JP2012090204A - 画像読取装置、画像読取方法、撮像素子の動作制御方法および撮像素子の動作制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】読み取り対象の画像とその画像を読み取る撮像素子との相対的な移動速度が変動
しても良好に画像を読み取ることができるようにする。
【解決手段】画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積された電荷をデータ
として転送する撮像素子２１と、撮像素子２１における電荷蓄積およびデータ転送のタイ
ミングを制御し、撮像素子２１の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄
積と並行して行う第１のモードと、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前
に行う第２のモードと、で切り替えるタイミング制御手段（２３，２４）と、を備え、タ
イミング制御手段は、第２のモードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積のタイミングと
なったときには、その電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過するまで遅らせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置、画像読取方法、撮像素子の動作制御方法および撮像素子の動
作制御プログラムに関する。

画像を読み取ってディジタルデータに変換する装置として、イメージスキャナーなどの
画像読取装置が広く用いられている。ここで、「画像」とは、印刷物、絵、あるいはプリ
ントされた写真など、反射光により読み取ることのできる画像だけでなく、透明あるいは
半透明の媒体など、透過光により読み取ることのできる画像や、それ自身が発光すること
で読み取ることのできる画像を含む。

一般的な画像読取装置では、入射する光を電気信号に変換する撮像素子として、ＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーや、ＣＭＯＳ（Ｃｏ
ｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメ
ージセンサーなどの固体撮像素子が用いられている。これらの固体撮像素子では、画像か
らの光が、画素ごとに設けられた光電変換素子によって光電変換されて電荷として蓄積さ
れ、その電荷が、データとして転送される。このデータはアナログデータである。ＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーでは、各画素の電荷
がいわゆる「バケツリレー」方式で転送されて、増幅器に送られる。一方、ＣＭＯＳイメ
ージセンサーでは、各画素の電荷が、個々の画素ごと、あるいは複数の画素ごとに、セン
サー素子内に設けられた増幅器により増幅される。増幅されたアナログデータは、ディジ
タルデータに変換され、ディジタル処理される。

ここで、光電変換素子が一次元的に配列された撮像素子を用い、画像を走査して読み取
る走査型の画像読取装置を考える。「光電子変換素子が一次元的」とは、読み取る色が単
色であれば光電子変換素子が一列、読み取る色が複数であればその色ごとに光電子変換素
子が一列に配列されていることをいう。このような走査型の画像読取装置において、撮像
素子は、画像と相対的な位置を移動させながら、１ラインずつ画像を読み取って、各光電
変換素子への電荷の蓄積および各光電変換素子からのデータ転送を行う。画像と撮像素子
との相対的な移動速度が適切であれば、撮像素子は、１ラインの画像を読み取って電荷を
蓄積し、次のラインの画像を読み取るときに、前のラインで蓄積された電荷をデータとし
て転送することができる。

特許文献１から特許文献４にはそれぞれ、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージ
センサーの信号対雑音比の改善、およびディジタル変換時の実質的量子化数の増加のため
に、電荷蓄積時間を入射光に応じて変化させることが記載されている。電荷蓄積時間の変
化に伴い、データ転送のタイミングも変化させている。

一方、走査型の画像読取装置において、たとえば読み取ったデータの処理が読み取り速
度に追いつかない場合や、走査終了に近づいた場合など、画像と撮像素子との相対的な移
動速度を低下させたい場合がある。そのような場合には、１ラインの画像を読み取ってか
ら次のラインの画像を読み取るまで、時間が空くことになる。データ転送を次のラインの
画像の読み取りに合わせて行うと、その間、前のラインの画像の読み取りで蓄積された電
荷が、光電変換素子に蓄積されたままとなる。これは、データの劣化の原因となり、ディ
ジタル処理後の画像の劣化を引き起こす。

そこで、ラインの読み取り周期が、１ラインの画像の読み取りに要する時間とデータ転
送に要する時間との和より長くなる場合には、読み取り後に直ちにデータ転送を行うよう
に撮像素子を制御することが考えられている。このような制御は、撮像素子を動作させる
ためのシフト信号として、画像の読み取りとデータ転送とでひとつの信号ではなく２つの
信号を用いることから、「２シフト制御」と呼ばれている。２シフト制御により、１ライ
ンごとに、そのラインについての画像の読み取りとデータ転送とを完了させることができ
る。

特開昭６１−２７４４７０号公報 特開昭６１−１９３５６８号公報 特開昭６１−１９３５６７号公報 特開昭６１−１９３８５８号公報

しかし、走査型の画像読取装置では、種々の機構的な理由から、画像と撮像素子との相
対的な移動速度が変動することがある。このため、相対的な移動速度が低下して２シフト
制御を開始した後に、一時的に相対的な移動速度が増加して、データ転送が終了する前に
撮像素子の位置に次のラインが来てしまうことがある。このような場合、そのまま読み取
りを開始させようとすると、データに波形干渉が生じてしまう。

特許文献１から特許文献４にはそれぞれ、電荷蓄積時間を変化させることが記載されて
いる。特許文献４にはさらに、電荷蓄積時間の変化に伴って、データ転送のタイミングも
変化させることが記載されている。しかし、２シフト制御に関しては記載がなく、当然な
がら、２シフト制御時における電荷蓄積とデータ転送とのタイミングについての示唆もな
い。

本発明は、上述のような課題を解決し、読み取り対象の画像とその画像を読み取る撮像
素子との相対的な移動速度が変動しても良好に画像を読み取ることのできる画像読取装置
、画像読取方法、撮像素子の動作制御方法および撮像素子の動作制御プログラムを提供す
ることを目的とする。

本発明の第１の観点によると、画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積
された電荷をデータとして転送する撮像素子と、撮像素子における電荷蓄積およびデータ
転送のタイミングを制御し、撮像素子の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の
電荷蓄積と並行して行う第１のモードと、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄
積の前に行う第２のモードと、で切り替えるタイミング制御手段と、を備え、タイミング
制御手段は、第２のモードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積のタイミングとなったと
きには、その電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過するまで遅らせることを特徴とする画
像読取装置が提供される。

第２のモードにおけるデータ転送中に電荷蓄積のタイミングとなっても、電荷蓄積の開
始を遅らせることで、波形干渉を防ぐことができる。電荷蓄積の開始が遅れるといことは
、画像の読み取りのタイミングがずれることを意味する。しかし、それによる画像劣化は
、波形干渉がある場合により十分に小さい。

撮像素子は、画像との相対的な位置を移動させながら画像を読み取る走査型の撮像素子
であり、タイミング制御手段は、画像と撮像素子との相対的な位置が所定の値だけ変化す
るごとにパルス信号を生成するエンコーダーと、このエンコーダーの出力するパルス信号
に応じて、撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御するシフト信
号を生成するシフト信号生成部と、を有し、このシフト信号生成部は、第１のモードでは
、パルス信号に同期して、撮像素子に電荷蓄積およびデータ転送を実行させるシフト信号
を生成し、第２のモードでは、パルス信号に同期して撮像素子に電荷蓄積を実行させる第
１のシフト信号と、この第１のシフト信号から電荷蓄積に必要な時間が経過した後に撮像
素子にデータ転送を実行させる第２のシフト信号とを生成し、第２のモードではさらに、
第２のシフト信号の生成の後に規定時間が経過する前にエンコーダーで新たなパルス信号
が生成されたときには、第１のシフト信号を、第２のシフト信号から規定の時間が経過す
るまで遅らせる構成とすることが望ましい。

この構成により、エンコーダーの生成するパルス信号に基づいて撮像素子の動作を制御
し、データ転送中に電荷蓄積のタイミングとなっても、電荷蓄積の開始を遅らせることが
できる。

画像と撮像素子との相対的な移動速度を画像の読み取り状況に応じて制御する速度制御
部を備え、シフト信号生成部は、相対的な移動速度が低下してエンコーダーの出力するパ
ルス信号の周期が撮像素子における電荷蓄積に要する時間とデータ転送に要する時間との
和より長くなったときに、撮像素子の動作を第２のモードに切り替え、その切り替えの後
に相対的な移動速度が一時的に増加してエンコーダーの出力するパルス信号の時間間隔が
前述の和より短くなったときに、第１のシフト信号を、第２のシフト信号から規定の時間
が経過するまで遅らせることができる。

画像と撮像素子との相対的な移動速度を、画像の読取状況に応じて変化させる。そして
、その移動速度がある程度以下となったときには、撮像素子の動作を第１のモードから第
２のモードに切り替える。移動速度が一時的に速くなっても、電荷蓄積の開始を遅らせる
ことで、波形干渉を防止できる。

撮像素子から転送されたデータをディジタル信号に変換して処理するデータ処理手段を
備え、速度制御部は、データ処理手段におけるデータ処理状況に応じて、相対的な移動速
度を制御することができる。また、速度制御部は、読み取っている画像の位置により、相
対的な移動速度を制御することもできる。

本発明の第２の観点によると、画像からの光を光電変換により撮像素子内に電荷として
蓄積する蓄積ステップと、撮像素子内に蓄積された電荷をデータとして転送するデータ転
送ステップと、を画像と撮像素子との相対的な位置を移動させながら繰り返し、画像と撮
像素子との相対的な移動速度に応じて、蓄積ステップおよびデータ転送ステップの実行タ
イミングの制御を行い、この実行タイミングの制御において、蓄積ステップと並行して、
すでに蓄積されている電荷についてデータ転送ステップを実行する第１のモードと、蓄積
ステップの前に、すでに蓄積されている電荷についてデータ転送ステップを実行する第２
のモードと、を切り替え、第２のモードにおける転送ステップの実行中に、相対的な移動
速度の変動により蓄積ステップのタイミングとなったときには、蓄積ステップの開始を規
定の時間が経過するまで遅らせることを特徴とする画像読取方法が提供される。

本発明の第３の観点によると、画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積
された電荷をデータとして転送する撮像素子の動作を制御する方法において、画像と撮像
素子との相対的な移動速度に応じて撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミ
ングを制御し、撮像素子の動作を、電荷蓄積と並行して、すでに蓄積されている電荷のデ
ータ転送を行う第１のモードと、電荷蓄積の前に、すでに蓄積されている電荷のデータ転
送を行う第２のモードと、で切り替えステップと、第２のモードにおけるデータ転送中に
、相対的な移動速度の変動により次の電荷蓄積のタイミングとなったときには、その電荷
蓄積の開始を規定の時間が経過するまで遅らせるステップと、を有することを特徴とする
撮像素子の動作制御方法が提供される。

本発明の第４の観点によると、画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積
された電荷をデータとして転送する撮像素子の動作を制御するコンピューターにインスト
ールすることにより、そのコンピューターに、画像と撮像素子との相対的な移動速度に応
じて撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御し、撮像素子の動作
を、電荷蓄積と並行して、すでに蓄積されている電荷のデータ転送を行う第１のモードと
、電荷蓄積の前に、すでに蓄積されている電荷のデータ転送を行う第２のモードと、で切
り替えるステップと、第２のモードにおけるデータ転送中に、相対的な移動速度の変動に
より次の電荷蓄積のタイミングとなったときには、その電荷蓄積の開始を規定の時間が経
過するまで遅らせるステップと、を実行させることを特徴とする撮像素子の動作制御プロ
グラムが提供される。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置を備える印刷装置の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置のブロック構成を簡略化して示す図である。 撮像素子としてＣＣＤイメージセンサーを用いる場合を例に、その動作原理を説明する図である。 図２に示す画像読取装置中のエンコーダーにより生成されるエンコーダー信号と、図２に示す画像読取装置中のシフト信号生成部の生成するシフト信号と、図２に示す画像読取装置中の撮像素子の動作との関係を説明する図であり、（Ａ）は通常処理時、（Ｂ）は減速読取処理時、（Ｃ）は２シフト制御による処理時、（Ｄ）は速度変動時における課題、（Ｅ）は（Ｄ）の課題を解決するシフト信号調整例を示す。 図２に示す画像読取装置中のシフト信号生成部の動作例を説明するフローチャートである。 図２に示す画像読取装置中のシフト信号生成部の別の動作例を説明するフローチャートである。 画像と撮像素子との相対移動の目標速度および実際の速度の一例を示すと共に、それらの速度と２シフト制御との関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［画像読取装置を備える印刷装置の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置を備える印刷装置１０の構成例を示す
斜視図である。この印刷装置１０は、プリンター、画像読取装置（イメージスキャナー）
およびコピー機が一体となったいわゆる複合型の印刷装置である。ここで、印刷装置１０
は、装置全体を覆うケース１１と、印刷用紙を供給する給紙装置（不図示）と、原稿が載
置される透明なコンタクトガラス１３およびキャリッジ１４等を有する画像読取装置と、
印刷用紙に対して印刷を行う印刷部（不図示）とを備える。

ケース１１は、ほぼ四角形状の箱体であり、その上部には、開閉自在の蓋１２が設けら
れている。蓋１２を開けると、原稿が置かれるコンタクトガラス１３が現れる。コンタク
トガラス１３の内側には、後述する撮像素子が設けられたキャリッジ１４が存在する。キ
ャリッジ１４を副走査方向に移動させることにより、原稿に印刷されている画像を画像デ
ータとして読み取る。画像読取装置は、撮像素子が副走査方向に移動しながら固定された
原稿を読み取る、いわゆるフラットベットタイプ（原稿固定型）のスキャナーである。

ケース１１の前面中央部には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）１５と、各種操作ボタン１６とを備える。ＬＣＤ１５には、印刷装置１０のメニュー
、動作内容、動作状況、エラー内容などが表示され、操作ボタン１６は、印刷装置１０の
メニュー選択等を行う時に押されるようになっている。

ケース１１は、前面下部に排出口１７を備え、印刷された印刷用紙が排出されるように
なっている。また、ケース１１の前面右側中央部には、カードスロット１８が設けられて
おり、たとえば、図示せぬディジタルカメラなどによって撮影された画像データを記録す
るメモリカードＭが、取り外し自在に収納されるようになっている。なお、この例では、
カードスロット１８には蓋部１８ａが設けられており、メモリカードＭを挿入する場合に
は、蓋部１８ａを開閉する。メモリカードＭには、圧縮されていない、あるいはＪＰＥＧ
形式などによって圧縮された、画像データが格納されている。

図示せぬ給紙装置は、ケース１１の背面側に設けられており、印刷用紙をストックする
とともに、必要に応じて印刷装置１０の内部に一枚ずつ供給する。

［画像読取装置の構成］
図２は、図１に示す印刷装置１０中の画像読取装置のブロック構成を簡略化して示す図
である。この画像読取装置は、キャリッジ１４、撮像素子２１、キャリッジモーター２２
、読取速度制御部２３、エンコーダー２４、シフト信号生成部２５、アナログ・ディジタ
ル変換器（Ａ／Ｄ）２６、データバッファ２７およびデータ処理部２８を備える。画像読
取装置はまた、読み取ろうとする画像に光を照射する光源（不図示）、画像からの反射光
を撮像素子２１に導く光学部品（不図示）などを備える。

撮像素子２１は、図１に示すキャリッジ１４に設けられ、画像（コンタクトガラス１３
に置かれた原稿）からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積された電荷をデータ
として転送することで、画像の濃淡に相当する電気信号を出力する。撮像素子２１として
ＣＣＤイメージセンサーを用いる場合には、撮像素子２１の出力に増幅器（不図示）が接
続される。撮像素子２１としてＣＭＯＳイメージセンサーを用いる場合には、増幅器はセ
ンサー内に設けられている。

図２には撮像素子２１を１つしか示していないが、画像読取装置がＣＣＤタイプの場合
は、撮像素子２１として、互いに異なる色の光を透過する色フィルタが前面に配置された
複数のイメージセンサー（たとえばＣＣＤイメージセンサー）が用いられる。このような
複数のイメージセンサーは、白色光を照射した画像からの反射光のうち、前面の色フィル
タを透過した光を検出する。複数のイメージセンサーの出力を合成することで、カラーの
画像データが得られる。画像読取装置がＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓ
ｏｒ）タイプの場合は、発光色の異なる複数の光源を用い、それぞれの光源を高速に切り
替えて画面を照射することで、ひとつの撮像素子２１（たとえばＣＭＯＳイメージセンサ
ー）でカラーの画像を読み取ることができる。

キャリッジモーター２２および読取速度制御部２３は、画像と撮像素子２１との相対的
な移動速度を画像の読み取り状況に応じて制御する速度制御部を構成する。すなわち、キ
ャリッジモーター２２は、読取速度制御部２３により設定される速度で、キャリッジ１４
を駆動する。読取速度制御部２３は、アナログ・ディジタル変換器２６、データバッファ
２７およびデータ処理部２８により構成されるデータ処理手段におけるデータ処理量、具
体的にはデータバッファ２７に蓄えられているデータ量に応じて、キャリッジモーター２
２を制御し、画像と撮像素子２１との相対的な移動速度を制御する。

読取速度制御部２３はまた、読み取っている画像の位置により、相対的な移動速度を制
御することもできる。たとえば、撮像素子２１が画像の読み取り範囲の終了が近づいたと
きに、徐々に停止するように制御することができる。

エンコーダー２４およびシフト信号生成部２５は、撮像素子２１における電荷蓄積およ
びデータ転送のタイミングを制御し、撮像素子２１の動作を、蓄積されている電荷のデー
タ転送を次の電荷蓄積と並行して行う第１のモード（以下、「通常モード」という）と、
蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前に行う第２のモード（以下、「２シ
フト制御モード」という）と、で切り替えるタイミング制御手段を構成する。エンコーダ
ー２４は、画像と撮像素子２１との相対的な位置が所定の値だけ変化するごとに、パルス
信号を生成する。このパルス信号を「エンコード信号」という。シフト信号生成部２５は
、エンコード信号に応じて、撮像素子２１における電荷蓄積およびデータ転送のタイミン
グを制御するシフト信号を生成する。このシフト信号は、撮像素子２１が２シフト制御モ
ードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積のタイミングとなったときに、その電荷蓄積の
開始を、規定の時間が経過するまで遅らせることができる。

アナログ・ディジタル変換器２６、データバッファ２７およびデータ処理部２８は、撮
像素子２１から転送されたデータをディジタル信号に変換して処理するデータ処理手段を
構成する。アナログ・ディジタル変換器２６は、撮像素子２１からのアナログデータをデ
ィジタルデータに変換する。データバッファ２７は、アナログ・ディジタル変換器２６の
出力を一時的に蓄える。データ処理部２８は、データバッファ２７に蓄えられたディジタ
ルデータを処理する。

［ＣＣＤイメージセンサーの動作原理］
図３は、撮像素子２１としてＣＣＤイメージセンサーを用いる場合を例に、その動作原
理を説明する図である。ＣＣＤイメージセンサーは、画素ごとに設けられた光電変換素子
（フォトダイオード）３１と、光電変換素子３１に蓄積された電荷をデータとして転送す
るＣＣＤ部３２とを備える。

光電変化素子３１は、画素ごとに、画像からの光を光電変換により電荷として蓄積する
。ＣＣＤ部３２は、光電変換素子３１に蓄積された電荷を取り込み、それを順番に転送し
て、ＣＣＤイメージセンサー外の増幅器３３に出力する。ＣＣＤ部３２に電荷が取り込ま
れた後であれば、光電変換素子３１は、次のラインの画像を読み込んで電荷として蓄積す
ることができる。すなわち、光電変換素子３１による電荷蓄積と、ＣＣＤ部３２によるデ
ータ転送とを並列して行うことができる。ただし、ＣＣＤ部によるデータ転送中に光電変
換素子３１の動作を切り替えることは、波形干渉の原因となるため、好ましくない。

［シフト信号生成部の動作］
図４は、エンコーダー２４により生成されるエンコード信号と、シフト信号生成部２５
の生成するシフト信号と、撮像素子２１の動作との関係を説明する図である。図４におい
て、（Ａ）は、通常処理時、（Ｂ）は、減速読取処理時、（Ｃ）は、２シフト制御による
処理時、（Ｄ）は、速度変動時における課題、（Ｅ）は、（Ｄ）の課題を解決するシフト
信号調整例を示す。

通常処理時には、図４（Ａ）に示すように、エンコード信号に同期して、シフト信号が
生成される。撮像素子２１は、通常モードで動作するように設定されており、最初の１ラ
イン分の画像を読み取って電荷を蓄積すると、それ以降のラインごとに、１ライン分の画
像の読み取り（電荷蓄積）と並行して、すでに蓄積されている電荷のデータ転送を行う。

データバッファ２７に蓄えられているデータ量が所定より多い場合や、撮像素子２１が
画像の読み取り範囲の終了が近づいたとき、読取速度制御部２３は、画像と撮像素子２１
との相対速度を低下させる。このため、図４（Ｂ）に示すように、エンコード信号の周期
が通常処理時の周期Ｔ１より長い周期Ｔ２となり、シフト信号の周期も長くなる。この状
態で撮像素子２１を通常モードで動作させ続けていると、撮像素子２１は、１ライン分の
画像の読み取りが終了して電荷が蓄積されていても、すぐにはデータ転送を行うことがで
きなくなる。電荷が撮像素子２１内に蓄積されたままとなるため、データ劣化が生じる可
能性が高まり、ディジタル処理後の画質の劣化を引き起こす可能性が高くなる。

そこで、エンコード信号の周期が撮像素子２１における電荷蓄積に要する時間とデータ
転送に要する時間との和より長い周期Ｔ３となったときは、図４（Ｃ）に示すように、２
シフト制御による処理を実行する。すなわち、シフト信号生成部２５は、エンコード信号
に同期して撮像素子２１に電荷蓄積を実行させる第１のシフト信号と（読み取り用シフト
信号）、この第１のシフト信号から電荷蓄積に必要な時間が経過した後に撮像素子２１に
データ転送を実行させる第２のシフト信号（データ転送用シフト信号）とを生成し、撮像
素子２１を２シフト制御モードで動作させる。これにより、電荷が撮像素子２１内に蓄積
されたままとなることを防ぐことができる。なお、図２では、第１のシフト信号と第２の
シフト信号とを別々の線で示しているが、図４では、１系列の信号の別々のパルスとして
示している。

しかし、２シフト制御による処理の開始後に、画像と撮像素子２１との相対速度が一時
的に増加して、データ転送が終了する前に撮像素子２１の位置に次のラインが来てしまう
ことがある。このような場合、図４（Ｄ）に示すように、データ転送が終了する前にエン
コート信号が発生する。ここでシフト信号生成部２５が画像読み取りのためのシフト信号
を発生すると、データに波形干渉が生じてしまう。

そこで、図４（Ｅ）に示すように、２シフト制御モードではさらに、データ転送用シフ
ト信号の生成の後に規定時間が経過する前に新たなエンコード信号が生成されたときには
、読み取り用シフト信号を、データ転送用シフト信号から規定の時間が経過するまで遅ら
せる。このときの「規定の時間」は、撮像素子２１における電荷蓄積に要する時間とデー
タ転送に要する時間との和、すなわち周期Ｔ３、より長い時間とする。この時間には、前
回入射した光の影響の影響を受けなくなるまでのクールタイムを含む。これにより、デー
タ転送中にシフト信号が発生することによる波形干渉を防ぐことができる。

［シフト信号生成部の動作例］
図５は、シフト信号生成部２５の動作例を説明するフローチャートである。

シフト信号生成部２５は、エンコーダー２４が出力するエンコード信号の間隔が、撮像
素子２１における画像の読み取り時間（電荷蓄積に要する時間）と、データ転送に要する
時間との和以下のとき（ステップＳ１でＹ）には、撮像素子２１を通常モードで動作させ
る（図４（Ａ）の場合に対応）。すなわち、エンコード信号に同期して、撮像素子２１に
画像の読み取り（電荷蓄積）およびデータ転送を実行させるシフト信号を生成する（ステ
ップＳ２）。以上の動作（ステップＳ１〜Ｓ３）を、画像の読み取りが終了（ステップＳ
３でＹ）するまで繰り返す。

シフト信号生成部２５は、エンコーダー２４が出力するエンコード信号の間隔が、撮像
素子２１における画像の読み取り時間と、データ転送に要する時間との和より長くなった
とき（ステップＳ１でＮ）には、撮像素子２１の動作を２シフト制御モードに切り替える
（図４（Ｃ）の場合に対応）。すなわち、エンコード信号に同期して、撮像素子２１に電
荷蓄積を実行させる第１のシフト信号（読み取り用シフト信号）を生成し（ステップＳ４
）、この読み取り用シフト信号から電荷蓄積に必要な時間が経過した後に、撮像素子にデ
ータ転送を実行させる第２のシフト信号（データ転送用シフト信号）を生成する。これら
の処理（ステップＳ４、Ｓ５）を読み取り終了（ステップＳ６でＹ）となるまで（ステッ
プＳ７でＮを経由して）繰り返す。ステップＳ４、Ｓ５の繰り返し中に、データ転送用シ
フト信号の生成の後に規定時間が経過する前にエンコーダー２４で新たなエンコード信号
が生成されたとき（ステップＳ７でＹ）には、次の読み取り用のシフト信号を、データ転
送用シフト信号から規定の時間が経過するまで遅らせて生成する（ステップＳ８；図４（
Ｅ）の場合に対応）。ステップＳ８でデータ転送用シフト信号を生成した後は、ステップ
Ｓ５からの処理を繰り返す。

［シフト信号生成部の別の動作例］
図６は、シフト信号生成部２５の別の動作例を説明するフローチャートである。図５に
示す動作例では、撮像素子２１の動作を２シフト制御モードに切り替えた後は、画像の全
ラインの読み取りが終了するまで、そのモードが維持される。これに対して図６に示す動
作例では、２シフト制御モードから再び通常モードに戻るようにしている。

すなわち、図５を参照して説明した動作例と同様に、ステップＳ３からＳ６を実施し、
撮像素子２１を２シフト制御モードで動作させており、かつ読み取りが終了しない段階（
ステップＳ６でＮ）のときに、２シフト制御モードを維持するか、終了させるかを判断す
る（ステップＳ１０）。２シフト制御モードを維持する場合（ステップＳ１０でＹ）には
、ステップＳ７以降を実施する。２シフト制御モードを終了させる場合（ステップＳ１０
でＮ）には、ステップＳ１に戻る。

［動作例］
図７は、画像と撮像素子との相対移動の目標速度および実際の速度の一例を示すと共に
、それらの速度と２シフト制御との関係の一例を示す図である。縦軸は速度を示し、横軸
は距離を示す。ここでは、画像の読み取り終了に近づいて、画像と撮像素子２１との相対
速度を減速し、一旦、定速にしてから、さらに減速して最終的に停止させる場合を説明す
る。

読取速度制御部２３は、画面の読み取りが終了に近づくと、画像と撮像素子２１との相
対速度の目標値を徐々に下げていく。一方、シフト信号生成部２５は、実際の速度が低下
した時点でエンコーダー２４から出力されるエンコード信号の間隔が長くなることから、
実際の速度が２シフト制御モードへの切り替え速度（図７に「２シフト切替」として示す
速度）より低下したものとして、撮像素子２１の動作を２シフト制御モードに切り替える
。この切り替えは、速度がある程度変動しても対応できるように、２シフト制御を実行で
きる境界の速度（図７に「２シフト後規定速度」として示す速度）よりある程度低速にな
ったときに行う。

しかし、読取速度制御部２３の制御にもかかわらず、機構的な理由など種々の理由から
、実際の速度が低下して急に増加することがある。シフト信号生成部２５が撮像素子２１
の動作を２シフト制御モードに切り替えた後に、実際の速度が２シフト後規定速度を越え
ると、図４（Ｄ）のように、データ転送が終了する前にエンコート信号が発生することが
ある。そのような場合、図４（Ｅ）に示すようにシフト信号を調整することで、データ転
送中にシフト信号が発生することによる波形干渉を防ぐことができる。

［その他の実施の形態］
以上の説明では、画像読取装置としてＣＣＤタイプのものを想定し、撮像素子２１とし
てＣＣＤイメージセンサーを用いる場合を主に説明した。撮像素子２１は、ＣＩＳタイプ
の画像読取装置に用いられるＣＭＯＳイメージセンサーでもよい。ＣＭＯＳイメージセン
サーは、画素ごとに設けられた光電変換素子に蓄積された電荷を、その光電子変換素子と
隣接して同じ半導体チップ上に形成された増幅器で増幅する。このため、データ転送に要
する時間は、ＣＣＤイメージセンサーに比べれば非常に短い。しかし、それでもなお、図
４（Ｄ）に示した状況が生じることがある。その場合でも、図４（Ｅ）に示すようにシフ
ト信号を調整することで、データ転送中にシフト信号が発生することによる波形干渉を防
ぐことができる。

読取速度制御部２３、シフト信号生成部２５およびデータ処理部２８は、少なくともそ
れらの一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅｅｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｒ
ＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース回路など
を備えたコンピューターにより構成することもできる。また、専用のプロセッサを用いる
こともできる。

コンピューターにより少なくともシフト信号生成部２５の動作を実現するには、そのコ
ンピューターに、撮像素子２１における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御し
、撮像素子２１の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積と並行して行
う通常モードと、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前に行う２シフト制
御モードと、で切り替えるステップと、２シフト制御モードにおけるデータ転送中に次の
電荷蓄積のタイミングとなったときには、その電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過する
まで遅らせるステップと、を実行させる制御プログラムをインストールする。

以上の説明、特に図１および図２を参照する説明では、キャリッジ１４を駆動して、画
像に対して撮像素子２１を移動させる場合を例に説明したが、オートドキュメントフィー
ダー（ＡＤＦ）等を用いて、撮像素子２１を固定し画像を移動させることもできる。

また、特許文献１から特許文献４にそれぞれ示されたように、読み取り時間（電荷蓄積
時間）を入射光に応じて変化させることもできる。その場合には、撮像素子２１における
読み取り（電荷蓄積）に要する時間とデータ転送に要する時間との和（周期Ｔ３）が、変
動することになる。その場合、２シフト制御モードへの切り替え、および次の読み取りの
開始を遅らせる規定の時間を、変動する読み取り時間に対応して設定することもできるが
、変動する読み取り時間のうちの最大のものを基準として設定してもよい。

２１…撮像素子、２２…キャリッジモーター（速度制御部の一部）、２３…読取速度制
御部（速度制御部の一部）、２４…エンコーダー（タイミング制御手段の一部）、２５…
シフト信号生成部（タイミング制御手段の一部）、２６…アナログ・ディジタル変換器（
データ処理手段の一部）、２７…データバッファ（データ処理手段の一部）、２８…デー
タ処理部（データ処理手段の一部）

Claims (7)

1. 画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積された電荷をデータとして転送
   する撮像素子と、
   前記撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御し、前記撮像素子
   の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積と並行して行う第１のモード
   と、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前に行う第２のモードと、で切り
   替えるタイミング制御手段と、
   を備え、
   前記タイミング制御手段は、前記第２のモードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積の
   タイミングとなったときには、該次の電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過するまで遅ら
   せる
   ことを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１記載の画像読取装置において、
   前記撮像素子は、前記画像との相対的な位置を移動させながら前記画像を読み取る走査
   型の撮像素子であり、
   前記タイミング制御手段は、
   前記画像と前記撮像素子との相対的な位置が所定の値だけ変化するごとにパルス信号を
   生成するエンコーダーと、
   このエンコーダーの出力するパルス信号に応じて、前記撮像素子における電荷蓄積およ
   びデータ転送のタイミングを制御するシフト信号を生成するシフト信号生成部と、
   を有し、
   前記シフト信号生成部は、
   前記第１のモードでは、前記パルス信号に同期して、前記撮像素子に電荷蓄積およびデ
   ータ転送を実行させるシフト信号を生成し、
   前記第２のモードでは、前記パルス信号に同期して前記撮像素子に電荷蓄積を実行させ
   る第１のシフト信号と、この第１のシフト信号から電荷蓄積に必要な時間が経過した後に
   前記撮像素子にデータ転送を実行させる第２のシフト信号とを生成し、
   前記第２のモードではさらに、前記第２のシフト信号の生成の後に規定時間が経過する
   前に前記エンコーダーで新たなパルス信号が生成されたときには、前記第１のシフト信号
   を、前記第２のシフト信号から前記規定の時間が経過するまで遅らせる
   ことを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項２記載の画像読取装置において、
   前記画像と前記撮像素子との相対的な移動速度を前記画像の読み取り状況に応じて制御
   する速度制御部を備え、
   前記シフト信号生成部は、
   前記相対的な移動速度が低下して前記エンコーダーの出力するパルス信号の周期が前記
   撮像素子における電荷蓄積に要する時間とデータ転送に要する時間との和より長くなった
   ときに、前記撮像素子の動作を前記第２のモードに切り替え、
   その切り替えの後に前記相対的な移動速度が一時的に増加して前記エンコーダーの出力
   するパルス信号の時間間隔が前記和より短くなったときに、前記第１のシフト信号を、前
   記第２のシフト信号から前記規定の時間が経過するまで遅らせる
   ことを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項３記載の画像読取装置において、
   前記撮像素子から転送されたデータをディジタル信号に変換して処理するデータ処理手
   段を備え、
   前記速度制御部は、前記データ処理手段におけるデータ処理状況に応じて、前記相対的
   な移動速度を制御する
   ことを特徴とする画像読取装置。
5. 画像からの光を光電変換により撮像素子内に電荷として蓄積する蓄積ステップと、
   前記撮像素子内に蓄積された電荷をデータとして転送するデータ転送ステップと、
   を繰り返し、
   前記蓄積ステップと前記データ転送ステップとの実行タイミングを、前記データ転送ス
   テップを次の電荷蓄積を行う前記蓄積ステップと並行して行う第１のモードと、前記デー
   タ転送ステップを次の電荷蓄積を行う前記蓄積ステップの前に行う第２モードと、で切り
   替え、
   前記第２のモードにおける前記転送ステップの実行中に次の電荷蓄積を行うタイミング
   となったときには、前記蓄積ステップの開始を、規定の時間が経過するまで遅らせる
   ことを特徴とする画像読取方法。
6. 画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積された電荷をデータとして転送
   する撮像素子の動作を制御する方法において、
   前記撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御し、前記撮像素子
   の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積と並行して行う第１のモード
   と、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前に行う第２のモードと、で切り
   替えるステップと、
   前記第２のモードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積のタイミングとなったときには
   、該次の電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過するまで遅らせるステップと、
   を有することを特徴とする撮像素子の動作制御方法。
7. 画像からの光を光電変換により電荷として蓄積し、蓄積された電荷をデータとして転送
   する撮像素子の動作を制御するコンピューターにインストールすることにより、そのコン
   ピューターに、
   前記撮像素子における電荷蓄積およびデータ転送のタイミングを制御し、前記撮像素子
   の動作を、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積と並行して行う第１のモード
   と、蓄積されている電荷のデータ転送を次の電荷蓄積の前に行う第２のモードと、で切り
   替えるステップと、
   前記第２のモードにおけるデータ転送中に次の電荷蓄積のタイミングとなったときには
   、該次の電荷蓄積の開始を、規定の時間が経過するまで遅らせるステップと、
   を実行させる
   ことを特徴とする撮像素子の動作制御プログラム。

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