JP3287723B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP3287723B2
JP3287723B2 JP04722995A JP4722995A JP3287723B2 JP 3287723 B2 JP3287723 B2 JP 3287723B2 JP 04722995 A JP04722995 A JP 04722995A JP 4722995 A JP4722995 A JP 4722995A JP 3287723 B2 JP3287723 B2 JP 3287723B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサにより画
像を読み取り、電気信号に変換する画像読取装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置におけるフルカラー
読取方式には、光源切換方式、プリズム分解方式、
色フィルタ切換方式、オンチップ色フィルタ方式な
どがあるが、高速読み取りと色分解精度の点でのオン
チップ色フィルタ方式が最適であると考えられる。
【0003】図6に従来のオンチップ色フィルタ方式の
カラーCCDリニアイメージセンサの構成例を示す。
【0004】この従来例のカラーCCDリニアイメージ
センサ1601は、RGBのオンウエハ色フィルタを各
々3本のCCD(電荷結合素子)チップを本図に示すよ
うに同一ウエハ上に並列に、例えば各CCDイメージセ
ンサ(チップ)1602〜1604を構成した3ライン
カラーCCDリニアイメージセンサである。
【0005】図において、161は受光部であって、入
射する光量に応じて光電変換を行うものである(Rにつ
いてのみ符号を付す。G、Bについても同様である)。
この受光部161のCCDセンサエレメント上にR、
G、Bの色分解フィルタをオンウエハで配置してある。
又、受光部161の先頭部には受光部161上にアルミ
マスクを配置して入射する光を遮光し、常に暗時状態の
出力を得るための光シールド画素部がある。162、1
63はトランスファゲートであり、受光部161で蓄え
られた電荷をシフトゲートパルスφTGに応じてCCDシ
フトレジスタ164、165に転送するものである。受
光部161の偶数画素に蓄積された電荷は、トランスフ
ァゲート163により偶数画素用の各CCDシフトレジ
スタ165に転送され、他方、受光部161の奇数画素
に蓄積された電荷は、トランスファゲート162により
奇数画素用の各CCDシフトレジスタ164に転送され
る。
【0006】CCDシフトレジスタ164、165は受
光部161側から送り込まれてきた電荷を出力部へCC
D転送(完全転送)し、駆動クロックφ1 (φ1R、φ
1FR 、φ1G、φ1FG 、φ1B、φ1FB )とφ2 (φ2R、φ
2FR 、φ2G、φ2FG 、φ2B、φ2FB )により2相駆動さ
れる。
【0007】166は出力ゲートであり、電荷を各CC
Dレジスタ164、165から出力容量部167a、1
67bに送り込むものである。167a、167bは出
力容量部であって、転送されてきた電荷を電圧に変換す
るものである。168a、168bは2段のソースフォ
ロワアンプであって、出力インピーダンスを下げ、出力
信号にノイズが乗らないようにするものである。
【0008】出力容量部167a、167bとソースフ
ォロワアンプ168a、168bによりFDA(Flo
ating Diffusion Amplifie
r)を構成している。
【0009】OSAR、OSBR、OSAG、OSB
G、OSAB、OSBBは信号出力端子、φRAR、φ
RBR、φRAG、φRBG、φRAB、φRBBはリ
セットパルス端子、φ1R、φ1G、φ1B、φ2R、
φ2G、φ2BはCCDシフトレジスタクロック端子、
φTGR、φTGG、φTGBはトランスファゲートク
ロック端子、ODR、ODG、ODBはソースフォロワ
アンプドレイン端子である。
【0010】この様に構成されたカラーイメージセンサ
1601において、受光部161に入射された光は、光
量に比例した電荷に変換され、この電荷はシフトゲート
パルスφTGによりCCDシフトレジスタ165、164
へ偶数画素、奇数画素別に転送され、次に、駆動クロッ
クφ1、φ2に従って、1ビットずつ出力ゲート166
を介してFDAに出力され、そのFDAの出力容量部1
67a、167bにおいて電荷出力が電圧に変換され、
ついで、2段のソースフォロワアンプ168aA168
b及び各出力端子OSA、OSBを介して出力される。
【0011】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記のような従来例では、図7に示すように各色フィルタ
R、G、Bの分光透過率と、図8に示す光源の分光エネ
ルギー分布、図9の赤外吸収フィルタの分光透過率より
総合的に図10の様な分光特性となり、各CCD160
2、1603、1604のフォトダイオードから発生す
る電荷量はB−CCD<R−CCD<G−CCDの様に
なり最終的に各CCD1602、1603、1604の
感度として同様にB−CCD<R−CCD<G−CCD
の順に感度が高くなり、例えばR、G、BのCCDの感
度はR:2.1V/1x.sec、G:2.6V/1
x.sec、B:0.86V/1x.secの様にな
る。
【0012】また、各CCD1602、1603、16
04の飽和出力電圧は通常CCDレジスタ164、16
5のサイズが同一であるため等しい。
【0013】実際にこの3ラインカラーCCDリニアセ
ンサを使用する場合は、必要なS/Nが得られる出力電
圧を得る光量によって読取系の構成が決まる。
【0014】つまり一番感度の低いB−CCD1604
の出力電圧が必要S/Nを得られる電圧になる光量で決
まる。例えば必要S/Nを48dB(256レベル)と
し、CCDからのノイズレベル1mVとすると最低出力
電圧は256mVとなる。
【0015】よって、B−CCDの出力電圧が256m
Vの場合、R−CCD1602、G−CCD1603の
出力電圧は各々 2.1(V/1x.sec)/0.86(V/1x.sec)×256mV ≒625mV 2.6(V/1x.sec)/0.86(V/1x.sec)×256mV ≒774mV となる。
【0016】ここで、上記の出力電圧が得られるのがあ
る蓄積時間T1 (μsec)の時だとすると、この画像
読取装置の読取速度を上げることを考えた場合、例え
ば、2倍の読取速度を得る場合には、蓄積時間T2 はT
2 =T1 /2となり各CCDの出力電圧は各々B−CC
D:128mV、R−CCD:325mV、G−CC
D:383mVとなりB−CCD1604のS/Nが4
8dBとれなくなってしまう。
【0017】これを補正するためには光量を2倍に上げ
なければならないが、装置の昇温の問題等があり一概に
2倍に上げればよいというものでもない。装置を構成す
るためには、昇温問題が発生しない程度まで照明の光量
を上げ、これで不足する分はB−CCDのS/Nを下げ
て使用するしかない。よって画質の劣化を招くという解
決すべき課題が発生してしまう。
【0018】そこで、図11に示す様なリニアイメージ
センサが提案されている。
【0019】これを以降Time Deley and
Integration(TDI)方式と呼ぶ。この
TDIはリニアイメージセンサの光電変換手段を複数ラ
イン有し、複数ラインの光電変換手段の出力信号をこの
ラインセンサを搭載したスキャナの読取速度に同期して
順次合成することによってラインセンサが有する光電変
換手段のライン数倍の出力信号を得ることができるもの
である。
【0020】図11において、1700は前述のTDI
動作を可能としたカラーCCDリニアセンサで、170
1、1702、1703は各Red、Blue、Gre
enの各CCDリニアセンサ部である。
【0021】1704a〜1704c、各々Redのオ
ンチップカラーフィルタを有するリニアフォトダイオー
ドアレイであり、1705a、1705bは1704a
〜1704cで発生した電荷を出力部1718a、17
18bへ水平転送するためのCCDシフトレジスタで1
705a、1705bの2本のCCDとフォトレジスタ
に分割されているのはカラーCCDリニアイメージセン
サの読取速度を向上させるためである。
【0022】同様に、1706a〜1706c、170
8a〜1708cは各々Blue、Greenのオンチ
ップカラーフィルタを有するリニアフォトダイオードア
レイであり、1707aと1707b、1709aと1
709bは各々Blue、GreenのCCDシフトレ
ジスタ、さらに1719aと1719b、1720bニ
1720bは各々blue、GreenのCCDシフト
レジスタの出力部である。
【0023】1710、1712はリニアフォトダイオ
ードアレイで発生した電荷をスキャナの読取速度に同期
して一時蓄積するためのシフトゲートSH1、SH3で
あり、1711、1713はシフトゲートSH1(17
10)、SH3(1712)に蓄積された電荷を次段の
リニアフォトダイオードアレイ1704b、1704c
で発生する電荷と合成するために、電荷をシフトゲート
SH1(1710)、SH3(1712)からリニアフ
ォトダイオードアレイ1704b、1704cへ転送す
るシフトゲートSH2、SH4である。
【0024】1714はリニアフォトダイオード170
4cで発生した電荷をスキャナの読取速度に同期してC
CDシフトレジスタ1705a〜1705bへ転送する
ためのシフトゲートSH5であり、シフトゲートSH5
(1714)を通してリニアフォトダイオード1704
cから転送された電荷は、1715〜1716のシフト
ゲートSG1、SG2を通して1画素毎に順次SG1、
SG2に対応した画素の電荷がCCDシフトレジスタ1
705b、1705aに転送される。
【0025】1717はトランスファゲートTG1であ
り、各々CCDシフトレジスタ1705aと1705b
間で、電荷を転送するためのものである。
【0026】さらに、Blue、Greenの各CCD
リニアセンサ部1702、1703は上述したRedの
CCDリニアセンサ部1701と同様なのでここでは省
略する。
【0027】ここでカラーCCDリニアセンサ1700
は上述した通り、電荷の積分方向及び、CCDとシフト
レジスタのレジスタ間の電荷の転送方向は矢印の方向に
のみ行われる。
【0028】又、図12は図11のカラーCCDリニア
センサ1700を搭載したスキャナ1800の構成例を
示す図である。
【0029】スキャナ1800はスキャナ本体1800
aとドキュメントフィーダ1800bから構成されてい
る。
【0030】1810は原稿を載置するプラテンガラ
ス、1805は原稿露光用のハロゲンランプ、1802
は第1の反射ミラーであり、これによりミラーユニット
1812が構成されている。
【0031】1803は第2の反射ミラー、1804は
第3の反射ミラーであり、ミラーユニット1813を構
成している。
【0032】1801はハロゲンランプ1805で露光
走査された原稿からの反射光像をカラーCCDリニアセ
ンサ1700上へ縮小結像するためのレンズユニットで
あり、1809はドキュメントフィーダ1800bを用
いて原稿の流し読みを行う場合の流し読み用プラテンガ
ラスである。
【0033】又、プラテンガラス1810上に原稿を搭
載してミラーユニット1812、1813をステッピン
グモータ1814により2:1の走査スピードで、矢印
Aの方向(副走査方向)に移動走査して原稿を読み取る
場合はミラーユニット1812、1813は破線の位置
からスタートする。
【0034】ドキュメントスキャナ1800bは以下か
ら構成される。
【0035】1806は原稿のインプットトレー、18
07は原稿のピックアップローラ、1808は原稿を給
紙するフィードローラ、1811は排紙トレーである。
【0036】この場合、インプットトレー1806上に
は原稿が表面を上向きにして載置され、片面読取の場
合、原稿はピックアップローラ1807でフィードロー
ラまで送られ、原稿の読取タイミングに従ってフィード
ローラによって給紙され、破線矢印の方向に搬送され流
し読みプラテンガラス上を通過する時ミラーユニット1
812、1813、レンズユニット1801を通して反
射光像がカラーCCDリニアセンサ1700上へ縮小結
像される。
【0037】次に両面原稿の読み取りの場合は、フィー
ドローラによって給紙された原稿は実線矢印の方向に搬
送され、まず表面が流し読み用プラテンガラスの読取位
置を通過し読み取られた後、搬送経路に従って反転し、
表面読取時の読取方向とは逆の方向から裏面が読み取ら
れ、片面原稿読取時と同様に排紙トレー1811へ排紙
される。
【0038】この時、カラーCCDリニアセンサ170
0上における結像画像の走査方向は表面読取時は矢印
B、裏面読取時は矢印C方向となり、図11のカラーC
CDリニアセンサ1700の場合、TDIの積分方向が
単一方向だけのため、カラーCCDリニアセンサ170
0の設置方向によって表面/裏面のどちらか一方向しか
読み取れないことになってしまう。そこでさらに図13
に示す様なカラーCCDリニアセンサが提案されてい
る。
【0039】1300はカラーCCDリニアイメージセ
ンサであり、1301、1302、1303は各Re
d、Blue、Greenの各CCDリニアセンサ部で
ある。
【0040】1301a〜1301cは各々Redのオ
ンチップカラーフィルタを有する光電変換手段であるリ
ニアフォトダイオードアレイであり、1303a〜13
03c、1304a〜1304cは1302a〜130
2cと同様に各々Blue、Greenのオンチップカ
ラーフィルタを有するリニアフォトダイオードアレイで
ある。
【0041】1305a〜1305b、1308a〜1
308bは1301a〜1301cのリニアフォトダイ
オードアレイで発生した電荷を各々の読出手段である出
力部109a〜109b、130a〜130bへ水平転
送するためのシフトレジスタ手段であるCCDシフトレ
ジスタであり、1305a〜1305bは正方向(表
面)読取用(図13実線矢印方向)、1308a〜13
08bは逆方向(裏面)読取用(図13点線矢印方向)
である。
【0042】又、1305a〜1305bは1303a
〜1303cで発生した電荷を出力部109a〜109
bへ水平転送する(Blueの逆方向読取用)CCDシ
フトレジスタでもある。
【0043】1306a〜1306bはBlueのリニ
アフォトダイオードアレイ1303a〜1303cで発
生した電荷を出力部110a〜110bへ転送するため
のCCDシフトレジスタで、Blueの正方向読取用で
ある。
【0044】又、同時にGreenのリニアフォトダイ
オードアレイ1308a〜1308cで発生した電荷を
出力するため(Greenの逆方向読取用)のCCDシ
フトレジスタでもある。
【0045】1307a〜1307bはGreenのリ
ニアフォトダイオードアレイ1304a〜1304cで
発生する電荷を出力部111a〜111bへ水平転送す
るためのCCDシフトレジスタである。
【0046】112、113、114はリニアフォトダ
イオードアレイ1301aで発生した電荷を次段のリニ
アフォトダイオードアレイ1301bへ転送してリニア
フォトダイオードアレイ1301bで発生する電荷と合
成するための第1の電荷転送手段であるシフトゲートS
H1、SH2、SH3であり、正方向読取時はシフトゲ
ートSH1(112)、SH2(113)、SH3(1
14)を順次動作させて電荷を実線矢印方向へ転送する
が、逆方向読取時はシフトゲートSH1〜SH3(11
2〜114)の動作順序が正方向読取時とは逆となる。
【0047】つまり、シフトゲートSH3(114)→
SH2(113)→SH1(112)となる。115〜
117は上記と同様にリニアフォトダイオードアレイ1
301bと1301c間で各々で発生した電荷を合成す
るために垂直方向に電荷を転送するため第1の電荷転送
手段であるシフトゲートSH4〜SH6であり、正方向
読取時及び逆方向読取時の動作順序は各々、SH4→S
H5→SH6、SH6→SH5→SH4である。
【0048】118はリニアフォトダイオードアレイ1
301cで発生した電荷を水平CCDシフトレジスタ1
305a、1305bへスキャナの読取速度に同期して
転送するためのシフトゲートSH7であり、119、1
20はシフトゲートSH7(118)によって転送され
たリニアフォトダイオードアレイ1301cの電荷を水
平CCDシフトレジスタ1305a、1305bへ1画
素毎に順次転送するためのスイッチゲートSG1、SG
2である。スイッチゲートSG1によって、奇数画素の
電荷が水平CCDシフトレジスタ1305bへ転送さ
れ、スイッチゲートSG2(120)によって偶数画素
の電荷が水平CCDシフトレジスタ1305aへ転送さ
れる。
【0049】121〜123は水平CCDシフトレジス
タ1305a、1305b間で電荷のレジスタ間転送を
行うための第2の電荷転送手段であるトランスファゲー
トTG1〜TG3であり、前述したリニアフォトダイオ
ード間の電荷の転送と同様に正方向読取時と逆方向読取
時で動作順序を各々TG1→TG2→TG3、TG3→
TG2→TG1の様にして変えることにより転送方向を
正逆切り換えることが可能である(正方向:実線矢印、
逆方向:点線矢印)。
【0050】ここで水平CCDシフトレジスタ1305
a、1305bは2相駆動であり、通常知られている通
り、φ1、φ2という2つのシフトレジスタクロックが
交互に入力されており、この2つのCCDシフトレジス
タ105a,105bに交互にパルスを入力することに
よってCCDレジスタのポテンシャルが変化し、出力部
方向(ここでは109a、109b方向)へ電荷が順次
転送される構造になっているが、上述したトランスファ
ゲートTG1〜TG3のレジスタ間の転送においては、
2つのシフトレジスタクロックの内φ1を用いて行うも
のとする。
【0051】次に124はシフトゲートSH8であり、
リニアフォトダイオードアレイ1301aの電荷をCC
Dシフトレジスタ1308a、1308bへスキャナの
読取速度に同期して転送する。125、126はスイッ
チゲートSG1、SG2であり、シフトゲートSH8の
電荷をCCDシフトレジスタ1308a、1308bへ
1画素毎に順次転送するためのもので、スイッチゲート
SG1によって奇数画素の電荷がCCDシフトレジスタ
1308aへ、スイッチゲートSG2によって偶数画素
の電荷がCCDシフトレジスタ1308bへ転送され
る。
【0052】127〜129はトランスファゲートTG
1〜TG3であり、CCDシフトレジスタ1308aと
1308b間のレジスタ転送を行うためのものである。
動作に関しては前述したものと同様である。
【0053】図14に図13のカラーCCDリニアイメ
ージセンサ1300のタイミングチャートを示す。
【0054】(a)の正方向読取において、T1 のタイ
ミングで、SH7、SG1、SG2が“H”となりリニ
アフォトダイオードアレイ1301cの電荷が各々スイ
ッチゲートSG1(119)、SG2(120)まで転
送され、T2 の状態でSG1が“H”→“L”、φ1が
“L”→“H”となり、スイッチゲートSG1(11
9)の電荷がCCDシフトレジスタ1305aへ転送さ
れる。
【0055】次にT3 においてφ1:“H”→“L”、
TG1:“H”となりCCDシフトレジスタ105aか
らトランスファゲートTG1(121)へ電荷が転送さ
れる。
【0056】同様にT4 においてTG1:“H”→
“L”、TG2:“L”→“H”、T5においてTG
2:“H”→“L”、TG3:“L”→“H”となり、
電荷がトランスファゲートTG1(121)からTG2
(122)、TG3(123)と順次転送される。
【0057】T6 において、スイッチゲートSG2(1
20)が“H”→“L”、φ1が再度“L”→“H”に
変化することによってスイッチゲートSG2(120)
の電荷がCCDシフトレジスタ1305aへ転送される
とともに、トランスファゲートTG3(123)が
“H”→“L”となるためにトランスファゲートTG3
(123)の電荷がCCDシフトレジスタ1305bへ
転送される。
【0058】又、TDI動作に関するシフトゲートSH
1〜SH7における転送は図の通り、1周期にシフトゲ
ート1段づつSH1からSH7まで順次7周期目に初め
てCCDシフトレジスタ1305a、1305bに電荷
が転送され、出力として読み出される。
【0059】(b)の逆方向転送の場合はシフトゲート
SH7(118)のかわりに、シフトゲートSH8(1
24)が動作し、シフトゲートSH1〜SH6(112
〜117)、トランスファゲートTG1〜TG3(12
1〜123)の動作タイミングが(a)の正方向転送の
場合と逆になるだけで、その他は正方向転送の場合と同
様である。
【0060】以上カラーCCDリニアイメージセンサ1
00のRedのCCDリニアイメージセンサ部1301
について述べてきたが、Blue、Greenのリニア
イメージセンサ部1302、1303においても同一記
号部の動作は同一なので、ここでは省略する。なお、各
信号は不図示のCPUから出力される。
【0061】ところで、この様に複数のリニアセンサア
レイを有し、各リニアセンサアレイで光電変換された電
荷出力を読み取りタイミングに同期して順次加算してリ
ニアセンサアレイの段数倍の出力信号を得るカラーCC
Dリニアイメージセンサで、正/逆方向読取を可能とす
るために、TDIの積分方向を正/逆両方向に行える構
造とし、さらにCCDシフトレジスタと出力部を色間で
共有する構造としたためにカラーCCDリニアイメージ
センサの各出力部から出力されるCCD出力信号は、正
方向読取時と逆方向読取時では異なる色信号を出力する
こととなり、従って出力レベルが異なってしまう。
【0062】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、請求項1に記載の画像
読取装置では、光を電気信号に変換する複数ラインの光
電変換手段と、前記複数ラインの光電変換手段の各ライ
ン間に配置され、各ラインの光電変換手段で発生した電
荷を隣接するラインの光電変換手段で発生する電荷と合
成するために該隣接するラインの光電変換手段に転送す
る該第1の電荷転送手段と、前記複数ラインの光電変換
手段を挟んで配置され、前記複数ラインの光電変換手段
で発生した電荷を出力部に転送する第1及び第2のシフ
トレジスタ手段と、前記複数ラインの中で前記第1のシ
フトレジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段と前
記第1のシフトレジスタ手段との間に配置され、前記第
1のシフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変換手
段から前記第1のシフトレジスタ手段に電荷を転送する
第2の電荷転送手段と、前記複数ラインの中で前記第2
のシフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段
と前記第2のシフトレジスタ手段との間に配置され、前
記第2のシフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変
換手段から前記第2のシフトレジスタ手段に電荷を転送
する第3の電荷転送手段と、前記第1乃至第3の電荷転
送手段の駆動パルスを入力するための信号端子と、を同
一ウエハ上に備え、前記信号端子に入力される駆動パル
スにより前記第1の電荷転送手段による電荷の転送方向
を変更するとともに前記第2及び第3の電荷転送手段を
選択的に駆動し、正方向読取時には、前記駆動パルスに
より前記第1の電荷転送手段を駆動して電荷を正方向に
転送するとともに前記第2の電荷転送手段を駆動して前
記第1のシフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変
換手段において合成された電荷を前記第1のシフトレジ
スタ手段を介して前記出力部に転送することで読出し、
逆方向読取時には、前記駆動パルスにより前記第1の電
荷転送手段を駆動して電荷を逆方向に転送するとともに
前記第3の電荷転送手段を駆動して前記第2のシフトレ
ジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段において合
成された電荷を前記第2のシフトレジスタ手段を介して
前記出力部に転送することで読み出すようにしたリニア
イメージセンサと、前記リニアイメージセンサの前記出
力部から出力される電荷信号の信号レベルを補正する補
正手段と、前記リニアイメージセンサの電荷転送方向に
対応した補正データに基づいて前記電荷信号の信号レベ
ルを補正するように前記補正手段を制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。
【0063】
【実施例】(第1の実施例) 図1は本発明の第1の実施例の画像読取装置の構成を示
す図である。1300は本実施例のTDI方式のカラー
CCDリニアイメージセンサであり、その詳しい構成に
ついては図13と同じであるため、ここでは説明を省略
する。1301、1302、1303は各々Red、B
lue、Greenの各CCDリニアセンサ部であり、
各々2ラインづつの出力信号を持つ。101はアナログ
信号処理部で、2つのCCD出力信号を各々サンプルホ
ールドするサンプルホールド(S/H)回路101a、
101b、S/H回路101a、101bによってサン
プルホールドされたCCD出力信号を所望のレベルに増
幅するための電圧制御増幅器(VCA)101c、10
1d、VCA101c、101dによって所望のレベル
に増幅された信号をマルチプレクスした後に8ビットの
デジタル信号に変換するA/D変換器101eから構成
され、これらは各色毎に1つ構成されているが、ここで
はRedについてのみ示す。102はライン間距離補正
部で本実施例に用いているカラーCCDリニアセンサに
おいて各色のCCDリニアセンサが各24ライン分物理
的に離れて同一チップ上に構成されているためその距離
の補正を行うものである。
【0064】図2はライン間距離補正部102の詳細な
構成図である。ライン間補正用メモリとしてRとBに各
々設けられた2MビットのFIFO102a、102b
から構成される。GにFIFOがないのは、G信号を基
準として、先行して読み取られるR、B信号をライン間
距離分(Rは24×2=48ライン、Bは24ライン)
遅延される必要があるからである。2つのFIFO10
2a、102bは各々FIFOの書き込みのアドレスカ
ウンタのリセット信号WRST1、WRST2、書き込
み/読み出しイネーブル信号ENB、書き込み/読み出
しクロックCLK(後述の図3には記載なし)によって
制御される。
【0065】これらの制御信号のタイミングチャートを
図3に示す。R信号は48ライン遅延後、B信号は24
ライン遅延後、G信号の入力と同期して出力へ読み出さ
れる。
【0066】104はシェーディング補正部で、102
のライン間距離補正部でR、G、Bのライン間距離が補
正され相対的に同一ラインを読み取ったのと同じ状態に
補正された信号が入力される。シェーディング補正部1
04は、CCDの黒レベル(光が入射しない状態での出
力レベル)信号のバラツキの補正(オフセットを除去し
て00Hレベルに補正)と、標準白色板を読み取った時
の白レベルのシェーディング(光学系の主走査方向の光
量ムラ及びCCDの出力画素バラツキ)を補正(FFH
レベルに正規化)される。
【0067】シェーディング補正されたR、G、B各信
号は次にマスキング補正部105へ入力される。
【0068】マスキング補正はCCDのR、G、Bの分
光感度特性及び光源の分光エネルギー分布によって決ま
る総合的な分光特性を規格化されたR、G、Bの分光特
性(例えば、NTSCのR、G、B特性)へ変換するた
めのものであり以下のマトリクス演算が実行される。こ
こで、Ri、Bi、Giは入力R、G、B信号、Ro、
Bo、Goはマスキング補正後のR、G、B信号、a1
1〜a33はマスキング係数である。
【0069】
【外1】
【0070】マスキング補正部105で色補正された
R、G、B信号はフィルタ処理部106で画像の先鋭化
及び平滑化処理が行われ画質の調整が行われる。
【0071】ここでは、例えば先鋭化の場合、その度合
いによって3×3、5×5、7×7程度のマトリクスに
よるラプラシアンフィルタが用いられ、逆に平滑におい
ても3×3、5×5、7×7程度のマトリクスによるメ
ディアンフィルタなどが用いられる。
【0072】ページメモリ部107で変倍処理された各
色信号は、γ変換部108へ入力され、出力される対象
に対応したγ補正がなされるγ補正変換部108は各々
γ補正の変換数分のルックアップテーブル(LUT)を
持ち、1テーブルは256バイト、本実施例では8テー
ブル、よって2kバイトのRAM3個で構成される。
【0073】次に、フィルタ処理部106で画像の調整
がなされた各色信号は、ページメモリ部107に入力さ
れる。
【0074】ページメモリ部107には、各色ともに最
大メモリサイズ66.3Mバイト(A3サイズ)のペー
ジメモリ107aを有しており、その制御はアドレスコ
ントローラ107bで行われる。
【0075】ページメモリ部107は、他にページメモ
リ107aからアドレスコントローラ107bに従って
読み出された画像信号の副走査方向の変倍処理を行う副
走査変倍部107cと、主走査方向の変倍処理を行う主
走査変倍部107dから構成されており、これらは各色
に各々存在するが、ここではRについてのみ示す。
【0076】副走査変倍部107cでは8ライン入力デ
ータによる補間演算処理が行われ、主走査変倍部では同
一ライン内の周辺8画素間の補間演算処理によって最大
800%から最小25%までの1%単位の主副量走査方
向の変倍処理が実行される。
【0077】次に補正手段であるアナログ処理部101
を詳細に説明する。図4はアナログ処理部101の詳細
な構成図であるが、同図中の番号と図1の番号が一致し
ているものは同一のものである。2つのCCD出力信号
は、各々S/H回路101aA101bでサンプルホー
ルドされ、CCDの信号変化分のみが分離される。S/
H回路101a、101bでCCDの信号変化分のみが
サンプルホールドされたCCD信号はVCA101c、
101dへ入力される。VCA101c、101dでは
CCD出力信号が所望のレベルに増幅され、マルチプレ
クサ101fへ出力される。ところでVCA101c、
101dは、各々制御手段であるCPU401の設定デ
ータによって出力電圧レベルを発生するD/A変換器1
01h、101iの出力電圧レベルによってその増幅率
が変えられるようになっている。
【0078】また、マルチプレクサ101fでは、2つ
のCCD出力信号がCCDリニアセンサの画素配列と同
一になる様に交互にマルチプレクスされ1本のCCD出
力信号として出力される。
【0079】マルチプレクサ101fの出力信号はA/
D変換器101eへ入力される前にバッファアンプ(B
VF)101gに入力され、低インピーダンスでA/D
変換器101eへCCD出力信号を出力するとともに、
A/D変換器101eのダイナミックレンジに合致する
様にCCD出力信号のオフセットレベルをD/A変換器
101jの出力電圧レベルに従って調整する。
【0080】D/A変換器101jはD/A変換器10
1h、101iと同様にCPU401によって設定され
る設定データによって決定される出力電圧レベルを発生
しバッファアンプ(BUF)101gのオフセットレベ
ルを変化させる。
【0081】このBUF101gの詳細な説明はここで
は省略する。次にA/D変換器101eはCCD出力信
号を8ビットのデジタル信号に変換し次段のライン間距
離補正部102へ出力する。ここでカラーCCDリニア
イメージセンサ1300の各R、G、BのCCDリニア
センサ部1301、1302、1303の電荷を読み出
すために用いるCCDレジスタおよびその出力部は正方
向読取りの場合それぞれR−CCDリニアセンサ130
1、CCDレジスタ1305、出力部109、G−CC
Dリニアセンサ1303、CCDレジスタ1306、出
力部110、B−CCDリニアセンサ1304、CCD
レジスタ1307、出力部111となる。また逆方向読
取りの場合は、R−CCDリニアセンサ1301、CC
Dレジスタ1308、出力部130、G−CCDリニア
センサ1303、CCDレジスタ1305、出力部10
9、B−CCDリニアセンサ1304、CCDレジスタ
1306、出力部110となり、各出力部に接続される
アナログ信号処理部101には正方向読取時と逆方向読
取時に異なる色のCCDリニアセンサの出力信号が入力
されることになる。よってアナログ信号処理部101内
のVCA、BUFの増幅レベル、オフセットレベルをそ
れぞれ設定するD/A変換器101h、101i、10
1jの設定データは正方向読取時と逆方向読取時では異
なった値を有することが望ましい。
【0082】従って本実施例においてはD/A変換器1
01h、101i、101jの各々に設定データA1/
A2、B1/B2、C1/C2の2つを持ち、正/逆方
向の読取りに応じて2つの設定データを切り換えて用い
る。ここでA1、B1、C1が正方向読取時の設定デー
タであり、A2、B2、C2が逆方向読取時の設定デー
タである。また、これらの設定データはCPU401と
共に用いられるバックアップRAM402にバックアッ
プされ、画像読取装置の電源投入時及び画像読取時に上
述のD/A変換器101h、101i、101jへCP
U401をとおしてバックアップRAM402より供給
される。
【0083】このように本実施例では、読取り方向すな
わち電荷の加算方向にかかわらず、出力される信号レベ
ルの適切な補正を行うことで、安定した出力信号を得る
ことができるようになった。
【0084】(第2の実施例) 図5に本発明の第2の実施例の画像読取装置のアナログ
信号処理部101の構成を示す。前記した第1の実施例
では、正/逆方向読取時に、各々のデータを設定し直す
必要があるため、ある程度長い時間が必要であるが、本
実施例はそれを改善するものである。ここで図4に用い
た同一番号及び記号を示したものが図5中に存在する
が、これは図4のものと同一構成要素であるので説明は
省略する。
【0085】図5において、504a、504b、50
5a、505b、506a、506bはラッチ回路であ
り、第1の実施例でバックアップRAM402に記憶さ
れていたD/A変換器101h、101i、101jの
設定データA1/A2、B1/B2、C1/C2を一旦
このラッチ回路にラッチし、セレクタ501、502、
503によって各々ラッチ回路504はセレクタ50
1、ラッチ回路505はセレクタ502、ラッチ回路5
06はセレクタ503によってCPU401からのF/
B信号によってF/B=“L”の時は正方向読取時で、
ラッチ回路504a、505a、506aのラッチデー
タが選択され、また、F/B=“H”の時は逆方向読取
時でラッチ回路504b、505b、506bのラッチ
データが選択され、D/A変換器101h、101i、
101jへ入力され、正/逆方向読取時のCCD出力信
号に応じたVCA、BUFの増幅レベル、オフセットレ
ベルが設定される。
【0086】ここで第1の実施例との機能的な相異は、
本実施例においては、電源投入時にD/A変換器101
h、101i、101jの設定データA1/A2、B1
/B2、C1/C2が全て設定され、セレクタ501、
502、503の選択信号であるF/B信号によって切
り換えるだけで正/逆方向読取時に対応した設定データ
が、D/A変換器101h、101i、101jに供給
されるため、データ設定に要する時間が非常に短くて済
むようになった。
【0087】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、リニアイ
メージセンサにおける電荷転送方向に応じて適切な信号
レベルの補正を行えるようなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の画像読取装置の構成ブロック図
である。
【図2】本発明実施例のライン間距離補正部の構成ブロ
ック図である。
【図3】本発明実施例のライン間距離補正のタイミング
チャートである。
【図4】本発明実施例のアナログ信号処理部の構成ブロ
ック図である。
【図5】本発明実施例のアナログ信号処理部の構成ブロ
ック図である。
【図6】従来のリニアイメージセンサの構成図である。
【図7】カラーフィルタの分光透過率を示す図である。
【図8】光源の分光エネルギー分布を示す図である。
【図9】赤外吸収フィルタの分光透過率を示す図であ
る。
【図10】従来のリニアイメージセンサの分光特性を示
す図である。
【図11】TDI方式のリニアイメージセンサの構成図
である。
【図12】TDI方式のリニアイメージセンサを用いた
画像読取装置の構成図である。
【図13】正逆方向の電荷転送の可能なTDI方式のリ
ニアイメージセンサの構成図である。
【図14】正逆方向の電荷転送の可能なTDI方式のリ
ニアイメージセンサのタイミングチャートである。
【符号の説明】
101 アナログ信号処理部 1300 CCDリニアイメージセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−167843(JP,A) 特開 平4−133571(JP,A) 特開 平2−226966(JP,A) 特開 昭63−199570(JP,A) 特開 平7−221929(JP,A) 特開 平7−221920(JP,A) 特開 昭60−123159(JP,A) 特開 昭61−198859(JP,A) 特開 平1−264058(JP,A) 特開 昭62−122377(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/024 - 1/207 H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60 H04N 5/30 - 5/335 G06T 1/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を電気信号に変換する複数ラインの光
    電変換手段(1301a,1301b,1301c)
    と、 前記複数ラインの光電変換手段の各ライン間に配置さ
    れ、各ラインの光電変換手段で発生した電荷を隣接する
    ラインの光電変換手段で発生する電荷と合成するために
    該隣接するラインの光電変換手段に転送する該第1の電
    荷転送手段(112,113,114,115,11
    6,117)と、 前記複数ラインの光電変換手段を挟んで配置され、前記
    複数ラインの光電変換手段で発生した電荷を出力部に転
    送する第1及び第2のシフトレジスタ手段(1305
    a,1305b,1308a,1308b)と、 前記複数ラインの中で前記第1のシフトレジスタ手段に
    最も近いラインの光電変換手段(1301c)と前記第
    1のシフトレジスタ手段との間に配置され、前記第1の
    シフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段
    (1301c)から前記第1のシフトレジスタ手段に電
    荷を転送する第2の電荷転送手段(118,119,1
    20)と、 前記複数ラインの中で前記第2のシフトレジスタ手段に
    最も近いラインの光電変換手段(1301a)と前記第
    2のシフトレジスタ手段との間に配置され、前記第2の
    シフトレジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段
    (1301a)から前記第2のシフトレジスタ手段に電
    荷を転送する第3の電荷転送手段(124,125,1
    26)と、 前記第1乃至第3の電荷転送手段の駆動パルスを入力す
    るための信号端子と、を同一ウエハ上に備え、 前記信号端子に入力される駆動パルスにより前記第1の
    電荷転送手段による電荷の転送方向を変更するとともに
    前記第2及び第3の電荷転送手段を選択的に駆動し、 正方向読取時には、前記駆動パルスにより前記第1の電
    荷転送手段を駆動して電荷を正方向に転送するとともに
    前記第2の電荷転送手段を駆動して前記第1のシフトレ
    ジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段(1301
    c)において合成された電荷を前記第1のシフトレジス
    タ手段を介して前記出力部に転送することで読出し、 逆方向読取時には、前記駆動パルスにより前記第1の電
    荷転送手段を駆動して電荷を逆方向に転送するとともに
    前記第3の電荷転送手段を駆動して前記第2のシフトレ
    ジスタ手段に最も近いラインの光電変換手段(1301
    a)において合成された電荷を前記第2のシフトレジス
    タ手段を介して前記出力部に転送することで読み出すよ
    うにしたリニアイメージセンサ(1300)と、 前記リニアイメージセンサの前記出力部から出力される
    電荷信号の信号レベルを補正する補正手段(101)
    と、 前記リニアイメージセンサの電荷転送方向に対応した補
    正データに基づいて前記電荷信号の信号レベルを補正す
    るように前記補正手段を制御する制御手段(401)
    と、 を有することを特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のシフトレジスタ手段
    は、奇数画素の電荷を転送する奇数画素用シフトレジス
    タ手段(1305b,1308a)と偶数画素の電荷を
    転送する偶数画素用シフトレジスタ手段(1305a,
    1308b)を各々に備えたことを特徴とする請求項1
    に記載の画像読取装置。
  3. 【請求項3】 前記光電変換手段に入射する光を色分解
    するための色フィルタが前記光電変換手段上に形成され
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読
    取装置。
  4. 【請求項4】 前記シフトレジスタ手段はCCDシフト
    レジスタであることを特徴とする請求項1乃至3のいず
    れかに記載の画像読取装置。
  5. 【請求項5】 原稿の光像を前記リニアイメージセンサ
    に対して相対的に移動させる移動手段を備えたことを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像読取装
    置。
  6. 【請求項6】 前記リニアイメージセンサは、TDI
    (Time Delay and Integrati
    on)方式であることを特徴とする請求項1乃至5のい
    ずれかに記載の画像読取装置。
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