光セルの充
電時間が短かくガって１ラインの走査にかかる時間が大
幅に短縮し、また充電終了後のタイミングでブロック選
択手段を切換制御しているのでスイッチングノイズの影
響が少なくなるという利点を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージセンサの基本構成を示す等価回路図、
第２図は画像読取装置の従来例を示したブロック図、第
３図（、）〜（ｊ）は第２図に示した装置の動作を示す
タイミング図、第４図は本発明の一実施例を示した回路
図、第５図（、）〜（ｋ）は第４図に示した装置の動作
を示した波形図、第５図体）は比較のために画信号の従
来例を示した波形図である。ＰＤ・・・フォトダイオード、ＢＬ１〜ＢＬｎ・・・ブ
ロック、５ＷＩＩ　−ＳＷｎｍ、　　ＳＬＩ　〜ＳＬｎ
　、　　Ｓ　Ｃ・・−スイッチ、ＡＭ・・・アンプ、Ｒ
・・・抵抗。（１ｑ）特開昭Ｇｌ−２８２７３（５）

Claims

【特許請求の範囲】

ラインイメージセンサ内に一列に配置されている複数個
の受光セルを所定数のブロックに分割し、順次各ブロッ
クを選択するとともに選択したブロック内の受光セルを
順次駆動して画信号を出力する画像読取装置において、
ブロックを選択するブロック選択手段を介し、選択され
た受光セルを急速充電する充電手段を設け、受光セルか
らの信号読出期間終了後に上記充電手段を作動して当該
受光セルを急速充電する一方、上記ブロック選択手段を
上記充電手段の作動期間内の所定タイミングで切換制御
することを特徴とする画像読取装置。