JP2012191578A - Driving method of 4 line ccd unit, image reading method, image reader and image forming device - Google Patents

Driving method of 4 line ccd unit, image reading method, image reader and image forming device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily suppress excessive voltage generated when a mode is switched from a color to a monochrome or from the monochrome to the color without complicating control in a driving method of a 4 line CCD unit.SOLUTION: In a driving method of a 4 line CCD unit 103 having separately a color drive clock input terminal and a monochrome drive clock input terminal, a color drive clock (shift pulse SP1 and transfer clocks TC1 and TC2) and a monochrome drive clock (shift pulse SP2 and transfer clocks TC1' and TC2') are inputted from the corresponding input terminals to the 4 line CCD unit 103 when the 4 line CCD unit 103 is operated at the color mode or at the monochrome mode.

Description

この発明は、カラー用の駆動クロック入力端子とモノクロ用の駆動クロック入力端子とを別々に持つ4ラインCCDユニットの駆動方法、この駆動方法により駆動する4ラインCCDユニットを用いて原稿画像を読み取る画像読取方法、4ラインCCDユニットを備えた画像読取装置及びこの画像読取装置を画像読取手段として備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a driving method for a 4-line CCD unit having separate color driving clock input terminals and monochrome driving clock input terminals, and an image for reading an original image using the 4-line CCD unit driven by this driving method. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reading method, an image reading apparatus including a 4-line CCD unit, and an image forming apparatus including the image reading apparatus as an image reading unit.

従来から、原稿等の画像情報を読み取るために、ラインイメージセンサであるCCD(Charge
Coupled Device)が広く用いられている。
このCCDは一般的に、光電変換素子としてのフォトダイオードなどが画素数分配列された受光部、受光部から受け取った電荷を一時的に蓄積して出力部に向かって順次転送する転送レジスタからなる転送部及び転送部の最終段にある転送レジスタに蓄積され転送されてきた電荷をアナログ電圧に変換して出力する出力部などを備えている。
Conventionally, a line image sensor CCD (Charge
Coupled Device) is widely used.
This CCD generally comprises a light receiving unit in which photodiodes as photoelectric conversion elements are arranged for the number of pixels, and a transfer register that temporarily accumulates charges received from the light receiving unit and sequentially transfers them toward the output unit. A transfer unit and an output unit that converts the charge accumulated and transferred in the transfer register at the final stage of the transfer unit into an analog voltage and outputs the analog voltage are provided.

このようなCCDにおいて1回の原稿走査でカラー画像を読み取る場合は、通常R(レッド)、G(グリーン)及びB(ブルー)それぞれの受光部を有する3ラインCCDが使用されている。
一方で、モノクロ画像を読み取る場合は、K(モノクロ)の受光部を有する1ラインCCDが使用されている。
そして、これらカラー用の3ラインCCDとモノクロ用の1ラインCCDとをユニット化して、カラー及びモノクロ何れの画像にも対応できるようにした4ラインCCDユニットも知られている。
In such a CCD, when a color image is read by one original scan, a three-line CCD having R (red), G (green) and B (blue) light receiving portions is usually used.
On the other hand, when reading a monochrome image, a one-line CCD having a K (monochrome) light receiving unit is used.
A 4-line CCD unit is also known in which these color 3-line CCD and monochrome 1-line CCD are unitized so as to be compatible with both color and monochrome images.

例えば、特許文献1には、4ラインCCDユニットの構成の一例として、CCDの受光部に蓄積された電荷を転送する転送レジスタのうち、カラー用の転送レジスタを駆動させるための駆動クロック入力端子と、モノクロ用の転送レジスタを駆動させるための駆動クロック入力端子とをそれぞれ設けて、カラー用とモノクロ用の転送レジスタを別々に駆動するようにした構成が開示されている。   For example, in Patent Document 1, as an example of a configuration of a four-line CCD unit, a drive clock input terminal for driving a color transfer register among transfer registers that transfer charges accumulated in a light receiving unit of a CCD is provided. A configuration is disclosed in which a drive clock input terminal for driving a monochrome transfer register is provided, and the color and monochrome transfer registers are driven separately.

ここで、上述したCCDならびに4ラインCCDユニットを駆動する際の従来の駆動方法について図7及び図8を参照しながらそれぞれ説明する。図7は、CCDに入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図であり、図8は、モノクロモードにおいて4ラインCCDユニットに入力される従来の駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。
図7に示すように、CCDを駆動させるための主要な駆動クロックとしては、第1転送クロック、第2転送クロック、リセットパルス及びクランプパルスなどがあり、これらの駆動クロックの立ち上がり、あるいは立ち下がりによりCCDの駆動制御がなされる。また、図中には、CCDからのアナログ出力信号も示す。
Here, conventional driving methods for driving the above-described CCD and 4-line CCD unit will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a timing chart of the driving clock input to the CCD, and FIG. 8 is a timing chart of the conventional driving clock input to the 4-line CCD unit in the monochrome mode.
As shown in FIG. 7, the main drive clocks for driving the CCD include a first transfer clock, a second transfer clock, a reset pulse, a clamp pulse, and the like. Depending on the rise or fall of these drive clocks. CCD drive control is performed. In the figure, an analog output signal from the CCD is also shown.

これら駆動クロックのうち、第1転送クロックは、CCDの転送レジスタに蓄積された電荷を後段にある出力部側の転送レジスタに順次転送していくために入力されるクロックである。第2転送クロックは、第1転送クロックの反転信号である。
リセットパルスは、アナログ電圧をリセットしてGNDへと破棄するために入力されるパルスである。クランプパルスは、リセット後の電位を所定の基準電位へとクランプするために入力されるパルスである。
Of these drive clocks, the first transfer clock is a clock that is input to sequentially transfer the charges accumulated in the transfer register of the CCD to the transfer register on the output unit side in the subsequent stage. The second transfer clock is an inverted signal of the first transfer clock.
The reset pulse is a pulse that is input to reset the analog voltage and discard it to GND. The clamp pulse is a pulse that is input to clamp the reset potential to a predetermined reference potential.

そして、このようなタイミングでCCDを駆動すると、第1転送クロックの立ち下がり(第2転送クロックの立ち上がり)のタイミングで、原稿からの反射光の強さに比例した、最終段転送レジスタに蓄積された電荷と対応するアナログ電圧が、基準となる直流オフセット電位に足されアナログ出力信号に現れる。
このアナログ電圧はその後、リセットパルスの入力によりリセットされリセットノイズが重畳される。そのリセットノイズは、クランプパルスを入力することによって、所定の基準電位へとクランプされ、基準の直流オフセット電位に安定化される。
When the CCD is driven at such timing, it is stored in the final stage transfer register in proportion to the intensity of reflected light from the original at the timing of the fall of the first transfer clock (rise of the second transfer clock). The analog voltage corresponding to the generated charge is added to the reference DC offset potential and appears in the analog output signal.
This analog voltage is then reset by the input of a reset pulse, and reset noise is superimposed. The reset noise is clamped to a predetermined reference potential by inputting a clamp pulse, and stabilized to a reference DC offset potential.

より具体的には、CCDの転送レジスタに蓄積された電荷は、2相駆動の第1及び第2転送クロックの入力によって、画素数分配列された転送レジスタ上を順に後段へと転送されていく。そして、最終段の電荷転送レジスタに蓄積された電荷は、第1転送クロックの立ち下がりタイミングでアナログ電圧に変換される。
その後、アナログ電圧は、次の第1転送クロックの立ち下がりタイミングが来る前に、リセットパルスによりリセットされGNDへと破棄され、リセット後の電位はクランプパルスにより直流オフセット電位へとクランプされる。このような動作を、最終段手前の転送レジスタに蓄積される電荷が最終段の転送レジスタへと転送されてくる前に毎回行うことで、適切なアナログ電圧値を取り出すようにしている。
なお、入力する第1及び第2転送クロックの数は、画素数分配列されたフォトダイオードと同じ数のクロック数を入力して1ライン全ての電荷を転送するようにする。
More specifically, the charges accumulated in the transfer register of the CCD are sequentially transferred to the subsequent stage on the transfer register arranged for the number of pixels by the input of the first and second transfer clocks of the two-phase drive. . The charge accumulated in the charge transfer register at the final stage is converted into an analog voltage at the falling timing of the first transfer clock.
Thereafter, the analog voltage is reset by the reset pulse and discarded to GND before the next falling timing of the first transfer clock comes, and the potential after the reset is clamped to the DC offset potential by the clamp pulse. Such an operation is performed every time before the charge accumulated in the transfer register before the final stage is transferred to the transfer register at the final stage, so that an appropriate analog voltage value is taken out.
Note that the number of first and second transfer clocks to be input is the same number of clocks as the number of photodiodes arranged in the number of pixels, and charges on one line are transferred.

一方で、4ラインCCDユニットの従来のモノクロモードの駆動方法については、図8に示すように、主要な駆動クロックとしてカラー/モノクロ切替信号、モノクロ用シフトパルス、第1モノクロ用転送クロック、第2モノクロ用転送クロック、リセットパルス、クランプパルス、カラー用シフトパルス、第1カラー用転送クロック及び第2カラー用転送クロックなどが入力される。   On the other hand, the conventional monochrome mode driving method of the 4-line CCD unit, as shown in FIG. 8, is a color / monochrome switching signal, monochrome shift pulse, first monochrome transfer clock, second, as the main drive clock. A monochrome transfer clock, a reset pulse, a clamp pulse, a color shift pulse, a first color transfer clock, a second color transfer clock, and the like are input.

なお、この4ラインCCDユニットは、カラー用のシフトパルス入力端子及び転送クロック入力端子とモノクロ用のシフトパルス入力端子及び転送クロック入力端子とを別々に備えた4ラインCCDユニットである。また、これら駆動クロックのうち、リセットパルス及びクランプパルスの説明については上述した通りなので、その説明を省略する。また、図中波線は、クロックあるいはパルスが連続して入力されることを示している。   Note that this 4-line CCD unit is a 4-line CCD unit provided with a color shift pulse input terminal and transfer clock input terminal and a monochrome shift pulse input terminal and transfer clock input terminal separately. Of these drive clocks, the description of the reset pulse and the clamp pulse is as described above, and the description thereof is omitted. Moreover, the wavy line in the figure indicates that clocks or pulses are continuously input.

まず、カラー/モノクロ切替信号は、Hレベル固定をモノクロとし、Lレベル固定をカラーとして、信号をHからLあるいはLからHにすることにより、モード切り替えを行うためのものである。図示の状態では、Hレベル固定によりモノクロモードになっている。
モノクロ用シフトパルスは、モノクロ用の1ラインCCDにおける受光部のフォトダイオードにそれぞれ蓄積された電荷を、転送レジスタにシフトさせるために入力されるパルスである。このシフトパルス入力により、1ラインに画素数分配列されたフォトダイオードから、電荷が全て転送レジスタ側にシフトする。
第1モノクロ用転送クロックは、転送レジスタ側にシフトされた電荷を後段の転送レジスタに転送するために入力されるクロックである。第2モノクロ用転送クロックは、第1モノクロ用転送クロックの反転信号である。
First, the color / monochrome switching signal is for switching modes by changing the signal from H to L or from L to H by fixing the H level fixed to monochrome and the L level fixing to color. In the state shown in the figure, the monochrome mode is set with the H level fixed.
The monochrome shift pulse is a pulse that is input to shift the charges accumulated in the photodiodes of the light receiving unit in the monochrome one-line CCD to the transfer register. With this shift pulse input, all charges are shifted to the transfer register from the photodiodes arranged in one line for the number of pixels.
The first monochrome transfer clock is a clock input to transfer the charge shifted to the transfer register side to the transfer register at the subsequent stage. The second monochrome transfer clock is an inverted signal of the first monochrome transfer clock.

カラー用シフトパルスは、カラー用の3ラインCCDにおける受光部のフォトダイオードにそれぞれ蓄積された電荷を、転送レジスタ側にシフトさせるために入力されるパルスである。このシフトパルス入力により、3ラインに画素数分配列されたフォトダイオードから電荷が全て転送レジスタ側にシフトする。
第1及び第2カラー用転送クロックは、モノクロ用転送クロックと同じクロックであって、カラー読取時には3ライン全てに同時に入力される。
The color shift pulse is a pulse that is input to shift the charges accumulated in the photodiodes of the light receiving unit in the color 3-line CCD to the transfer register side. With this shift pulse input, all charges are shifted from the photodiodes arranged in the number of pixels on three lines to the transfer register side.
The first and second color transfer clocks are the same as the monochrome transfer clocks, and are simultaneously input to all three lines during color reading.

このような4ラインCCDユニットにおいて、モノクロモード時は、図中に示すように、まずモノクロ用シフトパルスの入力によりモノクロ用の1ラインCCDにおける全てのフォトダイオードに蓄積された電荷が転送レジスタ側にシフトされ、その後、第1及び第2モノクロ用転送クロックが連続して入力されていき、次々と画素毎の電荷がアナログ電圧に変換されて出力されていく。これを、1ライン全ての電荷が出力されるまで繰り返し、全ての電荷の出力が終えると、次のシフトパルスが入力され上記と同様の処理を繰り返してモノクロの原稿画像を読み取っていく。   In such a 4-line CCD unit, in the monochrome mode, as shown in the figure, first, the charges accumulated in all the photodiodes in the monochrome 1-line CCD by the input of the monochrome shift pulse are transferred to the transfer register side. After that, the first and second monochrome transfer clocks are continuously input, and the charges for each pixel are converted into analog voltages and output one after another. This process is repeated until all the charges on one line are output. When all the charges have been output, the next shift pulse is input and the same processing as described above is repeated to read a monochrome original image.

その一方、モノクロモードにおいては、カラー用の3ラインCCDを駆動する必要がないため、カラー用シフトパルスと第1及び第2カラー用転送クロックは、図示するように、H又はLレベルへ固定する。このように、使用しないカラー用の3ラインCCDには、パルスやクロックを入力しないようにして、その動作を停止することで、消費電力の削減及び不要輻射(Electromagnetic Interference:EMI)を抑制することが一般的に行われている。
なお、カラー画像を読み取る際は、上記カラー/モノクロ切替信号がHからLになってカラーモードに切替わり、モノクロ用シフトパルス及びモノクロ用転送クロックとカラー用シフトパルス及びカラー用転送クロックとがそれぞれ入れ替わる形となる。
On the other hand, in the monochrome mode, since it is not necessary to drive the color 3-line CCD, the color shift pulse and the first and second color transfer clocks are fixed to the H or L level as shown. . As described above, the operation of the color 3-line CCD that is not used is stopped by not inputting a pulse or clock, thereby reducing power consumption and suppressing unnecessary radiation (Electromagnetic Interference: EMI). Is generally done.
When a color image is read, the color / monochrome switching signal changes from H to L to switch to the color mode, and the monochrome shift pulse and monochrome transfer clock, and the color shift pulse and color transfer clock respectively. It will be replaced.

ところで、上述したCCDの後段には、一般的に、出力から得られたアナログ電圧(アナログ画像信号)に対して種々のアナログ処理を行うと共に、デジタル画像信号へと変換するアナログ・フロント・エンド(以下、「AFE」という)と呼ばれるアナログ処理用の各回路を集積化したICが接続されており、そのAFEとCCDとの間には、AC結合用のACカップリングコンデンサが直列に挿入されている。   By the way, in the latter stage of the CCD described above, generally, an analog front end (analog processing (analog image signal) obtained from the output is subjected to various analog processing and converted into a digital image signal ( Hereinafter, an IC integrated with each circuit for analog processing called “AFE” is connected, and an AC coupling capacitor for AC coupling is inserted in series between the AFE and the CCD. Yes.

そしてこのため、AFEには、CCDから出力されるアナログ画像信号の変化分(AC成分)しか伝わらないことになる。すなわち、これはCCDから出力されるアナログ画像信号の変化分である出力変動は、AFEに必ず伝わってしまうということになる。このため、例えば、CCDが一時的にAFEの定格を超える過大電圧を発生した場合などには、それがそのままAFEに伝わってしまい、AFEの特性劣化や、最悪デバイス破壊を引き起こす可能性がある。この点については4ラインCCDユニットを用いた場合でも同様に起こる。
このようなことから、従来より、AFEへの入力過大電圧の問題が知られており、既に過大電圧を抑制する方法がいくつか提案されている。
For this reason, only the change (AC component) of the analog image signal output from the CCD is transmitted to the AFE. In other words, this means that output fluctuations, which are changes in the analog image signal output from the CCD, are always transmitted to the AFE. For this reason, for example, when the CCD temporarily generates an excessive voltage exceeding the rating of the AFE, it is transmitted to the AFE as it is, and there is a possibility that the characteristic deterioration of the AFE and the worst device destruction are caused. This occurs in the same manner even when a 4-line CCD unit is used.
For this reason, the problem of excessive input voltage to the AFE is known, and several methods for suppressing the excessive voltage have been proposed.

例えば、特許文献2では、CCDの電源がOFF時に蓄積された不要電荷がCCDの電源をONした直後に一度にAFEに吐きだされるために発生する過大電圧を抑制することを目的に、AC結合コンデンサの充放電によってアナログ画像信号の基準電位を任意の電位に固定するクランプ手段を備え、過大電圧対応シーケンスとして、CCDの電源をOFFからONにする前に、予めクランプ処理を1ライン中の全期間を通じて行い十分な時間が経過した後にCCD電源をOFFからONにし、ON後もさらに過大電圧の影響が十分に小さくなるまでの時間の経過を待って通常クランプ動作に移行することが提案されている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260, AC is used for the purpose of suppressing an excessive voltage that is generated because unnecessary charges accumulated when the CCD power source is turned off are discharged to the AFE at once immediately after the CCD power source is turned on. Clamping means for fixing the reference potential of the analog image signal to an arbitrary potential by charging / discharging the coupling capacitor. As a sequence corresponding to an excessive voltage, before turning on the CCD power supply from OFF to ON, the clamping process is performed in one line in advance. It is proposed that the CCD power supply is turned from OFF to ON after a sufficient time has passed through the entire period, and even after turning ON, the transition to the normal clamping operation is made after the time until the influence of the excessive voltage becomes sufficiently small. ing.

しかしながら、上述した4ラインCCDユニットにおいては、ユニットへの電源供給がON状態で継続されている場合においても、カラーからモノクロ又はモノクロからカラーへのモード切り替え時において、それまで使用していなかった方のCCD(例えば、カラーモードを使用していた場合はモノクロの1ラインCCD、モノクロモードを使用していた場合はカラーの3ラインCCD)に蓄積された不要電荷がモード切り替え直後に一度に吐き出されて過大電圧が発生するという問題があった。   However, in the above-mentioned 4-line CCD unit, even if the power supply to the unit is continued in the ON state, it has not been used until the mode switching from color to monochrome or monochrome to color. Unnecessary charges accumulated in the CCD (for example, a monochrome 1-line CCD if the color mode was used, or a color 3-line CCD if the monochrome mode was used) are discharged at once after the mode switching. There was a problem that excessive voltage was generated.

この問題について、図9を参照しながら説明する。図9は、従来の駆動方法による4ラインCCDユニットにおいて、モノクロモードからカラーモードに切り替えた場合に生じる過大電圧について説明するための図である。
なお、図中に示すモノクロ用又はカラー用のパルスやクロックは、図8で説明したものと同じものであるため、その説明を省略する。また、この図においては、アナログ出力信号もあわせて示す。このアナログ出力信号はOS1、OS2及びOS3とあるが、これらはそれぞれRGBの各ラインのCCDから出力される出力信号とRGBの順で対応しており、何れか一つがモノクロ用の出力信号としても兼用される。この例では、OS1が兼用されており、OS1には、モノクロのアナログ出力信号と、カラーのうちRのアナログ出力信号が出力されるものとする。また、ここでの4ラインCCDユニットは、図8と同様、カラー用のシフトパルス入力端子及び転送クロック入力端子とモノクロ用のシフトパルス入力端子及び転送クロック入力端子とを別々に備えたものを用いるものとする。
This problem will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining an excessive voltage generated when the monochrome mode is switched to the color mode in the 4-line CCD unit according to the conventional driving method.
Note that the monochrome or color pulses and clocks shown in the figure are the same as those described in FIG. In this figure, an analog output signal is also shown. The analog output signals are OS1, OS2, and OS3, which correspond to the output signals output from the CCDs of the RGB lines in the order of RGB, and any one of them can be used as a monochrome output signal. It is also used. In this example, OS1 is also used, and monochrome analog output signals and R analog output signals of colors are output to OS1. Further, the 4-line CCD unit used here is provided with a color shift pulse input terminal and transfer clock input terminal and a monochrome shift pulse input terminal and transfer clock input terminal separately as in FIG. Shall.

そして、モノクロモード時においては、第1及び第2カラー用転送クロックが停止しているため、3ラインCCDにおいて各ライン毎に画素数分配列されたフォトダイオードには不要電荷が蓄積され、カラーモードへと切り換えた直後に、図中に示すように、過大電圧が発生してしまう。この過大電圧は、カラーモードからモノクロモードへ切り換えた直後においても同様に生じる。   In the monochrome mode, since the first and second color transfer clocks are stopped, unnecessary charges are accumulated in the photodiodes arranged in the number of pixels for each line in the 3-line CCD, and the color mode. Immediately after switching to, as shown in the figure, an excessive voltage is generated. This excessive voltage is also generated immediately after switching from the color mode to the monochrome mode.

この点、特許文献1の技術では、この問題を解決するための手段については記載されていない。
一方、特許文献2の技術を用いた場合、モード切り替え以外の過大電圧対応シーケンスを別途行う必要があり、このシーケンス実行のための制御信号も必要となることから、モード切り替えにあたっての制御が複雑化し、切り替えに時間を要するという問題がある。
In this regard, the technique of Patent Document 1 does not describe means for solving this problem.
On the other hand, when the technique of Patent Document 2 is used, it is necessary to separately perform an excessive voltage handling sequence other than mode switching, and a control signal for executing this sequence is also required, which complicates control in mode switching. There is a problem that switching takes time.

この発明は、このような問題を解決し、4ラインCCDユニットの駆動方法において、カラーからモノクロ又はモノクロからカラーへのモード切り替え時に発生する過大電圧を、制御を複雑にすることなく容易に抑制することを目的とする。   The present invention solves such a problem, and in the driving method of the 4-line CCD unit, an excessive voltage generated at the time of mode switching from color to monochrome or monochrome to color is easily suppressed without complicating the control. For the purpose.

この発明は、上記の目的を達成するため、カラー用の駆動クロック入力端子とモノクロ用の駆動クロック入力端子とを別々に持つ4ラインCCDユニットの駆動方法であって、上記4ラインCCDユニットをカラーモードで動作させる場合も、モノクロモードで動作させる場合も、カラー用の駆動クロックとモノクロ用の駆動クロックとの双方を、それぞれ対応する入力端子から上記4ラインCCDユニットに入力するようにしたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a driving method for a 4-line CCD unit having a color driving clock input terminal and a monochrome driving clock input terminal separately. Both the color driving clock and the monochrome driving clock are input to the 4-line CCD unit from the corresponding input terminals, both in the case of operating in the mode and in the monochrome mode. is there.

また、上記4ラインCCDユニットの駆動方法において、上記カラー用及びモノクロ用の駆動クロックは少なくともシフトパルスと転送クロックとをそれぞれ含むものであり、上記4ラインCCDユニットをカラーモードで動作させる場合には、上記モノクロ用の駆動クロックのうち少なくとも1つの信号周期を、モノクロモードで動作させる場合の上記モノクロ用の駆動クロックの信号周期よりも長くし、上記4ラインCCDユニットをモノクロモードで動作させる場合には、上記カラー用の駆動クロックのうち少なくとも1つの信号周期を、カラーモードで動作させる場合の上記カラー用の駆動クロックの信号周期よりも長くするようにするとよい。   In the driving method for the 4-line CCD unit, the color and monochrome driving clocks include at least a shift pulse and a transfer clock. When the 4-line CCD unit is operated in the color mode, When at least one signal period of the monochrome driving clock is longer than the signal period of the monochrome driving clock when the monochrome driving clock is operated, and the 4-line CCD unit is operated in the monochrome mode. In this case, it is preferable that at least one signal period of the color driving clock is longer than the signal period of the color driving clock when the color driving clock is operated.

また、上記4ラインCCDユニットの駆動方法において、上記カラー用の駆動クロックと上記モノクロ用の駆動クロックとの双方を上記4ラインCCDユニットに入力する動作を、上記4ラインCCDユニットを上記カラーモードから上記モノクロモードに切り替える直前の所定期間及び、上記4ラインCCDユニットを上記モノクロモードから上記カラーモードに切り替える直前の所定期間にのみ行うようにするとよい。
そして、上記所定期間は、上記カラーモードから上記モノクロモードに切り替える場合には上記モノクロモードにおけるモノクロ用のシフトパルスの周期を、上記モノクロモードから上記カラーモードに切り替える場合には上記カラーモードにおけるカラー用のシフトパルスの周期を、それぞれ1単位とし、その自然数倍の期間にするとよい。
Further, in the driving method of the 4-line CCD unit, an operation of inputting both the color driving clock and the monochrome driving clock to the 4-line CCD unit, and the 4-line CCD unit from the color mode. It may be performed only during a predetermined period immediately before switching to the monochrome mode and during a predetermined period immediately before switching the 4-line CCD unit from the monochrome mode to the color mode.
The predetermined period is the period of the monochrome shift pulse in the monochrome mode when switching from the color mode to the monochrome mode, and the color for the color mode in switching from the monochrome mode to the color mode. The period of each of the shift pulses may be one unit, and the period may be a natural number multiple thereof.

また、この発明による画像読取方法は、4ラインCCDユニットを備えた画像読取装置がその4ラインCCDユニットにより原稿の画像を読み取る画像読取方法であって、上記画像読取装置の駆動手段が、上記4ラインCCDユニットを、上記いずれかの4ラインCCDユニットの駆動方法により駆動するようにしたものである。
また、この発明による画像読取装置は、4ラインCCDユニットを備えた画像読取装置であって、上記4ラインCCDユニットを上記いずれかの4ラインCCDユニットの駆動方法により駆動する駆動手段を備えたものである。
また、この発明による画像形成装置は、上記画像読取装置を画像読取手段として備えたものである。
The image reading method according to the present invention is an image reading method in which an image reading apparatus provided with a 4-line CCD unit reads an image of a document with the 4-line CCD unit, and the driving means of the image reading apparatus includes the above-mentioned 4 The line CCD unit is driven by any one of the four-line CCD unit driving methods described above.
An image reading apparatus according to the present invention is an image reading apparatus including a 4-line CCD unit, and includes a driving means for driving the 4-line CCD unit by any one of the 4-line CCD unit driving methods. It is.
An image forming apparatus according to the present invention includes the image reading device as an image reading unit.

以上のようなこの発明の4ラインCCDユニットの駆動方法によれば、カラーからモノクロ又はモノクロからカラーへのモード切り替え時に発生する過大電圧を、制御を複雑にすることなく容易に抑制することができる。   According to the driving method of the 4-line CCD unit of the present invention as described above, it is possible to easily suppress the excessive voltage generated when the mode is switched from color to monochrome or from monochrome to color without complicating the control. .

この発明の実施形態である画像読取装置のハードウェア構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a hardware configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す4ラインCCDユニットの模式図である。It is a schematic diagram of the 4-line CCD unit shown in FIG. 図1における4ラインCCDユニットとAFEとの間の詳細な回路図である。It is a detailed circuit diagram between the 4-line CCD unit and AFE in FIG. モノクロモードにおいて4ラインCCDユニットに入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the drive clock input into the 4-line CCD unit in the monochrome mode. モノクロモードからカラーモードへ切り替える際に4ラインCCDユニットに入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。FIG. 6 is a timing chart of drive clocks input to a 4-line CCD unit when switching from the monochrome mode to the color mode. モノクロモードにおいて4ラインCCDユニットに入力される駆動クロックの別のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed another timing chart of the drive clock input into the 4-line CCD unit in monochrome mode. CCDに入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the drive clock input into CCD. モノクロモードにおいて4ラインCCDユニットに入力される従来の駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the conventional drive clock input into a 4-line CCD unit in monochrome mode. 従来の駆動方法による4ラインCCDユニットにおいて、モノクロモードからカラーモードに切り替えた場合に生じる過大電圧について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the excessive voltage which arises when switching from a monochrome mode to a color mode in the 4-line CCD unit by the conventional drive method.

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、この発明の実施形態である画像読取装置100のハードウェア構成を示したブロック図である。
図1に示すように、画像読取装置100は、照明光源101、光源点灯装置102、4ラインCCDユニット103、エミッタフォロア104、ACカップリングコンデンサ105、AFE106、データ処理部107、制御部109、及び記憶部114を備えている。なお、書込み部108は、図示しない画像形成装置が備えるものであって、データ処理部107から直接送信されたデジタル画像データ又は記憶部114に記憶され制御部109を介して送信されたデジタル画像データを、原稿に書き込むためのものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an image reading apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the image reading apparatus 100 includes an illumination light source 101, a light source lighting device 102, a 4-line CCD unit 103, an emitter follower 104, an AC coupling capacitor 105, an AFE 106, a data processing unit 107, a control unit 109, and A storage unit 114 is provided. The writing unit 108 is provided in an image forming apparatus (not shown), and is digital image data directly transmitted from the data processing unit 107 or digital image data stored in the storage unit 114 and transmitted via the control unit 109. Is written on a manuscript.

このうち、照明光源101は、画像読取りを行う対象である原稿に光を照射する光源である。光源点灯装置102は、光源駆動制御部110から入力される直流電圧を交流電圧に変換して照明光源101に供給して点灯させるためのインバータ回路である。
4ラインCCDユニット103は、モノクロとカラーの原稿読取可能なラインイメージセンサであって、原稿からの反射光の強さに応じた電荷を蓄積し、その電荷をアナログ電圧に変換して出力するためのものである。なお、この4ラインCCDユニット103の構成については、図2を参照しながら後述する。
エミッタフォロア104は、4ラインCCDユニット103とAFE106の間のインピーダンス整合を行うためのものである。
ACカップリングコンデンサ105は、DC(直流)成分を除去して、4ラインCCDユニット103から出力されたアナログ電圧(アナログ画像信号)のAC(交流)成分のみを後段のAFE106へ入力するためのものである。なお、エミッタフォロア104及びACカップリングコンデンサ105については、図3を参照しながら後述する。
Among these, the illumination light source 101 is a light source that irradiates light on a document that is a target for image reading. The light source lighting device 102 is an inverter circuit for converting a direct current voltage input from the light source drive control unit 110 into an alternating current voltage and supplying it to the illumination light source 101 for lighting.
The 4-line CCD unit 103 is a line image sensor capable of reading monochrome and color originals, and accumulates charges according to the intensity of reflected light from the originals, and converts the charges into analog voltages for output. belongs to. The configuration of the 4-line CCD unit 103 will be described later with reference to FIG.
The emitter follower 104 is for performing impedance matching between the 4-line CCD unit 103 and the AFE 106.
The AC coupling capacitor 105 is for removing the DC (direct current) component and inputting only the AC (alternating current) component of the analog voltage (analog image signal) output from the 4-line CCD unit 103 to the subsequent AFE 106. It is. The emitter follower 104 and the AC coupling capacitor 105 will be described later with reference to FIG.

AFE106は、A/D変換回路、クランプ回路、S/H回路、ゲイン調整を行う可変利得回路等の各回路を集積化したICである。このAFE106はA/D変換回路により、AFE106に入力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する他、クランプ回路により入力されるアナログ画像信号のレベルを希望の一定電圧レベルに安定させるクランプ機能、変換されたデジタル画像信号のピークレベルを希望のレベルに調整する自動利得制御(Auto Gain Control:AGC)機能及びデジタル画像信号の基準となる黒レベルを希望の出力に設定する黒オフセット調整機能等も備えている。
データ処理部107は、AFE106から出力されたデジタル画像信号に対して、シェーディング補正やガンマ補正等の各種データ処理を行うためのものである。処理後のデジタル画像データは、書込み部108へ直接送信されるか、制御部109を介して記憶部114に一時記憶された後、再び、制御部109を介して書込み部108へ送信される。
The AFE 106 is an IC in which circuits such as an A / D conversion circuit, a clamp circuit, an S / H circuit, and a variable gain circuit that performs gain adjustment are integrated. The AFE 106 converts an analog image signal input to the AFE 106 into a digital image signal by an A / D conversion circuit, and also clamps the level of the analog image signal input by the clamp circuit to a desired constant voltage level. An automatic gain control (AGC) function that adjusts the peak level of the converted digital image signal to a desired level and a black offset adjustment function that sets the black level that is the reference of the digital image signal to a desired output I have.
The data processing unit 107 is for performing various data processing such as shading correction and gamma correction on the digital image signal output from the AFE 106. The processed digital image data is transmitted directly to the writing unit 108 or temporarily stored in the storage unit 114 via the control unit 109 and then transmitted again to the writing unit 108 via the control unit 109.

制御部109は、画像読取装置100の全体を制御するためのものであって、光源駆動制御部110、CCD駆動制御部111、AFE駆動制御部112、及びデータ処理制御部113を備えている。
このうち、光源駆動制御部110は、光源点灯装置102の駆動を制御することにより、照明光源101の放出光量を制御するためのものである。具体的には、光源点灯装置102に直流電圧を入力(印加)したり、パルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)信号を入力することにより照明光源101の放出光量を制御したりする。
The control unit 109 controls the entire image reading apparatus 100, and includes a light source drive control unit 110, a CCD drive control unit 111, an AFE drive control unit 112, and a data processing control unit 113.
Among these, the light source drive control part 110 is for controlling the emitted light quantity of the illumination light source 101 by controlling the drive of the light source lighting device 102. Specifically, a direct-current voltage is input (applied) to the light source lighting device 102, or the amount of light emitted from the illumination light source 101 is controlled by inputting a pulse width modulation (PWM) signal.

CCD駆動制御部111は、4ラインCCDユニット103の駆動を制御する。具体的には、4ラインCCDユニット103が有するモノクロ又はカラーの読取りモードの中から、どちらの読取りモードで4ラインCCDユニット103に原稿を読取らせるかを選択し、それを4ラインCCDユニット103に指示したりする。また、4ラインCCDユニット103へのクロックやパルスの入力タイミングも制御する。
AFE駆動制御部112は、AFE106の駆動を制御するためのものであり、データ処理制御部113は、データ処理部107の駆動を制御するためのものである。
記憶部114は、各種の駆動設定データ及びデータ処理部107によってデータ処理されたデジタル画像データを記憶するためのものである。例えば、記憶部114は、ROM、RAM、又はHDD等の記憶媒体であるものとする。ここで、各種の駆動設定データとは、光源点灯装置102の駆動設定データ、4ラインCCDユニット103の駆動設定データ、AFE106の駆動設定データ及びデータ処理部107のデータ処理設定データ等である。
The CCD drive control unit 111 controls driving of the 4-line CCD unit 103. Specifically, it is selected from the monochrome or color reading modes of the 4-line CCD unit 103 to select the reading mode of the original to be read by the 4-line CCD unit 103, and this is selected as the 4-line CCD unit 103. Or instruct. It also controls the input timing of clocks and pulses to the 4-line CCD unit 103.
The AFE drive control unit 112 is for controlling the drive of the AFE 106, and the data processing control unit 113 is for controlling the drive of the data processing unit 107.
The storage unit 114 stores various drive setting data and digital image data processed by the data processing unit 107. For example, the storage unit 114 is assumed to be a storage medium such as a ROM, RAM, or HDD. Here, the various drive setting data are drive setting data of the light source lighting device 102, drive setting data of the 4-line CCD unit 103, drive setting data of the AFE 106, data processing setting data of the data processing unit 107, and the like.

このような画像読取装置100において、原稿画像を読み取る際には、まず光源駆動制御部110が記憶部114に記憶されている駆動設定データに基づいて光源点灯装置102を制御して、照明光源101から光を照射させる。その照明光は原稿に照射され、その反射光が図示しない複数枚のミラーを経由して4ラインCCDユニット103に入力される。
そして、CCD駆動制御部111が記憶部114に記憶されている駆動設定データに基づいて4ラインCCDユニットを制御して、入力された光量に応じたアナログ画像信号を出力させる。出力されたアナログ画像信号は、エミッタフォロア104を経由し、ACカップリングコンデンサ105へ入力される。
In such an image reading apparatus 100, when reading a document image, the light source drive control unit 110 first controls the light source lighting device 102 based on the drive setting data stored in the storage unit 114, and the illumination light source 101. Irradiate light. The illumination light is applied to the document, and the reflected light is input to the 4-line CCD unit 103 via a plurality of mirrors (not shown).
Then, the CCD drive control unit 111 controls the 4-line CCD unit based on the drive setting data stored in the storage unit 114, and outputs an analog image signal corresponding to the input light quantity. The output analog image signal is input to the AC coupling capacitor 105 via the emitter follower 104.

ここで、4ラインCCDユニット103から出力された段階のアナログ画像信号は、一定の直流オフセット電圧を基準としているが、このオフセット電圧はAFE106の入力定格電圧を超えており、そのままAFE106に入力すると、直流オフセット電圧は、ACカップリングコンデンサ105により除去できるものの、その直流オフセット電圧を基準としたアナログ画像信号は後段に伝わって入力定格電圧を超えたAC成分が伝わる場合がある。このため、ACカップリングコンデンサ105を用いて、AFE106の入力定格電圧を超えないようにアナログ画像信号の基準となる直流オフセット電圧をシフトさせた上で、アナログ画像信号をAFE106へ入力させるようにしている。なお、この点については、後述する。   Here, the analog image signal at the stage output from the 4-line CCD unit 103 is based on a certain DC offset voltage, but this offset voltage exceeds the input rated voltage of the AFE 106, and if input to the AFE 106 as it is, Although the DC offset voltage can be removed by the AC coupling capacitor 105, the analog image signal based on the DC offset voltage may be transmitted to the subsequent stage and an AC component exceeding the input rated voltage may be transmitted. For this reason, the AC coupling capacitor 105 is used to shift the DC offset voltage serving as the reference of the analog image signal so that the input rated voltage of the AFE 106 is not exceeded, and then the analog image signal is input to the AFE 106. Yes. This point will be described later.

次に、エミッタフォロア104とACカップリングコンデンサ105を経たアナログ画像信号は、AFE106に入力される。そして、AFE駆動制御部112が記憶部114に記憶されている駆動設定データに基づいてAFE106を制御することにより、アナログ画像信号をデジタル画像信号へと変換し、ゲイン調整などが行われる。その後、デジタル画像信号は、データ処理制御部113により制御されるデータ処理部107にてシェーディング補正やガンマ補正などが施されデジタル画像データとなる。
このように、制御部109の備える各種制御部が、画像読取装置100内の照明光源101、4ラインCCDユニット103及びAFE106などを適宜制御することにより原稿画像を読み取ってデジタル画像データを生成することができる。
Next, the analog image signal that has passed through the emitter follower 104 and the AC coupling capacitor 105 is input to the AFE 106. Then, the AFE drive control unit 112 controls the AFE 106 based on the drive setting data stored in the storage unit 114, thereby converting an analog image signal into a digital image signal and performing gain adjustment and the like. Thereafter, the digital image signal is subjected to shading correction, gamma correction, and the like in the data processing unit 107 controlled by the data processing control unit 113 to become digital image data.
As described above, various control units included in the control unit 109 read the document image and generate digital image data by appropriately controlling the illumination light source 101, the 4-line CCD unit 103, the AFE 106, and the like in the image reading apparatus 100. Can do.

次に、4ラインCCDユニット103の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、図1に示す4ラインCCDユニット103の模式図である。
図中に示すように、4ラインCCDユニット103は、レッド(R)用1ラインCCD103R、グリーン(G)用1ラインCCD103G、ブルー(B)用1ラインCCD103B及びモノクロ(K)用1ラインCCD103Kを備えている。そして、レッド用1ラインCCD103R、グリーン用1ラインCCD103G及びブルー用1ラインCCD103Bによりカラー用3ラインCCDを構成している。
Next, the configuration of the 4-line CCD unit 103 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the 4-line CCD unit 103 shown in FIG.
As shown in the figure, the 4-line CCD unit 103 includes a red (R) 1-line CCD 103R, a green (G) 1-line CCD 103G, a blue (B) 1-line CCD 103B, and a monochrome (K) 1-line CCD 103K. I have. The one-line CCD 103R for red, the one-line CCD 103G for green, and the one-line CCD 103B for blue constitute a three-line CCD for color.

なお、この4ラインCCDユニット103は、図2に示すように、カラー用の転送クロック(Transfer Clock)TC1及びTC2を入力する入力端子及びカラー用のシフトパルス(Shift Pulse)SP1を入力する入力端子(以下、これら入力端子をまとめて「カラー用の駆動クロック入力端子」という)と、モノクロ用の転送クロックTC1′,TC2′を入力する入力端子及びモノクロ用のシフトパルスSP2を入力する入力端子(以下、これら入力端子をまとめて「モノクロ用の駆動クロック入力端子」という)とを別々に備えた4ラインCCDユニットである。   As shown in FIG. 2, the 4-line CCD unit 103 has an input terminal for inputting color transfer clocks (TC1 and TC2) and an input terminal for inputting a color shift pulse (Shift Pulse) SP1. (Hereinafter, these input terminals are collectively referred to as “color drive clock input terminals”), input terminals for inputting monochrome transfer clocks TC1 ′ and TC2 ′, and input terminals for inputting monochrome shift pulse SP2 ( Hereinafter, these input terminals are collectively referred to as a “monochrome driving clock input terminal”), which is a 4-line CCD unit.

また、この図においては図示しないが、4ラインCCDユニット103は、リセットパルスを入力するための入力端子とクランプパルスを入力するための入力端子を、各ラインCCDにおいてそれぞれ備えており、これら入力端子へはカラー又はモノクロ何れのモードにおいても、リセットパルスとクランプパルスが所定のタイミングでそれぞれ対応する入力端子に一括して入力されるものとする。すなわち、リセットパルスとクランプパルスは、モノクロモードとカラーモードで共通して用いられるものとする。   Although not shown in this figure, the 4-line CCD unit 103 has an input terminal for inputting a reset pulse and an input terminal for inputting a clamp pulse, in each line CCD. In both color and monochrome modes, the reset pulse and the clamp pulse are collectively input to the corresponding input terminals at a predetermined timing. That is, the reset pulse and the clamp pulse are used in common in the monochrome mode and the color mode.

このような、4ラインCCDユニット103において、レッド用1ラインCCD103Rは、レッド用フォトダイオードアレイR1、レッド用シフトゲートR2、レッド用転送レジスタR3及びレッド用出力アンプR4を備えている。
このうち、レッド用フォトダイオードアレイR1は、図示しないレッドのカラーフィルタが受光面の上に設けられたものであって、反射光の強さに応じた電荷を蓄積するフォトダイオードが画素数分配列された受光部である。
レッド用シフトゲートR2は、シフトパルスSP1の入力によりレッド用フォトダイオードアレイR1のフォトダイオードそれぞれに蓄積された電荷が一括してレッド用転送レジスタR3にシフトされる際に、その電荷の通路となるゲートである。
In such a four-line CCD unit 103, the red one-line CCD 103R includes a red photodiode array R1, a red shift gate R2, a red transfer register R3, and a red output amplifier R4.
Among them, the red photodiode array R1 is provided with a red color filter (not shown) on the light receiving surface, and photodiodes for storing charges corresponding to the intensity of reflected light are arranged for the number of pixels. The received light receiving part.
The red shift gate R2 becomes a path for charges when the charges accumulated in the respective photodiodes of the red photodiode array R1 are collectively shifted to the red transfer register R3 by the input of the shift pulse SP1. It is a gate.

レッド用転送レジスタR3は、シフトされた電荷を一時的に蓄積するとともに、転送クロックTC1及び2の入力により、蓄積された電荷を順次後段のレジスタへと転送するための転送部である。
レッド用出力アンプR4は、レッド用転送レジスタR3のうち、最終段のレジスタに蓄積された電荷をアナログ電圧に変換して出力する出力部である。このレッド用出力アンプR4から出力されるアナログ電圧が出力信号としてOS1にあらわれる。
The red transfer register R3 is a transfer unit for temporarily storing the shifted charge and for sequentially transferring the stored charge to a subsequent register in response to the input of the transfer clocks TC1 and TC2.
The red output amplifier R4 is an output unit that converts the charges accumulated in the final stage register of the red transfer register R3 into an analog voltage and outputs the analog voltage. The analog voltage output from the red output amplifier R4 appears in OS1 as an output signal.

グリーン用1ラインCCD103G及びブルー用1ラインCCD103Bの構成については、これらそれぞれのフォトダイオードアレイに図示しないグリーンとブルーのカラーフィルタを設けた点のみがレッド用1ラインCCD103Rと異なるため、説明を省略する。   The configurations of the green one-line CCD 103G and the blue one-line CCD 103B are different from the red one-line CCD 103R only in that green and blue color filters (not shown) are provided in the respective photodiode arrays, and thus description thereof is omitted. .

モノクロ用1ラインCCD103Kは、モノクロ用フォトダイオードアレイK1、モノクロ用シフトゲートK2,K2′、モノクロ用転送レジスタK3,K3′及びモノクロ用出力アンプK4,K4′を備えている。
このうち、モノクロ用フォトダイオードアレイK1は、カラーフィルタが受光面上に設けられていないものであって、反射光の強さに応じた電荷を蓄積するフォトダイオードが画素数分配列された受光部である。
The monochrome one-line CCD 103K includes a monochrome photodiode array K1, monochrome shift gates K2 and K2 ', monochrome transfer registers K3 and K3', and monochrome output amplifiers K4 and K4 '.
Among them, the monochrome photodiode array K1 is not provided with a color filter on the light receiving surface, and has a light receiving portion in which photodiodes for storing charges corresponding to the intensity of reflected light are arranged for the number of pixels. It is.

モノクロ用シフトゲートK2,K2′、モノクロ用転送レジスタK3,K3′及びモノクロ用出力アンプK4,K4′は、レッド用のシフトゲートR2、転送レジスタR3及び出力アンプR4とそれぞれ同じ構成であって、モノクロ用においては、これらシフトゲートK2,K2′、転送レジスタK3,K3′及び出力アンプK4,K4′がモノクロ用フォトダイオードアレイK1を挟んでそれぞれ対称に配置され、デュアルチャネル型のラインCCDとなっている。   The monochrome shift gates K2, K2 ', monochrome transfer registers K3, K3', and monochrome output amplifiers K4, K4 'have the same configuration as the red shift gate R2, transfer register R3, and output amplifier R4, respectively. In monochrome use, these shift gates K2, K2 ', transfer registers K3, K3', and output amplifiers K4, K4 'are arranged symmetrically with a monochrome photodiode array K1 in between, forming a dual channel line CCD. ing.

このデュアルチャネル型のラインCCDにおいては、モノクロ用フォトダイオードアレイK1に蓄積された電荷のうち、奇数画素(ODD)と対応するフォトダイオードに蓄積された電荷については、シフトパルスSP2の入力によってシフトゲートK2′を介して転送レジスタK3′にシフトされる。一方、偶数画素(EVEN)と対応するフォトダイオードに蓄積された電荷については、シフトパルスSP2の入力によってシフトゲートK2を介して転送レジスタK3にシフトされる。   In this dual channel type line CCD, among the charges accumulated in the monochrome photodiode array K1, the charges accumulated in the photodiodes corresponding to the odd pixels (ODD) are shifted by the shift pulse SP2. Shifted to transfer register K3 'via K2'. On the other hand, the charge accumulated in the photodiode corresponding to the even pixel (EVEN) is shifted to the transfer register K3 via the shift gate K2 by the input of the shift pulse SP2.

これら転送レジスタK3,K3′にシフトされた奇数画素及び偶数画素に対応する電荷はそれぞれ、転送クロックTC1′及びTC2′の入力により順次後段へと転送されていき、出力アンプK4及びK4′を介してアナログ電圧に変換されて出力信号OS1及びOS2にそれぞれあらわれる。なお、OS1には、奇数画素と対応したアナログ電圧があらわれ、OS2には、偶数画素と対応したアナログ電圧があらわれる。このように、デュアルチャネル型では、同時に2ch分のアナログ電圧を出力できるので、カラー用の3ラインCCDと比べて、より高速にモノクロ画像を読み取ることができる。   The charges corresponding to the odd-numbered pixels and even-numbered pixels shifted to the transfer registers K3 and K3 ′ are sequentially transferred to the subsequent stage by the inputs of the transfer clocks TC1 ′ and TC2 ′, and are output via the output amplifiers K4 and K4 ′. Are converted into analog voltages and appear in output signals OS1 and OS2, respectively. Note that an analog voltage corresponding to an odd pixel appears in OS1, and an analog voltage corresponding to an even pixel appears in OS2. As described above, the dual channel type can output analog voltages for two channels at the same time, so that a monochrome image can be read at a higher speed than a three-line CCD for color.

このような4ラインCCDユニット103において、モノクロ又はカラーのモード切り替えを行う際には、CCD駆動制御部111からの切替信号(Change Signal)CSにより、4ラインCCDユニット内部の各ソフトウェアを操作し、カラーの3ラインCCD又はモノクロの1ラインCCDから出力されるアナログ電圧を選択して4ラインCCDユニット103の外部に出力するようにしている。これは、図中に示すように、CCD駆動制御部111からの切り替え信号CSをインバータ201及び202を介して4ラインCCDユニット103の出力段に入力するようにしておき、切り替え信号CSの入力によって信号のH又はLを切替えてモノクロ又はカラーのスイッチ(SW)の開閉動作を行って何れか一方からのアナログ電圧を選択出力するようにしている。   In such a 4-line CCD unit 103, when the monochrome or color mode is switched, each software in the 4-line CCD unit is operated by a switching signal (Change Signal) CS from the CCD drive control unit 111. An analog voltage output from a color 3-line CCD or a monochrome 1-line CCD is selected and output to the outside of the 4-line CCD unit 103. As shown in the figure, the switching signal CS from the CCD drive control unit 111 is input to the output stage of the 4-line CCD unit 103 via the inverters 201 and 202, and the switching signal CS is input. A monochrome or color switch (SW) is opened and closed by switching H or L of the signal, and an analog voltage from either one is selectively output.

そして、4ラインCCDユニット103がカラーモードで動作する場合、CCD駆動制御部111がカラー用の駆動クロック入力端子に入力する転送クロックTC1及びTC2ならびにシフトパルスSP1の入力タイミングを制御して、合計3ch分のアナログ電圧を出力する。   When the 4-line CCD unit 103 operates in the color mode, the CCD drive control unit 111 controls the input timings of the transfer clocks TC1 and TC2 and the shift pulse SP1 that are input to the color drive clock input terminals, for a total of 3 channels. Outputs analog voltage for minutes.

一方、モノクロモードで動作する場合、CCD駆動制御部111がモノクロ用の駆動クロック入力端子に入力する転送クロックTC1′及びTC2′ならびにシフトパルスSP2の入力タイミングを制御して、合計2ch分のアナログ電圧を出力する。
なお、CCD駆動制御部111は、上述したカラーモード又はモノクロモードにおいて、アナログ電圧をリセットしてGNDへと破棄するために入力される図示しないリセットパルスの入力タイミングと、リセット後の出力段の電位を所定の基準電位へとクランプするために入力される図示しないクランプパルスの入力タイミングもそれぞれ制御しているものとする。
On the other hand, when operating in the monochrome mode, the CCD drive control unit 111 controls the input timing of the transfer clocks TC1 'and TC2' and the shift pulse SP2 input to the monochrome drive clock input terminal, and the analog voltage for a total of 2ch. Is output.
In the color mode or monochrome mode described above, the CCD drive control unit 111 inputs the reset pulse (not shown) that is input to reset the analog voltage and discard it to GND, and the potential of the output stage after the reset. Assume that the input timing of a clamp pulse (not shown) that is input to clamp the signal to a predetermined reference potential is also controlled.

また、図2に示した4ラインCCDユニット103の構成は、あくまでも模式図であって、各ラインCCDの物理的な構成は、これに限られる訳ではない。例えば、モノクロ用1ラインCCD103Kは、デュアルチャネル型である必要はなく、カラー用の1ラインCCDと同じ構成にして、1ch分のアナログ電圧を出力するようにしても構わない。また、レッド用フォトダイオードアレイR1を互い違いになるようにもう一段設けて解像度を上げるようにしてもよい。   The configuration of the 4-line CCD unit 103 shown in FIG. 2 is merely a schematic diagram, and the physical configuration of each line CCD is not limited to this. For example, the monochrome one-line CCD 103K does not have to be a dual channel type, and may have the same configuration as the color one-line CCD and output an analog voltage for one channel. Further, the red photodiode array R1 may be provided in another stage so as to be staggered to increase the resolution.

次に、上述した4ラインCCDユニット103からのアナログ電圧が、AFE106の入力定格電圧を超えないようにするしくみについて、図3を参照しながら説明する。図3は、図1における4ラインCCDユニット103とAFE106との間の詳細な回路図である。   Next, a mechanism for preventing the analog voltage from the above-described 4-line CCD unit 103 from exceeding the input rated voltage of the AFE 106 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a detailed circuit diagram between the 4-line CCD unit 103 and the AFE 106 in FIG.

この図においては、4ラインCCDユニット103及びエミッタフォロア104に供給される電源電圧は10〜12Vであり、AFE106に供給される電源電圧は3.3Vであるものとして説明する。また、AFE106の入力定格電圧は、0〜2Vであるものとする。また、図中出力信号Aは、5Vの直流オフセット電圧を基準として、4ラインCCDユニット103から出力された段階のマイナスパルスのアナログ電圧が重畳されている状態を示しており、出力信号Bは、2Vのオフセット電圧を基準として、AFE106へ入力される段階のマイナスパルスのアナログ電圧が重畳されている状態を示している。   In this figure, it is assumed that the power supply voltage supplied to the 4-line CCD unit 103 and the emitter follower 104 is 10 to 12V, and the power supply voltage supplied to the AFE 106 is 3.3V. The input rated voltage of the AFE 106 is 0 to 2V. In addition, an output signal A in the figure shows a state in which a negative pulse analog voltage outputted from the 4-line CCD unit 103 is superimposed on the basis of a DC offset voltage of 5 V, and the output signal B is A state in which an analog voltage of a minus pulse at the stage of input to the AFE 106 is superimposed on the basis of the offset voltage of 2V is shown.

図中に示すように、エミッタフォロア104は、NPN型のバイポーラトランジスタを用いて構成される。このエミッタフォロア104は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いことから、4ラインCCDユニット103とAFE106の間に挿入して、AFE106の入力段における低いインピーダンスと整合をとるためのものである。なお、エミッタフォロア104用のトランジスタとしては、PNP型を用いてもよい。   As shown in the figure, the emitter follower 104 is configured using an NPN-type bipolar transistor. Since the emitter follower 104 has a high input impedance and a low output impedance, it is inserted between the 4-line CCD unit 103 and the AFE 106 to match the low impedance in the input stage of the AFE 106. Note that a PNP transistor may be used as the transistor for the emitter follower 104.

また、AFE106の入力側のオフセット電圧は、AFE106の図示しないクランプ回路によりACカップリングコンデンサ105を用いて2Vにクランプされており、AC
カップリングコンデンサ105は、2Vを基準として重畳されたアナログ電圧を後段のAFE106に入力する。すなわちこれは、入力されるアナログ電圧がAFE106の入力定格電圧の範囲内に収まるように、オフセット電圧の基準を5Vから2Vへレベルシフトさせたものであって、このことによりAFE106の入力定格電圧を超えないアナログ電圧をAFE106に入力することができる。
なお、上述した電源電圧値やオフセット電圧値は一例であって、4ラインCCDユニット103やAFE106のデバイス特性に合わせて別の値を用いても構わない。
Further, the offset voltage on the input side of the AFE 106 is clamped to 2 V by the AC coupling capacitor 105 by a clamp circuit (not shown) of the AFE 106, and the AC voltage
The coupling capacitor 105 inputs an analog voltage superimposed with 2V as a reference to the AFE 106 at the subsequent stage. In other words, the offset voltage reference is level-shifted from 5V to 2V so that the input analog voltage falls within the range of the input rated voltage of the AFE 106, and thus the input rated voltage of the AFE 106 is reduced. An analog voltage not exceeding can be input to the AFE 106.
The power supply voltage value and the offset voltage value described above are examples, and other values may be used in accordance with the device characteristics of the 4-line CCD unit 103 and the AFE 106.

ここで、4ラインCCDユニット103から出力された段階のアナログ電圧の振幅値(絶対値)がもともと2V以上あると、オフセット電圧2Vを基準とした場合であっても、振幅値がGNDよりも下回ってしまい、AFE106の入力定格電圧の下限0Vを超えて、AFE106に悪影響を及ぼし、最悪の場合はデバイス破壊に至る。このため、アナログ電圧の振幅値はAFE106の入力定格電圧内に収まる範囲で使用するのが一般である。   Here, if the amplitude value (absolute value) of the analog voltage at the stage of output from the 4-line CCD unit 103 is originally 2V or more, the amplitude value is lower than GND even when the offset voltage is 2V. Therefore, it exceeds the lower limit 0 V of the input rated voltage of the AFE 106 and adversely affects the AFE 106. In the worst case, the device is destroyed. Therefore, the analog voltage amplitude value is generally used within a range that falls within the input rated voltage of the AFE 106.

しかしながら、4ラインCCDユニット103の状態遷移中など過渡的な状態において、入力定格電圧の範囲を超える過大電圧が発生してしまう場合がある。例えば4ラインCCDユニット103の電源をOFFからON状態に移行する際に、電源OFF時に蓄積された不要電荷が電源をONした直後に一度に吐き出されるために過大電圧が発生してしまう。これは、背景技術の項で説明した通りである。
また、4ラインCCDユニット103においては、CCD電源ONが継続された状態においても、カラーとモノクロ間のモード切り替え時において、それまで使用していなかった方のセンサに蓄積された不要電荷がモードを切替えた直後に一度に吐き出され過大電圧が発生してしまう。これも、背景技術の項で説明した通りである。
However, in a transient state such as during the state transition of the 4-line CCD unit 103, an excessive voltage exceeding the input rated voltage range may occur. For example, when the power of the 4-line CCD unit 103 is shifted from OFF to ON, an excessive voltage is generated because unnecessary charges accumulated when the power is turned off are discharged all at once immediately after the power is turned on. This is as described in the background section.
Further, in the 4-line CCD unit 103, even when the CCD power is turned on, when the mode is switched between the color mode and the monochrome mode, the unnecessary charge accumulated in the sensor that has not been used until then changes the mode. Immediately after switching, it is discharged at once and an excessive voltage is generated. This is also as described in the background section.

この問題に対処するために、上述した画像読取装置100において特徴的な点は、4ラインCCDユニット103の駆動方法である。そこで、以下この点に関連して、CCD駆動制御部111が4ラインCCDユニット103に対して行う駆動方法について図4及び図5を参照しながら説明する。
図4は、モノクロモードにおいて4ラインCCDユニット103に入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。なお、この図において示す、各種クロックやパルスの説明については、背景技術の項で説明した通りなので、その説明を省略する。
In order to cope with this problem, a characteristic point in the above-described image reading apparatus 100 is a driving method of the 4-line CCD unit 103. Therefore, in connection with this point, a driving method performed by the CCD drive control unit 111 for the 4-line CCD unit 103 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a timing chart of drive clocks input to the 4-line CCD unit 103 in the monochrome mode. The description of the various clocks and pulses shown in this figure is the same as described in the background art section, and the description thereof is omitted.

まず、CCD駆動制御部111は、モノクロ画像を読み取るため、モノクロ用の駆動クロック入力端子のうち、モノクロ用のシフトパルス入力端子にシフトパルスSP2を入力し、モノクロ用フォトダイオードアレイK1に蓄積された電荷を、モノクロ用転送レジスタK3及びK3′にそれぞれ転送させる。その後、モノクロ用の転送クロックTC1′,TC2′を、モノクロ用転送クロック入力端子に入力して電荷を順次転送しながら、その転送の合間にリセットパルスとクランプパルスを入力してアナログ電圧をリセットし、リセット後の電位を所定の基準電位に戻す。
このように、CCD駆動制御部111が、図中に示すタイミングでモノクロ用のシフトパルスSP2と転送クロックTC1′及びTC2′を、モノクロ用の駆動クロック入力端子に入力することで、モノクロ用1ラインCCD103Kを駆動して、通常のモノクロ画像の読み取りを行う。
First, in order to read a monochrome image, the CCD drive control unit 111 inputs the shift pulse SP2 to the monochrome shift pulse input terminal among the monochrome drive clock input terminals, and is stored in the monochrome photodiode array K1. The charges are transferred to the monochrome transfer registers K3 and K3 ′, respectively. After that, the monochrome transfer clocks TC1 'and TC2' are input to the monochrome transfer clock input terminal to sequentially transfer charges, and the reset pulse and clamp pulse are input between the transfers to reset the analog voltage. Then, the reset potential is returned to a predetermined reference potential.
As described above, the CCD drive control unit 111 inputs the monochrome shift pulse SP2 and the transfer clocks TC1 'and TC2' to the monochrome drive clock input terminal at the timing shown in FIG. The CCD 103K is driven to read a normal monochrome image.

一方、CCD駆動制御部111は、カラー用の3ラインCCD103R、G及びBに対しても、モノクロと同じように、カラー用のシフトパルスSP1と転送クロックTC1及びTC2を、カラー用の駆動クロック入力端子に入力してカラー用の3ラインCCD103R、G及びBを駆動するようにしている。
そして、このことにより、使用していないカラー用の3ラインCCD103R、G及びBそれぞれのフォトダイオードアレイに蓄積された不要電荷を常に転送及びリセットしておくことができ、モノクロからカラーモードに切り替えた直後の過大電圧を抑制することができる。逆に、カラーモードにおいても、モノクロ用1ラインCCD103Kを駆動するようにすれば、カラーからモノクロモードに切り替えた直後の過大電圧を抑制することができる。
On the other hand, the CCD drive control unit 111 inputs the color shift pulse SP1 and the transfer clocks TC1 and TC2 to the color 3-line CCDs 103R, G, and B, as in the case of monochrome. The color three-line CCDs 103R, G, and B are input to the terminals and driven.
This makes it possible to always transfer and reset unnecessary charges accumulated in the photodiode arrays of the color 3-line CCDs 103R, G, and B that are not used, and switch from monochrome to color mode. The excessive voltage immediately after can be suppressed. Conversely, even in the color mode, if the monochrome one-line CCD 103K is driven, an excessive voltage immediately after switching from the color to the monochrome mode can be suppressed.

このことは、カラーモード又はモノクロモード何れのモードで動作させる場合も、カラー用の駆動クロックとモノクロ用の駆動クロックとの双方を、それぞれ対応する入力端子に入力して、カラー用の3ラインCCD103R、G及びBならびにモノクロ用1ラインCCD103Kをそれぞれ駆動することを意味している。そしてカラー用とモノクロ用の駆動クロック(シフトパルス及び転送クロック)は同じタイミングで入力されるため、モノクロモードとカラーモードそれぞれの駆動クロックを共通にすることもでき、CCD駆動制御部111の制御や駆動回路の構成を簡素化することができる。   This means that, when operating in either the color mode or the monochrome mode, both the color drive clock and the monochrome drive clock are input to the corresponding input terminals, respectively, and the color 3-line CCD 103R is input. , G and B and monochrome one-line CCD 103K are driven. Since the color and monochrome drive clocks (shift pulse and transfer clock) are input at the same timing, the drive clocks for the monochrome mode and the color mode can be made common. The configuration of the drive circuit can be simplified.

また、カラーモード又はモノクロモード何れのモードにおいても、同じタイミングの駆動クロックを入力すればいいため、制御を特段複雑にすることなく容易にモード切り替え直後の過大電圧を抑制することができる。なお、図4は、モノクロモードにおけるタイミングチャートを示しているが、カラーモードになった場合は切替信号CSがカラー用のLに固定される以外は、図中に示すタイミングと同じである。   In addition, in either the color mode or the monochrome mode, it is only necessary to input drive clocks having the same timing, so that an excessive voltage immediately after the mode switching can be easily suppressed without particularly complicating the control. FIG. 4 shows a timing chart in the monochrome mode. In the color mode, the timing is the same as that shown in the figure except that the switching signal CS is fixed to L for color.

次に、図5を参照しながら、CCD駆動制御部111が4ラインCCDユニット103に対して行う別の駆動方法について説明する。図5は、モノクロモードからカラーモードへ切り替える際に4ラインCCDユニットに入力される駆動クロックのタイミングチャートを示した図である。なお、図5においては、アナログ出力信号OS1、OS2及びOS3も示しており、モノクロモードにおいては、OS1に奇数画素と対応するアナログ電圧が、OS2に偶数画素と対応するアナログ電圧がそれぞれ出力されている。   Next, another drive method performed by the CCD drive control unit 111 for the 4-line CCD unit 103 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart of drive clocks input to the 4-line CCD unit when switching from the monochrome mode to the color mode. In FIG. 5, analog output signals OS1, OS2, and OS3 are also shown. In the monochrome mode, an analog voltage corresponding to an odd pixel is output to OS1, and an analog voltage corresponding to an even pixel is output to OS2. Yes.

この図5におけるタイミングチャートにおいて、図4と異なる点は、モノクロモード時においてカラー用の3ラインCCD103R、G及びBを常時駆動するのではなく、CCD駆動制御部111が、カラーに切り替わる直前の1ラインの期間だけ図4と同様にカラー用の3ラインCCD103R、G及びBを駆動するようにする。そして、このことにより、カラーモードに切り替わる直前に3ラインCCD103R、G及びBのフォトダイオードアレイそれぞれに蓄積した不要電荷を全てリセットしておくことができるので、カラーモード切り替え直後の過大電圧を抑制することができる。
また、カラーモードにおいても、CCD駆動制御部111が、モノクロモードに切り替わる直前の1ラインの期間だけモノクロ用1ラインCCD103Kを駆動するようにすれば、上記と同様の効果が得られる。
In the timing chart of FIG. 5, the difference from FIG. 4 is that the color three-line CCDs 103R, G, and B are not always driven in the monochrome mode, but the CCD drive control unit 111 immediately before switching to color. In the line period, the three-color CCDs 103R, G, and B for color are driven as in FIG. This makes it possible to reset all unnecessary charges stored in the photodiode arrays of the 3-line CCDs 103R, G, and B immediately before switching to the color mode, thereby suppressing an excessive voltage immediately after the color mode switching. be able to.
Also in the color mode, if the CCD drive control unit 111 drives the monochrome one-line CCD 103K only for the period of one line immediately before switching to the monochrome mode, the same effect as described above can be obtained.

また、モードを切り替える直前以外は、カラー又はモノクロ何れかのシフトパルスおよび転送クロックが停止しているため、駆動回路の消費電力を低減し、不要輻射をより一層抑制する効果もある。
なお、図5では、直前の1ラインの期間だけ駆動するようにしたが、これを複数ラインの期間としても構わない。また、ここでいう1ラインの期間とは、モノクロモードからカラーモードに切り替える場合にはカラーモードにおけるカラー用のシフトパルスSP1の周期を、カラーモードからモノクロモードに切り替える場合にはモノクロモードにおけるモノクロ用のシフトパルスSP2の周期を、それぞれ1単位とした場合の1周期を指しており、複数ラインの期間とは、その自然数倍の期間を意味している。
Further, since the color and monochrome shift pulses and the transfer clock are stopped except immediately before the mode is switched, the power consumption of the driving circuit is reduced and unnecessary radiation is further suppressed.
In FIG. 5, the driving is performed only for the period of the immediately preceding one line, but this may be a period of a plurality of lines. In addition, the period of one line here refers to the period of the color shift pulse SP1 in the color mode when switching from the monochrome mode to the color mode, and for monochrome in the monochrome mode when switching from the color mode to the monochrome mode. The period of the shift pulse SP2 is one period when each unit is defined as one unit, and the period of a plurality of lines means a period that is a natural number multiple thereof.

〔変形例:図6〕
以上で実施形態の説明を終了するが、この発明において、画像読取装置100の構成、CCD駆動制御部111が4ラインCCDユニット103に入力する各種クロック又はパルスの入力タイミングが前述した実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
[Modification: FIG. 6]
Although the description of the embodiment has been completed, the configuration of the image reading apparatus 100 and the input timing of various clocks or pulses input to the 4-line CCD unit 103 by the CCD drive control unit 111 are described in the above-described embodiment. Of course, it is not limited to what was done.

例えば、上述した実施形態における画像読取装置100では、各ラインCCDが備える図示しないリセットパルス入力端子及びクランプパルス入力端子には、リセットパルスとクランプパルスがそれぞれ、モノクロモードかカラーモードかに関わらず一括して入力されるものとして説明したが、モノクロモードとカラーモードとで別々にリセットパルスとクランプパルスとを入力しても構わない。   For example, in the image reading apparatus 100 according to the above-described embodiment, a reset pulse input terminal and a clamp pulse input terminal (not shown) included in each line CCD are collectively displayed regardless of whether the reset pulse and the clamp pulse are in the monochrome mode or the color mode. However, the reset pulse and the clamp pulse may be input separately in the monochrome mode and the color mode.

そして、このモノクロモードとカラーモードとで別々にリセットパルスとクランプパルスとを入力する形態においては、例えばCCD駆動制御部111が4ラインCCDユニット103に対して行う別の駆動方法として、図6のような変形例に係るタイミングチャートが考えられる。図6は、モノクロモードにおいて4ラインCCDユニットに入力される駆動クロックの別のタイミングチャートを示した図である。この図においては、図中示すように、CCD駆動制御部111が、モノクロ用とカラー用のリセットパルス及びクランプパルスをそれぞれ別々に入力するようにしている。   In the mode in which the reset pulse and the clamp pulse are separately input in the monochrome mode and the color mode, for example, another drive method performed by the CCD drive control unit 111 for the 4-line CCD unit 103 is shown in FIG. A timing chart according to such a modification can be considered. FIG. 6 is a diagram showing another timing chart of the drive clock input to the 4-line CCD unit in the monochrome mode. In this figure, as shown in the figure, the CCD drive control unit 111 separately inputs monochrome and color reset pulses and clamp pulses.

まず、モノクロ側については、CCD駆動制御部111が、図4と同様のタイミングでモノクロ用のシフトパルスSP2、転送クロックTC1′,TC2′、リセットパルス及びクランプパルスを入力し、通常モノクロモードにおけるモノクロ用1ラインCCD103Kの駆動を行う。
一方、カラー側についても、CCD駆動制御部111が、カラー用のシフトパルスSP1、転送クロックTC1,TC2、リセットパルス及びクランプパルスを入力し、カラー用3ラインCCD103R、G及びBの駆動を行う。この際、CCD駆動制御部111は、入力するカラー用のシフトパルスSP1、転送クロックTC1,TC2、リセットパルス及びクランプパルスのうち少なくとも1つ、あるいは全てのパルス及びクロックの周期を通常カラーモードにおける周期よりも長くするようにしている。
First, on the monochrome side, the CCD drive control unit 111 inputs the monochrome shift pulse SP2, the transfer clocks TC1 'and TC2', the reset pulse and the clamp pulse at the same timing as in FIG. The one-line CCD 103K is driven.
On the other hand, on the color side, the CCD drive control unit 111 inputs the color shift pulse SP1, the transfer clocks TC1 and TC2, the reset pulse and the clamp pulse, and drives the color three-line CCDs 103R, G and B. At this time, the CCD drive control unit 111 sets at least one of the input color shift pulse SP1, the transfer clocks TC1 and TC2, the reset pulse and the clamp pulse, or the period of all the pulses and clocks in the normal color mode. I try to make it longer.

ここで、CCD駆動制御部111は、周期を長くするに際して、シフトパルスSP1の1周期の間に、カラー用3ラインCCD103R、G及びBの各フォトダイオードアレイに蓄積した電荷を全て転送して出力し終えるように、入力する転送クロックTC1,TC2の数を各フォトダイオードアレイと対応する転送レジスタ数以上に設定するようにする。
このように、モノクロモード時におけるカラー用の3ラインCCD103R、G及びBを駆動するための駆動クロックの周期のうち、少なくとも1つの周期を、通常カラーモードにおける周期よりも長くすることで、カラーモードへ切り替え直後の過大電圧を抑制することに加えて、駆動回路の消費電力を低減し、不要輻射を抑制することができる。
Here, when extending the period, the CCD drive control unit 111 transfers and outputs all charges accumulated in the photodiode arrays of the color 3-line CCDs 103R, G, and B during one period of the shift pulse SP1. Thus, the number of input transfer clocks TC1 and TC2 is set to be equal to or greater than the number of transfer registers corresponding to each photodiode array.
As described above, by setting at least one period out of the period of the driving clock for driving the color 3-line CCDs 103R, G, and B in the monochrome mode to be longer than the period in the normal color mode, In addition to suppressing an excessive voltage immediately after switching to, the power consumption of the drive circuit can be reduced and unnecessary radiation can be suppressed.

なお、カラーモードにおいては、図示しないが、カラー/モノクロ切替信号CSがL固定のカラーモードに切替わると、モノクロ用のシフトパルスSP2、転送クロックTC1′,TC2′、リセットパルス及びクランプパルスと、カラー用のシフトパルスSP1、転送クロックTC1,TC2、リセットパルス及びクランプパルスとがそれぞれ入れ替わる形となる。このことにより、カラーモード時におけるモノクロ用の1ラインCCD103Kを駆動するための駆動クロックの周期のうち、少なくとも1つの周期を、通常カラーモードにおける周期よりも長くすることができるので、上記と同様の効果が得られる。
また、図6ではモノクロモードにおいて、カラー用リセットパルス及びクランプパルスを通常カラーモードよりも長い周期で入力しているが、Hレベル又はLレベル固定としてリセットあるいはクランプを常時かける状態にしてもよい。
In the color mode, although not shown, when the color / monochrome switching signal CS is switched to the L-fixed color mode, a monochrome shift pulse SP2, transfer clocks TC1 'and TC2', a reset pulse and a clamp pulse, The color shift pulse SP1, the transfer clocks TC1 and TC2, the reset pulse, and the clamp pulse are interchanged. As a result, at least one of the driving clock cycles for driving the monochrome one-line CCD 103K in the color mode can be made longer than the cycle in the normal color mode. An effect is obtained.
In FIG. 6, in the monochrome mode, the color reset pulse and the clamp pulse are input with a longer cycle than in the normal color mode, but the reset or clamp may be always applied with the H level or L level fixed.

また、4ラインCCDユニット103を備えた画像読取装置100において、原稿画像を読み取る際は、CCD駆動制御部111が上述したいずれかの駆動方法により4ラインCCDユニット103を駆動させて原稿画像を読み取るとよい。
また、4ラインCCDユニット103を備えた画像読取装置100を画像読取手段としてデジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を複合した複合機等の画像形成装置に備えても構わない。
また、以上説明してきた実施形態及び変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて実施することもできる。
In the image reading apparatus 100 including the 4-line CCD unit 103, when reading a document image, the CCD drive control unit 111 drives the 4-line CCD unit 103 by any one of the driving methods described above to read the document image. Good.
Further, the image reading apparatus 100 including the 4-line CCD unit 103 may be provided as an image reading unit in an image forming apparatus such as a digital copying machine, a facsimile machine, or a complex machine combining these functions.
In addition, the embodiments and modifications described above can be combined as appropriate within a consistent range.

以上説明してきたように、この発明の4ラインCCDユニットの駆動方法によれば、カラーからモノクロ又はモノクロからカラーへのモード切り替え時に発生する過大電圧を、制御を複雑にすることなく容易に抑制することができる。
従って、この発明を適用することにより、後段の回路ブロックに悪影響を与えない安全性の高い4ラインCCDユニットを提供することができる。
As described above, according to the driving method of the 4-line CCD unit of the present invention, the excessive voltage generated when the mode is switched from color to monochrome or from monochrome to color can be easily suppressed without complicating the control. be able to.
Therefore, by applying the present invention, it is possible to provide a highly safe 4-line CCD unit that does not adversely affect the circuit block at the subsequent stage.

100:画像読取装置、101:照明光源、102:光源点灯装置、103:4ラインCCDユニット、103R:レッド用1ラインCCD、103G:グリーン用1ラインCCD、103B:ブルー用1ラインCCD、103K:モノクロ用1ラインCCD、104:エミッタフォロア、105:ACカップリングコンデンサ、106:AFE、107:データ処理部、108:書込み部、109:制御部、110:光源駆動制御部、111:CCD駆動制御部、112:AFE駆動制御部、113:データ処理制御部、114:記憶部 100: Image reading device, 101: Illumination light source, 102: Light source lighting device, 103: 4-line CCD unit, 103R: 1-line CCD for red, 103G: 1-line CCD for green, 103B: 1-line CCD for blue, 103K: 1 line CCD for monochrome, 104: emitter follower, 105: AC coupling capacitor, 106: AFE, 107: data processing unit, 108: writing unit, 109: control unit, 110: light source drive control unit, 111: CCD drive control Unit: 112: AFE drive control unit, 113: data processing control unit, 114: storage unit

特開2003−348296号公報JP 2003-348296 A 特開2006−314039号公報JP 2006-314039 A

Claims (7)

カラー用の駆動クロック入力端子とモノクロ用の駆動クロック入力端子とを別々に持つ4ラインCCDユニットの駆動方法であって、
前記4ラインCCDユニットをカラーモードで動作させる場合も、モノクロモードで動作させる場合も、カラー用の駆動クロックとモノクロ用の駆動クロックとの双方を、それぞれ対応する入力端子から前記4ラインCCDユニットに入力することを特徴とする4ラインCCDユニットの駆動方法。
A driving method of a 4-line CCD unit having a driving clock input terminal for color and a driving clock input terminal for monochrome separately.
Whether the 4-line CCD unit is operated in the color mode or the monochrome mode, both the color driving clock and the monochrome driving clock are supplied from the corresponding input terminals to the 4-line CCD unit. A driving method for a 4-line CCD unit, characterized by inputting.
請求項1に記載の4ラインCCDユニットの駆動方法であって、
前記カラー用及びモノクロ用の駆動クロックは少なくともシフトパルスと転送クロックとをそれぞれ含むものであり、
前記4ラインCCDユニットをカラーモードで動作させる場合には、前記モノクロ用の駆動クロックのうち少なくとも1つの信号周期を、モノクロモードで動作させる場合の前記モノクロ用の駆動クロックの信号周期よりも長くし、前記4ラインCCDユニットをモノクロモードで動作させる場合には、前記カラー用の駆動クロックのうち少なくとも1つの信号周期を、カラーモードで動作させる場合の前記カラー用の駆動クロックの信号周期よりも長くすることを特徴とする4ラインCCDユニットの駆動方法。
A driving method of a 4-line CCD unit according to claim 1,
The color and monochrome drive clocks each include at least a shift pulse and a transfer clock,
When the four-line CCD unit is operated in the color mode, at least one signal period of the monochrome driving clock is set longer than the signal period of the monochrome driving clock when operating in the monochrome mode. When the 4-line CCD unit is operated in the monochrome mode, at least one signal period of the color driving clock is longer than the signal period of the color driving clock when operating in the color mode. A method for driving a four-line CCD unit.
請求項1又は2に記載の4ラインCCDユニットの駆動方法であって、
前記カラー用の駆動クロックと前記モノクロ用の駆動クロックとの双方を前記4ラインCCDユニットに入力する動作を、前記4ラインCCDユニットを前記カラーモードから前記モノクロモードに切り替える直前の所定期間及び、前記4ラインCCDユニットを前記モノクロモードから前記カラーモードに切り替える直前の所定期間にのみ行うことを特徴とする4ラインCCDユニットの駆動方法。
A method for driving a 4-line CCD unit according to claim 1 or 2,
An operation of inputting both the color driving clock and the monochrome driving clock to the 4-line CCD unit, a predetermined period immediately before switching the 4-line CCD unit from the color mode to the monochrome mode, and A method for driving a 4-line CCD unit, which is performed only during a predetermined period immediately before the 4-line CCD unit is switched from the monochrome mode to the color mode.
請求項3に記載の4ラインCCDユニットの駆動方法であって、
前記所定期間は、前記カラーモードから前記モノクロモードに切り替える場合には前記モノクロモードにおけるモノクロ用のシフトパルスの周期を、前記モノクロモードから前記カラーモードに切り替える場合には前記カラーモードにおけるカラー用のシフトパルスの周期を、それぞれ1単位とし、その自然数倍の期間であることを特徴とする4ラインCCDユニットの駆動方法。
A method for driving a 4-line CCD unit according to claim 3,
The predetermined period is a period of a monochrome shift pulse in the monochrome mode when switching from the color mode to the monochrome mode, and a color shift in the color mode when switching from the monochrome mode to the color mode. A driving method of a 4-line CCD unit, characterized in that each pulse period is one unit and the period is a natural number multiple thereof.
4ラインCCDユニットを備えた画像読取装置が該4ラインCCDユニットにより原稿の画像を読み取る画像読取方法であって、
前記画像読取装置の駆動手段が、前記4ラインCCDユニットを、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の4ラインCCDユニットの駆動方法により駆動することを特徴とする画像読取方法。
An image reading apparatus comprising a 4-line CCD unit is an image reading method for reading an image of a document with the 4-line CCD unit,
5. The image reading method according to claim 1, wherein the driving unit of the image reading apparatus drives the 4-line CCD unit by the driving method of the 4-line CCD unit according to claim 1.
4ラインCCDユニットを備えた画像読取装置であって、
前記4ラインCCDユニットを請求項1乃至4のいずれか一項に記載の4ラインCCDユニットの駆動方法により駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする画像読取装置。
An image reading apparatus having a 4-line CCD unit,
An image reading apparatus comprising: a driving unit that drives the 4-line CCD unit by the driving method of the 4-line CCD unit according to any one of claims 1 to 4.
請求項6に記載の画像読取装置を画像読取手段として備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the image reading apparatus according to claim 6 as image reading means.
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