JP5626722B2 - Image reading device - Google Patents
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Description
本発明は、スキャナ装置、複写機、ファクシミリ等に使用される原稿を読取る画像読取装置に係わり、光電変換センサで画像読取する際の光源機構の改良に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads a document used in a scanner device, a copying machine, a facsimile, or the like, and relates to an improvement of a light source mechanism when an image is read by a photoelectric conversion sensor.
一般に、この種の画像読取装置は、プラテンなどの画像読取面に光源から光を照射し、原稿からの反射光又は透過光を光電変換センサに導いて電気的に読み取っている。そして光電変換センサとしてはエリアセンサで画像を面順次で読取る機構と、ラインセンサで画像を線順次で読取る機構が知られている。本発明はCCDラインセンサで画像を線順次で読取る方式に関する。 In general, this type of image reading apparatus irradiates light from a light source onto an image reading surface such as a platen and guides reflected light or transmitted light from a document to a photoelectric conversion sensor for electrical reading. As a photoelectric conversion sensor, there are known a mechanism for reading an image in a plane sequence by an area sensor and a mechanism for reading an image in a line sequence by a line sensor. The present invention relates to a method of reading an image line-sequentially with a CCD line sensor.
従来、CCDラインセンサは、ホトダイオードの光電変換素子(画素)をライン状に配列し、この画素に蓄積した電荷をCCDレジスタで外部に転送している。そしてカラーセンサ構造では、色成分毎に副走査方向に光電変換素子列を例えばR列G列B列の順に配列し、この素子列に主走査方向に電荷を転送する水平シフトレジスタ(出力転送路)と、この出力転送路に電荷を移送する垂直シフトレジスタ(副走査方向転送路)を結線している。 Conventionally, in a CCD line sensor, photoelectric conversion elements (pixels) of photodiodes are arranged in a line shape, and charges accumulated in the pixels are transferred to the outside by a CCD register. In the color sensor structure, for each color component, photoelectric conversion element rows are arranged in the sub-scanning direction, for example, in the order of R row G row B, and a horizontal shift register (output transfer path) that transfers charges to the element rows in the main scanning direction. And a vertical shift register (sub-scanning direction transfer path) for transferring charges to the output transfer path.
この場合、最も単純な構造は、R素子列に隣設してRシフトレジスタ、次いでG素子列、Gシフトレジスタの順に配列する方法が考えられる。ところがRGBの順に素子列とシフトレジスタを配列すると最も離れたR列とB列の光電変換素子列では読取ラインが位置ずれする。これは画像ブレや色ずれとして出力され読取り精度に影響を及ぼす。 In this case, the simplest structure may be a method of arranging an R shift register next to the R element row, then arranging the G element row and the G shift register in this order. However, when the element rows and the shift registers are arranged in the order of RGB, the reading lines are displaced in the farthest photoelectric conversion element rows of the R row and the B row. This is output as image blur or color misregistration and affects reading accuracy.
そこで例えばRGBの順に素子列を配列し、R列の隣にRシフトレジスタとGB列の外側に位置するB列の隣にGシフトレジスタとBシフトレジスタを配列し各画素とシフトレジスタをシフトゲートで接続することが知られている。この場合にはG列B列の電荷を水平シフトレジスタに移送する副走査方向転送路が素子列を横切るように配列される。 Therefore, for example, element rows are arranged in the order of RGB, an R shift register next to the R row and a G shift register and a B shift register are arranged next to the B row located outside the GB row, and each pixel and the shift register are shifted to the shift gate. It is known to connect with. In this case, the sub-scanning direction transfer path for transferring the charges of the G row and the B row to the horizontal shift register is arranged so as to cross the element row.
一方、画像の読取面は、フラットベットプラテン或いはスリット露光プラテンで構成され、前者は載置した原稿シートを読取り、後者は所定速度で移動する走行原稿を読み取る。そしてこのプラテンに光源ランプから線状光を照射し、原稿面からの反射光若しくは透過光をCCDラインセンサに集光するように構成されている。 On the other hand, the image reading surface is constituted by a flat bed platen or a slit exposure platen. The former reads a placed original sheet, and the latter reads a running original moving at a predetermined speed. The platen is irradiated with linear light from a light source lamp, and reflected light or transmitted light from the document surface is condensed on a CCD line sensor.
上記光源ランプとしては、蛍光灯(冷陰極管)、キセノンランプなどが知られ、最近ではLED(Light Emitting Diode)が使用されている。このLEDは、線状に発光素子を配列したアレイ構造と点状のLED発光素子の光を棒状導光体で線状光に変換して照射する構造が知られている。 As the light source lamp, a fluorescent lamp (cold cathode tube), a xenon lamp, and the like are known, and recently, an LED (Light Emitting Diode) is used. This LED is known to have an array structure in which light-emitting elements are arranged in a line and a structure in which light from a point-like LED light-emitting element is converted into linear light by a rod-shaped light guide and irradiated.
そこで従来は、画像読取中は連続して光源から光を読取面に照射し、ラインセンサで電荷の蓄積と外部転送を繰り返している。そしてこの電荷の蓄積と転送サイクルは読取りクロックで制御している。 Therefore, conventionally, during image reading, the reading surface is continuously irradiated with light from the light source, and charge accumulation and external transfer are repeated by the line sensor. The charge accumulation and transfer cycle is controlled by a read clock.
上述のようにCCDラインセンサで画像読取する際に、光源ランプから光を連続して照射する従来の読取り構造では、CCDラインセンサの構造によって次の不具合が生ずる。前述したように副走査方向に色成分毎の複数の光電変換素子列を配列し、各画素に蓄積された電荷を副走査方向転送路から出力転送路で外部に出力する際に、副走査方向転送路が光電変換素子列を横切る(クロス配列)構造では色ずれが問題となる。 As described above, in the conventional reading structure in which light is continuously emitted from the light source lamp when reading an image with the CCD line sensor, the following problems occur due to the structure of the CCD line sensor. As described above, a plurality of photoelectric conversion element arrays for each color component are arranged in the sub-scanning direction, and the charge accumulated in each pixel is output to the outside through the sub-scanning direction transfer path through the output transfer path. In a structure where the transfer path crosses the photoelectric conversion element array (cross array), color misregistration becomes a problem.
つまり副走査方向転送路で例えばG素子列の電荷を出力転送路に移送するとき、B素子列を通過する際にB光電変換部分に光が照射していると、通過中のG素子列の電荷にB成分の電荷が重畳される。このためG素子列の電荷の転送中に別の色成分のB素子列の電荷が混入すると正確な色成分の出力を得ることが出来ない。従来はこのような混色の問題はカラーセンサの構造上やむを得ないこととしている。 That is, for example, when transferring the charge of the G element array to the output transfer path in the sub-scanning direction transfer path, if the B photoelectric conversion portion is irradiated with light when passing through the B element array, The B component charge is superimposed on the charge. For this reason, if the charge of the B element row of another color component is mixed during the transfer of the charge of the G element row, an accurate output of the color component cannot be obtained. Conventionally, such a color mixture problem is unavoidable due to the structure of the color sensor.
一方、このような色成分の混色を避けるために、例えばG素子列の隣にG色転送路を、次いでB素子列の隣にG色転送路を配置しているが、この場合にはRGBの各読取りラインの間隔が広くなるため、画像の読取位置が位置ずれすることとなり、色ずれの原因となる。 On the other hand, in order to avoid such color mixture, for example, a G color transfer path is arranged next to the G element row and then a G color transfer path is arranged next to the B element row. Since the interval between the respective reading lines becomes wider, the image reading position is displaced, which causes color misregistration.
そこで本発明者は、副走査方向に複数の光電変換素子列を配列したラインセンサ構造において、ホトダイオードに蓄積した電荷を外部転送出力する際には光源を消灯若しくはシャッタなどで遮光するとの着想に至った。これによって読取り素子列の電荷転送時に異なる色成分のホトダイオードから電荷が混入する上述の問題を解消することが可能となる。 In view of this, the present inventor has come up with the idea that in a line sensor structure in which a plurality of photoelectric conversion element arrays are arranged in the sub-scanning direction, when the charge accumulated in the photodiode is externally transferred and output, the light source is turned off or light is blocked by a shutter or the like. It was. As a result, it is possible to solve the above-described problem that charges are mixed from photodiodes of different color components during charge transfer of the reading element array.
本発明は色成分の異なる複数の光電変換素子列を副走査方向に配列したラインセンサで画像読取する際に、色成分毎の読取精度の向上をその課題としている。 An object of the present invention is to improve reading accuracy for each color component when an image is read by a line sensor in which a plurality of photoelectric conversion element arrays having different color components are arranged in the sub-scanning direction.
上記課題を達成するため本発明は、画像読取面からの読取り光を光電変換するCCDラインセンサを色成分毎に配列された複数の光電変換素子列と、その蓄積電荷を副走査方向の副走査方向転送路から出力転送路に転送するように構成し、画像読取面にライン光を照射する発光手段を光源制御手段で制御する。この場合に、少なくとも1列の電荷を副走査方向転送路から出力転送路に転送する際に、発光手段から画像読取面に照射する光を消灯又は遮光するように光源制御手段を構成することを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides a plurality of photoelectric conversion element arrays in which CCD line sensors that photoelectrically convert reading light from an image reading surface are arranged for each color component, and the accumulated charges are sub-scanned in the sub-scanning direction. The light-emitting means for irradiating the image reading surface with line light is controlled by the light source control means. In this case, the light source control unit is configured to turn off or block the light irradiated from the light emitting unit to the image reading surface when transferring at least one column of charge from the sub-scanning direction transfer path to the output transfer path. It is a feature.
更にその構成を詳述するに、画像読取面(2)にライン光を照射する発光手段(9)と、発光手段を制御する光源制御手段と、原稿画像からの反射光又は透過光を集光する撮像光学手段(7)と、撮像光学手段からの光を光電変換するCCDラインセンサ(8)とを備える。そしてこのセンサは、色成分毎に副走査方向に並列に配列された複数の光電変換素子列(Rh,Gh,Bh)と、この光電変換素子列の電荷を副走査方向に転送する副走査方向転送路と、副走査方向転送路からの電荷を出力する出力転送路(Rs,Gs,Bs)とを有するCCDライセンサで構成する。 In further detail, the light emitting means (9) for irradiating the image reading surface (2) with line light, the light source control means for controlling the light emitting means, and the reflected light or transmitted light from the original image is collected. Imaging optical means (7) for carrying out, and a CCD line sensor (8) for photoelectrically converting light from the imaging optical means. The sensor includes a plurality of photoelectric conversion element arrays (Rh, Gh, Bh) arranged in parallel in the sub-scanning direction for each color component, and a sub-scanning direction for transferring charges of the photoelectric conversion element arrays in the sub-scanning direction. The CCD licensor has a transfer path and an output transfer path (Rs, Gs, Bs) for outputting charges from the sub-scanning direction transfer path.
そこで光源制御手段は、複数の光電変換素子列の少なくとも1列の電荷を副走査方向転送路から出力転送路に転送する際に、発光手段から画像読取面に照射する光を消灯又は遮光するように構成する。 Therefore, the light source control means turns off or blocks the light irradiated from the light emitting means to the image reading surface when transferring at least one charge of the plurality of photoelectric conversion element rows from the sub-scanning direction transfer path to the output transfer path. Configure.
本発明は、画像読取面にライン光を照射する光源制御手段を、光電変換素子列の少なくとも1列の電荷を副走査方向転送路から出力転送路に転送する際に、発光手段から画像読取面に照射する光を消灯又は遮光するようにしたものであるから以下の効果を奏する。 According to the present invention, when the light source control means for irradiating the image reading surface with line light transfers the charge of at least one column of the photoelectric conversion element array from the sub-scanning direction transfer path to the output transfer path, Since the light applied to the light is turned off or shielded, the following effects can be obtained.
色成分毎に副走査方向に複数配列した光電変換素子列に蓄積した電荷を出力転送路に転送する際に発光手段は消灯又は遮光されているから、この電荷転送中に他の色成分の電荷が混入する恐れがない。従って例えばRGB色成分毎に画像読取する場合に、読取色と異なる色成分の光電変換素子列(ホトダイオード列)に電荷が蓄積され出力転送路に混入する混色を低減することが可能である。 Since the light emitting means is turned off or shielded when transferring the charges accumulated in the photoelectric conversion element array arranged in the sub-scanning direction for each color component to the output transfer path, the charges of other color components are transferred during this charge transfer. There is no fear of mixing. Therefore, for example, when an image is read for each of the RGB color components, it is possible to reduce the color mixture that is accumulated in the photoelectric conversion element row (photodiode row) having a color component different from the read color and mixed in the output transfer path.
更に、発光手段としてLED発光素子を用いることによって、光電変換素子列の転送クロックに応じて応答性良く発光消灯を制御することが可能である。また発光手段として例えば冷陰極管などを使用する場合には、光源と読取面との間に開閉シャッタを配置することによって転送タイミングに応じた光量調整が可能である。 Furthermore, by using an LED light emitting element as the light emitting means, it is possible to control the light emission and extinction with high responsiveness according to the transfer clock of the photoelectric conversion element array. Further, when a cold cathode tube or the like is used as the light emitting means, the light amount can be adjusted according to the transfer timing by disposing an open / close shutter between the light source and the reading surface.
図1に本発明に係わる画像読取装置Aを示す。図示の装置は装置ハウジング1内に画像読取ユニット(読取キャリッジ)6が内蔵され、この読取ユニット6にCCDラインセンサ8と光源手段9が組み込まれている。本発明は、CCDライセンサ8で読取面(プラテン)2上の原稿画像を読取る際の光源制御に係わる。そこで以下「CCDライセンサの構造」「発光手段の構成」「発光制御手段の構成」「画像読取装置」の順に説明する。
FIG. 1 shows an image reading apparatus A according to the present invention. In the illustrated apparatus, an image reading unit (reading carriage) 6 is built in an
[CCDラインセンサの構造]
図3(a)に本発明に係わるCCDラインセンサのモデル図を示す。
主走査方向(図示X方向)にライン状に光電変換素子群(ホトダイオード;以下単に「素子列」という)を配列する。この素子列は色成分毎に副走査方向(図示Y方向)に並列に複数列配置される。例えば図示のR素子列Rhは赤色感光素子列、G素子列Ghは緑色感光素子列、B素子列Bhは青色感光素子列であり、副走査方向に間隔を隔てて配置されている。このRGBの配列順序は種々の組み合わせが可能であるが、配列順序がR列G列B列の順序の場合について説明する。
[Structure of CCD line sensor]
FIG. 3A shows a model diagram of a CCD line sensor according to the present invention.
Photoelectric conversion element groups (photodiodes; hereinafter simply referred to as “element rows”) are arranged in a line in the main scanning direction (X direction in the drawing). A plurality of element rows are arranged in parallel in the sub-scanning direction (Y direction in the drawing) for each color component. For example, the illustrated R element array Rh is a red photosensitive element array, the G element array Gh is a green photosensitive element array, and the B element array Bh is a blue photosensitive element array, which are arranged at intervals in the sub-scanning direction. Various combinations of the RGB arrangement order are possible, but the case where the arrangement order is the order of the R, G, and B columns will be described.
上記R素子列RhにはRシフトゲートRgが、G素子列GhにはGシフトゲートGgが、B素子列BhにはBシフトゲートBgがそれそれぞれ並行してライン状に配列され、各画素の光電変換素子とゲート接続されている。またR素子列RhにはRシフトレジスタ(R出力転送路)Rsが主走査方向に並設されRシフトゲートRgを介して接続されている。同様にG素子列GhにはGシフトレジスタ(G出力転送路)Gsが、B素子列BhにはBシフトレジスタ(B出力転送路)Bsが並設されている。 An R shift gate Rg is arranged in the R element row Rh, a G shift gate Gg is arranged in the G element row Gh, and a B shift gate Bg is arranged in parallel in the B element row Bh. The photoelectric conversion element is gate-connected. In addition, an R shift register (R output transfer path) Rs is arranged in parallel in the main scanning direction to the R element array Rh via an R shift gate Rg. Similarly, a G shift register (G output transfer path) Gs is provided in parallel with the G element array Gh, and a B shift register (B output transfer path) Bs is provided in parallel with the B element array Bh.
そしてGシフトレジスタ(G出力転送路)GsとBシフトレジスタ(B出力転送路)Bsとは、G素子列Gh、GシフトゲートGg及びB素子列Bh、BシフトゲートBgの外側(図3(a)上方)に副走査方向に並列に配列されている。これは図3(b)に示すように原稿画像の読取位置、赤Rp、緑Gp、青Bpが位置ずれする。この読取位置のずれ量を少なくするためにRGB各素子列の間隔Lnを小さくして素子列の配列を高密にする必要がある。このためGシフトレジスタ(G出力転送路)GsとBシフトレジスタ(B出力転送路)BsをGB素子列の外側(図3(a)上方)に配置している。 The G shift register (G output transfer path) Gs and the B shift register (B output transfer path) Bs are arranged outside the G element row Gh, the G shift gate Gg, the B element row Bh, and the B shift gate Bg (FIG. 3 ( a) Upper side) arranged in parallel in the sub-scanning direction. As shown in FIG. 3B, the original image reading position, red Rp, green Gp, and blue Bp are displaced. In order to reduce the amount of deviation of the reading position, it is necessary to reduce the spacing Ln between the RGB element rows to make the arrangement of the element rows highly dense. For this reason, the G shift register (G output transfer path) Gs and the B shift register (B output transfer path) Bs are arranged outside (above FIG. 3A) the GB element array.
このような図3(a)の素子列配置によってG素子列Ghの電荷をG出力転送路Gsに移送するためにはB素子列Bhを転送路として使用し移送することとなる。このとき、Bhを通過する際にBhに光が照射していると、通過中のG素子列の電荷にB成分の電荷が重畳され、G出力転送路Gsに送られる。 In order to transfer the charges of the G element array Gh to the G output transfer path Gs by the element array arrangement of FIG. 3A, the B element array Bh is used as the transfer path and transferred. At this time, if light is irradiated to Bh when passing through Bh, the charge of the B component is superimposed on the charge of the passing G element array and sent to the G output transfer path Gs.
そこで本発明は、後述する原稿画像に光を照射する光源手段9をG素子列Ghの電荷をG出力転送路Gsに転送する間にBhを通過する際には、「消灯又は遮光する」ことを特徴とする。図3(c)に示すように異なる素子列から電荷が混入する恐れのないR素子列RhとB素子列Bhの電荷転送(Rtr、Btr)時には光源はON状態にするが、G素子列Ghの電荷転送(Gtr)時には光源をOFF状態に制御する。これによってG素子列Ghの電荷転送に例えばB素子列の電荷が混入することがない。 Therefore, according to the present invention, when the light source means 9 for irradiating light on a document image, which will be described later, passes through Bh while transferring the charge of the G element array Gh to the G output transfer path Gs, it is “turned off or shielded”. It is characterized by. As shown in FIG. 3C, the light source is turned on at the time of charge transfer (Rtr, Btr) between the R element row Rh and the B element row Bh where there is no possibility that charges are mixed from different element rows, but the G element row Gh. During the charge transfer (Gtr), the light source is controlled to be in the OFF state. Thereby, for example, the charge of the B element row is not mixed in the charge transfer of the G element row Gh.
図4はCCDラインセンサ8を制御する制御構成の説明図であり、CCDラインセンサ8は出力処理部23に電気的に接続されている。この出力処理部23は、例えばセンサからの出力値を増幅器で増幅し、A/D変換器でデジタル信号に変換する。そしてこのデジタル化された出力値は画像処理部25のラインメモリ24に転送される。この画像処理部25でデジタル信号に変換された出力値(画像データ)をシェーディング補正、色補正処理など補正処理する。そして補正処理された出力値は転送メモリ(不図示)に記憶され、外部装置からの転送要求コマンドに従って外部装置Cに転送される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control configuration for controlling the
上記CCDラインセンサ8にはドライバ回路21が接続され、この回路はタイミングジェネレータ21で構成されている。このタイミングジェネレータ21は内部に動作設定用のレジスタが設けられ、レジスタ値の変更により、出力する信号タイミングを調整可能に構成されている。
A
そして制御CPU20は、タイミングジェネレータ21にレジスタ値を指定することによってCCDの駆動信号を制御する。これと共に制御CPU20は光源9の電源供給回路22を制御して光源ランプをON・OFF制御する。図示の光源9はLED発光体で構成され、その駆動電源はパルス制御され、制御CPU20は電源供給回路22に設けられているパルス発生器をPWM制御することによって点灯時間を制御可能に構成されている。
The
更に上記制御CPU20は、後述する「画像読取動作」を実行させる。この画像読取動作は後述する読取キャリッジ6をプラテン上の原稿画像に沿って所定速度で副走査方向に移動し、線順次で画像読取する。このため制御CPU20は、光源9の制御と同時にCCDラインセンサ8を搭載した読取キャリッジ6の移動モータ(不図示)を制御する。
Further, the
次に上記制御CPU20によるCCDラインセンサ8の出力制御について説明する。図5はタイミングジェネレータ21からCCDラインセンサ8に送るシフト信号Sfと電源供給回路22のON・OFF信号(点灯信号)Stのタイミングチャートであり、このシフト信号SfとON・OFF信号Stはいずれも制御CPU20によって制御される。図6は、このタイミングチャートを説明するためのテーブルである。なお説明の都合上、前述したG素子列GhとB素子列Bhの転送タイミングについてのみ説明する。
Next, output control of the
図6のテーブル中の「〔1〕〔2〕〔3〕・・・」はシフト信号を表し、各信号タイミングで電荷が移動する。「Gn−1」は、原稿画像のnライン目の読取り開始までに蓄積されたG素子列Ghの電荷を表す。「G〔1〕」はシフト信号〔1〕中に蓄積された電荷である。「Bn−1」はnライン目の読取り開始までに蓄積されたB素子列Bhの電荷を、「B〔1〕」はシフト信号〔1〕中に蓄積された電荷を表す。 “[1] [2] [3]...” In the table of FIG. 6 represents a shift signal, and charges move at each signal timing. “Gn−1” represents the charge of the G element array Gh accumulated until the reading of the nth line of the document image is started. “G [1]” is the charge accumulated in the shift signal [1]. “Bn−1” represents the charge of the B element array Bh accumulated until the start of reading of the nth line, and “B [1]” represents the charge accumulated in the shift signal [1].
そこでG素子列GhとB素子列Bhの電荷の移送径路は、G素子列Ghの場合は、「G感光部Gh」→「GシフトゲートGg」→「B感光部Bh」→「BシフトゲートBg」→「G転送路(シフトレジスタ)Gs」であり、B素子列Bhの場合は、「B感光部Bh」→「BシフトゲートBg」→「G転送路(シフトレジスタ)Gs」→「B転送路(シフトレジスタ)Bs」となる。 Therefore, in the case of the G element row Gh, the charge transfer path of the G element row Gh and the B element row Bh is “G photosensitive portion Gh” → “G shift gate Gg” → “B photosensitive portion Bh” → “B shift gate”. “Bg” → “G transfer path (shift register) Gs”. In the case of the B element array Bh, “B photosensitive portion Bh” → “B shift gate Bg” → “G transfer path (shift register) Gs” → “ B transfer path (shift register) Bs ".
そこで光源制御を行った場合の電荷の移動について、G素子列Ghについて説明する。図6に示すように、初期状態では、電荷Gn−1が感光部(G素子列Gh)に蓄積されている。このとき光源は点灯状態である。そこでシフト信号〔1〕が開始され、トランスファゲートが開く。蓄積されていたGn−1は隣接するGシフトゲートGgへ移動する。このシフト信号〔1〕の間は電荷移動中であっても感光が行われるため、新たにG〔1〕が蓄積される。蓄積されたG〔1〕はゲートが開いているので隣(GシフトゲートGg)へ移動する。シフト信号〔1〕が終了すると、GシフトゲートGgにはGn−1とG〔1〕が移動した状態となる。この状態を図5(b)に模式図として示す。 Therefore, the movement of the charges when the light source control is performed will be described for the G element array Gh. As shown in FIG. 6, in the initial state, the charge Gn−1 is accumulated in the photosensitive portion (G element array Gh). At this time, the light source is in a lighting state. Then, the shift signal [1] is started and the transfer gate is opened. The accumulated Gn-1 moves to the adjacent G shift gate Gg. During this shift signal [1], since the photosensitivity is performed even during the charge transfer, G [1] is newly accumulated. The accumulated G [1] moves to the next (G shift gate Gg) because the gate is open. When the shift signal [1] ends, Gn-1 and G [1] are moved to the G shift gate Gg. This state is shown as a schematic diagram in FIG.
次にシフト信号〔2〕が開始されると、GシフトゲートGgに転送された[Gn−1+G〔1〕]の電荷は、これと隣接するB素子列Bh(感光部)へ移動する。このとき光源9を消灯し、G素子列、B素子列共に感光部に電荷は蓄積されない。この状態を図5(c)に模式図として示す。
Next, when the shift signal [2] is started, the charges of [Gn-1 + G [1]] transferred to the G shift gate Gg move to the B element row Bh (photosensitive portion) adjacent thereto. At this time, the
次にシフト信号〔3〕が開始されるとBシフトゲートBgに転送された[Gn−1+G〔1〕]の電荷はこれと隣接するGシフトゲートGgへ移動する。光源9を消灯状態に維持され、G素子列、B素子列の感光部(Gh,Bh)には電荷は蓄積されない。そしてシフト信号〔4〕が開始されると、GシフトゲートGgに送られた[Gn−1+G〔1〕]の電荷はG転送路Gsへ移動する。
Next, when the shift signal [3] is started, the charge of [Gn-1 + G [1]] transferred to the B shift gate Bg moves to the G shift gate Gg adjacent thereto. The
そこで光源9を点灯し、G素子列Gh、B素子列Bhの感光部を感光する。このときG素子列Ghの感光部ではG〔4〕が蓄積される。次にシフト信号〔5〕が開始されると、G転送路Gsに送られた[Gn−1+G〔1〕]の電荷は、この転送路内を移動する。このとき光源は点灯状態であるため、G素子列Gh、B素子列Bhの感光部で感光が行われ、G素子列Ghの感光部にはG〔5〕が蓄積される。
Therefore, the
そこでG素子列Ghに蓄積されている電荷[G〔4〕+G〔5〕]はそのままG素子列Ghの感光部にとどまり、次のライン(n+1ライン)での初期蓄積電荷となる。この電荷[G〔4〕+G〔5〕]を図6表中にGnとして表す。 Therefore, the charge [G [4] + G [5]] accumulated in the G element row Gh remains in the photosensitive portion of the G element row Gh as it is and becomes the initial accumulated charge in the next line (n + 1 line). This charge [G [4] + G [5]] is represented as Gn in the table of FIG.
[画像読取装置]
次に上述したCCDラインセンサ8で画像読取する場合の画像読取装置Aについて説明する。図1にその全体構成を示す。画像読取装置Aは、図示しないコンピュータなどの画像ハンドリング装置に接続され、原稿画像を読取ってそのデータを転送するシステム端末、或いはプリンタなどの画像形成装置に接続され原稿画像を読取ってそのデータをプリント出力する。
[Image reading device]
Next, the image reading apparatus A when the
図示の画像読取装置Aは、ケーシング1にプラテン2が設けられ、このプラテン2に沿って往復動自在に読取キャリッジ6が内蔵されている。この読取キャリッジ6にはプラテン上の原稿画像に読取光を照射する光源9と、原稿画像からの反射光を光電変換するCCDラインセンサ8と、このセンサに反射光を案内する反射ミラー10と結像レンズ7が内蔵されている。
In the illustrated image reading apparatus A, a
この他、読取キャリッジ6には光源9と反射ミラー10を搭載し、結像レンズ7とCCDラインセンサ8は例えばケーシング1の底部に配置したシャーシに配置しても良い、また、図示する光学キャリッジ6は縮小光学系の読取機構を一例として示しているが、等倍光学系の読取機構(密着型)であっても良い。
In addition, the reading
図1の装置は、フラットベット式のプラテン2とは別にスリット露光式のプラテン3が設けられ、フラットベット式プラテン2は原稿シートを静止した状態で載置セットし、スリット露光式プラテン3は原稿シートを所定速度で走行させるようにセットする。本発明におけるプラテンは、フラットベット式でもスリット露光式プラテンでもいずれの構成でも、或いは図示のように両プラテンを備えても良い。そして上記スリット露光式プラテン3の上方にはフィーダ装置Bが配置され、原稿シートを読取部に給送する。
The apparatus shown in FIG. 1 is provided with a slit
上記読取キャリッジ6(以下「キャリッジ」という)には、図2に示すように光源9が搭載されている。この光源9はフラットベット式プラテン2の読取部Rに角度θ1で斜め方向から光を照射する。そして原稿画像の反射光は第1ミラー10a、第2ミラー10b、第3ミラー10c、第4ミラー10d、第2ミラー10eを経て結像レンズ7に案内され、このレンズからCCDラインセンサ8に結像するように光路形成されている。
A
[光源ユニット]
上記光源9について説明する。図7、図8に従って説明する。前述したキャリッジ6には図8に示すように光源収容部(導光体支持枠)13が設けられている。
[Light source unit]
The
上記光源収容部13には、光源9が収納され、光源9は導光体30と発光体40で構成されている。導光体30は、図7に示すように読取面Rの読取幅(読取りライン幅)Wに応じた長さの棒状透光部材で構成されている。この導光体30は例えば透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性に富んだ材料で形成され、その断面形状は矩形状、或いは図示のように断面扇形状に構成され、左右端面31L、31Rには発光体40が配置される。そしてこの導光体30には光散乱面32と光出射面33が互いに対向するように配置されている。
A
このように光散乱面32と光出射面33は距離Ldを隔てて略平行に読取りライン幅Wの長さで対向配置されている。光散乱面32は塗装加工、エッチング加工、モールド成形加工などで凹凸面に形成され導入された光を乱反射するように表面加工されている。また光出射面33は透光性に富んだレンズ表面のように表面仕上げされている。
As described above, the
従って導光体30内に導入された光は光散乱面32で所定方向に拡散され、光出射面33に導入された光は所定の臨界角度以上のときには内部に反射し、臨界角度以下のときには外部に出射される。図7(a)に矢印haで示す光は導光体30内で反射し読取りライン幅W方向に分散し、矢印hbで示す光は光出射面33から読取面Rに出射することとなる。尚図示しないが後述する発光体40からは球方向(360度方向;図示のものは60度広角方向)に光が入射され、光散乱面32と光出射面33に照射される。
Therefore, the light introduced into the
そこで発光体40について説明すると、発光体40は導光体30の少なくとも一端面に配置される。図7(a)には左端面31Lと右端面31Rに配置する場合を示し、この左右端面の光源は左右シンメトリーとなるように構成する。この他図示しないが発光体40を左右端面の一方に配置し、他方には反射部材(鏡面部材)を配置する。このときの反射部材は仮想光源が発光体40と対称となるように構成する。
The light emitter 40 will now be described. The light emitter 40 is disposed on at least one end surface of the
そして発光体40はLED発光素子41、42で構成され、電源供給回路22に接続されている。この電源供給回路22には図示しないがパルス発生器が備えられパルス電流をLED発光素子41、42に供給する。このパルス電流は制御CPU20でON・OFF制御される。従って制御CPU20は発光体40を点滅制御することによってCCDラインセンサ8に投射する光(原稿画像からの反射光)をON・OFF制御する。これと共に制御CPU20はラインセンサ8に蓄積された電荷の出力タイミングを制御する。
The light emitter 40 includes LED
このようにCCDラインセンサ8に投射する光をON・OFFする場合に、発光体40を点滅する方法(図7(a)参照)と、発光体40からCCDラインセンサ8に至る光路中に光を遮断するシャッタ手段を配置しても良い。図7(c)は上述と同様の発光体40に、液晶シャッタ45を配置する場合を示す。この液晶シャッタ45は図示しないが制御CPU20によって開閉制御可能に構成されている。
In this way, when turning on / off the light projected on the
A 画像読取装置
1 装置ハウジング
2 読取面(プラテン)
6 画像読取ユニット(読取キャリッジ)
7 結像レンズ
8 CCDラインセンサ
9 光源(LED発光体)
20 制御CPU
21 ドライバ回路(タイミングジェネレータ)
22 電源供給回路
23 出力処理部
24 ラインメモリ
25 画像処理部
30 導光体
40 発光体
41 LED発光素子
42 LED発光素子
45 シャッタ手段
Rh R素子列(赤色感光素子列)
Gh G素子列(緑色感光素子列)
Bh B素子列(青色感光素子列)
Rg Rシフトゲート
Gg Gシフトゲート
Bg Bシフトゲート
Rs Rシフトレジスタ(R出力転送路)
Gs Gシフトレジスタ(G出力転送路)
Bs Bシフトレジスタ(B出力転送路)
Rtr 電荷転送(赤)
Btr 電荷転送(青)
Gtr 電荷転送(緑)
Sf シフト信号
St 点灯信号
Gn 電荷
A
6 Image reading unit (reading carriage)
7
20 Control CPU
21 Driver circuit (timing generator)
22
Gh G element array (green photosensitive element array)
Bh B element array (blue photosensitive element array)
Rg R shift gate Gg G shift gate Bg B shift gate Rs R shift register (R output transfer path)
Gs G shift register (G output transfer path)
Bs B shift register (B output transfer path)
Rtr charge transfer (red)
Btr charge transfer (blue)
Gtr charge transfer (green)
Sf Shift signal St Lighting signal Gn Charge
Claims (3)
前記発光手段を制御する光源制御手段と、
前記読取面からの光を光電変換するラインセンサと、
を備え、
前記ラインセンサは、
主走査方向にライン状に配列され、副走査方向に色成分別に並列に配置された光電変換素子列と、
前記各光電変換素子列に並行に配置され各画素の光電変換素子とゲート接続されたシフトゲートと、
前記各光電変換素子列に発生した電荷を出力部に転送するための副走査方向の副走査方向転送路及び主走査方向の主走査方向転送路と、
で構成され、
前記副走査方向転送路は、
前記各光電変換素子列に発生した電荷をゲート接続されたシフトゲートに転送し、次いでこのシフトゲートから隣接する光電素子列に電荷転送するように構成され、
前記光源制御手段は、
前記光電素子列の電荷を前記シフトゲートに転送する際には、前記発光手段を点灯し、シフトゲートから隣接する光電変換素子列に電荷転送する際には、前記発光手段を消灯又は遮光することを特徴とする画像読取装置。 Light emitting means for irradiating light to the read-up surface,
Light source control means for controlling the light emitting means;
And Lula-sensor to photoelectrically convert the light from the reading surface,
With
Before Kira-sensor is,
A photoelectric conversion element array arranged in a line in the main scanning direction and arranged in parallel in the sub scanning direction for each color component ;
A shift gate that is a photoelectric conversion element and a gate connection of each pixel are arranged in parallel to the each photoelectric conversion element column,
A sub-scanning direction transfer path in the sub-scanning direction and a main scanning direction transfer path in the main scanning direction for transferring the charge generated in each photoelectric conversion element array to the output unit;
Consists of
The sub-scanning direction transfer path is
The charge generated in each photoelectric conversion element array is transferred to a gate-connected shift gate, and then the charge is transferred from the shift gate to an adjacent photoelectric element array,
The light source control means includes
When transferring the charges of the photoelectric element array to the shift gate, it lights the light emitting unit, when the charge transfer in the photoelectric conversion element column adjacent the shift gate, you turn off or shielding the light emitting means image reading device comprising a call.
前記シフトゲートから隣接する光電変換素子列に電荷転送する際に、前記発光手段と前記画像読取面との間に配置されたシャッタで光を遮光することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 The light source control means includes
2. The image according to claim 1, wherein when transferring charges from the shift gate to an adjacent photoelectric conversion element array , light is shielded by a shutter disposed between the light emitting unit and the image reading surface. Reader.
前記光源制御手段は、
前記3列のうち2列の光電変換素子列にチャージされた電荷を前記副走査方向転送路から前記出力転送路に転送する際に、
前記発光手段から前記画像読取面に照射する光を点灯状態、次いで消灯又は遮光することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 The photoelectric conversion element rows are configured in three rows for each color component,
The light source control means includes
When transferring charges charged in two photoelectric conversion element rows out of the three rows from the sub-scanning direction transfer path to the output transfer path,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein light emitted from the light emitting unit to the image reading surface is turned on and then turned off or shielded.
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