JP2000307798A

JP2000307798A - イメージセンサ駆動装置および画像読取装置

Info

Publication number: JP2000307798A
Application number: JP11115388A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Hanabusa; 貢英
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】イメージ・センサにより被写体画像を読み取
らせるためのイメージセンサ駆動装置および画像読取装
置に関し、読み取り速度の高速化が光学的制限を受けな
いようにする。【解決手段】複数の電荷蓄積部のいずれかから対応す
るシフトレジスタへの電荷転送を制御するためのシフト
・パルスＳＨｇ（Ｂ）と、他の電荷蓄積部から対応する
シフトレジスタへの電荷転送を制御するための、シフト
・パルスＳＨｇとは異なる位相（逆相）のシフト・パル
スＳＨｒ，ＳＨｂ（Ａ，Ｂ）を用いてリニア・イメージ
センサからの電荷読み出しを制御して、原稿画像に対す
る縮小読み取りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はイメージセンサ駆動
装置および画像読取装置に関し、特に、イメージ・セン
サを駆動することで被写体の画像を読み取って電気信号
に変換するためのイメージセンサ駆動装置および当該イ
メージセンサ駆動装置を用いた画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は１：２光学系を備えた画像読取装
置の一従来例の概略構成を示す二面図であり、（ａ）は
外観の上面図、（ｂ）は内部の側面図である。

【０００３】２は外カバーである。１はＣＣＤセンサ等
のリニア・イメージセンサであり、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の
３ライン・カラーフィルタと、各色毎に独立した電荷蓄
積部と、各電荷蓄積部における電荷量を制御可能なＲＧ
Ｂ独立した電荷制御手段を含んでいる。

【０００４】３は原稿台ガラスで、主走査白色基準板９
と副走査白色基準板１０を貼合わせて構成される。５は
光源ユニットで、ランプＬと第１ミラーＭ１で構成され
ている。ランプＬにより照射された読取原稿Ｐからの反
射光は、第１ミラーＭ１を介して第２ミラーＭ２、第３
ミラーＭ３により折り返し、シェーディング補正板７お
よびレンズ８を経由してリニア・イメージセンサ１の結
像面に入射し、これにより読取原稿Ｐの画像が光学的に
結像される。

【０００５】図４は、上記光学系における読み取り原稿
とリニア・イメージセンサの光学的結像例を模式的に示
す説明図であり、便宜的に光学経路を直線状としてあ
る。

【０００６】図４中の光学系走査方向Ａに図２中の光源
ユニット５によって走査することで原稿画像読み取りを
可能としており、上記カラーフィルタを有するリニア・
イメージセンサ１に結像する原稿画像は、図中の原稿画
像Ｐ上で各色毎にＬ１のライン・オフセットを持つ（等
倍読み取り時）。

【０００７】図５は本発明を適用可能な画像読取装置が
備える画像読み取り処理のための電気回路の一例を示す
ブロック図である。

【０００８】ＣＣＤ駆動回路２０３からの後述各種パル
ス（図６参照）により駆動されるリニア・イメージセン
サ１によって光電変換された画像信号は、アナログ・ゲ
イン調整回路（アナログ増幅回路）２０１によってゲイ
ン調整されて所定レベルにクランプされた後、Ａ／Ｄコ
ンバータ２０２によってデジタル・データとされる。

【０００９】２０４は主走査のシェーディングを補正す
る補正データが記憶されたシェーディングＲＡＭ（ラン
ダム・アクセス・メモリ）であり、光学系の配光特性記
憶用に用いられる。２４０はオフセットＲＡＭであり、
画像データの読み出し、書き込みを行って画像データの
拡大、縮小を制御するために用いられる。２０５は画像
データ処理制御回路であり、シェーディングＲＡＭ２０
４を制御する画像処理回路２０５ａと、オフセットＲＡ
Ｍ２４０を制御するオフセット・メモリ制御回路２０５
ｂで構成される。

【００１０】シェーディング補正は、原稿画像読み取り
に先立って主走査白色基準板９を読み取って得られるシ
ェーディング・データを入力し、上記補正データを記憶
したシェーディングＲＡＭ２０４を用いて行なわれる。
オフセットＲＡＭ２４０はＲ，Ｇ，Ｂ各色のライン・オ
フセットを補正するために用いられるだけでなく、読み
取られた画像データを一時格納しておき、変倍（縮小、
拡大）時には格納したデータに間引き処理や補間処理を
施して読み出すことで変倍データを生成するために用い
られる。

【００１１】２０６は画像信号を２値化する２値化回路
である。インターフェース回路２０７は、例えばパーソ
ナル・コンピュータ等のホスト装置となる外部装置２５
０との間でコントロール信号の受授や画像信号の出力を
行なう。

【００１２】ＣＰＵ（中央演算処理装置）２０８はマイ
クロ・コンピュータ形態であり、予め制御プログラムを
格納したＲＯＭ２０８Ａと、作業領域としてのＲＡＭ２
０８Ｂとを備える。ＣＰＵ２０８は、ＲＯＭ２０８Ａに
格納した制御プログラムにしたがって各部の制御を行な
う。タイミング信号発生回路２０９は、ＣＰＵ２０８の
設定に応じて水晶発振器（Ｏ．Ｓ．Ｃ）２１０の出力を
分周し、動作の基準となる各種タイミング信号を発生す
る。

【００１３】図６は本発明を適用可能な画像読取装置に
用いられるリニア・イメージセンサの概略構成例を簡易
的に示す回路図である。

【００１４】図６中、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の配置順はオン
チップ・マウントされるカラーフィルタの種別に依存す
るもので、特に限定されるものではない。ここでは、説
明の便宜上、図６に示したような色配列としたものであ
る。また、カラー・フィルタの種別も原色（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）フィルタに限定されるものではなく、補色（Ｃｙ，
Ｙ，Ｍｚ）フィルタであってもよい。

【００１５】図６において、ＲＧＢ各々の感光部フォト
・ダイオードを通して各電荷蓄積部１０１ｒ，１０１
ｇ，１０１ｂに蓄積された各色画像データは、ＣＣＤ駆
動回路２０３から端子Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９に入来する各シ
フト・パルスＳＨｒ，ＳＨｇ，ＳＨｂによって、各シフ
トゲート１０２ｒ，１０２ｇ，１０２ｂを通じて各シフ
トレジスタ１０３ｒ，１０３ｇ，１０３ｂに転送され
る。転送された各画像データは、ＣＣＤ駆動回路２０３
から端子Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に入来する転送クロックФ
ｒ，Фｇ，Фｂによって順次各出力バッファ６０，６
１，６２に入力され、蓄積部１０１ｒ，１０１ｇ，１０
１ｂで配列されていた画素順で、ＣＣＤ駆動回路２０３
から端子Ｐ１０に入来するリセット・パルスＲＳ毎に各
バッファ６０，６１，６２よりイメージセンサ出力Ｖｏ
ｒ，Ｖｏｇ，Ｖｏｂとして出力される。

【００１６】各電荷蓄積部１０１ｒ，１０１ｇ，１０１
ｂの各色のライン間隔は、原稿画像Ｐ上でＬ１に相当す
ることは、図３および図４を参照して既に説明した通り
である。

【００１７】図７は、図６に示したリニア・イメージセ
ンサの駆動タイミングの従来例を表すタイミング・チャ
ートである。

【００１８】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のシフト・パ
ルスＳＨｒ，ＳＨｇ，ＳＨｂは、各色とも通常は画像読
取装置の同期信号ＨＳＹＮＣ（図７（Ｄ））と同位相で
使用する。電荷蓄積部１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂに
蓄積される各色画像データの各々の１ライン分の画像デ
ータは、シフト・パルスＳＨｒ，ＳＨｇ，ＳＨｂによっ
てシフトゲート１０２ｒ，１０２ｇ，１０２ｂをＯＮ／
ＯＦＦする時間Ｔｎに依存して決定される。光学系駆動
用のモータ４（図３（ｂ））の制御や画像処理を含む拡
大／縮小は同期信号ＨＳＹＮＣによって行なわれるた
め、画像処理を容易にする上では、シフト・パルスＳＨ
ｒ，ＳＨｇ，ＳＨｂを各色とも同期信号ＨＳＹＮＣと同
位相とすると有利である。

【００１９】また、縮小画像を得る際に、等倍で読み取
った画像から全て画像処理によって当該画像を生成する
とデジタル歪を生じ易く、かつ縮小画像のためデータが
少容量であるにも拘わらず画像処理により総対的な画像
読み取り速度が遅くなるため、走査方向についてはＨＳ
ＹＮＣ中における光学系の走査位置を増す（走査速度を
速くする）ことで縮小画像を得る手段が知られている。

【００２０】しかしながら、リニア・イメージセンサを
含む光学系に起因してＲＧＢの３色の画像データが光学
的にオフセットを持つため、図７（Ｅ）の原稿画像デー
タとしてはＲｎ、Ｇｎ−１、Ｂｎ−２（Ｒｎ＋１、Ｇ
ｎ、Ｂｎ−１あるいはＲｎ＋２、Ｇｎ＋１、Ｂｎ）の３
／１２オフセットを持つ。したがって、このライン・オ
フセット以内の光学的縮小画像しか得ることができな
い。つまり、リニア・イメージセンサを含んだ光学系の
ライン・オフセットが同一の読み取りライン（画素）を
リアルタイムで読み取ることができない場合以外は、ラ
イン・オフセットが少ないほど、縮小画像読み取りにお
ける光学系の走査速度が制限を受ける。

【００２１】図８は、従来の画像読取装置における光学
的最大縮小時の画像データの一例を示す説明図である。

【００２２】図８は等倍時に４ライン間隔のライン・オ
フセットＬ１を持つ画像読み取り装置を一例として示し
ており、当該オフセットＬ１における光学的最大縮小画
像は１／４倍までの縮小率に限られることを表してい
る。すなわち、図８から、当該縮小率を１／４倍以上と
するようにＡ方向の走査速度を速くすると、次隣の別の
色のライン（画素）を含んで読み込んでしまい、このこ
とが色ずれの原因となることが分かる。

【００２３】なお、リニア・イメージセンサの画素配列
方向（主走査方向）における縮小手段としては、リニア
・イメージセンサ内にて画素加算を行うか、あるいはデ
ジタル的に加算平均処理を行なうなどの間引き手段が知
られているが、本発明には関係無いので説明を省略す
る。

【００２４】図８を参照して説明した考え方にしたがえ
ば、例えばＲＧＢ各色１ライン間隔のライン・オフセッ
トを持つ画像読取装置の場合には、図７のような従来例
の駆動タイミングによると光学的には縮小画像を得るこ
とはできないことになる。このため、デジタル処理によ
り縮小画像を得ることを余儀なくされ、縮小時において
も読み取り速度を速くすることができないことになる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上記した通り従来の画
像読取装置では、リニア・イメージセンサを含む光学系
のＲＧＢ各色のライン・オフセットに起因して、そのラ
イン・オフセット分の１までの縮小率のものしか光学的
縮小画像を得ることが出来なかった。これにより、ライ
ン・オフセットが少ない光学系を備えた従来の画像読取
装置においては、縮小画像を得るための読み取り速度が
光学的な制限を受け、読み取り速度の高速化に困難を伴
うという課題があった。

【００２６】そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなさ
れたものであって、読み取り速度の高速化が光学的な制
限を受けることのないイメージセンサ駆動装置およびお
よび当該イメージセンサ駆動装置を用いた画像読取装置
を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明は、略同一方向に所定間隔で配列さ
れるとともに異なる色フィルタを備えており、入力光に
応じて電荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、各電荷蓄
積手段に対応して設けられており、該電荷蓄積手段に蓄
積された電荷を転送する複数の転送手段とを有するリニ
ア・イメージセンサからの電荷読み出しを制御する駆動
パルスを生成するイメージセンサ駆動装置において、前
記複数の電荷蓄積手段からの出力電荷の各位相を制御し
て、原稿画像に対して前記リニア・イメージセンサを用
いた光学的縮小読み取りを行わせるものを提供する。

【００２８】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記複数の電荷蓄積手段のいずれかから対応する転
送手段への電荷転送を制御するための第１のシフト・パ
ルスと、他の電荷蓄積手段から対応する転送手段への電
荷転送を制御するための、前記第１のシフト・パルスと
は異なる位相の第２のシフト・パルスを用いて前記リニ
ア・イメージセンサからの電荷読み出しを制御すること
で前記光学的縮小読み取りを行わせるイメージセンサ駆
動装置を提供する。

【００２９】また、請求項３の発明は、請求項２におい
て、前記異なる位相は逆相であり、いずれか一方の位相
は前記リニア・イメージセンサからの前記出力電荷に基
づいて画像処理を行う装置の同期信号と同相であるイメ
ージセンサ駆動装置を提供する。

【００３０】また、請求項４の発明は、略同一方向に所
定間隔で配列されるとともに異なる色フィルタを備えて
おり、入力光に応じて電荷を蓄積する複数の電荷蓄積手
段と、各電荷蓄積手段に対応して設けられており、該電
荷蓄積手段に蓄積された電荷を転送する複数の転送手段
とを有するリニア・イメージセンサと、前記リニア・イ
メージセンサからの電荷読み出しを制御する駆動パルス
を生成するイメージセンサ駆動手段とを備えた画像読取
装置において、前記イメージセンサ駆動手段は、前記複
数の電荷蓄積手段からの出力電荷の各位相を制御して、
原稿画像に対して前記リニア・イメージセンサを用いた
光学的縮小読み取りを行わせるものを提供する。

【００３１】また、請求項５の発明は、請求項４におい
て、前記イメージセンサ駆動手段は、前記複数の電荷蓄
積手段のいずれかから対応する転送手段への電荷転送を
制御するための第１のシフト・パルスと、他の電荷蓄積
手段から対応する転送手段への電荷転送を制御するため
の、前記第１のシフト・パルスとは異なる位相の第２の
シフト・パルスを用いて前記リニア・イメージセンサか
らの電荷読み出しを制御することで前記光学的縮小読み
取りを行わせる画像読取装置を提供する。

【００３２】また、請求項６の発明は、請求項５におい
て、前記異なる位相は逆相であり、いずれか一方の位相
は前記リニア・イメージセンサからの前記出力電荷に基
づいて画像処理を行うための同期信号と同相である画像
読取装置を提供する。

【００３３】

【作用】上記した構成によれば、原稿画像を走査しなが
ら縮小画像を得るためのリニア・イメージセンサ内の各
電荷蓄積手段からの出力電荷の位相を別々に制御するこ
とができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３５】図１は、本発明に係る画像処理装置に用い
られるリニア・イメージセンサの駆動タイミングの一実
施の形態を示すタイミング・チャートである。図１は、
説明を容易とするために、等倍読み取り時に４ライン間
隔のＲＧＢライン・オフセットを有する画像読取装置に
おける最大光学的縮小時（１／８倍）での駆動タイミン
グを示している。

【００３６】また、本実施の形態においても、図３〜図
６を参照して既に説明した装置の構成要素と同一のもの
が使用されるが、これら従来要素と異なるのは図５中に
２０３を付したＣＣＤ駆動回路からのシフト・パルスの
位相関係である。

【００３７】具体的には、図１（Ａ）に示したＲ色のシ
フト・パルスＳＨｒおよび同（Ｃ）に示したＢ色のシフ
ト・パルスＳＨｂが共に従来と同様に画像処理装置の同
期信号ＨＳＹＮＣと同位相であるのに対して、図１
（Ｂ）に示したＧ色のシフト・パルスＳＨｇはこれらと
は異なる位相とされている。すなわち、図示の通り１／
２周期（Ｔｎ／２）遅延させてある。

【００３８】上記位相関係によりリニア・イメージセン
サにおける蓄積時間に位相差が設定され、これにより、
シフト・パルスＳＨｇを用いた電荷蓄積部１０１ｇから
シフトレジスタ１０３ｇへのＧ色画像データ（電荷量）
の転送が、電荷蓄積部１０１ｒ，１０１ｇからシフトレ
ジスタ１０３ｒ，１０３ｇへのＲおよびＢ色画像データ
（電荷量）の転送に対してＴｎ／２分遅延する。各シフ
トレジスタ１０３ｒ，１０３ｇ，１０３ｇから各出力バ
ッファ６０，６１，６２への読み出しは従来と同一タイ
ミングの転送クロックФｒ，Фｇ，Фｂにしたがって行
われ、各出力バッファ６０，６１，６２からの出力は従
来と同一タイミングのリセット・パルスＲＳにしたがっ
て行われる（図６参照）。

【００３９】その結果、図１（Ｅ）に示したＲ色とＢ色
の画像データ・ラインに対し、図１（Ｆ）に示したＧ色
の画像データ・ラインは１／２周期（Ｔｎ／２）遅れて
出力される。したがって、Ａ／Ｄコンバータ２０２から
出力される原稿画像データとしてはＲｎ、Ｇｎ−１、Ｂ
ｎ−１（Ｒｎ＋１、Ｇｎ、ＢｎあるいはＲｎ＋２、Ｇｎ
＋１、Ｂｎ＋１）のオフセットが生じ、当該オフセット
が生じた状態でオフセットＲＡＭ２４０に書き込まれる
ことになる。

【００４０】この様に等倍読み取り時に４ライン間隔の
ＲＧＢライン・オフセットを有する場合、従来の駆動タ
イミングでは光学的最大縮小画像は１／４倍までの縮小
率のものに限られていたのに対し、本発明に係る駆動タ
イミングを用いた画像読取装置によれば、色ずれを生じ
ることなく、１／８倍までの縮小率で光学的に読み取る
ことが可能となり、これにより走査速度の高速化を実現
することが出来る。

【００４１】図２は本発明に係る画像処理装置における
光学的最大縮小時の画像データの一例を示す説明図であ
り、上記効果を明瞭に示すものである。

【００４２】図２は等倍時に４ライン間隔のライン・オ
フセットＬ１を持つ画像読み取り装置を一例として示し
ており、当該オフセットＬ１における光学的最大縮小画
像が、本発明により１／８倍までの縮小率に改善され得
ることを表している。

【００４３】本実施の形態では、説明の便宜上、等倍時
の読み取りライン・オフセットが４ラインのイメージセ
ンサについて説明したが、あらゆるライン・オフセット
を持つ光学系において本発明を効果的に適用することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係るイメージセンサ駆動装置お
よび画像読取装置によれば、原稿画像を走査しながら縮
小画像を得るためのリニア・イメージセンサ内の各電荷
蓄積手段からの出力電荷の位相を別々に制御することで
各電荷蓄積手段からの異なる色信号等による色ずれを防
ぐことができるので、光学的最大縮小読取り時の光学系
の走査速度を改善することが可能であり、結果として縮
小読み取り時における画像読み取りの高速化が図れると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置に用いられるリニア
・イメージセンサの駆動タイミングの一実施の形態を示
すタイミング・チャートである。

【図２】本発明に係る画像処理装置における光学的最大
縮小時の画像データの一例を示す説明図である。

【図３】１：２光学系を備えた画像読取装置の一従来例
の概略構成を示す二面図である。

【図４】１：２光学系における読み取り原稿とリニア・
イメージセンサの光学的結像例を模式的に示す説明図で
ある。

【図５】本発明を適用可能な画像読取装置が備える画像
読み取り処理のための電気回路の一例を示すブロック図
である。

【図６】本発明を適用可能な画像読取装置に用いられる
リニア・イメージセンサの概略構成例を簡易的に示す回
路図である。

【図７】本発明を適用可能な画像読取装置に用いられる
リニア・イメージセンサの駆動タイミングの従来例を表
すタイミング・チャートである。

【図８】従来の画像読取装置における光学的最大縮小時
の画像データの一例を示す説明図である。

【符号の説明】

６０，６１，６２出力バッファ１０１ｒ，１０１ｇ，１０１ｂ電荷蓄積部１０２ｒ，１０２ｇ，１０２ｂシフトゲート１０３ｒ，１０３ｇ，１０３ｂシフトレジスタ２０３ＣＣＤ駆動回路ＳＨｒ，ＳＨｇ，ＳＨｂシフト・パルス Фｒ，Фｇ，Фｂ転送クロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB10 BA10 DB01 FA08 GC08 5C051 AA01 BA03 DA03 DB01 DB09 DB12 DB23 DE02 DE15 DE19 DE22 5C072 AA01 BA03 BA09 DA09 EA05 FB19 FB23 FB27 QA10 QA17 UA06 UA14 UA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略同一方向に所定間隔で配列されるとと
もに異なる色フィルタを備えており、入力光に応じて電
荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、各電荷蓄積手段に
対応して設けられており、該電荷蓄積手段に蓄積された
電荷を転送する複数の転送手段とを有するリニア・イメ
ージセンサからの電荷読み出しを制御する駆動パルスを
生成するイメージセンサ駆動装置において、前記複数の
電荷蓄積手段からの出力電荷の各位相を制御して、原稿
画像に対して前記リニア・イメージセンサを用いた光学
的縮小読み取りを行わせることを特徴とするイメージセ
ンサ駆動装置。
【請求項２】請求項１において、前記複数の電荷蓄積手段のいずれかから対応する転送手
段への電荷転送を制御するための第１のシフト・パルス
と、他の電荷蓄積手段から対応する転送手段への電荷転
送を制御するための、前記第１のシフト・パルスとは異
なる位相の第２のシフト・パルスを用いて前記リニア・
イメージセンサからの電荷読み出しを制御することで前
記光学的縮小読み取りを行わせることを特徴とするイメ
ージセンサ駆動装置。
【請求項３】請求項２において、前記異なる位相は逆相であり、いずれか一方の位相は前
記リニア・イメージセンサからの前記出力電荷に基づい
て画像処理を行う装置の同期信号と同相であることを特
徴とするイメージセンサ駆動装置。
【請求項４】略同一方向に所定間隔で配列されるとと
もに異なる色フィルタを備えており、入力光に応じて電
荷を蓄積する複数の電荷蓄積手段と、各電荷蓄積手段に
対応して設けられており、該電荷蓄積手段に蓄積された
電荷を転送する複数の転送手段とを有するリニア・イメ
ージセンサと、前記リニア・イメージセンサからの電荷読み出しを制御
する駆動パルスを生成するイメージセンサ駆動手段とを
備えた画像読取装置において、前記イメージセンサ駆動手段は、前記複数の電荷蓄積手
段からの出力電荷の各位相を制御して、原稿画像に対し
て前記リニア・イメージセンサを用いた光学的縮小読み
取りを行わせることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】請求項４において、前記イメージセンサ駆動手段は、前記複数の電荷蓄積手
段のいずれかから対応する転送手段への電荷転送を制御
するための第１のシフト・パルスと、他の電荷蓄積手段
から対応する転送手段への電荷転送を制御するための、
前記第１のシフト・パルスとは異なる位相の第２のシフ
ト・パルスを用いて前記リニア・イメージセンサからの
電荷読み出しを制御することで前記光学的縮小読み取り
を行わせることを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】請求項５において、前記異なる位相は逆相であり、いずれか一方の位相は前
記リニア・イメージセンサからの前記出力電荷に基づい
て画像処理を行うための同期信号と同相であることを特
徴とする画像読取装置。