JPS62116063A - Original reading device - Google Patents
Original reading deviceInfo
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- JPS62116063A JPS62116063A JP60254855A JP25485585A JPS62116063A JP S62116063 A JPS62116063 A JP S62116063A JP 60254855 A JP60254855 A JP 60254855A JP 25485585 A JP25485585 A JP 25485585A JP S62116063 A JPS62116063 A JP S62116063A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、カラー原稿の画像情報を読取る原稿読取装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a document reading device that reads image information of a color document.
[従来の技術]
画像情報を含む原稿を光電変換により読取る原稿読取装
置に対して、高分解能や小型化およびカラー化(カラー
画像読取可能化)等が求められている。このような要求
に答えられる有力な技術の1つとして固体走査方式があ
る。一般にこの方式では、ホトダイオードアレイとMO
Sスイッチとを組合せた固体撮像素子や、デバイス自身
で画素分解機能と光情報蓄積機能を兼ねそなえた半導体
機能素子を用いた固体撮像素子などを使用している。[Prior Art] There are demands for high resolution, miniaturization, and colorization (enabling color image reading) for document reading devices that read documents containing image information by photoelectric conversion. A solid-state scanning method is one of the promising technologies that can meet these demands. Generally, in this method, a photodiode array and MO
A solid-state image sensor combined with an S switch or a solid-state image sensor using a semiconductor functional element that has both pixel decomposition function and optical information storage function are used.
[発明が解決しようとする問題点コ
このような固体撮像素子(固体イメージセンサ)を用い
て、木や吉類等の画像を読取るためには、原稿を光源に
より露光し、原8iの反射光景を固体イメージセンサで
検出し、光電変換することかなされる。この場合、原稿
の白部分は予め定めた白レベルの画像信号に、また、具
部分は予め定めた黒レベルの画像信号に正確に変換され
て出力されねばならない。[Problems to be solved by the invention] In order to read images of trees, trees, etc. using such a solid-state image sensor, the original is exposed to light from a light source, and the reflected scene of the original 8i is exposed. is detected by a solid-state image sensor and converted into electricity. In this case, the white portion of the document must be accurately converted into an image signal with a predetermined white level, and the component portion must be accurately converted into an image signal with a predetermined black level before being output.
また、カラー原稿の読取りの場合には読取りにより得ら
れた各カラー画像信号がそれぞれ対応した画像濃度を示
すレベルとなる必要がある。Further, in the case of reading a color original, each color image signal obtained by reading needs to be at a level indicating the corresponding image density.
通常、COD等の光電変換素子列から出力する各カラー
画像信号の信号IA理においては、光電変換素子列の光
入力が;の時の出力信号レベルと画像信号処理回路の所
定の基準レベル(例えばグランドレベル)とを一致させ
、それに従ってその処理回路の信号レベルのダイナミッ
クレンジを決定している。しかしながら、光電変換素子
列の光入力が7の時の出力信号レベルと、実際に原稿の
黒色部を読取った時の出力信号レベルとの間には若干の
違いが存在する。そのため、上述のような方式でダイナ
ミックレンジを決定した場合には、原稿の黒色部を読取
った時の出力信号レベルが処理回路の基準レベルから浮
いてしまい、処理回路の出カイi3号のダイナミックレ
ンジを狭めてしまう。Normally, in signal IA processing of each color image signal output from a photoelectric conversion element array such as a COD, the output signal level when the optical input to the photoelectric conversion element array is ; and a predetermined reference level of the image signal processing circuit (for example, (ground level), and the dynamic range of the signal level of the processing circuit is determined accordingly. However, there is a slight difference between the output signal level when the optical input to the photoelectric conversion element array is 7 and the output signal level when the black portion of the original is actually read. Therefore, when the dynamic range is determined using the method described above, the output signal level when reading the black part of the document will float from the reference level of the processing circuit, and the dynamic range of the processing circuit It narrows down.
本発明は、上述の点に鑑みて、原稿の黒色画像の読取時
においてイメージセンサから出力する各カラー画像信号
の出力レベルを所定の基準レベルに補正することにより
、画像信号処理回路のダイナミックレンジを有効に用い
ることが可能となるとともに、画像濃度に適した各カラ
ー画像信号を得ることが可能となる原稿読取装置を提供
することを目的とする。In view of the above points, the present invention improves the dynamic range of an image signal processing circuit by correcting the output level of each color image signal output from an image sensor to a predetermined reference level when reading a black image of a document. It is an object of the present invention to provide a document reading device that can be used effectively and can obtain each color image signal suitable for image density.
[問題点を解決するための手段]
本目的を達成するために、本発明は、光源と、光源によ
り照射される原稿の反射光の波長を選択する複数の色フ
ィルタと、フィルタにて選択された原稿が反射光を光電
変換するイメージセンサとと、原稿の黒色画像の読取り
時においてイメージセンサから出力される各カラー画像
信号の出力レベルを所定の基準レベルに補正する補正手
段とを有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the object, the present invention includes a light source, a plurality of color filters that select the wavelength of light reflected from a document irradiated by the light source, and a color filter selected by the filter. The present invention includes an image sensor that photoelectrically converts reflected light from an original, and a correction means that corrects the output level of each color image signal output from the image sensor to a predetermined reference level when reading a black image of the original. Features.
[作用]
本発明では、黒色画像を読取ったときの各カラm−像信
号しベルが処理回路の所定の基準レベルになるように補
正手段で補正するようにしたので、処理回路のダイナミ
ックレンジを有効に用いることが可能となる。[Function] In the present invention, since the correction means corrects each color m-image signal level when reading a black image so that it reaches a predetermined reference level of the processing circuit, the dynamic range of the processing circuit can be improved. It becomes possible to use it effectively.
[実施例]
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A 原稿読取装置の内部構成
第1図は本発明の一実施例の密着型カラーイメージセン
サを用いた原稿読取装置の内部構成を示す。A. Internal structure of document reading device FIG. 1 shows the internal structure of a document reading device using a contact type color image sensor according to an embodiment of the present invention.
第1図において、1は原稿読取装置の全体を示す。2は
原稿台、3は原稿台2上の原稿、4は原稿を下方から照
射する線状の光源(露光ランプ)、5は光源4の照射光
を原稿3に集光させる反射笠、6は原稿3からの反射光
を1=1で導く集束性ロッドレンズアレイであるa7は
そのロッドレンズアレイ6で導かれた正立の実像を光電
変換により電気信号(画信号)に変える密着型カラーイ
メージセンサであり、本実施例では一例としてCCD
(電荷結合素子)アレイを用いている。8は原稿3を走
査するための原稿走査ユニットであり、上述の光源41
反射笠5.ロッドレンズアレイ6、密性型カラーイメー
ジセンサ(以下、’IBM型カラーCCDセンサと称す
る)7等を搭載して、図示しない駆動源(モータ)によ
り本図の矢印Aの副走査方向に往復動する。In FIG. 1, numeral 1 indicates the entire document reading device. 2 is an original platen, 3 is an original on the original platen 2, 4 is a linear light source (exposure lamp) that illuminates the original from below, 5 is a reflective shade that focuses the irradiated light from the light source 4 onto the original 3, and 6 is a A7, which is a convergent rod lens array that guides the reflected light from the original 3 in a ratio of 1=1, is a close-contact color image that converts the erect real image guided by the rod lens array 6 into an electrical signal (image signal) through photoelectric conversion. In this example, a CCD is used as an example.
(charge-coupled device) array. 8 is a document scanning unit for scanning the document 3, and the light source 41 described above is
Reflective hat 5. It is equipped with a rod lens array 6, a density type color image sensor (hereinafter referred to as 'IBM color CCD sensor) 7, etc., and is reciprocated in the sub-scanning direction of arrow A in this figure by a drive source (motor) not shown. do.
第2図は第1図の原稿走査ユニット8の詳細を示す。こ
こで、9は原稿走査ユニット8の移動体、lOは移動体
9上のセンサドライブ基板、11は移動体9上のバッフ
ァアンプ基板、12はバッファアンプ基板11上の信号
伝送部(後述)と本体の電気回路(後述)との接続のた
めの同軸フラットケーブルである。FIG. 2 shows details of the document scanning unit 8 of FIG. 1. Here, 9 is a moving body of the document scanning unit 8, lO is a sensor drive board on the moving body 9, 11 is a buffer amplifier board on the moving body 9, and 12 is a signal transmission section (described later) on the buffer amplifier board 11. This is a coaxial flat cable for connection to the main unit's electrical circuit (described later).
第3図は第1図のロッドレンズアレイ6等の光学系の詳
細を示す。ここで、13は赤外線を吸収する赤外吸収フ
ィルタであり、集束性ロッドレンズアレイ6と’IE
B型カラーCCDセンサ7との間の光路内に配置する。FIG. 3 shows details of the optical system such as the rod lens array 6 of FIG. 1. Here, 13 is an infrared absorption filter that absorbs infrared rays, and the focusing rod lens array 6 and 'IE
It is placed in the optical path between it and the B-type color CCD sensor 7.
また、本実施例では光源4に線状のハロゲンランプを用
いている。Further, in this embodiment, a linear halogen lamp is used as the light source 4.
第4図は第1図の密着型カラー〇〇〇センサ7の外観を
示す。密着型カラーCCDセンサ7は(後述のように一
辺62.5 μm (1716mm)を1画素として1
024画素のCCDチップが主走査方向に沿って千鳥状
に5チップ配列されておグ、各画素は15.5μmX
62.5μlの大きさに3分割され、その各画素上に密
着して各々Cy(シアン)、G(グリーン)、Ye(イ
エロー)の色フィルタを配設している。FIG. 4 shows the appearance of the contact type color ○○○ sensor 7 shown in FIG. The close-contact color CCD sensor 7 has 1 pixel (62.5 μm (1716 mm) on each side as described later).
Five 024-pixel CCD chips are arranged in a staggered pattern along the main scanning direction, and each pixel is 15.5 μm×
It is divided into three parts each having a size of 62.5 μl, and color filters of Cy (cyan), G (green), and Ye (yellow) are arranged in close contact with each pixel.
以上の構成において、原稿台2上の原稿3の画像を読取
るべく、上述の原稿走査ユニット8を主走査方向に対し
て垂直な矢印^の方向に移動走査すると同時に、原稿走
査ユニット8内のハロゲンンランプ4を点灯すると、原
稿3からの反射光はランプ4の側面付近に配置した集束
性ロッドレンズアレイ6に導かれて、赤外吸収フィルタ
13を通り、密着型カラーCCDセンサ7に集光する。In the above configuration, in order to read the image of the document 3 on the document table 2, the document scanning unit 8 is moved and scanned in the direction of the arrow ^ perpendicular to the main scanning direction, and at the same time, the halogen in the document scanning unit 8 is scanned. When the lamp 4 is turned on, the reflected light from the original 3 is guided to a focusing rod lens array 6 placed near the side of the lamp 4, passes through an infrared absorption filter 13, and is focused on a contact type color CCD sensor 7. do.
この際、線状光源のランプ4から発光した光が反射笠5
により集光されて原8I3を照射し、集束性ロッドレン
ズアレイ6が原稿3からの反射光を何等縮小させること
なく、1対lの関係で密着型カラーCCDセンサ7の複
数のCCDチップ上に正の実像で結像させる。密着型カ
ラー〇〇Dセンサ7の受光部は原稿の一端の長′さを十
分カバーする長さを有する。上述のCCDチップ上に結
像された光学像はCCDの光電変換能力により電荷に変
換される。この電荷はCODの電荷転送能力により順次
画像転送され画像信号となる。At this time, the light emitted from the linear light source lamp 4 is reflected by the reflective shade 5.
The light is focused and irradiated onto the original 8I3, and the focusing rod lens array 6 directs the light reflected from the original 3 onto the plurality of CCD chips of the contact type color CCD sensor 7 in a 1:1 relationship without reducing the reflected light from the original 3 in any way. Form a positive real image. The light receiving portion of the contact type color 〇〇D sensor 7 has a length that sufficiently covers the length of one end of the document. The optical image formed on the above-mentioned CCD chip is converted into an electric charge by the photoelectric conversion capability of the CCD. This charge is sequentially transferred as an image by the charge transfer ability of the COD and becomes an image signal.
8、密着型カラーCCDセンサ
次に、第1図の密着型カラーCCDセンサ7を詳細に説
明する。8. Contact type color CCD sensor Next, the contact type color CCD sensor 7 shown in FIG. 1 will be explained in detail.
密着型カラーCCDセンサ7は、第5図および第6図に
示すように、千鳥状に並べた5個のCCDチップ21〜
25と、これらのCCDチップ21〜25を一体に保持
するセラミック基板26と、このセラミック基板26の
上部を覆うカバー27と、CCDチップ21〜25の接
続用リード線28とから成る。As shown in FIGS. 5 and 6, the close-contact color CCD sensor 7 includes five CCD chips 21 to 21 arranged in a staggered manner.
25, a ceramic substrate 26 that holds these CCD chips 21-25 together, a cover 27 that covers the top of this ceramic substrate 26, and lead wires 28 for connecting the CCD chips 21-25.
CCDチップ21〜25は、その受光部がp−n型のS
iフォトダイオードから成り、1画素の各色毎の受光部
の大きさは62.5μmX15.5μmである。各CC
Dチップの受光部は第7図に示すように、感光画素と接
続されていない空送画素(領域) 01〜012、アル
ミニウム 八℃のシールドを施こされた光シールド画素
(領域)013〜D36.ダミー画素(領域)037〜
D72、有効信号画素(領域) Sl−53072、お
よび後端ダミー画素(領域)D73〜07Bの合計31
68ビツトから構成する。The CCD chips 21 to 25 have p-n type S light receiving parts.
It consists of an i-photodiode, and the size of the light receiving part for each color of one pixel is 62.5 μm×15.5 μm. Each CC
As shown in FIG. 7, the light-receiving part of the D chip includes air-fed pixels (areas) 01 to 012 that are not connected to photosensitive pixels, and light shield pixels (areas) 013 to D36 that are shielded with aluminum at 8°C. .. Dummy pixel (area) 037~
D72, effective signal pixel (area) Sl-53072, and rear end dummy pixels (area) D73 to 07B, total 31
It consists of 68 bits.
本実施例ではCCDチップ21〜25を第5図に示すよ
うに、千鳥状に2列に配列する。隣接する2つのCCD
チップ(例えば2!と22)は、第6図に示すように、
各CCDチップの受光部の中心から所定の距1IIII
Lを保って、平行に配設する。In this embodiment, the CCD chips 21 to 25 are arranged in two rows in a staggered manner, as shown in FIG. Two adjacent CCDs
The chips (for example 2! and 22) are as shown in Figure 6.
A predetermined distance 1III from the center of the light receiving area of each CCD chip
Keep L and arrange them in parallel.
本実施例では1=4画素分の距離を置いている。In this embodiment, a distance of 1=4 pixels is provided.
また、これらのCCDチップ21〜25は配列方向に沿
って、互いに重なりを許して配列している。即ち、30
72ビツトの有効画素領域Sl〜53072を含めて、
CCDチップ21〜25の全有効読取領域が304n+
mになるように各CCDチップ21〜25は互いに重な
りを許して配列されている。Further, these CCD chips 21 to 25 are arranged along the arrangement direction so as to overlap with each other. That is, 30
Including the 72-bit effective pixel area Sl~53072,
The total effective reading area of CCD chips 21 to 25 is 304n+
The CCD chips 21 to 25 are arranged so as to overlap with each other so that the number of chips is m.
CCDチップ21〜25の受光部には、カラー信号を受
るために色フィルタを上述の51フオトダイオード上に
配置する必要がある。この配置方法としては、色フィル
タとSiフォトダイオード素子とを接着剤で貼り合わせ
る方法と、Siフォトダイオード素子上に直接色フィル
タを積層する方法とがある。In the light receiving portions of the CCD chips 21 to 25, a color filter must be placed on the photodiode 51 mentioned above in order to receive color signals. This arrangement method includes a method of bonding the color filter and the Si photodiode element with an adhesive, and a method of laminating the color filter directly on the Si photodiode element.
前者のフィル、り貼り合わせ方法は色フィルタをガラス
基板上に製作すればよいが、Siフォトダイオード素子
との組合せの際に接着という余分な工程が必要となり、
しかも位置合わせ誤差を生じゃすい。この場合、接着誤
差を数μm以下に抑えることは実際上かなり難しく、色
再現性、シェーデング特性の劣化を来す可能性がある。The former method of bonding with a film or glue only requires producing a color filter on a glass substrate, but requires an extra step of adhesion when combining it with a Si photodiode element.
Moreover, it causes positioning errors. In this case, it is actually quite difficult to suppress the adhesion error to a few μm or less, which may cause deterioration of color reproducibility and shading characteristics.
一方、後者のフィルタ積層方法は単に色フィルタをSi
フォトダイオード素子の画素の位置に合わせて蒸着法等
で積層製作すれば、カラー受光素子が完成するので、そ
の製作工程は極めて単純で、位置合せ精度を大幅に向上
させることができる。On the other hand, the latter filter stacking method simply stacks color filters on Si.
A color light-receiving element is completed by laminating layers using a vapor deposition method or the like in accordance with the positions of the pixels of the photodiode element, so the manufacturing process is extremely simple and alignment accuracy can be greatly improved.
よって、本実施例におけるCCDチップの色フィルタは
後者のフィルタ積層方法により製作したものを用いてい
る。Therefore, the color filter of the CCD chip in this embodiment is manufactured by the latter filter lamination method.
C色フィルタ 次に、具体的な色フィルタの配列について説明する。C color filter Next, a specific arrangement of color filters will be explained.
第8図に示すように、本実施例では、シアン(Cy)
31 、グリーン(G)32 、イエロー(Ye) 3
3のフィルタ配列として、Cy、 G、Yeの1組3ビ
ツトを読取時の1EJ素として構成している。1画素の
繰返しピッチは62.5μmである。As shown in FIG. 8, in this example, cyan (Cy)
31, Green (G) 32, Yellow (Ye) 3
As a filter array of 3, a set of 3 bits of Cy, G, and Ye is configured as 1EJ element at the time of reading. The repetition pitch of one pixel is 62.5 μm.
これらの色フィルタ31,32.33の分光特性を第9
図に示す。本図に示すように、Yeのフィルタ33の透
過率は、鎖線(a)で示すように50OnI11の波長
付近から急増している。cyのフィルタ31の透過率は
、実線(b)で示すように480r+a+の波長付近で
ピークを示し、かつ700r+a+の波長を越えた所か
ら再び透過率が増加している。またGのフィルタ32は
、本実施例ではCyフィルタ31とYeフィルタ33の
重ね合せによって得ているので、その透過率は破線(c
l で示すように500nmの波長付近でピークを示し
ている。第9図から分るように、これらのフィルタ:+
1.:+Z、:+:+の分光々、+1性において重要な
点は、人間の視感度領域外の700nm程度の波長に対
しても各透過率が零にならない点である。The spectral characteristics of these color filters 31, 32, and 33 are
As shown in the figure. As shown in this figure, the transmittance of the Ye filter 33 rapidly increases from around the wavelength of 50OnI11, as shown by the chain line (a). The transmittance of the cy filter 31 peaks near the wavelength of 480r+a+, as shown by the solid line (b), and increases again beyond the wavelength of 700r+a+. Furthermore, since the G filter 32 is obtained by superposing the Cy filter 31 and the Ye filter 33 in this embodiment, its transmittance is determined by the broken line (c
As shown by l, it shows a peak around a wavelength of 500 nm. As can be seen from Figure 9, these filters: +
1. :+Z, :+:+ spectroscopy, the important point in the +1 property is that each transmittance does not become zero even for a wavelength of about 700 nm, which is outside the human visual sensitivity range.
だが、正確な色情報を得るには3種類の色フィルタ31
〜33とCCDチップ21〜25とで、人間の目と同様
な識別機能を果さなければならない。CCDチップ21
〜25の受光部の分光感度特性(相対感度)は、第10
図に示すように、550nm程度の波長で最大となり、
11000n以上まで有限な相対感度を有している。However, in order to obtain accurate color information, three types of color filters 31 are required.
33 and the CCD chips 21 to 25 must perform the same identification function as the human eye. CCD chip 21
The spectral sensitivity characteristics (relative sensitivity) of the light receiving parts of ~25 are the 10th
As shown in the figure, the maximum occurs at a wavelength of about 550 nm,
It has a finite relative sensitivity up to 11000n or more.
すなわち、色フィルタ31〜33を付けられたCCDチ
ップ21〜25の受光部は、700nm以上の波長の光
に対しても応答が存在することになる。これに対して、
人間の目の視感度は700nm以上の波長に対しては雫
である。従って、単にCCDチップ21〜25とCy、
G、Yeの色フィルタ31〜33との組合せだけでは、
人間の目と同一機能を果すことはできない。That is, the light receiving parts of the CCD chips 21 to 25 provided with the color filters 31 to 33 respond even to light having a wavelength of 700 nm or more. On the contrary,
The visibility of the human eye is only a drop for wavelengths of 700 nm or more. Therefore, simply the CCD chips 21 to 25 and Cy,
Only in combination with G and Ye color filters 31 to 33,
It cannot perform the same functions as the human eye.
よって、本実施例では、後述するように光学的フィルタ
、例えば赤外吸収フィルタ13により分光感度を補正し
ている。Therefore, in this embodiment, the spectral sensitivity is corrected using an optical filter, for example, the infrared absorption filter 13, as will be described later.
D 、 &束性ロッドレンズアレイ 次に、集束性ロッドレンズアレイ6について説明する。D, & bundle rod lens array Next, the convergent rod lens array 6 will be explained.
上述の第3図に示すように、本実施例での集束性ロッド
レンズアレイ6は、その光の入射側の焦点距離に原稿面
41があり、光の出射側の焦点距離に2列のCCDチッ
プ列42が存在する。このように集束性ロッドレンズア
レイ6を配設することにより、原稿面41とCCDチッ
プ列42が結像関係となる。すなわち、原稿面上の画像
が1対1の正立像としてCCDチップ列42上に結像さ
れる。しかしながら、CCDチップ21〜25が第6図
に示すように1=4画素分(4ライン分)の間隔を有し
て千鳥状に配列されているのに対し、集束性ロッドレン
ズアレイ6は1木なので、本実施例においてCCDチッ
プ列42上に結像される正立像は、原稿面41上におい
ての4ライン分間隔をへだてた画像となってしまう。そ
のため、本実施例では後述するようにCCDチップ21
〜25内に搭載されたラインメモリを用いて、この問題
を解決している。As shown in FIG. 3 above, the convergent rod lens array 6 in this embodiment has an original surface 41 at the focal length on the light incident side, and two rows of CCDs at the focal length on the light exit side. A chip row 42 exists. By arranging the convergent rod lens array 6 in this manner, the document surface 41 and the CCD chip array 42 are in an imaging relationship. That is, the image on the document surface is formed on the CCD chip array 42 as a one-to-one erect image. However, while the CCD chips 21 to 25 are arranged in a staggered manner with an interval of 1=4 pixels (4 lines) as shown in FIG. Since it is a tree, the erect image formed on the CCD chip array 42 in this embodiment is an image spaced apart by four lines on the document surface 41. Therefore, in this embodiment, the CCD chip 21
This problem is solved by using the line memory installed in the ~25.
E、光イム;覧 次に、光源4について説明する。E, light im; see Next, the light source 4 will be explained.
上述のように、本実施例では光源4としてハロゲンラン
プを用いている。原fA Flil裂取としての密着型
カラーイメージセンサに要求される機能は、人間の目と
同程度の色を読取る機能である。As mentioned above, a halogen lamp is used as the light source 4 in this embodiment. The function required of a contact type color image sensor as an original fA Flil tear-off is the ability to read colors on the same level as the human eye.
第11図はトムソン・う、イト(Thomson−Wr
ight)の基本曲線を示す。この曲線は、色に応した
人間の目の視感度特性、つまり赤、緑、青の色光に対す
る明るさ感度と光の波長との関係を示している。Figure 11 shows Thomson-Wr.
The basic curve of light) is shown. This curve shows the visibility characteristics of the human eye according to color, that is, the relationship between brightness sensitivity to red, green, and blue color light and the wavelength of light.
R(赤)、G(緑)、B(青)の各曲線から明らかなよ
うに、人間の目は700nm以上の長波長光には感しな
い。As is clear from the R (red), G (green), and B (blue) curves, the human eye is not sensitive to long wavelength light of 700 nm or more.
一方、CCDチップ21〜25の受光部と色フィルタ3
1〜33の分光特性は上述したように、70θnm以上
の長波長の光に対しても有限な感度値を有しており(第
9図、第10図参照)、このような色フィルタ31〜3
3を有するCCDチップ21〜25の受光部に対して白
色光を入射させると、700nm以上の長波長の光にで
も感してしまう。On the other hand, the light receiving parts of the CCD chips 21 to 25 and the color filter 3
As mentioned above, the spectral characteristics of color filters 31 to 33 have a finite sensitivity value even to light with a long wavelength of 70θnm or more (see FIGS. 9 and 10). 3
When white light is made incident on the light-receiving portions of the CCD chips 21 to 25 having CCD chips 21 to 25, they will be sensitive to light with a long wavelength of 700 nm or more.
また、光源4として用いたハロゲンランプは、第12図
に示すように、長波長領域はど、その光エネルギーが増
加する分光特性を有している。Further, the halogen lamp used as the light source 4 has a spectral characteristic in which the light energy increases in the long wavelength region, as shown in FIG.
よって、本実施例では、700nm以上の長波長領域の
光エネルギーを遮断するために、第3図に示すように、
赤外吸収フィルタ13を密着型カラーCCDセンサ7上
に配設している。第13図は赤外吸収フィルタ13の分
光透過特性を示す。さらに、本実施例では通常の交流点
灯による光量リップルを防止するために、ハロゲンラン
プ4の直流点灯を行っている。Therefore, in this embodiment, in order to block light energy in a long wavelength region of 700 nm or more, as shown in FIG.
An infrared absorption filter 13 is arranged on the contact type color CCD sensor 7. FIG. 13 shows the spectral transmission characteristics of the infrared absorption filter 13. Furthermore, in this embodiment, the halogen lamp 4 is lit with direct current in order to prevent ripples in the amount of light caused by normal alternating current lighting.
F、電気系統の全体の回路構成
次に、第1図の画像読取装置1の電気系統について説明
する。F. Overall Circuit Configuration of Electrical System Next, the electrical system of the image reading apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.
第14図は、その電気系統の概略構成例を示す。FIG. 14 shows an example of a schematic configuration of the electrical system.
第14図において、100はCCDチップ21〜25を
駆動する駆動回路部、110はCCDチップ21〜25
からの出力信号(画像信号)を次段へ伝送するための信
号伝送部、120は信号伝送部110から入力したCC
LIチップl〜25カ)らのアナログ出力信号を画像情
報に適した形に変換し、その変換した信号をさらにデジ
タル信号に変換するアナログ処理部である。170はア
ナログ処理部120でデジタル信号に変換されたB(ブ
ルー)、G(グリーン)、R(レッド)の各信号を画像
信号出力用の1ラインに接続するためにB、G、R信号
を一次記憶するメモリ部であり、180は上記各部10
0,120,170の動作タイミングを制御するタイミ
ングパルス発生部である。これらの構成要素100.1
10,120,170および180から本実施例の画像
読取装置1の電気系統が構成される。In FIG. 14, 100 is a drive circuit section for driving the CCD chips 21 to 25, and 110 is a drive circuit section for driving the CCD chips 21 to 25.
120 is a CC input from the signal transmission unit 110.
This is an analog processing section that converts the analog output signals of the LI chips 1 to 25 into a form suitable for image information, and further converts the converted signals into digital signals. 170 connects the B (blue), G (green), and R (red) signals converted into digital signals by the analog processing unit 120 to one line for image signal output. 180 is a memory section for primary storage, and 180 is the above-mentioned section 10.
This is a timing pulse generator that controls the operation timings of 0, 120, and 170. These components 100.1
10, 120, 170, and 180 constitute the electrical system of the image reading device 1 of this embodiment.
G、駆動回路 まず、駆動回路部100から詳細に説明する。G, drive circuit First, the drive circuit section 100 will be explained in detail.
ただし、以下の説明では、代表としてCCDチップ21
の駆動回路100aとする。この駆動回路110aは、
第15図に示すように、2相クロツクφI^。However, in the following explanation, the CCD chip 21 will be used as a representative.
A drive circuit 100a is assumed. This drive circuit 110a is
As shown in FIG. 15, the two-phase clock φI^.
φ2A、最終段転送りロックφ2B、走査同期信号S
I+ 、 リセット信号R5,垂直転送りロックφ□
−φ92.出力信号O5のみを扱うこととする。φ2A, final stage transfer lock φ2B, scanning synchronization signal S
I+, reset signal R5, vertical transfer lock φ□
-φ92. Only the output signal O5 will be handled.
2相クロツクの一方のクロック信号φ1Aの入力端子に
は、インバータ101が接続され、インバータ!01の
出力端子には抵抗102とスピードアップコンデンサ1
03 とが並列に接続され、さらにMOS(メタルオキ
サイドシリコン)のクロックトライバ104の入力端子
に接続される。このMOSクロックトライバ10.4の
出力端子はCCDチップ21のφ、端子に接続される。An inverter 101 is connected to the input terminal of one clock signal φ1A of the two-phase clock, and the inverter! A resistor 102 and a speed-up capacitor 1 are connected to the output terminal of 01.
03 are connected in parallel, and further connected to an input terminal of a MOS (metal oxide silicon) clock driver 104. The output terminal of this MOS clock driver 10.4 is connected to the φ terminal of the CCD chip 21.
2相クロツクの他方のクロック信号φ2Aについても上
述のクロック信号φ、Aと同様である。また、走査同期
端子SN、 リセット信号R5,垂直転送りロックφ
9.〜φv7についても2相クロツクφl A + φ
2^と同様にインバータ101、抵抗102.コンデン
サ103 、 MOSクロックトライバ104が接続さ
れている。The other clock signal φ2A of the two-phase clock is also similar to the above-mentioned clock signals φ and A. Also, scan synchronization terminal SN, reset signal R5, vertical transfer lock φ
9. 〜φv7 also has two-phase clock φl A + φ
Similarly to 2^, an inverter 101, a resistor 102. A capacitor 103 and a MOS clock driver 104 are connected.
出力信号O5の端子には、npnトランジスタ105と
コレクタ抵抗106、エミッタ抵抗107からなるエミ
ッタフォロワが接続されている。また、CCDチップ2
1の電源電圧+Vはコンデンサ108,109を経てC
CDチップ21のOD端子に接続されている。An emitter follower consisting of an npn transistor 105, a collector resistor 106, and an emitter resistor 107 is connected to the terminal of the output signal O5. Also, CCD chip 2
The power supply voltage +V of 1 is connected to C through capacitors 108 and 109.
It is connected to the OD terminal of the CD chip 21.
2相クロツクφl A + φ2AはCCDチップ2
1の各ビットに生した電荷を順次出力端側に転送するの
に必要な信号である。走査同期信号5+1はCCDチッ
プ21の電荷の転送において1走査の区別をつける信号
であり、リセット信号nSはその電荷が転送された後の
画素信号を消去する信号である。Two-phase clock φlA + φ2A is CCD chip 2
This is a signal necessary to sequentially transfer the charges generated in each bit of 1 to the output terminal side. The scan synchronization signal 5+1 is a signal that distinguishes one scan in the transfer of charges of the CCD chip 21, and the reset signal nS is a signal that erases the pixel signal after the charges have been transferred.
最終段転送りロックφ2Aはいわゆる高速化転送パルス
であり、第15図に示すように最終段のCCD水平アナ
ログシフトレジスタの電荷の転送を行う。垂直転送りロ
ックφv1〜φv7はいわゆるラインシフトパルスであ
り、垂直方向の電荷の転送を行う。このラインシフトパ
ルスφ9.〜φV7で制御される7個のラインシフトゲ
ート■〜■はそれぞれ1ライン分の電荷の蓄積が可能で
あり、ライン単位で電荷の転送を行うので、このゲート
をラインシフトパルスで適当に制御することにより最大
7ラインのラインメモリを構成することが可能となる。The final stage transfer lock φ2A is a so-called high-speed transfer pulse, and as shown in FIG. 15, charges are transferred to the CCD horizontal analog shift register at the final stage. The vertical transfer locks φv1 to φv7 are so-called line shift pulses and transfer charges in the vertical direction. This line shift pulse φ9. ~The seven line shift gates ■~■ controlled by φV7 can each store charge for one line, and charge is transferred line by line, so these gates are controlled appropriately with line shift pulses. This makes it possible to configure a line memory with a maximum of 7 lines.
よって、本実施例では、ラインシフトゲートパルスφ9
、〜φv7を制御して千鳥配列のCCDセンサ21〜2
5の受光部間の距alt I−= 4ラインの補正を行
っている。Therefore, in this embodiment, the line shift gate pulse φ9
, ~φv7 is controlled to provide a staggered arrangement of CCD sensors 21 to 2.
The distance between the light receiving parts of 5 alt I-=4 lines is corrected.
出力信号O5はCCDチップ21から出力された出力信
号であり、上述した第7図に示すように、有効画素領域
S1〜53072の有効信号の3072ビット分の他に
、ダミー信号と空送り信号および基準黒レベル信号とを
含む。これらの出力信号O5はビット位置が正確に規定
されており、基準レベル信号はCCDチップ21の受光
部(光シール部)の暗信号であり、色に応じた真の出力
を得るために用いる。The output signal O5 is an output signal output from the CCD chip 21, and as shown in FIG. and a reference black level signal. The bit positions of these output signals O5 are accurately defined, and the reference level signal is a dark signal of the light receiving section (light seal section) of the CCD chip 21, and is used to obtain a true output corresponding to the color.
第16図に上述の各信号のタイミングの一例を示す。FIG. 16 shows an example of the timing of each of the above-mentioned signals.
また、駆動回路部100は上述の第2図に示すセンサド
ライブ基板lO上に搭載されており、このセンサドライ
ブ基板10は信号伝送部110が搭載されるバッファア
ンプ基板11と分離されている。これらの基板10.1
1は、駆動回路部100において高速かつ大振幅のCC
D 駆動パルスによって生ずる電源ノイズや輻射ノイズ
の信号伝送部110への影響を少なくするために、アナ
ログ系とデジタル系とを分離するためのものである。Further, the drive circuit section 100 is mounted on the sensor drive board 10 shown in FIG. 2 described above, and this sensor drive board 10 is separated from the buffer amplifier board 11 on which the signal transmission section 110 is mounted. These substrates 10.1
1 is a high-speed and large-amplitude CC in the drive circuit section 100.
D. This is for separating the analog system and the digital system in order to reduce the influence of power supply noise and radiation noise caused by drive pulses on the signal transmission section 110.
H0信号伝送部 次に、色号伝送部110を、i)2明する。H0 signal transmission section Next, the color code transmission section 110 is explained in i)2.
第17図は信号伝送部110の回路構成を示す。信号伝
送部110は第14図に示すように各CODチップ21
〜25ごとに設けられているが、以下では代表としてC
CD21に対する信号伝送回路110aについて説明す
る。FIG. 17 shows the circuit configuration of the signal transmission section 110. The signal transmission section 110 connects each COD chip 21 as shown in FIG.
~ 25, but below we will use C as a representative.
The signal transmission circuit 110a for the CD 21 will be explained.
第17図において、111はCCDチップ21からの出
力信号を一時蓄えるバッファ回路、112はバッファ回
路111の出力信号のDC(直流)成分を除去するコン
デンサ、113はコンデンサ112 とACカップリン
グされた出力信号を規定レベルまで増幅する増幅器、1
14は増幅器113で増幅されたCCD出力信号に含ま
れる高周波成分を除去し、信号の変化分だけを取り出す
低域通過フィルタ(LPF)、115は低域通過フィル
タ115の出力信号をアナログ信号処理部120へ伝送
するために増幅を行う出力増幅器であり、信号伝送部1
10はこれらの要素111−115から構成されている
。In FIG. 17, 111 is a buffer circuit that temporarily stores the output signal from the CCD chip 21, 112 is a capacitor that removes the DC (direct current) component of the output signal of the buffer circuit 111, and 113 is an output that is AC-coupled with the capacitor 112. An amplifier that amplifies the signal to a specified level, 1
14 is a low-pass filter (LPF) that removes high frequency components included in the CCD output signal amplified by the amplifier 113 and extracts only changes in the signal; 115 is an analog signal processing unit that converts the output signal of the low-pass filter 115 into an analog signal processing unit; It is an output amplifier that performs amplification for transmission to signal transmission section 120.
10 is composed of these elements 111-115.
CCDチップ21から出力された出力信号は、バッファ
回路111により低出力インピーダンスで出力される。The output signal output from the CCD chip 21 is output with low output impedance by the buffer circuit 111.
この場合、本実施例では2層りロックφIAv φ2+
1の周波数を9 [1zとする。CCDチップ21から
の出力信号は約4v程度のオフセットを有しており、そ
のためバッファ回路111の出力信号も電圧オフセット
を持つことになる。このオフセットを持ったCCD出力
信号はコンデンサ112によりDC成分が除去され、そ
の出力レベルによってDCレベルがAC(交流)的に変
動する。このようにACカップリングされた出力信号は
増幅器113により指定出力レベルまで増幅され、低域
通過フィルタ114に入力する。In this case, in this embodiment, the two-layer lock φIAv φ2+
Let the frequency of 1 be 9 [1z. The output signal from the CCD chip 21 has an offset of about 4V, so the output signal from the buffer circuit 111 also has a voltage offset. The DC component of the CCD output signal having this offset is removed by a capacitor 112, and the DC level varies in an AC (alternating current) manner depending on the output level. The AC-coupled output signal is amplified to a specified output level by the amplifier 113 and input to the low-pass filter 114.
一般にCCD等の固体撮像素子の出力15号には、固体
撮像素子を駆動するため、転送パルスに同期した画像信
号成分と、リセットパルスによる周波数成分、および各
クロックパルスによって生ずる高周波成分とが含まれC
いる。このような出力信号を、本実施例の同軸フラット
ケーブル12のような同軸線等の電線により、アナログ
伝送を行い、かつその電線を屈曲運動させた場合には、
導体と絶縁物間の容全変動や静電ノイズが画像信号成分
以外の上記の高周波成分に犬きく影啓を及ぼす。In general, the output No. 15 of a solid-state image sensor such as a CCD includes an image signal component synchronized with a transfer pulse, a frequency component caused by a reset pulse, and a high-frequency component generated by each clock pulse in order to drive the solid-state image sensor. C
There is. When such an output signal is analog-transmitted using an electric wire such as a coaxial line such as the coaxial flat cable 12 of this embodiment, and the electric wire is subjected to a bending motion,
Capacity fluctuations between conductors and insulators and electrostatic noise have a strong influence on the above-mentioned high frequency components other than image signal components.
そこで、低域通過フィルタ114によって不要な高周波
成分を除去し、アナログ伝送時の信号の安定化を行って
いる。Therefore, the low-pass filter 114 removes unnecessary high frequency components and stabilizes the signal during analog transmission.
このように、低域通過フィルタ114ではCCD出力信
号に含まれる高周波成分を除去し、かつ信号の変化分を
抽出できる通過帯域として、本実施例では20M1lz
の高域カットオフ周波数を選択している。低域通過フィ
ルタ114により不要な高周波成分を除去された信号は
、出力増幅器115を通して出力端子116から同軸フ
ラットケーブル12を通ってアナログ処理部120へ伝
送される。In this way, the low-pass filter 114 has a passband of 20M1lz in this embodiment, which can remove high frequency components included in the CCD output signal and extract changes in the signal.
The high cutoff frequency is selected. The signal from which unnecessary high frequency components have been removed by the low-pass filter 114 is transmitted from the output terminal 116 through the output amplifier 115 to the analog processing section 120 through the coaxial flat cable 12.
■、アナログ処理部 次に、アナログ処理部120を説明する。■Analog processing section Next, the analog processing section 120 will be explained.
第18図はアナログ処理部120の回路構成を示す。こ
のアナログ処理部120は、第14図に示すように、信
号伝送部110と同様に各CCDチップ21〜25毎に
設けられている。以下では代表としてCCD21に対す
るアナログ処理回路120aについて説明する。FIG. 18 shows the circuit configuration of the analog processing section 120. As shown in FIG. 14, this analog processing section 120 is provided for each of the CCD chips 21 to 25 similarly to the signal transmission section 110. The analog processing circuit 120a for the CCD 21 will be described below as a representative.
第18図において、121は信号伝送部110からのC
CD出力信号を入力して、そのCCD出力信号の出力電
圧をあらかじめ設定された所定の出力電圧まで自由に可
変にできる可変増幅器である。122は可変増幅器12
1の出力信号を各色信号に分離するマルチプレクサ、1
23はマルチプレクサ122で各色信号に分離された信
号を一定倍率分だけ増幅するバッファ増幅器である。1
24はバッファ増幅器123の出力側に接続し、上述の
色分離された信号の変化分を抽出するための低域通過フ
ィルタ、125は低域通過フィルタ124の出力側に接
続し、各色分離された信号(Cy、G、Ye)から、ブ
ルー(B)。In FIG. 18, 121 indicates C from the signal transmission section 110.
This is a variable amplifier that inputs a CD output signal and can freely vary the output voltage of the CCD output signal up to a predetermined output voltage. 122 is a variable amplifier 12
a multiplexer that separates the output signal of 1 into each color signal;
23 is a buffer amplifier that amplifies the signal separated into each color signal by the multiplexer 122 by a certain magnification. 1
24 is a low-pass filter connected to the output side of the buffer amplifier 123 and used to extract the changes in the color-separated signals described above; 125 is connected to the output side of the low-pass filter 124, and a low-pass filter is used to extract the changes in the color-separated signals described above; Blue (B) from signals (Cy, G, Ye).
グリーン(G)、レッド(R)の原色信号を作るための
演算信号−Cy、−G、−Yeを作る反転増幅器である
。This is an inverting amplifier that produces operational signals -Cy, -G, and -Ye for producing primary color signals of green (G) and red (R).
また、126は反転増幅器125により作られた演算信
号−Gy、−G、−Yeから演算信号Cy、G、Yeを
作る反転増幅器である。Further, 126 is an inverting amplifier that generates operational signals Cy, G, and Ye from the operational signals -Gy, -G, and -Ye generated by the inverting amplifier 125.
130は上述の−Cy、−G、−YeおよびGy、G、
Yeの演算信号からR,G、Bの原色信号を出力するマ
トリクス増幅器、140はR,G、Bの原色信号により
、白色板を読取った時にn 、 a 、 uの出力レベ
ルを同一レベルに調整するホワイトバランス補正部、1
504fR,G。130 is the above-mentioned -Cy, -G, -Ye and Gy, G,
A matrix amplifier 140 outputs R, G, and B primary color signals from the Ye calculation signal, and adjusts the output levels of n, a, and u to the same level when reading a white plate using the R, G, and B primary color signals. white balance correction section, 1
504fR,G.
Bの原色信号により黒原稿を読取った時にn、G、βの
出力レベルを^/D (アナログ・デジタル)変換W
161の基準レベルに一致させる黒レベル補正部、1
60はホワイトバランス補正および黒レベル補正された
Il、G、B信号をA/D変換器181のダイナミック
レンジにまで増幅するバッファ増幅器である。アナログ
処理部120は以上の構成要素121〜126.130
,140,150,160,161から成る。When a black original is read using the B primary color signal, the n, G, and β output levels are converted to ^/D (analog/digital) W
black level correction unit for matching the reference level of 161;
60 is a buffer amplifier that amplifies the white balance corrected and black level corrected Il, G, and B signals to the dynamic range of the A/D converter 181. The analog processing section 120 includes the above components 121 to 126.130.
, 140, 150, 160, 161.
マルチプレクサ122は、可変増幅器121からの出力
信号を色ごとに分離するS/H(サンプルホールド)回
路122a〜122cから成る。また、反転増幅i 1
25,126はそれぞれ各色毎の反転増幅器125a、
125b、125cおよび126a、126b、126
cと、色分間1されたCy、G、Ye信号中の基準黒レ
ベル信号のレベルを検出し、そのレベルが所定のグラン
ドレベルになるように反転増幅器125a、125b、
125cおよび126a、126b、126cの出力信
号をグランドレベルを基準に補正するクランプ回路12
5d、125e、125fおよび126d、126c、
126fとから成る。The multiplexer 122 includes S/H (sample and hold) circuits 122a to 122c that separate the output signal from the variable amplifier 121 for each color. Also, inversion amplification i 1
25 and 126 are inverting amplifiers 125a for each color, respectively;
125b, 125c and 126a, 126b, 126
Inverting amplifiers 125a, 125b,
A clamp circuit 12 that corrects the output signals of 125c, 126a, 126b, and 126c with reference to the ground level.
5d, 125e, 125f and 126d, 126c,
126f.
以上の構成において、CCDチップ21の信号伝送部1
10aから出力されたCCD出力信号はアナログ処理部
120aの可変増幅器121により所定の出力電圧まで
増幅される。この可変増幅器121は他のCCDチップ
22〜25間との出力バラツキを補正するためのもので
あり、白色板読取時の各CCDチップ21〜25の出力
信号レベルが一致するようにゲインが設定される。In the above configuration, the signal transmission section 1 of the CCD chip 21
The CCD output signal output from the analog processing section 120a is amplified to a predetermined output voltage by the variable amplifier 121 of the analog processing section 120a. This variable amplifier 121 is for correcting output variations between other CCD chips 22 to 25, and the gain is set so that the output signal level of each CCD chip 21 to 25 matches when reading a white plate. Ru.
各CCDチップ間の出力バラツキが可変増幅器12+に
よって補正された後、マルチプレクサ122内のS/1
1回路122a、122b、122cにおいてCy、G
、Yeの順番に可変増幅器121から連続して出力され
るCCD出力信号を第19図に示すタイミングでCy、
G、Yeの各々の色信号に分離し、同一ゲインのバッフ
ァ増幅器123により増幅する。実際には、次段の低域
通過フィルタ124による減衰を考慮して、約6d[l
のゲインを各バッファ増幅器123にもたせている。After the output variation between each CCD chip is corrected by the variable amplifier 12+, the S/1 in the multiplexer 122
Cy, G in one circuit 122a, 122b, 122c
, Ye from the variable amplifier 121 in the order of Cy, Ye at the timing shown in FIG.
The signals are separated into G and Ye color signals and amplified by a buffer amplifier 123 having the same gain. In reality, considering the attenuation by the next-stage low-pass filter 124, approximately 6d[l
Each buffer amplifier 123 has a gain of .
次に、低域通過フィルタ124によりマルチプレクサ1
22のS/11回に’14122a、122b、L22
cで生ずるS/11出力信出力色分離された信号)内の
サンプリングパルスの周波数成分の除去を行い、そのサ
ンプリングされたS / 11出力信号の変化分のみを
抽出する。このため、低域通過フィルタ124には第2
0図に示すような周波数特性を持たせている。すなわち
、S/11回路122a、122b、122cの入力信
号は9Ml1zのCCD出力信号であり、S/11回路
122a、122b、122cによって出力パルスホー
ルドされることにより、1/3の周波数の3MIIzの
11敗的信号になる。この離散的信号を第20図に示す
ような周波数特性を有する低域通過フィルタ124に入
力することにより、信号の変化成分のみが抽出され、か
つ、その後の信号処理系の周波数帯域幅を低くおさえる
ことが可能となる。Next, the multiplexer 1 is processed by the low-pass filter 124.
'14122a, 122b, L22 in S/11th of 22
The frequency component of the sampling pulse in the S/11 output signal (color-separated signal) generated at c is removed, and only the change in the sampled S/11 output signal is extracted. Therefore, the low-pass filter 124 has a second
It has frequency characteristics as shown in Figure 0. That is, the input signals of the S/11 circuits 122a, 122b, and 122c are CCD output signals of 9Ml1z, and by holding the output pulses by the S/11 circuits 122a, 122b, and 122c, the input signals are 11 of 3MIIz of 1/3 the frequency. It becomes a defeatist signal. By inputting this discrete signal to the low-pass filter 124 having frequency characteristics as shown in FIG. 20, only the changing components of the signal are extracted, and the frequency bandwidth of the subsequent signal processing system is kept low. becomes possible.
マトリクス増幅器130においてCy、G、Yeの補色
系信号からR,G、Bの原色系信号に変換するために、
低域通過フィルタ124により各色信号の変化成分のみ
が抽出された各色48号を反転増幅器125゜126に
通すことにより、正負の演算入力信号を作っでいる。と
ころで、マトリクス増幅器130において、マトリクス
イ!ii算を行う場合に、各演算人力信号は同一基準値
を持つ必要がある。そのため、本実施例では、クランプ
回路125d、125e、125fおよび126d、1
26e、126fによりCCD出力信号内の光シールド
部の出力レベル(基準黒レベル信号の出力レベル)が所
定の基準レベル(本実施例ではグランドレベル)になる
ように、反転増幅器125a、125b。In order to convert complementary color signals of Cy, G, and Ye into primary color signals of R, G, and B in the matrix amplifier 130,
Positive and negative calculation input signals are created by passing each color No. 48, from which only the changing components of each color signal are extracted by the low-pass filter 124, to inverting amplifiers 125 and 126. By the way, in the matrix amplifier 130, the matrix I! When performing ii calculation, each calculation manual signal needs to have the same reference value. Therefore, in this embodiment, clamp circuits 125d, 125e, 125f and 126d, 1
26e and 126f, the inverting amplifiers 125a and 125b are arranged so that the output level of the optical shield section in the CCD output signal (the output level of the reference black level signal) becomes a predetermined reference level (ground level in this embodiment).
125cおよび128a、+26b、126cの出力レ
ベルを補正している。The output levels of 125c, 128a, +26b, and 126c are corrected.
J、マトリックス増幅器
クランプ回路125d、125e、125fおよび12
6d、126e。J, matrix amplifier clamp circuits 125d, 125e, 125f and 12
6d, 126e.
126fによりグランドレベルにクランプされた正負の
演算信号(Cy、G、Ye、−Cy、−G、−Ye)は
マトリクス増幅器130に入力して、次式(1) 、
(2) 、 (3)に示す演算が施され、原色信号B、
G、Rがマトリクス増幅器130から出力する。The positive and negative operation signals (Cy, G, Ye, -Cy, -G, -Ye) clamped to the ground level by 126f are input to the matrix amplifier 130 and are expressed by the following equation (1).
The calculations shown in (2) and (3) are performed, and the primary color signal B,
G and R are output from the matrix amplifier 130.
B=CV−al ・a (t
)B=G−a2−Cy−a3−Yc
(2)R=Ye−a4 ・G
(3)ここて、a1〜a4はCCDチップ21の分
光感度特性(第1θ図参照)とCy、G、Yeフィルタ
31,32.33の分光透過率特性(第9図参照)等か
らあらかじめ求められるイ寅算係数(定数)である。B=CV-al・a (t
)B=G-a2-Cy-a3-Yc
(2) R=Ye-a4 ・G
(3) Here, a1 to a4 are determined in advance from the spectral sensitivity characteristics of the CCD chip 21 (see Figure 1θ) and the spectral transmittance characteristics of the Cy, G, and Ye filters 31, 32, and 33 (see Figure 9), etc. This is the calculation coefficient (constant).
マトリクス増幅器130は例えば第21図に示すような
抵抗R1〜Rn、 Rraを用いた反転加算増幅器から
なる。ここで、 R1、R2、Rnは人力抵抗、RFf
lは帰還抵抗、131は非反転入力端子が設置された演
算増幅器である。入力抵抗R1,R2・・・Rnは演算
増幅器131の反転入力端子に並列接続し、帰還抵抗R
Ffiの一端もその反転入力端子に接続する。いま、人
力抵抗R1,R2・・・Rnに対応して人力する入力電
圧を各々V1.V2・・・vnとすると、反転加算増幅
器130の出力電圧VOは、次式(4)の値となる。The matrix amplifier 130 is, for example, an inverting summing amplifier using resistors R1 to Rn and Rra as shown in FIG. Here, R1, R2, Rn are human resistances, RFf
1 is a feedback resistor, and 131 is an operational amplifier provided with a non-inverting input terminal. The input resistors R1, R2...Rn are connected in parallel to the inverting input terminal of the operational amplifier 131, and the feedback resistor R
One end of Ffi is also connected to its inverting input terminal. Now, the manually input voltages corresponding to the human resistors R1, R2...Rn are set to V1. V2...vn, the output voltage VO of the inverting summing amplifier 130 has the value of the following equation (4).
すなわち、■□、V2・・・vnは正負の演算信号vO
がIt、G、B信号に対応し、 RFII 、J 、R
2・=nnは上述の演算信号a□〜a4から定まる。In other words, ■□, V2...vn are positive and negative operation signals vO
corresponds to It, G, B signals, RFII, J, R
2.=nn is determined from the above-mentioned calculation signals a□ to a4.
このようにして得られたマトリクス増幅器130の各出
力の原色信号B、G、Itは次段のホワイトバランス補
正部140に人力してホワイトバランス補正が施される
。The primary color signals B, G, and It of the respective outputs of the matrix amplifier 130 obtained in this manner are manually subjected to white balance correction in a white balance correction section 140 at the next stage.
K、ホワイトバランス補正部 次にホワイトバランス補正部140を説明する。K. White balance correction section Next, the white balance correction section 140 will be explained.
ホワイトバランス補正部140は例えば第22図に示す
ように乗算型Dハ変換器141と電流・電圧増幅器14
2とで構成し、乗算型D/A変換器141に入力するデ
ジタルデータ Do〜D7に従って、その出力電圧Vo
utを可変にすることができる。143は電流・電圧増
幅器142の帰還抵抗である。これにより、CCDチッ
プ21が原稿カバー(図示せず)の基準白色板を読取っ
た時に乗算型D/A変換器141の入力端子Vinに人
力する各原色B、G、Rの出力相対Vou tか互いに
同一値、すなわち、第18図のA/D変換器161の最
大レベルになるように各原色18号B、G、Rの出力値
を制御する。For example, as shown in FIG.
According to the digital data Do to D7 input to the multiplier type D/A converter 141, the output voltage Vo
ut can be made variable. 143 is a feedback resistor of the current/voltage amplifier 142. As a result, when the CCD chip 21 reads the reference white plate of the document cover (not shown), the relative output Vout of each primary color B, G, and R input to the input terminal Vin of the multiplication type D/A converter 141 is determined. The output values of the primary colors No. 18 B, G, and R are controlled so that they are the same value, that is, the maximum level of the A/D converter 161 in FIG. 18.
次に、CCDチップ21〜25が原稿3の黒の部分を読
取った時に、各色の黒レベルおよび各CCDチップ間の
鼻レベルがA/D変換器161の最小レベルになるよう
にホワイトバランス補正部140の出力信号を黒レベル
補正部150により補正し、この黒レベル補正された[
1.G、Rの各原色信号をさらにバッファ増幅器160
によりへ10変換器151のダイミナックレンジまで増
幅し、続いてA/D変換器161によりデジタル値に変
換する。その際、A/D変換器161は後述のように1
つの関数に基づいてへ/D変換動作を行う。Next, when the CCD chips 21 to 25 read the black part of the document 3, the white balance correction unit adjusts the black level of each color and the nose level between each CCD chip to the minimum level of the A/D converter 161. 140 is corrected by the black level correction section 150, and the black level corrected [
1. Each of the G and R primary color signals is further processed by a buffer amplifier 160.
The signal is then amplified to the dynamic range of the 10 converter 151, and then converted into a digital value by the A/D converter 161. At this time, the A/D converter 161 is
A/D conversion operation is performed based on two functions.
L、黒レベル補正部
次に、黒レベル補正部150を第23図を参照して更に
詳細に説明する。L. Black Level Correction Section Next, the black level correction section 150 will be explained in more detail with reference to FIG. 23.
第23図において、 151は黒レベル検出回路、15
2は誤差増幅回路、153は基準電位発生回路、および
154はクランプ回路である。上述のようにマトリクス
増幅器130によって色変換された原色信号Th、G、
R(第23図ではB)は、クランプ回路154を通り、
ホワイトバランス補正部140 、バッファ増幅器16
0を経て、A/D変換器161に人力する。In FIG. 23, 151 is a black level detection circuit;
2 is an error amplifier circuit, 153 is a reference potential generation circuit, and 154 is a clamp circuit. The primary color signals Th, G, color-converted by the matrix amplifier 130 as described above
R (B in FIG. 23) passes through the clamp circuit 154,
White balance correction section 140, buffer amplifier 16
0 and then manually input to the A/D converter 161.
へ/D変換器161によるA/D変換を有効に行うため
には、そのA/D変換器161のダイナミックレンジを
最大に利用しなければならない。そのため、バッファ増
幅器160の出力の中で第7図の光シールド画素013
〜036の出力レベルを黒レベル検出回路151におい
て、黒レベル検出パルスCP(第16図参照)で検出し
、この検出信号をクランプ電圧設定手段としての誤差増
幅回路152において基準電位発生回路153の基準電
位と比較して直流電圧のクランプ電圧に変換し、このク
ランプ電圧をクランプ回路154に人力して、上述の色
変換された原色信号n、G、Bを光シールド画素のレベ
ル、つまり遮光部分のレベルを基準にクランプする。ま
た、その際、原稿の黒を読取った時に黒色の黒レベルが
A/[I RjA’a16xの最低基準レベルに一致す
るように、上述の基準電位発生回路153の基準電位を
あらかしめ設定することにより、黒レベルの補正ととも
に出力信号のクランプを同時に行っている。In order to effectively perform A/D conversion by the A/D converter 161, the dynamic range of the A/D converter 161 must be utilized to the maximum. Therefore, in the output of the buffer amplifier 160, the light shield pixel 013 in FIG.
The output level of ~036 is detected by the black level detection pulse CP (see FIG. 16) in the black level detection circuit 151, and this detection signal is used as the reference of the reference potential generation circuit 153 in the error amplification circuit 152 as a clamp voltage setting means. The voltage is compared with the electric potential to convert it into a DC voltage clamp voltage, and this clamp voltage is manually applied to the clamp circuit 154, and the above-mentioned color-converted primary color signals n, G, and B are set at the level of the light shield pixel, that is, the light shielding part. Clamp based on the level. In addition, at this time, the reference potential of the reference potential generation circuit 153 described above should be set in advance so that when the black of the original is read, the black level of the black corresponds to the lowest reference level of A/[I RjA'a16x. This simultaneously corrects the black level and clamps the output signal.
M、 八10 変I灸体( 次に、A/D変換器161について説明する。M, 810 Metamorphosis I moxibustion body ( Next, the A/D converter 161 will be explained.
本実施例では、A/D変換器161は第24図に示すよ
うに、へ10変換器181aとll0M (リードオン
リメモリ)161bとで構成し、次式(5)の関数を達
成している。In this embodiment, as shown in FIG. 24, the A/D converter 161 is composed of a 10 converter 181a and a 10M (read only memory) 161b, and achieves the function of the following equation (5). .
D−−1og R(5)
但し、Dは光学的反射濃度、Rは反射率である。すなわ
ち、A/D変換器181aにより、まずその基準電圧設
定端子VANに印加される電圧aを等分化せずに、第2
5図のbに示す1点折線で近似する。次に、その出力デ
ータbをROM 161b のアドレス 八o〜 A
7に入力して、そのアドレスに書き込まれた変換データ
により上式(5)の関数に近似するように第25図のC
に示す曲線での補正を行う。このようにして、バッファ
増幅器160からA/D変換部161に人力した各原色
信号B、G、I(はデジタル量の濃度データ oPL、
D、 、DBとなってメモリ部170に出力される。D--1og R(5) where D is optical reflection density and R is reflectance. That is, the A/D converter 181a first divides the voltage a applied to the reference voltage setting terminal VAN into equal parts, and divides the voltage a into a second voltage.
It is approximated by the one-dot broken line shown in Fig. 5b. Next, the output data b is stored at addresses 8o to A of the ROM 161b.
7, and the conversion data written to that address is used to approximate the function of equation (5) above.
Perform correction using the curve shown in . In this way, each of the primary color signals B, G, and I (are digital density data oPL,
D, , DB are outputted to the memory section 170.
上述のデジタル濃度データの各色信号DB。Each color signal DB of the above-mentioned digital density data.
[IG 、ORは、各CCDチップ21〜25に出力さ
れる。[IG, OR are output to each CCD chip 21-25.
また、上述したように各CCDチップ21〜25のフォ
トダイオード部が主走査方向の重なりを許して千鳥状に
配置されているので、各CCDチップ21〜25から出
力される濃度データ oB、D、 、DRもCCDチッ
プ21〜25間でデータの重複を生じることになる。そ
のため、第14図に示すメモリ部170において、各C
CDチップ21〜25間のデータの重複を除去し、5ラ
インのセンサの出力が1ラインに接続されて出力される
ようにパラレル−シリアル変換を行っている。Further, as described above, since the photodiode portions of each of the CCD chips 21 to 25 are arranged in a staggered manner allowing overlap in the main scanning direction, the density data oB, D, , DR also causes data duplication between the CCD chips 21 to 25. Therefore, in the memory section 170 shown in FIG.
Duplication of data between the CD chips 21 to 25 is removed, and parallel-to-serial conversion is performed so that the outputs of five lines of sensors are connected to one line and output.
N、変形例
上述の本実施例では光電変換素子として、密着型カラー
CCDセンサを用いたが、本発明はこれに限定されずa
−5t (アモルファスシリコン)センサやCd−5,
eセンサ等の固体イメージセンサで、読取りの一画素を
複数の色フィルタで分z11シて読取るものであればよ
い。また、色フィルタとして本実施例ではシアン(Gy
) 、グリーンCG)、イエロー(Ye)のフィルタ
を用いたが、ブルー(8)、グリーン(G)、レット(
11)やシアン(Cy) 、ホワイト(W)。N. Modification Example Although a contact type color CCD sensor was used as the photoelectric conversion element in this embodiment described above, the present invention is not limited to this.
-5t (amorphous silicon) sensor, Cd-5,
Any solid-state image sensor such as an e-sensor may be used as long as one pixel is divided and read using a plurality of color filters. In this embodiment, cyan (Gy) is used as a color filter.
), green CG), and yellow (Ye) filters were used; however, blue (8), green (G), and let (
11), cyan (Cy), and white (W).
イエロー(Yc+)など他の色フィルタであってもよい
。Other color filters such as yellow (Yc+) may also be used.
[発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、原稿の黒色画像の
読取時においてイメージセンサから出力する各カラー画
像信号の出力レベルを所定の基準レベルに補正するよう
にしたので、画像信号処理回路のダイナミックレンジを
有効に用いることが可能となるとともに、画像濃度に適
した各カラー画像信号を得ることが可能となる効果が得
られる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the output level of each color image signal output from the image sensor is corrected to a predetermined reference level when reading a black image of a document, so that the image The dynamic range of the signal processing circuit can be effectively used, and each color image signal suitable for the image density can be obtained.
第1図は本発明の一実施例の原稿読取装置の概略内部構
成を示す縦断面図、
第2図は第1図の、原稿走査ユニットの構成を示す縦断
面図、
第3図は第1図の光学系の配に構成を示す断面図、
第4図は第1図の光学系の外観を示す斜視図。
第5図は第1図の密着型カラーCCOセンサの外観を示
す斜視図、
第6図は第5図の密着型カラーCCDセンサの配は構成
を示す正面図、
第7図は第6図のCCDチップの配置構成を示す配置構
成図、
第8図G士第7図のCCDチップ上に積層された色フィ
ルタの配置構成を示す平面図、
第9図は第8図の色フィルタの分光透過率特性を示す図
、
第10図は第7図のCCDチップの受光部の分光感度特
性を示す図、
第11図は色に対する人間の視感度を示すトムソヅ・ラ
イトの基本曲線を示す図、
第12図は第3図のハロゲンランプ(光源)の分光特性
を示す図、
第13図は第8図の赤外吸収フィルタの分光透過特性を
示す図、
第14図は第1図の原稿読取装置の電気系統の全体を示
すブロック図、
第15図は第14図の駆動回路部の回路構成を示す回路
図、
第16図は第15図の駆動回路部の出力信号のタイミン
グを示す波形図、
第17図は第14図の信号伝送部の回路構成を示す回路
図、
第18図は第14図のアナログ処理部の回路構成を示す
回路図、
第19図は第18図のマルチプレクサのS/H信号のタ
イミングを示す波形図、
第20図は第18図の低域通過フィルタの周波数特性を
示す図、
第21図は第18図のマトリックス増幅器の回路構成を
示す回路図、
第22図は第18図のホワイトバランス補正部の回路構
成を示す回路図、
第23図は第18図の黒レベル補正部の回路構成を示す
回路図、
第24図は第23図のへ10変換器の回路構成を示すt
ill!!路図、
第250は第24図のへ/D変換器の動作を示す41度
変化と出力値の関係を表す図である。
3・・・原稿、
4・・・光源(ハロゲンランプ)、
6・・・集束性ロッドレンズアレイ、
7・・・密着型カラーCCDセンサ、
8・・・原稿走査ユニット、
12・・・同軸フラットケーブル、
13・・・赤外吸収フィルタ、
21〜25・・・CCDチップ、
31〜33・・・色フィルタ、
100・・・駆動回路、
101・・・インバータ、
104・・・クロックトライバ、
110・・・信号伝送部、
ill・・・バッファ回路、
114・・・低域通過フィルタ、
120・・・アナログ処理部、
121・・・可変増幅器、
122・・・マルチプレクサ、
123・・・バッファ増幅器、
124・・・低域通過フィルタ、
125.126・・・反転増幅器、
130・・・マトリックス増幅器、
140・・・ホワイトバランス補正部、150・・・黒
レベル補正部、
151・・・黒レベル検出回路、
152・・・誤差増幅回路、
153・・・基準電位発生器、
154・・・クランプ回路、
160・・・バッファ増幅器、
161 ・・・へ/ロ 変換器。
莢施イク+10原稿走査ユニットのnI所面図第2図
莢施イ列の光学系の断面図
第3図
芦糖卆1の光学系の斜視図
第4図
実施例の色フィJレダあ配列構成を示す図第8図
送通傘(幻
47)0 ’;00 fat
7θθ 80θ ’?00 !
006液長 Cnrn)
実施例のCODチップの受光部の分光級度特性乞示す間
第10図
洩& (nm)
゛ トム゛ル・ライトの基本曲線1示す間
第11図
相対今児パワー(%)
400 SOD 600 700
11001長(nm)
実施例cQ赤外吸収フィルダの分光透通特性製本す図第
13図
実施例のマトリツタ又増幅器の回路図
実施例のホワイトバランス補正部の回路図第22図FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic internal configuration of a document reading device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a document scanning unit in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the arrangement of the optical system in FIG. 1; and FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the optical system in FIG. Figure 5 is a perspective view showing the appearance of the contact type color CCO sensor in Figure 1, Figure 6 is a front view showing the arrangement and configuration of the contact type color CCD sensor in Figure 5, and Figure 7 is the Fig. 8 is a plan view showing the arrangement of the color filters laminated on the CCD chip of Fig. 7; Fig. 9 is the spectral transmission of the color filters of Fig. 8. Figure 10 is a diagram showing the spectral sensitivity characteristics of the light-receiving part of the CCD chip in Figure 7. Figure 11 is a diagram showing Tomsodz-Wright's basic curve showing human visual sensitivity to color. Figure 12 shows the spectral characteristics of the halogen lamp (light source) in Figure 3, Figure 13 shows the spectral transmission characteristics of the infrared absorption filter in Figure 8, and Figure 14 shows the original reading device in Figure 1. 15 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the drive circuit section of FIG. 14; FIG. 16 is a waveform diagram showing the timing of the output signal of the drive circuit section of FIG. 15; 17 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the signal transmission section in FIG. 14; FIG. 18 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the analog processing section in FIG. 14; FIG. 19 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the multiplexer in FIG. A waveform diagram showing the timing of the H signal, FIG. 20 is a diagram showing the frequency characteristics of the low-pass filter in FIG. 18, FIG. 21 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the matrix amplifier in FIG. 18, and FIG. A circuit diagram showing the circuit configuration of the white balance correction section in FIG. 18, FIG. 23 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the black level correction section in FIG. 18, and FIG. 24 is a circuit diagram of the 10 converter in FIG. t indicating the configuration
ill! ! 250 is a diagram showing the relationship between the 41 degree change and the output value, showing the operation of the D/D converter shown in FIG. 24. 3... Original, 4... Light source (halogen lamp), 6... Focusing rod lens array, 7... Close contact type color CCD sensor, 8... Original scanning unit, 12... Coaxial flat Cable, 13... Infrared absorption filter, 21-25... CCD chip, 31-33... Color filter, 100... Drive circuit, 101... Inverter, 104... Clock driver, 110... Signal transmission unit, ill... Buffer circuit, 114... Low pass filter, 120... Analog processing unit, 121... Variable amplifier, 122... Multiplexer, 123... Buffer Amplifier, 124...Low pass filter, 125.126...Inverting amplifier, 130...Matrix amplifier, 140...White balance correction section, 150...Black level correction section, 151...Black Level detection circuit, 152... Error amplification circuit, 153... Reference potential generator, 154... Clamp circuit, 160... Buffer amplifier, 161... To/ro converter. Figure 2: Cross-sectional view of the optical system in row A of the housing Figure 3: Perspective view of the optical system of sugar roll 1 Figure 4: Color filter arrangement of the embodiment Diagram showing the configuration Figure 8 Umbrella (phantom 47) 0';00 fat
7θθ 80θ'? 00!
006 liquid length Cnrn) Fig. 10 shows the spectral grade characteristics of the light receiving part of the COD chip of the example (nm) Fig. 11 shows the basic curve 1 of total light Fig. 11 shows the relative power (%) ) 400 SOD 600 700
11001 Length (nm) Example cQ Spectral transmission characteristics of infrared absorption filter Binding diagram Figure 13 Circuit diagram of the matrices or amplifiers of the embodiments Circuit diagram of the white balance correction section of the embodiments Figure 22
Claims (1)
複数の色フィルタと、 該色フィルタにて選択された原稿が反射光を光電変換す
るイメージセンサと、 前記原稿の黒色画像の読取り時において、前記イメージ
センサから出力される各カラー画像信号の出力レベルを
所定の基準レベルに補正する補正手段とを有することを
特徴とする原稿読取装置。[Claims] A light source, a plurality of color filters that select the wavelength of light reflected from a document irradiated by the light source, and an image sensor that photoelectrically converts light reflected by the document selected by the color filter; A document reading device comprising: a correction means for correcting the output level of each color image signal output from the image sensor to a predetermined reference level when reading a black image of the document.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254855A JPS62116063A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Original reading device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254855A JPS62116063A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Original reading device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62116063A true JPS62116063A (en) | 1987-05-27 |
Family
ID=17270780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60254855A Pending JPS62116063A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Original reading device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62116063A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4980768A (en) * | 1988-09-30 | 1990-12-25 | Computergesellschaft Konstanz | Circuit arrangement for clamping black level reference signals contained in a video signal sequence |
JPH07106970A (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Nec Corp | A/d converter |
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1985
- 1985-11-15 JP JP60254855A patent/JPS62116063A/en active Pending
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