專利名稱:讀出原圖片的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于通過把原圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)從而讀出原圖片的方法和裝置，特別是關(guān)于利用一種電荷存儲(chǔ)型光電傳感器讀出原圖片的方法和裝置。
當(dāng)間斷地將原圖片送入，而光電傳感器不能與原圖片的送入過程同步地讀出原圖像時(shí)，光電傳感器的讀出范圍或者間隔時(shí)間將是不恒定的，從而降低了分辨率。
為了避免這一現(xiàn)象，如圖1所示，通常的辦法是使原圖片的位移與光電傳輸器的輸出具有周期性的關(guān)系，亦即當(dāng)原圖片移動(dòng)時(shí)，由光電傳感器充電得到的數(shù)據(jù)不被讀出。另一通常的辦法是在光電傳感器的充電時(shí)間內(nèi)，使原圖片的位移時(shí)間具有小的比例。
參照?qǐng)D1，T1是原圖片的位移時(shí)間，T2是光電傳感器的充電時(shí)間。
按照這種方法，在對(duì)原圖片進(jìn)行高速閱讀時(shí)，原圖片的位移時(shí)間T1或光電傳感器的充電時(shí)間T2必須縮短。為了縮短原圖片的位移時(shí)間T1，就需要一臺(tái)昂貴的大轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電機(jī)。于是，裝置變得很笨重并且還產(chǎn)生很強(qiáng)的噪聲。
為了縮短光電傳感器的充電時(shí)間T2，就必須增強(qiáng)光電傳感器接收的光量。為此，就需要一種高亮度的光源，其結(jié)果是功耗很大。
本發(fā)明旨在消除上述常見的弊病，目的是提供一種利用低噪聲、低功耗的小型低速電動(dòng)機(jī)來讀出原圖像的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種準(zhǔn)確閱讀具有給定密度的原圖像方法實(shí)際的工作狀況將參考圖3中的時(shí)序表予以說明。
由于有效數(shù)據(jù)在時(shí)間P0不存儲(chǔ)于緩沖器5中，所以原圖片10被饋送一個(gè)單行長(zhǎng)度。時(shí)間P1之后，在t1區(qū)間內(nèi)所置入的數(shù)據(jù)被傳送到緩沖器5。這一階段由陰影部分l1表示。在這種情況下，緩沖器6中沒有有效數(shù)據(jù)，于是原圖片同時(shí)被送入一個(gè)單行長(zhǎng)度。
過了時(shí)間P2，在t2區(qū)間內(nèi)置入光電傳感器的數(shù)據(jù)被傳送到緩沖器6。這一所階段由陰影部分l2表示。
時(shí)間P2之后，在區(qū)間t3內(nèi)，原圖片不予饋送。t3區(qū)間內(nèi)置入光電傳感器的數(shù)據(jù)不予利用。此時(shí)，有效數(shù)據(jù)沒有存在緩沖器5中，因此原圖片送入一個(gè)單行長(zhǎng)度。為了連續(xù)地續(xù)出原圖像，將完成上述同樣的工作過程。
以這種方式，光電傳感器置入起始信號(hào)b作為參考信號(hào)，亦即作為光電傳感器存儲(chǔ)和將圖像信號(hào)開始送到緩沖器的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖。系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的區(qū)間t1、t2、t3和t4(它們是相等的)設(shè)定為與CCITT的標(biāo)準(zhǔn)T30相符合的單行圖像數(shù)據(jù)的最小傳送區(qū)間值。
在傳真系統(tǒng)中，最短傳輸時(shí)間限定了編碼過程所需的最短時(shí)間，或?qū)⒃瓐D片或一張記錄卡饋送單行長(zhǎng)度所需的最短時(shí)間。本實(shí)施例的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖t1到t4與最短傳輸時(shí)間相同。因此，當(dāng)編碼過程完成之后，光電傳感器的單行存儲(chǔ)過程并沒有結(jié)束。換句話說，原圖片饋送以后，光電傳感器的單行存儲(chǔ)過程并沒有結(jié)束。所以，消除了空時(shí)，原圖片能夠有效地被讀出。
在第一實(shí)施例中，原圖片單行饋送所需要的時(shí)間，實(shí)質(zhì)上是和光電傳感器所需要的充電時(shí)間一樣的。然而，即使原圖片的饋送時(shí)間與光電傳感器的充電時(shí)間相比變化30%，仍然可以得到和在第一實(shí)施例中同樣的效果。
在第一實(shí)施例中，應(yīng)用了兩個(gè)具有單行容量的緩沖器。但是，在第二實(shí)施例中，應(yīng)用了一個(gè)具有三行容量的緩沖器，該緩沖器由一微處理機(jī)按如下方式控制。第二實(shí)施例以圖4所示的傳真系統(tǒng)為例予以說明。
參照?qǐng)D4，一個(gè)主CPU11控制編碼過程和讀出。一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)12貯存主CPU11的控制程序。一個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)13暫時(shí)貯存必要的標(biāo)志或?yàn)榭刂瀑A存三行圖像數(shù)據(jù)用的緩沖存儲(chǔ)器、一個(gè)先進(jìn)先出(FiFo)緩沖存儲(chǔ)器和CPU11所必需的類似標(biāo)志。直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器14控制存儲(chǔ)器的直接存取。一個(gè)從CPU15控制一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)原圖片饋送電動(dòng)機(jī)17的驅(qū)動(dòng)電路16。一個(gè)10毫秒定時(shí)器電路19每隔一個(gè)10毫秒的最短傳輸區(qū)間產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。一個(gè)讀出電荷偶合器件(CCD)20由曝光部分21和傳輸部分22組成，曝光部分按照原圖片的反射光充電，傳輸部分把電荷傳輸?shù)皆揅CD的外部。一個(gè)放大器23放大CCD的輸出信號(hào)。一個(gè)二進(jìn)制化電路24將放大器23的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)白和黑兩種狀態(tài)的二進(jìn)制值。一個(gè)串行/并行轉(zhuǎn)換器25將二進(jìn)制化電路24的串行輸出信號(hào)變?yōu)橐粋€(gè)具有CPU11為處理位數(shù)(例如8位)的并行信號(hào)。一個(gè)調(diào)制解調(diào)器26對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并將接收信號(hào)解調(diào)。調(diào)制解調(diào)器26的輸出通過電話線傳到另一個(gè)傳真系統(tǒng)。
10毫秒定時(shí)器電路19的輸出脈沖加到主CPU11和CCD20的中斷輸入端。主CPU11根據(jù)一次中斷輸入進(jìn)行一次中斷處理(以后敘述)。在CCD20中，隨著定時(shí)器電路19發(fā)出輸出脈沖，曝光部分21的電荷就被傳到傳輸部分22。當(dāng)曝光部分開始充電時(shí)，它傳輸電荷。
圖5示出主CPU11的功能塊。當(dāng)中斷信號(hào)加到主CPU11時(shí)，主CPU11控制從包括CCD的讀出系統(tǒng)30傳到緩沖器32、33和34的圖像信號(hào)和用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)31的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)31的驅(qū)動(dòng)。主CPU11對(duì)從緩沖器32、33和34來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理(35)并且把編碼數(shù)據(jù)傳輸?shù)较冗M(jìn)先出(FiFo)存儲(chǔ)器36。
電動(dòng)機(jī)17被低速驅(qū)動(dòng)。讀出期間，原圖片的單行長(zhǎng)度在10毫秒的最短傳輸區(qū)間內(nèi)被穩(wěn)定地饋送。CCD20的充電時(shí)間設(shè)定為10毫秒。為了得到均勻的行讀出密度，只利用電動(dòng)機(jī)運(yùn)行10毫秒內(nèi)的CCD中的電荷作為讀出數(shù)據(jù)。
后面將對(duì)CCD作詳細(xì)的說明。每10毫秒，充電操作都無條件執(zhí)行。另一方面，電動(dòng)機(jī)在軟件的控制下被驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的單行驅(qū)動(dòng)是斷續(xù)進(jìn)行的。與計(jì)時(shí)器電路19的輸出脈沖相應(yīng)，和電動(dòng)機(jī)的10毫秒操作是同步的。由于電動(dòng)機(jī)與CCD同步，所以每10毫秒由軟件產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。三個(gè)中斷信號(hào)完成單行讀出(圖像數(shù)據(jù)貯存在行緩沖器中)。
(1)第一中斷當(dāng)目的行緩沖器未被占用時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)將記錄卡片饋送單行長(zhǎng)度。
(2)第二中斷由CCD20中的曝光部分21充電的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移部分22閂鎖，DMA操作開始。
(3)第三中斷CPU檢測(cè)出行緩沖器中的數(shù)據(jù)是有效的并且為主程序置一個(gè)標(biāo)志。
第二實(shí)施例的2工作過程將參照?qǐng)D6予以說明，其中運(yùn)用了單個(gè)的行緩沖器。
行緩沖器在10毫秒脈沖n處是“空”的。一個(gè)單行起始信號(hào)加到電動(dòng)機(jī)控制從CPU15。在10毫秒脈沖n+1處，在DMA控制器14的控制下，主CPU11開始將數(shù)據(jù)從CCD20轉(zhuǎn)移到行緩沖器。這個(gè)DMA過程總是在10毫秒內(nèi)完成。在10毫秒脈沖n+2處，由于靠脈沖n+1開始的DMA過程已經(jīng)完成，主CPU發(fā)出一個(gè)信號(hào)，表示行緩沖器已滿，于是編碼過程主程序開始。在10毫秒脈沖n+3處，行緩沖器已經(jīng)空了，此時(shí)執(zhí)行與10毫秒脈沖n處一樣的過程。單行讀出就以這種方式完成。然而，當(dāng)單行緩沖器被占用，單行讀出至少要占30毫秒。再者，當(dāng)編碼過程需要的時(shí)間不少于10毫秒時(shí)，讀出單行數(shù)據(jù)就要40毫秒或更長(zhǎng)。換句話說，應(yīng)用單行數(shù)據(jù)緩沖器，讀出率的上限是30毫秒/行。為了達(dá)到10毫秒的讀出率，本實(shí)施例應(yīng)用三行緩沖器。本實(shí)施例的工作過程將參照?qǐng)D7予以說明。圖7表示每一個(gè)中斷操作的各自的緩沖器的過程內(nèi)容表和中斷操作的數(shù)據(jù)流程。中斷操作期間的過程內(nèi)容“0”表示相應(yīng)的緩沖器不是“空”的。在這種情況下，不執(zhí)行操作。
如圖7所示，對(duì)各個(gè)行緩沖器來說，上述的三個(gè)中斷操作(1)、(2)和(3)并行地執(zhí)行。如果在10毫秒的最短傳輸時(shí)間內(nèi)完成編碼過程，原圖片就能被穩(wěn)定地饋送，也就消除了空時(shí)。
圖8表示在主CPU11控制下，編碼過程主程序的控制流程圖。圖9是在主CPU11控制下，中斷處理程序的控制流程圖。圖8和圖9的過程程序存儲(chǔ)在圖4的ROM12中。
如上所述，CCD充電、單行原圖片饋送和向緩沖器傳輸數(shù)據(jù)的過程，能在最短傳輸時(shí)間內(nèi)完成，所以可以有效地讀出原圖像。
在以上的實(shí)施例中，最短傳輸時(shí)間Tmin，CCD的充電時(shí)間Ts和單行長(zhǎng)度的位移時(shí)間Tm相互匹配。然而，必須滿足不等式Tmin≥Ts或Tm。DMA的時(shí)間TD優(yōu)先滿足不等式Tmin≥TD。
應(yīng)用三行緩沖器，當(dāng)在最短傳輸時(shí)間完成編碼過程時(shí)，就不需要停止饋送原圖片，于是原圖像能夠被連續(xù)地讀出。進(jìn)而，由于原圖片饋送時(shí)讀出的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖寄存器中，因此原圖像可以以均勻密度讀出。
原圖片單行饋送所需要的時(shí)間基本上和光電傳感器的充電時(shí)間相同。只有當(dāng)原圖片饋送的時(shí)候，才讀出數(shù)據(jù)。所以可以應(yīng)用便宜的小型低速電動(dòng)機(jī)。
進(jìn)而，由于在一定程度上能夠增加光電傳感器的充電時(shí)間，所以可以應(yīng)用小功率光源。結(jié)果，圖像讀出裝置從整體上看是緊湊的，并且功耗低。
本發(fā)明不限于上述特別的實(shí)施例。各種變化和改型都沒有超出所附的權(quán)項(xiàng)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種閱讀原圖片的方法，包括步驟應(yīng)用一種電荷存儲(chǔ)型光電式行傳感器閱讀原圖片；相對(duì)于所說的光電式行傳感器，移動(dòng)原圖片；與原圖片的相對(duì)移動(dòng)同步，開始所說的光電式行傳感器的存儲(chǔ)操作；大體上使原圖片位移一個(gè)單行長(zhǎng)度的時(shí)間和所說的光電式行傳感器的充電時(shí)間相匹配。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的一種方法，其中僅僅是把當(dāng)所說的光電式行傳感器相對(duì)于原圖片位移時(shí)，由所說的光電行傳感器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到一個(gè)緩沖寄存器。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的一種方法，其中充電時(shí)間和位移時(shí)間的比，在70%至130%的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1的一種方法，其中相對(duì)于所說的光電式行傳感器，原圖片是斷續(xù)地位移的。
5.一種閱讀原圖片的裝置，包括用于閱讀原圖片的一種電荷存儲(chǔ)型光電式行傳感器;使原圖片相對(duì)于所說的光電式行傳感器作位移的位移裝置;暫時(shí)存儲(chǔ)由所說的光電式行傳感器讀出的原圖片的圖像數(shù)據(jù)的暫存裝置;用于對(duì)每一個(gè)預(yù)定周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖的脈沖發(fā)生裝置;和用于起動(dòng)所說的光電式行傳感器存儲(chǔ)操作和所說的與脈沖同步的位移裝置的位移操作的控制裝置，其中預(yù)定周期是一個(gè)最短傳輸時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5的一個(gè)裝置，其中所說的暫存裝置具有至少三行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5的一個(gè)裝置，進(jìn)一步包括用來將單行圖像數(shù)據(jù)從所說的光電行傳感器轉(zhuǎn)移到所說的暫存裝置的轉(zhuǎn)移裝置，其中所說的轉(zhuǎn)移裝置作一次轉(zhuǎn)移操作所需要的時(shí)間是最短傳輸時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)項(xiàng)7的一個(gè)裝置，其中所說的轉(zhuǎn)移裝置以與脈沖同步的方式工作。
9.根據(jù)權(quán)項(xiàng)8的一個(gè)裝置，其中所說的暫存裝置具有至少三行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量。
10.根據(jù)權(quán)項(xiàng)9的一個(gè)裝置，其中所說的光電式行傳感器的存儲(chǔ)操作，所說的轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移操作和所說的位移裝置的位移操作，都按照并行處理方式進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5的一個(gè)裝置，進(jìn)一步包括用于對(duì)存儲(chǔ)在所說的暫存裝置中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的編碼裝置和用于為傳輸而對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置。
12.根據(jù)權(quán)項(xiàng)5的一個(gè)裝置，其中所說的光電式行傳感器的存儲(chǔ)時(shí)間和所說的位移裝置的單行位移時(shí)間大體相等。
13.一個(gè)傳真系統(tǒng)包括一個(gè)用于讀出一張?jiān)瓐D片的圖像數(shù)據(jù)的光電式行傳感器;用于使所說的光電式傳感器相對(duì)于原圖片進(jìn)行位移的裝置;用于暫時(shí)存儲(chǔ)由所說的光電式行傳感器讀出的圖像數(shù)據(jù)的暫存裝置;用于將由所說的光電式行傳感器讀出的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到所說的暫存裝置中的轉(zhuǎn)移裝置;為每一個(gè)預(yù)定周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖的脈沖發(fā)生裝置;用于控制所說的光電式行傳感器的一次存儲(chǔ)操作，所說的位移裝置的一次位移操作和所說的與脈沖同步的轉(zhuǎn)移裝置的一次轉(zhuǎn)移操作的控制裝置;用于對(duì)存儲(chǔ)在所說的暫存裝置中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的編碼裝置;用于為了傳輸圖像數(shù)據(jù)而對(duì)被所說的編碼裝置編碼的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置。
14.根據(jù)權(quán)項(xiàng)13的一個(gè)系統(tǒng)，其中預(yù)定的脈沖周期等于或小于所說的傳真系統(tǒng)的一個(gè)最短傳輸時(shí)間。
15.根據(jù)權(quán)項(xiàng)14的一個(gè)系統(tǒng)，其中所說的轉(zhuǎn)移裝置，當(dāng)原圖片饋送時(shí)，將由所說的光電式行傳感器存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到所說的暫存裝置。
16.根據(jù)權(quán)項(xiàng)15的一個(gè)系統(tǒng)，其中所說的光電式行傳感器的存儲(chǔ)操作，所說的轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移操作和所說的位移裝置的位移操作，都按照并行處理方式進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)項(xiàng)16的一個(gè)系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)時(shí)間大體上和位移時(shí)間相等。
18.根據(jù)權(quán)項(xiàng)15的一個(gè)系統(tǒng)，其中所說的暫存裝置包含至少三行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量。
19.一個(gè)傳真系統(tǒng)包括用于讀出一張?jiān)瓐D片的圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)光電式行傳感器;用于將所說的光電式行傳感器相對(duì)于原圖片作位移的位移裝置;暫時(shí)存儲(chǔ)由所說的光電式行傳感器讀出的圖像數(shù)據(jù)的暫存裝置;將由所說的光電式行傳感器讀出的單行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到所說的暫存裝置中的轉(zhuǎn)移裝置;用于按照并行處理方式對(duì)所說的光電行傳感器進(jìn)行一次存儲(chǔ)操作，對(duì)所說的位移裝置進(jìn)行一次位移操作，對(duì)所說的轉(zhuǎn)移裝置進(jìn)行一次轉(zhuǎn)移操作的控制裝置;對(duì)存儲(chǔ)在所說的暫存裝置中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的編碼裝置;用于為傳輸圖像數(shù)據(jù)而對(duì)被所說的編碼裝置編碼的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置，其中所說的轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移時(shí)間是一個(gè)最短傳輸時(shí)間。
20.根據(jù)權(quán)項(xiàng)19的一個(gè)系統(tǒng)，其中所說的轉(zhuǎn)移裝置，當(dāng)原圖片饋送時(shí)，將由所說的光電式行傳感器存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到所說的暫存裝置。
21.根據(jù)權(quán)項(xiàng)20的一個(gè)系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)時(shí)間大體上和位移時(shí)間相等。
22.根據(jù)權(quán)項(xiàng)20的一個(gè)系統(tǒng)，其中所說的暫存裝置包含至少三行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量。
專利摘要
一臺(tái)圖像讀出裝置，它包括一個(gè)光電式行傳感器，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，幾個(gè)緩沖器，一個(gè)存儲(chǔ)器，一個(gè)處理單元和一個(gè)CPU。一種傳真系統(tǒng)，它具有一臺(tái)上述的裝置，一個(gè)轉(zhuǎn)移部分和一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，在原圖片的位移期間，讀出原圖像數(shù)據(jù)以便允許進(jìn)行可靠、快速的圖像處理。
文檔編號(hào)H04N1/10GK85103886SQ85103886
公開日1986年10月29日 申請(qǐng)日期1985年5月10日
發(fā)明者石川祐司 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan