JPH02288660A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、イメージセンサ部において画像をシェーデ
ィング補正する画像読取装置に関するものである。

【従来の技術】

第７図は従来の一般的な画像読取装置を示す構成図であ
り、図において、１はイメージセンサチップ、２は結像
手段としてのロッドレンズアレイ、３は原稿４を照明す
る照明手段としての蛍光灯、５は原稿台、６は反射板で
ある。 第８図は例えば大島光雄著「イメージセンサの選び方・
使い方」　（昭和６０年日刊工業新聞社発行ｌ５ＢＮ４
−５２６−０１８１１−２）の１２６ペ一ジ図５．４９
に示され、上記画像読取装置等に使用されるシェーディ
ング装置の構成図である。 図において、６は反射板であり、この反射板６は蛍光灯
３に対し光路の反対側に配置されている。 反射板６は斜線部分が光を反射する部材（反射部）で構
成され、それ以外の部分は光を吸収または透過する部材
（非反射部）で構成されており、非反射部は両端部で広
く、中央部で狭い形状となっている。矢印８は原稿を照
射する光の方向を示している。さらに、非反射部の具体
的形状は原稿面で光量分が均質となるように決定されて
いる。 また、第９図は原稿４を照射する光源としての蛍光灯３
の光量分布図である。 次に動作について説明する。原稿台５の上に置かれた原
稿４は蛍光灯３により照明され、原稿４上の画像はロフ
トレンズアレイ２によりイメージセンサチップ１上に王
立等倍実像として結像される。 イメージセンサチップ１．ロフトレンズアレイ２および
蛍光灯３は一体となって、矢印７の方向に、原稿４およ
び原稿台５に対し相対的に移動し、原稿４上の画像情報
は走査線ごとに順次電気信号に変換される。 ところで、光源の光量には不均一が存在し、特に蛍光灯
３の場合、蛍光灯３の中央部と両端部では光量が大きく
異なり、第９図のような実線で示す光量分布を持つ。こ
こで、Ｘ方向は蛍光灯３の軸方向、すなわち主走査方向
である。このような光量分布のままでは均質な読取画像
が得られないため、−船釣な画像読取装置では、光量分
布を整形するシェーディング補正を行う。すなわち、シ
ェーディング補正とは、光量を調整し、イメージセンサ
チップ１に入射する光強度の分布を整形するものであり
、後処理回路において信号処理を行いやすいようにする
。

【発明が解決しようとする課題】

従来の画像読取装置は以上のように構成されているので
、シェーディング補正をするのに反射板６を設けなけれ
ばならず、特にこの反射板６に設ける非反射部を特殊な
形状に加工する必要があるため、装置価格が上昇するな
どの課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
ものであり、反射板の特殊加工を必要とせず、しかも安
価で、十分に高精度に画像のシェーディング補正を行う
ことができる画像読取装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る画像読取装置は、イメージセンサ部に受
光部、トランスファーゲートおよび電荷結合素子チャン
ネルを設け、このうち受光部では入射光により電荷を生
成蓄積し、かつその電荷の蓄積時間を画像のシェーディ
ング補正が得られるように調整し、上記トランスファー
ゲートでは受光部に蓄積した電荷を所定周期で転送し、
さらに上記電荷結合素子チャンネルでは転送された電荷
を受けて、次々にアナログ信号として外部へ出力するよ
うにしたものである。

【作　用】

この発明における受光部は、蛍光灯などの光源の両端部
付近で、光量が低下することによって画像信号出力が低
下するのを補正するため、入射光を受けて蓄積される電
荷の蓄積時間を、イメージセンサ部ごとに調整すること
により出力調整を行い、これによって、光源全体を均等
の光量にするのと同等の効果を得て、画像のシェーディ
ング補正を容易に行えるようにする。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１１はイメージセンサ部を構成する受光部
で、これが入射光により電荷を生成蓄積し、その電荷の
蓄積時間は、所期のシェーディング補正効果が得られる
ように調整されている。１２はトランスファーゲートで
、これが受光部１１で蓄積した電荷を所定周期で、電荷
結合素子（以下、ＣＣＤという）チャンネル１３に転送
する。このＣＯＤチャンネル１３は転送された電荷を受
けて、次々にアナログ信号を外部へ出力するものである
。 第２図はかかる構成になるＣＯＤチャンネル１３を備え
たイメージセンサチップＩＡを有する画像読取装置を示
し、２は結像手段としてのロフトレンズアレイ、３は蛍
光灯などの光源、４は原稿、５は原稿台であり、反射板
６がない点が従来と異なる。 第３図は第２図におけるイメージセンサチップＩＡの平
面図であり、ｌａ〜１ｊはイメージセンサ部である。各
イメージセンサ部１ａ〜１ｊは同等の機能を有するもの
がイメージセンサチップＩＡ上に一線上に配設されてい
る。また、本実施例では、イメージセンサ部１ａ〜１ｊ
は電荷結合素子（以下、ＣＯＤという）により構成され
ているので、以下、第３図のイメージセンサ部１ａ〜１
ｊをＣＣＤ１ａ〜１ｊと呼ぶことにする。 第４図はイメージセンサ部としてのＣＣＤ１ａ〜１ｊの
電荷制御を行わせるスタートパルスを示すタイミングチ
ャートであり、Ｔａ−Ｔｊはそれぞれ１０個のＣＣＤ１
２〜１ｊのスタートパルスを示す。 また、第５図はＣＣＤ１ａ〜１ｊの駆動タイミングを示
すタイミングチャートであり、Ｔは上記の各スタートパ
ルスと等価であるトランスファーパルス、φ９．φ２の
２相駆動クロツクである。 第６図はこの実施例におけるシェーディング補正前と補
正後の画像信号を示す波形図であり、同図において、横
軸Ｘは主走査方向、すなわちＣＣＤ１ａ〜１ｊの配列方
向を示し、縦軸は画像信号の大きさであり、受光部１１
への入射光が増加する方向と縦軸の矢印の方向が一致し
ている。すなわち、第６図（ａ）において、−点鎖線で
区切られた画像信号（実線）Ｖａ〜■ｊはそれぞれＣＣ
Ｄ１ａ〜１ｊの出力する画像信号を示しており、第６図
（ｂ）のＶａ’　〜■ｊ゛についても同様とする。 次に動作について説明する。まず、第２図に示す画像読
取装置の動作については、反射板６を省いたところ以外
は従来例と同様である。第３図において、−線上に配設
された１０個のＣＣＤ１ａ〜１ｊの総合的な長さｌは読
取るべき原稿幅以上となっている。 いま、上記トランスファーゲート１２がオフ状態のとき
、受光部１１に入射した光は電荷に変換され、この受光
部１１に蓄積される。次に、トランスファーゲー）１２
がオン状態になると、蓄積された電荷はＣＣＤチャンネ
ル１３に転送される。 ＣＣＤチャンネル１３には受光部１１の１つ１つに対応
したポテンシャルの井戸（図示せず）が存在し、２相ク
ロックφｌ、φ２を印加することにより、受光部１１よ
り転送された電荷は順次となりのポテンシャルの井戸に
転送され、最終段にあるフローティングデイフュージョ
ンアンプ（図示せず）により、ＣＯＤ　１３〜１ｊの外
部にアナログ信号として取り出される。実際には、第５
図のタイムチャート図に示すように、２相クロツクφ１
、φ２を連続的に印加しながら、トランスファーゲート
パルスＴを時間ＴＳの周期で入力する。 この場合、第２のトランスファーゲートパルスφＴによ
ってＣＣＤチャンネル１３に転送された電荷は、時間Ｔ
２Ｏ間に受光部１１に蓄積された電荷に等しい。したが
って、ＣＯＤチャンネルの最終段のフローティングデイ
フュージョンアンプからは、受光部１１に入射した光量
に比例した信号を、第５図に示す時系列信号Ｓ＋、Ｓｚ
、Ｓ３　・・・とじて取り出すことができる。 以上がＣＣＤからなるイメージセンサ部１ａ〜１ｊの動
作である。ここで、第５図に示したトランスファーパル
スＴは、上記スタートパルスＴａないしＴｊ（第１図）
に相当する。 第３図に示すＣＣＤ１ａ−１ｊは、各々上記で説明した
ように画像信号を出力するが、第２図において均質な原
稿を読取った際、Ｃ０Ｄ１３〜１ｊのそれぞれの画像信
号は、蓄積時間を等しくした場合、第６図（ａ）の実線
のようになる。ここで、蓄積時間をｔ、とする。同図に
おいて、−点鎖線は各ＣＣＤ１ａ−１３の画像信号の境
界を示しており、同図において、ＣＣＤ　１３〜１ｊの
１０個の画像信号を１つの図で表している。また、横軸
Ｘは第３図に示した主走査方向である。このようにＣＣ
Ｄ　ｌ　ａ〜１ｊの各々の蓄積時間ｔ、を等しくした場
合は、第２図の光源の光量分布がそのまま反映された画
像信号の分布となる。画像信号の最大値をＶｍａｘ　、
最小値をＶｍｉｎとすれば、画像信号の不均一性を表す
ｉＲは、−船釣には次式で与えられる。 Ｖｍａｘ　　＋　Ｖｍｉｎ ところで、この実施例におけるシェーディング補正方式
は、上記で述べたように、ＣＣＤ　１　ａ〜ｌｊの各蓄
積時間を等しくせず、画像信号の不均−を緩和するよう
に、各ＣＣＤ１ａ−１３の蓄・積時間を変化させるもの
である。第４図のＴＩないしＴＩＯはそれぞれＣＣＤ１
ａ−１ｊのトランスファーゲートに印加するトランスフ
ァーパルス、またはｔｓｌ”’ｔｓｌ。はそれぞれの蓄
積時間を示している。 次に、蓄積時間ｔｓｔ〜ｔ　ｓｈｏの長さについて説明
する。ＣＣＤ　１　ａ〜１ｊの各々の画像信号Ｖａ〜■
ｊの最大値、最小値をそれぞれＶａｍａｘ〜νｊｗａｘ
　、Ｖ　ａｍｉｎ　〜Ｖ　ｊｍｉｎとおく。また、画像
信号Ｖａ〜■ｊを通した最大値（画像信号全体の最大値
）をＶｅｍａｘ、最小値をＶｊｍｉｎとする。蓄積時間
ＬＳｍないしｔｓＪの長さは、各Ｃ０Ｄ１３〜ｌｊの画
像信号の最大値が画像信号全体の最大値Ｖｍａｘ　　（
−Ｖ　ｅｒｎａｘ　）と等しくなるように決定する。す
なわち、第６図（ｂ）において、Ｖ　ａ’ｍａｘ＝Ｖ　
ｂ’ｍａｘ＝Ｖ　ｃ’ｍａｘ＝Ｖ　ｄ’ｍａｘ＝Ｖｅ’
ｎ＋ａｘ＝Ｖ　ｆ’ｍａｘ＝Ｖｇ’ｍａｘ＝Ｖｈ’ｍａ
ｘ＝Ｖ　ｉ　’ｍａｘ＝　Ｖ　ｊ　’ｍａｘ＝　Ｖｍａ
ｘとなるように、各ＣＣＤの蓄積時間を調整する。 第６図（ｂ）がこのようにして蓄積時間を決定した場合
の画像信号の波形を示している。それゆえ、第６図（ｂ
）における画像の不均一性Ｒ゛は、図から明らかなよう
に、各ＣＣＤ１ａ−１ｊの画像信号のうち最も不均一性
の大きいＣＣＤ１ｊの画像信号により決定され、その不
均一性Ｒ°は、となる。また、蓄積時間を変えたことに
より、Ｖ　ｊ’　ｍｉｎ　＞Ｖｍｉｎ　　・・・・・（
３）となったため、上記（１）　、　（２）　、　（３
）式よりＲ’＜Ｒ・・・・・（４） が成立する。 上記Ｒは上記のように光源３の光量分布をそのまま反映
したものであるため、（４）式より光源３からの光量の
不均一を補正、すなわちシェーディング補正することに
なる。 なお、上記実施例ではイメージセンサ部１ａ〜１ｊとし
てＣＣＤを使用した場合を示したが、電荷を蓄積する方
式であれば、どのようなイメージセンサであってもよい
。 また、上記実施例ではイメージセンサ部１３〜１ｊは同
等のものを使用したが、これらが異なるもの、また長さ
が等しくないものであっても、各イメージセンサ部の蓄
積時間を不均一性Ｒ°を小さくするように決定すれば、
同様の効果を奏する。

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、光源の両端部の光量
低下を補正するように各イメージセンサ部を構成する受
光部において、入射光による電荷の蓄積時間を調整する
ように構成したので、従来のように特殊加工をほどこし
たシェーディング補正用の反射板を必要とせずに、所期
のシェーディング補正機能を容易かつ安価に得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるイメージセンサ部の
内部構成を示す構成図、第２図は第１図のイメージセン
サ部からなるイメージセンサチップを備えた画像読取装
置を示す構成図、第３図は第２図のイメージセンサチッ
プの概略を示す平面図、第４図はイメージセンサ部のス
タートパルスを示すタイミングチャート図、第５図はイ
メージセンサ部の駆動タイミングを示す各部信号のタイ
ミングチャート図、第６図はこの発明によるシェーディ
ング補正前後の画像信号を示す波形図、第７図は従来の
画像読取装置を示す構成図、第８図は従来のシェーディ
ング補正装置を示す斜視図、第９図は従来の光源による
光量分布を示す波形図である。 ＩＡはイメージセンサチップ、１ａ−１ｊはイメージセ
ンサ部（ＣＯＤ）　、２は結像手段（ロッドレンズアレ
イ）、３は光源（蛍光灯）、４は原稿、１１は受光部、
１２はトランスファーゲート、１３は電荷結合素子チャ
ンネル。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 Ｌ２名） １１：螢光、Ｈ５ １２トランスファーケート １３：ＣＣＤ＋欠ンネル 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿を照射する光源と、この光源により照射された原稿
   上の画像を、複数個のイメージセンサ部を有するイメー
   ジセンサチップ上に結像させる結像手段とを備えた画像
   読取装置において、上記イメージセンサ部は、結像のた
   めの入射光により電荷を生成し、かつその電荷の蓄積時
   間を画像のシェーディング補正が得られるよう調整する
   受光部と、この受光部で生成蓄積した電荷を所定周期の
   トランスファーゲートパルスで転送するトランスファー
   ゲートと、このトランスファーゲートによって転送され
   た電荷を受けて次々にアナログ信号を送り出す電荷結合
   素子チャンネルとから構成したことを特徴とする画像読
   取装置。