JPH0437616B2

JPH0437616B2 -

Info

Publication number: JPH0437616B2
Application number: JP57195351A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hosaka; Tsuneo Yoneyama
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1992-06-19
Also published as: JPS5986362A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は画像等の読み取り装置に係わり、特
にカラー原稿を読み取るカラー密着センサに関す
る。〔発明の技術的背景とその問題点〕情報を含んだ原稿の読み取り装置に対して、高
分解能、小型化、カラー化等が要求されている。このような要求に対する技術として固体走査方
式がある。例えば、光電変換用のオートダイオードアレイ
とMOSスイツチとを組み合わせたもの、又は、
デバイス自身で画素分解機能と光情報蓄積機能を
兼ね備えた半導体機能素子を用いたもの等があ
る。このような固体撮像素子は、高集積化されて
いるので１チツプの大きさが原稿よりも非常に小
さくなつてしまい、縮小光学系を用いなければな
らなかつた。特に特開昭54−79511号公報の第２
頁左欄下段には、「市販の光ダイオードアレイや
CCDセンサは集積化されているため原稿の読取
には縮小光学系を使わなければならない。このた
めに光学系部分が大型化することはさけられず、
これは小型の原稿読取装置を作るためには極めて
都合の悪いことである。それでは１：１の原稿結
像光学系、具体的にはセルフオツクレンズを使え
るような原稿幅大の受光素子アレイを採用しさえ
すれば小型にできるかと言うとそうではない。市
販の単品半導体スイツチを使つて読取回路を作ろ
うとすれば、部品の大きさ、個数から判断してか
なり大型且つ高価なものになつてしまう。」とい
う記載がなされている。この記載は、この分野に
おける状況を端的に表わしており、このような認
識の上に密着センサが開発されつつある。一方、カラー原稿の読み取りは、ダイクロイツ
クミラー（dichroic mirror）を用いて実現され
ていた。周知のようにダイクロイツクは、屈折率
の異なる層を重ね合わせたもので、所望の波長領
域の反射率が大きくなる性質を用いて、Ｒ、Ｇ、
B3色の色分離を行い、レンズ系により縮小した
像を異なる光電変換装置によつて同時に読み取る
ものである。概ね、白黒原稿の読み取り装置の３
倍の大きさとなつてしまつた。又、この場合の解
像度は、レンズ系により像を縮小するので、セン
サの大きさと、その素子数により限定されてしま
つた。これに対し密着センサのカラー化としては、田
尻等により発表されたCd−Seセンサを用いたも
のがある。（昭和57年度画像電子学会全国大会
“密着型センサ用カラー光電変換回路の検討”）こ
の方式は、密着センサのカラー化として、注目す
べきものである。しかし、Cd−Seの光応答速度
に限界があり、画像読み取り時間は、単色当り、
20ｍsec／lineが限界である。又、この方式では、フイルターを用いることな
く、赤(R)および緑(G)の光源としてＲ、ＧのLED
（Light Emitting Diode）、青(B)の光源として螢
光表示管を用い、一走査ごとに、光源の切り換え
を行ない、カラー画像についてのＲ、Ｇ、Ｂの出
力を得ている。従つて、３色の色分離画像を得る
には、単色画像走査時間の３倍の走査時間を要
し、ほぼ60ｍsec／lineの読み取り時間が必要で
あつた。更に、解像度については、cd−Seを用いたセ
ンサの製作上の制約から８本／mmと限定されてい
た。〔発明の目的〕本発明は、以上の欠点を解消した高速かつ高分
解能な密着センサで、特に、複数のイメージセン
サを設置する際の機械誤差を吸収し、原稿の１ラ
イン分の読取信号を抜け落ちや重複なくきれいに
得ることのできる密着センサを提供することを目
的とする。〔発明の概要〕本発明は、光源と、光学系と、複数のイメージ
センサを千鳥状に並べて成るセンサパツケージと
を備えた密着センサであり、上記の複数のイメー
ジセンサはその各読取領域が配列方向に沿つて互
いに重なり部を有するよう配列されるものであつ
て、その重なり量を予め記憶しておくことによ
り、記憶された重なり量に基づいて、重なり合つ
たイメージセンサのどちらかの出力信号から重な
り部に対応する信号を除去して、１ラインの画像
情報を得ることを特徴とするものである。〔発明の実施例〕次に、この発明の実施例を図面に従つて説明す
る。本発明は密着センサに関するものであるが、
実施例においてはカラー密着センサについて、本
発明の周辺技術も含めて詳しく説明する。この実
施例でのカラー密着センサは、A4判の大きさの
カラー原稿を読み取り可能なものである。このカラー密着センサは、第１図に示されるよ
うに、複数のCCDチツプ（第１図には図示しな
い）を塔載したセンサパツケージ１１と、このセ
ンサパツケージ１１上に配列された２本の集束性
ロツドレンズアレイ１２と、この集束性ロツドレ
ンズアレイ１２の側面付近に設けられた線状の光
源１３とが一体構造をなして成る。但し、第１図
では、線状の光源１３が１本しか示されていない
が、実際には、集束性ロツドレンズアレイ１２を
挾むように、もう１本設けられている。このカラー密着センサの機能は、概略を述べる
と、光源１３からの光が、図示しない原稿に照射
され、その反射光が集束性ロツドレンズアレイ１
２により、センサパツケージ１１上のCCDチツ
プに照射される。ここで重要な点は、集束性ロツ
ドレンズアレイ１２が原稿からの反射光を何等縮
小させることなく、１対１の関係で、複数の
CCDチツプ上に結像させることである。こうしてCCDチツプ上に結像された光学像は、
CCDの光電変換能力により電荷に変換される。
この電荷は、CCDの電荷伝送能力により順位転
送され画像信号となる。このような信号変換が、
カラー密着センサの原稿に対する移動と共に行わ
れる。さて、各部を詳細に説明していく。センサパツ
ケージ１１は、第２図に示されるように、千鳥状
に並べられた８個のCCDチツプ２１ａ乃至２１
ｈが設けられたセラミツク基板２２と、このセラ
ミツク基板２２を覆う容器２３とから成る。 CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈは、東京芝浦電
気株式会社製のTCD102C−１を用いている。こ
のCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部は、Ｐ
−ｎフオトダイオードから成る。この受光部の１
ビツトの大きさは、14μ×14μである。１個の
CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈは、2048ビツト
（約28.7mm）の受光部から成る。この発明では、このようなCCDチツプ２１ａ
乃至２１ｈを第２図に示されるように千鳥状に２
列に配列している。この時２列のCCDチツプ２
１ａ乃至２１ｈは、第３図に示されるように、受
光部の中心間距離ｍをもつて、略平行に設けられ
る。又、これらのCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈ
は配列方向に沿つて互いに重なりｄを許して配列
される。但し、重なりｄは、無制限に許されるのではな
く、CCDチツプ２１ａの先端から、CCDチツプ
２１ｈの後端までの長さｌが、読み取り原稿幅に
相当するように設定される。この実施例では、
A4判の幅である210mmに相当する。又、CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部の
全ては、画像の読み取りに用いない。前述のよう
に、１個のCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈは、
2048ビツトの受光部から成る。これらの受光部
は、左端から、ダミー領域４１、1908ビツトの読
取有効領域４２、次段CCDチツプとの重なり許
容領域４３とから成る。読取有効領域４２を
CCDチツプの個数分足し合わせた長さは、A4判
の幅210mm強である。後に詳述するように、集束性ロツドレンズアレ
イ１２によつて、原稿上の１ラインが、縮小され
ることなく、１対１で、CCDチツプ２１ａ乃至
２１ｈ上に結像される。すなわち、同一ライン上
の画像情報が、第３図に示されるCCDチツプ２
１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの列及びCCDチ
ツプ２１ｂ，２１ｄ，２１ｆ，２１ｈの列上に結
像される。原稿の同一ライン上の画像情報を再生するには
全CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈからの全出力が
必要であるが、前述のように重複を許して千鳥状
に配列されるため、CCDチツプ２１ａ乃至２１
ｈからの情報にも重複がある。これを反映したの
が、ダミー領域４１、重なり許容領域４３の存在
である。但し、ダミー領域４１、読取有効領域４
２、重なり許容領域４３は、CCDチツプ２１ａ
乃至２１ｈの受光部上で、目印がある訳ではな
く、後述する信号処理での相違を意味するものに
すぎない。このようなCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受
光部には、ガラスフイルタを設置する。ガラスフ
イルタを設置するには機械的精度が重要である。
この実施例では、実装時の位置精度の点から、重
なり領域４３は、1.3mm幅迄許容した。色フイルタを取り付けるには、受光部に直接フ
イルタを焼き付けることも可能である。この方法
によると、フイルタが非常に精度良く、しかも受
光部のみに焼き付けることが可能となる。この方
法に於いては焼き付け技術がポイントである。次にフイルタ配列について説明する。この実施
例では、ホワイト(W)、イエロー(Y)、シアン(C)のフ
イルタ配列とした。１つのフイルタを、２ビツト
の受光部に貼り付け、３色６ビツトとした。後述
するように、６ビツトで、読み取り時の１画素と
した。次にフイルタの分光特性について説明する。こ
こで言う分光特性は、波長と透過率との関係であ
る。第５図の曲線５１で示されるように、Ｗのフ
イルタは全波長にわたつて、透光率がほぼ100％
近い。Ｃのフイルタの透過率は、曲線５２で示さ
れるように500nｍ付近でピークを示し700nｍ付
近で再び増加状態となつている。Ｙのフイルタの
透過率は、曲線５３で示されるように、500nｍ
付近から急増している。これらのフイルタの分光
特性において重要な点は、人間の視感度領域外の
700nｍ程度の波長に対しても、透過率が零にな
らない点である。ここでのフイルタはこのような特性を有する
が、フイルタとCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈと
で、人間の目と同様な機能を果たすことになる。
CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部の分光特
性については第６図に示されるように、700nｍ
程度の波長で最大となり1000nｍ以上まで有限な
相対感度を有する。結局、この実施例での色フイルタが貼り付けら
れたCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部は、
700nｍ以上の波長に対しても応答が存在するこ
とになる。これに対し、よく知られているように
人間の目の視感度は700nｍ以上の波長に対して
は零である。従つて、単に、CCDチツプ２１ａ
乃至２１ｈとＷ、Ｙ、Ｃのフイルタとの組み合わ
せでは、人間の目と同一機能とはならない。これ
を解決するために、この実施例では、後述するよ
うに、光源を特定としている。このような色フイルタが設けられたCCDチツ
プ２１ａ乃至２１ｈはセラミツク基板２２の上に
配列された後、容器２３で被れる。この容器２３
は、底面がない箱であり、CCDチツプ２１ａ乃
至２１ｈを埃等から保護している。ただし、
CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈには光が照射され
る必要があるので、装着状態においてCCDチツ
プ２１ａ乃至２１ｈに対応する箇所に窓が設けら
れている。この窓が設けられた面を、更にカバー
ガラスで覆う。このようにして、CCD２１ａ乃
至２１ｈには光のみが供給され、埃等は付着する
ことがない。次に、集束性ロツドレンズアレイ１２について
説明する。集束性ロツドレンズアレイ１２は、商品名セル
フオツクレンズ（日本板硝子製）として広く販売
されており容易に入手可能である。この実施例で
の集束性ロツドレンズアレイ１２は、光の入射
側、出射側の焦点間距離、すなわち、共役長Tc
が54mmで、等価Ｆナンバがほぼ3.15のものを使用
した。更に、第７図に示されるように、集束性ロツド
レンズアレイ１２の光軸のなす角は、ほぼ15°で
あり、光軸の一致する箇所に、原稿面７１が位置
する。この原稿面７１と反射方向にCCDチツプ
２１ａ乃至２１ｈを２分するCCDチツプ列７２
が存在する。このような設定により、原稿面７１とCCDチ
ツプ列７２上が結像関係にある。すなわち、原稿
面７１上の画像が１対１の正立像として、CCD
チツプ列７２上に結像される。しかしながら、原
稿面７１は、通常の使用において、凹凸が生じて
いることが多く、所謂原稿の浮上りが生じるとこ
ろが、集束性ロツドレンズアレイ１２は焦点深度
が深く、原稿の位置変動に対して強い。すなわ
ち、原稿７１とCCDチツプ７２との結像関係は
くずれにくい。又、集束性ロツドレンズアレイ１２の傾き誤
差、集束性ロツドレンズアレイ１２の長手方向の
平行度のずれ等は結像関係に重要な影響を与え
る。言い換えると、集束性ロツドレンズアレイ１２
の位置を正確に設定することが、読み取り精度に
多大な影響を与える。１つの調整手段を示す。こ
の調整手段は概略、第８図及び第９図に示される
ように、集束性ロツドレンズアレイ１２を沿わせ
るように設けられた板状の角度調整用板８１と、
この角度調整用板８１と集束性ロツドレンズアレ
イ１２との間の距離を規制し、角度調整用板８１
に対して集束性ロツドレンズアレイ１２を固定す
るネジ８２とから成る。更に詳述する。この調整手段は、一対をなし
て、集束性ロツドレンズアレイ１２を狭むように
して設けられる。この調整手段は、角度調整用板
８１の傾きが微調整できるように次の構造をと
る。基板８３の上に、角度調整用板８１を保持する
狭持部８４が両端に固定して設けられる。しか
し、角度調整用板８１は、狭持部８４による保持
点を中心にして回動可能とする。但し、この保持
点は、角度調整用板８１の両端面の略中心に位置
する。この保持部８４に平行で、かつ基板８３の中央
寄りに、規制用突起８５を設ける。一方、角度調整用板８１の側面の両端付近に
は、第８図ｂで示されるような、略Ｌ字状の調整
部材８６が固着される。この調整部材８６のう
ち、角度調整用板８１に固着されていない調整部
材８６の端の下部には水平突起８７が設けられ
る。この調整部材８６は、水平突起８７が設けら
れた面の反対面の規制用突起８５の側面に接して
いる。調整部材８６は、角度調整用板８１に固着され
一体となつて動く。従つて保持部８４の保持点中
心にして、角度調整用板８１を回動させると、調
整部材８６も動く。特に、水平突起８７は、略上
下移動を行う。逆に、水平突起８７を上下に動か
すと、角度調整用板８１は、垂直方向に対する傾
きが変化する。この水平突起を上下に動かすの
が、角度調整ネジ８８である。この角度調整ネジ
８８は次のようにも設定される。保持部８４およ
び規制用突起８５は略同一の高さであり、これら
に規制用部材８９をわたす。この規制用部材８９
は、保持部８４、規制用突起８５とに固着され
る。この規制用部材８９は、水平突起８７の上側に
迄延びている。この部分は、ねじ切りされてお
り、角度調整ネジ８８が設けられている。この角
度調整ネジ８８の下端は、水平突起８７に接して
いる。従つて、角度調整ネジ８８を下側に進ませる
と、水平突起８７が下向きに押され、第９図の矢
印９０で示される方向から見て、時計方向に、角
度調整用板８１が回動する。角度調整ネジ８８を
上側に進ませると、水平突起８７はバネ８９ａに
より常に上向きの力が与えられており、上向きに
動く。すると、角度調整用板８１は、反時計方向
に回動する。このように角度調整ネジ８８を用いて、角度調
整用板８１の角度が決定したなら、調整ネジ８２
によつて集束性ロツドレンズアレイ１２を固定す
る。角度調整用板８１には、中央付近に、等間隔で
孔９０ａ乃至９０ｆが設けられている。これらの
孔９０ａ乃至９０ｆのうち、孔９０ｂ，９０ａ，
９０ｆにはタツプを施す。孔９０ａ，９０ｃ，９
０ｅには、タツプは施さない。一方、集束性ロツドレンズアレイ１２には、角
度調整用板８１の孔９０ａ，９０ｃ，９０ｅに対
応した位置に、孔９１ａ，９１ｂ，９１ｃを設け
る。この孔９１ａ，９１ｂ，９１ｃにはタツプを
施す。ここで注意するのは、孔９１ａ，９１ｂ，９１
ｃが設けられた箇所には、CCDチツプ２１ａ乃
至２１ｈが位置しておらず、孔９１ａ，９１ｂ，
９１ｃ、の中間にのみ、CCDチツプ２１ａ乃至
２１ｈが位置している点である。すなわち、第３
図ｂに示されるように、集束性ロツドアレイ１２
は全て有効に用いるのではなく、CCDチツプ２
１ａ乃至２１ｈが位置する箇所のみであることを
利用し、CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈに光を供
給しない箇所には、調整用の孔９１ａ，９１ｂ，
９１ｃを設けたのである。このような構成において、孔９０ａ，９０ｃ，
９０ｅに調整ネジ８２を貫通させ、孔９１ａ，９
１ｂ，９１ｃにおいて、螺合させる。ここで、例
えば、孔９０ａと孔９１ｂとの距離は、孔９１ａ
での螺合量によつて調整される。孔９０ｃと孔９
１ｂとの距離、孔９０ｅと孔９１ｃとの距離も同
様である。又、孔９０ｂ，９０ｄ，９０ｆに調整ネジ８２
が挿入されると、調整ネジ８２と角度調整用板８
１とが螺合される。この時、調整ネジ８２の他端
は、集束性ロツドレンズアレイ１２の側面に達
し、孔９０ｂ，９０ｄ，９０ｆにおける集束性ロ
ツドレンズアレイ１２と、角度調整用板８１との
距離が規定される。集束性ロツドレンズアレイ１２は熱に弱く、非
常にたわみやすいが、このように、複数の点で、
角度調整用板８１と集束性ロツドレンズアレイ１
２との距離を規定するので、このたわみは補正さ
れる。しかも、この距離の規定の際に、孔９１
ａ，９１ｂ，９１ｃの点では、集束性ロツドレン
ズアレイ１２から角度調整用板８１に向かう力を
生じさせ、孔９０ｂ，９０ｄ，９０ｆに対応する
位置では、角度調整用板８１から集束性ロツドレ
ンズアレイ１２へ向かう力を生じさせているの
で、より完全に補正される。又、調整ネジ８２の個々を調整することによつ
て、集束性ロツドレンズアレイ１２と再度調整用
板８１とを平行に、すなわち、２個の集束性ロツ
ドレンズアレイ１２とを平行にすることができ
る。次に、光源１３について説明する。この実施例
での光源１３は、螢光灯で構成される。この実施
例において、螢光灯の選択は、重要である。読み取り装置としての密着センサに要求される
機能は、人間の目と同一感覚で画像、特に色を読
み取る機能である。密着センサで得られた画像情
報を用いて、表示装置で視覚化するからである。密着センサにとつて、人間が黒いと感じる色
は、やはり黒と読み取る必要がある。色の読み取
りに関して、密着センサは、人間の目より優れて
いても、劣つていてもいけない。第１０図は、ThomsonとWrightの求めたgi曲
線を示す。この曲線は、色に応じた人間の目の視
感度特性を示し、視感度特性とは、色光に対する
明るさ感覚と光の波長との関係をいう。g₁，g₂，
g₃の曲線はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応している。
この曲線からも明らかなように、人間の目は、
700nｍ以上の長波長の光には感じない。一方、CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部
及び色フイルタの分光特性は、前述のように、
700nｍ以上の長波長の光に対しても有限な感度
値を有している。従つて、このような色フイル
タ、CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部に対
し、白色光が入射されると、700nｍ以上の長波
長の光にさえ感じてしまう。そこで、この実施例では、螢光灯の螢光体を選
択することによつて、人間の目の視感度特に一致
させることとした。この実施例では、異なる分光波長の２本の螢光
灯を使用し、その螢光体の組み合わせは、White
とBlueである。 () White＋Blue（全体としてSPD−11J）これらの螢光体の分光特性を第１１図及び第１
２図に示す。Whiteの螢光体は3Ca₃（PO₄）₂・Ca
（Ｆ、Cl）₂：Sb、Mnその分光特性は、第１１図
に示されるように、700nｍに近い波長領域（こ
の領域は、今必要とされる700nｍ以下の波長領
域では、長波長領域と呼べる。）にピークを有す
る。 Blueの螢光灯は、3Sr₃（PO₄）₂・CaCl₂：Euで
あり第１２図に示されるように、450nｍに近い
波長領域（短波長領域と呼べる。）にピークを有
する。このように、これらの螢光体は、短波長領域に
ピークを有する螢光体が２種類、長波長領域にピ
ークを有する螢光体であり、前者の量を多くする
ことによつてCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈの受
光部の感度が短波長領域で少ないこと、及びフイ
ルタ自身の光量減少を補つている。このような螢光体を有する螢光灯は、一種の線
状光線であるが、フイラメントの影響により管路
長方向に、輝度の不均一が生じる。この実施例では、A4判の幅にわたつて一様な
照度を得るために、螢光灯１３の管路長を、第１
４図に示されるように、長くとり、フイラメント
間隔の距離を269mmとした。これによつて、A4判
内では、±５％以内の照度の均一性が実現された。又、この実施例での螢光灯は、反射膜付き螢光
灯であり、開口を有する。但し、第７図に示されるように、２個の集束性
ロツドレンズアレイ１２の光軸の一致点Ｐと螢光
灯１３の中心的Ｑ・とのなす角を45°と設定した。以上の構造により、集束性ロツドレンズアレイ
１２は、原稿面７１上の画像を正立で、かつ、１
対１の大きさでCCDチツプ２１ａ乃至２１ｈ上
に結像させる。すなわち、CCDチツプ２１ａ乃至２１ｈ上に
は原稿７１上の画像がそのまま写される。CCD
チツプ２１ａ乃至２１ｈの受光部は、約14μｍの
ピツチで、１mm当り72ビツトに相等する。従つて、白黒で読み取るなら、原稿面７１上の
画像を72本／mmで読み取り可能となる。この実施例は、カラー密着センサであり、第１
４図に示されるように、２ビツトの受光部に同一
の色フイルタを設け、これをＷ、Ｃ、Ｙについて
行つている。結局、６ビツトで１画素を形成する
ことになり、分解能は、白黒対応36本／mm、三色
分解時12本／mm（１画素は84μｍ）に相等する。次に電気系統について説明する。電気系統は
CCDを動作させる駆動回路と、CCDからの出力
信号を画像情報に適した形に変換するアナログ処
理回路系と、このアナログ処理回路系からの信号
を記録装置の記録形態に適した信号に変換するデ
イジタル処理回路系とから成る。まず、駆動回路から説明する。但し、以下の説
明では、CCDチツプ２１ａの駆動回路とする。
この駆動回路は、第１５図に示されるように、２
相クロツクφ₁，φ₂、走査同期信号SH、リセツト
信号RS、出力信号OS、サンプリングホールド信
号SPのみを扱う。クロツク信号φ₁の入力端子には、インバータ
１７１が接続される。このインバータ１７１の出
力端子には、抵抗１７２及びスピードアツプ用コ
ンデンサ１７３と並列に接続される。この並列素
子の端子は、インバータ１７４の入力端子に接続
される。このインバータ１７４の出力端子は、抵
抗１７５に接続される。抵抗１７５は更に、
CCDチツプ２１ａのφ₁端子に接続される。クロツク信号φ₂の入力端子と、CCDチツプ２
１ａのφ₂端子間の接続は、φ₁の場合と同一であ
る。走査同期信号SHの入力端子にも、インバータ
１７１、抵抗１７２、コンデンサ１７３、インバ
ータ１７４が接続される。このインバータ１７４
には、抵抗１７６が接続される。この抵抗１７６
は、CCDチツプ２１ａのSH端子に接続される。出力信号OSの端子はPnPトランジスタ１７８
のエミツタ及び負荷抵抗１７９に接続される。
PnPトランジスタ１７８のコレクタは、抵抗１８
０に接続される。この抵抗１８０の他端は接地さ
れる。PnPトランジスタ１７８のベースは、
CCDチツプ２１ａのOS端子に接続される。又、CCDチツプ２１ａの動作電源Ｖを端子１
８１から供給する。この端子１８１は、接地され
たコンデンサ１８２の一端と接続される。このコ
ンデンサ１８２の一端は、前述の抵抗１７９及び
CCDチツプ２１ａのOD端子に接続される。以上の構成において、インバータ１７１は、
SN7104を使用し、インバータ１７４は、２個で
１組となり、DS0026を用いた。このDS0026動作電源は、端子１８１から供給
される。すなわち、コンデンサ１８２の一端に抵
抗１８３を介し、供給される。２相クロツクφ₁，φ₂は、CCDチツプ２１ａの
各ビツトに生じた電荷を転送するのに必要な信号
である。この電荷の転送は高速に行うので、波形
歪みが生じる可能性がある。この対策として、抵
抗１７５，１７６の抵抗値を実験より最適値に設
定した。走査同期信号SHは、CCDチツプ２１ａの電荷
の転送上、１走査の区別をつける信号である。リ
セツト信号RSは、電荷が転送された後のビツト
を消去する信号である。信号OSは、CCDチツプ２１ａからの出力信号
である。このCCDチツプ２１ａは、仕様より、
有効信号が2048ビツト分あり、ダミー信号と
CCDから出力される基準黒レベル信号とを出力
する。これらの信号は、ビツト位置が正確に設定
されている。基準黒レベル信号は、後述するよう
に、受光部の暗信号であり、色に応じた真の出力
を得るために用いる。次にアナログ処理回路について説明する。この
アナログ処理回路は、各CCDチツプ２１ａ乃至
２１ｈ毎に設けられる。ここでは代表として
CCDチツプ２１ａに対する回路を説明する。この回路は、第１６図に説明するようにCCD
チツプ２１ａからの信号を光に応じた真の出力と
する補正部１６１と、この補正部１６１からの信
号を色毎に分離積分する積分部１６２と、この積
分部１６２からの信号を色毎に増幅して調整する
増幅部１６３と、この増幅部１６３からの色毎の
出力をデイジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換部１
６４と、このＡ−Ｄ変換部１６４からの信号を記
憶する記憶部１６５とから成る。補正部１６１は、零クランプ回路１６１１と、
増幅部１６１２とから成る。積分部１６２は、増幅器１６２の出力を色毎に
分離するマルチプレクサ１６２１と、このマルチ
プレクサ１６２１からの色毎の出力信号を積分す
る積分回路１６２２ａ乃至１６２２ｃとから成
る。増幅部１６３は、積分回路１６２２ａ乃至１６
２２ｃ毎に設けられた増幅器１６３１ａ乃至１６
３１ｃとから成る。Ａ−Ｄ変換部１６４は、色毎に増幅された信号
を切り換えて出力するセレクタ１６４１と、この
セレクタ１６４１からの出力をデイジタル信号に
変換するＡ−Ｄ変換器１６４２とから成る。記憶部１６５は、Ｗ、Ｙ、Ｃ毎に設けられた記
憶領域１６５１，１６５２，１６５３とから成
る。以上が、CCDチツプ２１ａに対応して設けら
れたアナログ処理回路の主構成であるが、これら
の要素に加えて、いくつかの制御要素が設けられ
ている。これらについては、回路の動作と共に説
明する。まず、CCDチツプ２１ａは、発振器１６６の
パルス信号を適宜調整するCCD用パルス発生器
１６７からの信号群の供給を受ける。この信号群
は、CCDを動作させる駆動回路の説明で述べた
走査同期信号SH、リセツト信号RS、２相クロツ
クφ₁，φ₂である。このような信号群の供給を受けるCCDチツプ
２１ａからの出力信号は、前述のように、受光部
を構成する各ビツトからの信号である。この信号
がどのような種類の信号であるかは、CCDチツ
プによつて決まつている。この実施例で用いたCCDチツプは、TCD102C
−１であり、このCCDチツプの受光部の各ビツ
トの構成は、端からダミー領域、６ビツトの黒基
準用遮光領域、1908ビツトの有効読取領域、そし
て重なり許容領域となつている。ここで、遮光領域は、受光部を遮光したビツト
であり、この領域からの出力は、暗電流に伴う電
圧を有する。この電圧を基準電圧と呼ぶ。有効読
取領域の出力信号は、この基準電圧に対して微小
量である。例えば、TCD102C−１では基準電圧
が６乃至８ボルト、有効読取領域の出力信号は、
この基準電圧に対して100WVのオーダである。従つて、有効読取領域の出力信号を直接扱うこ
とは、信号処理上好ましくない。そこで、この信
号から基準電圧を除去し、Ｗ、Ｃ、Ｙのフイルタ
に応じた出力をすることが望ましい。この実施例では、これを実現するために、零ク
ランプ回路１６１１を設けている。零クランプ回
路１６１１は、基準電圧を基準にして、この値か
らの差異を出力する。このクランプ回路１６１１の出力信号は、微小
信号であるが、増幅器１６１２によつて一定数だ
け増幅される。この出力信号は、読取有効領域の
出力信号とそれに続くダミー領域の出力信号が含
まれる。有効読取領域は、第１５図に示されるように、
Ｗ、Ｙ、Ｃのフイルタの各々が２つのビツトに連
続して貼り付けられている。従つて、原稿が白紙で、反射光も白色光のとき
クランプ回路１６１１又は増幅器１６１２の出力
は、第１７図に示されるように、２ビツト分のＷ
に応じた信号１８１Ｗ、２ビツト分のＹに応じた
信号１８１Ｙ、２ビツト分のＣに応じた信号１８
１Ｃが連続している。但し、第１７図中では、各
転送信号の分離間隔は無視した。以下の図面でも
同様とする。増幅器１６１２の出力信号は、マルチプレクサ
１６２１に供給される。このマルチプレクサ１６
２１には、Ａ／Ｄ用パルス発生器１６８からの制
御信号が供給され、入力関係を切り替えている。この制御信号は、CCD用パルス発生器１６７
からの２相クロツクφ₁，φ₂に関連した信号であ
り、CCDチツプ２１ａからの信号の転送と同期
している。最初から２ビツトの信号に対しては、
信号線１６９ａに「１」が出力される。次に２ビ
ツトの信号に対しては、信号線１６９６に「１」
が出力される。更に、次の２ビツトの信号に対し
ては信号線１６９ｃに「１」が出力される。信号線１０９ａに「１」が入力すると、増幅器
１６１２の出力信号が、積分回路１６２２ａ（Ｗ
のフイルタに対応した積分回路である。）に入力
される。信号線１６９ｂに「１」が入力すると、
積分回路１６１２（Ｙのフイルタに対応した積分
回路である。）の出力信号が積分回路１６２２ｂ
（Ｃのフイルタに対応した積分回路である。）に入
力される。信号線１６９ｃに「１」が入力する
と、積分回路１６１２の出力信号が、積分回路１
６２２ｃに入力される。すなわち、マルチプレクサ１６２１の３端子か
らの出力は、第１８図ａ，ｂ，ｃに示されるよう
に、フイルタの色に応じた信号となる。積分回路１６２２ａ，１６２２ｂ，１６２２ｃ
では、このような信号を時間t₀の間積分してい
く。すると、第１９図に示されるように、実線２
０１で示されるような一定電圧Ｖを生じさせる電
荷が、コンデンサ中に保持される。次に、積分回路１６２２ａ，１６２２ｂ，１６
２２ｃに２ビツト分の信号が入力してから、次の
信号が入力する間に、Ａ／Ｄ用パルス発生器１６
８から、積分回路１６２２ａ，１６２２ｂ，１６
２２ｃに放電を指示する制御信号が供給される。
例えば、Ｗのフイルタに対応した積分回路１６２
２ａにおいて、一定時間経過した時刻t₁に（積分
によつて一定値が実現された後、）Ａ／Ｄ用パル
ス発生器１６８から信号線１８２ａを介して信号
「１」が供給され、積分回路１６２２ａ内のスイ
ツチが開状態となる。すると、コンデンサに蓄積
された電荷が放電し、積分回路１６２２ａが初期
化される。このような積分回路１６２２ａ，１６２２ｂ，
１６２２ｃは、次のような効果を有する。例え
ば、第２１図に示されるように、CCDチツプ２
１ａから転送された信号に、ノイズが乗つてしま
つた場合を考える。 CCDのノイズ源としては、デバイスへの電荷
注入によるノイズ、電荷を転送するときの電荷量
のゆらぎによるノイズ、電荷検出のときのノイズ
が存在する。又、ここでのアナログ処理回路のう
ち、補正部１６１は、CCDチツプ２１ａと共に
セラミツク基板２２上に設けられている。これ以
外は、本体側に設置され信号線で結ばれる。この
信号線は、ノイズを拾いやすい。これらのノイズ
は、画像情報に重大な影響を与える。ところが、積分という処理が時間的に点の処理
ではなく、時間的に一次元の処理なので、第２０
図の破線２０２で示されるように、平均化され、
影響がほとんどなくなる。但し、各積分回路１６
２２ａ，１６２２ｂ，１６２２ｃからの出力は一
致していない。このようにノイズの影響が除去された信号の
各々が、増幅器１６３１ａ，１６３１ｂ，１６３
１ｃによつて個々の増幅率で増幅される。ここで
第２１図ａ，ｂ，ｃに示されるように各増幅器１
６３１ａ，１６３１ｂ，１６３１ｃからの出力が
同一値V₂となるように、各増幅率が設定される。ここで、注意する点は、第２２図ａ，ｂ，ｃに
示されるように、各増幅器１６３１ａ，１６３１
ｂ，１６３１ｃからの信号は、完全に異なる時間
に出力されている点である。このような信号が、セレクタ１６４１に入力さ
れる。このセレクタ１６４１には、Ａ／Ｄ用パル
ス発生器１６８から、信号線１８３を介して、制
御信号が供給される。この制御信号は、CCDチ
ツプ２１ａからの信号が２ビツト分出力されるの
に同期している。この制御信号が供給されると、セレクタ１６４
１は、入力と出力との関係を切り換える。例え
ば、ある時刻に、増幅器１６３１ａの出力と、セ
レクタ１６４１の出力とが対応付けられている時
に、セレクタ１６４１に、制御信号が供給される
と、増幅器１６３１ｂの出力が、セレクタ１６４
１の出力となる。次に、セレクタ１６４１に制御
信号が供給されると、増幅器１６３１ｃの出力
が、セレクタ１６４１の出力となる。すなわち、セレクタ１６４１の出力としては、
Ｗ、Ｙ、Ｃのフイルタに応じた出力信号が交替に
表われている。このような信号は６ビツトのＡ−
Ｄ変換器１６４２でデイジタル信号に変換され
る。この変換するタイミングは、信号線１８４を
介してＡ／Ｄ用パルス発生器１６８から供給され
るＡ−Ｄ変換スタート信号により決定される。以上より、Ａ−Ｄ変換器１６４２の出力信号と
して、Ｗ、Ｙ、Ｃのフイルタに応じた４ビツトの
デイジタル信号が交替に表われる。ここで、このデイジタル信号の信号数を評価し
てみる。この実施例では、連続したCCDチツプ
２１ａからの信号を、マルチプレクサ１６２１に
よつて２ビツトづつに３色に分離している。更
に、積分回路１６２２ａ乃至１６２２ｃによつて
各色の信号を２ビツトづつ積分している。従つ
て、各色毎の信号数は、CCDチツプ２１ａから
の信号数に対し６分の１となつている。例えば、CCDチツプ２１ａ内の読取有効領域
は1908ビツトであつたが、１つのフイルタに応じ
た出力信号としては、その６分の１、すなわち、
318ビツトとなる。このような信号が記憶部１６５に記憶される。
記憶部１６５は、各CCDチツプ２１ａ乃至２１
ｈに対応し、かつ、Ｗ、Ｙ、Ｃに応じて記憶領域
が設定されている。CCDチツプ２１ａに対して
は、記憶領域１６５１，１６５２，１６５３が設
定されている。ここで、各記憶領域１６５１，１６５２，１６
５３はスタテイツクRAM（Ｒandom Ａccess
Ｍemory）でありその容量は、それぞれ324×６
ビツトである。Ａ−Ｄ変換器１６４２の出力信号
が６ビツトであるから、各記憶領域１６５１，１
６５２，１６５３は、324個の色信号を記憶しう
る。従つて、アドレスは、０乃至323番地迄を設
定している。ここで、色信号とは、Ｗ、Ｙ、Ｃが
貼り付けられた受光部からの信号に起因する信号
である。以下、この記憶領域１６５１，１６５２，１６
５３への情報の書き込み、読み出しについて説明
するが、留意するのは、CCDチツプ２１ａ乃至
２１ｈの配置と集束性ロツドレンズアレイ１２に
よる信号の重なり除去である。以下に説明するこ
の信号の重なり除去が、本発明の特徴部分をなす
ものである。さて、記憶領域１６５１，１６５２，１６５３
に対して、Ａ−Ｄ変換器１６４２からは、デイジ
タル信号が絶えず流入しようとしている。そこ
で、どこに記憶させるかという制御が必要にな
る。この実施例では、この制御を行うためにメモリ
コントロール１８５、アドレスカウンタ１８６、
アドレスデコーダ１８７、オア回路１８８、リー
ド／ライトコントロール１８９を設けている。リード／ライトコントロール１８９から書き込
み命令「１」が出ると、メモリコントロール１８
５は、Ａ−Ｄ変換スタート信号と同期した書き込
みパルスをＷ、Ｙ、Ｃに応じて記憶領域１６５
１，１６５２，１６５３に供給する。この信号に
よつて、記憶領域１６５１，１６５２，１６５３
を構成するスタテイツクRAMは、情報の書き込
みの禁止状態が解ける。言い換えると、記憶領域
１６５１，１６５２，１６５３には略連続してデ
イジタル信号が供給されるが、Ａ−Ｄ変換器１６
４２の出力信号に応じて書き込み可能な記憶領域
１６５１，１６５２，１６５３が選択される。更に、Ａ−Ｄ用パルス発生器１６８からクロツ
クパルスが、メモリコントロール１８５に供給さ
れる。この状態では、メモリコントロール１８５
は、このクロツクパルスを、アドレスカウンタ１
８６に供給する。このアドレスカウンタ１８６は、通常のカウン
タであり、その出力は、全てのCCDチツプ２１
ａ乃至２１ｈに対応した記憶部１６５に同時に供
給され、アドレスとして用いられる。一方、リード／ライトコントロール１８９から
の書き込み命令「１」は、オア回路１８８に供給
される。オア回路１８８の出力は、チツプセレク
タとして用いられる。すなわち、記憶部１６５に
オア回路１８８から信号「１」が供給されると同
時に、書き込み信号が供給されると、書き込み
が、読み出し信号が供給されると、読み出しが、
アドレス指定に従つて行われる。この実施例での書き込み時には、同時に全ての
記憶部１６５にオア回路１８８からの信号「１」
が供給される。従つて、８個のＡ−Ｄ変換器１６
４２からの出力はパラレルに記憶部１６５に供給
され、同時に記憶されていく。この時、１個の記
憶領域１６５１，１６５２，１６５３に対して、
０乃至323番地迄情報を収納可能である。この記憶領域１６５１，１６５２，１６５３に
対して入力されるデイジタル信号は、CCDチツ
プ２１ａの有効読取領域からの転送信号ばかりで
なく、CCDチツプ２１ａ上で読取有効領域に続
く重なり許容領域からの転送信号も含まれる。こ
の中で、有効読取領域からの転送信号のうち、単
一色に対する色信号は、318個であり、すべて６
ビツトのデイジタル信号となつている。従つて、各々０番地から323番地迄収納可能な
記憶領域１６５１，１６５２，１６５３の全番地
に情報を収納すると、書き込みが終了する。この
とき、記憶領域１６５１，１６５２，１６５３に
は有効読取領域に起因する色信号と重なり許容領
域からの信号とが同居している。こうして、記憶部１６５への情報収納が終了す
ると、メモリコントロール１８５から、リード・
ライトコントロール１８９に知らせる。すると、
リード・ライトコントロール１８９は書き込み命
令の選出を中止する。一方、メモリコントロール１８５は、記憶領域
１６５１，１６５２，１６５３に対して読み出し
パルスを送出する。これによつて、記憶領域１６
５１，１６５２，１６５３を構成するスタテイツ
クRAMは、読み出し禁止状態を解かれる。又、アドレスカウンタ１８６には、メモリコン
トロール１８５からクロツクパルスが与えられ、
クロツクパルスが与えられる度に、アドレスカウ
ンタ１８６の出力は１づつ加算されていく。そし
て設定数Ａ（318Ａ324）に達すると、内容を
クリアし、アドレスデコーダ１８７にこれを知ら
せる。アドレスデコーダ１８７では、アドレスカウン
タ１８６の内容が設定数Ａに一度も達していない
場合には、CCDチツプ２１ａに対応する記憶部
１６５を選択する。一旦設定数Ａに達したなら、
CCDチツプ２１ｂに対応する記憶部１６５を選
択する。更にもう一度設定数に達するとCCDチ
ツプ２１ｃに対応する記憶部１６５を選択する。
以下同様にしてCCDチツプ２１ｈに対応する記
憶部１６５を選択する。記憶部１６５からの読み出しは、このようなア
ドレスデコーダ１８７からのチツプセレクト信号
と、アドレスデコーダそして、メモリコントロー
ル１８５からの読み出しパルスの供給によつて行
われる。すなわち、情報の読み出しはCCDチツプ２１
ａに対応する記憶部１６５から順次、CCDチツ
プ２１ｈに対応する記憶部１６５迄行われる。但
しＷ、Ｙ、Ｃのフイルタに応じた情報は、同時に
読み出される。ここで重要な点は、前述の設定数Ａである。こ
の設定数Ａは重なり許容領域の重なり量を表す。
厳密に言うと本実施例での設定数Ａは重なつてい
ない部分の量を表しているが、重なり部分の量を
設定してその分を除去することと、重なつていな
い部分の量を設定してその分を採用することとは
同じことを意味することは言うまでもない。この
設定数Ａは、各記憶領域１６５１，１６５２，１
６５３内のどこ迄の番地を読み出すかを決めてい
る。前述のように、CCDチツプ２１ａ乃至２１
ｈの受光部は、互いに、重なり許しながら配列さ
れているので、この重なりを除去する必要があ
る。この実施例では、各記憶領域１６５１，１６５
２，１６５３に対し、CCDチツプ２１ａの有効
読取領域の先頭から収納しているので、読取有効
領域以外が、重なり領域であり、除去する必要が
ある。そこで、フイルタの貼り付け誤差及びCCDチ
ツプ２１ａ乃至２１ｈを設置する際の機械誤差を
考慮して、一旦、装置を完成させた後、設定数Ａ
を決めないで記憶部１６５からの情報を全て読み
出してみる。すると、有効読取領域と重なり領域
とが容易に見分けられる。そこで、この結果より
Ａを決定する。従つて、記憶部１６５によつて、
Ａは変化する可能性がある。このようにして読み取られた画像情報は、原稿
７１上の同一線上の画像を忠実に伝えるものであ
る。線状の光源は、螢光灯ばかりでなく、LED
（Light Emitting Diode）でも構わない。光学系は、集束性ロツドレンズアレイでなく、
樹脂から成る微小レンズを多数並べても構わな
い。このレンズは、設けられた領域（微小領域）
での画像を正立で、かつ、略等寸大で結像させ
る。イメージセンサは、CCDばかりでなく、入手
しうるあらゆるイメージセンサが適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一実施例に係る密着センサの概観斜
視図、第２図は、センサパツケージを示す斜視
図、第３図および第４図は、CCDチツプの配列
を示す図、第５図は、CCDチツプの受光部に貼
り付けられたフイルタの分光特性図、第６図は、
CCDチツプの受光部の分光特性図、第７図は、
密着センサの側面図、第８図および第９図は、集
束性ロツドレンズアレイの調整手段を示し、第８
図、その斜視図、第９図は、上面図、第１０図
は、ThomsonとWrightの求めたgi曲線を示す
図、第１１図および第１２図は、光源としての螢
光灯の各螢光体の分光特性図、第１３図は、螢光
灯の各部の相対輝度を示す図、第１４図は、
CCDチツプの受光部におけるフイルタの配列を
示す図、第１５図は、CCDチツプの駆動回路を
示す図、第１６図は、アナログ処理回路を示す
図、第１７図乃至第２１図は、アナログ処理回路
における各部での信号を示す図である。１２……集束性ロツドレンズアレイ、１３……
光源、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１
ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ……CCDチツプ。

Claims

【特許請求の範囲】１光源と、この光源の光が照射される読取対象物体からの
反射光を正立かつ略等寸大で結像させる光学系
と、第１列及び第２列のイメージセンサ各々の読取
領域が互いに重なり部を有するよう千鳥状に配列
され、かつ、前記光学系を介し前記読取対象物体
からの反射光を光電変換するためのセンサパツケ
ージと、このセンサパツケージの第１列及び第２列のイ
メージセンサの各読取領域の前記重なり部の重な
り量を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された重なり量に基づい
て、前記第１列または第２列のイメージセンサの
一方の出力信号から前記読取領域の重なり部に対
応する信号を除去する手段とを具備したことを特
徴とする密着センサ。