JPH08195877A

JPH08195877A - イメージセンサと画像処理回路

Info

Publication number: JPH08195877A
Application number: JP7005810A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hayashi; 俊男林; Masayuki Hirose; 正幸広瀬; Toshihiko Otsubo; 俊彦大坪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】センサアレイにおける各画素及びチップ間の
出力ばらつきを補正することを目的とする。【構成】同一基板上に生成された、少なくとも一画素
以上をアレー状に配列された光電変換手段７２と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段７３と、その転送された電荷を一つずつ転送する第
二の電荷転送手段７５とを具備するイメージセンサにお
いて、上記同一基板上にて第二の電荷転送手段の出力に
ゲイン制御アンプ７６を接続したことを特徴とする。ま
た、上記信号を処理する画像処理回路において、順次読
み出しが行なわれるラインイメージセンサの読み出しデ
ータが、あらかじめ決定された光電変換素子からの読み
出しデータに切り替わるときに、画像処理パラメータを
切り替えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハから切
り出された複数の光電変換素子を備えたシリコンチップ
をつなぎ合わせて、１ライン分の読み取りセンサを構成
するラインセンサ、または１個のシリコンウエハ上に複
数回のフォトマスク露光により１ライン分の読み取りセ
ンサを形成したラインイメージセンサを用いて、画像読
み取りを行なう画像読み取り部を有するスキャナまたは
複写機に関するものである。また上記シリコンチップ上
に、画像光を光電変換し電気画像信号を得る光電変換セ
ルを有するセンサアレーが形成され、該センサアレーの
出力信号を処理する画像処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各メーカより複数の印字ノズルを
直線状に配列し印字する画像に応じていくつかのノズル
よりインクの吐出を行なって画像の形成を行なう、いわ
ゆるオンデマンド方式のインクジェットプリンタの市場
投入が相次いでいる。このインクジェットプリンタは、
図２０に示すように例えば第１ノズルから第１２８ノズ
ルの１２８個のノズルを直線状に配したノズル列２１に
より、ライン状の印字を行なう印字ヘッド２２を有し、
印字ヘッド２２を不図示のヘッド駆動制御手段により図
の矢印Ａ方向に移動させ順次ライン状の印字を行なうこ
とにより、バンド状の画像を形成するプリンタである。
インクジェットプリンタの印字解像度は、印字ヘッド２
２のノズルの配列ピッチ及び図中の矢印Ａ方向への移動
精度によって決定する。例えば印字ヘッド２２のノズル
の配列のピッチが０．０６３５ｍｍであれば４００ｄｐ
ｉの解像度を有するプリンタを構成できる。もちろん、
矢印Ａの方向には０．０６３５ｍｍピッチの移動精度が
要求される。

【０００３】このインクジェットプリンタの印字ヘッド
２２のノズル数が前述の如く１２８個であるとすると、
１バンドの印字幅は０．０６３５×１２８＝８．１２８
ｍｍとなる。従って、１バンドの印字が終了したら、矢
印Ａと垂直な角度をなす、矢印Ｂの方向に不図示の紙送
り機構により、プリント用紙を８．１２８ｍｍだけ紙送
りし、次のバンド印字を行なう。インクジェットプリン
タは、以上の印字制御を繰り返すことによって所望の印
字範囲の印字を行なうものである。

【０００４】ところで、このようなインクジェットプリ
ンタに対応する画像読み取り装置（以下スキャナと記
す）の最適な読み取り構成は言うまでもなく、プリンタ
のバンド印字に対応するバンド読み取り方式である。即
ち、図２１に示すように第１画素から第１２８画素まで
の直線状に画素を配した１２８画素ラインセンサ２３を
搭載した画像読み取り部２４を具備するスキャナによ
り、所望の読み取り画像の読み取りを行なう。図２０の
印字ヘッド２２と同様に、画素の配列ピッチを０．０６
３５ｍｍ、読み取り部２４の矢印Ａ方向への移動ピッチ
を０．０６３５ｍｍとすることにより、４００ｄｐｉの
スキャナが構成できる。

【０００５】この構成から成るスキャナと前述のインク
ジェットプリンタを組み合わせることにより、１バンド
の読み取り動作に同期して、１バンドの印字動作を行な
う複写機が構成される。

【０００６】ラインセンサ２３は、１ラインのフォトセ
ンサの長さが約８ｍｍの短尺チップであるので、１個の
シリコンチップ上に１回のフォトマスク露光を行なうこ
とにより、１ライン分のフォトセンサが形成できる。ま
た、カラースキャナまたはカラー複写機に用いられるカ
ラーラインイメージセンサは、図２２に示すように白黒
ラインセンサ２５０上に設けられた１２８×３画素のフ
ォトセンサ２５１の開口部に第１画素の位置を基準にし
てＲフィルタ２４１、Ｇフィルタ２４２、Ｂフィルタ２
４３のストライプフィルタを順次蒸着し、第１画素〜第
３画素を１組として色分解を行なうように構成されてい
る。この場合白黒ラインセンサ２５０の画素ピッチは
０．０６３５／３ｍｍ＝０．０２１１ｍｍなので、やは
りチップ長は約８ｍｍであるため、１個のシリコンチッ
プ上に１回のフォトマスク露光を行なうことにより、１
ライン分のカラーセンサが形成可能である。

【０００７】このような、イメージセンサにはフォトセ
ンサに光が入光しなくても出力電圧が零にならない、い
わゆる暗出力電圧が出力されている。この暗出力電圧は
環境温度などにより出力が変動しているので読み取り動
作直前にその時点でのアナログ暗出力電圧、またはアナ
ログ暗出力電圧に相応したデジタルデータを、読み取り
信号から差し引く暗出力補正を行なうのが一般的であ
る。また、カラーセンサに限っていえば、カラーセンサ
に蒸着されるＲＧＢフィルタの分光特性で決定するカラ
ーセンサに固有の色空間を、カラー機器全般に共有な色
空間に変換する入力マスキング回路が設けてあるのがカ
ラースキャナまたはカラー複写機においては一般的であ
る。

【０００８】しかしながら、前述の約８ｍｍ幅の読み取
り、またはプリントを行なうスキャナとプリンタを組み
合わせて構成される複写機は１バンドの読取幅あるいは
印字幅が８．１２８ｍｍしかないために、例えば一般的
なＡ４サイズの原稿の複写を行なう場合でも、Ａ４サイ
ズの原稿の長辺２９７÷８．１２８≦３７バンドの読み
取り動作及び印字動作を必要とし、プリントアウトに要
する時間が長くなる、という欠点がある。

【０００９】上記の欠点を解消するために、印字ヘッド
のノズル数及び読み取り部のラインセンサの画素数を増
加する手法が考えられる。即ち、例えば、印字ヘッドの
ノズル数を５１２ノズル、読み取り部のラインセンサの
画素数を５１２画素（１２８画素の４倍）にすれば、読
み取り幅及び印字幅が３２．５１２ｍｍ（＝８．１２８
ｍｍ×４）となるのでＡ４サイズの原稿の複写を行なう
場合、２９７÷３２．５１２≦１０バンドの読み取り動
作及び印字動作で済ませられるので、プリントアウトま
での時間が大幅に短縮できる。

【００１０】また、上記説明の画像読取と画像再現との
両者で総合的に問題点を解決すべく開発されているが、
基本的には画像読取段階での性能向上があってこそ、総
合的な性能アップが図られる。その点で、従来の読取セ
ンサは、一般的にはＣＣＤイメージセンサやＦＡＸ等に
よく使用されている密着センサがある。これらのセンサ
はＣＣＤであれば、フォトダイオードに蓄積された電荷
をＣＣＤシフトレジスタに転送し１画素毎ＣＣＤシフト
レジスタにより電荷を転送し、ＦＤＡにおいて電荷を電
圧に変換しそのまま出力もしくは、規定量増幅して出力
している。

【００１１】さらに、センサ内にクランプ処理を内蔵し
たもの等種々考案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のイメージセンサには、大きく３つの問題点がある。

【００１３】まず、イメージセンサの動作電源の定電圧
化に伴い、イメージセンサ内のゲインを高く取ると電荷
発生部で飽和しているにもかかわらず、更にアンプで飽
和してしまいそれ以上の出力を得られない問題点が発生
する。逆に、イメージセンサのゲインを低くすると暗い
光が入ったときの信号出力が小さくなりノイズに埋もれ
てしまい画像品位を低下させるという問題も発生すると
いう問題点があった。

【００１４】２つ目として、イメージセンサの信号の基
準レベルは、温度変化により変化するためセンサー信号
出力を直接Ａ／Ｄ変換器に入れることはできず、クラン
プ処理もしくは、オフセットをリアルタイムに調整する
ように構成する必要があるという問題点がある。さら
に、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換器に入れるレベル範
囲が異なるために、それにあわせる処理が必要であると
いう問題点があった。

【００１５】３つ目として、イメージセンサの出力感度
は、ＣＣＤイメージセンサの場合ではフォトダイオード
を構成するシリコンウエハーのばらつきにより感度が一
般的に±２０％程度ばらつき、さらに、カラーフィルタ
の濃度むらとして更に±１０％程度のばらつきが存在す
るため、イメージセンサ信号を正確に処理するために
は、イメージセンサの出力を検査し、規定感度に入って
いるか確認するもしくは、イメージセンサ信号の処理回
路にこのばらつきを補正する回路が必要となり、コスト
アップとなるという問題点があった。

【００１６】また、複写機等の全システムにおいては、
５１２画素のバンドスキャナを行なうスキャナに搭載す
るラインセンサについて考えてみると、最も簡潔な光学
系の構成である等倍結像系でのセンサの受光画素の長さ
は３２．５１２ｍｍとなる。しかし、この長さのライン
センサをシリコンウエハ上で構成し、１チップ分を１回
の切り出し工程で取り出し、かつ１回のフォトマスク露
光工程で製造することは現在の技術では極めて困難であ
る。従って、３２．５１２ｍｍのチップ長を有するライ
ンセンサを実現するためには、図２３（ａ）に示すよう
に例えば５インチのマスタシリコンウエハ２３１上に約
２０ｍｍ×２０ｍｍの切り出し領域２３２を設け、それ
ぞれの切り出し領域２３２に対して、図２３（ｂ）に示
すように、切り出し領域２３２を２分割して約１７ｍｍ
長の切り出し領域２３３及び２３４を設けるという手法
を取らざるを得ない。

【００１７】即ち、切り出し領域２３３は第１画素から
第２５６画素（５１２画素／２）をシリコン上に構成し
たシリコンチップであり、また、切り出し領域２３４は
第２５７画素から第５１２画素をシリコン上に構成した
シリコンチップである。実際に、ラインセンサを作成す
る工程では、切り出し領域２３３のシリコンチップの第
２５６画素の直後に、切り出し領域２３４のシリコンチ
ップの第２５７画素がつながるように不図示のパッケー
ジ内部でレイアウト及びワイヤボンディング配線を行な
うが、切り出し領域２３３のシリコンチップと切り出し
領域２３４のシリコンチップのつなぎ精度には限界があ
り、少々の位置ずれは避けられない。

【００１８】このため、例えば、白黒５１２×３画素の
各々の開口部に、ＲＧＢのフィルタを画素毎に順次蒸着
するインラインタイプのカラーセンサなどでは、開口部
に対する各フィルタの蒸着の具合が、切り出し領域２３
３と切り出し領域２３４で異なる場合がある。一例を図
２４に示す。図２４では、切り出し領域２３３の位置を
基準にＲフィルタ２４１、Ｇフィルタ２４２、Ｂフィル
タ２４３のフィルタ蒸着を行なっているため、切り出し
領域２３３は開口部全面にフィルタ２４１〜２４３がか
かっているが、切り出し領域２３４は開口部全面にフィ
ルタ２４１〜２４３がかかっていない領域２４４がある
ため、同じ色を読み取っても前半２５６画素と後半２５
６画素で色が変わってしまう、という不具合があった。

【００１９】ＲＧＢフィルタの色材のばらつきによる、
１ライン間のＲＧＢ画素の分光特性のばらつきについて
は、前述の入力マスキング処理回路のパラメータを変更
することにより所望の色空間に変更することは可能であ
るが、パラメータは１ライン間全ての画素に共通なの
で、この不具合には対応しきれないため、出来上がった
カラーセンサの分光特性を調べて選別して使用するとい
う、使い勝手の面からもコスト的な面からもデメリット
が大きかった。

【００２０】さらには、前半画素と後半画素が別個のチ
ップであるために、前述の暗出力電圧の出力特性が前半
画素と後半画素で異なる、という不具合も同時に発生す
る。つまり、前述の暗出力補正回路のパラメータも、１
ライン間全ての画素に共通なので、この不具合には対応
できず、前半画素と後半画素で色ないしは明るさが異な
るという現象がみられた。

【００２１】また、以上述べた不具合は、２個のシリコ
ンチップをつなぎ合わせる構成のイメージセンサに限ら
ず、１個のシリコンチップ上に、２回のフォトマスク露
光工程をもって１ラインを構成するイメージセンサにつ
いても同様のことがいえる。

【００２２】即ち、長尺のイメージセンサのフォトマス
ク露光は露光装置の装置上の制限により１回の露光では
所望の露光範囲（ここでは約３２ｍｍ長）がカバーでき
ないため、図２５（ａ）に示すように約４０ｍｍ長のシ
リコンチップ１７５上の所望露光範囲１７０に、図２５
（ｂ）に示すように第１回目のフォトマスク露光１７１
を行ない、まず約１６ｍｍ長の露光を行なう。その後で
図２５（ｃ）に示すように第２回目のフォトマスク露光
１７２を行ない、残りの約１６ｍｍ長の露光を行なって
都合約３２ｍｍ長の露光処理を実現する。以上の工程に
より実現されるイメージセンサについても、第２回目の
フォトマスク露光時のマスクの位置精度、第１回目と第
２回目の露光量のばらつきなどが発生するので上記と同
様の不具合が生じる。

【００２３】

【課題を解決する手段及び作用】本発明は、前述の不具
合を解消するために、まずシリコンチップに形成された
光電変換素子からの画像信号をそのチップ上に利得制御
可能なアンプを備え、画像のばらつきを該ゲインを切り
換えることを第１の目的とする。

【００２４】本発明によれば、前記問題を解決するため
にまず、イメージセンサのフォトセンサ出力にゲインを
切り換える手段を設け、光量に応じてそのゲインを切り
換えて制御することにより、高光量の場合には、ゲイン
を低いものに設定することにより、フォトセンサ後の信
号処理で信号が飽和することなく、かつ、低光量時には
ゲインを高めに設定することにより、ノイズに埋もれな
い信号を取り出すことが出来るため、読み出しレンジが
広く、高ＳＮの読取信号を得ることができる。

【００２５】次に、イメージセンサ内にクランプ回路及
びオフセット機能を持たせることにより、温度変化及び
Ａ／Ｄの入力レンジに対応したイメージセンサ出力が可
能となる。

【００２６】さらに、イメージセンサの感度及び、カラ
ーフィルタの濃度ばらつきを補正するためにばらつき量
に対応したゲインを切り換える手段を設けることによ
り、上記ばらつき量を半分以下に低減することが可能と
なる。そして、このばらつきは、そのセンサ固有のもの
であるので、出荷時の検査でこのゲインの設定をイメー
ジセンサ内に設けた保持機構部にその設定を記憶するこ
とにより、イメージセンサの使用者にとっては、ばらつ
きの少ない使いやすい、良いセンサが安価に提供できる
メリットがある。

【００２７】つぎに、上記アンプによって得られた画像
信号について、画素及びフィルター等のばらつきを減縮
すべく、画素処理系に入力マスキング処理部を具備し、
チップとチップとのつなぎ部によるばらつきに応じて、
前半画素と後半画素で入力マスキングの係数を切り換え
るものである。

【００２８】また、画像処理系に暗出力補正処理部を具
備し、前半画素と後半画素で暗出力補正の係数を切り換
えるものである。

【００２９】

【実施例】以下、まず、シリコンチップ上における画素
のばらつきを抑える点について、次に、該シリコンチッ
プ同士のシリアル接続を主にそのばらつきを補正する点
について、順次説明する。

【００３０】（Ａ）第１の実施例図１は本発明の特徴を最もよく表す図面であり、図１に
おいて太線でかこまれた部分が、１枚のベース基板（そ
れは、例えば半導体のシリコン基板）上に構成されてい
るイメージセンサ７１で、読み取り基板８０上に実装さ
れている。イメージセンサ７１の出力信号は、読み取り
基板８０上に実装されているＡ／Ｄコンバータ７９に接
続され、ｎｂｉｔｓのデジタルの画像信号となる。ま
ず、イメージセンサ７１について説明する。７２はフォ
トセンサで、アレー状に並んだものであり、フォトセン
サ７２は光信号を電気信号に変換する光電変換素子であ
り、フォトダイオードでもフォトトランジスタでもよ
い。本例は、１ライン状にフォトセンサアレーが並んで
いるが、複数ラインであっても問題ない。（例えば、カ
ラーＲＧＢで３ライン）。７３及び７５のＳＷは、フォ
トセンサ７２で発生した電気信号を取り出すためのもの
で、クロック制御部７８から出力されるタイミング信号
のタイミングについては図２に示す。ＳＷ７３はフォト
センサ７２により所定時間に発生した光電変換の電荷を
電荷保持部７４に転送するＳＷである。電荷保持部７４
はフォトセンサ７２の素子と対に設けられている。この
ＳＷ７３は、図２の上段に示すように、所定時間周期で
一定時間一斉にＯＮする（図２の“Ｈ”の時にＯＮす
る）。ＳＷ７３がＯＮすることにより、コンデンサ７４
に電荷が転送され、次の転送まで保持する。そして、こ
のコンデンサ７４の電荷をＳＷ７５が図２の下段に示す
パルスにより順次ＯＮ／ＯＦＦすることにより、フォト
センサアレーの電荷が時系列的に順次出力される。尚、
電荷保持部７４に蓄積された電荷は、全ての電荷がＳＷ
７５を介して転送された後、ＳＷ７３のＳＷがＯＮする
前に、不図示のリセット機構により所定電圧にセットさ
れる。上記のフォトセンサアレー及び電荷転送方法でな
くても、ＣＣＤイメージセンサの構成であっても問題な
いことは言うまでもない。ＳＷ７３、７５のコントロー
ルは、クロック制御部７８で行われ、図２に示すような
パルスを外部からの周期信号によりＳＷ７３のＳＷ群を
同時に一括してＯＮし、そして、規定時間後ＳＷ７３の
ＳＷ群を同時にＯＦＦした後、外部クロックに応じてＳ
Ｗ７５を順次ＯＮ／ＯＦＦするように制御する。

【００３１】フォトセンサアレーからの信号は、ゲイン
値を演算制御部８１からの制御信号によって設定される
アンプ７６で増幅される。このアンプ７６は、センサ外
部からのコントロール信号により増幅率がコントロール
可能である。そして、アンプ７６で増幅された信号は、
クランプレベルを演算制御部８１からの制御信号によっ
て設定されるクランプ回路７７により、信号レベルを規
定レベルにシフトされイメージセンサ７１から出力さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ７９によりデジタル画像信号に変
換される。本実施例の場合は、イメージセンサ７１の出
力がＡ／Ｄコンバータ７９の入力に直接入っているが、
イメージセンサ７１の出力とＡ／Ｄコンバータ７９間に
他の処理（例えばサンプルホールド回路・クランプ回路
・バッファ・アンプ・レベル変換回路等）が入っていて
もよい。

【００３２】（Ｂ）第２の実施例図３は本発明による第２の実施例を示すブロック図であ
り、図３において太線でかこまれた部分が１枚のベース
基板（それは、例えば半導体のシリコン基板）上に構成
されているイメージセンサ４０１で、不図示の読み取り
基板上に実装され、イメージセンサ４０１の出力信号
は、実施例１と同様に不図示の読み取り基板上に実装さ
れている不図示のＡ／Ｄコンバータに接続され、ｎｂ
ｉｔｓのデジタルの画像信号となる。まず、イメージセ
ンサ４０１の光電変換部分については実施例１と同様で
ある。７２はフォトセンサがアレー状に並んだものであ
り、フォトセンサ７２は光信号を電気信号に変換する光
電変換素子であり、フォトダイオードでもフォトトラン
ジスタでもよい。本例は、１ライン状にフォトセンサア
レーが並んでいるが、複数ライン（例えば、カラー３色
で３ライン）あってもよい。

【００３３】次に、７３及び７５のＳＷは、フォトセン
サ７２で発生した電気信号を取り出すためのもので、ク
ロック制御部７８からのタイミング信号によりＯＮ／Ｏ
ＦＦされ、タイミング信号のタイミングについては図２
に示したものと同様である。ＳＷ７３は、フォトセンサ
７２で所定時間に発生した電荷を電荷保持部７４に転送
するＳＷである。電荷保持部７４は、各フォトセンサと
１対１に設けられている。このＳＷ７３は、図２の上段
に示すように所定時間周期で一定時間ＯＮする（図２の
“Ｈ”の時にＯＮする）。ＳＷ７３がＯＮすることによ
りコンデンサ７４に電荷が転送され、次の転送まで保持
する。そして、このコンデンサ７４の電荷をＳＷ７５が
図２の下段に示すパルスにより順次ＯＮ／ＯＦＦするこ
とにより、フォトセンサアレーの各電荷が時系列的に順
次出力される。尚、電荷保持部７４に蓄積された電荷
は、全ての電荷が転送された後、ＳＷ７３のスイッチが
ＯＮする前に、不図示のリセット機構により所定電圧に
セットされる。上記のフォトセンサアレー及び電荷転送
方法でなくＣＣＤイメージセンサの構成であってもよ
い。ＳＷ７３，７５のコントロールは、クロック制御部
７８で行われ、図２に示すようなパルスを外部からの周
期信号により生成し、ＳＷ７３のＳＷ群を同時にＯＮ
し、そして、規定時間後ＳＷ７３のＳＷ群を同時にＯＦ
Ｆした後、外部クロックに応じてＳＷ７５を順次ＯＮ／
ＯＦＦするように制御する。

【００３４】このようにして得られたフォトセンサの信
号は、ゲイン切り換え可能なアンプ４０２に接続されて
いる。このアンプ４０２は、読み取り処理のモード（例
えば反射原稿読み取り・投影原稿読み取り）により、フ
ォトセンサからの信号出力値が変るため、そのモードに
応じて切り換えるためのものである。反射原稿のときの
入射光量と投影原稿のときの投影光量を比較すると、投
影光量が極端に大きな光量となるため、そのまま次段の
アナログ処理系に信号を入れると処理系が飽和して正常
に信号を取り出せなくなる。そのため例えば、このゲイ
ン切り換えが３段階あるとすると、ゲイン切り換え量を
１倍・２倍・４倍と設定できるように抵抗値等を切り換
える。なお、反射原稿時のゲイン値を４倍とし、このゲ
イン値のときの全体のゲインを基準ゲインとする。この
ための抵抗が４０３および４０４であり、この実施例で
は抵抗４０３が固定で抵抗４０４が複数用意されており
これをＳＷ４０５によって切り換える。

【００３５】本実施例の場合は、１倍でＳＷ４０５を全
てＯＦＦ、２倍で抵抗４０４が抵抗４０３と同じ抵抗値
のものが選択されるようにＳＷ４０５がＯＮ、４倍で抵
抗４０４が抵抗４０３の３倍の抵抗値のものが選択され
るようにＳＷ４０５がＯＮする。なおこのゲイン切り換
えは、イメージセンサ４０１の外部信号により制御され
る。アンプ４０２で増幅された後、サンプルホールド４
０６でフォトセンサ７２の画素毎の信号がホールドされ
る。この実施例のサンプルホールド回路４０６は典型的
な一例であり、他の方法であっても構わない。なお、こ
のサンプルホールド４０６は、外部からの信号によりＳ
Ｗ４０７がＯＮしフォトセンサ信号がコンデンサ４０８
にチャージされる。そして、ＳＷ４０７がＯＦＦすると
再度ＳＷ４０７がＯＮするまで、その電荷をホールドす
る。そのためコンデンサ４０８が接続されているアンプ
４０９は入力インピーダンスが高くなるように構成され
ている。

【００３６】サンプルホールドされた信号は再度ゲイン
切り換え可能でかつクランプ動作可能なクランプアンプ
４１０に接続され、クランプ処理とゲイン切り換え処理
がなされる。このクランプ処理は、クランプ部４１１で
フォトセンサ７２のオプティカルブラック（イメージセ
ンサ上のフォトセンサの受光部を遮光した部分）もしく
は光の入らない画素でのフォトセンサ信号を基に画像信
号レベルをクランプし、外部信号によりマスクされた未
露光時に所定の出力が得られるように信号レベルをコン
トロールする。また、ゲイン切り換えは、フォトセンサ
の感度ばらつきやカラーセンサの場合のカラーフィルタ
の濃度ばらつきを補正する。このゲイン値は、上記ばら
つきが±１０％である場合、ゲイン切り換えステップを
３段階とすると、ゲインを１．８倍・２倍・２．２倍の
３種類を設ける。

【００３７】そして、上記ばらつき結果によって、外部
からゲイン量をコントロールする。これにより図４に示
すようにばらつきが±１０％から±５％程度に縮小する
ことができる。図４（１）はフォトセンサ７２およびカ
ラーフィルタの濃度ばらつきであり、０％は、フォトセ
ンサとカラーフィルタの標準のときを示しており、＋１
０％は出力が大きめに出ることを表し、−１０％は出力
が小さめに出ることを表している。図４（１）の＋５〜
＋１０％の信号出力の特性を持つ場合は、ゲイン１．８
倍を選択すると図４（２）の矢印で示す領域に出力特性
が変化する。逆に図４（１）の−５〜−１０％の信号出
力の特性を持つ場合は、ゲイン２．２倍を選択すると図
４（２）の点線の矢印で示す領域に出力特性が変化す
る。これらのゲイン切り換えは、前述のゲイン切り換え
方法と同様に構成することができ、抵抗４１２および複
数の抵抗群４１３と該抵抗群４１３を切り換えるＳＷ群
４１４とで構成され、これらの抵抗値は、上記ゲインを
実現するような値で構成すればよい。

【００３８】上記切り換えＳＷ４０５，４０７，４１４
は、イメージセンサ４０１の外部に備えられた演算制御
部からの制御信号に基づいて適切なスイッチをＯＮ／Ｏ
ＦＦしている。

【００３９】なお、ゲイン切り換え手段は、本実施例の
方法に限定するものではなく、例えば電流帰還型アンプ
を使用すれば帰還電流量を制御するように構成してもよ
く、反転アンプの構成でも実現できるのは言うまでもな
い。以上の処理をへて、イメージセンサ４０１の信号出
力が得られる。

【００４０】（Ｃ）第３の実施例図５は本発明による第３の実施例を示す図であり、実施
例２に対してフォトセンサの信号の取り出しを３つに分
割した例である。この構成は、フォトセンサ上にカラー
フィルタが…・ＲＥＤ・ＧＲＥＥＮ・ＢＬＵＥ・…の順
に交互に並べた場合それぞれの信号を色毎に分けてイメ
ージセンサ５０１から出力する場合で、色毎に感度およ
びばらつき量が異なるため、このように分割する必要が
ある。なお、フォトセンサ７２から出た信号処理につい
ては、構成については実施例２と同様であるが、アンプ
１の３つのアンプ５０２、アンプ５０３、アンプ５０４
のゲインはそれぞれ違った値になっている（なお、同一
であってもかまわない）。以後の説明は説明の都合上、
図５の上側の処理がＲＥＤ信号処理で、真ん中の処理が
ＧＲＥＥＮ信号処理で、下側の処理がＢＬＵＥ信号処理
であるとする。さらに、それぞれの信号の出力比は、式
（３−１）で表されるとする。

【００４１】ＲＥＤ：ＧＲＥＥＮ：ＢＬＵＥ＝１：ａ：ｂ（３−１）なお、この比は白色光が入射した場合の値である。

【００４２】このとき、ＲＥＤの信号処理の基準のゲイ
ンをＡとすると、ＧＲＥＥＮの信号処理の基準のゲイン
はＡ／ａとなり、ＢＬＵＥの信号処理の基準ゲインはＡ
／ｂとなる。この基準ゲインとは、実施例２で説明した
ように反射原稿時のゲインのときで、かつアンプ２のば
らつき補正０％の時のゲイン値トータルである（補正０
％のゲイン値を実施例２と同様に２倍とする）。このよ
うにＲＥＤ・ＧＲＥＥＮ・ＢＬＵＥのそれぞれのアンプ
５０２・アンプ５０３・アンプ５０４のゲインを選ぶ。
そして、アンプ１のゲイン切り換え量を実施例２と同様
にすると、ＲＥＤのアンプ５０２のゲイン量はＡ／２・
Ａ／４・Ａ／８となり、ＧＲＥＥＮのアンプ５０３のゲ
イン量はＡ／（ａ×２）・Ａ／（ａ×４）・Ａ／（ａ×
８）となり、ＢＬＵＥのアンプ５０４のゲイン量はＡ／
（ｂ×２）・Ａ／（ｂ×４）・Ａ／（ｂ×８）となる。
この切り換えは、実施例２と同様に外部からコントロー
ルする。信号処理系において、サンプルホールド回路は
実施例２と同様なので説明を省略する。

【００４３】次の３個のアンプ２は、実施例２と同様に
ＲＥＤ・ＧＲＥＥＮ・ＢＬＵＥそれぞれ同一に構成して
も構わないが、ＲＥＤ・ＧＲＥＥＮ・ＢＬＵＥによって
光電変換素子毎のＲＧＢフィルタの濃度ばらつきが異な
るため、その値に対応するようにアンプ２のそれぞれの
ゲイン切り換え量を可変する。本実施例ではＲＥＤのば
らつき量を±ｄ％、ＧＲＥＥＮのばらつき量を±ｅ％、
ＢＬＵＥのばらつき量を±ｆ％であって、ｄ＜ｅ＜ｆの
関係であるとする。

【００４４】このとき、アンプ２のゲイン切り換えを実
施例２と同様に３段階とすると、ゲインの切り換えは、
補正なしのゲインが２なので、アンプ５０５のゲインは
それぞれ２×（（１００−ｄ）÷１００））・２・２×
（（１００＋ｄ）÷１００））、アンプ５０６のゲイン
は２×（（１００−ｅ）÷１００））・２・２×（（１
００＋ｅ）÷１００））、アンプ５０７のゲインは２×
（（１００−ｆ）÷１００））・２・２×（（１００＋
ｆ）÷１００））とする。そうすると、ばらつき量は、
アンプ入力レベルに応じてゲインを切り換えるので、Ｒ
ＥＤが±ｄ／２、ＧＲＥＥＮが±ｅ／２、ＢＬＵＥが±
ｆ／２となり、色毎のばらつき量が異なることになる
が、ばらつき量は半分に抑えることができる。

【００４５】さらに、ばらつき量を抑えるためには、一
般にＧＲＥＥＮとＢＬＵＥはＲＥＤより、ばらつき量が
大きいので、補正のためのアンプ２のゲイン切り換えを
ＧＲＥＥＮで５段階、ＢＬＵＥで７段階と変えることに
より精度をあげることが出来る。

【００４６】３色の信号は、マルチプレクサ５０８によ
って時系列的なシリアル信号に変換されイメージセンサ
５０１の信号出力として出力される。

【００４７】（Ｄ）第４の実施例実施例２及び実施例３において、フォトセンサ７２の感
度ばらつき及びカラーフィルタのばらつきなどを補正す
るアンプとこのアンプのゲイン切り換えの設定をも、基
板上のイメージセンサ４０１，５０１の内部に保持でき
るように、本実施例では、本イメージセンサを制御する
ＣＰＵの介在によって、記憶装置のＥＥＰＲＯＭもしく
は、マスクＲＯＭに、ゲイン切り換えの設定レベルを保
持できるようにイメージセンサを構成する。そして、イ
メージセンサの出荷検査で上記ばらつき量を測定し、最
適な設定値を上記ＥＥＰＲＯＭもしくは、マスクＲＯＭ
に設定する。これにより、イメージセンサ特有のばらつ
きに応じてアンプのゲインを切り換え設定して、ばらつ
き量を出荷時には、半分以下にすることができる。な
お、本実施例では、ゲイン切り換え量は３ステップであ
ったが、このステップに限定するものではない。

【００４８】次に、上記イメージセンサであるフォトセ
ンサとアナログ信号処理回路の出力から、更に種々のば
らつきを除去できる本発明による実施例を説明する。

【００４９】（Ｅ）第５の実施例図６は、本発明を実施した画像処理系を表すブロック図
である。各々の画像処理ブロックの説明を順次行なう。

【００５０】（１）カラーイメージセンサ２０１カラーイメージセンサ２０１は、上記実施例１乃至４で
説明したイメージセンサ８０，４０１，５０１と同様の
もので、図７に示すような５１２画素のフォトセンサ２
０１−１を有するイメージセンサであり、不図示の白色
光源（例えばハロゲンランプや蛍光灯）で照明された原
稿画像を色分解し、原稿画像に対応するＲＧＢのアナロ
グ信号をアナログ信号処理回路２０１−２に出力する。

【００５１】以下、図７に沿って、カラーイメージセン
サ２０１の内部の動作の説明をする。図７において、太
線でかこまれた部分が１枚のベース基板（例えば半導体
シリコン基板）上に構成されているカラーイメージセン
サ２０１−１及びアナログ信号処理回路２０１−２であ
る。カラーイメージセンサ２０１は、読み取り基板２５
２上に実装され、カラーイメージセンサ２０１の出力信
号は、読み取り基板２５２上に実装されているＡ／Ｄコ
ンバータ２０３に接続され、例えば８ｂｉｔのデジタル
の画像信号となる。まず、カラーイメージセンサ２０１
について説明する。カラーイメージセンサ２０１−１
は、フォトセンサ５１２画素がアレー状に並んだもので
あり、フォトセンサは光信号を電気信号に変換する光電
変換素子であり、フォトダイオードでもフォトトランジ
スタでもよい。本例は、１ライン状にフォトセンサアレ
ーが並んでいる例であるが、このフォトセンサアレー
は、２個のフォトセンサチップをつなぎあわせて１ライ
ンに構成していても、１個のシリコンチップ上に２回の
フォトマスク露光を行なった後の拡散加工により１ライ
ンを構成していてもどちらでもよい。または、Ｒライ
ン、Ｇライン、Ｂラインの３ラインで構成される３ライ
ンカラーセンサであっても、各々のラインが上記構成に
なっていれば本特許の実施例範囲に入る。

【００５２】また、２５３及び２５４は、フォトセンサ
２０１−１で発生した電気信号を１画素毎に順次取り出
すためのスイッチＳＷであり、スイッチ２５３及び２５
４の開閉タイミングは、クロック制御部２５５により制
御されている。スイッチ２５３は、フォトセンサ２０１
−１で所定時間に発生した電荷を例えばコンデンサなど
で構成された電荷保持部２５６に転送する機能を有して
いる。電荷保持部２５６は、フォトセンサ２０１−１の
各画素に対して、１対１に設けられている。このスイッ
チ２５３は、図８に示すように、１ラインの読み取り周
期に応じた所定時間周期をもつφＳＨで一斉に一定時間
ＯＮする（図８のφＳＨがＨの時にＯＮする）。スイッ
チ２５３がＯＮすることにより、フォトセンサ２０１−
１の各画素に蓄積された電荷が電荷保持部２５６に一気
に転送され、次の転送まで該電荷が保持される。

【００５３】そして、この電荷保持部２５６に保持され
た電荷をスイッチ２５４が図８のφＣＬＫ１〜φＣＬＫ
５１２により順次ＯＮ／ＯＦＦすることにより、蓄積さ
れた電荷が順次に出力される。尚、電荷保持部２５６に
蓄積された電荷は、スイッチ２５４により、全ての電荷
が転送された後、スイッチ２５３が再びＯＮする前に不
図示のリセット機構により所定電圧にセットされる。な
お、電荷転送方式は、上記のフォトセンサ２０１−１の
電荷転送方法に限定されるものではなく、ＣＣＤイメー
ジセンサに代表されるアナログシフトレジスタの構成で
あっても同様であることは言うまでもない。スイッチ２
５３〜２５４の制御は、クロック制御部２５５で行わ
れ、外部からの周期信号によりスイッチ２５３のスイッ
チ群を同時にＯＮし、そして、規定時間後スイッチ２５
３のＳＷ群を同時にＯＦＦした後、外部クロックに応じ
てスイッチ２５４を順次ＯＮ／ＯＦＦするように制御す
る。フォトセンサ２０１−１からの信号は、電荷保持部
２５６を介して、アンプ２５７で増幅される。このアン
プ２５７は、カラーイメージセンサ２０１外部に設けて
ある増幅回路制御部２５９から出力される制御信号によ
り増幅率がコントロール可能である。そして、アンプ２
５７で増幅された信号はクランプ回路２５８により信号
レベルを規定レベルにシフトし、カラーイメージセンサ
２０１から出力され、Ａ／Ｄコンバータ２０３によりデ
ジタル画像信号に変換される。本実施例の場合は、カラ
ーイメージセンサ２０１の出力がＡ／Ｄコンバータ２０
３の入力に直接入っているが、カラーイメージセンサ２
０１の出力とＡ／Ｄコンバータ２０３の間に他の処理
（例えばサンプルホールド回路、ＤＣクランプ回路、バ
ッファ、アンプ、レベル変換回路等）が入っていてもよ
いことは言うまでもない。

【００５４】（２）Ａ／Ｄコンバータ２０３カラーイメージセンサ２０１により、信号処理及び信号
増幅されたＲＧＢアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２
０３に入力し、例えば８ビットのＲＧＢデジタル信号に
変換される。即ち、Ａ／Ｄコンバータ２０３への入力に
おいて第１の基準電圧としての最低電圧Ｖ_BTMの電圧が
入力すればデータ００ｈ（ｈは１６進数を表す）を出力
し、第２の基準電圧としての最高電圧Ｖ_TOPの電圧が入
力すればデータＦＦｈを出力し、もって２５６レベルの
信号を出力する。ここでは、データ００ｈが輝度最小
（黒レベル）、データＦＦｈが輝度最高（白レベル）を
表す。

【００５５】（３）シェーディング補正回路２０４Ａ／Ｄコンバータ２０３より出力される例えば８ビット
のＲＧＢデジタル信号はシェーディング補正回路２０４
に入力する。シェーディング補正回路２０４は、図９に
示すように黒補正回路３１及び白補正回路３２により構
成されている。黒補正回路３１は、カラーイメージセン
サ２０１の暗時出力電圧をキャンセルする回路である。
カラーイメージセンサ２０１は、それぞれの画素に光が
入力しなくても多少の電圧を出力し（いわゆる暗時出力
電圧）、この暗時出力電圧はカラーイメージセンサ２０
１及びアナログ信号処理回路２０２のおかれている環境
条件、特に温度変動により左右される。従って、常に最
新の暗時出力電圧に対応するデジタル値を差し引かない
と、同じ原稿を読み取っても動作のたびに色調や濃度が
変化してしまうという現象が発生する状態に対処するも
のである。

【００５６】また、白補正回路は、カラーイメージセン
サ２０１の感度ムラや照明光源の照明ムラによる各画素
の出力信号の不均一性を補正する回路である。白補正を
行なわないと、一様な色調及び濃度を有する原稿を読み
取っても、画素毎に色調や濃度が変動することになる。

【００５７】まず、黒補正回路３１について説明する。
黒補正回路３１は、暗時出力電圧に対応するデジタル値
信号を読み取り、基準の信号により減算する回路であ
り、Ｄタイプフリップフロップ（以下ＤＦＦと記す）３
１１、レジスタ３１２〜３１４、セレクタ３１５、減算
器３１６により構成されている。ＤＦＦ３１１は、Ａ／
Ｄコンバータ２０３の出力ＳＩＧをラッチするフリップ
フロップであり、信号ＣＬＫの立上りで端子Ｄに入力す
るデータをサンプル／ホールドする。ＤＦＦ３１１の出
力は、減算器３１６の＋端子に入力するとともに、不図
示のＣＰＵにも入力し、ＣＰＵは画素毎のデータを取り
込むことができる。一方、３１２はレジスタであり、前
述の不図示の白色光源の電源をオフにした状態でのＤＦ
Ｆ３１１の出力のうち、Ｒ画素のデジタル信号５１２画
素分の平均値がＣＰＵを介してレジスタ３１２に書き込
まれる。白色光源は点灯していないので、レジスタ３１
２には全Ｒ画素の暗出力値の平均値が書き込まれる。レ
ジスタ３１３及びレジスタ３１４は、レジスタ３１２と
同一の構成をもつレジスタであり、それぞれ前記Ｇ画素
の暗出力の平均値、全Ｂ画素の暗出力の平均値が、不図
示のＣＰＵによりそれぞれ書き込まれる。このレジスタ
３１２〜３１４の値が黒補正の基準の信号となる。

【００５８】セレクタ３１５は制御信号ＳＥＬ＜１．．
０＞の制御に従い、レジスタ３１２〜レジスタ３１４の
いずれかひとつの出力を選択して減算器３１６の一端子
に選択した信号を出力する。制御信号ＳＥＬ＜１．．０
＞は、ＤＦＦ３１１がＲ画素の信号を出力するときはセ
レクタ３１５よりレジスタ３１２の値が選択出力するよ
うに、ＤＦＦ３１１がＧ画素の信号を出力するときはセ
レクタ３１５よりレジスタ３１３の値が選択出力するよ
うに、ＤＦＦ３１１がＢ画素の信号を出力するときはセ
レクタ３１５よりレジスタ３１５の値が選択出力するよ
うに制御されている。

【００５９】図１０に画像信号ＳＴＧ＜７．．０＞とＤ
ＦＦ３１１に入力するクロックＣＬＫとセレクタ３１５
に入力する制御信号ＳＥＬ＜１．．０＞のタイミングチ
ャートを示す。図中、φＴＧはカラーイメージセンサ２
０１のライン同期信号であり、シェーディング補正回路
２０４においては、φＴＧの立上りからカラーイメージ
センサ２０１の第１画素ＳＲ１、即ち第１番目のＲ画素
が入力し、以降順番にＳＣ１（第１番目のＧ画素）、Ｓ
Ｂ１（第１番目のＢ画素）、ＳＲ２（第２番目のＲ画
素）、・・・が入力する。減算器３１６の出力は白補正
回路３２に入力され、白補正処理がなされる。

【００６０】次に、白補正回路３２の構成及び動作につ
いて説明する。白補正回路３２は、レジスタ３１７とセ
レクタ３１８、３１９とＲＡＭ３２０と乗算器３２１よ
り構成されている。

【００６１】白補正処理を行なうときは、図１１に示す
ように、読み取り部５１を原稿台ガラス５２の読み取り
領域近傍に設けてある基準白色板５３の真下に移動さ
せ、ランプ５４を点灯させることにより、レンズ系５５
を介して基準白色板５３をカラーイメージセンサ２０１
で読み取る。このとき不図示のＣＰＵは、図９中のレジ
スタ３１７に１をセットし、ＲＡＭ３２０のアドレスバ
スにセレクタ３１８を介して不図示のアドレスカウンタ
バスを接続するとともに、ＲＡＭ３２０の入力データバ
スにセレクタ３１９を介してカラーイメージセンサ２０
１の読み取り信号ＳＩＧを接続する。不図示のアドレス
カウンタはカラーイメージセンサ２０１の１画素読み取
り周期に同期したクロックによりカウント値がインクリ
メントされるカウンタであり、従って、ＲＡＭ３２０を
ライトモードに設定することによって読み取ったカラー
イメージセンサ２０１の各画素のデータを順次全画素デ
ータとして保持することができる。ＲＡＭ３２０の出力
データバスは、乗算器３２１のＢ端子に入力するととも
に、不図示のＣＰＵにもデータを送出する。従って、Ｒ
ＡＭ３２０をリードモードに設定すれば、基準白色板５
３の読み取りデータを不図示のＣＰＵに取り込むことが
できる。

【００６２】このとき不図示のＣＰＵはレジスタ３１７
に０をセットし、ＲＡＭ３２０のアドレスバスにＣＰＵ
のアドレスバスをセレクタ３１８を介して導くととも
に、ＲＡＭ３２０の入力データバスにＣＰＵのデータバ
スをセレクタ３１９を介して導くよう設定されている。
読み取った画素アドレスとデータの関係を図１２（ａ）
に示す。

【００６３】図１２（ａ）に示すように、本来は均一な
白色濃度を有する基準白色板５３を読み取っているので
あるから、各画素のデータも均一なのであるが、各画素
の感度の違いや、照明ムラが原因で均一にならない。ま
た、根本的にＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の感度が異なるた
め、図に示すようにそれぞれの色画素によっても出力値
が異なっている。

【００６４】白補正処理は、これらの各画素の不均一出
力性を補正するものである。補正手順を説明する。以降
データ値は説明を簡単にするために１０進数表記で説明
する。従って、データは０〜２５５までの値で表現され
る。図１２（ａ）中のＲ信号のうちドットで示したＲｄ
の信号値が２３０であったとすると、この画素のダイナ
ミックレンジは０〜２３０である。この画素が０〜２５
５のダイナミックレンジを有するように変換するために
は、２５５／２３０＝１．１０９のゲインを乗ずれば良
い。実際にはデシタル的に補正を行なうため、ゲインは
整数でなければならないので、さらに１２８を乗じて演
算結果に最も近い整数を選択する。画素Ｒｄの場合は、
１２８×２５５／２３０＝１４１．９から、１４２が画
素Ｒｄに与えられるゲイン値である。このようにして全
ての画素に対するゲインが決定し、決定したゲインは不
図示のＣＰＵにより、画素のアドレスに１対１で対応し
ているＲＡＭ３２０のアドレスに書き込まれる。このと
き、不図示のＣＰＵは図９のレジスタ３１７に０をセッ
トし、ＲＡＭ３２０をライトモードに設定している。図
１２（ａ）のＧ信号の画素Ｇｄの信号値が２００、Ｂ信
号の画素Ｂｄの信号値が１８０であったとすると、画素
Ｇｄには、ゲイン１２８×２５５／２００＝１６３．２
から、ゲイン値１６３を、画素Ｂｄには、ゲイン１２８
×２５５／１８０＝１８１．３から、ゲイン値１８１を
与えられる。

【００６５】ＲＡＭ３２０に全ての画素のゲインが書き
込まれると、不図示のＣＰＵは図９のレジスタ３１７に
１をセットするとともにＲＡＭ３２０をリードモードに
設定する。従って、乗算器３２１の端子Ａに黒補正され
た読み取りデータが入力するタイミングで、入力する画
素に対応したゲインが乗算器３２１の端子Ｂに入力す
る。乗算器３２１では端子Ａに入力するデータと、端子
Ｂに入力するデータを乗算し、乗算結果を１２８で割
る。最終的な演算結果が整数でない場合は整数に補正さ
れる。このようにして、全ての画素のダイナミックレン
ジは０〜２５５となり、読み取りムラが補正される。こ
のＲＡＭ３２０へのデータ書き込みは、基準白色板５３
への照明の度に、即ち例えば原稿用紙の変更の度に一瞬
の内に行われる。白補正の結果、基準白色板５３の読み
取り状態は図１２（ｂ）に示すように画素毎のムラや色
毎のムラのない最高レベル値を示すように補正されてい
る。このシューディング補正回路２０４の出力は、入力
マスキング回路２０５に入力される。

【００６６】（４）入力マスキング回路２０５入力マスキング回路２０５は、カラーイメージセンサ２
０１に蒸着されているＲＧＢのカラーフィルタによる色
分解特性で表現される色空間範囲と、カラー機器で標準
となる色空間を合致させるように色空間を補正する回路
である。具体的には、以下に示す、３×３の行列演算を
行なう。

【００６７】上記の行列演算により、Ｒ′＝ａ₁₁×Ｒ＋ａ₁₂×Ｇ＋ａ₁₃×Ｂ ……（式１−１）Ｇ′＝ａ₂₁×Ｒ＋ａ₂₂×Ｇ＋ａ₂₃×Ｂ ……（式１−２）Ｂ′＝ａ₃₁×Ｒ＋ａ₃₂×Ｇ＋ａ₃₃×Ｂ ……（式１−３）の演算が行なわれる。但し、Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′は入力マ
スキング回路の出力信号、Ｒ，Ｇ，Ｂは入力マスキング
回路の入力信号、ａ₁₁〜ａ₃₃は補数で表される係数であ
る。入力マスキング回路を実現した回路例を、図１３に
示す。

【００６８】図１３において、演算回路１０１は式１−
１〜１−３のａ₁₁×Ｒ，ａ₂₁×Ｒ，ａ₃₁×Ｒを算出する
回路である。演算回路１０１は図１３に示すように、レ
ジスタ１１０〜１１５、セレクタ１１６〜１１８、乗算
器１１９により構成される。

【００６９】まず、セレクタ１１６及びセレクタ１１７
に入力する２ビットの選択制御信号ＳＥＬ１＜１．．０
＞のタイミングチャートの一例を図１４に示す。図に示
すように、演算回路１０１に入力するＲ信号の入力タイ
ミングに対して、ＳＥＬ１＜１．．０＞が０のときは、
端子０に入力する信号、即ちセレクタ１１６ではレジス
タ１１０の値が選択され、セレクタ１１７ではレジスタ
１１３の値が選択される。同様に、ＳＥＬ１＜１．．０
＞が１のときは、端子１に入力する信号、即ちセレクタ
１１６ではレジスタ１１１の値が選択され、セレクタ１
１７ではレジスタ１１４の値が選択される。また、ＳＥ
Ｌ１＜１．．０＞が２のときは、端子２に入力する信
号、即ちセレクタ１１６ではレジスタ１１２の値が選択
され、セレクタ１１７ではレジスタ１１５の値が選択さ
れる。

【００７０】次に、セレクタ１１８に入力する１ビット
の選択制御信号ＳＥＬ２のタイミングチャートを、図１
５に示す。図に示すように演算回路１０１に入力するＲ
信号の入力タイミングに対して、ＳＥＬ２が０のとき
は、端子０に入力する信号、即ちセレクタ１１６の信号
が選択され、ＳＥＬ２が１のときは、端子１に入力する
信号、即ちセレクタ１１７の信号が選択される。

【００７１】つまり、レジスタ１１０に第１画素〜第２
５６画素に対する前述の式１−１のａ₁₁を、レジスタ１
１１にａ₂₁を、レジスタ１１２にａ₃₁を、また、レジス
タ１１３に第２５７画素〜第５１２画素に対する前述の
式１−１のａ₁₁を、レジスタ１１４にａ₂₁を、レジスタ
１１５にａ₃₁を不図示のＣＰＵにより書き込んでおけば
第１画素〜第５１２画素までの前述の式１−１〜１−３
を算出するために必要なパラメータａ₁₁×Ｒ，ａ₂₁×
Ｒ，ａ₃₁×Ｒが所定のタイミングで乗算器１１９より出
力される。図１３において、演算回路１０２及び１０３
は、演算回路１０１と全く同様の構成を有する演算回路
である。即ち演算回路１０２からは、第１画素〜第５１
２画素までの前述の式１−１〜１−３を算出するために
必要なパラメータａ₁₂×Ｇ，ａ₂₂×Ｇ，ａ₃₂×Ｇが所定
のタイミングで出力される。

【００７２】また、演算回路１０３からは、第１画素〜
第５１２画素までの前述の式１−１〜１−３を算出する
ために必要なパラメータａ₁₃×Ｂ，ａ₂₃×Ｂ，ａ₃₃×Ｂ
が所定のタイミングで出力される。演算回路１０１〜１
０３の出力は、演算回路１０４に入力し、端子Ａ，Ｂ，
Ｃに入力するデータが全て加算され加算結果が出力され
る。

【００７３】もって、演算回路１０１〜１０３の内部レ
ジスタにそれぞれ最適な係数を書き込むことによりカラ
ーセンサ２０１に蒸着されるＲＧＢフィルタの分光特性
がどのようなものであっても、読み取られたカラーデー
タは、その他のカラー機器の標準である色空間と同じに
扱うことができる。

【００７４】また、図２４に示すような、カラーセンサ
２０１の分光特性が前半２５６画素と後半２５６画素で
異なる場合でも、それぞれに別個の入力マスキング係数
を設定することにより、５１２画素全て標準の色空間に
変換できる。

【００７５】（５）変倍回路２０６入力マスキング回路２０５の出力は、変倍回路２０６に
入力する。変倍回路２０６は、入力するデータに対して
複数回の重複読み出しを行なうことにより、拡大データ
を出力し、入力するデータに対して複数回の間引き読み
出しを行なうことにより、縮小データを出力する。重複
読み出しまたは間引き読み出しのタイミングは変倍率に
よりあらかじめ決められており、ユーザが所望する変倍
率の画像データが変倍回路２０６より出力する。

【００７６】（６）ｌｏｇ変換回路２０７変倍回路２０６の出力はｌｏｇ変換回路２０７に入力す
る。ｌｏｇ変換回路１０７はＲＧＢ輝度データを、ＲＧ
Ｂ色の補色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）のＣＭＹ濃度データに変換する回路である。
一般的には、入力するＲＧＢデータの各色に対してそれ
ぞれルックアップテーブル（ＬＵＴ）が設けてあり、Ｒ
ＧＢ輝度データをＣＭＹ濃度データに変換する。

【００７７】（７）出力マスキング／ＵＣＲ回路２０８ｌｏｇ変換回路２０７の出力は出力マスキング／ＵＣＲ
回路２０８に入力する。出力マスキング／ＵＣＲ回路２
０８は、ｌｏｇ変換回路２０７にておおまかに濃度デー
タに変換されたＣＭＹデータをＣ，Ｍ，Ｙそれぞれのデ
ータ値の相関をとり、最適なＣＭＹデータに変換すると
同時に、その色に含まれる黒成分を抽出しＫ（ブラッ
ク）データを算出するものである。例えば、濃度レベル
が高い無彩色データが入力すると、Ｋデータが大きな値
として算出され、Ｃデータ、Ｍデータ、Ｙデータは濃度
レベルの割りには小さな値が算出されるようにパラメー
タが設定されている。基本的には、前述の入力マスキン
グ回路２０５と同様のマトリクス演算によりその機能が
実現されている。入力する３色のＣＭＹデータに対して
黒色を含んだ４色のＣＭＹＫデータを出力する。

【００７８】（８）γ変換回路２０９ γ変換回路２０９は、入力するＣＭＹＫデータに対し
て、実際にプリントを行なうプリンタのインクまたはト
ナーなどの色材に対応したＣＭＹＫ各色の濃度の微調整
を行なうデータ変換回路である。回路を実現するには、
前述のｌｏｇ変換回路２０７と同様のＬＵＴを用いる手
法が一般的である。

【００７９】（９）２値化回路２１０ γ変換回路２０９より出力されるＣＭＹＫデータは、２
値化回路２１０に入力する。２値化回路２１０は、先に
述べたように後段のプリンタ２１１が例えばインクジェ
ットブリンタであるために、１つのデータに対して、ド
ットを打つか打たないかの制御しか行なえない。従っ
て、入力する０〜２５５までのデジタル多値データに対
応して、０か１かの２値データに変換する。２値化の手
法は色々な変換手法が提案されており、最も代表的な誤
差拡散法が一般的であるが、構成が極めて簡潔な固定ス
ライスレベル法を用いたプリンタも存在する。ここでは
詳細な説明を省略する。

【００８０】（１０）プリンタ２１１プリンタ２１１は、２値化回路２１０で２値化されたＣ
ＭＹＫデータを入力し、データ０のときは印字せず、１
のときにインク滴を吐出してプリントを行なう装置であ
る。ユーザはプリンタ２１１より出力されるプリント結
果により、所望の読取画像の印字結果を得ることができ
る。

【００８１】以上で、本発明の実施例について説明した
が、本発明は実施例で述べた、色空間の変換手段として
の入力マスキング回路に限るものではなく、例えば前述
の出力マスキング／ＵＣＲ回路２０８に本発明を実施し
てもよい。即ち、例えばスタンドアロンのカラー複写機
を考えた場合には、カラー機器標準の色空間に変換する
入力マスキング回路は不要である。しかしながら、プリ
ンタの色再現を忠実に行なうために行なう出力マスキン
グ回路に、本発明を実施することにより前半画素と後半
画素でプリントされる色が異なる、という不具合を解消
できる。出力マスキング回路の構成は入力マスキング回
路に入力する画像データがＲＧＢの輝度データに対して
出力マスキング回路に入力する画像データがＣＭＹの濃
度データであること以外は、ＲＧＢのデータをＣＭＹデ
ータに変換することで、機能的に全く同様の構成をとる
ため、ここでは説明を割愛する。

【００８２】また、本発明の実施例では説明を省いた
が、ユーザが所望する範囲に色を付け、着色範囲に所定
の画像処理を施す、編集回路などにおいてもユーザが着
色した色を正確に判定する必要があるため、ここでも本
発明の応用が用意に考えられることはいうまでもない。

【００８３】（Ｆ）第６の実施例上記実施例５では、前半２５６画素と後半２５６画素の
分光特性の違いに着目して、特に図１３の構成による入
力マスキング回路を提案したが、それ以外の不具合要因
として、つなぎ目の位置精度が不十分なために、つなぎ
目の画素の電荷のクロストーク量がそれ以外の画素のク
ロストーク量と異なるため、同じ色を読み取っても、つ
なぎ目の画素の色がそれ以外の画素の色と異なる場合が
ある。つまり、前半のつなぎ目画素である第２５６画素
と後半のつなぎ目画素である第２５７画素の原稿色に対
する分光性能がその他の画素の分光性能と異なることが
十分に考えられる。

【００８４】この不具合の対策として、図１３の回路構
成を改良して、図１６の構成とすることで不具合を解消
できる。即ち、図１３の入力マスキング回路に対して、
演算回路１０１−２内部に、４入力のセレクタ１２０、
レジスタ１２１〜１２６及びセレクタ１２７〜１２８を
追加すればよい。

【００８５】つまり、セレクタ１２０は、第２５６画素
目の信号が入力するときは、端子２の入力を選択し、第
２５７画素目の信号が入力するときは、端子３の入力を
選択する。レジスタ１２１から１２３には第２５６画素
専用のマスキング係数が書き込まれており、同様にレジ
スタ１２４から１２６には第２５７画素専用のマスキン
グ係数が書き込まれているので、演算回路１０２−２〜
１０３−２の構成を演算回路１０１−２と全く同一に構
成することにより、演算回路１０１−２〜１０３−２の
内部レジスタにそれぞれ最適な係数を書き込むことによ
りカラーセンサ２０１に蒸着されるＲＧＢフィルタの分
光特性がどのようなものであっても、読み取られたカラ
ーデータは、画素のつなぎ目においてＲＧＢフィルタの
分光特性に差異があったとしても、その他のカラー機器
の標準である色空間と同じに扱うことができる。

【００８６】また、図２４に示すような、カラーセンサ
２０１の分光特性が前半２５６画素と後半２５６画素で
異なる場合、さらには第２５６画素目と第２５７画素目
の分光特性が他の画素のそれと異なる場合でも、それぞ
れに別個の入力マスキング係数を設定することにより、
５１２画素全て標準の色空間に変換できる。

【００８７】（Ｇ）第７の実施例実施例７では、本発明を前述のシェーディング補正回路
２０４中の黒補正回路に実施した例につき、図１７を用
いて説明を行なう。

【００８８】図１７中、黒補正回路３１−２は、暗時出
力電圧に対応するデジタル値を、読み取り信号より減算
する回路であり、Ｄタイプフリップフロップ（以下ＤＦ
Ｆと記す）３１１、レジスタ３１２〜３１４及びレジス
タ１２１〜１２３、セレクタ３１５及びセレクタ１２４
〜１２５、減算器３１６により構成されている。ＤＦＦ
３１１は、Ａ／Ｄコンバータ２０３の出力信号ＳＩＧを
ラッチするフリップフロップであり、信号ＣＬＫの立上
りで端子Ｄに入力するデータをサンプル／ホールドす
る。ＤＦＦ３１１の出力は、減算器３１６の＋端子に入
力するとともに、不図示のＣＰＵにも入力し、ＣＰＵは
画素毎のデータを取り込むことにができる。

【００８９】一方、３１２はレジスタであり、前述の不
図示の白色光源の電源をオフにした状態でのＤＦＦ３１
１の出力のうち、Ｒ画素のデシタル信号の第１画素から
第２５６画素分の平均値がＣＰＵにより書き込まれる。
白色光源は点灯していないので、レジスタ３１２には第
１画素から第２５６画素のＲ画素の暗出力値の平均値が
書き込まれる。レジスタ３１３、レジスタ３１４、レジ
スタ１２１、レジスタ１２２、レジスタ１２３は、レジ
スタ３１２と同一の構成をもつレジスタであり、それぞ
れ順に第１画素から第２５６画素のＧ画素の暗出力の平
均値、第１画素から第２５６画素のＢ画素の暗出力の平
均値、第２５７画素から第５１２画素のＲ画素の暗出力
の平均値、第２５７画素から第５１２画素のＧ画素の暗
出力平均値、第２５７画素から第５１２画素のＢ画素の
暗出力の平均値が不図示のＣＰＵにより書き込まれる。
セレクタ３１５は制御信号ＳＥＬ＜１．．０＞の制御に
従い、レジスタ３１２〜レジスタ３１４のいずれかひと
つの出力を選択してセレクタ１２５の端子０に選択した
信号を出力する。また一方、セレクタ１２４も制御信号
ＳＥＬ＜１．．０＞の制御に従い、レジスタ１２１〜レ
ジスタ１２３のいずれかひとつの出力を選択してセレク
タ１２５の端子１に選択した信号を出力する。

【００９０】制御信号ＳＥＬ＜１．．０＞はＤＦＦ３１
１がＲ画素の信号を出力するときはセレクタ３１５より
レジスタ３１２の値を選択出力すると同時にセレクタ１
２４よりレジスタ１２１の値を選択出力するように、Ｄ
ＦＦ３１１がＧ画素の信号を出力するときはセレクタ３
１５よりレジスタ３１３の値を選択出力すると同時にセ
レクタ１２４よりレジスタ１２２の値を選択出力するよ
うに、ＤＦＦ３１１がＢ画素の信号を出力するときはセ
レクタ３１５よりレジスタ３１３の値を選択出力すると
同時にセレクタ１２４よりレジスタ１２３の値を選択出
力するように制御されている。また、制御信号ＳＥＬＡ
はＳＥＬＡが０のときはセレクタ３１５の出力信号を選
択し、１のときはセレクタ１２４の出力信号を選択す
る。セレクタ１２５は減算器３１６の一端子に選択した
信号を出力する。

【００９１】図１０に画像信号ＳＩＧ＜７．．０＞とＤ
ＦＦ３１１に入力するクロックＣＬＫとセレクタ３１５
に入力する制御信号ＳＥＬ＜１．．０＞のタイミングチ
ャートを示す。図中φＴＧはカラーイメージセンサ２０
１のライン同期信号でありシェーディング補正回路２０
４においてはφＴＧの立上りからカラーイメージセンサ
２０１の第１画素ＳＲ１、即ち第１番目のＲ画素が入力
し、以降順番にＳＧ１（第１番目のＧ画素）、ＳＢ１
（第１番目のＢ画素）、ＳＲ２（第２番目のＲ画素）、
…が入力する。

【００９２】セレクタ１２５に入力する１ビットの選択
制御信号ＳＥＬＡのタイミングチャートを図１８に示
す。図１０及び図１８のタイミングチャートより明らか
なようにレジスタ３１２〜３１４及びレジスタ１２１〜
１２３に先に述べた所定の値を不図示のＣＰＵにより書
き込んでおけば、第１画素〜第５１２画素までの最適な
暗出力補正パラメータがセレクタ１２５より出力され
る。減算器３１６の出力は白補正回路３２に入力し、白
補正処理がなされる。白補正回路３２の機能及び図６に
示したその他の画像処理回路の機能については実施例１
の構成、機能と全く同一なのでここでは割愛する。

【００９３】（Ｈ）第８の実施例実施例７では、前半２５６画素と後半２５６画素の暗出
力特性の違いに着目して、図１７の構成によるシェーデ
ィング回路を提案したが、それ以外の不具合要因とし
て、つなぎ目の位置精度が不十分、あるいは２回に分け
て行なうフォトマスク露光の露光ずれ等の要因のために
つなぎ目の画素の電荷のクロストーク量がそれ以外の画
素の暗出力特性と異なる場合がある。つまり、前半のつ
なぎ目画素である第２５６画素と後半のつなぎ目画素で
ある第２５７画素の暗出力特性がその他の画素の暗出力
特性と異なることが十分に考えられる。

【００９４】この不具合の対策として、図１７の回路構
成を改良して図１９の構成とすることで不具合を解消で
きる。即ち暗出力補正回路３１−３内部に、４入力セレ
クタ１３０、レジスタ１３１〜１３６及びセレクタ１３
７〜１３８を追加すればよい。つまり、セレクタ１３０
は、第２５６画素目の信号が入力するときは、端子２の
入力を選択し、第２５７画素目の信号が入力するとき
は、端子３の入力を選択するよう制御信号ＳＥＬＢ＜
１．．０＞で制御される。

【００９５】レジスタ１３１から１３３には第２５６画
素専用の暗出力補正係数が書き込まれており、同様にレ
ジスタ１３４から１３６には第２５７画素専用の暗出力
補正係数が書き込まれているので、５１２画素全て良好
な暗出力補正が実現できる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光電変換素子を複数配置したイメージセンサにおける各
画素のばらつきを抑制し、補正することができる。具体
的には、１つの基板のイメージセンサ内のフォトセンサ
出力にゲインを切り換える手段を設け、フォトセンサに
入射する光量と後段のアンプの処理レンジによりゲイン
を切り換えることにより、イメージセンサの低電圧化に
伴う後段のアンプのレンジ低下の影響を受け難いイメー
ジセンサを実現することができる。

【００９７】また、イメージセンサ内にクランプ補正手
段とオフセット補正手段を内蔵することにより、イメー
ジセンサが接続されるＡ／Ｄ変換器の入力レンジに、自
由に対応することができるため、イメージセンサとＡ／
Ｄコンバータ間に補正回路が必要なく、かつＡ／Ｄコン
バータのレンジを有効に使用することができる。

【００９８】さらに、イメージセンサのフォトセンサの
ばらつきやカラーフィルタの透過特性のばらつき等のば
らつき量に相当するイメージセンサの出力ばらつきを補
正するため、そのばらつきを打ち消すようなゲインを持
ちそれを切り換える手段を有することにより、イメージ
センサの感度ばらつきを低減することができる。そし
て、その補正切り換え値を記憶する手段をイメージセン
サ内に設け、イメージセンサのチェック時等にその切り
換え値をイメージセンサにセットし保持することによ
り、感度ばらつきの少ないイメージセンサを実現するこ
とができる。

【００９９】加えて、シリコンチップのふたつの切り出
し領域のつなぎ精度、及びシリコンチップに施すフォト
マスク露光の露光ずれ等に起因する前半画素と後半画素
の分光特性の違いによる所望の色空間変換に変換できな
い各画素、チップのつなぎ等のばらつきを解消するた
め、前半画素と後半画素それぞれに別個の入力マスキン
グ係数を設定するレジスタ、及びレジスタの値を導くセ
レクタを設けることにより、全ての画素のついて、読み
取られた原稿の読み取りデータが、カラー機器標準の色
空間に変換することができる。

【０１００】また、前半画素と後半画素それぞれに別個
の暗出力補正係数を設定するレジスタ、及びレジスタの
値を導くセレクタを設けることにより、全ての画素につ
いて読みとられた原稿の読み取りデータを、同じ信号レ
ベルに補正することができる。

【０１０１】また、実施例６，実施例８で述べたよう
に、前半画素と後半画素のつなぎ目の画素についても、
それぞれに専用のマスキング係数または専用の暗出力補
正係数が設定できるレジスタと、レジスタの値を導くセ
レクタを設けることにより、つなぎ目の画素のクロスト
ークの影響による、色空間の違い及び暗出力補正結果の
違いも補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のイメージセンサを含む
ブロック図である。

【図２】図１及び図３に示す一実施例に適用されるタイ
ミングチャートである。

【図３】本発明による一実施例のイメージセンサを含む
ブロック図である。

【図４】図３に示す一実施例による各アンプのゲインを
切り換えた場合のばらつき抑制を説明する説明図であ
る。

【図５】本発明による一実施例のカラーイメージセンサ
の内部ブロック図である。

【図６】本発明による一実施例の画像処理回路の全体を
示すブロック図である。

【図７】本発明による一実施例のイメージセンサ部分の
ブロック図である。

【図８】図７のイメージセンサの動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図９】本発明による一実施例のシェーディング補正回
路の構成図である。

【図１０】図９の各部の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図１１】図９によるシェーディング補正を行なうとき
の部材の配置図である。

【図１２】図９に示したシェーディング補正回路のシェ
ーディング補正前と補正後の結果を表す図である。

【図１３】本発明による一実施例を実現した入力マスキ
ング回路の構成図である。

【図１４】本発明による一実施例のマスキング回路の動
作を説明するタイミングチャートである。

【図１５】図１３中、セレクタ１１８に入力する１ビッ
トの選択制御信号ＳＥＬ２のタイミングチャートであ
る。

【図１６】本発明の一実施例中、入力マスキング回路の
ブロック図である。

【図１７】本発明による一実施例の黒補正信号処理回路
のブロック図である。

【図１８】図１７に示した黒補正信号処理回路のタイミ
ングチャートである。

【図１９】本発明の一実施例中、入力マスキング回路の
ブロック図である。

【図２０】インクジェットプリンタの印字部を示す概念
図である。

【図２１】図２０のインクジェットプリンタの印字部に
対応するカラーセンサの読み取り部を示す概念図であ
る。

【図２２】カラーイメージセンサのカラーフィルタ生成
の蒸着を示す概念図である。

【図２３】シリコンウエハの切り出しの様子を示す図で
ある。

【図２４】カラーイメージセンサチップのつなぎによる
ばらつきの一部を示す概念図である。

【図２５】カラーイメージセンサチップのつなぎにおけ
るフィルター実装を説明するための概念図である。

【符号の説明】

３１黒補正回路３２白補正回路７１イメージセンサ７２フォトセンサ７３，７５，４０５，４０７，４１４スイッチ７４，２５６電荷保持手段７６，２５７アンプ７７，２５８クランプ回路１０１〜１０３，１０１−２〜１０３−２演算回路１０４演算回路１１０〜１１５，１２１〜１２６レジスタ１１６〜１１８，１２７〜１２８セレクタ１１９乗算器２０１カラーイメージセンサ２０１−１フォトセンサ２０１−２アナログ信号処理回路２０３Ａ／Ｄ変換器２０４シェーディング補正回路２０５入力マスキング回路２０６変倍回路２０７ｌｏｇ変換回路２０８出力マスキング／ＵＣＲ回路２０９ γ変換回路２１０２値化処理回路２１１プリンタ２３１マスタシリコン板２３２〜２３４切り出し領域２４１Ｒフィルタ２４２Ｇフィルタ２４３Ｂフィルタ２４４フィルタがかからない領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記同一基板上にて前記第二の電荷転送手段の出力にゲ
イン制御アンプを接続したことを特徴とするイメージセ
ンサ。
【請求項２】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記同一基板上にて前記第二の電荷転送手段の出力にゲ
イン制御アンプを備え、前記ゲイン制御アンプのゲイン
の値の少なくとも一つは前記光電変換手段の最大出力に
おいても飽和せず且つ後段のアンプのリニアリティーや
ダイナミックレンジを補償できる値であり、さらに、前
記ゲイン制御アンプの他のゲイン値は前記ゲインより大
きいことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項３】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記同一基板上に生成された、前記光電変換手段の少な
くとも一つ以上の画素上に光が入射しないようにマスク
手段を設け、そのマスクされた画素の範囲内の信号を基
準レベルにシフトするクランプ手段を有し、更にクラン
プ処理された信号レベルを外部信号によりレベルをシフ
トすることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項４】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記同一基板上に生成された、前記第二の光電転送手段
を経た信号に対して前記光電変換手段の光電変換効率の
ばらつき量を補正できるアンプ手段を設け、前記アンプ
手段は、外部信号により前記補正するゲインの値を切り
換えられることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項５】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記同一基板上に生成された、前記第二の光電転送手段
を経た信号に対して前記光電変換手段の光電変換効率の
ばらつき量を補正できるアンプ手段を設け、前記アンプ
手段は、外部信号により補正するゲインの値を切り換え
られる手段を有し、この前記ゲインの切り換えを２ｎ＋
１個（ｎは正の整数）有することを特徴とするイメージ
センサ。
【請求項６】請求項４に記載のイメージセンサにおい
て、前記光電変換手段上にはカラーフィルタがオンチッ
プまたは、配置されており、前記アンプ手段は前記光電
変換手段の光電変換効率のばらつき量及びカラーフィル
タの透過特性のばらつきを補正するアンプであり、前記
アンプは、更に外部信号により補正するゲインの値を切
り換えられることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項７】請求項５に記載のイメージセンサにおい
て、前記光電変換上にはカラーフィルタがオンチップま
たは、配置されており、前記アンプ手段は前記光電変換
手段の光電変換効率のばらつき量及びカラーフィルタの
透過特性のばらつきを補正するアンプであり、前記アン
プは、アンプゲイン量を切り換えられることを特徴とす
るイメージセンサ。
【請求項８】同一基板上に生成された、少なくとも一
画素以上をアレー状に配列された光電変換手段と、その
光電変換手段の各画素の電荷を転送する第一の電荷転送
手段と、その転送された電荷を一つずつ転送する第二の
電荷転送手段とを具備するイメージセンサにおいて、前記第二の電荷転送手段に接続された第一のアンプはゲ
インを切り換えるゲイン切換手段を有し、前記第一のア
ンプのゲインの値の少なくとも一つは前記光電変換手段
の最大出力において後段のアンプのリニアリティーやダ
イナミックレンジを補償できる値であり、さらに前記第
一のアンプの他のゲイン値は前記ゲインより大きいゲイ
ン値であり、前記第一のアンプを経た信号はサンプルホ
ールド手段により信号を規定時間ホールドされて第二の
アンプ手段に接続され、前記第二のアンプ手段は前記光
電変換手段の光電変換効率のばらつき量と前記光電変換
手段上のカラーフィルタのばらつき量を補正するアンプ
で手段あり、外部信号により前記補正するアンプ手段の
ゲインの値を切り換えられることを特徴とするイメージ
センサ。
【請求項９】請求項８に記載のイメージセンサにおい
て、前記第二のアンプ手段のゲイン切り換え数は２ｎ＋
１（ｎは正の整数）であることを特徴とするイメージセ
ンサ。
【請求項１０】請求項４乃至８のいずれかに記載のイ
メージセンサにおいて、前記ばらつき量を補正するアン
プのゲイン量または設定値を記憶保持する記憶保持手段
を設け、前記記憶保持手段に記憶された値により前記ア
ンプ手段のゲイン量または設定値を設定することを特徴
とするイメージセンサ。
【請求項１１】同一基板上に複数個の光電変換素子を
形成し、前記光電変換素子が形成されたシリコンチップ
を複数個つなぎあわせて、１ライン分の画像データの読
み取りを行なうセンサを構成したラインイメージセンサ
を用いる装置に設けられる画像処理回路において、順次読み出しが行なわれる前記ラインイメージセンサの
読み出しデータが、あらかじめ決定された前記光電変換
素子からの読み出しデータに切り換わるときに、画像処
理パラメータを切り換えることを特徴とする画像処理回
路。
【請求項１２】前記画像処理パラメータは、第１の色
空間を前記第１の色空間と異なる第２の色空間に変換す
る色空間変換パラメータを含むことを特徴とする請求項
１１に記載の画像処理回路。
【請求項１３】前記画像処理パラメータは、前記光電
変換素子の暗時出力電圧に起因するデータをキャンセル
する暗時出力データ補正パラメータを含むことを特徴と
する請求項１１に記載の画像処理回路。
【請求項１４】前記画像処理パラメータは、前記光電
変換素子の電荷を順次出力される画素信号を増幅するア
ンプのゲイン値であることを特徴とする請求項１１に記
載の画像処理回路。
【請求項１５】１個のシリコンウエハ上に複数回のフ
ォトマスク露光により１ライン分のフォトセンサを形成
したラインイメージセンサを用いた装置に設けられる画
像処理回路において、順次読み出しが行なわれる前記ラインイメージセンサの
読み出しデータが、あらかじめ決定されたフォトセンサ
からの読み出しデータに切り替わるときに、画像処理パ
ラメータを切り換えることを特徴とする画像処理回路。
【請求項１６】前記画像処理パラメータは、第１の色
空間を第１の色空間と異なる第２の色空間に変換する色
空間変換パラメータを含むことを特徴とする請求項１５
に記載の画像処理回路。
【請求項１７】前記画像処理パラメータは、前記フォ
トセンサの暗時出力電圧に起因するデータをキャンセル
する暗時出力データ補正パラメータを含むことを特徴と
する請求項１５に記載の画像処理回路。
【請求項１８】前記画像処理パラメータは、前記フォ
トセンサの電荷を順次出力される画素信号を増幅するア
ンプのゲイン値であることを特徴とする請求項１５に記
載の画像処理回路。