JP2003244396A - 固体撮像素子の駆動方法および装置 - Google Patents

固体撮像素子の駆動方法および装置

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JP2003244396A
JP2003244396A JP2002043851A JP2002043851A JP2003244396A JP 2003244396 A JP2003244396 A JP 2003244396A JP 2002043851 A JP2002043851 A JP 2002043851A JP 2002043851 A JP2002043851 A JP 2002043851A JP 2003244396 A JP2003244396 A JP 2003244396A
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pulse signal
solid
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timing
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JP2002043851A
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Naoshi Matsushita
直志 松下
Takuro Uchimura
卓郎 内村
Koichiro Shichida
浩一郎 七田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2系統以上の出力部を有する固体撮像素子に
ついて、それぞれの出力値を個別に制御するための回路
等を設けることなく、各出力値が一致し同期のとれた出
力を出すことのできる固体撮像素子の駆動方法および装
置を提供する。 【解決手段】 出力特性の異なる2系統以上の固体撮像
素子を駆動する際に、各固体撮像素子に対して同期した
タイミングの読み出しパルス信号Pa,Pb,Pcを生
成するとともに、読み出しパルス信号Pa,Pb,Pc
の周期の間に、読み出しパルス信号Pa,Pb,Pcま
での時間が各固体撮像素子における光の透過率に比例し
た時間となるタイミングの蓄積スタートパルス信号P
a’,Pb’,Pc’を生成し、蓄積スタートパルス信
号Pa’,Pb’,Pc’によって読み出された出力信
号は無視し、読み出しパルス信号Pa,Pb,Pcによ
って読み出された出力信号のみを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2系統以上の固体
撮像素子を用いた画像読み取り装置における固体撮像素
子の駆動方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機やファクシミリ、イメージスキャ
ナなどの画像読み取り装置には、従来の機械的な光学ス
キャンに代わって、近年では固体撮像素子、特にCCD
(電荷結合素子)リニアアレイを用いたリニアセンサが
主流になっている。
【0003】CCDリニアセンサは、受光素子である電
荷結合素子を高密度で一列に並べることにより画像を高
分解能で撮像できること、高速なCPU(中央処理装
置)の開発により高速なスキャン速度で画像の読み込み
が可能になったこと、機械駆動部品がないので振動や衝
撃に強いこと、など多くの特長を有している。
【0004】ファクシミリやモノクロのスキャナでは、
1個のCCDリニアセンサが用いられるが、カラースキ
ャナにおいては、2系統以上、特にフルカラーではR
(赤),G(緑),B(青)の3系統のCCDリニアセ
ンサが用いられる。この2系統以上のCCDリニアセン
サでの問題は、各CCDリニアセンサ間の感度が異なる
ことである。
【0005】例えばR,G,Bの3つのCCDリニアセ
ンサを用いたカラーリニアイメージセンサでは、3つの
CCDリニアセンサにR,G,Bのカラーフィルタを設
け、色分解と読み取りを同時に行う。
【0006】図3は、RGBの3出力を有するリニアセ
ンサの構成例を示す。本構成例では、リニアセンサは赤
色を読み取るRリニアセンサ1と、緑色を読み取るGリ
ニアセンサ2と、青色を読み取るBリニアセンサ3から
なる。各リニアセンサ1〜3はそれぞれRセンサ列1
a,Gセンサ列2a,Bセンサ列3aと、リードアウト
ゲート1b,2b,3bと、アナログシフトレジスタ1
c,2c,3cと、出力端子1d,2d,3dを有して
いる。RGBの出力信号は、それぞれのリードアウトゲ
ート1b,2b,3bに読み出しパルス信号が印加され
たタイミングで、アナログシフトレジスタ1c,2c,
3cへ読み出され、端子1d,2d,3dへ出力され
る。
【0007】このとき、3つのCCDリニアセンサの特
性が同じであっても、R,G,Bのフィルタを介した場
合の各CCDリニアセンサは色毎に感度が異なる。すな
わち、白色光源により白色原稿を読み取ったときのR,
G,Bの出力レベルがそれぞれ相違するのである。この
ことについて、具体的に説明する。
【0008】図4に、各リニアセンサのリードアウトゲ
ート1b,2b,3bに印加するパルス信号(φRO
G)と出力信号の関係を示す。図4(a)において、出
力信号SRは、同期パルス信号Pから読み取りパルス信
号Paの間に蓄積され、読み取りパルス信号Paのタイ
ミングで出力される。同様に、図4(b),(c)に示
すように、出力信号SG,SBは読み取りパルス信号P
b,Pcのタイミングで出力される。読み取りパルス信
号Pa,Pb,Pcが同じタイミングであり、出力信号
R,SG、SBは同期が取れているが、R/G/Bのフ
ィルタでは光の透過率が異なるため、出力信号SR
G、SBの出力値は一致しない。例えば、一つの測定例
では、R:G:B=0.5:1:0.7である。このレ
ベル差を補正しなければその後の色処理がうまくいか
ず、原稿のカラーが再現できない。
【0009】そこで、各CCDリニアセンサの出力段に
アンプを設け、各アンプの増幅度を変えて補正する方法
がある。しかし、各CCDリニアセンサ毎に1つずつ、
合計3つのアンプが必要となり、部品点数が増加すると
いう問題がある。
【0010】この問題を解決する手法として、読み取り
パルスのタイミングをR,G,Bで変える方法がある。
図5はその一例を示すものであり、光の透過率に比例し
たタイミングに読み取りパルス信号Pa,Pb,Pcを
設定することにより、出力値の一致した信号S R,SG
Bが得られるが、読み取りパルス信号Pa,Pb,P
cのタイミングが異なるため、SR,SG、SBの同期は
取れない。
【0011】特開平11−215315号公報には、C
CDリニアセンサが各色毎に電荷蓄積量が異なることに
着目し、各色について最適電荷蓄積量を設定し、受光素
子側に設けた電子シャッタのオープン時間を各色毎に設
定することにより、3色の光源の光量調整を行うように
した画像読み取り装置が開示されている。この電子シャ
ッタを設けることにより、各CCDリニアセンサ毎の出
力補正用アンプを不要としている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前掲の
特開平11−215315号公報に開示された装置にお
いては、各色毎に電子シャッタのオープン時間を制御し
なければならないため、制御回路が複雑となり、回路上
に占める素子サイズも大きくなる。本発明が解決しよう
とする課題は、2系統以上の出力部を有する固体撮像素
子について、それぞれの出力値を個別に制御するための
回路等を設けることなく、各出力値が一致し且つ同期の
とれた出力を出すことのできる固体撮像素子の駆動方法
および装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、出力特性の異なる2系統以上の固体撮像
素子を駆動する方法において、各固体撮像素子に対して
同期したタイミングの読み出しパルス信号を生成すると
ともに、前記読み出しパルス信号の周期の間に、前記読
み出しパルス信号までの時間が各固体撮像素子における
光の透過率に比例した時間となるタイミングの蓄積スタ
ートパルス信号を生成するステップと、前記蓄積スター
トパルス信号によって読み出された出力信号は無視し、
前記読み出しパルス信号によって読み出された出力信号
のみを出力するステップとを含むものである。また、本
発明は、出力特性の異なる2系統以上の固体撮像素子の
駆動装置において、各固体撮像素子に対して同期したタ
イミングの読み出しパルス信号を生成する手段と、前記
読み出しパルス信号の周期の間に、前記読み出しパルス
信号までの時間が各固体撮像素子における光の透過率に
比例した時間となるタイミングの蓄積スタートパルス信
号を生成する手段と、前記蓄積スタートパルス信号によ
って読み出された出力信号は無視し、前記読み出しパル
ス信号によって読み出された出力信号のみを出力する手
段とを備えたものである。本発明においては、各固体撮
像素子における光の透過率に比例したタイミングで読み
出しパルス信号を生成するので、各固体撮像素子の出力
信号値が一致し、且つ読み出しパルス信号が各固体撮像
素子間で同期しているため、各出力信号も同期すること
になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明の固体撮像素子を適用した画
像読取装置の構成例を示すブロック図である。この画像
読取装置は、原稿11の画像をR,G,Bのリニアセン
サ1,2,3に集光するレンズ12、リニアセンサ1,
2,3からのRGBの出力信号を処理して2値化する画
像処理回路13、スタートストップ用のラインバッファ
14、外部機器と外部オプション機器との通信に用いる
インターフェイス回路15、ラインバッファ14を各色
毎に制御を行うラインバッファ制御回路16、これらの
制御を行うCPU17、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)18、および予め制御の処理手順を格納したROM
(リードオンリメモリ)19よりなる。
【0015】図2(a),(b),(c)は、本発明に
係るR,G,BのCCDリニアセンサの駆動方法を示す
タイミングチャートである。各CCDリニアセンサは、
それぞれ2つの読み出しパルス信号を1組として駆動さ
れる。図2(a)に示すように、Rリニアセンサ1の出
力信号SRは、蓄積スタートパルス信号Pa’から読み
取りパルス信号Paの間(TR)に蓄積され、読み取り
パルス信号Paのタイミングで出力される。同様に、G
リニアセンサ2の出力信号SGは、図2(b)に示すよ
うに、蓄積スタートパルス信号Pb’から読み取りパル
ス信号Pbの間(TG)に蓄積され、読み取りパルス信
号Pbのタイミングで出力される。Bリニアセンサ3の
出力信号SBは、図2(c)に示すように、蓄積スター
トパルス信号Pc’から読み取りパルス信号Pcの間
(TB)に蓄積され、読み取りパルス信号Pcのタイミ
ングで出力される。蓄積スタートパルス信号Pa’,P
b’,Pc’を出す時点から読み取りパルス信号Pa,
Pb,Pcを出す時点までのタイミングTR、TG、TB
を、各リニアセンサにおける光の透過率に比例したタイ
ミングに設定することにより、出力値の一致した出力信
号SR,SG,SBが得られる。しかも、読み取りパルス
信号Pa,Pb,Pcが同じタイミングであるため、出
力信号SR,SG,SBの同期も取れる。
【0016】このとき、同期パルス信号Pまたは読み取
りパルス信号Pa,Pb,Pcが印加されたあと、蓄積
スタートパルス信号Pa’,Pb’,Pc’までの間に
もCCDリニアセンサに電荷は蓄積されるが、蓄積スタ
ートパルス信号Pa’,Pb’,Pc’のタイミングで
出力される出力信号SR’,SG’,SB’は無視し、読
み取りパルス信号Pa,Pb,Pcのタイミングで出力
される出力信号SR,SG,SBのみを読み取り信号とし
て扱う。
【0017】このような、CCDリニアセンサの出力端
子から出力される出力信号を、読み取りパルス信号P
a,Pb,Pcと蓄積スタートパルス信号Pa’,P
b’,Pc’とで交互に取り出す手段としては、フリッ
プフロップのようなスイッチング回路をゲートとして用
いるハードウエアによる手段や、同期パルスP(Pa,
Pb,Pc)からの時間に基づいて出力信号を識別する
ソフトウエアによる手段が考えられる。
【0018】以上のように、各色のCCDリニアセンサ
について、異なる読み出しタイミングを組み合わせた駆
動方法を用いることで、各出力値の一致した且つ同期の
取れた出力信号を得ることが可能となる。
【0019】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、出力
特性の異なる2系統以上の固体撮像素子に対して同期し
たタイミングの読み出しパルス信号を生成するととも
に、読み出しパルス信号の周期の間に、読み出しパルス
信号までの時間が各固体撮像素子における光の透過率に
比例した時間となるタイミングの蓄積スタートパルス信
号を生成し、蓄積スタートパルス信号によって読み出さ
れた出力信号は無視し、読み出しパルス信号によって読
み出された出力信号のみを出力することで、各出力値が
一致し且つ同期のとれた出力信号を得ることができる。
本発明においては、出力値を揃えるための制御回路を別
に必要としないため、素子構造の簡略化と素子サイズの
小型化が可能となる。また、各出力値の一致した且つ同
期のとれた出力信号が得られることにより、固体撮像素
子の合否判定試験において、試験時間の短縮が可能とな
り、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の固体撮像素子を適用した画像読取装
置の構成例を示すブロック図である。
【図2】 (a),(b),(c)は、本発明の実施形
態に係るR,G,Bのリニアセンサの駆動方法を示すタ
イミングチャートである。
【図3】 RGBの3出力を有するリニアセンサの構成
例を示す説明図である。
【図4】 従来技術における各リニアセンサのリードア
ウトゲートに印加するパルス信号と出力信号の関係を示
すタイミングチャートである。
【図5】 読み取りパルスのタイミングを変える従来方
法の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 Rリニアセンサ 2 Gリニアセンサ 3 Bリニアセンサ 11 原稿 12 レンズ 13 画像処理回路 14 ラインバッファ 15 インターフェイス回路 16 ラインバッファ制御回路 17 CPU 18 RAM 19 ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 七田 浩一郎 福岡県福岡市早良区百道浜2丁目3番2号 ソニーセミコンダクタ九州株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA06 AB01 BA11 FA08 FA31 GC07 5C024 CX51 EX17 GZ41 HX02 HX15 JX41 5C051 AA01 BA03 DB01 DB11 DB33 DE02 EA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力特性の異なる2系統以上の固体撮像
    素子を駆動する方法において、 各固体撮像素子に対して同期したタイミングの読み出し
    パルス信号を生成するとともに、前記読み出しパルス信
    号の周期の間に、前記読み出しパルス信号までの時間が
    各固体撮像素子における光の透過率に比例した時間とな
    るタイミングの蓄積スタートパルス信号を生成するステ
    ップと、 前記蓄積スタートパルス信号によって読み出された出力
    信号は無視し、前記読み出しパルス信号によって読み出
    された出力信号のみを出力するステップとを含む固体撮
    像素子の駆動方法。
  2. 【請求項2】 出力特性の異なる2系統以上の固体撮像
    素子の駆動装置において、 各固体撮像素子に対して同期したタイミングの読み出し
    パルス信号を生成する手段と、 前記読み出しパルス信号の周期の間に、前記読み出しパ
    ルス信号までの時間が各固体撮像素子における光の透過
    率に比例した時間となるタイミングの蓄積スタートパル
    ス信号を生成する手段と、 前記蓄積スタートパルス信号によって読み出された出力
    信号は無視し、前記読み出しパルス信号によって読み出
    された出力信号のみを出力する手段とを備えたことを特
    徴とする固体撮像素子の駆動装置。
JP2002043851A 2002-02-20 2002-02-20 固体撮像素子の駆動方法および装置 Pending JP2003244396A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7750278B2 (en) 2006-02-09 2010-07-06 Sony Corporation Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device and camera

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7750278B2 (en) 2006-02-09 2010-07-06 Sony Corporation Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device and camera

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Legal Events

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Effective date: 20040817