JP2005167296A

JP2005167296A - Solid-state image pickup element and image reading device employing the same

Info

Publication number: JP2005167296A
Application number: JP2002312201A
Authority: JP
Inventors: Izumi Takashima; 泉高島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2005-06-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup element capable of high-speed monochrome reading while performing low-speed high-gradation color reading. <P>SOLUTION: The solid-state image pickup element is configured by providing first photoelectric converting element rows 11R, 11G and 11B each converting an optical image composed of a plurality of color components into electric charge for each color component; first output means 12a-12f for transferring the electric charge converted by these for each color component; a second photoelectric converting element row 21 for converting the optical image into the electric charge of monochrome component; and second output means 22a-22d each having output channels whose number is larger than the number of output channels for one color component in each output mean 12a-12f, and transferring the electric charge converted by the row 21. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿に描かれている画像をイメージデータとして読み取る固体撮像素子およびこれを備えた画像読取装置に係わり、特に原稿上の画像をカラーデータとして読み取る場合（以下、カラー読み取りと称す）と白黒データとして読み取る場合（以下、白黒読み取りと称す）との両方に対応可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やスキャナ装置等の画像読取装置は、カラー読み取りと白黒読み取りとの両方に対応可能なものが一般的になっている。このようなカラー／白黒対応の画像読取装置では、原稿からイメージデータを読み取る固体撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)型あるいはＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor)型などのセンサにおいて直線状に複数配列されている光電変換素子列上に、色フィルタをオンチップにて形成するか若しくは貼り合わせた構造のものを多く用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような固体撮像素子を用いるのにあたって、画像読取装置では、原稿を照射する照明の光量やレンズの明るさ等に制約があると、通常、読み取り速度を下げることで、高品位の読み取り画質を実現するようになっている。これは、光電変換素子列上に色フィルタが設けられていると、この色フィルタにおける分光／透過特性によって、光電変換素子への入光エネルギーが色フィルタの無い場合に比べて１／３〜１／１０に減少してしまうので、読み取り速度を下げることで十分なセンサ露光量を確保するためである。
したがって、上述の固体撮像素子を用いた場合には、カラー読み取りではなく白黒読み取りを行う場合であっても低速で行われることとなり、結果として、色フィルタの無い白黒専用の固体撮像素子を用いた場合に比べて、読み取り生産性が低下してしまう。
【０００４】
また、白黒読み取りを行う場合には、一般に、カラー読み取りに比べて高解像度が要求される。これは、白黒画像は文字や線図等を表示するものが多く、これらを明瞭に読み取るためには高解像度が必要となるからである。
ところが、上述の固体撮像素子では、白黒読み取りをカラー読み取りと同等の解像度でしか行うことができず、高解像度での白黒読み取りに対応することができない。
【０００５】
これらの問題を解決するために、色フィルタを有したカラー読み取り用の固体撮像素子とは別に、色フィルタを有していない白黒読み取り用の固体撮像素子を設けることも考えられるが、高速読み取りと高解像度読み取りとは互いに相反する事項であるため、単にカラー読み取り用の固体撮像素子とは別に白黒読み取り用の固体撮像素子を設けただけでは、高速読み取りと高解像度読み取りとを両立することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、「カラーの低速高階調読み取り」を実現しつつ、「白黒の高解像度読み取り」と「白黒の高速読み取り」との両立を可能とするために、「カラーの低速読み取り」と「白黒の高速読み取り」を可能にする固体撮像素子およびこれを備えた画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された固体撮像素子で、原稿の光学像を受光して電荷に変換する光電変換素子を複数有しこれら光電変換素子により複数の色成分からなる光学像を各色成分毎の電荷に変換する第１光電変換素子列と、前記複数の色成分に対応して個別に設けられた出力チャネルを有しその出力チャネルにより前記第１光電変換素子列が変換した電荷を各色成分毎に出力する第１出力手段と、複数の光電変換素子を有しこれら光電変換素子により原稿からの光学像を白黒成分の電荷に変換する第２光電変換素子列と、前記第１出力手段における１つの色成分あたりの出力チャネル数よりも多くの出力チャネルを有しその出力チャネルにより前記第２光電変換素子列が変換した電荷を出力する第２出力手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の固体撮像素子によれば、第１光電変換素子列は原稿からの光学像を各色成分毎の電荷に変換し、第２光電変換素子列は原稿からの光学像を白黒成分の電荷に変換する。
このとき、第２光電変換素子列によって変換された電荷は、第２出力手段によって出力される。この第２出力手段は、第１出力手段での１つの色成分あたりの出力チャネル数よりも多くの出力チャネルを有している。したがって、例えば第２光電変換素子列が第１光電変換素子列よりも高い解像度で原稿の光学像を電荷に変換しても、多くの出力チャネルにより出力されるので、その出力に多くの時間を要することなく、高速出力への対応が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係わる固体撮像素子および画像読取装置について説明する。
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
ここでは、請求項１記載の発明に係わる固体撮像素子について説明する。
本実施の形態の固体撮像素子は、図１に示すように、カラー読み取りを行うカラーセンサ１０と、白黒読み取りを行う白黒センサ２０との両方を備えてなるものである。
【００１１】
カラーセンサ１０は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色成分に対応する３つの光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを線順次に並べるとともに、各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの両側に出力チャネル１２ａ〜１２ｆをそれぞれ配置して、並列駆動で高速性を確保したことを特徴とする、３ライン構成のものである。
【００１２】
各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、直線状に配列された複数の光電変換素子と、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの色成分のみを通過させる色フィルタとからなるものであり、原稿への照射によって得られたＲ，Ｇ，Ｂの各色成分からなる光学像を受光して、これをＲ，Ｇ，Ｂの各色成分毎の電荷に変換するものである。すなわち、光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、本発明における第１光電変換素子列として機能するものである。なお、各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、例えばＡ３サイズで400spi（Scan Per Inch)の読み取り解像度に相当するピッチ（よって各光電変換素子数は5000弱となる）で、光電変換素子が配列されているものとする。
【００１３】
出力チャネル１２ａ〜１２ｆは、各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが変換した電荷を各色成分毎に転送するものである。すなわち、出力チャネル１２ａ〜１２ｆは、本発明における第１出力手段として機能するものである。なお、各出力チャネル１２ａ〜１２ｆに転送された電荷は、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１３によって電圧変換や増幅等が行われた後に、カラーセンサ１０の後段に接続される図示しない処理回路に対して出力されるようになっている。
【００１４】
一方、白黒センサ２０は、１つの光電変換素子列２１と、この光電変換素子列２１の両側に振り分けて配置された４本の出力チャネル２２ａ〜２２ｄとを有するものである。
【００１５】
光電変換素子列２１は、原稿への照射によって得られる光学像を受光してこれを電荷に変換する光電変換素子が複数配列されたものであるが、カラーセンサ１０の場合とは異なり、色フィルタが設けられておらず、また配列ピッチがＡ３サイズで600spiの読み取り解像度相当（よって光電変換素子数は7500弱となる）となっている。すなわち、光電変換素子列２１は、原稿からの光学像を白黒成分の電荷に変換するもので、本発明における第２光電変換素子列として機能するものである。
【００１６】
出力チャネル２２ａ〜２２ｄは、光電変換素子列２１が変換した電荷を転送するものであるとともに、その数がカラーセンサ１０における１色あたりの出力チャネル数（２本）よりも多く、１つの光電変換素子列２１に対して４本のものが設けられているものである。すなわち、出力チャネル２２ａ〜２２ｄは、本発明における第２出力手段として機能するものである。なお、各出力チャネル２２ａ〜２２ｄに転送された電荷は、カラーセンサ１０における場合と同様に、例えばフローティング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷電圧変換部１３を介して、白黒センサ２０の後段の処理回路に対して出力されるようになっている。
【００１７】
なお、カラーセンサ１０および白黒センサ２０の後段に接続される処理回路では、カラーセンサ１０の出力チャネル１２ａ〜１２ｆからの出力か、あるいは白黒センサ２０の出力チャネル２２ａ〜２２ｄからの出力かに応じて、処理回路での処理速度を相違させることも可能であるが、この固体撮像素子を搭載する画像読取装置全体の回路を簡素化するために、その処理速度を同一に固定することが好ましい。
【００１８】
次に、このような構成の固体撮像素子を用いて、カラー読み取りあるいは白黒読み取りを行う場合について説明する。
【００１９】
カラー読み取りを行う場合に、カラーセンサ１０は、原稿からの光学像を各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで受光して電荷に変換する。そして、変換された電荷を各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに対応する出力チャネル１２ａ〜１２ｆで転送し、電荷電圧変換部１３で電圧信号に変換して処理回路へ出力する。その後、処理回路は、出力された電圧信号にシェーディング補正やギャップ補正等の処理を行って、これをカラーイメージデータとする。
【００２０】
これに対し、白黒読み取りを行う場合には、カラーセンサ１０ではなく、白黒センサ２０により行う。この切り替えは、固体撮像素子の上位回路、例えばこの固体撮像素子を搭載する画像読取装置の制御部からの指示に従って行えばよい。白黒センサ２０では、原稿からの光学像を受光すると、光電変換素子列２１がこれを電荷に変換し、さらには出力チャネル２２ａ〜２２ｄがその電荷の転送を行って電荷電圧変換部で電圧信号に変換し、処理回路へ出力して、これを白黒イメージデータとする。
【００２１】
このとき、光電変換素子列２１は600spi相当の解像度で電荷の変換を行うので、白黒センサ２０では、カラーセンサ１０による読み取りの場合（400spi相当）に比べて、転送する電荷データの数が多くなる。そのため、カラーセンサ１０の場合と同等の時間で電荷の転送を完了しようとすると、白黒センサ２０は、主走査方向および副走査方向共にカラーセンサ１０の場合の1.5 倍、すなわち 1.5×1.5 ＝2.25倍の電荷転送能力が必要となる。
【００２２】
ところが、白黒センサ２０には、１つの光電変換素子列２１に対して４本の出力チャネル２２ａ〜２２ｄが設けられており、その数がカラーセンサ１０における１色あたりの出力チャネル数よりも多くなっている。したがって、白黒センサ２０は、カラーセンサ１０よりも高い電荷転送能力を有することとなり、電荷の高速出力への対応が可能となる。すなわち、白黒画像の読み取りを600spi相当の解像度で行った場合における読み取り生産性の低下を回避する。
【００２３】
具体的には、白黒センサ２０の１本の出力チャネルあたりの電荷転送速度を最大15MHz とすると、白黒センサ２０全体における電荷転送速度は、４本の出力チャネル２２ａ〜２２ｄのトータルで最大60MHz 相当となり、Ａ３サイズ原稿を600spiで読み取る場合であっても300mm/s 以上の高速読み取りを実現することが可能となる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態の固体撮像素子は、カラー読み取りを行うカラーセンサ１０と白黒読み取りを行う白黒センサ２０との両方を備えてなるとともに、白黒センサ２０の光電変換素子列２１における光電変換素子配列ピッチが、カラーセンサ１０における場合よりも細かくなっている。そのため、白黒センサ２０で白黒読み取りを行えば、カラーセンサ１０の場合よりも高い解像度が得られる。また、白黒センサ２０は、カラーセンサ１０での１つの色成分あたりの出力チャネル数よりも多くの数（４本）の出力チャネル２２ａ〜２２ｄを有しているので、高い解像度で原稿からの光学像を電荷に変換しても、その出力に多くの時間を要してしまうことなく、高速出力への対応が可能となる。
【００２５】
したがって、この固体撮像素子では、カラーセンサ１０でカラー読み取りを行い、白黒センサ２０で白黒読み取りを行うことで、「カラーの低速高階調読み取り」を実現しつつ、「白黒の高解像度読み取り」と「白黒の高速読み取り」とを両立することができるようになる。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
次に、請求項２記載の発明に係わる固体撮像素子について説明する。
本実施の形態の固体撮像素子は、図２に示すように、上述した第１の実施の形態の場合に加えて、白黒センサ２０に２つの出力チャネル２２ｅ，２２ｆが設けられており、結果として白黒センサ２０が６つの出力チャネル２２ａ〜２２ｆを有しているものである。これにより、この固体撮像素子では、カラーセンサ１０における出力チャネル１２ａ〜１２ｆの総数と、白黒センサ２０における出力チャネル２２ａ〜２２ｆの総数とが、同一となる。
【００２７】
したがって、本実施の形態の固体撮像素子では、これら６つの出力チャネル２２ａ〜２２ｆにより、白黒センサ２０における電荷の転送効率が第１の実施の形態における場合の1.5 倍となるので、結果として500mm/s 弱といった白黒画像の読み取り速度を実現することができ、より一層の高速読み取りが可能となる。
また、カラーセンサ１０と白黒センサ２０との出力チャネル総数が同一であるため、それぞれの後段に接続される処理回路を同一構成のものとすることができる。すなわち、カラーセンサ１０または白黒センサ２０からの出力を、同一構成の処理回路で処理することが可能となり、回路構成の複雑化を抑えることができるようになる。
【００２８】
〔第３の実施の形態〕
次に、請求項３記載の発明に係わる固体撮像素子について説明する。
本実施の形態の固体撮像素子は、図３に示すように、カラーセンサ１０ａと白黒センサ２０ａとの両方を備えてなるものであるが、上述した第１および第２の実施の形態の場合とは異なり、カラーセンサ１０ａにおける出力チャネル１２ａ〜１２ｃの総数と、白黒センサ２０ａにおける出力チャネル２２ａ〜２２ｃの総数とが、共に「３」となっている。
【００２９】
したがって、本実施の形態の固体撮像素子では、第２の実施の形態の場合と同様に、処理回路の構成の複雑化を抑えることができるのに加えて、カラーセンサ１０ａの各光電変換素子列１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの間の距離（ギャップ）が第２の実施の形態の場合よりも小さくなるので、カラー読み取りの際に副走査方向での色ずれの発生を軽減することが可能になるとともに、ギャップ補正に必要なメモリ容量を低減することが可能になる。
【００３０】
なお、このときの白黒センサ２０ａは、第１または第２の実施の形態の場合のように４本あるいは６本の出力チャネルを有するものであってもよい。この場合には、カラー画像読み取り時の副走査方向の色ずれ抑制や、ギャップ補正のためのメモリ容量低減を実現することができるとともに、白黒画像のさらなる高速読み取りに対応することが可能になる。
【００３１】
〔第４の実施の形態〕
次に、請求項４記載の発明に係わる固体撮像素子について説明する。
本実施の形態の固体撮像素子は、図４に示すように、カラーセンサ１０ｂと白黒センサ２０ｂとの両方を備えてなるものであるが、上述した第１〜第３の実施の形態の場合とは異なり、カラーセンサ１０ｂが点順次センサからなるものである。
【００３２】
すなわち、カラーセンサ１０ｂは、例えば図の左側からＲ，Ｇ，Ｂの順で各光電変換素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが点順次に繰り返して配列されている１つの光電変換素子列１４を有しており、さらにはその光電変換素子列１４の両側に各色１本ずつ（図の上側に１本、下側に２本）の出力チャネル１２ａ〜１２ｃが設けられたものである。
なお、光電変換素子列１４は、例えばＡ３サイズで各色400spiの読み取り解像度に相当するピッチ（よって各色素子数は5000弱となる）で光電変換素子が配列されているものとする。
【００３３】
一方、白黒センサ２０ｂは、光電変換素子列１４よりも解像度の高い光電変換素子列２１（光電変換素子の配置ピッチが素子列１４の２／３倍でＡ３サイズ600spiに相当するものとする。素子数は7500弱となる）の両側に、カラーセンサ１０ｂにおける１色あたりの出力チャネル数（１本）よりも多い２本の出力チャネル２２ａ〜２２ｂが振り分けて配置されたものである。これにより、白黒センサ２０ｂでは、高解像度読み取りと高速読み取りとの両立が可能になる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態の固体撮像素子では、「カラーの低速高階調読み取り」を実現しつつ、「白黒の高解像度読み取り」と「白黒の高速読み取り」とを両立できるのに加えて、カラーセンサ１０ｂが点順次センサからなるものであるため、第１〜第３の実施の形態のような３ライン構成の場合に問題となる副走査方向の色ずれ等が原理的に発生しない。したがって、この固体撮像素子は、詳細を後述するように、原稿送りの精度に限界があるＣＶＴ（Constant Velocity Transfer）方式の画像読取装置に用いて好適なものとなる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、白黒センサ２０ｂに２本の出力チャネル２２ａ〜２２ｂが設けられている場合について説明したが、例えば図５に示すように、４本の出力チャネル２２ａ〜２２ｄを設けた場合であっても実現可能であり、この場合には白黒読み取りのさらなる高速化に対応することが可能になる。
【００３６】
また、例えば図６に示すように、３本の出力チャネル２２ａ〜２２ｃを設けた場合であっても実現可能であり、この場合にはカラーセンサ１０ｂと白黒センサ２０ｂとの出力チャネルの総数とを共に「３」となるので、処理回路の構成の複雑化を抑えることができるようになる。
【００３７】
〔第５の実施の形態〕
次に、請求項５記載の発明に係わる固体撮像素子について説明する。
上述した第１〜第４の実施の形態における固体撮像素子は、カラー読み取りの出力と白黒読み取りの出力とを同時に使用する場合も、あるいは同時に使用しない場合もどちらも実現可能である。ただし、後者の場合には、カラー読み取りの出力と白黒読み取りの出力とを切り替えて使用することにより、これらの出力を１系統の信号処理系、すなわち同一の処理回路で処理することが可能となり、回路構成やコストの面から見て好ましい。
【００３８】
そこで、本実施の形態においては、図７に示すように、固体撮像素子と図示しない処理回路との間に選択回路３０ａ〜３０ｄを接続している。
ただし、図中における固体撮像素子は、第１の実施の形態で説明したものであり、カラーセンサ１０が全部で６本の出力チャネル１２ａ〜１２ｆを有し、白黒センサ２０が全部で４本の出力チャネル２２ａ〜２２ｄを有している。したがって、選択回路３０ａ〜３０ｄは、これらの間で重複する４チャネル分について設けられている。
【００３９】
選択回路３０ａ〜３０ｄは、それぞれが、２つの入力信号のうちのいずれか一方を出力信号とするものである。例えば、選択回路３０ａでは、カラーセンサ１０の出力チャネル１２ａから出力された Red出力▲１▼と、白黒センサ２０の出力チャネル２２ａから出力された白黒出力▲１▼とが入力されると、これらのうちのいずれか一方のみを処理回路へ出力する。
【００４０】
選択回路３０ａ〜３０ｄにおける出力信号の切り替えは、固体撮像素子の上位回路、例えばこの固体撮像素子を搭載する画像読取装置の制御部から与えられる選択信号に従って行えばよい。この選択信号としては、「Ｈ」で白黒出力を選択、「Ｌ」でカラー出力を選択といったものが考えられる。
【００４１】
選択回路３０ａ〜３０ｄを介さない２チャネル分（例えば、Blue出力▲１▼およびBlue出力▲２▼）についてはそのまま処理回路へ出力されるが、これは、カラー出力と白黒出力とを同時に使用するか否かに応じて、処理回路においてその処理を切り替えればよい。
【００４２】
このような選択回路３０ａ〜３０ｄを設けることにより、本実施の形態の固体撮像素子では、カラー読み取りの出力と白黒読み取りの出力とを同一の処理回路で処理することが可能となり、回路構成の複雑化を防ぎ、コストアップを抑えることができるようになる。
【００４３】
なお、ここでは、固体撮像素子が第１の実施の形態で説明したものである場合を例に挙げて説明したが、例えば固体撮像素子が第４の実施の形態によるものであれば、図８に示すように構成すればよい。すなわち、カラーセンサ１０ｂおよび白黒センサ２０ｂとの間で重複する３チャネル分に対応して３つの選択回路３０ａ〜３０ｃを接続すればよい。このように、固体撮像素子が有するカラー／白黒両センサの出力チャネル数が同一である場合には、選択回路３０ａ〜３０ｃやこれに続く処理回路の構成をさらに簡素化することができる。
【００４４】
また、選択回路３０ａ〜３０ｃは、図９に示すように、固体撮像素子に内蔵したものであってもよい。すなわち、選択回路３０ａ〜３０ｃは、請求項６記載の発明に係わる固体撮像素子のように、カラーセンサ１０ｂおよび白黒センサ２０ｂと一体に設けられているものであってもよい。この場合には、選択回路３０ａ〜３０ｃによる切り替え後に信号が出力されるので、固体撮像素子の出力ピンの数を削減できる。よって、固体撮像素子と処理回路との間の配線処理等を削減でき、回路構成の簡素化やコストアップの防止が確実に実現できるようになる。
【００４５】
〔第６の実施の形態〕
次に、請求項７記載の発明に係わる画像読取装置について説明する。
本実施の形態の画像読取装置は、上述した第１〜第５の実施の形態で説明したうちのいずれか一つの固体撮像素子を備えてなるものであり、図１０に示すように、固体撮像素子１を搭載したスキャナー部４０と、このスキャナー部４０の上方に設けられたＣＶＴ原稿送り部５０とから構成されるものである。
【００４６】
スキャナー部４０は、主走査方向に配置された固体撮像素子１の他に、副走査方向に所定速度で移動するフルレートキャリッジ４１と、フルレートキャリッジ４１の半分の速度で移動するハーフレートキャリッジ４２と、プラテンガラスＰ上の原稿を照射するランプ４３と、原稿からの反射光を固体撮像素子１に入射させるレンズ４４と、固体撮像素子１からの出力信号にシェーディング補正やギャップ補正等の処理を行う処理回路４５とを備えている。これにより、スキャナー部４０では、プラテンガラスＰ上に原稿が載置されると、フルレートキャリッジ４１、ハーフレートキャリッジ４２、ランプ４３およびレンズ４４からなる光学走査系によって、プラテンガラスＰ上の原稿を走査（スキャン）し、原稿からの光学像を固体撮像素子１の撮像面に入射させるようになっている。つまり、スキャナー部４０においては、固定された原稿を走査して画像の読み取りを行う、プラテンスキャン方式による読み取りが行われる。
【００４７】
一方、ＣＶＴ原稿送り部５０は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ;Automatic Document Feeder）等からなるものであり、フルレートキャリッジ４１、ハーフレートキャリッジ４２等の光学走査系を固定させた状態で、プラテンガラスＰ上にて読み取り対象となる原稿を一定速度で移動（図中、矢印Ｆ参照）させることにより、その原稿に描かれている画像をスキャナー部４０内の固体撮像素子１で読み取る、ＣＶＴ方式による読み取りを実現するためのものである。
【００４８】
このように構成された画像読取装置では、原稿からの画像の読み取りを、プラテンスキャン方式あるいはＣＶＴ方式のいずれかによって行う。プラテンスキャン方式とＣＶＴ方式との切り替えは、画像読取装置と接続するユーザインタフェース部（例えば操作パネル）等からの操作に従って行えばよい。また、読み取り対象となる原稿に対して、カラー読み取りを行うかあるいは白黒読み取りを行うかの切り替えも、同様にすればよい。
【００４９】
ところで、この画像読取装置では、第１〜第５の実施の形態で説明したうちのいずれか一つに該当する固体撮像素子１を搭載している。したがって、この画像読取装置において原稿からの画像の読み取りを行えば、プラテンスキャン方式であるかＣＶＴ方式であるかに拘わらず、既に説明したように「カラーの低速高階調読み取り」を実現しつつ「白黒の高解像度読み取り」と「白黒の高速読み取り」との両立に対応することができるようになる。
【００５０】
そのため、カラー読み取りを行うか白黒読み取りを行うかに応じて、フルレートキャリッジ４１およびハーフレートキャリッジ４２の移動速度やＣＶＴ原稿送り部５０による原稿の送り速度を任意に設定することもできる。すなわち、読み取り速度や露光時間をカラー／白黒両モード毎に任意に設定できるようになる。したがって、この場合には「カラーの低速高階調読み取り」と「白黒の高速高解像度読み取り」とを確実に両立させることができ、従来は困難であった仕様の画像読取装置の実現が可能となる。
【００５１】
また、この画像読取装置では、第４の実施の形態のように、カラーセンサ１０ｂが点順次センサである固体撮像素子１を搭載した場合には、カラー読み取りの際に副走査方向の色ずれ等が発生しないため、特に、ＣＶＴ方式での読み取りに好適なものとなる。これは、プラテンスキャン方式に比べて走査精度（原稿送りの精度）が劣るＣＶＴ方式であっても、副走査方向の色ずれが発生し難くなるからであり、この場合には「カラーの低速高階調読み取り」と「白黒の高速高解像度読み取り」とをより一層高い次元で両立させることができる。
【００５２】
しかも、ＣＶＴ方式の場合はプラテンスキャン方式に比べて走査速度の向上が容易であるため、上述の固体撮像素子１を搭載した場合に、画像読取装置では、ＣＶＴ方式の本来の長所である高速読み取り性を十分に生かせるようになる。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の固体撮像素子は、第１光電変換素子列（カラーセンサ）と第２光電変換素子列（白黒センサ）とを備えるとともに、第２光電変換素子列に対応する第２出力手段が、第１光電変換素子列での１つの色成分あたりの出力チャネル数よりも多くの数の出力チャネルを有しているので、例えば第２光電変換素子列が高い解像度で原稿からの光学像を電荷に変換しても、その出力に多くの時間を要してしまうことなく、高速出力への対応が可能となる。
したがって、この固体撮像素子では、第１光電変換素子列でカラー読み取りを行い、第２光電変換素子列で白黒読み取りを行うことにより、「カラーの低速高階調読み取り」を実現しつつ、「白黒の高解像度読み取り」と「白黒の高速読み取り」とを両立することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる固体撮像素子の第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係わる固体撮像素子の第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係わる固体撮像素子の第３の実施の形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係わる固体撮像素子の第４の実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係わる固体撮像素子の第４の実施の形態の変形例を示す概略構成図（その１）である。
【図６】本発明に係わる固体撮像素子の第４の実施の形態の変形例を示す概略構成図（その２）である。
【図７】本発明に係わる固体撮像素子の第５の実施の形態を示す概略構成図である。
【図８】本発明に係わる固体撮像素子の第５の実施の形態の変形例を示す概略構成図（その１）である。
【図９】本発明に係わる固体撮像素子の第５の実施の形態の変形例を示す概略構成図（その２）である。
【図１０】本発明に係わる固体撮像素子を備えた画像読取装置の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…固体撮像素子、１０，１０ａ，１０ｂ…カラーセンサ、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…光電変換素子列、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ…出力チャネル、１４…光電変換素子列、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…光電変換素子、２０，２０ａ，２０ｂ…白黒センサ、２１…光電変換素子列、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ…出力チャネル、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…選択回路、４０…スキャナ部、５０…ＣＶＴ原稿送り部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device that reads an image drawn on a document as image data and an image reading apparatus including the solid-state imaging device, and particularly when reading an image on a document as color data (hereinafter referred to as color reading). The present invention relates to data that can be read both as black and white data (hereinafter referred to as black and white reading).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, image reading apparatuses such as copying machines and scanner apparatuses are generally compatible with both color reading and black and white reading. In such a color / monochrome image reading apparatus, a plurality of solid-state image sensors that read image data from a document are arranged in a straight line in a CCD (Charge Coupled Device) type or MOS (Metal Oxide Semiconductor) type sensor. In many cases, a color filter is formed on-chip on or bonded to a photoelectric conversion element array.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when using such a solid-state imaging device, in an image reading apparatus, if there is a restriction on the amount of illumination light that irradiates a document, the brightness of a lens, or the like, a high-quality reading is usually performed by reducing the reading speed. Realize image quality. This is because when the color filter is provided on the photoelectric conversion element array, the light incident energy to the photoelectric conversion element is 1/3 to 1 due to the spectral / transmission characteristics of the color filter as compared to the case without the color filter. This is because a sufficient sensor exposure amount is secured by lowering the reading speed.
Therefore, when the above-described solid-state image sensor is used, even when performing black-and-white reading instead of color reading, it is performed at a low speed. As a result, a monochrome-only solid-state imaging element having no color filter is used. Compared with the case, the reading productivity is lowered.
[0004]
In addition, when performing monochrome reading, a higher resolution is generally required compared to color reading. This is because many black-and-white images display characters, diagrams, etc., and high resolution is required to read them clearly.
However, the above-described solid-state imaging device can perform black and white reading only at a resolution equivalent to that of color reading, and cannot cope with black and white reading at high resolution.
[0005]
In order to solve these problems, it is conceivable to provide a solid-state image sensor for monochrome reading that does not have a color filter, in addition to a solid-state image sensor for color reading that has a color filter. Since high-resolution reading is a contradictory matter, high-speed reading and high-resolution reading cannot be achieved at the same time by simply providing a solid-state imaging device for monochrome reading in addition to a solid-state imaging device for color reading. .
[0006]
Therefore, the present invention realizes “low-speed reading of color at high speed” and “high-speed reading of black and white” and “high-speed reading of black and white” in order to realize both “low-speed reading of color”. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that enables “monochrome high-speed reading” and an image reading apparatus including the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a solid-state imaging device devised to achieve the above object, and has a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image of a document and convert it into charges, and are composed of a plurality of color components by these photoelectric conversion elements. A first photoelectric conversion element array that converts an optical image into a charge for each color component, and an output channel that is individually provided corresponding to the plurality of color components, and the first photoelectric conversion element array is provided by the output channel. A first output means for outputting the converted charge for each color component; a second photoelectric conversion element array having a plurality of photoelectric conversion elements for converting an optical image from a document into a black and white component charge by these photoelectric conversion elements; A second output unit that has more output channels than the number of output channels per color component in the first output unit, and that outputs charges converted by the second photoelectric conversion element array through the output channels. The one in which the features.
[0008]
According to the solid-state imaging device having the above-described configuration, the first photoelectric conversion element array converts the optical image from the document into charges for each color component, and the second photoelectric conversion element array converts the optical image from the document into charges of the monochrome component. Convert.
At this time, the charge converted by the second photoelectric conversion element array is output by the second output means. The second output means has more output channels than the number of output channels per color component in the first output means. Therefore, for example, even if the second photoelectric conversion element array converts the optical image of the document into charges with a higher resolution than the first photoelectric conversion element array, it is output by many output channels. It is possible to cope with high-speed output without the need.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a solid-state imaging device and an image reading apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
[First Embodiment]
Here, a solid-state imaging device according to the invention described in claim 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device of the present embodiment includes both a color sensor 10 that performs color reading and a monochrome sensor 20 that performs monochrome reading.
[0011]
The color sensor 10 arranges three photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B corresponding to each color component of R (red), G (green), and B (blue) in a line-sequential manner, and each photoelectric conversion element array 11R, The output channels 12a to 12f are arranged on both sides of 11G and 11B, respectively, and the three-line configuration is characterized in that high speed is ensured by parallel driving.
[0012]
Each of the photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B includes a plurality of linearly arranged photoelectric conversion elements and a color filter that allows only one of the color components R, G, and B to pass through. An optical image composed of R, G, and B color components obtained by irradiation is received and converted into charges for each of the R, G, and B color components. That is, the photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B function as the first photoelectric conversion element array in the present invention. Each of the photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B has, for example, a pitch corresponding to a reading resolution of 400 spi (Scan Per Inch) in A3 size (therefore, the number of photoelectric conversion elements is less than 5,000). Assume that they are arranged.
[0013]
The output channels 12a to 12f transfer the charges converted by the photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B for each color component. That is, the output channels 12a to 12f function as first output means in the present invention. The charges transferred to the output channels 12a to 12f are connected to the subsequent stage of the color sensor 10 after being subjected to voltage conversion, amplification, or the like, for example, by the charge / voltage conversion unit 13 having a floating diffusion amplifier configuration. This is output to the processing circuit that does not.
[0014]
On the other hand, the monochrome sensor 20 has one photoelectric conversion element array 21 and four output channels 22 a to 22 d arranged on both sides of the photoelectric conversion element array 21.
[0015]
The photoelectric conversion element array 21 includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image obtained by irradiating a document and convert the optical image into electric charges. Is not provided, and the arrangement pitch is A3 size and corresponds to a reading resolution of 600 spi (thus, the number of photoelectric conversion elements is less than 7500). That is, the photoelectric conversion element array 21 converts an optical image from a document into a monochrome component charge, and functions as the second photoelectric conversion element array in the present invention.
[0016]
The output channels 22 a to 22 d transfer charges converted by the photoelectric conversion element array 21, and the number thereof is larger than the number of output channels (two) per color in the color sensor 10, and one photoelectric conversion. Four elements are provided for the element array 21. That is, the output channels 22a to 22d function as second output means in the present invention. The charges transferred to the output channels 22a to 22d are transferred to the processing circuit at the subsequent stage of the monochrome sensor 20 through the charge / voltage conversion unit 13 having a floating diffusion amplifier configuration, for example, as in the color sensor 10. In response to this, it is output.
[0017]
In the processing circuit connected to the subsequent stage of the color sensor 10 and the monochrome sensor 20, depending on whether the output from the output channels 12a to 12f of the color sensor 10 or the output from the output channels 22a to 22d of the monochrome sensor 20 is performed. Although it is possible to vary the processing speed in the processing circuit, it is preferable to fix the processing speed to be the same in order to simplify the circuit of the entire image reading apparatus on which the solid-state imaging device is mounted.
[0018]
Next, a case where color reading or monochrome reading is performed using the solid-state imaging device having such a configuration will be described.
[0019]
When performing color reading, the color sensor 10 receives an optical image from a document by each photoelectric conversion element array 11R, 11G, and 11B and converts it into electric charges. Then, the converted charges are transferred by the output channels 12a to 12f corresponding to the photoelectric conversion element arrays 11R, 11G, and 11B, converted into voltage signals by the charge / voltage conversion unit 13, and output to the processing circuit. After that, the processing circuit performs processing such as shading correction and gap correction on the output voltage signal to obtain color image data.
[0020]
On the other hand, when performing monochrome reading, the monochrome sensor 20 is used instead of the color sensor 10. This switching may be performed in accordance with an instruction from a higher-level circuit of the solid-state image sensor, for example, a control unit of an image reading apparatus equipped with the solid-state image sensor. In the monochrome sensor 20, when an optical image from the original is received, the photoelectric conversion element array 21 converts this into electric charges, and further, the output channels 22a to 22d transfer the electric charges and convert the electric charges into voltage signals at the electric charge voltage conversion unit. This is converted and output to a processing circuit, which is used as monochrome image data.
[0021]
At this time, since the photoelectric conversion element array 21 performs charge conversion at a resolution equivalent to 600 spi, the monochrome sensor 20 has a larger number of charge data to be transferred than when read by the color sensor 10 (corresponding to 400 spi). . Therefore, if it is attempted to complete the charge transfer in the same time as in the case of the color sensor 10, the monochrome sensor 20 is 1.5 times the case of the color sensor 10 in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, that is, 1.5 × 1.5 = 2.25 times. Charge transfer capability is required.
[0022]
However, the monochrome sensor 20 is provided with four output channels 22 a to 22 d for one photoelectric conversion element array 21, and the number thereof is larger than the number of output channels per color in the color sensor 10. ing. Therefore, the monochrome sensor 20 has a charge transfer capability higher than that of the color sensor 10, and can cope with high-speed output of charges. That is, it is possible to avoid a decrease in reading productivity when reading a monochrome image at a resolution equivalent to 600 spi.
[0023]
Specifically, if the charge transfer rate per output channel of the monochrome sensor 20 is 15 MHz at maximum, the charge transfer rate in the entire monochrome sensor 20 is equivalent to a maximum of 60 MHz in total of the four output channels 22a to 22d. Even when an A3-size original is read at 600 spi, high-speed reading of 300 mm / s or more can be realized.
[0024]
As described above, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes both the color sensor 10 that performs color reading and the monochrome sensor 20 that performs monochrome reading, and the photoelectric conversion element array 21 of the monochrome sensor 20 includes photoelectric signals. The conversion element array pitch is finer than that in the color sensor 10. Therefore, if monochrome reading is performed by the monochrome sensor 20, a higher resolution than that of the color sensor 10 can be obtained. Further, since the monochrome sensor 20 has a larger number (four) of output channels 22a to 22d than the number of output channels per color component in the color sensor 10, the optical signal from the document can be obtained with high resolution. Even if an image is converted into an electric charge, it is possible to cope with a high-speed output without requiring much time for the output.
[0025]
Therefore, in this solid-state imaging device, the color sensor 10 performs color reading, and the monochrome sensor 20 performs monochrome reading, thereby realizing “low-speed high-tone reading of color” and “high-resolution reading of monochrome” and “ "High-speed black-and-white reading" can be achieved at the same time.
[0026]
[Second Embodiment]
Next, a solid-state imaging device according to the second aspect of the invention will be described.
As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device of the present embodiment is provided with two output channels 22e and 22f in the monochrome sensor 20, in addition to the case of the first embodiment described above. The monochrome sensor 20 has six output channels 22a to 22f. Thereby, in this solid-state imaging device, the total number of output channels 12a to 12f in the color sensor 10 and the total number of output channels 22a to 22f in the monochrome sensor 20 are the same.
[0027]
Therefore, in the solid-state imaging device of the present embodiment, the charge output efficiency in the monochrome sensor 20 is 1.5 times that in the first embodiment due to these six output channels 22a to 22f, and as a result, 500 mm / It is possible to realize a black-and-white image reading speed such as s weak, and a higher-speed reading is possible.
Further, since the total number of output channels of the color sensor 10 and the monochrome sensor 20 is the same, the processing circuits connected to the subsequent stages can have the same configuration. That is, the output from the color sensor 10 or the monochrome sensor 20 can be processed by the processing circuit having the same configuration, and the circuit configuration can be prevented from becoming complicated.
[0028]
[Third Embodiment]
Next, a solid-state imaging device according to the invention described in claim 3 will be described.
As shown in FIG. 3, the solid-state imaging device of the present embodiment includes both the color sensor 10a and the monochrome sensor 20a. However, the solid-state imaging device of the first and second embodiments described above is different from the case of the first and second embodiments described above. In contrast, the total number of output channels 12a to 12c in the color sensor 10a and the total number of output channels 22a to 22c in the monochrome sensor 20a are both "3".
[0029]
Therefore, in the solid-state imaging device of the present embodiment, as in the case of the second embodiment, in addition to being able to suppress the complexity of the configuration of the processing circuit, each photoelectric conversion element array of the color sensor 10a. Since the distance (gap) between 11R, 11G, and 11B is smaller than that in the second embodiment, it is possible to reduce the occurrence of color misregistration in the sub-scanning direction during color reading. This makes it possible to reduce the memory capacity required for gap correction.
[0030]
Note that the monochrome sensor 20a at this time may have four or six output channels as in the first or second embodiment. In this case, it is possible to suppress color misregistration in the sub-scanning direction at the time of reading a color image, reduce the memory capacity for gap correction, and cope with higher-speed reading of a monochrome image.
[0031]
[Fourth Embodiment]
Next, a solid-state imaging device according to the invention described in claim 4 will be described.
As shown in FIG. 4, the solid-state imaging device of the present embodiment includes both the color sensor 10b and the monochrome sensor 20b. However, the solid-state imaging device of the first to third embodiments described above In contrast, the color sensor 10b is a dot sequential sensor.
[0032]
That is, the color sensor 10b includes one photoelectric conversion element array 14 in which, for example, the photoelectric conversion elements 14R, 14G, and 14B are repeatedly arranged dot-sequentially in the order of R, G, and B from the left side of the drawing. Further, one output of each color (one on the upper side and two on the lower side) is provided on both sides of the photoelectric conversion element array 14.
In the photoelectric conversion element array 14, for example, it is assumed that the photoelectric conversion elements are arranged at a pitch corresponding to the reading resolution of each color 400 spi (the number of each color element is less than 5000), for example, in A3 size.
[0033]
On the other hand, the monochrome sensor 20b is assumed to correspond to a photoelectric conversion element array 21 having a higher resolution than the photoelectric conversion element array 14 (an arrangement pitch of photoelectric conversion elements is 2/3 times that of the element array 14 and an A3 size of 600 spi. The number of output channels 22a to 22b, which is larger than the number of output channels per color (one) in the color sensor 10b, is distributed and arranged on both sides of the number (the number is a little less than 7500). As a result, the monochrome sensor 20b can achieve both high-resolution reading and high-speed reading.
[0034]
As described above, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, it is possible to achieve both “high resolution reading of black and white” and “high speed reading of black and white” while realizing “low speed and high gradation reading of color”. Since the color sensor 10b is composed of a dot sequential sensor, the color misalignment in the sub-scanning direction, which becomes a problem in the case of the three-line configuration as in the first to third embodiments, does not occur in principle. Therefore, this solid-state imaging device is suitable for use in a CVT (Constant Velocity Transfer) type image reading apparatus having a limit in document feeding accuracy, as will be described in detail later.
[0035]
In the present embodiment, the case where two output channels 22a to 22b are provided in the monochrome sensor 20b has been described. For example, as shown in FIG. 5, four output channels 22a to 22d are provided. Even in this case, it can be realized. In this case, it is possible to cope with further speeding up of black and white reading.
[0036]
Further, for example, as shown in FIG. 6, it can be realized even when three output channels 22a to 22c are provided. In this case, the total number of output channels of the color sensor 10b and the monochrome sensor 20b is calculated. Since both are “3”, the complexity of the configuration of the processing circuit can be suppressed.
[0037]
[Fifth Embodiment]
Next, a solid-state imaging device according to the invention described in claim 5 will be described.
The solid-state imaging device according to the first to fourth embodiments described above can be realized both when color reading output and black-and-white reading output are used simultaneously or when not used simultaneously. However, in the latter case, by switching between color reading output and black and white reading output, these outputs can be processed by one signal processing system, that is, the same processing circuit. This is preferable from the viewpoint of circuit configuration and cost.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, selection circuits 30a to 30d are connected between a solid-state imaging device and a processing circuit (not shown).
However, the solid-state imaging device in the figure is the same as that described in the first embodiment. The color sensor 10 has a total of six output channels 12a to 12f, and the monochrome sensor 20 has a total of four. It has output channels 22a-22d. Therefore, the selection circuits 30a to 30d are provided for the four channels overlapping between them.
[0039]
Each of the selection circuits 30a to 30d uses one of two input signals as an output signal. For example, in the selection circuit 30a, when the Red output (1) output from the output channel 12a of the color sensor 10 and the monochrome output (1) output from the output channel 22a of the monochrome sensor 20 are input, these are output. Only one of them is output to the processing circuit.
[0040]
Switching of the output signals in the selection circuits 30a to 30d may be performed in accordance with a selection signal provided from a higher-level circuit of the solid-state image sensor, for example, a control unit of an image reading apparatus equipped with the solid-state image sensor. As the selection signal, “H” selects monochrome output and “L” selects color output.
[0041]
Two channels (for example, Blue output (1) and Blue output (2)) that do not go through the selection circuits 30a to 30d are output to the processing circuit as they are, but this uses color output and monochrome output simultaneously. Depending on whether or not, the processing may be switched in the processing circuit.
[0042]
By providing such selection circuits 30a to 30d, the solid-state imaging device of the present embodiment can process the color reading output and the black and white reading output by the same processing circuit, and the circuit configuration is complicated. It becomes possible to prevent the increase in cost and the cost.
[0043]
Here, the case where the solid-state imaging device is the one described in the first embodiment has been described as an example. However, for example, if the solid-state imaging device is according to the fourth embodiment, FIG. As shown in FIG. That is, three selection circuits 30a to 30c may be connected corresponding to the three channels overlapping between the color sensor 10b and the monochrome sensor 20b. As described above, when the number of output channels of both the color / monochrome sensors included in the solid-state imaging device is the same, the configuration of the selection circuits 30a to 30c and the processing circuit subsequent thereto can be further simplified.
[0044]
Further, the selection circuits 30a to 30c may be incorporated in a solid-state imaging device as shown in FIG. That is, the selection circuits 30a to 30c may be provided integrally with the color sensor 10b and the monochrome sensor 20b as in the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the invention. In this case, since the signal is output after switching by the selection circuits 30a to 30c, the number of output pins of the solid-state imaging device can be reduced. Therefore, the wiring processing between the solid-state imaging device and the processing circuit can be reduced, and the simplification of the circuit configuration and the prevention of the cost increase can be surely realized.
[0045]
[Sixth Embodiment]
Next, an image reading apparatus according to the seventh aspect of the present invention will be described.
The image reading apparatus according to the present embodiment includes any one of the solid-state imaging elements described in the first to fifth embodiments. As shown in FIG. The scanner unit 40 includes the element 1 and a CVT document feeding unit 50 provided above the scanner unit 40.
[0046]
The scanner unit 40 includes, in addition to the solid-state imaging device 1 arranged in the main scanning direction, a full rate carriage 41 that moves at a predetermined speed in the sub scanning direction, a half rate carriage 42 that moves at half the speed of the full rate carriage 41, A lamp 43 that irradiates a document on the platen glass P, a lens 44 that causes reflected light from the document to enter the solid-state image sensor 1, and a process that performs processing such as shading correction and gap correction on the output signal from the solid-state image sensor 1. And a circuit 45. As a result, when the document is placed on the platen glass P, the scanner unit 40 scans the document on the platen glass P by the optical scanning system including the full rate carriage 41, the half rate carriage 42, the lamp 43, and the lens 44. (Scanning), and an optical image from the original is made incident on the imaging surface of the solid-state imaging device 1. That is, the scanner unit 40 performs reading by a platen scan method in which an image is read by scanning a fixed document.
[0047]
On the other hand, the CVT document feeder 50 is composed of an automatic document feeder (ADF) or the like, and the platen glass P is fixed with an optical scanning system such as a full rate carriage 41 and a half rate carriage 42 fixed. By reading the original to be read at a constant speed (see arrow F in the figure), the image drawn on the original is read by the solid-state imaging device 1 in the scanner unit 40 and read by the CVT method. It is for realizing.
[0048]
In the image reading apparatus configured as described above, an image is read from an original by either the platen scan method or the CVT method. Switching between the platen scan method and the CVT method may be performed according to an operation from a user interface unit (for example, an operation panel) connected to the image reading apparatus. In addition, switching between color reading and black-and-white reading may be performed in the same manner for a document to be read.
[0049]
By the way, in this image reading apparatus, the solid-state imaging device 1 corresponding to any one of those described in the first to fifth embodiments is mounted. Therefore, when an image is read from an original in this image reading apparatus, regardless of whether the platen scan method or the CVT method is used, as described above, “low speed and high gradation reading of color” is realized. It is possible to cope with both “high resolution reading of black and white” and “high speed reading of black and white”.
[0050]
Therefore, the moving speed of the full-rate carriage 41 and the half-rate carriage 42 and the document feeding speed by the CVT document feeding unit 50 can be arbitrarily set according to whether color reading or monochrome reading is performed. That is, the reading speed and exposure time can be arbitrarily set for each of the color / monochrome modes. Therefore, in this case, “color low-speed high-gradation reading” and “black-and-white high-speed high-resolution reading” can be surely made compatible, and an image reading apparatus having a specification that has been difficult in the past can be realized. .
[0051]
Further, in this image reading apparatus, when the color sensor 10b is mounted with the solid-state imaging device 1 which is a point sequential sensor as in the fourth embodiment, color misregistration in the sub-scanning direction or the like at the time of color reading. Therefore, it is particularly suitable for reading by the CVT method. This is because even in the CVT method, which is inferior in scanning accuracy (document feeding accuracy) compared to the platen scan method, color misregistration in the sub-scanning direction is difficult to occur. "Tone reading" and "monochrome high-speed high-resolution reading" can be achieved at a higher level.
[0052]
In addition, since the CVT method can easily improve the scanning speed as compared with the platen scan method, when the solid-state imaging device 1 is mounted, the image reading apparatus has a high-speed reading which is an original advantage of the CVT method. You can make full use of your sex.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, the solid-state imaging device of the present invention includes the first photoelectric conversion element array (color sensor) and the second photoelectric conversion element array (monochrome sensor) and corresponds to the second photoelectric conversion element array. Since the second output means has a larger number of output channels than the number of output channels per color component in the first photoelectric conversion element array, for example, the second photoelectric conversion element array is a document with a high resolution. Even if the optical image from the image is converted into electric charge, it is possible to cope with high-speed output without requiring much time for the output.
Therefore, in this solid-state imaging device, by performing color reading with the first photoelectric conversion element array and black and white reading with the second photoelectric conversion element array, while realizing “color low-speed high-gradation reading” Both “high-resolution reading” and “monochrome high-speed reading” can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram (No. 1) showing a modification of the fourth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram (No. 2) showing a modification of the fourth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of a solid-state imaging element according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram (No. 1) showing a modification of the fifth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram (No. 2) showing a modification of the fifth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention;
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an embodiment of an image reading apparatus including a solid-state imaging device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor, 10, 10a, 10b ... Color sensor, 11R, 11G, 11B ... Photoelectric conversion element row | line | column, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f ... Output channel, 14 ... Photoelectric conversion element row | line | column, 14R, 14G, 14B ... photoelectric conversion element, 20, 20a, 20b ... monochrome sensor, 21 ... photoelectric conversion element array, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f ... output channel, 30a, 30b, 30c, 30d ... selection circuit, 40 ... scanner unit, 50 ... CVT document feeder

Claims

A first photoelectric conversion element array having a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image from a document and convert it into charges, and that converts the optical image composed of a plurality of color components into charges for each color component by the photoelectric conversion elements; ,
First output means having output channels individually provided corresponding to the plurality of color components, and transferring the charges converted by the first photoelectric conversion element array by the output channels for each color component;
A second photoelectric conversion element array that has a plurality of photoelectric conversion elements and converts an optical image from a document into a monochrome component charge by the photoelectric conversion elements;
And a second output unit that has more output channels than the number of output channels per color component in the first output unit, and transfers the charges converted by the second photoelectric conversion element array through the output channel. A solid-state imaging device.

2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the total number of output channels included in the first output unit is the same as the total number of output channels included in the second output unit.

2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the total number of output channels of the first output means and the total number of output channels of the second output means are both 3.

4. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the first photoelectric conversion element array is composed of a dot sequential sensor.

2. The device according to claim 1, wherein the charge transfer device is connected to a selection circuit that selectively outputs one of the charge transferred by the first output means and the charge transferred by the second output means. 3. The solid-state imaging device according to 3 or 4.

6. The selection circuit according to claim 5, wherein the selection circuit is provided integrally with the first photoelectric conversion element array, the first output means, the second photoelectric conversion element array, and the second output means. Solid-state image sensor.

The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 6, wherein the photoelectric conversion device is arranged in the main scanning direction;
An image scanning apparatus comprising: an optical scanning system that mechanically scans an original in a sub-scanning direction and causes an optical image to enter the imaging surface of the solid-state imaging device.