JP2001028672A - 画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置 - Google Patents

画像読取装置及び該画像読取装置を備えた画像処理装置

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JP2001028672A
JP2001028672A JP11200912A JP20091299A JP2001028672A JP 2001028672 A JP2001028672 A JP 2001028672A JP 11200912 A JP11200912 A JP 11200912A JP 20091299 A JP20091299 A JP 20091299A JP 2001028672 A JP2001028672 A JP 2001028672A
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driving
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ccd
signal
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Osamu Inage
修 稲毛
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換素子を駆動するクロック電圧の安定
化を図る場合に、補助の電力供給源やその電源の制御手
段を用意することなく、消費電力が少なく、小型の装置
で、光電変換素子の出力信号のS/Nの改善を可能とす
る。 【解決手段】 DMY信号が“L”(CCD駆動)時の
動作では、Tr28がOFFとなり、ダミー負荷ZL29
を駆動せず、CCD21の駆動電源VCCを制御しない。
この時、ピークホールド回路25は駆動で低下した電源
VCCのピーク値を保持する。DMY信号が“H”(CC
D休止)時の動作では、安定化制御回路が働く。差動ア
ンプ26でとる先のピーク値と無負荷状態のVCCの電圧
差に応じた電流がTrに流れダミー負荷ZLを駆動す
る。制御結果として駆動電源VCCをピーク値に制御し、
CCD休止時のVCCの電圧の上昇による変動を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置に関
し、より詳細には、CCDで代表される光電変換素子を
駆動するドライバの電源の安定化を図り、S/Nを改善
することにより読み取り画像の画質を向上させた画像読
取装置及び該画像読取装置を備えたスキャナ、デジタル
PPC、デジタルFAX等の画像処理装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】画像の読み取りに用いられるCCDは、
複数の画素(光電変換素子)が一列に配置され、各画素
が受けた光量に応じて蓄積された電荷をクロックドライ
バにより画素列に沿い順次取り出し画像信号として出力
する。図4にCCDの画素列の画素の出力データの内訳
(図中(A))と、各画素に蓄積された電荷をシフトレ
ジスタに転送するゲート信号(図中(B))が示されて
いる。図4の出力データに示されるように、1ラインの
画素は、A:無効画素、B:OPB(オプティカル ブ
ラック)画素、C:有効画素、D:空転送画素からな
り、この順にクロックドライバにより駆動出力される。
また、CCDの駆動は、図4(A)の転送ゲート信号に
よってもその動作が分かるように、一般に、転送ゲート
信号の“H”レベル期間内の所定時間にクロックドライ
バによりクロックを供給し、所定時間クロックを小休止
することの繰り返しで行う。従って、クロックドライバ
の負荷は、小休止の期間軽くなることから、この期間で
はクロックドライバにつながる電源における電源電圧は
上昇する。再度クロックを供給し始める際に急激に負荷
が重くなるため、クロックドライバの電源電圧に揺れが
生じて、CCDを駆動するクロック電圧も一定電圧では
なく、揺れる結果になる。近年、CCDも高速駆動する
ようになったので、上記したクロック電圧に生じる揺れ
の収束がCCDのOPB画素あるいは有効画素期間まで
掛かることがあり(図4、参照)、このクロック電圧の
揺れがCCDの出力電圧をも揺らしてS/Nを劣化さ
せ、画質の劣化をもたらしていた。こうしたCCDにお
ける電源電圧の変動に対し、従来、これを安定化させる
ために、CCD撮像装置において負荷が重くなる帰線期
間に、補助の電力供給源を動作させて電圧低下を防止す
る、という提案がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案では、補助の電力供給源を別に用意し、その電源を制
御する手段を必要とることから、消費電力を大きくし、
装置の大型化を招来させている。本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、
光電変換素子を駆動するクロック電圧の安定化を図る場
合に、補助の電力供給源やその電源の制御手段を用意す
る、といった方法を採らずに、より消費電力が少なく、
装置を小型化できる方法でこの課題を解決し、光電変換
素子の出力信号におけるS/Nの改善を可能とする画像
読取装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、画像
を光電変換する光電変換手段と、該光電変換手段で変換
された画像信号を取り出すための駆動信号を、休止期間
を挟んで繰り返し供給するドライバと、該ドライバが駆
動信号の生成に用いる駆動電源とを有する画像読取装置
において、前記光電変換手段の駆動信号が休止している
期間に前記駆動電源電圧の上昇を抑え、電圧レベルを安
定化させる制御回路を備えることを特徴とする画像読取
装置である。
【0005】請求項2の発明は、請求項1に記載された
画像読取装置において、前記制御回路は、前記光電変換
手段の駆動信号が休止している期間に、ダミー負荷を駆
動することにより前記駆動電源の電圧レベルを安定化さ
せることを特徴とする画像読取装置である。
【0006】請求項3の発明は、請求項2に記載された
画像読取装置において、前記制御回路は、駆動信号を光
電変換手段に供給している期間の駆動電源の電圧のピー
クホールド値と駆動信号の休止期間の駆動電源の電圧値
の差に応じて、前記ダミー負荷を駆動制御することを特
徴とする画像読取装置である。
【0007】 請求項3に記載された画像読取装置にお
いて、前記制御回路は、前記光電変換手段の駆動信号が
休止している期間の前記駆動電源電圧レベルを、駆動信
号を光電変換手段に入力している期間の駆動電源の電圧
のピークホールド値に安定化制御することを特徴とする
画像読取装置である。
【0008】 請求項1乃至4のいずれかに記載された
画像読取装置を備えた画像処理装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による画像読取装置を添付
する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図1に本実施例の画像読取装置の概略構成を示す。図1
において、1は原稿、2はコンタクトガラス、3は光
源、4は白基準板、5,6,7はミラー群、8はレン
ズ、9はCCD基板、10は画像処理部、11はモータ
である。図1を参照して、本例の画像読取装置の構成及
びその動作の概略を以下に説明すると、画像読取装置の
上部には、コンタクトガラス2と白基準板4が配置され
る。コンタクトガラス2は、読み取ろうとする原稿1を
セットするためのもので、コンタクトガラス2上に載置
された原稿1は、上から圧板(図示せず)と称せられる
原稿抑板により、そこに密着させるように抑えられる。
なお、読取位置への原稿の供給は、上記に限らず、AD
F(オートドキュメントフィーダ)が付いていても差し
支えない。また、白基準板4はシェーディング補正時の
補正データを得るため、主走査方向(CCDの画素列方
向)に設けられた均一濃度のほぼ白色の部材である。
【0010】光源3は白基準板4或いはコンタクトガラ
ス2の面に対してある角度で読み取り面を照射する光を
発し、白基準板4或いは原稿1で反射した光は3枚のミ
ラー群5,6,7及びレンズ8を経由して、CCD基板
9のライン配列する画素の受光面に入射する。光源3と
3枚のミラー群5,6,7は第1、第2走行体を形成
し、モータ11の駆動により原稿1の読み取り面とCC
Dの受光面間の距離を一定に保ちながら、副走査方向に
移動する。CCD基板9には、CCD、クロックドライ
バ、タイミング信号生成部からなる駆動部及びCCD出
力信号処理部が設けられている。CCD基板9では、複
数の画素(光電変換素子)が一列に配置されたCCDの
各画素が受ける光量に応じて蓄積される電荷を、タイミ
ング信号生成部からの信号に従い動作するクロックドラ
イバにより、画素列に沿い順次取り出す動作を所定の周
期で繰り返し、画像信号を得る。得られた画像信号にA
GCやA/D変換処理等を施し、画像処理部10に画像
データとして渡す。
【0011】ここで、CCD基板9に設けられるCCD
の駆動部について、消費電力が少なく、装置の小型化を
図るという本発明の目的に沿った制御回路を備えた以下
の実施例により、より詳細に説明する。図2にCCDの
駆動回路を示し、図3に駆動回路の動作に係わる信号の
タイミングチャートを示す。この駆動回路は、タイミン
グ信号生成部23と、タイミング信号生成部23からの
タイミング信号に従いCCD21の駆動信号を発生させ
るクロックドライバ22と、ダンピング抵抗R1〜R4
と、クロックドライバ22の休止時の電源電圧を安定化
させる制御回路24〜29と、からなる。CCDが駆動
を休止する時の電源電圧を安定化させる制御回路は、ピ
ークホールド回路25と、差動アンプ26と、ダミー負
荷を駆動するトランジスタ(Tr)28と、ダミー負荷
ZL29と、回路の動作を切り替えるASW24,27
を、構成要素とする。また、タイミング信号生成部23
は、一般的なCCDの駆動に用いる信号、/φ1、/φ
2、/RS、/SH、のほかに、DMY信号を生成す
る。 ここに、 SH:CCDのフォトエレメントに蓄積され
た電荷をシフトレジスタに転送するゲート信号 φ1:シフトレジスタ駆動クロック φ2:シフトレジスタ駆動クロック RS:CCD出力部のリセットクロック DMY:ダミー負荷ZLを駆動する為のタイミング信号 である。
【0012】この駆動回路の動作について、まず、一般
的なCCDの駆動から説明する。タイミング信号生成部
23から出力される信号/φ1、/φ2、/RS、/S
Hはクロックドライバ22、ダンピング抵抗R1〜4経
由でCCD21に入力され、CCD21を駆動する。な
お、ここで、ダンピング抵抗R1〜4はリンギングを抑
える、あるいは電波の不要輻射を抑える目的で挿入され
る。/φ1、/φ2、/RS、/SHの各信号は、それ
ぞれ図3のタイミングチャートにおいて(A)〜(D)
に示すように出力される。すなわち/SH信号がLOW
レベルになる期間とその前後の期間、/φ1、/φ2、
/RSは一定周波数で駆動していたのを止めて所定のレ
ベルで小休止する。この動作において、CCD21の入
力容量が問題になる。CCD21の端子毎の容量は以下
の通りである。 SH端子とRS端子‥‥‥‥数十pF φ1端子とφ2端子‥‥‥‥数百pF 上記の数値が示すように、φ1、φ2信号による重い負
荷でクロックドライバ22が一定周波数のドライブをし
ている期間は、クロックドライバ22の電源電圧VCCは
デカップリングのコンデンサ容量値に依存して、ある電
圧だけドロップしている。一方、φ1、φ2信号が小休
止した時にはドライブ時の負荷はかからないので、クロ
ックドライバ22の電源の消費電流は小さくなるため電
源電圧VCCは高くなる。再度φ1、φ2、RS信号によ
り一定周波数の駆動を始めた際に急激に負荷が重くなる
ため、クロックドライバ22の電源が揺れてCCD21
を駆動するクロック電圧も揺れてしまう。このクロック
電圧の揺れがCCD21の出力電圧をも揺らしてS/N
(画質)を劣化させることになる。
【0013】そこで、本発明においては、クロックドラ
イバ22の休止時の電源電圧VCCを安定化させる制御回
路24〜29を備えることによりCCD21を駆動する
クロック電圧の揺れをなくす。これは、クロックドライ
バ22が一定周波数でドライブしている期間に電源VCC
の電圧をピークホールドし、クロックドライバ22の小
休止期間の電圧と比較して、後者の電圧が高い場合に
は、その電位差に応じた電流を小休止期間に流して、こ
の期間の電源電圧を低く安定化させるような制御動作を
行わせることによる。図2及び図3を参照して、この動
作をより詳細に説明する。タイミング信号生成部23
は、上記した一般的なCCDの駆動に用いる信号(/φ
1、/φ2、/RS、/SH)のほかに、DMY信号を
生成しており、DMY信号は、図3の(E)に示すよう
に、シフトレジスタ駆動クロック/φ1、/φ2の休止
期間のタイミングで“H”レベルとし、/φ1、/φ2
が一定周波数で出力され、CCD21を駆動している期
間のタイミングで“L”レベルとするもので、この信号
を安定化制御回路の動作モードを変更させるために用い
る。
【0014】DMY信号が“L”レベル時(CCD駆動
時)の動作モードでは、DMY信号がASW24,27
をOFFとする。この状態では、ダミー負荷ZLを駆動す
るトランジスタ(Tr)28の駆動電圧がかからないの
で、Tr28がOFFとなり、ダミー負荷ZL29がCC
Dの駆動電源VCCには影響しない。従って、CCD21
では、φ1、φ2、RS、SH信号による上記した通常
の駆動が行われることになり、先の説明のとおりに、駆
動時の負荷により駆動電源VCCの低下が起きる。また、
この時に、ピークホールド回路25はこの低下した駆動
電源VCCのピーク値を保持する動作を行う。一方、DM
Y信号が“H”レベル時(CCD休止時)の動作では、
DMY信号がASW24,27をONとするので、安定化
制御回路が働く。この時、差動アンプ26では、ピーク
ホールド回路25で保持したCCD21の動作時(DM
Y信号が“L”レベル時)において低下した駆動電源V
CCと、現時点で無負荷状態となっている駆動電源VCCと
の電圧差がとられ、この出力電圧に応じた電流がダミー
負荷ZLを駆動するトランジスタ(Tr)28に流れ
る。こうした動作によりダミー負荷ZL29が駆動さ
れ、駆動による電圧の低下がCCD21の駆動電源VCC
に起き、制御結果として、駆動電源VCCをピークホール
ド回路25で保持したCCD21動作時に低下した電圧
に制御する。従って、図3の(F),(G)に示される
ように、安定化制御回路がない場合に起きていたCCD
休止時の駆動電源VCCの電圧の上昇(図3(F))によ
る変動を抑え、CCD駆動時の電圧レベルに安定化させ
ることが出来る。
【0015】
【発明の効果】本発明によると、光電変換手段(CCD
等)の駆動信号が休止している期間に、駆動電源電圧の
上昇を抑え、電圧レベルを安定化させる(駆動電源が消
費されるようにダミー負荷を駆動する)制御回路を備え
ることにより、光電変換手段(CCD等)を駆動する駆
動信号(クロック)の電圧変動が無く、安定した高S/
Nの画像信号を取り出すことが出来る。また、従来、駆
動電源の安定化のために補助の電力供給源を別に用意
し、その電源を制御する手段を必要とることから、消費
電力を大きくし、装置の大型化を招来させていたが、本
発明による制御回路は、ダミー負荷の駆動制御を駆動信
号を光電変換手段に供給している期間の駆動電源の電圧
のピークホールド値と駆動信号の休止期間の駆動電源の
電圧値の差に基づいて行うようにしたので、より消費電
力を少なくすることができ、又、装置の小型化を可能と
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像読取装置の実施例の概略構成を示
す。
【図2】本発明の読取装置におけるCCDの駆動回路を
示す。
【図3】図2の駆動回路の動作に係わる信号のタイミン
グチャートを示す。
【図4】CCDの画素の出力データの内訳(A)と、各
画素の電荷をシフトレジスタに転送するゲート信号
(B)を示す。
【符号の説明】
1…原稿、 2…コンタクトガ
ラス、3…光源、 4…白基準
板、5,6,7…ミラー、 8…レンズ、
9…CCD基板、 10…画像処理部、
11…モータ、 21…CCD、2
2…ドライバ、 23…タイミング信
号生成部、24,27…ASW、 25…
ピークホールド回路、26…差動アンプ、
28…トランジスタ、29…ダミー負荷。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像を光電変換する光電変換手段と、該
    光電変換手段で変換された画像信号を取り出すための駆
    動信号を、休止期間を挟んで繰り返し供給するドライバ
    と、該ドライバが駆動信号の生成に用いる駆動電源とを
    有する画像読取装置において、前記光電変換手段の駆動
    信号が休止している期間に前記駆動電源電圧の上昇を抑
    え、電圧レベルを安定化させる制御回路を備えることを
    特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された画像読取装置にお
    いて、前記制御回路は、前記光電変換手段の駆動信号が
    休止している期間に、ダミー負荷を駆動することにより
    前記駆動電源の電圧レベルを安定化させることを特徴と
    する画像読取装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載された画像読取装置にお
    いて、前記制御回路は、駆動信号を光電変換手段に供給
    している期間の駆動電源の電圧のピークホールド値と駆
    動信号の休止期間の駆動電源の電圧値の差に応じて、前
    記ダミー負荷を駆動制御することを特徴とする画像読取
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載された画像読取装置にお
    いて、前記制御回路は、前記光電変換手段の駆動信号が
    休止している期間の前記駆動電源電圧レベルを、駆動信
    号を光電変換手段に入力している期間の駆動電源の電圧
    のピークホールド値に安定化制御することを特徴とする
    画像読取装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載された
    画像読取装置を備えた画像処理装置。
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