JP3165731B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はファクシミリなどのライ
ン型イメージセンサを用いた画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、CCD型のライ
ン型イメージセンサを用い、このセンサによって読取原
稿の主走査を行い、センサのライン方向と垂直の方向に
センサと原稿を相対的に移動させることによって副走査
を行っていた。
【0003】このセンサは以下のような構造である。
【0004】アレイ状に配置したフォトダイオードと、
フォトダイオードと1対1に対応して設けたフォトダイ
オードの起電力によって生じた電荷を蓄積する蓄積電極
と、蓄積電極に蓄積された電荷を受け取って順次シフト
することによって電荷を出力する電荷転送素子(CC
D)から構成されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の読み取り装置で
は、高速に原稿を読み取るためには短い蓄積時間で読み
取りを行う必要があり、蛍光灯などの明るい光源が必要
である。
【0006】しかし蛍光灯を高周波点灯させるためには
インバータが必要であり、不要輻射の発生源になるばか
りでなく、発熱が多く寿命が短い、あるいは装置が大型
化する、コストが高い、といった問題があった。
【0007】また、光源としてLEDアレイを用いると
上記の問題は解決されるが、光量が少なく高速の読み取
りは困難であった。
【0008】そこで、CCDの感度(S/N)を高くす
ることによってLEDアレイ光源でも高速の読み取りが
実現できる。
【0009】しかし、CCDの感度(S/N)は1画素
あたりのフォトダイオードの開口面積にほぼ比例するの
で、感度を高くするために画素を主走査方向、副走査方
向共に同率で大きくするとCCDチップは主走査方向
(長手方向)に画素の拡大率とほぼ同率で大きくなり、
コストアップとなる。
【0010】又、画素を副走査方向にのみ大きくすると
CCDチップのサイズはほとんど変えずに感度を高くす
ることができるが、副走査方向の解像度が低くなるとい
う問題がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたもので、原稿画像の隣接するラ
インを同時に読み取り可能に並列して配置された第1お
よび第2のラインセンサと、前記ラインセンサの主走査
方向と垂直な副走査方向に前記ラインセンサと原稿画像
とを相対的に移動させる移動手段と、前記第2のライン
センサから出力された画像信号を記憶する記憶手段と、
前記第1のラインセンサから出力された画像信号と前記
記憶手段に記憶されている画像信号とを加算する加算手
段と、前記副走査方向の解像度を選択する選択手段と、
前記選択手段により最低解像度のN倍(N:1以上の整
数)の解像度が選択された場合に、前記最低解像度で前
記原稿画像を読み取る場合の1/Nの移動速度で前記移
動手段による相対的な移動を行いながら前記第1および
第2のラインセンサに前記原稿画像を読み取らせ、前記
第2のラインセンサから出力される隣接するNラインの
画像信号を前記記憶手段に順次記憶させ、前記第1のラ
インセンサにより前記原稿画像の所定ラインを読み取る
ことで得られた画像信号と前記記憶手段に記憶されてい
る前記第2のラインセンサにより前記原稿画像の前記所
定ラインと同じラインを読み取ることで得られた画像信
号とを前記加算手段により加算し、加算された画像信号
を1ラインの画像信号として出力するように制御する制
御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
【0013】
【0014】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。
【0015】図1は本発明を実施したファクシミリ装置
の構成を示している。
【0016】同図に於いて画像入力は、LED光源1に
よって照明された原稿2の画像をレンズ3によってイメ
ージセンサ4上に縮小投影する事によって行う。
【0017】イメージセンサ4の出力は信号処理部5に
入力され、二値化されて出力される。
【0018】読み取り制御部6はイメージセンサ4、信
号処理部5、モータ制御部8に各種タイミングパルスを
出力する。読み取り制御部6には読み取りの開始、停止
を指示するSTART信号、STOP信号が入力され、
また副走査方向の解像度を指定する信号Dが入力され
る。本実施例では指定できる副走査方向の解像度は3種
類から選択可能とした。
【0019】読み取り制御部6からイメージセンサ4へ
出力するタイミング信号とは後述のG、CK、CK−、
φ1、φ2等である。
【0020】7は原稿2を1ライン単位で搬送する原稿
搬送装置で搬送ローラ、ステッピングモータ、ステッピ
ングモータドライバ等から成る。
【0021】8はモータ制御部であり、読み取り制御部
6からのモータ駆動トリガ信号MTを受けるとステッピ
ングモータの励磁相を変更してステッピングモータを駆
動し、原稿を1/15.4mm搬送する。
【0022】図2は本発明のCCDイメージセンサの構
成を示す図である。
【0023】本実施例では主走査方向の解像度は8画素
/mm、副走査方向の解像度は3.85画素/mm、
7.7画素/mm、15.4画素/mmの3種類から1
つを選択できるようにした。
【0024】最も低い解像度(3.85画素/mm)に
対し、最も高い解像度(15.4画素/mm)は4倍の
解像度であるので、4ライン分のセンサの出力を記憶す
るアナログメモリを設けた。
【0025】センサ(フォトダイオードアレイと電荷蓄
積のための電極から成る)とCCDシフトレジスタをそ
れぞれ2個づつ持つ。
【0026】センサ1の出力をCCDシフトレジスタ1
に移送する為の移送ゲート1、及びセンサ2の出力をア
ナログメモリ1に移送する為の移送ゲート2は同一の信
号Gで制御される。
【0027】アナログメモリ1、2、3、4、及びCC
Dシフトレジスタ2には信号CKあるいはCKと逆位相
のCK−信号が接続され、CKとCK−を同時に逆位相
で変化させる事により、アナログメモリ1の保持するセ
ンサ2の出力信号はアナログメモリ2、アナログメモリ
3、アナログメモリ4、CCDシフトレジスタ2の順に
転送される。
【0028】CCDシフトレジスタ1とCCDシフトレ
ジスタ2にはシフトクロックφ1、及びφ1の逆位相の
φ2が接続され、φ1、φ2を同時に逆位相で変化させ
る事によりCCDシフトレジスタ1及び2のデータをシ
フトし、出力する。
【0029】CCDシフトレジスタ1、2の出力は加算
器9に入力され、加算されて出力される。
【0030】図3は本発明のセンサの光入力部分の配置
を示す図である。
【0031】本実施例では原稿を0.112倍に縮小し
てCCDイメージセンサ上に投影する。1画素は1/8
mm*1/15.4mmとしたので、1画素分のフォト
ダイオードの開口面積は14μm*7.3μmとした。
【0032】また副走査方向の最も低い解像度は3.8
5画素/mmなので、図3に示す2つのフォトダイオー
ドアレイの間隔は、 a = (1/3.85)*0.112 = 29.1μm とした。
【0033】次に本発明の実施例の読み取り装置の動作
について説明する。
【0034】図4、図5、図6はセンサの動作タイミン
グチャートである。
【0035】これらの図に於いて、T1,T2等と示さ
れているのは読み取り動作のサイクルであり、すべて同
じ間隔である。
【0036】センサ1とセンサ2のチャートはセンサの
光電変換出力を蓄積している時間を示し、数字は読み取
っているラインを示す。例えばセンサ1は第1のライン
を蓄積した後に第2のラインを蓄積し、以下第3、第4
と続く。
【0037】メモリ1〜4のチャートはセンサ2で蓄積
したアナログ画像データを各アナログメモリが記憶して
いる時間を示す。
【0038】CCD1,CCD2のチャートはCCDシ
フトレジスタがアナログ画像データを記憶している期間
を示すが、更に正確には、φ1のチャート上で斜線部分
はφ1クロック及びφ2クロックの入力されている期間
を示し、この間は、CCDシフトレジスタは記憶してい
るアナログ画像データをシフトして外部へ出力する。
【0039】CKのチャートはCK信号を反転させるタ
イミングを示しており、このタイミングでセンサ2の蓄
積したアナログ画像データはアナログメモリ1、アナロ
グメモリ2、アナログメモリ3、アナログメモリ4の順
に移動する。なおCK−信号のチャートは省略したがC
Kの逆相の信号である。
【0040】以上に説明したG、CK、CK−、φ1、
φ2、MTは読み取り制御部6が発生し、イメージセン
サ4に対して出力するものである。
【0041】図4は信号Dによって副走査方向の解像度
を1/3.85mmで読み取る様に指定された場合のタ
イミングチャートである。
【0042】センサ1とセンサ2は1/3.85mm離
れたラインを同時に読み取るように配置しているのでセ
ンサ1で第1のラインを読み取っているとき、センサ2
は隣接する第2のラインを読み取っている。
【0043】START信号入力後、最初の蓄積が開始
される。
【0044】T1期間終了後、G信号が入力されるとT
1で蓄積したアナログ画像データはそれぞれセンサ1か
らCCDシフトレジスタ1、センサ2からアナログメモ
リ1へ移送される。これ以降CCDシフトレジスタ1は
蓄積に対し、1サイクル遅れて読み取りデータを受け取
り、出力する。
【0045】T1の間にMT信号が4回発生して原稿は
1/15.4mm*4、即ち1/3.85mm移動す
る。従ってセンサ1は原稿が副走査方向に1ライン分移
動する間に画像を読み取って蓄積する事になる。この様
な読み取り方法は一般に「移動読み」と呼ばれ、原稿の
移動と読み取りを別々に行うのに比べて副走査方向の解
像度は若干劣るものの、高速な読み取りが行えるので広
く採用されている方式である。
【0046】T2では後半CK、CK−を4回変化させ
てアナログメモリ1のデータをCCDシフトレジスタ2
まで転送する。
【0047】T3ではCCD1シフトレジスタ1及び2
の両方がライン2の読み取りデータを保持しているので
φ1、φ2を入力する事により2つのシフトレジスタか
ら同じタイミングで、ライン2のデータを出力できる。
【0048】T3以降各サイクル毎に新しいラインのデ
ータが2つの出力から得られる。
【0049】従って、この2つの出力を加算すれば1ラ
インの読み取り時間は変えずに、蓄積時間を倍にするの
と同等な感度(S/N)が得られる。
【0050】図5は副走査方向の解像度を1/7.7m
mで読み取る場合のタイミングチャートである。
【0051】1サイクルの間にMT信号が2回発生して
原稿は1/15.4mm*2、即ち1/7.7mm移動
する。
【0052】センサ1とセンサ2は1/3.85mm離
れたラインを同時に読み取るように配置しているので、
センサ1で第1のラインを読み取っているとき、センサ
2は第3のラインを読み取っている。
【0053】T2以降、各サイクルの後半でCK、CK
−を2回変化させる。これにより、アナログメモリ1の
データはアナログメモリ3に転送され、アナログメモリ
3のデータはCCDシフトレジスタ2に転送される。
【0054】T4ではCCD1シフトレジスタ1及び2
の両方がライン3の読み取りデータを保持しているので
φ1、φ2を入力する事により2つのシフトレジスタか
ら同じタイミングで、ライン3のデータを出力できる。
【0055】T4以降各サイクル毎に新しいラインのデ
ータが2つの出力から得られる。
【0056】図6は副走査方向の解像度を1/15.4
mmで読み取る場合のタイミングチャートである。
【0057】1サイクルの間にMT信号が1回発生して
原稿は1/15.4mm移動する。
【0058】センサ1とセンサ2は1/3.85mm離
れたラインを同時に読み取るように配置しているのでセ
ンサ1で第1のラインを読み取っているとき、センサ2
は第5のラインを読み取っている。
【0059】T2以降、各サイクルの後半でCK、CK
−を1回変化させる。これにより、各アナログメモリの
データはアナログメモリ1、2、3、4、CCDシフト
レジスタ2の順に転送される。
【0060】T6ではCCD1シフトレジスタ1及び2
の両方がライン5の読み取りデータを保持しているので
φ1、φ2を入力する事により2つのシフトレジスタか
ら同じタイミングで、ライン5のデータを出力できる。
【0061】T6以降各サイクル毎に新しいラインのデ
ータが2つの出力から得られる。
【0062】(他の実施例)本実施例ではセンサは2ラ
インであるが更に多数のセンサを用いる事もできる。
【0063】例えばセンサを3つ使用する場合は、第3
のセンサを第2のセンサから29.1μm離して配置
し、8ライン分のアナログメモリを追加する。これによ
って第3のセンサは第2のセンサより更に1ライン先行
して読み取りを行う。3つのセンサで原稿上の同一のラ
インを別のタイミングで読み取り、同時に出力を取り出
す事ができる。
【0064】センサが4個の場合には更に12ライン分
のメモリを追加すればよい。
【0065】以上を一般化すると副走査方向の最も高い
解像度が最も低い解像度のN倍であって、センサがMラ
インある時に必要なアナログメモリの数は
【0066】
【外1】 である。
【0067】本実施例は縮小投影型の読みとり装置であ
るが、原稿にセンサを密着させて読みとる、密着型イメ
ージセンサでも実施できる。
【0068】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサの画素サイズを大型化したり、センサの蓄積時間
を長くすることなく、副走査方向の異なる解像度で高感
度の画像読み取りを実現できる。
【0069】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の構成を示す図である。
【図2】本実施例のイメージセンサの構成を示す図であ
る。
【図3】本実施例のイメージセンサの開口部の配置を示
す図である。
【図4】本実施例の読み取りタイミングチャートであ
る。
【図5】本実施例の読み取りタイミングチャートであ
る。
【図6】本実施例の読み取りタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
1 光源 2 原稿 3 レンズ 4 イメージセンサ 5 信号処理部 6 読み取り制御部 7 原稿搬送部 8 モータ制御部 9 加算機

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿画像の隣接するラインを同時に読み
    取り可能に並列して配置された第1および第2のライン
    センサと、 前記ラインセンサの主走査方向と垂直な副走査方向に前
    記ラインセンサと原稿画像とを相対的に移動させる移動
    手段と、 前記第2のラインセンサから出力された画像信号を記憶
    する記憶手段と、 前記第1のラインセンサから出力された画像信号と前記
    記憶手段に記憶されている画像信号とを加算する加算手
    段と、 前記副走査方向の解像度を選択する選択手段と、 前記選択手段により最低解像度のN倍(N:1以上の整
    数)の解像度が選択された場合に、前記最低解像度で前
    記原稿画像を読み取る場合の1/Nの移動速度で前記移
    動手段による相対的な移動を行いながら前記第1および
    第2のラインセンサに前記原稿画像を読み取らせ、前記
    第2のラインセンサから出力される隣接するNラインの
    画像信号を前記記憶手段に順次記憶させ、前記第1のラ
    インセンサにより前記原稿画像の所定ラインを読み取る
    ことで得られた画像信号と前記記憶手段に記憶されてい
    る前記第2のラインセンサにより前記原稿画像の前記所
    定ラインと同じラインを読み取ることで得られた画像信
    号とを前記加算手段により加算し、加算された画像信号
    を1ラインの画像信号として出力するように制御する制
    御手段と、 を備えたことを特徴とする画像読取装置。
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