專利名稱：圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用單色圖像傳感器讀取圖像的圖像讀取裝置。
又，作為上述圖像讀取裝置，已知有按照通過用戶操作從操作部輸入的指令信號，切換為輸出低析像度圖像數(shù)據(jù)用的低析像度模式與輸出高析像度圖像數(shù)據(jù)用的高析像度模式中任一種，并使之動作的裝置。
至于具有多模式的已有裝置，已知有從例如圖像傳感器得到高析像度的圖像數(shù)據(jù)，對構(gòu)成該高析度圖像數(shù)據(jù)的各像素數(shù)據(jù)抽幀生成低析像度的圖像數(shù)據(jù)的裝置。
此外，已知有這樣的圖像讀取裝置，即具備圖像傳感器，所述圖像傳感器由在主掃描方向上具有多個受光元件的傳感器、輸出得自構(gòu)成該傳感器的受光元件中的配置在偶數(shù)編號位置上的受光元件的各受光信號的移位寄存器、以及輸出得自配置在奇數(shù)編號位置上的受光元件的各受光信號的移位寄存器組成，在高析像度模式時用兩個移位寄存器的輸出信號生成高析像度的圖像數(shù)據(jù)，在低析像度模式時用一個的移位寄存器的輸出信號生成低析像度(具體地說是高析像度模式的一半析像度)的圖像數(shù)據(jù)。
然而，利用圖像數(shù)據(jù)的抽幀來實現(xiàn)低析像度化的前者的所述已有裝置中，由于即使是低析像度模式也不能提高圖像傳感器的圖像讀取速度，因此存在著不能充分享受由低析像度化產(chǎn)生的優(yōu)點的問題。又，在具備兩個移位寄存器的后一種圖像讀取裝置中，雖然用低析像度模式能有效地提高處理速度，但由于只能選擇兩種析像度，因此存在不能充分適應(yīng)對析像度要求較多設(shè)定自由度的用戶要求。
本發(fā)明者鑒于上述存在問題，針對后一種圖像讀取裝置提出新設(shè)置傳感器和移位寄存器，所述傳感器包括受光位置設(shè)在副掃描方向上與上述傳感器距離規(guī)定間隔的位置，且在上述傳感器的各受光元件之間的多個受光元件，而所述移位寄存器是輸出得自構(gòu)成該傳感器的各受光元件的各信號的移位寄存器。
在這樣的圖像讀取裝置中，通過把兩個傳感器與3個移位寄存器加以組合，可對析像度進行3級切換，且能夠相應(yīng)析像度提高圖像的處理速度，因此是方便的。
例如，在上述圖像讀取裝置中，各傳感器在主掃描方向上可以600dpi的析像度讀取的情況下，通過全部使用得自3個移位寄存器的信號可生成1200dpi的圖像數(shù)據(jù)，通過使用得自所追加的后一移位寄存器的信號可生成600dpi的圖像數(shù)據(jù)，而通過使用得自輸出上述偶數(shù)編號位置(或奇數(shù)編號位置)上配置的各受光元件的受光信號的移位寄存器的信號，可生成300dpi的圖像數(shù)據(jù)。
然而，在上述構(gòu)成的圖像讀取數(shù)據(jù)中，由于在將得自移位寄存器的模擬的受光信號轉(zhuǎn)換為作為數(shù)字信號的像素數(shù)據(jù)之前增加了必要的電路，且受到電路設(shè)置場所等的限制，因此結(jié)果存在這樣的缺點，即電路內(nèi)配線的長度增加，易受外來噪聲的影響。
本發(fā)明有鑒于此而作，其目的在于對使用具有3個移位寄存器的單色圖像傳感器讀取圖像的圖像讀取裝置，抑制裝置的制造成本，同時抑制外部噪聲對裝置的影響。
該圖像讀取裝置具備一個內(nèi)裝有對模擬輸入信號可調(diào)整增益的各通道的模擬放大器、將模擬輸入信號變換成數(shù)字信號并輸出的模數(shù)變換器、以及將各模擬放大器放大的模擬輸入信號依次輸入到模數(shù)變換器的多路復(fù)用器的，具有3個以上通道的模擬前端IC，使其構(gòu)成為能夠?qū)⑺龅谝弧⒌诙暗谌莆患拇嫫鞲髯暂敵龅母魇芄庑盘栕鳛樗瞿M輸入信號輸入到與各移位寄存器對應(yīng)的通道的所述模擬放大器。
一般的圖像讀取裝置為圖像處理而必須將移位寄存器輸出的模擬受光信號變換成數(shù)字信號，因此當(dāng)增加移位寄存器時就相應(yīng)增加模數(shù)變換器，使電路復(fù)雜化并招致產(chǎn)品成本的上升。
與之相反，權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置由于利用上述結(jié)構(gòu)的模擬前端IC，能將單色圖像傳感器輸出的各受光信號變換成像素數(shù)據(jù)，所以能使將模擬受光信號變換成數(shù)字信號前的電路構(gòu)成簡化。因而，采用權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置能抑制產(chǎn)品成本的上升。又由于提高了電路的設(shè)置場所等的自由度，故能使產(chǎn)品小型化。
此外，采用權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，通過使用模擬前端IC能限制電路的配線長度，故可提高裝置對外來噪聲的耐受性。結(jié)果可抑制外來噪聲對裝置的影響。
又，上述模擬前端IC也可每個通道內(nèi)裝對模擬輸入信號附加補償(offset)電壓的補償附加電路。
如果這樣構(gòu)成圖像讀取裝置，即設(shè)置內(nèi)裝補償附加電路的模擬前端IC，將第一、第二及第三移位寄存器各自輸出的受光信號作為上述模擬輸入信號，輸入到與各移位寄存器對應(yīng)的通道的補償附加電路，同時將該補償附加電路輸出的補償電壓附加后的模擬輸入信號輸入到模擬放大器，則可更加簡化圖像讀取裝置內(nèi)的電路構(gòu)成，并可抑制產(chǎn)品成本的上升。還可抑制外來噪聲對裝置的不良影響。
此外，在除了單色圖像傳感器外，在圖像讀取裝置還設(shè)置輸出紅、綠、藍色受光信號的可讀取彩色圖像的彩色圖像傳感器的情況下，也可以不在上述模擬前端IC之外另設(shè)對應(yīng)于彩色圖像傳感器的模擬前端IC，構(gòu)成如權(quán)利要求2所述那樣的圖像讀取裝置。
權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置形成這樣的結(jié)構(gòu)，即在該彩色圖像傳感器動作時，該彩色圖像傳感器輸出的所述各受光信號替代所述單色圖像傳感器輸出的所述各受光信號作為所述模擬輸入信號，輸入到與所述模擬前端IC內(nèi)的與各顏色對應(yīng)的通道的模擬放大器。
權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置中，由于對彩色圖像傳感器及單色圖像傳感器共用地設(shè)置一個模擬前端IC，故能簡化裝置內(nèi)的電路構(gòu)成，可縮短配線長度。從而，能提高裝置對外來噪聲的耐受性。此外，權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置由于能抑制零件個數(shù)的增加，所以可廉價地制造產(chǎn)品。
又，一旦彩色圖像傳感器及單色圖像傳感器共用模擬前端IC，則對彩色圖像傳感器及單色圖像傳感器各自輸出的受光信號來說，也許就不能用模擬放大器來最合適地將其放大。
因此，在上述圖像讀取裝置中最好如權(quán)利要求3所述，設(shè)置在單色圖像傳感器及彩色圖像傳感器各自工作時調(diào)整模擬放大器的增益的增益變更手段。
如采用具備增益變更手段的權(quán)利要求3所述的圖像讀取裝置，則在各圖像傳感器動作時可對模擬放大器設(shè)定適合于該圖像傳感器的輸出的增益。其結(jié)果是，能用模擬放大器合適地放大來自各圖像傳感器的受光信號，能提高圖像讀取精度。
又，在使用內(nèi)裝上述補償附加電路的模擬前端IC構(gòu)成圖像讀取裝置的情況下，設(shè)置在單色圖像傳感器及彩色圖像傳感器各自動作時調(diào)整用補償附加電路附加的補償電壓的補償變更手段是方便的。這樣，一旦設(shè)置補償變更手段，就能用模擬放大器合適地放大各圖像傳感器輸出的受光信號，結(jié)果能提高圖像讀取的精度。
又，由于在單色圖像傳感器動作時對各通道的模擬放大器調(diào)整各自的增益的優(yōu)點較少，故權(quán)利要求3所述的圖像讀取裝置也可如權(quán)利要求4所述那樣構(gòu)成增益變更手段。
對于權(quán)利要求4所述的圖像讀取裝置，由于形成下面所述的結(jié)構(gòu)，即在單色圖像傳感器動作時增益變更手段對上述模擬放大器中的一個作增益調(diào)整后，對其他模擬放大器設(shè)定與該模擬放大器相同的增益，故能高速地進行單色圖像傳感器動作時的增益調(diào)整。
此外，權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置中也可設(shè)置權(quán)利要求5所述的增益變更手段。權(quán)利要求5所述的圖像讀取裝置，具備在所述單色圖像傳感器動作時設(shè)定各模擬放大器的增益為預(yù)定的單色用的增益，同時在彩色圖像傳感器動作時設(shè)定各模擬放大器的增益為預(yù)定的彩色用的增益的增益變更手段。
采用如上所述構(gòu)成的權(quán)利要求5所述的圖像讀取裝置，則由于預(yù)先確定單色用增益與彩色用增益，故能對單色圖像傳感器及彩色圖像傳感器分別設(shè)定適當(dāng)?shù)脑鲆?。而且能比每?dāng)圖像讀取時調(diào)整增益更快地變更增益。
又，由于在單色圖像傳感器動作時對各通道的模擬放大器調(diào)整各自增益的優(yōu)點較少，故對權(quán)利要求5所述的圖像讀取裝置可如權(quán)利要求6所述那樣構(gòu)成增益變更手段。
權(quán)利要求6所述的圖像讀取裝置中的增益變更手段，在單色圖像傳感器動作時設(shè)定全部模擬放大器的增益為預(yù)定的共同的增益，作為所述單色用的增益。采用如此構(gòu)成的權(quán)利要求6所述的圖像讀取裝置，則能高速地進行單色用增益的設(shè)定。
又，在模擬前端IC為每個通道內(nèi)裝上述補償附加電路的IC的情況下可設(shè)置補償變更手段，該手段在單色圖像傳感器動作時設(shè)定各補償附加電路附加的補償電壓為預(yù)定的單色用的補償電壓，同時在彩色圖像傳感器動作時設(shè)定各補償附加電路附加的補償電壓為預(yù)定的彩色用的補償電壓。這樣就可以提高圖像讀取的精度。
圖2為表示CCD圖像傳感器3的概略構(gòu)成的說明圖。
圖3為表示單色CCD圖像傳感器30的概略構(gòu)成的說明圖。
圖4為表示CPU13通過CCD控制部19實行的讀取控制處理的流程圖。
圖5為表示模擬前端IC5內(nèi)的構(gòu)成的概略框圖。
圖6為表示CPU13通過AFE控制部21實行的變更處理的流程圖。
圖7為表示CPU13通過AFE控制部21實行的調(diào)整處理的流程圖。
圖8為表示CPU13通過AFE控制部21實行的變形例的變更處理流程圖。
圖9為表示存儲于EEPROM 24的設(shè)定值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明圖。
符號說明1…圖像讀取裝置，3…CCD圖像傳感器，5…模擬前端IC，7…多路復(fù)用器，9…模數(shù)變換器，11…數(shù)據(jù)取樣控制部，13…CPU，15…存儲器控制部，17…時鐘信號生成部，19…CCD控制部，21…AFE控制部，23…存儲器，24…EEPROM，25…圖像形成裝置，27…彩色CCD圖像傳感器，29…轉(zhuǎn)換電路，30…單色CCD圖像傳感器，31…第一傳感器，32、34a、34b…受光元件，33…第二傳感器，35…第一移位寄存器，36…第二移位寄存器，37…第三移位寄存器，41～43…相關(guān)二重取樣電路，44～46…補償調(diào)整電路，47～49…可編程增益放大器，51…ADC動作判定部，55…寄存器部，57…補償寄存器，58…增益寄存器。
本實施例的圖像讀取裝置1具備CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器3、模擬前端(AFE)IC5，用CCD圖像傳感器從原稿讀取圖像，讀取圖像時將CCD圖像傳感器3的各通道(CH1、CH2、CH3)輸出的像素信號輸入到模擬前端IC5。
該圖像讀取裝置1通過使用模擬前端IC5內(nèi)的多路復(fù)用器(MUX)7，將得自CCD圖像傳感器3的各通道的像素信號依次輸入至模數(shù)變換器(ADC)9，各通道的像素信號依次變換成作為數(shù)字信號的像素數(shù)據(jù)，以串行數(shù)據(jù)列將該像素數(shù)據(jù)從模擬前端IC5輸入到ASIC 10內(nèi)的數(shù)據(jù)取樣控制部11。
ASIC 10中除內(nèi)裝上述數(shù)據(jù)取樣控制部11外，還內(nèi)裝有包括匯總控制該圖像讀取裝置1用的CPU13、以及存儲器控制部15、時鐘信號生成部17、CCD控制部19、AFE控制部21等。此外，在ASIC 10的外部設(shè)有存儲像素數(shù)據(jù)用的存儲器23(具體說是RAM)與存儲該圖像讀取裝置1的各種設(shè)定信息用的EEPROM24。
數(shù)據(jù)取樣控制部11具有能夠一邊除去從模擬前端IC5輸出的像素數(shù)據(jù)中沒有必要存于存儲器23的像素數(shù)據(jù)，一邊將其余的像素數(shù)據(jù)輸入到存儲器控制部15的結(jié)構(gòu)。
存儲控制部15具有能夠進行像素數(shù)據(jù)的寫入控制與像素數(shù)據(jù)的讀取控制的結(jié)構(gòu)，將從數(shù)據(jù)取樣控制部11輸入的像素數(shù)據(jù)依次寫入存儲器25的規(guī)定區(qū)域，同時按照CPU13來的指令讀取在存儲器23存儲的像素數(shù)據(jù)并將其向外部的圖像形成裝置25輸出。此外，時鐘信號生成部17生成使CCD圖像傳感器3、模擬前端IC5和ASIC 10內(nèi)的各部同步動作用的時鐘信號。
CCD控制部19或轉(zhuǎn)換CCD圖像傳感器3的動作模式，或根據(jù)得自時鐘信號生成部17的時鐘信號驅(qū)動控制CCD圖像傳感器3。
圖2為CCD圖像傳感器3的內(nèi)部構(gòu)成說明圖。本實施例的CCD圖像傳感器3內(nèi)裝彩色CCD圖像傳感器27及單色CCD圖像傳感器30。該CCD圖像傳感器3具備由FET及“非”電路構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路29，根據(jù)來自CCD控制部19的轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換構(gòu)成轉(zhuǎn)換電路29的FET的通/斷，將單色CCD圖像傳感器30或彩色CCD圖像傳感器27的各通道(CH1、CH2、CH3)輸出的像素信號輸入到模擬前端IC5。
彩色CCD圖像傳感器27與公知的彩色CCD圖像傳感器同樣地形成能讀取彩色圖像的結(jié)構(gòu)，從對應(yīng)的通道(CH1、CH2、CH3)輸出紅(R)、綠(G)、藍(B)各色像素信號，輸入到模擬前端IC5。例如第一通道(CH1)輸出紅色像素信號，第二通道(CH2)輸出綠色像素信號，第三通道(CH3)輸出藍色像素信號，輸入到模擬前端IC5的對應(yīng)通道。
另一方面，單色CCD圖像傳感器30的構(gòu)成如圖3所示。圖3為表示單色CCD圖像傳感器30的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。單色CCD圖像傳感器30具備第一傳感器31及第二傳感器33、第一移位寄存器35、第二移位寄存器36及第三移位寄存器37。第一傳感器31具備排列于主掃描方向上的多個受光元件32(具體地說是光電二極管)。另一方面，第二傳感器33具備排列于主掃描方面上的多個受光元件34a、34b(具體地說是光電二極管)，在副掃描方向上與第一傳感器31保持規(guī)定間隔平行配置。
構(gòu)成第二傳感器33的各受光元件34a、34b在副掃描方向上與第一傳感器31離開規(guī)定間隔(例如6行)的位置，就是僅對構(gòu)成第一傳感器31的各受光元件32偏離半個像素的位置上設(shè)定受光元件。也就是說，利用第一傳感器31及第二傳感器33的上述配置，將單色CCD圖像傳感器30中的受光元件32、34a、34b互相偏移半個像素配置，成交錯形狀排列。利用這種配置，以圖3所示的各像素編號順序?qū)⑾袼匦盘枌懭氪鎯ζ?3，從而可模擬地提高主掃描方向的析像度gate。Gate第一移位寄存器35通過未圖示的移位門(shift gate)取得構(gòu)成第一傳感器31的各受光元件32作為受光結(jié)果輸出的各像素信號，以受光元件32的排列順序輸出各該像素信號。另一方面，第二移位寄存器36通過未圖示的移位門取得來自構(gòu)成第二傳感器33的受光元件34a、34b中的配置于偶數(shù)編號位置上的各受光元件34a的像素信號，以受光元件34a的排列順序輸出各該像素信號。此外，第三移位寄存器37通過未圖示的移位門取得來自構(gòu)成第二傳感器33的受光元件34a、34b中配置于奇數(shù)編號位置上的各受光元件34b的像素信號，以受光元件34b的排列順序輸出各該像素信號。
亦即在單色CCD圖像傳感器30中，從連接于第一移位寄存器35的第一通道(CH1)輸出與主掃描方向上的偶數(shù)編號的像素對應(yīng)的像素信號，從連接于第二移位寄存器36的第二通道(CH2)輸出與主掃描方向上的編號為第(4m-1)的像素(m為1以上的自然數(shù))對應(yīng)的像素信號，從連接于第三移位寄存器37的第三通(CH3)輸出與主掃描方向上的編號為第(4m-3)的像素(m為1以上的自然數(shù))對應(yīng)的像素信號。又在上述移位寄存器35、36、37的輸出端具備眾所周知的變換電路(未圖示)，用于將移位寄存器35、26、37輸出作為像素信號的輸出信號電荷變換為模擬電壓。
圖4為表示CPU13通過驅(qū)動控制上述CCD圖像傳感器3的CCD控制部19實行的讀取控制處理的流程圖。CCD控制部19一旦輸入來自CPU13的讀取控制信號，就按該控制信號執(zhí)行讀取控制處理，如下面所述操作CCD圖像傳感器3，從原稿讀取圖像。
CPU13一旦從未圖示的操作面板或外部裝置輸入讀取指令信號，就首先根據(jù)與讀取指令信號一起發(fā)送來的模式選擇信息判別這一次的圖像讀取模式是單色讀取模式還是彩色讀取模式(S110)。然后，如判定為單色讀取模式，CPU13就通過CCD控制部19將轉(zhuǎn)換信號輸入到CCD圖像傳感器3，單色CCD圖像傳感器30輸出的各通道的像素信號被輸入模擬前端IS5的各頻道(S120)。然后，通過實行單色讀取處理(S125)，控制單色CCD圖像傳感器30使其動作。
具體地說，CCD控制部19將用于使移位寄存器35～37動作的轉(zhuǎn)送信號輸入至單色CCD圖像傳感器30，以此控制上述移位寄存器35～37的轉(zhuǎn)送動作，讀取主掃描方向上的圖像。此外，通過用于使未圖示的原稿輸送機構(gòu)或讀取單元動作的電動機控制部，CPU13在副掃描方向上相對移動原稿或CCD圖像傳感器3，以對圖像進行二維讀取。
另一方面，在S110，一旦判定這次的圖像讀取模式為彩色讀取模式，CPU13就通過CCD控制部19將轉(zhuǎn)換信號輸入到CCD圖像傳感器3，使從彩色CCD圖像傳感器27輸出的各通道的像素信號(即各色的像素信號)輸入到模擬前端IC5的各通道(S130)。此后，通過CCD控制部19實行彩色讀取處理(S135)，使彩色CCD圖像傳感器27動作，從原稿讀取彩色圖像。關(guān)于CCD圖像傳感器3的掃描方法，由于眾所周知，此處省略詳細(xì)說明。
一旦利用上述CCD控制部19的控制，讀取圖像并從CCD圖像傳感器3的各通道輸出像素信號，模擬前端IC5在自身內(nèi)部如下所述具體處理這些像素信號。圖5為概略表示模擬前端IC5內(nèi)部構(gòu)成的說明圖。
模擬前端IC5主要具備相關(guān)二重取樣電路(CDS)41～43、補償調(diào)整電路44～46、可編程增益放大器(PGA)47～49、上述多路復(fù)用器(MUX)7、上述模數(shù)變換器(ADC)9、ADC動作判定部51、接口53、以及寄存器部55。該模擬前端IC5具備3個通道，上述相關(guān)二重取樣電路41～43、補償調(diào)整電路44～46以及可編程增益放大器47～49在每個通道都具備。
相關(guān)二重取樣電路41～43被設(shè)置用來從取自CCD圖像傳感器3的像素信號中除去作為噪聲或誤差的發(fā)生源等成分，并被連接于各通道(CH1、CH2、CH3)的輸入端。相關(guān)二重取樣電路41～43通過如所周知，錯開時間二次對CCD圖像傳感器3輸出的像素信號進行取樣，以除去移位寄存器的時鐘信號從低(L)電平信號到高(H)電平信號轉(zhuǎn)換時因電荷充電而發(fā)生的誤差電壓。經(jīng)過除去后的像素信號被輸入到補償調(diào)整電路44～46。
補償調(diào)整電路44～46形成這樣的結(jié)構(gòu)，即能夠具備數(shù)模變換器(DAC)44a、45a、46a和加法器44b、45b、46b，對各通道(CH1、CH2、CH3)的輸入信號附加補償電壓。寄存器部55具備的補償寄存器57中，每個通道預(yù)先存儲表示由補償調(diào)整電路44～46附加的補償電壓的補償設(shè)定值，各通道的補償調(diào)整電路44～46將與存儲于補償寄存器57的各補償設(shè)定值對應(yīng)的補償電壓加到從相關(guān)二重取樣電路41～43傳送來的像素信號上，并將加上該補償電壓后的像素信號輸入到對應(yīng)通道的可編程增益放大器47～49。
可編程增益放大器47～49是對輸入信號可調(diào)整增益的眾所周知的模擬放大器，設(shè)置于各補償調(diào)整電路44～46的下游側(cè)。寄存器55具備的增益寄存器58中每個通道預(yù)先存儲表示可編程增益放大器47～49中設(shè)定的增益的增益設(shè)定值，各通道的可編程增益放大器47～49以增益寄存器58中存儲的各增益設(shè)定值的增益，放大從CCD圖像傳感器3通過補償調(diào)整電路44～46輸入的對應(yīng)通道的像素信號，并將放大后的像素信號輸入多路復(fù)用器7。下面將可編程增益放大器簡稱為“放大器”。
多路復(fù)用器7具備3個輸入通道，一個輸出通道，各輸入通道連接于對應(yīng)的放大器47～49的輸出端，輸出通道連接于模數(shù)變換器9。該多路復(fù)用器7以按照寄存器59的設(shè)定值的模式，從3個放大器47～49的輸入信號選擇任一個并輸出，將各放大器47～49放大后的像素信號依次輸入模數(shù)變換器9。
模數(shù)變換器9把多路復(fù)用器7輸出的模擬像素信號變換為數(shù)字信號(像素數(shù)據(jù))并輸出。模數(shù)變換器9的輸出端連接于數(shù)據(jù)取樣控制部11。
ADC動作判定部51用于以AFE控制部21監(jiān)視模數(shù)變換器9的輸出信號是否適當(dāng)。ADC動作判定部51具有這樣的結(jié)構(gòu)，即將表示模數(shù)變換器9的輸出狀態(tài)的信號輸入至AFE控制部21。此外，接口53用于將各種數(shù)據(jù)從AFE控制部21等外部設(shè)備寫入寄存器部55。
下面用圖6說明通過AFE控制部21實行的處理。圖6為在CPU 13的控制下通過AFE控制部21實行的變更處理的流程圖。
AFE控制部21對模擬前端IC5施加各種設(shè)定并作補償調(diào)整和增益調(diào)整。CPU13一接受讀取指令信號就通過AFE控制部21實行圖6所示的變更處理。
一旦實行處理，CPU13首先在S200根據(jù)與讀取指令信號一起發(fā)送來的模式選擇信息判斷這次的圖像讀取模式是單色讀取模式還是彩色讀取模式，如判斷為單色讀取模式就在S210進行單色讀取模式用的基本設(shè)定。這時，CPU13通過AFE控制部21按照多路復(fù)用器7的動作模式等單色CCD圖像傳感器30輸出的像素信號的模式，對模擬前端IC5施加必要的初期設(shè)定，以使模擬前端IC5中的各部適當(dāng)?shù)貏幼鳌?br> 此后，CPU13選擇第一通道(CH1)作為調(diào)整對象通道(S220)，實行調(diào)整處理(S230)，進行與第一通道有關(guān)的補償及增益調(diào)整。
圖7示出在CPU13的控制下通過AFE控制部21實行的調(diào)整處理的流程圖。一旦實行調(diào)整處理，CPU13就通過AFE控制部21用單色CCD圖像傳感器30傳送來的測試信號判斷設(shè)定于第一通道(CH1)的補償調(diào)整電路44的補償電壓是否為適當(dāng)值(S411)。
具體地說，CPU13通過AFE控制部21，根據(jù)ADC動作判定部51的輸出信號，判斷基于測試信號的模數(shù)變換器9的輸出是否為負(fù)值。然后，如為負(fù)值，CPU13判斷補償電壓不是適當(dāng)值(S411中的NO)，通過AFE控制部21變更存儲于補償寄存器57的第一通道(CH1)的補償設(shè)定值(S413)。此后再次在S411判斷模數(shù)變換器9的輸出是否為負(fù)值。然后，如不是負(fù)值(即為正值)，補償電壓假定為適當(dāng)值，S411判斷為Yes。
一旦S411判斷為Yes，CPU13就進到S415進行處理，用單色CCD圖像傳感器30發(fā)送來的測試信號判斷在第一通道(CH1)的放大器47設(shè)定的增益是否為適當(dāng)值。
這時，CPU13通過AFE控制部21根據(jù)ADC動作判定部15的輸出信號判斷基于測試信號的模數(shù)變換器9的輸出是否比模數(shù)變換器9的最大輸出小一定程度，如果不，則判斷為增益不適當(dāng)(S415中的NO)，在S417變更增益寄存器58中存儲的第一通道(CH1)的增益設(shè)定值。
又，CPU13將返回S415進行處理，進行上述判斷，如果模數(shù)變換器9的輸出低于最大輸出一定程度，則判斷為對第一通道(CH1)設(shè)定的增益為適當(dāng)值(S415中的Yes)，結(jié)束該調(diào)整處理。
其后，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57及增益寄存器58的第二通道(CH2)及第三通道(CH3)的補償設(shè)定值及增益設(shè)定值變更為與第一通道(CH1)的補償設(shè)定值及增益設(shè)定值相同的值(S240)，對第二通道(CH2)及第三通道(CH3)的補償調(diào)整電路45、46及放大器48、49設(shè)定與對第一通道(CH1)的補償調(diào)整電路44及放大器47設(shè)定的上述補償電壓及增益相同的補償電壓及增益，然后結(jié)束該變更處理。
另一方面，當(dāng)CPU13在S200判斷為彩色讀取模式時，就在S310進行彩色讀取模式用的基本設(shè)定。這時，CPU13通過AFC控制部21按照多路復(fù)用器7的動作模式等從彩色CCD圖像傳感器27輸出的像素信號的模式，對模擬前端IC5施加使模擬前端IC5中的各部適當(dāng)?shù)貏幼魉枰某跗谠O(shè)定。
其后，CPU13選擇以第一通道(CH1)作為調(diào)整對象通道(S320)，實行上述調(diào)整處理(S330)，通過實行從上述S411至S417的處理，用來自彩色CCD圖像傳感器27的測試信號，通過AFE控制部21適當(dāng)調(diào)整第一通道(CH1)的補償電壓及增益。
通過該調(diào)整處理對第一通道(CH1)的補償電壓及增益的調(diào)整一結(jié)束，CPU13就將處理移至S340，選擇第二通道(CH2)作為調(diào)整對象通道，在接著的S350實行調(diào)整處理。
調(diào)整處理一旦執(zhí)行，CPU13就用上述測試信號，通過AFE控制部21判斷設(shè)定于第二通道(CH2)的補償調(diào)整電路45的補償電壓是否為適當(dāng)值(S411)。然后，當(dāng)判斷補償電壓不是適當(dāng)值時(S411中的No)，就變更設(shè)定于補償寄存器57的第二通道(CH2)的補償設(shè)定值，此后再次在S411判斷補償電壓是否為適當(dāng)值。
然后，當(dāng)判斷補償電壓為適當(dāng)值時(S411中的Yes)，CPU13就將處理移至S415，利用上述側(cè)試信號，并通過AFE控制部21判斷對第二通道(CH2)的放大器48設(shè)定的增益是否為適當(dāng)值。在這里，當(dāng)判定增益不是適當(dāng)值時(S415中的No)，AFE控制部21就變更存儲于增益寄存器58的第二通道(CH2)的增益設(shè)定值(S417)，其后，再次判斷增益是否為適當(dāng)值。當(dāng)判斷為適當(dāng)值時(S415中的Yes)，就結(jié)束該調(diào)整處理。
一旦通過該調(diào)整處理對第二通道(CH2)的補償電壓及增益進行的調(diào)整結(jié)束，CPU13就將處理移至S360，選擇第三通道(CH3)作為調(diào)整對象通道，在接著的S370實行調(diào)整處理。
一旦實行調(diào)整處理，CPU13就在S411通過AFE控制部21判斷設(shè)定于第三通道(CH3)的補償調(diào)整電路46的補償電壓是否為適當(dāng)值。然后，當(dāng)判斷補償電壓不是適當(dāng)值時(S411中的No)，就變更存儲于補償寄存器57的第三通道(CH3)的補償設(shè)定值，再次在S411判斷補償電壓是否為適當(dāng)值。
然后，當(dāng)判斷為適當(dāng)值時(S411中的Yes)，CPU13就通過AFE控制部21判斷對第三通道(CH3)的放大器49設(shè)定的增益是否為適當(dāng)值(S415)。在這里，當(dāng)判斷增益不是適當(dāng)值時(S415中的No)，CPU13就通過AFE控制部21變更存儲于增益寄存器58的第三通過(CH3)的增益設(shè)定值(S417)，再次在S415判斷增益是否為適當(dāng)值。然后，當(dāng)判斷為適當(dāng)值時(S415中的Yes)，就結(jié)束該調(diào)整處理，同時結(jié)束變更處理。
在作上述調(diào)整處理時，是根據(jù)ADC動作判定部51的輸出信號來進行判斷處理的，而當(dāng)然也可以通過AFE控制部21由CPU13直接判斷模數(shù)變換器9的輸出，從而將補償電壓及增益設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹怠?br> 以上對本實施例的圖像讀取裝置1作了說明，若采用圖像讀取裝置1，則由于設(shè)置了具備內(nèi)裝有對模擬輸入信號可進行增益調(diào)整的每一通道的放大器47～49、將模擬輸入信號變換為數(shù)字信號并輸出的模數(shù)變換器9、以及將經(jīng)各放大器47～49放大的信號依次輸入模數(shù)變換器9的多路復(fù)用器7的3個通道的模擬前端IC5，能夠?qū)腃CD圖像傳感器3輸出的各通道的像素信號輸入到模擬前端IC5，變換成像素數(shù)據(jù)，故可使在將CCD圖像傳感器3輸出的像素信號變換成像素數(shù)據(jù)之前的電路做得緊湊，提高電路設(shè)置場所的自由度。
又，由于可抑制電路的配線長度，故可制造具有對外部來噪性的耐受性的圖像讀取裝置1。特別是如果將模擬前端IC5安裝在CCD圖像傳感器3的基板上，則更能發(fā)揮上述效果。此外，采用本實施例，由于可用現(xiàn)有的模擬前端IC，故可廉價地進行產(chǎn)品生產(chǎn)。
又，本實施例的圖像讀取裝置1，采用這樣的結(jié)構(gòu)，即對彩色CCD圖像傳感器27及單色CCD圖像傳感器30設(shè)置共用的模擬前端IC5，彩色CCD圖像傳感器27動作時，彩色CCD圖像傳感器27輸出的各色像素信號替代單色CCD圖像傳感器30輸出的像素信號，被輸入至模擬前端IC5中的對應(yīng)于各色的通道的放大器47～49，所以可簡化零件個數(shù)和電路結(jié)構(gòu)，結(jié)果可廉價地進行產(chǎn)品生產(chǎn)。
此外，本實施例的圖像裝置1，在單色CCD圖像傳感器30及彩色CCD圖像傳感器27各自動作時，通過AFE控制部21實行變更處理，進行前端IC5中的各放大器47～49的補償調(diào)整及增益調(diào)整，所以能適當(dāng)?shù)胤糯髞碜愿鲉紊獵CD圖像傳感器30及彩色CCD圖像傳感器27的像素信號。也就是說可充分運用模擬前端IC5的性能來放大CCD圖像傳感器3的輸出信號。結(jié)果，采用本實施例的圖像讀取裝置就可提高圖像讀取的精度。
又，在單色CCD圖像傳感器30動作時，由于各通道的放大器47～49分別調(diào)整各自的增益的優(yōu)點較少，所以本實施例的圖像讀取裝置1中，單色CCD圖像傳感器30動作時，在通過AFE控制部21進行的變更處理中，對第一通道的放大器47的增益作調(diào)整后，就將該增益設(shè)定為第二通道及第三通道的放大器48、49的增益。因而，如采用本實施例的圖像讀取裝置，則在單色CCD圖像傳感器30動作時可高速地進行增益調(diào)整。用這樣的裝置結(jié)構(gòu)獲得的效果可以說是對補償調(diào)整也相同。
又，在上述實施例中雖未詳述，但作為上述增益調(diào)整及補償調(diào)整時所用的測試信號，可以考慮使用來自CCD圖像傳感器3的受光信號中的最初送來的非有效像素成分的受光信號。
又，上述實施例中，每當(dāng)輸入圖像的讀取指令信號時，通過AFE控制部21進行補償調(diào)整及增益調(diào)整，但單色CCD圖像傳感器30動作時以及彩色CCD圖像傳感器27動作時應(yīng)設(shè)定的補償電壓及增益的初始設(shè)定值已預(yù)先登記在EEPROM 24中，按照動作模式有選擇地將其讀出，以此也可以將模擬前端IC5的補償電壓及增益轉(zhuǎn)換為單色用或彩色用。
下面用圖8及圖9說明該變形例的變更處理。圖8表示用的輸入讀取指令信號，CPU13就通過AFE控制部21實行的變形例的變更處理的流程圖。圖9示出變形例的圖像讀取裝置中存儲在EEPROM 24的初始設(shè)定值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明圖。以下省略與上述實施例共用的結(jié)構(gòu)的說明，僅說明變形例中特征性的結(jié)構(gòu)。
變形例的圖像讀取裝置1的EEPROM 24中，存儲預(yù)定的單色用的設(shè)定值(以下表述為“單色設(shè)定值”)作為單色CCD圖像傳感器30動作時應(yīng)設(shè)定的補償電壓及增益的初始設(shè)定值。而且，在EEPROM 24中還存儲預(yù)定的彩色用的設(shè)定值(以下表述為“彩色設(shè)定值”)作為彩色CCD圖像傳感器27動作時應(yīng)設(shè)定的補償電壓及增益的初始設(shè)定值。又，EEPROM 24存儲對各通道的補償調(diào)整電路44～46及放大器47～49共用的設(shè)定值作為上述單色設(shè)定值。又，彩色設(shè)定值具備與各通道對應(yīng)的設(shè)定值。
CPU13一旦輸入讀取指令信號并實行圖8所示的變更處理，就首先在S500，根據(jù)與讀取指令信號一起發(fā)送來的模式選擇信息進行模式判別。然后，如果判斷這次的讀取指令是單色讀取模式的讀取指令，處理移至S510，進行單色讀取模式基本設(shè)定，并在S520讀出并取得存儲于EEPROM 24的單色設(shè)定值。
讀出后，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57的第一通道(CH1)的補償設(shè)定值及增益寄存器58的第一通道(CH1)的增益設(shè)定值改寫、變更為讀出的單色設(shè)定值，以此將補償調(diào)整電路44的補償電壓及放大器47的增益變更為讀出的單色設(shè)定值(S530)。
此后，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57的第二及第三通道(CH2、CH3)的補償設(shè)定值及增益寄存器58的第二及第三通道的增益設(shè)定值變更為讀出的單色設(shè)定值(S540)，以此使全部通道的補償電壓及增益為共同電壓及共通增益，然后結(jié)束該變更處理。
另一方面，CPU13在S500判斷這次的讀取指令為彩色讀取模式的讀取指令時，處理移至S610，進行彩色讀取模式基本設(shè)定，并在S620讀出、取得存儲于EEPROM 24的彩色設(shè)定值。
讀出后，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57的第一通道(CH1)的補償設(shè)定值及增益寄存器58的第一通道(CH1)的增益設(shè)定值改寫、變更為讀出的彩色設(shè)定值所含的第一通道的設(shè)定值，以此變更補償調(diào)整電路44的補償電壓及放大器47的增益為讀出的彩色設(shè)定值(S630)。
同樣，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57的第二通道(CH2)的補償設(shè)定值及增益寄存器58的第二通道(CH2)的增益設(shè)定值改寫、變更為讀出的彩色設(shè)定值所含的第二通道的設(shè)定值(S640)。還有，CPU13通過AFE控制部21將補償寄存器57的第三通道(CH3)的補償設(shè)定值及增益寄存器58的第三通道(CH3)的增益設(shè)定值改寫、變更為讀出的彩色設(shè)定值所含的第三通道的設(shè)定值(S650)。
以上對變形的變更處理作了說明，但是若采用變形例的圖像讀取裝置，則CPU 13通過AFE控制部21進行變更處理，單色CCD圖像傳感器30動作時，設(shè)定各放大器47～49的增益為預(yù)定的單色用的增益，彩色CCD圖像傳感器27動作時設(shè)定各放大器47～49的增益為預(yù)定的彩色用的增益，所以，來自各CCD圖像傳感器27、30的像素信號能在模擬前端IC5內(nèi)適當(dāng)?shù)胤糯?。而且每?dāng)進行圖像讀取時能比進行增益調(diào)整的上述實施例更高速地變更補償電壓及增益。
還有，本發(fā)明的受光信號相當(dāng)于本實施例中的像素信號。又，本發(fā)明的增益變更手段由CPU13通過AFE控制部21實行的變更處理實現(xiàn)(圖6、圖8)。
以上對本發(fā)明的實施例作了說明，但本發(fā)明的圖像讀取裝置并不限定于上述實施例，可采用各種形態(tài)。
上述實施例中，用圖5所示結(jié)構(gòu)的模擬前端IC5構(gòu)成圖像讀取裝置1，但作為模擬前端IC可考慮種種類似的結(jié)構(gòu)，故若是內(nèi)裝最低限度的模擬放大器、模數(shù)變換器、多路復(fù)用器且具備3個以上通道的模擬前端IC，則也可以使用其他結(jié)構(gòu)的模擬前端IC。
權(quán)利要求
1.一種圖像讀取裝置，使用單色圖像傳感器讀取圖像，所述單色圖像傳感器具有具備排列在主掃描方向上的多個受光元件的第一傳感器，具備排列在主掃描方向上，且在副掃描方向上距所述第一傳感器規(guī)定間隔的位置，受光位置設(shè)定于構(gòu)成該第一傳感器的各受光元件之間的多個受光元件的第二傳感器，以該受光元件的排列順序輸出得自構(gòu)成所述第一傳感器的所述各受光元件的各受光信號的第一寄存器，以該受光元件的排列順序輸出得自構(gòu)成所述第二傳感器的所述受光元件中配置在偶數(shù)序號位置上的各受光元件的各受光信號的第二寄存器，以該受光元件的排列順序輸出得自構(gòu)成所述第二傳感器的所述受光元件中配置在奇數(shù)序號位置上的各受光元件的各受光信號的第三寄存器，其特征在于，具備一個內(nèi)裝有對模擬輸入信號可調(diào)整增益的各通道的模擬放大器、將該模擬輸入信號變換成數(shù)字信號并輸出的模數(shù)變換器、以及將所述各模擬放大器放大的模擬輸入信號依次輸入到該模數(shù)變換器的多路復(fù)用器的，具有3個以上所述通道的模擬前端IC，使其構(gòu)成為能夠?qū)⑺龅谝?、第二及第三移位寄存器各自輸出的各受光信號作為所述模擬輸入信號輸入到與所述各移位寄存器對應(yīng)的通道的所述模擬放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，除所述單色圖像傳感器外還具備輸出紅、綠、藍色受光信號的可讀取彩色圖像的彩色圖像傳感器，并使其形成這樣的構(gòu)成，即在該彩色圖像傳感器動作時，所述彩色圖像傳感器輸出的所述各色受光信號替代所述單色圖像傳感器輸出的所述各受光信號，作為所述模擬輸入信號，輸入到所述模擬前端IC內(nèi)的與各顏色對應(yīng)的通道的所述模擬放大器。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述模擬前端IC包含用于從像素信號中除去可引起噪聲和誤差的成分的相關(guān)二重取樣電路。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述模擬前端IC包含用于對各通道的輸入信號附加補償電壓的補償調(diào)整電路。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述模擬前端IC包含用于監(jiān)視模數(shù)變換器的輸出信號是否適當(dāng)?shù)腁DC動作判定部。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述模擬前端IC包含用于存儲表示在各放大器設(shè)定的增益的設(shè)定增益值的寄存器部。
7.如權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置，其特征在于，具備在所述單色圖像傳感器及所述彩色圖像傳感器各自動作時進行所述模擬放大器的增益調(diào)整的增益變更手段。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述增益變更手段在所述單色圖像傳感器動作時對所述模擬放大器中的一個進行增益調(diào)整后，對其他所述模擬放大器設(shè)定與該模擬放大器相同的增益。
9.如權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置，其特征在于，具備在所述單色圖像傳感器動作時設(shè)定所述各模擬放大器的增益為預(yù)定的單色用的增益，同時在所述彩色圖像傳感器動作時設(shè)定所述各模擬放大器的增益為預(yù)定的彩色用的增益的增益變更手段。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像讀取裝置，其特征在于，所述增益變更手段在所述單色圖像傳感器動作時，作為所述單色用的增益，設(shè)定全部所述模擬放大器增益為預(yù)定的共同增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像讀取裝置。這種裝置使用具備3個移位寄存器的單色圖像傳感器讀取圖像，既能抑制裝置的制造成本，又能抑制外來噪聲對裝置的影響。該裝置具備一個內(nèi)裝有每個增益可調(diào)通道的可編程增益放大器(PGA)(47～49)、模數(shù)變換器(ADC9)、以及將由各PGA放大的信號依次輸入模數(shù)變換器(9)的多路復(fù)用器(MUX7)的，含有3個通道的模擬前端(IC5)。圖像讀取裝置通過將從單色圖像傳感器或彩色圖像傳感器的各通道輸出的像素信號輸入到對應(yīng)的PGA以進行放大，然后用模數(shù)變換器(9)將像素信號變換成像素數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N1/191GK1474590SQ0314528
公開日2004年2月11日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者加藤哲也 申請人:兄弟工業(yè)株式會社