JP2007049298A - Line image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は原稿画像を読み取る画像読み取り装置に関し、特に色再現性の向上と、振動による画質劣化防止の両立を実現するラインイメージセンサーに関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads a document image, and more particularly to a line image sensor that achieves both improvement in color reproducibility and prevention of image quality deterioration due to vibration.
従来ラインイメージセンサーを用いた画像読み取り装置として、デジタル複写機やファクシミリなどが知られている。 Conventionally, as an image reading apparatus using a line image sensor, a digital copying machine or a facsimile is known.
図21は一般に知られる縮小光学型の画像読み取り装置3000と、原稿を自動搬送するドキュメントフィーダー2000(以下DF)の合体構成を示すもので、特にデジタル複写機において一般的な構成である。
FIG. 21 shows a combined configuration of a generally known reduction optical type
同図構成において、原稿の画像読み取りはDF2000を用いた流し読みと、原稿ガラス3001上に載置された原稿を移動走査しながら読み取るプラテン読みの2つの読み取り方式が提供される。
In the configuration shown in the drawing, there are provided two reading methods for reading an image of a document: a flow scanning using DF2000 and a platen reading for scanning a document placed on a
プラテン読みは、原稿ガラス3001上に載置された原稿を、原稿照明ランプ3004、第1の反射笠3013、第2の反射笠3014によって照明し、その原稿反射光を第1ミラー3005、第2ミラー3006、第3ミラー3007、光学レンズ3010を介して3ラインイメージセンサー3011上に結像し、光学モータ3012によって第1ミラー台3008と第2ミラー台3009が2:1の速度で矢印AもしくはB方向に走査されることで行われる。この際DF2000の排紙トレイ2014は原稿を押さえる圧板として機能する。
In platen reading, a document placed on a
読み取り画像は、基準白板3002を用いたシェーディング補正によって校正され、光学レンズ3010の端部光量劣化や、3ラインイメージセンサー3011の感度ムラが補正され、出力される。
The read image is calibrated by shading correction using the reference
一方、流し読みは、流し読みガラス3020の下に第1ミラー台3008を配置、固定し、原稿照明ランプ3004を点灯した状態で、原稿トレイ2002に載置された原稿を給紙ローラー2004、分離搬送ローラー2005、レジストローラー2007、リードローラー2009、流し読みガラス3020、リード排出ローラー2011、排紙ローラー2013を通して搬送させ、原稿画像を読み取る方法で、シェーディング補正などの動作はプラテン読みと同一である。
On the other hand, for the scanning reading, the first mirror table 3008 is arranged and fixed under the
流し読みは紙搬送性能が品質を大きく左右するため、DF2000には搬送をサポートするための構成が複数設けられている。 Since the paper conveyance performance greatly affects the quality of the flow reading, the DF2000 is provided with a plurality of configurations for supporting the conveyance.
具体的には、給紙安定性確保のため原稿の幅方向を規制する幅方向規制板2003、給紙束の分離を行う分離パッド2006、搬送性を安定させるためのレジスト従動ローラ2008、リード従動ローラー2010、リード排出従動ローラー2012である。
Specifically, a width
3ラインイメージセンサー3011はRGB3本のフォトダイオード列で構成されるもので、図22はその一般的な構造を示す図である。
The 3-
同図においてRED、GREEN、BLUEのフィルターが塗布された3本のフォトダイオード3100、3101、3102(以下PD)には、それぞれ両側に蓄積電荷読み出し用のシフトゲート(以下SHゲート)と、転送レジスタが配置され、奇数画素、偶数画素がそれぞれ片側に振り分けられ出力される構造になっている。
In FIG. 3, three
SHゲートは各色毎に単独(REDのPD3100にはSH1ゲート3110、GREENのPD3101にはSH2ゲート3111、BLUEのPD3102にはSH3ゲート3112)で設けられ、独立した駆動が可能になっている。
The SH gate is provided independently for each color (the
各転送レジスタ3120〜3125は転送期間において反転する2つの駆動パルスφ1、φ2によって共通で駆動され、図22においては右側に電荷を水平転送するもので、各転送レジスタに接続された出力アンプ3130〜3135によって電圧変換され出力される。
Each
各PDは4ライン間隔で配置されているため、原稿の同一ラインを読み取るタイミングはPD間で異なり、BLUEとGREEN間で4ライン、BLUEとRED間で8ラインの位相差を持つことになる。 Since the PDs are arranged at intervals of 4 lines, the timing for reading the same line of the document is different between PDs, and there is a phase difference of 4 lines between BLUE and GREEN and 8 lines between BLUE and RED.
具体的には、プラテン読み取り時にはREDのPD3100からBLUEのPD3102の方向に原稿が相対的に移動する。また流し読み時には原稿の搬送方向が逆になるため、3ラインセンサー上での相対的な原稿移動方向もプラテン読みと逆方向となる。
Specifically, at the time of reading the platen, the document relatively moves in the direction from the RED
図22はCCDラインセンサー3011の構造を示す図である。CCDラインセンサー3011はRED、GREEN、BLUEのフィルターが塗布された3本のフォトダイオードで構成される3ラインカラーラインセンサーである。
FIG. 22 is a diagram showing the structure of the
REDフォトダイオード3100、GREENフォトダイオード3101、BLUEフォトダイオード3102はそれぞれ4ラインの間隔で配置されている。各フォトダイオードの両側にはフォトダイオードで蓄積された電荷を転送レジスタに転送するためのシフトゲートが配置され、シフトゲートの外側に転送レジスタが1本ずつ配置されている。
The RED
3110はREDフォトダイオード3100に隣接して配置されるSH1ゲートで、GRREN、BLUEにはそれぞれSH2ゲート3111、SH3ゲート3112が配置される。
各フォトダイオードに書き込まれている○は奇数画素、●は偶数画素を表し、REDの場合、奇数画素○はSH1ゲート3110を通してRED奇数画素転送レジスタ3120に、偶数画素●はSH1ゲート3110を通してRED偶数画素転送レジスタ3121に転送され、出力される。
O written in each photodiode is an odd pixel, ● represents an even pixel, and in the case of RED, the odd pixel is passed through the
GRREN、BLUEも同様でGREEN奇数画素はGREEN奇数画素転送レジスタ3122へ、GREEN偶数画素はGREEN偶数画素転送レジスタへ、BLUE奇数画素はBLUE奇数画素転送レジスタ3124へ、BLUE偶数画素はBLUE偶数画素転送レジスタ3125へ転送され出力される。
The same applies to GRREN and BLUE. The GREEN odd pixel is transferred to the GREEN odd
3130〜3135は各転送レジスタに接続された出力バッファである。
図24は画像読み取り装置3000の画像処理構成を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing an image processing configuration of the
CCDラインセンサー3011から出力されたRED、GREEN、BLUEの各信号はシェーディング補正回路3400に入力される。シェーディング補正処理後の信号Rs、Gs、Bsはライン間補正回路3401に入力され、図23で説明したライン間補正によってRGBの位相差が補正される。
The RED, GREEN, and BLUE signals output from the
ライン間補正回路3401から出力されたRl、Gl、Bl信号は像域分離回路3402、及び入力マスキング補正回路3403に入力される。
The Rl, Gl, and Bl signals output from the interline correction circuit 3401 are input to the image
像域分離回路3402は、画像領域と文字領域を判別するフラグ信号:Z1を出力するものである。像域分離処理は一般に画素単位で行われる。
The image
入力マスキング補正回路3403は入力されたRl、Gl、Bl信号を標準色空間にマッピングする処理を行うものである。マッピング処理は複数の格子点と、格子点の間の補間処理で行われる。入力マスキング補正回路3403から出力されたRm、Gm、Bm信号はLCC変換回路3404に入力され、Ca、Cb、L信号として出力される。 The input masking correction circuit 3403 performs processing for mapping the input Rl, Gl, and Bl signals to the standard color space. The mapping process is performed by a plurality of grid points and an interpolation process between the grid points. The Rm, Gm, and Bm signals output from the input masking correction circuit 3403 are input to the LCC conversion circuit 3404 and output as Ca, Cb, and L signals.
色差を表すCa、Cb信号は彩度検出回路3405に入力され、明るさを表すL信号はフィルター回路3406に入力される。またL、Ca、Cbの各信号は同時に無彩色判定回路3409にも入力される。 The Ca and Cb signals representing the color difference are input to the saturation detection circuit 3405, and the L signal representing the brightness is input to the filter circuit 3406. The L, Ca, and Cb signals are simultaneously input to the achromatic color determination circuit 3409.
彩度検出回路3405は、色差信号Ca、Cbから画像データの彩度を検出し、彩度信号:sを出力するものである。フィルター回路3406は、輝度信号:Lに対しフィルター処理を行う回路で、像域分離回路3402から出力されるフラグ信号:Z1によって係数の切り替え制御が行われる。
The saturation detection circuit 3405 detects the saturation of the image data from the color difference signals Ca and Cb, and outputs a saturation signal: s. The filter circuit 3406 is a circuit that performs a filter process on the luminance signal: L, and coefficient switching control is performed by a flag signal: Z1 output from the image
具体的には文字はより鮮鋭に、画像はより高階調あるいはモアレを除去するなどの処理が行われる。彩度検出回路3405、及びフィルター回路3406より出力されるCax、Cbx、Lx信号は強調量補正回路3407に入力される。 Specifically, the character is sharpened, and the image is subjected to processing such as higher gradation or moire removal. The Cax, Cbx, and Lx signals output from the saturation detection circuit 3405 and the filter circuit 3406 are input to the enhancement amount correction circuit 3407.
強調量補正回路3407は、彩度信号:sに応じて輝度の補正を行う回路である。強調量補正回路3407から出力されたCay、Cby、Ly信号はLCC逆変換回路3408に入力され、RGB空間に再変換され出力される。
The enhancement amount correction circuit 3407 is a circuit that corrects luminance according to the saturation signal: s. The Cay, Cby, and Ly signals output from the enhancement amount correction circuit 3407 are input to the LCC
3409は無彩色判定回路で、画像データが無彩色か有彩色かを判別する無彩色フラグ信号:Z2を出力するものである。無彩色フラグ信号:Z2は無彩色部を0、有彩色部を1とする2値信号である。 Reference numeral 3409 denotes an achromatic color determination circuit which outputs an achromatic color flag signal: Z2 for determining whether the image data is an achromatic color or a chromatic color. Achromatic flag signal: Z2 is a binary signal in which the achromatic portion is 0 and the chromatic portion is 1.
3410はカウンターで、無彩色フラグ信号:Z2を原稿全面においてカウントするもので、カウント結果は原稿がカラー原稿か白黒原稿かという種別判定に用いられる。
以上の処理によって、読み取られた画像データは標準RGB空間に校正されると共に、各種補正処理によってモアレ除去やエッジ強調などの画質補正が行われる。また同時にカラーか白黒かの原稿種別を判断する処理が行われる。 Through the above processing, the read image data is calibrated to the standard RGB space, and image quality correction such as moire removal and edge enhancement is performed by various correction processes. At the same time, a process for determining whether the document type is color or monochrome is performed.
図23はCCDラインセンサー3011で読み取った画像である。図23(a)は原稿画像を表し、図23(b)はCCDラインセンサー3011で読み取った画像を表す。
FIG. 23 shows an image read by the
CCDラインセンサー3011は4ライン間隔のRGB3ラインカラーセンサーで、移動走査によって原稿を読み取るため、原稿の同一ラインを読み取るタイミングはRGBそれぞれの間で4ライン分の時間差がある。従ってRED、GREEN、BLUEの各PDで読み取られた画像には4ラインの位相差が発生することになる。
The
図23(c)は上記4ラインの位相差を補正した後の画像を表す。4ラインの位相差補正はFIFOメモリーなどを用いて行われ、図23(b)で発生していた位相差が補正されていることが分かる。 FIG. 23C shows an image after correcting the phase difference of the four lines. The four-line phase difference correction is performed using a FIFO memory or the like, and it can be seen that the phase difference generated in FIG. 23B is corrected.
図23(d)は図23(c)を副走査方向に拡大した図で、ライン間隔の補正後であってもRED、BLUE間には0.1ライン、RED−GREEN間には0.2ラインの位相差があることを示している。 FIG. 23D is an enlarged view of FIG. 23C in the sub-scanning direction. Even after correction of the line interval, 0.1 line is provided between RED and BLUE, and 0.2 is provided between RED and GREEN. It shows that there is a phase difference between the lines.
これはRGBの読み取り時間差の間に発生した副走査方向の振動によって発生するものである。 This is caused by vibration in the sub-scanning direction generated during the RGB reading time difference.
このように副走査方向に発生するRGB間の位相差は色ずれと呼ばれ、画質劣化要因の一つとされる。 Thus, the phase difference between RGB generated in the sub-scanning direction is called color shift and is one of the causes of image quality deterioration.
画像読み取り装置における振動は、主に光学モータで発生し、第1ミラー台、第2ミラー台などにその影響が及ぶ。一般にCCDラインセンサーのフォトダイオード間隔は色ずれと密接な関係があることが知られている。これはライン間隔が小さいほど、色ずれを発生する振動の周波数成分が高周波なものになっていくことと、装置内で発生する振動の周波数成分が主にメカニカルなもので、低周波成分が主体であることに関係する。 The vibration in the image reading apparatus is mainly generated by the optical motor and affects the first mirror base, the second mirror base, and the like. In general, it is known that the distance between photodiodes in a CCD line sensor is closely related to color shift. This is because the smaller the line spacing, the higher the frequency component of the vibration that causes color misregistration, and the mechanical frequency component of the vibration generated in the device, mainly the low frequency component. Is related to
図25はCCDラインセンサーのフォトダイオード間隔と、色ずれ量との関係を示し、フォトダイオード間隔を小さくするにつれて色ずれ量が低減していることが分かる。従って、CCDラインセンサーのフォトダイオード間隔を小さくすることが色ずれを低減させるためには非常に重要である。 FIG. 25 shows the relationship between the photodiode interval of the CCD line sensor and the color misregistration amount, and it can be seen that the color misregistration amount decreases as the photodiode interval decreases. Accordingly, it is very important to reduce the distance between the photodiodes of the CCD line sensor in order to reduce the color shift.
CCDラインセンサーのフォトダイオード間隔を小さくするためには、両側のフォトダイオードの転送レジスタをそれぞれのフォトダイオードの外側に配設し、中央のフォトダイオードの転送レジスタのみをフォトダイオード間に配設する方法(例えば、特許文献1参照)や、一方の端のフォトダイオードの転送レジスタをフォトダイオードの外側に、残り2つのフォトダイオードの転送レジスタをもう一方の端のPDの外側に配設する方法(例えば、特許文献2参照)によって、フォトダイオード間に配設される転送レジスタを減らし、フォトダイオード間隔を小さくする方法が知られている。 In order to reduce the distance between the photodiodes of the CCD line sensor, the photodiode transfer registers on both sides are disposed outside the photodiodes, and only the center photodiode transfer register is disposed between the photodiodes. (For example, refer to Patent Document 1) or a method of disposing the photodiode transfer register at one end outside the photodiode and the other two photodiode transfer registers outside the PD at the other end (for example, (See Patent Document 2), a method is known in which the number of transfer registers arranged between photodiodes is reduced to reduce the interval between photodiodes.
一方、画像読み取り装置の画質を決めるもう一つの重要なパラメータとして色再現性が上げられる。色再現性はCCDラインセンサーに搭載されるカラーフィルターによって大きく左右され、カラーフィルターの色分解特性が、人間の錐体感度を再現する等色関数をどれだけ再現できるかが大きなポイントとなるが、一般にはCCDラインセンサーに搭載されるカラーフィルターは等色関数を再現しきれていない。 On the other hand, color reproducibility is raised as another important parameter for determining the image quality of the image reading apparatus. The color reproducibility is greatly influenced by the color filter mounted on the CCD line sensor, and the color separation characteristic of the color filter is a major point how much the color matching function that reproduces human cone sensitivity can be reproduced. In general, a color filter mounted on a CCD line sensor cannot reproduce a color matching function.
色再現性を向上させる手段としては、3色のカラーフィルターに加え、第4のカラーフィルターを設け、演算処理によって色再現性を向上させる手法が知られていて、具体例としてはSONY製デジタルカメラDSC−F828に4色カラーCCDセンサーが搭載されている。 As a means for improving the color reproducibility, there is known a method of providing a fourth color filter in addition to the three color filters and improving the color reproducibility by arithmetic processing. As a specific example, a digital camera manufactured by SONY A four color CCD sensor is mounted on the DSC-F828.
同デジタルカメラにおいては、従来GREENフィルターを配置していた画素の一部にエメラルドと呼ばれる第4のカラーフィルターを設け、フィルターが配設されない画素情報を補間処理で行いながら色再現性を向上させている(例えば、非特許文献1参照)。 In this digital camera, a fourth color filter called an emerald is provided in a part of the pixels where the green filter is conventionally arranged, and the color reproducibility is improved while performing pixel information without the filter by interpolation processing. (For example, refer nonpatent literature 1).
このような補間処理によって得られた画像データは本来の画像情報とは異なるため、偽色の発生など問題を引き起こす場合があるが、デジタルカメラなどエリアイメージセンサーを用いた画像読み取り装置においては実用上問題とされていない。
イメージセンサーを用いた画像読み取り装置においては、次の2つの定常的な課題がある。 An image reading apparatus using an image sensor has the following two steady problems.
一つはラインイメージセンサーにおけるフォトダイオード間隔の小間隔化で、もう一つはイメージセンサーの色分解特性の向上である。 One is to reduce the distance between the photodiodes in the line image sensor, and the other is to improve the color separation characteristics of the image sensor.
しかし、色分解特性の向上に対し背景技術で説明した4色化技術は補間処理を前提とするため、ラインイメージセンサーを用いた画像読み取り装置においては像域分離、彩度検出といった画素単位で行なわれる処理において、誤判定を引き起こす要因となってしまう。 However, since the four-color technique described in the background art is premised on interpolation processing for improving color separation characteristics, an image reading apparatus using a line image sensor performs image area separation and saturation detection in units of pixels. In such a process, it becomes a factor causing erroneous determination.
また、4色化による信号数の増加は画像処理を複雑にし、装置コストを上昇させてしまう。 Further, the increase in the number of signals due to the four colors complicates the image processing and increases the apparatus cost.
本発明の課題は以上状況を鑑み、フォトダイオード間隔の小間隔化と色分解特性の向上を両立させるラインイメージセンサーを提案することであり、ラインイメージセンサーを用いた画像読み取り装置において高画質を実現することである。 In view of the above situation, an object of the present invention is to propose a line image sensor that achieves both a reduction in the interval between photodiodes and an improvement in color separation characteristics, and realizes high image quality in an image reading apparatus using the line image sensor. It is to be.
本発明はラインイメージセンサーにおいて、以下の手段を設けたものである。 The present invention provides a line image sensor provided with the following means.
4種類以上のフォトダイオード列で構成されるフォトダイオード群と、各フォトダイオード列に搭載され、それぞれ異なる色分解特性を有するカラーフィルターと、少なくとも2つで発生した電荷を合成する合成手段と、合成手段によって合成される複数のフォトダイオード列が、前記フォトダイオード群の端に配置することで、フォトダイオード間のライン間隔を小さくしつつ、異なる色分解特性で発生した電荷を合成することによって理想的な色分解特性を実現するCCDラインセンサーを提供するものである。 A photodiode group composed of four or more types of photodiode arrays, a color filter mounted on each photodiode array and having different color separation characteristics, a synthesis means for synthesizing at least two charges, and synthesis By arranging a plurality of photodiode rows synthesized by means at the end of the photodiode group, it is ideal by synthesizing charges generated with different color separation characteristics while reducing the line interval between the photodiodes. The present invention provides a CCD line sensor that realizes excellent color separation characteristics.
本発明を実施することにより色再現性の向上と、色ずれ低減を両立させた画像読み取り装置を実現することが出来る。さらに具体的には本発明が提案するラインセンサーには、任意の色分解特性を実現でき、色校正処理の歪みを低減し、擬似輪郭などの画質劣化低減を実現でき、振動による色ずれを低減することで、高画質を実現できるという効果がある。 By implementing the present invention, it is possible to realize an image reading apparatus that achieves both improved color reproducibility and reduced color misregistration. More specifically, the line sensor proposed by the present invention can realize any color separation characteristics, reduce distortion in color calibration processing, reduce image quality degradation such as pseudo contour, and reduce color shift due to vibration. By doing so, there is an effect that high image quality can be realized.
図1は本発明が提案するCCDラインセンサー100の構造図である。100は4本のフォトダイオード(以下PDと称する)を有するCCDラインセンサーで、PD101はBLUEのカラーフィルター、PD102はGREENのカラーフィルター、PD103はREDのカラーフィルター、PD104は第2のBLUEのカラーフィルターを持っている。
FIG. 1 is a structural diagram of a
各PDに図示される○と●は奇数番目の画素と、偶数番目の画素を示し、実線矢印は転送レジスタとの対応を示すものである。 O and ● shown in each PD indicate odd-numbered pixels and even-numbered pixels, and solid arrows indicate correspondence with transfer registers.
CCDラインセンサー100は図90に示す画像読み取り装置6000に搭載されるもので、図9は図21で説明した画像読み取り装置3000と同一で、DF2000が搭載されていないことと、CCDラインセンサーのみ異なる構成である。
The
BLUEのPD101で蓄積された電荷の読み出しは外側に配設されたSH1ゲート110、ST1ゲート120、ST2ゲート121、転送レジスタ140、141、TG1ゲート130で行われる。蓄積電荷は先ずSH1ゲート110によって読み出され、ST1ゲート120、ST2ゲート121に一旦保管される。
The charge accumulated in the
ST1ゲート120、ST2ゲート121はBLUEのPD101の奇数画素と偶数画素を振り分けるための蓄積ゲートで、ST1ゲート120には奇数画素の蓄積電荷、ST2ゲート121には偶数画素の蓄積電荷が対応付けられている。
The
ST1ゲート120に保管された奇数画素の蓄積電荷は、内側に配置される転送レジスタ141に一旦転送され、TG1ゲート130を通して外側の転送レジスタ140に転送される。
The accumulated charges of the odd pixels stored in the
一方、ST2ゲート121に保管されている偶数画素電荷は内側に配置される転送レジスタ141に転送される。転送レジスタ140、141は枠矢印で示す方向に電荷転送を行うレジスタで、転送された電荷は、それぞれ出力アンプ151、152に供給され、電圧変換されて出力される。
On the other hand, the even pixel charges stored in the
GREENのPD102の蓄積電荷は、両側で、かつそれぞれがBLUEのPD101、REDのPD101との間に配設されるSH2ゲート111と転送レジスタ142、143で読み出される。蓄積電荷は両側に配置されるSH2ゲート111によって奇数画素電荷は転送レジスタ142方向へ、偶数画素電荷は転送レジスタ143方向へ読み出させる。
The stored charge of the
転送レジスタ142、143、出力アンプ153、154の動作は、先に説明した転送レジスタ140、141、出力アンプ151、152と同様で、電荷を枠矢印方向に転送し、電圧変換して出力する。
The operations of the transfer registers 142 and 143 and the
GREENのPD102と、その両側のBLUEのPD101、REDのPD103との距離は、それぞれの間に転送レジスタが1本配設されるため2ライン分の距離となる。
The distance between the
REDのPD103の蓄積電荷はST3ゲート122、SH3ゲート113を通してGREENのPD102とは反対側に配設される第2のBLUEのPD104に転送され、画素単位で電荷加算が行われる。
The accumulated charge of the
ST3ゲート122は読み出し保管ゲートで、REDのPD103で蓄積された1ライン分の電荷を保持できるように構成されるため、REDのPD103と第2のBLUEのPD104との距離も2ライン分の距離となる。
Since the
第2のBLUEのPD104で蓄積加算された電荷の読み出しは外側に配設されたSH4ゲート114、ST4ゲート125、ST5ゲート124、転送レジスタ144、145、TG2ゲート131で行われる。蓄積電荷は先ずSH4ゲート114で読み出され、ST4ゲート123、ST5ゲート124で一旦保管された後、奇数画素電荷はST5ゲート124、転送レジスタ144、TG2ゲート131を通して転送レジスタ145に、偶数画素電荷はST4ゲート123から転送レジスタ144に転送される。SH4ゲート113、ST4ゲート123、ST5ゲート124、転送レジスタ144、TG2ゲート131、転送レジスタ145、出力アンプ155及び156の動作はBLUEのPD101の読み出し構成のそれと同様である。
The charge accumulated and added by the
次に各PDに搭載されるカラーフィルターについて説明を行う。図2は各PDのカラーフィルターの分光特性を示し、(1)はBLUEのPD101、(2)はGREENのPD102、(3)はREDのPD103、(4)は第2のBLUEのPD104の特性である。 Next, the color filter mounted on each PD will be described. FIG. 2 shows the spectral characteristics of the color filters of each PD, (1) is the BLUE PD101, (2) is the GREEN PD102, (3) is the RED PD103, and (4) is the second BLUE PD104 characteristic. It is.
図2(5)はPD103とPD104の電荷合成を行うことで実現される分光特性で、図2(1)、図2(2)、図2(5)の分光特性はCIE(国際照明委員会)で制定されたxyz座標系の分光特性に等しく、等色関数を実現するものである。
FIG. 2 (5) shows spectral characteristics realized by charge synthesis of
REDのPD103と第2のBLUEのPD104の混合比は、各フィルターの塗布量によって調整され、その混合比は原稿照明ランプ3004の特性を含めて適宜調整される。実現される等色関数はxyz座標に限定されるものではなく、各PDの分光特性は必要に応じて適宜変更されても良い。
The mixing ratio of the
図3はCCDラインセンサー100を駆動するためのタイミングチャートである。駆動タイミングは、各PDから転送レジスタまでの電荷転送を行うプランキング期間と、転送レジスタを水平駆動して読み取り電荷を出力する水平転送期間とで構成される。
FIG. 3 is a timing chart for driving the
1ライン周期は装置によって求められる値で、この周期を繰り返すことで読み取りが行われる。ブランキング期間はaからnまでのタイミングで構成され、図4〜8を用いて各期間における電荷の転送を説明する。 One line period is a value obtained by the apparatus, and reading is performed by repeating this period. The blanking period is composed of timings from a to n, and charge transfer in each period will be described with reference to FIGS.
図4はCCDラインセンサー100のゲート構造を詳細に示す図であり、図1と同一の番号が付されている。ST1ゲート120とST2ゲート121は交互に配置されており、ST4ゲート125、ST5ゲート124も同様である。また各STゲートは転送レジスタのφ1ゲートに電荷を転送するように作られている。
FIG. 4 is a diagram showing the gate structure of the
転送レジスタ140、141、142、143、144,145はφ1、φ2の2つのゲートの繰り返しで構成され、極性の異なる2相パルスをφ1ゲート、φ2ゲートに印加することで電荷の水平転送を行うものである。TG1ゲート130、TG2ゲート131はφ1ゲート間に配置されている。
The transfer registers 140, 141, 142, 143, 144, and 145 are configured by repeating two gates of φ1 and φ2, and perform horizontal transfer of charges by applying two-phase pulses of different polarities to the φ1 gate and φ2 gate. Is. The
図5はブランキング期間における電荷の移動を示す電荷フロー図である。以下、タイミングチャートと対応付けて電荷フローを説明する。図5(a)は1ラインの蓄積が完了した後の状態で、ブランキング期間の初期状態である。 FIG. 5 is a charge flow diagram showing the movement of charges during the blanking period. Hereinafter, the charge flow will be described in association with the timing chart. FIG. 5A shows a state after the accumulation of one line is completed, and is an initial state of the blanking period.
図中○で示すのはPDで露光によって生成された信号電荷である。また●で示したものは水平転送後に残された余剰電荷を表す。各PDには1ラインの露光によって蓄積された電荷が保持されている。特徴的なのは第2のBLUEのPD104で、2ライン前にREDのPD103で蓄積された電荷と、第2のBLUEのPD104で蓄積された電荷が加算されたものが保持されている。
In the figure, a circle indicates a signal charge generated by exposure with a PD. The ones marked with ● represent surplus charges left after the horizontal transfer. Each PD holds a charge accumulated by one line of exposure. Characteristic is the
また、ST3ゲート122には1ライン前にREDのPD103で蓄積された電荷が保持されている。ST3ゲート122は遮光処理が行われているため、電荷の加算は行われない。転送レジスタ140〜145、及びTGゲート130〜131、STゲート120〜125には水平転送完了後の余剰電荷が発生している。
The
転送レジスタ140〜145に発生する余剰電荷は信号領域外の空転送画素が転送レジスタ各段で順次蓄積されてくるもので、その段数に従って大きくなる。 The surplus charge generated in the transfer registers 140 to 145 is such that empty transfer pixels outside the signal area are sequentially accumulated in each stage of the transfer register, and increase according to the number of stages.
従って、水平転送方向に従い大きくなるのが特徴である。 Therefore, it is characterized by increasing in accordance with the horizontal transfer direction.
一方、TGゲート130〜131、STゲート120〜125に発生する余剰電荷は1ライン周期に応じて蓄積されるもので、全ゲートで均一である。この状態ではST1ゲート120、ST2ゲート121、ST4ゲート125、ST5ゲート124、φ1ゲートがONされており、図5(a)に示す電荷配置状態となっている。
On the other hand, surplus charges generated in the
図5(b)は両側の余剰電荷掃き捨て動作の第1段階で、ST1ゲート120、ST2ゲート121、ST4ゲート125、ST5ゲート124がOFFすることで内側の転送レジスタ141、144のφ1ゲートへの余剰電荷転送が行われる。一方TG1ゲート130、TG2ゲート131がONされ、φ1ゲートからの電荷受け取り準備が行われる。
FIG. 5B shows the first stage of the surplus charge sweeping operation on both sides. When the
図5(c)ではφ1ゲートがOFFされることでTG1ゲート130、TG2ゲート131に余剰電荷が転送される。
In FIG. 5C, surplus charges are transferred to the
図5(d)ではTG1ゲート130、TG2ゲート131がOFF、φ1ゲートがONすることでTGゲートから外側の転送レジスタ140、145のφ1ゲートに余剰電荷が転送される。
In FIG. 5D, when the
図6(e)ではCLR1ゲート160、CLR2ゲート161がONされ、余剰電荷掃き捨ての準備が行われる。φ1ゲートはON状態のままなので電荷転送は行われない。
In FIG. 6 (e), the CLR1 gate 160 and the
図6(f)ではφ1ゲートがOFFされ、余剰電荷のCLRゲートへの掃き捨てが行われる。 In FIG. 6F, the φ1 gate is turned OFF, and the surplus charge is swept away to the CLR gate.
ここまでの動作で両側のSTゲート、TGゲート、転送レジスタで発生した余剰電荷はクリアされる。余剰電荷のクリアは転送レジスタ間の余剰電荷不均一を除去することが目的で行われる。 The surplus charges generated in the ST gates, TG gates, and transfer registers on both sides in the operations so far are cleared. The surplus charge is cleared for the purpose of eliminating the surplus charge non-uniformity between the transfer registers.
先に説明したように、転送レジスタに発生する余剰電荷は水平転送方向に従い大きくなる。後述する信号電荷転送において、内側転送レジスタ141から外側転送レジスタ140に電荷を転送する際、余剰電荷も同時に転送された場合、内側転送レジスタ141と外側転送レジスタ140との間には余剰電荷成分の不均一が発生する。
As described above, the surplus charge generated in the transfer register increases in the horizontal transfer direction. In the signal charge transfer described later, when transferring the charge from the
従って、ここまで説明した余剰電荷の掃き捨て動作を行うことで余剰電荷成分の不均一を除去することが出来る。転送レジスタ144、145においても同様である。 Therefore, the non-uniformity of the surplus charge component can be removed by performing the surplus charge sweeping operation described so far. The same applies to the transfer registers 144 and 145.
一方、中央の転送レジスタ142、143で発生した余剰電荷については、信号電荷転送動作において発生する余剰電荷成分が合成されることで全域で均一な特性となるため、余剰電荷の掃き捨て動作は必要としない。 On the other hand, the surplus charges generated in the central transfer registers 142 and 143 have uniform characteristics over the entire area by combining the surplus charge components generated in the signal charge transfer operation, and therefore, the surplus charge sweeping operation is necessary. And not.
図6(g)から信号電荷の転送動作が開始される。先ず、ST1ゲート120、ST2ゲート121、ST4ゲート125、ST5ゲート124、φ1ゲートがONされ、各PDからの電荷転送に対して、受け取るゲート側の準備が行われる。
The signal charge transfer operation is started from FIG. First, the
図6(h)ではSH1ゲート110、SH2ゲート111、SH4ゲート114がONされ、BLUEのPD101からは奇数画素電荷がST1ゲート120へ、偶数画素電荷がST2ゲート121へ、GREENのPD102からは奇数画素電荷は転送レジスタ142へ、偶数画素電荷は転送レジスタ143へ、第2のBLUEのPD104からは奇数画素電荷がST5ゲート124へ、偶数画素電荷はST4ゲート125に転送が開始される。
In FIG. 6 (h), the
図7(i)ではSH1ゲート110、SH2ゲート111、SH4ゲート114がOFFされPDからの電荷転送が完了する。このタイミングでPD101、102、104は次の電荷蓄積を開始する。
In FIG. 7I, the
図7(j)ではST1ゲート120、ST5ゲート124がOFFし、内側の転送レジスタ141、144のφ1ゲートへの電荷転送が開始される。同時にSH3ゲート113がONし、ST3ゲート122に保持されていた1ライン前のREDの電荷が第2のBLUEのPD104に転送され、画素加算が開始される。
In FIG. 7 (j), the
図7(k)ではTG1ゲート130、TG2ゲート131がONし、内側の転送レジスタ141、144のφ1ゲートからの電荷転送のための準備が行われる。
In FIG. 7 (k), the
図7(l)ではφ1ゲートがOFFされ、内側の転送レジスタ141、144からTG1ゲート130、TG2ゲート131への電荷転送が行われる。同時にSH3ゲート113もOFFされ、ST3ゲート122から第2のBLUEのPD104への電荷転送も完了となる。
In FIG. 7L, the φ1 gate is turned off, and charge transfer from the inner transfer registers 141 and 144 to the
図8(m)ではTG1ゲート130、TG2ゲート131がOFF、φ1ゲートがONされることでTG1ゲート130、TG2ゲート131から外側の転送レジスタ140、145のφ1ゲートに電荷転送が行われる。同時にST3ゲート122がONし、REDのPD103に保持されていた信号電荷のST3ゲート122への転送が開始される。
In FIG. 8 (m), when the
図8(n)ではST2ゲート121、ST4ゲート125がOFFし、それぞれに保持されていた偶数画素電荷が内側の転送レジスタ141、144のφ1ゲートに転送され、各PDから転送レジスタへの電荷転送が完了する。
In FIG. 8 (n), the
以上説明したCCDラインセンサー100を用いて画像読み取りが行われる。
Image reading is performed using the
CCDラインセンサー100は画像読み取り装置6000にBLUEのPD101が上になるように配置され、原稿の同一ラインに注目した場合、そのの移動方向はPD101からPD104方向に移動するように、画像読み取り装置6000においては図21矢印A方向に走査駆動される。
The
図10は画像読み取りにおける各PDとST3ゲート122に保持される電荷の関係を示すもので、各PDは2ラインの間隔で配置されているため、原稿読み取りラインもそれぞれ2ラインの間隔で読み取られていて、REDのPD103で蓄積された電荷は図5で説明したようにST3ゲート122に一旦転送され、1ライン期間保持された後、第2のBLUEのPD104に転送される。従って図10においてはST3ゲート122はREDのPD103に対して1ライン分遅れた電荷を保持することになる。
FIG. 10 shows the relationship between each PD and the charge held in the
CCDラインセンサー100の出力構成は従来例と同じで6ch構成であるため、画像処理構成は図24に示す従来例と同一である。CCDラインセンサー100では、REDのPD103の蓄積電荷と、第2のBLUEのPD104の蓄積電荷は画素毎に加算混合されるため、全色成分において全画素情報を有する。従って補間処理による欠落画素の補間が必要ないため、像域分離、彩度判定処理においても十分な精度を持って画素単位の判定を行うことが出来る。
Since the output configuration of the
また、CCDラインセンサー100は理想的な色分解特性を実現することから、特に入力マスキング補正回路3403においては非線形処理を必要とせず、Rl,Gl、Bl信号間の線形演算によって理想的な色再現特性を実現することが出来る。
In addition, since the
前述したようにCCDラインセンサー100の色分解特性はxyz座標系に限定されるものではなく、特に原稿照明ランプ3004との組み合わせにおいて、画像読み取り装置6000に要求される色再現性能を実現するために適宜調整されても良い。
As described above, the color separation characteristics of the
さらに、CCDラインセンサー100は各PD間隔を2ライン間隔で構成しているため、背景技術で説明した4ライン間隔よりも影響の受ける振動周波数をより高い領域へシフトすることができる。従って、システムの持つ振動に対して色ずれとなる成分を低減することができ、振動に対しても強い画像読み取り装置を提供することができる。
(実施例2)
Furthermore, since the
(Example 2)
本発明の実施例2として、図21に示した流し読みとプラテン読みを提供する画像読み取り装置に対して有効な双方向CCDラインセンサーの説明を行う。 As a second embodiment of the present invention, a bidirectional CCD line sensor effective for the image reading apparatus that provides the flow reading and the platen reading shown in FIG. 21 will be described.
図11は双方向読み出しが可能な双方向CCDラインセンサー1000の構造図である。実施例1で説明したCCDラインセンサー100と同一名称部には同一番号を付して説明を行う。
FIG. 11 is a structural diagram of a bidirectional
双方向CCDラインセンサー1000はBLUEのPD101、GREENのPD102、REDのPD103、第2のBLUEのPD104の計4本のPDを持ち、図19に示す画像読み取り装置7000に搭載されるものである。
The bidirectional
画像読み取り装置7000は図21で説明した画像読み取り装置3000の双方向CCDラインセンサーを載せ変えたもので、その他の構成は同一である。
The
双方向CCDラインセンサー1000は第2のBLUEのPD104が上になるように配置され、プラテン読みの場合には第2のBLUEのPD104からBLUEのPD101方向に原稿が相対的に移動し、流し読みの場合には逆にBLUEのPD101から第2のBLUEのPD104方向に原稿が相対的に移動する読み取りが行われる。
The bi-directional
図11において、BLUEのPD101で蓄積された電荷の読み出しは外側に配設されたSH11ゲート1010、転送レジスタ1020、1021によって行われる。
In FIG. 11, the charge accumulated in the
転送レジスタ1020、1021はラインセンサー中央を基準に左右に配設されていて、転送レジスタ1020は左半分の電荷を左方向に、転送レジスタ1021は右半分の電荷を右方向に転送する構成になっている。従って左半分の信号は鏡像出力となっている。
The transfer registers 1020 and 1021 are arranged on the left and right with respect to the center of the line sensor. The
蓄積電荷の転送は、先ずSH11ゲート1010によって読み出され、転送レジスタ1020、1021のφ1ゲートに転送され、次にφ1、φ2パルスで2相駆動される転送レジスタ1020、1021によって出力アンプ1031、1032に転送され、電圧変換され出力される。
Transfer of accumulated charges is first read by the
GREENのPD102で蓄積された電荷の読み出しは、BLUEのPD101側に配設されたSH12ゲート1011、転送レジスタ1023、1022によって行われる。転送方式はBLUEのPD101のそれと同じである。
Reading of the charges accumulated in the PD of GREEN is performed by the
GREENのPD102とBLUEのPD101の間にはSH12ゲート1011と転送レジスタ1022、1023が配設されているが、転送レジスタ1022、1023はラインセンサー中央を基準に左右に配置されるため、PD全域で転送レジスタが1本となっている。従ってPD間の間隔を小さくすることが可能で本例においては2ラインの間隔が実現される。
An
REDのPD103の蓄積電荷の読み出しは、次の2つの方法で行われる。
Reading of the accumulated charge of the
一つはGREENのPD102側に配設されたSH13ゲート1012、転送レジスタ1024、1025を用いる方式で、BLUEのPD101、GREENのPD102の読み出し方式と同じ方式である。
One is a method using an
この方式はプラテン読みにおいて用いられ、REDのPD103から読み出される蓄積電荷はREDのPD103と第2のBLUEのPD104の加算電荷となる。REDのPD103とGREENのPD102との間に配設されるゲート構成は、GREENのPD102とBLUEのPD101の間の構成と同一であるため、この間隔も2ライン間隔が実現されている。
This method is used in platen reading, and the accumulated charge read from the
もう一つは第2のBLUEのPD104側に配設されたSH14ゲート1013、ST11ゲート1009、SH15ゲート1014を通して第2のBLUEのPD104に電荷を転送し、加算する方式である。これは流し読みにおいて用いられる。
The other is a system in which charges are transferred to the
REDのPD103と第2のBLUEのPD104の間に配設されるゲート構造は、他のPD間の構造と異なるが、その間隔は他のPD間と同様に2ラインの間隔で構成されている。
The gate structure arranged between the
詳細なタイミングは後述するが、REDのPD103から読み出された電荷は、原稿の搬送に合わせてST11ゲート1009で1ライン分保持され、その後SH15ゲート1014を通して第2のBLUEのPD104に転送される。
Although the detailed timing will be described later, the charge read from the
第2のBLUEのPD104の蓄積電荷読み出しも、REDのPD103同様に2つの方式で行われる。一つは外側に配設されたSH16ゲート1015と転送レジスタ1026、1027を用いる方式で、BLUEのPD101、GREENのPD102の読み出し方式と同じである。この方式は流し読みにおいて用いられ、第2のBLUEのPD104から読み出される蓄積電荷はREDのPD103と第2のBLUEのPD104の加算電荷となる。
The stored charge readout of the
もう一つはREDのPD103側に配設されたSH14ゲート1013、ST11ゲート1009、SH15ゲート1014を通してREDのPD103に電荷を転送し、加算する方式である。これはプラテン読み時に用いられる方式である。
The other is a system in which charges are transferred to the
詳細なタイミングは後述するが、流し読み時にREDのPD103から第2のBLUEのPD104に電荷転送されるのと逆に、第2のBLUEのPD104から読み出された電荷は、原稿の搬送に合わせてST11ゲート1009で1ライン分保持され、その後SH14ゲート1013を通してREDのPD103に転送される。
Although the detailed timing will be described later, the charge read from the
従って、REDのPD103と第2のBLUEのPD104の加算電荷は流し読みとプラテン読みとで異なる転送レジスタを用いて電荷転送される。具体的には、プラテン読み時には転送レジスタ1024、1025を使って出力アンプ1034、1035で電圧変換されスイッチ1040、1041の一方の入力端子にそれぞれ入力される。
Accordingly, the added charges of the
流し読み時には転送レジスタ1026、1027を使って出力アンプ1036、1037で電圧変換され、スイッチ1040、1041のもう一方の入力端子にそれぞれ入力される。
At the time of the flow reading, the voltage is converted by the
スイッチ1040、1041はSW1信号によって制御され、Loレベルでプラテン読み、Hiレベルで流し読み信号が選択される。
The
以上の構造を持って、各PDの間隔は2ライン間隔が実現され、出力信号はプラテン読み、流し読みに関わらず各色2チャンネルの計6チャンネルで出力される。 With the above structure, the interval between the PDs is 2 line intervals, and the output signals are output on a total of 6 channels, 2 channels for each color regardless of platen reading and flow reading.
各PDに搭載されるカラーフィルターは実施例1と同様で、本例においては説明を省略する。図12は双方向CCDラインセンサー1000を駆動するためのタイミングチャートである。
The color filter mounted on each PD is the same as that in the first embodiment, and a description thereof is omitted in this example. FIG. 12 is a timing chart for driving the bidirectional
構造図で説明したように、双方向CCDラインセンサー1000はプラテン読みと流し読みで異なる電荷転送を行うため、2つのタイミングで駆動される。図12(1)はプラテン読み、図12(2)は流し読み時のタイミングである。
As described with reference to the structure diagram, the bidirectional
タイミングチャートは各PDから転送レジスタまでの電荷転送を行うブランキング期間と、転送レジスタを水平駆動して読み取り電荷を出力する出力水平期間とで構成される。1ライン周期は装置によって求められる値で、この周期を繰り返すことで読み取りが行われる。 The timing chart includes a blanking period in which charges are transferred from each PD to the transfer register, and an output horizontal period in which the transfer register is horizontally driven to output read charges. One line period is a value obtained by the apparatus, and reading is performed by repeating this period.
ブランキング期間はpからxまでのタイミングで構成され、各タイミングにおける電荷フローを図13〜16に示す。 The blanking period is composed of timings from p to x, and the charge flow at each timing is shown in FIGS.
図13〜15は流し読み時の電荷転送フロー図で、図16はプラテン読み時の電荷転送フロー図である。 13 to 15 are charge transfer flowcharts during flow reading, and FIG. 16 is a charge transfer flowchart during platen reading.
先ずプラテン読み時の動作について説明する。タイミング(p)は電荷転送の初期状態で前のラインでの電荷蓄積が完了した状態である。BLUEのPD101、GREENのPD102、第2のBLUEのPD104にはそれぞれ1ライン前の蓄積電荷が画素単位で保持されていて、ST11ゲート1009には2ライン前に第2のBLUEのPD104で蓄積電荷が保持され、REDのPD103には1ライン前にREDのPD103で発生した電荷と、3ライン前に第2のBLUEのPD104で蓄積された電荷の加算電荷が保持されている状態である。
First, the operation during platen reading will be described. Timing (p) is a state in which the charge accumulation in the previous line is completed in the initial state of charge transfer. The
タイミング(q)ではSH11ゲート1010、SH12ゲート1011、SH13ゲート1012がONし、BLUEのPD101、GREENのPD102、REDのPD103に蓄積されていた電荷がそれぞれ転送レジスタ1020、1021、1022、1023、1024、1025に転送が開始される。
At timing (q), the
タイミング(r)ではSH11ゲート1010、SH12ゲート1011、SH13ゲート1012がOFFされ、転送レジスタへの電荷転送が完了する、と共にBLUEのPD101、GREENのPD102、REDのPD103では次に電荷蓄積が開始される。
At timing (r), the
タイミング(s)ではSH14ゲート1013がONし、ST11ゲート1009に保持されていた2ライン前に第2のBLUEのPD104で蓄積された電荷のREDのPD103への転送が開始され、REDのPD103で蓄積される電荷との加算合成が行われる。
At timing (s), the
タイミング(t)ではSH14ゲート1013がOFFし、ST11ゲート1009からREDのPD103への電荷転送が完了する。タイミング(u)ではST11ゲート1009がONし、第2のBLUEのPD104からの電荷転送の準備が行われる。この状態での電荷の移動は行われない。
At timing (t), the
タイミング(v)ではST11ゲート1009がON状態のまま、SH15ゲート1014がONされて第2のBLUEのPD104からST11ゲート1009への電荷転送が開始される。
At timing (v), the
タイミング(w)ではSH15ゲート1014がOFFされ、第2のBLUEのPD104からST11ゲート1009への電荷転送が完了する。同時に第2のBLUEのPD104では次のラインの電荷蓄積が開始される。
At timing (w), the
タイミング(x)ではST11ゲート1009がOFFされ、ブランキング期間における電荷転送が完了する。プラテン読みにおいてはSH16ゲート1015と転送レジスタ1026、1027は使用されることはない。
At timing (x), the
次に流し読み時の動作について説明する。タイミング(p)は電荷転送の初期状態で前のラインでの電荷蓄積が完了した状態である。 Next, the operation at the time of flow reading will be described. Timing (p) is a state in which the charge accumulation in the previous line is completed in the initial state of charge transfer.
BLUEのPD101、GREENのPD102、REDのPD103にはそれぞれ1ライン前の蓄積電荷が画素単位で保持されていて、ST11ゲート1009には2ライン前にREDのPD103で蓄積電荷が保持され、第2のBLUEのPD104には1ライン前に第2のBLUEのPD104で発生した電荷と、3ライン前にREDのPD103で蓄積された電荷の加算電荷が保持されている状態である。
The
タイミング(q)ではSH11ゲート1010、SH12ゲート1011、SH16ゲート1015がONし、BLUEのPD101、GREENのPD102、第2のBLUEのPD104に蓄積されていた電荷がそれぞれ転送レジスタ1020、1021、1022、1023、1026、1027に転送が開始される。
At timing (q), the
タイミング(r)ではSH11ゲート1010、SH12ゲート1011、SH16ゲート1015がOFFされ、転送レジスタへの電荷転送が完了する、と共にBLUEのPD101、GREENのPD102、第2のBLUEのPD104では次に電荷蓄積が開始される。
At timing (r), the
タイミング(s)ではSH15ゲート1014がONし、ST11ゲート1009に保持されていた2ライン前にREDのPD103で蓄積された電荷の第2のBLUEのPD104への転送が開始され、第2のBLUEのPD1003で蓄積される電荷との加算合成が行われる。
At the timing (s), the
タイミング(t)ではSH15ゲート1014がOFFし、ST11ゲート1009から第2のBLUEのPD104への電荷転送が完了する。
At timing (t), the
タイミング(u)ではST11ゲート1009がONし、REDのPD103からの電荷転送の準備が行われる。この状態での電荷の移動は行われない。
At timing (u), the
タイミング(v)ではST11ゲート1009がON状態のまま、SH14ゲート1013がONされてREDのPD103からST11ゲート1009への電荷転送が開始される。
At timing (v), the
タイミング(w)ではSH14ゲート1013がOFFされ、REDのPD103からST11ゲート1009への電荷転送が完了する。同時にREDのPD103では次のラインの電荷蓄積が開始される。
At timing (w), the
タイミング(x)ではST11ゲート1009がOFFされ、ブランキング期間における電荷転送が完了する。
At timing (x), the
流し読みにおいてはSH13ゲート1012と転送レジスタ1024、1025は使用されることはない。
The
以上が双方向CCDラインセンサー1000における駆動タイミングと電荷フローの説明である。
The above is the description of the driving timing and the charge flow in the bidirectional
図20は流し読みとプラテン読みにおけるラインの関係を示すタイミングチャートで、図20(1)はプラテン読み、図20(2)は流し読みにおける原稿のラインと各PDの蓄積及びST11ゲート1009の保持する電荷の関係を示すものである。 FIG. 20 is a timing chart showing the relationship between the lines in the flow reading and the platen reading. FIG. 20 (1) is the platen reading, FIG. 20 (2) is the accumulation of the original line and each PD in the flow reading, It shows the relationship of the charge to be performed.
図20(1)において、プラテン読み時には双方向CCDラインセンサー1000の第2のBLUEのPD104からBLUEのPD101方向に原稿が搬送されるため、原稿のline1は第2のBLUEのPD104で最初に読み取られ、2ライン間隔でREDのPD103、GREENのPD102、BLUEのPD101の順番で読み取られる。
In FIG. 20 (1), when reading the platen, since the original is conveyed from the
ST11ゲート1009は第2のBLUEのPD104で蓄積された電荷を1ライン期間保持するように動作するため、第2のBLUEのPD104に対して1ライン遅れたタイミングとなる。
Since the
双方向CCDラインセンサー1000の出力はREDのPD103、GREENのPD102、BLUEのPD101から出力される信号となるため、REDのPD103出力とBLUEのPD101出力とは4ライン、GREENのPD102出力とBLUEのPD101出力とは2ライン分の位相差を持つ。
Since the output of the bi-directional
BLUEのPD101出力信号が最も遅いタイミングで原稿を読み取るため、後段のライン間補正回路においてREDのPD103出力は4ライン、GREENのPD102は2ライン分の遅延処理が行われ、位相補正が行われる。 In order to read the original at the timing when the BLUE PD101 output signal is the slowest, the RED PD103 output is delayed by 4 lines and the GREEN PD102 is delayed by 2 lines in the subsequent interline correction circuit, and phase correction is performed.
図20(2)の流し読みタイミングにおいては、双方向CCDラインセンサー1000のBLUEのPD101から第2のBLUEのPD104方向に原稿が搬送されるため、原稿のline1はBLUEのPD101で最初に読み取られ、2ライン間隔でGREENのPD102、REDのPD103、BLUEのPD101の順番で読み取られる。
20 (2), since the original is transported from the
ST11ゲート1009はREDのPD103で蓄積された電荷を1ライン期間保持するように動作するため、REDのPD103に対して1ライン遅れたタイミングとなる。
Since the
双方向CCDラインセンサー1000の出力は第2のBLUEのPD104、GREENのPD102、BLUEのPD101から出力される信号となるため、BLUEのPD101出力と第2のBLUEのPD104出力とは6ライン、GREENのPD102出力と第2のBLUEのPD104とは4ライン分の位相差を持つ。
Since the output of the bidirectional
第2のBLUEのPD104出力信号が最も遅いタイミングで原稿を読み取るため、後段のライン間補正回路においてBLUEのPD101出力は6ライン、GREENのPD102は4ライン分の遅延処理が行われ、位相補正が行われる。 Since the second BLUE PD104 output signal is read at the latest timing, the subsequent line-to-line correction circuit performs delay processing for 6 lines for the BLUE PD101 output and 4 lines for the GREEN PD102, and phase correction is performed. Done.
上記位相関係は画像読み取り装置7000への双方向CCDラインセンサー搭載配置に依存するものであるが、本例において限定するものではない。つまり、画像読み取り装置7000に対して双方向CCDラインセンサー1000を上下逆、すなわちBLUEのPD101が上になるように配置しても良く、そうした場合には上記説明したプラテン読み、流し読みでの駆動タイミング、位相制御は逆におこなわれていれば良い。
The phase relationship depends on the arrangement of the bidirectional CCD line sensor mounted on the
以上説明したように、プラテン読みと流し読みとで原稿搬送方向が異なる画像読み取り装置においても、ライン間隔の小間隔化と全画素における色分解特性の向上を両立させる双方向CCDラインセンサーを実現することが出来る。その結果、振動に対して色ずれとなる成分を低減し、かつ色再現性を向上させた画像読み取り装置を提供することが出来る。 As described above, a bidirectional CCD line sensor that achieves both a reduction in the line interval and an improvement in color separation characteristics in all pixels is realized even in an image reading apparatus in which the document transport direction differs between platen reading and flow reading. I can do it. As a result, it is possible to provide an image reading apparatus in which a component that causes a color shift with respect to vibration is reduced and color reproducibility is improved.
100 CCDラインセンサー
101 BLUEのPD
102 GREENのPD
103 REDのPD
104 第2のBLUEのPD
1000 双方向CCDラインセンサー
3001 原稿ガラス
3002 基準白板
3003 原稿圧板
3004 原稿照明ランプ
3005 第1ミラー
3006 第2ミラー
3007 第3ミラー
3008 第1ミラー台
3009 第2ミラー台
3010 光学レンズ
3011 CCDラインセンサー
3012 光学モータ
3013 第1の反射笠
3014 第2の反射笠
3100 REDフォトダイオード
3101 GREENフォトダイオード
3102 BLUEフォトダイオード
3401 ライン間補正回路
3402 像域分離回路
3403 色空間補正回路
3404 LCC変換回路
3405 彩度検出回路
3406 フィルター回路
3407 強調量補正回路
3408 LCC逆変換回路
3409 無彩色判定回路
3410 カウンター
100
102 GREEN PD
103 RED PD
104 Second BLUE PD
1000 Bidirectional
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005229714A JP2007049298A (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Line image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005229714A JP2007049298A (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Line image sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007049298A true JP2007049298A (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37851783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005229714A Withdrawn JP2007049298A (en) | 2005-08-08 | 2005-08-08 | Line image sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007049298A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130143454A (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-31 | 삼성전자주식회사 | Image forming apparatus and method of controlling the same |
-
2005
- 2005-08-08 JP JP2005229714A patent/JP2007049298A/en not_active Withdrawn
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