JP2007049298A - Line image sensor - Google Patents

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JP2007049298A JP2005229714A JP2005229714A JP2007049298A JP 2007049298 A JP2007049298 A JP 2007049298A JP 2005229714 A JP2005229714 A JP 2005229714A JP 2005229714 A JP2005229714 A JP 2005229714A JP 2007049298 A JP2007049298 A JP 2007049298A
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Noriyoshi Osozawa
憲良 遅澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line image sensor for establishing compatibility between the improvement of the color reproducibility of an image reading apparatus and reduction in color shift. <P>SOLUTION: The line image sensor, including a photodiode group configured with four kinds or more of photodiode arrays and color filters, with different color separation characteristics and each mounted on each photodiode, is provided with a means that composes electric charges produced by two or more of the photodiodes located at the end of the photodiode group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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 image reading device 3000 and a document feeder 2000 (hereinafter referred to as DF) that automatically conveys an original, and is particularly a general configuration in a digital copying machine.

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 document glass 3001 while moving and scanning.

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 document glass 3001 is illuminated by a document illumination lamp 3004, a first reflecting shade 3013, and a second reflecting shade 3014, and the reflected light from the document is reflected on a first mirror 3005 and a second reflecting shade. An image is formed on the three-line image sensor 3011 via the mirror 3006, the third mirror 3007, and the optical lens 3010, and the first mirror stage 3008 and the second mirror stage 3009 are moved at a speed of 2: 1 by the optical motor 3012. This is done by scanning in the B direction. At this time, the paper discharge tray 2014 of the DF2000 functions as a pressure plate for pressing the document.

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 white plate 3002, and the edge light amount deterioration of the optical lens 3010 and the sensitivity unevenness of the three-line image sensor 3011 are corrected and output.

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 flow reading glass 3020, and the document placed on the document tray 2002 is separated with the paper feed roller 2004 with the document illumination lamp 3004 turned on. Operations such as shading correction are the same as those for platen reading in a method in which a document image is read by being conveyed through a conveyance roller 2005, a registration roller 2007, a read roller 2009, a flow reading glass 3020, a lead discharge roller 2011, and a discharge roller 2013.

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 direction regulating plate 2003 that regulates the width direction of the document to ensure sheet feeding stability, a separation pad 2006 that separates the sheet bundle, a resist driven roller 2008 for stabilizing the transportability, and a lead driven. A roller 2010 and a lead discharge driven roller 2012.

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-line image sensor 3011 is composed of three RGB RGB photodiode arrays, and FIG. 22 is a diagram illustrating a general structure thereof.

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 photodiodes 3100, 3101 and 3102 (hereinafter referred to as PD) coated with filters of RED, GREEN and BLUE (hereinafter referred to as PD) have shift gates (hereinafter referred to as SH gates) for reading out stored charges on both sides, and transfer registers. Are arranged, and odd-numbered pixels and even-numbered pixels are each distributed to one side and output.

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 SH1 gate 3110 for the RED PD 3100, the SH2 gate 3111 for the GREEN PD 3101, and the SH3 gate 3112 for the BLUE PD 3102), and can be driven independently.

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 transfer register 3120 to 3125 is driven in common by two drive pulses φ1 and φ2 that are inverted during the transfer period. In FIG. 22, the charges are horizontally transferred to the right side, and output amplifiers 3130 to 3 connected to the respective transfer registers. The voltage is converted by 3135 and output.

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 PD 3100 to the BLUE PD 3102. In addition, since the document transport direction is reversed during flow reading, the relative document movement direction on the three-line sensor is also opposite to the platen reading.

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 CCD line sensor 3011. The CCD line sensor 3011 is a three-line color line sensor composed of three photodiodes coated with RED, GREEN, and BLUE filters.

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 photodiode 3100, the GREEN photodiode 3101, and the BLUE photodiode 3102 are arranged at intervals of 4 lines. A shift gate for transferring charges accumulated in the photodiode to the transfer register is arranged on both sides of each photodiode, and one transfer register is arranged outside the shift gate.

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。   Reference numeral 3110 denotes an SH1 gate disposed adjacent to the RED photodiode 3100, and an SH2 gate 3111 and an SH3 gate 3112 are disposed in GRREN and BLUE, respectively.

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 SH1 gate 3110 to the RED odd pixel transfer register 3120, and the even pixel ● is fed through the SH1 gate 3110 The data is transferred to the pixel transfer register 3121 and output.

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 pixel transfer register 3122, the GREEN even pixel is transferred to the GREEN even pixel transfer register, the BLUE odd pixel is transferred to the BLUE odd pixel transfer register 3124, and the BLUE even pixel is transferred to the BLUE even pixel transfer register. The data is transferred to 3125 and output.

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。   Reference numerals 3130 to 3135 denote output buffers connected to the transfer registers.

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 image reading device 3000.

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 CCD line sensor 3011 are input to the shading correction circuit 3400. The signals Rs, Gs, and Bs after the shading correction processing are input to the interline correction circuit 3401, and the RGB phase difference is corrected by the interline correction described with reference to FIG.

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 area separation circuit 3402 and the input masking correction circuit 3403.

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 area separation circuit 3402 outputs a flag signal: Z1 for determining an image area and a character area. The image area separation processing is generally performed in units of pixels.

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 area separation circuit 3402.

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 inverse conversion circuit 3408, reconverted into the RGB space, and output.

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。   Reference numeral 3410 denotes a counter which counts the achromatic flag signal: Z2 over the entire surface of the document, and the count result is used to determine whether the document is a color document or a monochrome document.

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 line sensor 3011. FIG. 23A shows an original image, and FIG. 23B shows an image read by the CCD line sensor 3011.

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 CCD line sensor 3011 is an RGB three-line color sensor with an interval of 4 lines. Since the original is read by moving scanning, the timing for reading the same line of the original has a time difference of 4 lines between the RGB. Accordingly, a phase difference of 4 lines is generated in an image read by each PD of RED, GREEN, and BLUE.

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。
特開平8−274294号公報 第5頁、図1 特開平10−93763号公報 第8頁、図1 株式会社学習研究社「ソニーサイバーショットF828スーパーブック」 p22
Since the image data obtained by such interpolation processing is different from the original image information, it may cause problems such as generation of false colors, but it is practically used in an image reading apparatus using an area image sensor such as a digital camera. It is not a problem.
JP-A-8-274294, page 5, FIG. Japanese Patent Laid-Open No. 10-93763, page 8, FIG. Gakken "Sony Cybershot F828 Superbook" p22

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 CCD line sensor 100 proposed by the present invention. Reference numeral 100 denotes a CCD line sensor having four photodiodes (hereinafter referred to as PD), PD101 is a BLUE color filter, PD102 is a GREEN color filter, PD103 is a RED color filter, and PD104 is a second BLUE color filter. have.

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 CCD line sensor 100 is mounted on the image reading device 6000 shown in FIG. 90. FIG. 9 is the same as the image reading device 3000 described in FIG. 21, and only the CCD line sensor is different from that the DF2000 is not mounted. It is a configuration.

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 PD 101 of BLUE is read out by the SH1 gate 110, ST1 gate 120, ST2 gate 121, transfer registers 140, 141, and TG1 gate 130 provided outside. The accumulated charge is first read by the SH1 gate 110 and temporarily stored in the ST1 gate 120 and ST2 gate 121.

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 gate 120 and the ST2 gate 121 are storage gates for distributing the odd and even pixels of the BLUE PD 101, the ST1 gate 120 is associated with the odd pixel accumulated charge, and the ST2 gate 121 is associated with the even pixel accumulated charge. ing.

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 ST1 gate 120 are once transferred to the transfer register 141 disposed on the inner side, and then transferred to the outer transfer register 140 through the TG1 gate 130.

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 ST2 gate 121 are transferred to the transfer register 141 disposed inside. The transfer registers 140 and 141 are registers that perform charge transfer in the direction indicated by the frame arrows. The transferred charges are supplied to the output amplifiers 151 and 152, respectively, are converted into voltages, and are output.

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 GREEN PD 102 is read out by the SH2 gate 111 and the transfer registers 142 and 143 arranged on both sides and between the BLUE PD 101 and the RED PD 101, respectively. The accumulated charges are read out in the direction of the transfer register 142 by the SH2 gates 111 arranged on both sides, and the even-numbered pixel charges are read in the direction of the transfer register 143.

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 output amplifiers 153 and 154 are the same as those of the transfer registers 140 and 141 and the output amplifiers 151 and 152 described above, transfer charges in the direction of the frame arrow, convert the voltages, and output them.

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 GREEN PD 102 and the BLUE PD 101 and the RED PD 103 on both sides thereof is a distance corresponding to two lines because one transfer register is provided between them.

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 RED PD 103 is transferred to the second BLUE PD 104 disposed on the opposite side of the GREEN PD 102 through the ST3 gate 122 and the SH3 gate 113, and the charge addition is performed on a pixel basis.

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 ST3 gate 122 is a read storage gate and is configured to hold the charge for one line accumulated in the RED PD 103, the distance between the RED PD 103 and the second BLUE PD 104 is also a distance of two lines. It becomes.

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 PD 104 of the second BLUE is read by the SH4 gate 114, ST4 gate 125, ST5 gate 124, transfer registers 144 and 145, and TG2 gate 131 provided outside. The accumulated charge is first read by the SH4 gate 114 and temporarily stored by the ST4 gate 123 and ST5 gate 124, and then the odd pixel charge is transferred to the transfer register 145 through the ST5 gate 124, transfer register 144, and TG2 gate 131. Is transferred from the ST4 gate 123 to the transfer register 144. The operations of the SH4 gate 113, the ST4 gate 123, the ST5 gate 124, the transfer register 144, the TG2 gate 131, the transfer register 145, and the output amplifiers 155 and 156 are the same as those of the reading configuration of the BLUE PD 101.

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 PD 103 and PD 104. The spectral characteristics of FIGS. 2 (1), 2 (2), and 2 (5) are CIE (International Commission on Illumination). This is equivalent to the spectral characteristic of the xyz coordinate system established in (1) and realizes a color matching function.

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 RED PD 103 and the second BLUE PD 104 is adjusted by the application amount of each filter, and the mixing ratio is appropriately adjusted including the characteristics of the document illumination lamp 3004. The color matching function to be realized is not limited to the xyz coordinates, and the spectral characteristics of each PD may be changed as appropriate.

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 CCD line sensor 100. The drive timing is composed of a blanking period in which charges are transferred from each PD to the transfer register, and a horizontal transfer period in which the transfer registers are driven horizontally to output read charges.

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 CCD line sensor 100 in detail, and the same numbers as those in FIG. The ST1 gate 120 and the ST2 gate 121 are alternately arranged, and the ST4 gate 125 and the ST5 gate 124 are the same. Each ST gate is designed to transfer charges to the φ1 gate of the transfer register.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 are disposed between the φ1 gates.

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 PD 104 of the second BLUE, which holds the charge accumulated in the PD 103 of the RED two lines before and the charge accumulated in the PD 104 of the second BLUE.

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 ST3 gate 122 holds the charge accumulated in the RED PD 103 one line before. Since the ST3 gate 122 is subjected to a light shielding process, no charge is added. In the transfer registers 140 to 145, the TG gates 130 to 131, and the ST gates 120 to 125, surplus charges after the completion of the horizontal transfer are generated.

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 TG gates 130 to 131 and the ST gates 120 to 125 are accumulated according to one line period and are uniform in all the gates. In this state, the ST1 gate 120, the ST2 gate 121, the ST4 gate 125, the ST5 gate 124, and the φ1 gate are turned on, and the charge arrangement state shown in FIG.

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 ST1 gate 120, ST2 gate 121, ST4 gate 125, and ST5 gate 124 are turned off, the φ1 gates of the inner transfer registers 141 and 144 are turned on. Excess charge transfer is performed. On the other hand, the TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 are turned on, and preparation for receiving charges from the φ1 gate is performed.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 by turning off the φ1 gate.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 are turned off and the φ1 gate is turned on, surplus charges are transferred from the TG gate to the φ1 gates of the outer transfer registers 140 and 145.

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 CLR2 gate 161 are turned on, and preparations for sweeping away excess charge are made. Since the φ1 gate remains in the ON state, charge transfer is not performed.

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 inner transfer register 141 to the outer transfer register 140, if the surplus charge is also transferred at the same time, the excess charge component between the inner transfer register 141 and the outer transfer register 140 is transferred. Unevenness occurs.

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 ST1 gate 120, the ST2 gate 121, the ST4 gate 125, the ST5 gate 124, and the φ1 gate are turned on, and the gate side preparation for the charge transfer from each PD is performed.

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 SH1 gate 110, the SH2 gate 111, and the SH4 gate 114 are turned on, the odd pixel charge from the BLUE PD 101 to the ST1 gate 120, the even pixel charge to the ST2 gate 121, and the odd number from the GREEN PD102. The pixel charge is transferred to the transfer register 142, the even pixel charge is transferred to the transfer register 143, the odd pixel charge is transferred from the second BLUE PD 104 to the ST5 gate 124, and the even pixel charge is transferred to the ST4 gate 125.

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 SH1 gate 110, the SH2 gate 111, and the SH4 gate 114 are turned off, and the charge transfer from the PD is completed. At this timing, the PDs 101, 102, and 104 start the next charge accumulation.

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 ST1 gate 120 and the ST5 gate 124 are turned OFF, and charge transfer to the φ1 gate of the inner transfer registers 141 and 144 is started. At the same time, the SH3 gate 113 is turned on, the RED charge one line before held in the ST3 gate 122 is transferred to the PD 104 of the second BLUE, and pixel addition is started.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 are turned ON, and preparation for charge transfer from the φ1 gate of the inner transfer registers 141 and 144 is performed.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 is performed. At the same time, the SH3 gate 113 is also turned off, and the charge transfer from the ST3 gate 122 to the PD 104 of the second BLUE is also completed.

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 TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 are turned OFF and the φ1 gate is turned ON, the charge transfer is performed from the TG1 gate 130 and the TG2 gate 131 to the φ1 gate of the outer transfer registers 140 and 145. At the same time, the ST3 gate 122 is turned on, and the transfer of the signal charge held in the PD 103 of the RED to the ST3 gate 122 is started.

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 ST2 gate 121 and the ST4 gate 125 are turned OFF, and the even-numbered pixel charges held in the ST2 gate 121 and ST4 gate 125 are transferred to the φ1 gates of the inner transfer registers 141 and 144, respectively. Is completed.

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 line sensor 100 described above.

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 CCD line sensor 100 is arranged on the image reading device 6000 so that the PD 101 of BLUE is on the upper side. When attention is paid to the same line of the document, the moving direction of the image reading device 6000 moves from the PD 101 to the PD 104. Is driven in the direction of arrow A in FIG.

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 ST3 gate 122 during image reading. Since each PD is arranged at intervals of two lines, the document reading lines are also read at intervals of two lines. The charge accumulated in the PD 103 of the RED is once transferred to the ST3 gate 122 as described with reference to FIG. 5, held for one line period, and then transferred to the PD 104 of the second BLUE. Accordingly, in FIG. 10, the ST3 gate 122 holds the charge delayed by one line with respect to the PD 103 of the RED.

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 CCD line sensor 100 is the same as the conventional example and has a 6-channel configuration, the image processing configuration is the same as the conventional example shown in FIG. In the CCD line sensor 100, the accumulated charge of the PD 103 of the RED and the accumulated charge of the PD 104 of the second BLUE are added and mixed for each pixel, so that all the color components have all pixel information. Accordingly, since it is not necessary to interpolate the missing pixel by the interpolation process, the pixel unit determination can be performed with sufficient accuracy in the image area separation and the saturation determination process.

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 CCD line sensor 100 realizes ideal color separation characteristics, the input masking correction circuit 3403 does not require nonlinear processing, and ideal color reproduction is achieved by linear calculation between Rl, Gl, and Bl signals. Characteristics can be realized.

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 CCD line sensor 100 are not limited to the xyz coordinate system, and in particular, in combination with the document illumination lamp 3004, to realize the color reproduction performance required for the image reading device 6000. You may adjust suitably.

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 CCD line sensor 100 is configured with two PD intervals, the vibration frequency affected by the four-line interval described in the background art can be shifted to a higher region. Therefore, it is possible to reduce a component that causes a color shift with respect to vibrations of the system, and it is possible to provide an image reading apparatus that is strong against vibrations.
(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 CCD line sensor 1000 capable of bidirectional reading. The same reference numerals are assigned to the same name portions as those of the CCD line sensor 100 described in the first embodiment.

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 CCD line sensor 1000 has a total of four PDs, a BLUE PD 101, a GREEN PD 102, a RED PD 103, and a second BLUE PD 104, and is mounted on the image reading apparatus 7000 shown in FIG.

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 image reading device 7000 is obtained by replacing the bidirectional CCD line sensor of the image reading device 3000 described with reference to FIG. 21, and the other configurations are the same.

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 CCD line sensor 1000 is arranged so that the second BLUE PD 104 faces upward. In the case of platen reading, the original moves relatively from the second BLUE PD 104 to the BLUE PD 101, and the flow reading is performed. In this case, conversely, reading is performed in which the original moves relatively from the BLUE PD 101 in the second BLUE PD 104 direction.

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 PD 101 of BLUE is read by the SH11 gate 1010 and transfer registers 1020 and 1021 provided outside.

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 transfer register 1020 transfers the left half charge to the left, and the transfer register 1021 transfers the right half charge to the right. ing. Therefore, the left half signal is a mirror image output.

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 SH11 gate 1010, transferred to the φ1 gate of the transfer registers 1020 and 1021, and then output amplifiers 1031 and 1032 by the transfer registers 1020 and 1021 driven in two phases by φ1 and φ2 pulses. The voltage is converted and output.

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 SH12 gate 1011 and transfer registers 1023 and 1022 arranged on the PD 101 side of BLUE. The transfer method is the same as that of the PD 101 of BLUE.

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 SH12 gate 1011 and transfer registers 1022 and 1023 are arranged between the green PD 102 and the blue PD 101, but the transfer registers 1022 and 1023 are arranged on the left and right with respect to the center of the line sensor. There is one transfer register. Accordingly, the interval between the PDs can be reduced, and in this example, an interval of two lines is realized.

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 RED PD 103 is performed by the following two methods.

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 SH13 gate 1012 and transfer registers 1024 and 1025 arranged on the green PD102 side, which is the same as the reading method of the BLUE PD101 and the green PD102.

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 RED PD 103 becomes the added charge of the RED PD 103 and the second BLUE PD 104. Since the gate configuration disposed between the RED PD 103 and the GREEN PD 102 is the same as the configuration between the GREEN PD 102 and the BLUE PD 101, this interval also realizes a two-line interval.

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 PD 104 of the second BLUE and added through the SH14 gate 1013, the ST11 gate 1009, and the SH15 gate 1014 arranged on the PD 104 side of the second BLUE. This is used in flow reading.

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 PD 103 of the RED and the PD 104 of the second BLUE is different from the structure between the other PDs, but the interval is configured with a two-line interval as in the other PDs. .

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 RED PD 103 is held for one line in the ST11 gate 1009 in accordance with the conveyance of the original, and then transferred to the second BLUE PD 104 through the SH15 gate 1014. .

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 second BLUE PD 104 is also performed in two ways, similar to the RED PD 103. One is a method using an SH16 gate 1015 and transfer registers 1026 and 1027 arranged on the outside, which is the same as the reading method of the BLUE PD 101 and the GREEN PD 102. This method is used in flow reading, and the accumulated charge read from the second BLUE PD 104 becomes the added charge of the RED PD 103 and the second BLUE PD 104.

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 PD 103 of the RED through the SH14 gate 1013, the ST11 gate 1009, and the SH15 gate 1014 disposed on the PD 103 side of the RED, and added. This is the method used when reading the platen.

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 second BLUE PD 104 is adjusted in accordance with the conveyance of the original document, in contrast to the charge transfer from the RED PD 103 to the second BLUE PD 104 during the flow reading. Then, one line is held in the ST11 gate 1009 and then transferred to the RED PD 103 through the SH14 gate 1013.

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 PD 103 of the RED and the PD 104 of the second BLUE are transferred using different transfer registers for the flow reading and the platen reading. Specifically, during platen reading, the voltage is converted by the output amplifiers 1034 and 1035 using the transfer registers 1024 and 1025 and input to one input terminal of each of the switches 1040 and 1041.

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 output amplifiers 1036 and 1037 using the transfer registers 1026 and 1027 and input to the other input terminals of the switches 1040 and 1041, respectively.

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 switches 1040 and 1041 are controlled by the SW1 signal, and the platen reading is selected at the Lo level and the flow reading signal is selected at the Hi level.

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 CCD line sensor 1000.

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 CCD line sensor 1000 is driven at two timings in order to transfer different charges between platen reading and flow reading. FIG. 12 (1) shows the timing for platen reading, and FIG. 12 (2) shows the timing for flow reading.

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 BLUE PD 101, the GREEN PD 102, and the second BLUE PD 104 each hold the accumulated charge of one line before, and the ST11 gate 1009 stores the accumulated charge in the second BLUE PD 104 two lines before. The RED PD 103 holds the charge generated by the RED PD 103 one line before and the sum of the charges accumulated by the second BLUE PD 104 three lines before.

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 SH11 gate 1010, the SH12 gate 1011 and the SH13 gate 1012 are turned ON, and the charges accumulated in the BLUE PD101, the GREEN PD102, and the RED PD103 are transferred to the transfer registers 1020, 1021, 1022, 1023 and 1024, respectively. 1025, the transfer is started.

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 SH11 gate 1010, the SH12 gate 1011 and the SH13 gate 1012 are turned off, and the charge transfer to the transfer register is completed. At the same time, charge accumulation is started in the BLUE PD101, the GREEN PD102, and the RED PD103. 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 SH14 gate 1013 is turned ON, and the transfer of the charge accumulated in the second BLUE PD 104 to the RED PD 103 two lines before the ST11 gate 1009 was held is started. Additive synthesis with the accumulated charge is performed.

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 SH14 gate 1013 is turned OFF, and the charge transfer from the ST11 gate 1009 to the PD 103 of the RED is completed. At timing (u), the ST11 gate 1009 is turned ON, and preparation for charge transfer from the PD 104 of the second BLUE is performed. In this state, no charge is transferred.

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 SH15 gate 1014 is turned on while the ST11 gate 1009 remains ON, and charge transfer from the second BLUE PD 104 to the ST11 gate 1009 is started.

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 SH15 gate 1014 is turned OFF, and the charge transfer from the second BLUE PD 104 to the ST11 gate 1009 is completed. At the same time, the charge accumulation of the next line is started in the PD 104 of the second BLUE.

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 ST11 gate 1009 is turned off, and charge transfer in the blanking period is completed. In the platen reading, the SH16 gate 1015 and the transfer registers 1026 and 1027 are not used.

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 BLUE PD 101, the GREEN PD 102, and the RED PD 103 each hold the accumulated charge of one line before, and the ST11 gate 1009 holds the accumulated charge in the RED PD 103 two lines before. The BLUE PD 104 holds the charge generated by the second BLUE PD 104 one line before and the added charge accumulated by the RED PD 103 three lines before.

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 SH11 gate 1010, SH12 gate 1011 and SH16 gate 1015 are turned on, and the charges accumulated in the BLUE PD 101, the GREEN PD 102, and the second BLUE PD 104 are transferred to the transfer registers 1020, 1021, 1022, respectively. Transfer is started at 1023, 1026, and 1027.

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 SH11 gate 1010, the SH12 gate 1011 and the SH16 gate 1015 are turned off, and the charge transfer to the transfer register is completed, and the BLUE PD101, the GREEN PD102, and the second BLUE PD104 are next charged. Is started.

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 SH15 gate 1014 is turned ON, and the transfer of the charge accumulated in the RED PD 103 two lines before held in the ST11 gate 1009 is started to the second BLUE PD 104, and the second BLUE Are added and combined with the charge accumulated in the PD 1003.

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 SH15 gate 1014 is turned OFF, and the charge transfer from the ST11 gate 1009 to the PD 104 of the second BLUE is completed.

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 ST11 gate 1009 is turned on, and preparation for charge transfer from the RED PD 103 is performed. In this state, no charge is transferred.

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 SH11 gate 1013 is turned on while the ST11 gate 1009 remains ON, and charge transfer from the PD 103 of the RED to the ST11 gate 1009 is started.

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 SH14 gate 1013 is turned OFF, and the charge transfer from the PD 103 of the RED to the ST11 gate 1009 is completed. At the same time, charge accumulation in the next line is started in the PD 103 of the RED.

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 ST11 gate 1009 is turned off, and charge transfer in the blanking period is completed.

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 SH13 gate 1012 and the transfer registers 1024 and 1025 are not used in the flow reading.

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 CCD line sensor 1000.

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 second BLUE PD 104 of the bidirectional CCD line sensor 1000 toward the BLUE PD 101, the line 1 of the original is read first by the second BLUE PD 104. And read in the order of the RED PD 103, the GREEN PD 102, and the BLUE PD 101 at intervals of two lines.

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 ST11 gate 1009 operates to hold the charge accumulated in the PD 104 of the second BLUE for one line period, the timing is delayed by one line with respect to the PD 104 of the second BLUE.

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 CCD line sensor 1000 is a signal output from the RED PD 103, the GREEN PD 102, and the BLUE PD 101, the RED PD 103 output and the BLUE PD 101 output are 4 lines, the GREEN PD 102 output and the BLUE PD 101 output. The PD101 output has a phase difference of two lines.

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 BLUE PD 101 of the bidirectional CCD line sensor 1000 in the direction of the second BLUE PD 104, the line 1 of the original is first read by the BLUE PD 101. GREEN PD102, RED PD103, and BLUE PD101 are read in the order of two lines.

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 ST11 gate 1009 operates to hold the charge accumulated in the RED PD 103 for one line period, the ST11 gate 1009 is delayed by one line with respect to the RED PD 103.

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 CCD line sensor 1000 is a signal output from the second BLUE PD 104, the green PD 102, and the BLUE PD 101, the BLUE PD 101 output and the second BLUE PD 104 output are 6 lines. The PD 102 output and the second BLUE PD 104 have a phase difference of 4 lines.

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 image reading device 7000, but is not limited in this example. In other words, the bidirectional CCD line sensor 1000 may be arranged upside down with respect to the image reading device 7000, that is, the BLUE PD 101 may be placed on the upper side. The timing and phase control only need to be performed in reverse.

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.

実施例1、CCDラインセンサー100の構造図Example 1 Structure of CCD line sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100の色分解特性を示す図FIG. 5 is a diagram illustrating color separation characteristics of the CCD line sensor 100 according to the first embodiment. 実施例1、CCDラインセンサー100の駆動タイミングチャートEmbodiment 1, drive timing chart of CCD line sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100のゲート構造詳細図Example 1, Detailed gate structure of CCD line sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100の電荷転送フロー図Example 1 Charge Transfer Flow Diagram of CCD Line Sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100の電荷転送フロー図Example 1 Charge Transfer Flow Diagram of CCD Line Sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100の電荷転送フロー図Example 1 Charge Transfer Flow Diagram of CCD Line Sensor 100 実施例1、CCDラインセンサー100の電荷転送フロー図Example 1 Charge Transfer Flow Diagram of CCD Line Sensor 100 実施例1、画像読み取り装置6000の構造図First Embodiment, Structure of Image Reading Device 6000 実施例1、CCDラインセンサー100のラインタイミングチャートExample 1, line timing chart of CCD line sensor 100 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000の構造図Example 2 Structure of Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000のタイミングチャートSecond Embodiment, Bidirectional CCD Line Sensor 1000 Timing Chart 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000の流し読み動作時の電荷転送フロー図Example 2 Charge Transfer Flow Diagram During Flow Reading Operation of Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000の流し読み動作時の電荷転送フロー図Example 2 Charge Transfer Flow Diagram During Flow Reading Operation of Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000の流し読み動作時の電荷転送フロー図Example 2 Charge Transfer Flow Diagram During Flow Reading Operation of Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000のプラテン読み時の電荷転送フロー図Example 2 Flowchart of Charge Transfer when Reading Platen in Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000のプラテン読み時の電荷転送フロー図Example 2 Flowchart of Charge Transfer when Reading Platen in Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000のプラテン読み時の電荷転送フロー図Example 2 Flowchart of Charge Transfer when Reading Platen in Bidirectional CCD Line Sensor 1000 実施例2、画像読み取り装置7000の構造図Second Embodiment, Structure of Image Reading Device 7000 実施例2、双方向CCDラインセンサー1000のラインタイミングチャートExample 2 Line Timing Chart of Bidirectional CCD Line Sensor 1000 従来例、画像読み取り装置を示す図The figure which shows a prior art example and an image reading apparatus 従来例、CCDラインセンサー3011の構造図Structure of conventional example, CCD line sensor 3011 従来例、読み取り画像を示す図Figure showing a conventional example and a scanned image 従来例、画像処理ブロック図Conventional example, image processing block diagram 従来例、CCDライン間隔と色ずれの関係を表す図Conventional example, a diagram showing the relationship between CCD line spacing and color misregistration

符号の説明Explanation of symbols

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 CCD line sensor 101 BLUE PD
102 GREEN PD
103 RED PD
104 Second BLUE PD
1000 Bidirectional CCD line sensor 3001 Document glass 3002 Reference white plate 3003 Document pressure plate 3004 Document illumination lamp 3005 First mirror 3006 Second mirror 3007 Third mirror 3008 First mirror table 3009 Second mirror table 3010 Optical lens 3011 CCD line sensor 3012 Optical Motor 3013 First reflection shade 3014 Second reflection shade 3100 RED photodiode 3101 GREEN photodiode 3102 BLUE photodiode 3401 Interline correction circuit 3402 Image area separation circuit 3403 Color space correction circuit 3404 LCC conversion circuit 3405 Saturation detection circuit 3406 Filter circuit 3407 Enhancement amount correction circuit 3408 LCC inverse conversion circuit 3409 Achromatic color determination circuit 3410 Counter

Claims (3)

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、前記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、前記フォトダイオード列の少なくとも2つで発生した電荷を合成する合成手段と、前期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されることを特徴とするCCDラインイメージセンサー。   A photodiode group composed of four or more types of photodiode arrays, a color filter mounted on the photodiode array and having different color separation characteristics, and charges generated by at least two of the photodiode arrays are synthesized. A CCD line image sensor, comprising: a combining unit; and a plurality of photodiode rows combined by the first combining unit are arranged at an end of the photodiode group. 請求項1記載のCCDラインイメージセンサーであって、前記合成手段はTDI(Time Delay Integration)構造であることを特徴とする。   2. The CCD line image sensor according to claim 1, wherein the synthesizing means has a TDI (Time Delay Integration) structure. 特許請求の範囲第1項記載のCCDラインイメージセンサーであって、前記合成手段が電荷を合成する方向は原稿の搬送方向に等しいことを特徴とする。   2. The CCD line image sensor according to claim 1, wherein a direction in which the synthesizing unit synthesizes charges is equal to a document conveying direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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