JPS63300677A - 画像信号の直流再生方法 - Google Patents

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】 〔卒業−ヒの利用分野〕 本発明は、画像信号のＡ／Ｄ変換を行うための前処理と
しての直流再生方法に関する。

〔従来の技術〕

画像読取装置においては、固体撮像素子の出力画像信号
に処理を加えてプリンタ等で画像再現する場合、固体撮
像素子の出力を安定に量子化する必要があり、この量子
化には通常Ａ／Ｄ変換器か利用される。固体撮像素子の
出力信号は、振幅、直流オフセット電圧（黒レベル）と
もに、使用する光学系、読取速度、撮像素子の種類によ
ってまちまちである。

ところが、Ａ／Ｄ変換器のアナログ入力波形には制限が
あり、またＡ／Ｄ変換には予め決まった入力電圧範囲が
ある。このため、固体撮像素子の出力をＡ／Ｄ変換に与
えるには、使用するＡ／Ｄ変換器に合致した信号とする
ために、予め直流オフセット電圧変換と増幅を行う必要
がある。

第２図に代表的なＡ／Ｄ変換器の構成を示した。

このＡ／Ｄ変換器は、比較器群１、その比較器群１の各
々の比較器に基準電圧を与える分割抵抗群２、エンコー
ダ３及びラッチ４で構成され、ＶＲＴ（Ｍｏｓｔ　Ｐｏ
５ｉｔｉｖｅ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｉｎｐｕｔ　）　
　、ＶＲＢ　（ＭｏｓｔＮｅｇａｔｉｖｅ　Ｒｅｆｅｒ
ｅｎｃｅ　Ｉｎｐｕｔ　）、ＶＲＴ　　ＶＲＢ　（Ｖｏ
ｌｔａｇｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ
ａｌ）　、ＶＩＮ　（Ｉｎｐｕｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ）の
仕様は次の通りである。

このようにこのＡ／Ｄ変換器の場合、入力信号のオフセ
ント電圧はＱｖてあり、変換範囲は一１ｖまでのＩＶＰ
−Ｐである。白レベルは一１■である。

このため、固体撮像素子の出力をこのＡ／Ｄ変換器へ入
力する前処理として、その信号の黒レベルと信号振幅を
、このＡ／Ｄ変換器に合致した所定の電位、振幅にする
必要がある。

第３図と第４図にこのための従来のアナログ信号処理の
回路を示した。第３図は直流結合の増幅器による方式で
あり、固体撮像素子としてのＣＣＤ１ｌからの出力画像
信号をエミッタホロワ回路１２でインピーダンス変換し
てオペアンプ１３に加え、その後サンプルホールド回路
１４のスイノンチング素子１４ａにより画像信号の黒レ
ベル（直流オフセット値）をサンプルパルス到来時にサ
ンプリングしてコンデンサ１４ｂに蓄え、オペアンプ１
４ｃから出力し、次のオペアンプ１５で前段のオペアン
プ１３から出力する画像信号との差をとり、黒レベルを
０■とした後、オペアンプ１６で所定レベルまで増幅し
てＡ／Ｄ変換器へ出力するようにしたものである。

一方、第４図は交流結合の増幅器による方式であり、エ
ミッタホロワ回路１２の出力を交流結合増幅回路１７で
必要なだけ増幅した後、第３図の場合と同様な構成のサ
ンプルホールド回路１４で黒レベルをサンプリングし、
その後段のクランプ直流再生回路１８で黒レベルをＱｖ
にクランプする、つまり最大である黒し・＼ルをＯｖに
揃えるようにしたものである。

以上の２例の内、第４図に示す交流結合の方式はビデオ
回路で一般に利用されており、増幅中の信号の直流オフ
セット電圧を自由に設定できることから、直流結合の方
式のように高価なオペアンプが必要なく、高い電源電圧
、増幅度の制限等もなく、簡単で安価に回路を実現する
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この交流結合方式のアナログ信号処理回路で
ＣＣＤの出力画像信号を処理する場合、直流再生のため
のクランプ処理に次のような問題があった。

第５図は低速動作時のＣＣＤの各部波形のタイミングを
示す図であり、この場合クロックパルスとリセットパル
スとの間Δｔ、つまりリセット期間と信号の出力期間の
中間点でクランプを行うことができるが、第６図に示す
ように高速動作時においては、画素の出力期間を確保す
るために、クランプポイントを確保することができない
。

従って、高速動作においては、ＣＣＤの１ライン中、黒
レベルのダミービット部分（第７図参照）をクランプし
て直流再生することが行われる。しかし、一般的にＣＣ
Ｄの１ライン周期は高速動作をしてもその画素数の多さ
から数１００　ｎｓ〜数ｍｓと長く、このためクランプ
期間はできる限り十分にとり、安定した直流再生を行う
必要がある。

ところが、ＣＣＤの出力には、信号のないダミービット
の期間もリセットノイズがあり、上記したようにクラン
プ期間を長くとると、このリセットノイズがクランプの
精度に影響する。

そこで、従来では、直流再生前の信号をサンプルホール
ドして、ダミーヒツト期間をリセットノイズのないクラ
ンプに適した信号に処理する手法をとらざるを得なかっ
た。

本発明はこのような点に鑑みてなされれたものであり、
その技術的課題は、上記したサンプルホールド処理を使
用せずに簡単な手法によりダミービットのり七ノ１−ノ
イズを除去できるようにすることである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために本発明は、固体撮像素子、撮像管等の画像読
取手段から出力する画像信号をＡ／Ｄ変換するために、
該画像信号の黒レベルを所定の電位にクランプする直流
再生方法においζ、黒レベルクランプ期間のみ上記画像
４３号にフィルタ処理を施して、該フィルタ処理後の信
号をクランプするようにした。

〔作用〕

このように構成することにより、フィルタ処理によりダ
ミービットのノイズ成分を除去でき、安定しクランプに
適した信号を簡単に得ることができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図はその
一実施例の直流再生回路を示す図である。

なお、前述した回路の部分と同一動作を行う部分には同
一の符号を附した。本実施例では、ＣＣＤ１１からの出
力画像信号をエミッタホロワ回路１２でインピーダンス
変換した後に、クランプ期間のみフィルタ回路２１てフ
ィルタ処理を施して交流結合増幅回路１７に入力させ、
クランプ回路１８で黒レベルのクランプ処理を施し、オ
ペアンプ１６に出力させている。

上記フィルタ回路２１は、抵抗ＲとコンデンサＣを具備
するローパスフィルタ構成であり、そのコンデンサＣと
接地との間にスイッチング用のトランジスタＱが接続さ
れ、このトランジスタＱがクランプ回路１８を制御する
クランプパルスと同一パルスを受けるようになっている
。

そして、このクランプパルスは黒レベルのダミービット
期間中、’ＨＪレヘレベなりクランプ動作を行うので、
この期間中トランジスタＱがオンして、フィルタ回路２
１が機能する。トランジスタＱがオフの期間はコンデン
サＣが接地から浮くので、抵抗Ｒが信号路に介在するの
みとなり、フィルタ機能は停止する。

よって、ダミービットのリセットノイズはフィルタ回路
２１によって除去されることになるので、黒しベルダミ
ービノトはりセソトノイスがなくクランプに適した状態
で、交流結合増幅回路１７で増幅された後に、クランプ
回路１８に至り、直流再生が行われることになる。従っ
て、オペアンプペ１６からはＡ／Ｄ変換に適した信号を
得るることかできる。

な；６、本実施例ではＲＣ構成によるフィルターのメン
／オフ用スイッチにトランジスタを使用したが、Ｉ’４
Ｔを使用することもでき、またアナログスイッチを使用
することもてきる。また、不実施例ではＣＣＤの出力画
像信号を処理する場合について説明したが、黒レベル期
間にノイズのある撮像素子の直流再生全般に適用するこ
とがてき、更に対象は固体撮像素子に限られるのもても
ない。

〔発明の効果〕

以上から本発明によれば、フィルタ回路によりノイズが
除去され、安定な直流再生を行うことかでき、Ａ／Ｄ変
換に好適な信号を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施した回路の一実施例を示す
図、第２図は画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器の構成を示す図、第３図は直流結合方式の直流再
生回路の回路図、第４図は交流結合方式の直流再生回路
の回路図、第５圓は低速動作時のＣＣＤ各部波形のタイ
ミングチャート、第６図は高速動作時のＣＣＤ各部波形
のタイミングチャート、第７図はＣＣＤの１ライン分の
各信号の波形図である。 １・・・比較器群、２・・・分割抵抗群、３・・・上ン
コーダ、４・・・ラノリ−１１１・・・ＣＣｉ）、１２
・・エミッタホロワ回路、１３・・・オペアンプ、１４
・・・サンプルホールド回路、１５・・・オペアンプ、
１６・・・オペアンプ、１７・・・交流結合増幅器、１
８・・・クランプ回路、２１・・・フィルタ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、固体撮像素子、撮像管等の画像読取手段から出
   力する画像信号をＡ／Ｄ変換するために、該画像信号の
   黒レベルを所定の電位にクランプする直流再生方法にお
   いて、 黒レベルクランプ期間のみ上記画像信号にフィルタ処理
   を施して、該フィルタ処理後の信号をクランプすること
   を特徴すとる直流再生方法。
2. （２）、フィルタ処理を施す期間の切り換えに、トラン
   ジスタ等の電子スイッチを用いたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の直流再生方法。
3. （３）、上記フィルタ処理を施すためのフィルタがロー
   パスフィルタであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の直流再生方法。