JPH08223356A

JPH08223356A - カラーリニアイメージセンサ及び画像処理装置

Info

Publication number: JPH08223356A
Application number: JP7298070A
Authority: JP
Inventors: Izumi Takashima; 泉高島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1996-08-30
Also published as: US5757520A; TW313287U

Abstract

(57)【要約】【目的】光学系の倍率収差（色収差）による画像歪み
を軽減する。【構成】センサ画素列を複数の色のセンサで所定の繰
り返し順に配列して各色に分解した原稿読み取り信号を
取り出すカラーリニアイメージセンサにおいて、センサ
画素列１の色の配列順を左右対称にする。また、配列順
が同一のセンサチップを１８０度回転させ端部で付き合
わせて色の配列順を左右対称にする。この構成により、
光学系の倍率収差（色収差）による画像歪みを軽減する
ことができ、しかも、従来のセンサチップを使って簡単
に色の配列順を左右対称にしたカラーリニアイメージセ
ンサを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサ画素列を複数の
色のセンサ画素で所定の繰り返し順に配列して各色に分
解した原稿読み取り信号を取り出すカラーリニアイメー
ジセンサ及びこのセンサを用いた画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２４は従来の点順次１ラインカラーリ
ニアイメージセンサの構成例を示す図、図２５は従来の
点順次１ラインカラーリニアイメージセンサの他の構成
例を示す図、図２６は図２５に示す点順次１ラインカラ
ーリニアイメージセンサのチップ内部構成図、図２７は
図２６に示すチップ内部構成図の動作を説明するための
図、図２８は３ラインカラーリニアイメージセンサのビ
デオ信号処理回路の構成例を示す図である。

【０００３】複写機やファクシミリ、ＯＡ機器のスキャ
ナー等の原稿画像を読み取る画像読取装置にはＣＣＤリ
ニアセンサが用いられている。このＣＣＤリニアセンサ
を用いてカラー原稿画像を読み取る場合には、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の分光感度を有するカラー
フィルタをＣＣＤリニアセンサにオンチップしたカラー
リニアイメージセンサが用いられている。

【０００４】従来は、等倍の密着センサとロッドレンズ
アレイを組み合わせて１ライン方式の点順次カラーリニ
アイメージセンサによりカラー画像の読み取りを行って
いた。この場合には、センサの画素が大きいためＳ／Ｎ
は良好であるが、例えばＡ３サイズの４００ｓｐｉの読
取となると、等倍系なので３０ｃｍ長の長尺センサが必
要となるので、１チップでは実現が難しく多チップ構
成、例えば６０ｍｍ長のチップを５チップ使った構成と
ならざるを得なかった。そのため、センサ自体や駆動／
信号処理回路が高価になり、チップ間色差が生じるだけ
でなく、ロッドレンズアレイとの組み合わせなので焦点
深度がとれない等の欠点があった。

【０００５】そこで、チップサイズが小さく、しかも１
チップ構成のためチップ間差がなく安価な縮小型の３ラ
イン方式の線順次センサを球面レンズと組み合わせた方
式が採用されるようになった。しかし、この方式の場合
には、図２８に示したように副走査方向にギャップ補正
が必要になり、しかも、スキャンモータその他から発生
する振動の影響によりギャップ補正の精度が維持できな
いという問題が生じている。このような副走査方向の補
正の問題を解消するものとして、１ライン方式の点順次
カラーリニアイメージセンサが提案されている。

【０００６】上記前者の３ラインカラーセンサの場合に
は、ＲＧＢ間にラインギャップがあるため、ライン補正
が必要になるのに対し、後者の点順次１ラインカラーセ
ンサの場合には、ライン間ギャップがなくその点では前
者の３ラインカラーセンサより有利であるが、ＲＧＢ間
で主走査方向に色ズレが生ずる。そこで、この色ズレを
補正するために、移動平均化処理を行うこともあるが、
その演算処理によりＭＴＦが劣化するという２次障害が
ある。

【０００７】このように従来よりカラーリニアイメージ
センサとしては、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの分光感度を有す
るカラーフィルタを用いたセンサ画素列を副走査方向に
平行に並べてなる３ラインカラーリニアイメージセンサ
や、図２４に示すＲＧＢＲＧＢ……のようにセンサ画素
列９１が３色の順次繰り返し配列で構成され、読み取り
信号がＣＣＤレジスタ９３を介してそのままの順序でシ
リアルに取り出される点順次１ラインカラーリニアイメ
ージセンサ、図２５に示すＲＧＢＲＧＢ……のようにセ
ンサ画素列９１が３色の順次繰り返し配列で構成され、
センサ画素列９１から読み取り信号が色別にＣＣＤレジ
スタ９３Ｒ、９３Ｇ、９３Ｂに転送されそれぞれがシリ
アル転送に取り出される点順次１ラインカラーリニアイ
メージセンサ等がある。

【０００８】図２４に示す点順次１ラインカラーリニア
イメージセンサは、（ｂ）に示すようにパルスφＲＯＧ
に基づきドライバ９５によりリードアウトゲート９２を
制御してセンサ画素列９１の信号をＣＣＤレジスタ９３
にパラレルで一括転送して保持し、クロックφ１とφ
２、リセットパルスφＲＳにより出力アンプ９４を通し
てＶ_OUTでシリアルに読み出している。また、図２５に
示す点順次１ラインカラーリニアイメージセンサは、例
えばその具体的なチップ内部構成（例えばテレビジョン
学会誌「高速駆動点順次カラー方式ＣＣＤリニアセン
サ」Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．９，ｐｐ１１６２〜１１６７
参照）を示したのが図２６、その動作パルス波形図を示
したのが図２７である。図２７に示すようにパルスφＲ
ＯＧ（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）に基づきドライバ９５によ
りリードアウトゲート９２を制御してセンサ画素列９１
の信号をそれぞれＣＣＤレジスタ９３Ｒ、９３Ｇ、９３
Ｂに転送して保持し、クロックφ１、φ２、φ３、φ４
に基づきタイミングジェネレータ９９、クロックドライ
バ９６を介してＣＣＤレジスタ９３Ｒ、９３Ｇ、９３Ｂ
を駆動し出力アンプ９４を通してＶ_OUT（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
を読み出している。

【０００９】一方、３ラインカラーリニアイメージセン
サでは、例えば図２８に示すようにカラー原稿からの反
射光をＲ、Ｇ、Ｂに色分解して電気信号に変換したビデ
オ信号が奇数番目の画素（Ｏdd）と偶数番目の画素（Ｅ
ven)に分けて出力される。そして、ビデオ信号処理回路
は、サンプルホールド回路２０２、ゲイン調整回路ＡＧ
Ｃ（AUTOMATIC GAIN CONTROL）２０３、オフセット調整
回路ＡＯＣ（AUTOMATIC OFFSET CONTROL) ２０４、Ａ／
Ｄ変換回路２０５、マルチプレクサー２０６、ギャップ
補正メモリ２０７、２０７′、シェーディング補正回路
２０８を有し、３ラインカラーリニアイメージセンサ２
０１から出力されたアナログのビデオ信号をサンプルホ
ールドし、ゲイン調整、オフセット調整してデジタル信
号に変換した後、偶数番目の画素と奇数番目の画素をミ
キシングしてギャップ補正、シェーディング補正を行っ
ている。ギャップ補正メモリ２０７、２０７′は、画素
列Ｒ、Ｇ、Ｂのセンサ間のギャップ分を補正するための
ものであり、例えばＦＩＦＯ構成のラインメモリからな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図２９は縮小型原稿読
み取り装置の光学系の概要を示す図である。しかし、上
記の縮小型原稿読み取り装置では、図２９に示すように
原稿２５１とセンサ２４１との間に球面レンズ２５２を
用いているため、球面レンズ２５２の材料であるガラス
やプラスチックの屈折率が光の色（波長）によって違う
ことから色収差が起こるという問題がある。このような
球面レンズ２５２が原理的に有する倍率色収差により、
センサ上に投影されるイメージには主走査方向に色ズレ
が生じる。そして、この色ズレは、光軸を挟んで対称に
なり、例えば図２に示すように±３５．０００ｍの両側
でＲの像がＧの像より３μｍ内側に結像し、Ｂの像がＧ
の像より５μｍ外側に結像する。Ｂ，Ｇ，Ｒの順で波長
が短く、屈折率が高いので、結像位置は、外側からＢ，
Ｇ，Ｒとなるのが一般的と考える。ところが、上記点順
次１ラインカラーセンサの場合には、色ズレが一方向に
固定になるので、図４に示すように右と左の両方でセン
サとレンズ間の色ズレを小さくすることはできないとい
う問題がある。

【００１１】すなわち、点順次１ラインカラーセンサで
は、ＲＧＢ間に１／３画素分の位置ズレが発生するの
で、球面レンズによる色収差の色並び順とセンサの色並
び順が同じであるとすると、色ズレ量は両者の差分が残
る。しかし、センサの端から端までの色並び順が同じで
あるので、光軸を挟んだ反対側では、球面レンズによる
色収差とセンサの色並び順が逆方向になるため、色ズレ
量は両者の和が残ることになる。センサの画素間が例え
ば１４μｍピッチの場合には１４／３≒４．７μｍの位
置ズレが発生するので、色ズレ量は、図４に示すように
一方の端ではＲの像が＋１．７μｍ、Ｂの像が−０．３
μｍのように僅かであるのに対し、他方の端ではＲの像
が−７．７μｍ、Ｂの像が＋９．７μｍのように大きく
なるという問題がある。つまり、一方の側から他方の側
に色ズレ量が徐々に大きくなってしまう。

【００１２】従来のカラーセンサーにおける色ズレ補正
を行う装置として、色ズレ補正の中心色成分と色ズレ補
正をした色成分とについて位相とＭＴＦ特性が合うよう
に補正する装置が提案（例えば特開平２−２５４８６５
号公報参照）されている。しかし、いずれにしても、従
来の方式では、処理回路が複雑になるという問題があ
る。

【００１３】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、光学系の倍率収差（色収差）による色ズレ量を軽
減することができるカラーリニアイメージセンサ及び画
像処理装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、カ
ラーリニアイメージセンサとして、複数の色のカラーフ
ィルタを所定の繰り返し順でセンサにオンチップしたセ
ンサ画素を配列し、前記複数の色の配列順を中心位置か
ら左右対称にしたセンサ画素列と、該センサ画素列から
１ライン分ずつ信号を読み出す読み出し回路と、該読み
出し回路の出力を前記複数の色の出力信号に分配して出
力する出力処理回路とを備え、該出力処理回路から前記
複数の色に分解した原稿の読み取り信号を出力すること
を特徴とする。

【００１５】さらに、前記センサ画素列は、前記複数の
色の配列順をレンズの倍率色収差の特性にマッチングさ
せ、主走査方向の色ズレの量を最小にし、前記複数の色
を中心位置から外側に向かってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の配列順に、前記Ｒ、Ｇ、ＢのうちＧを画素の中
心にしたことを特徴とする。

【００１６】前記センサ画素列は、前記複数の色のカラ
ーフィルタの配列順のみを左右対称にし、前記複数の色
の配列順が同一のセンサチップを１８０度回転させ端部
で付き合わせて色の配列順を左右対称にしたことを特徴
とし、前記出力処理回路は、前記読み出し回路の出力を
フィルタ色の配列順に合わせて分配する出力分配回路を
備えたことを特徴とする。

【００１７】また、画像処理装置としては、上記カラー
リニアイメージセンサを用い、さらに前記中心位置を原
稿の画像を投影する光学系のレンズの光軸と一致させる
ことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明のカラーリニアイメージセンサでは、色
の配列順を左右対称にしたので、光学系の倍率収差（色
収差）による画像歪みを軽減することができる。さら
に、配列順が同一のセンサチップを１８０度回転させ端
部で付き合わせて色の配列順を左右対称にすることによ
り、従来のセンサチップを使って簡単に色の配列順を左
右対称にしたカラーリニアイメージセンサを実現でき
る。また、前記カラーフィルタの色の配列順のみを左右
対称にし、出力分配回路により前記読み出し回路の出力
をフィルタ色の配列順に合わせて分配することにより、
容易にカラーリニアイメージセンサを実現できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明に係るカラーリニアイメージセン
サの１実施例を示す図であり、１はセンサ画素列、２は
リードアウトゲート、３はＣＣＤレジスタ、４は出力ア
ンプ、５は出力分配回路、６はＲＧＢ切替制御回路を示
す。

【００２０】図１において、センサ画素列１は、ＣＣＤ
センサ部にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の分光感度を
有するカラーフィルターをオンチップして色分解したカ
ラー原稿の読み取り信号を取り出すものであり、左から
右へ順次ＢＧＲの画素列の繰り返しで配列し、中心位置
から画素列の繰り返し順序を逆のＲＧＢに変えて、つま
りセンサ画素列の中心位置から左右に色順が対称になる
ようにしてセンサ画素列を配列したものである。ＣＣＤ
レジスタ３は、センサ画素列１による読み取り信号をパ
ラレルに転送して保持した後、シリアルに読み出してＲ
ＧＢ点順次出力を得るものであり、センサ画素列１によ
る読み取り信号のパラレル転送を制御するのがリードア
ウトゲート２である。出力アンプ４は、ＣＣＤレジスタ
３のＲＧＢ点順次出力を増幅するものである。出力分配
回路５は、ＲＧＢ点順次出力をＲ出力、Ｇ出力、Ｂ出力
の色別にそれぞれ分配するものである。ＲＧＢ切替制御
回路６は、出力分配回路５における分配のための切り換
え順序を制御するものであり、センサ画素列１が中心か
ら左右で対称の色順になるようにして配列しているため
センサ画素列中心で切り換え順序を逆にしている。つま
り、出力分配回路５に入力されるＲＧＢ点順次出力は、
始めからの前半がＲＧＢの順に繰り返すと、センサ画素
列中心から後半が逆のＢＧＲの順の繰り返しになるの
で、ＲＧＢ切替制御回路６では、この繰り返し順に合わ
せてＲ出力、Ｇ出力、Ｂ出力の色別に分配されるように
制御する。

【００２１】図２は球面レンズの倍率色収差を説明する
ための図、図３は球面レンズと点順次センサの位置ズレ
との関係を説明するための図、図４は球面レンズと従来
の点順次センサとの組み合わせによる色ズレ量の例を説
明するための図、図５は球面レンズと本発明のカラーリ
ニアイメージセンサとの組み合わせによる色ズレ量の例
を説明するための図である。

【００２２】縮小型のカラーリニアイメージセンサを採
用した原稿読み取り装置では、原稿とセンサとの間に球
面レンズを用いているが、この球面レンズが原理的に有
する倍率色収差により、センサ上に投影されるイメージ
には主走査方向に色ズレが生じる。この色ズレは、図２
に示すように光軸を挟んで対称になり、±３５．０００
ｍｍの両側でＲの像がＧの像より３μｍ内側に結像し、
Ｂの像がＧの像より５μｍ外側に結像する。そのため、
図３（ａ）に示すように球面レンズの倍率色収差を簡略
化して直線で表し、図３（ｂ）に示す従来の縮小型のカ
ラーリニアイメージセンサのように画素列ＢＧＲの順に
一様に並んでいるとすると、右と左の両方でセンサとレ
ンズ間の色ズレを小さくすることはできないことがわか
る。

【００２３】すなわち、点順次１ラインカラーセンサで
は、ＲＧＢ間に１／３画素分の位置ズレが発生するの
で、球面レンズによる色収差の色並び順に対しセンサの
色並び順を左から逆方向にすると、色ズレ量は図４の光
軸より左側に示すように両者の差分が残る。しかし、セ
ンサの色並び順が左端から右端まで同じであるので、光
軸を挟んだ反対側では球面レンズによる色収差とセンサ
の色並び順が同じ方向になるため、色ズレ量は図４の光
軸より右側に示すように両者の和が残ることになる。例
えばセンサの画素間が１４μｍピッチの場合には１４／
３≒４．７μｍの位置ズレが発生するので、色ズレ量
は、図４に示すように一方の端ではＲの像が＋１．７μ
ｍ、Ｂの像が−０．３μｍのように僅かであるのに対
し、他方の端ではＲの像が−７．７μｍ、Ｂの像が＋
９．７μｍのように大きくなる。つまり、一方の側から
他方の側に色ズレ量が徐々に大きくなってしまう。しか
し、本発明に係るカラーリニアイメージセンサを採用し
た場合には、図５に示すように光軸を挟んで両側が対称
に、しかも図４の光軸より左側に示すように両者の差分
が残るようにして、色ズレ量が少なくなるようにするこ
とができる。

【００２４】図６は本発明に係るカラーリニアイメージ
センサの他の実施例を示す図であり、センサ画素列１は
主走査方向に１画素区間を３等分したサイズにし、副走
査方向に１画素区間のサイズにして、各色別にＣＣＤレ
ジスタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを備えそれぞれに読み取り信号
をパラレル転送し、シリアルに変換して出力アンプ４
Ｒ、４Ｇ、４Ｂで増幅しＲ出力、Ｇ出力、Ｂ出力を得る
ようにしたものである。したがって、図１に示す実施例
で用いた出力分配回路５やＲＧＢ切替制御回路６は不要
になるので省いて構成されている。

【００２５】図７は図１に示すカラーリニアイメージセ
ンサを構成が対称である２種のチップの付き合わせによ
り構成した例を示す図、図８は図１に示すカラーリニア
イメージセンサを同一のチップの付き合わせにより構成
した例を示す図、図９は図６に示すカラーリニアイメー
ジセンサを同一のチップの付き合わせにより構成した例
を示す図、図１０は図１に示すカラーリニアイメージセ
ンサを同一のチップの付き合わせにより構成した他の例
を示す図である。

【００２６】例えばＡ３サイズの４００ｓｐｉ読取で
は、白黒で５０００画素、カラーでその３倍の１５００
０画素になるが、さらに６００ｓｐｉのような広域・高
解像読取の場合には、白黒で７５００画素、カラーで２
２５００画素になり、１画素当たりのサイズを５μｍと
してもかなりの長尺になるため、１チップでの構成は難
しくなる。そこで、図７に示す実施例は、長方形画素
で、構成が対称である２種のチップ１１−１と１１−２
とを付き合わせるようにしセンサパッケージ１２に収納
して異種２チップ対称型センサを構成したものである。
この場合には、２種のチップ１１−１と１１−２を必要
とするが、このうちのチップ１１−１のみを用いて１８
０°回転して付き合わせ、センサ画素列１−１と１−
１′が一直線になるように配置しセンサパッケージ１２
に収納して同種２チップ対称型センサを構成した実施例
が図８である。また、ＢＧＲ各々のＣＣＤを有する同種
２チップ対称型センサを構成した実施例が図９であり、
斜め画素による同種２チップ対称型センサを構成した実
施例が図１０である。この場合、各センサチップのセン
サ画素列が一直線になるように配置することは勿論、２
チップの付き合わせ間隔は極力狭くすることが望ましい
ことはいうまでもない。

【００２７】図１１はセンサ出力処理回路の構成例を示
す図、図１２は図１１に示すセンサ出力処理回路の動作
を説明するための波形図、図１３は鏡像出力作成回路の
構成例を示す図、図１４は図１３に示す鏡像出力作成回
路の動作を説明するための波形図、図１５は出力合成回
路の構成例を示す図、図１６は図１５に示す出力合成回
路の動作を説明するための波形図である。

【００２８】センサ出力処理回路として、図８に示す同
種２チップ対称型センサを採用した場合の構成例を示し
たのが図１１である。図１１において、センサ２１が逆
方向の読み出し、センサ２２が順方向の読み出しで最終
的な出力方向を図示のようにすると、まず、センサ２２
の出力は、図１２（ａ）に示すようにアナログアンプ２
３を通してＡ／Ｄコンバータ２５からＡ→Ｂの順方向に
ＲＧＢ点順次信号が出力されるのに対し、センサ２１の
出力は、図１２（ｂ）に示すようにアナログアンプ２４
を通してＡ／Ｄコンバータ２６からＤ→Ｃと逆方向にＲ
ＧＢ点順次信号が出力される。なお、この１区間Ａ→
Ｂ、Ｄ→Ｃ内のデータ数は、Ａ３、４００ｓｐｉ読取の
場合で各色５０００画素／ラインになるので、ＲＧＢ点
順次信号の１チップ分の５０００×３×１／２＝７５０
０画素となる。メモリ２７は、図１２（ｃ）に示すよう
にＡ→ＢのＲＧＢ点順次信号をそのまま１ライン（チッ
プ）分遅延させ、鏡像出力作成回路２８は、図１２
（ｄ）に示すようにＤ→ＣのＲＧＢ点順次信号をＣ→Ｄ
に反転させて１ライン分遅延させる。そして、出力合成
回路２９により次のラインで図１２（ｅ）に示すように
Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄに合成される。したがって、出力合成回
路２９の出力は、ＲＧＢ点順次信号のままであり、この
後段にＲＧＢ分配回路が必要となる。また、シェーディ
ング補正回路もこの後段に設けられる。

【００２９】鏡像出力作成回路２８は、例えば図１３に
示すようにＲＧＢ点順次信号を保持するメモリ３２、３
３、このメモリ３２、３３の入力、出力を切り換える切
り換え器３１、３４、メモリ３２、３３のアドレスを切
り換える切り換え器３５、メモリ３２、３３のアドレス
及び切り換え器３１、３４、３５を制御するアドレスコ
ントロール回路３６からなり、切り換え器３１から入力
したＲＧＢ点順次信号の鏡像信号を切り換え器３４から
出力する。この鏡像出力作成回路２８では、図１４
（ｃ）、（ｄ）に示すようにアドレスコントロール回路
３６により書き込みアドレスＷＡに対し逆方向（後入れ
先出し；ＬＩＦＯ）の読み出しアドレスＲＡを生成する
と共に、これに同期して図１４（ｂ）に示すように切り
換え信号ＡＬＴを「Ｈ」、「Ｌ」反転させて切り換え器
３１、３４、３５を切り換え、交互にメモリ３２、３３
の書き込み／読み出しを行うようにすることによって、
図１４（ａ）に示す原信号から図１４（ｅ）に示す鏡像
の出力信号を得ている。なお、図１３において、ｎは例
えば８、ｍは例えば１３、メモリ３２、３３には、例え
ば８ｋ×８ビットの６４ｋＳＲＡＭが用いられる。

【００３０】出力合成回路２９は、例えば図１５に示す
ようにメモリ（ＦＩＦＯ）４１、４２、ＦＩＦＯコント
ロール回路４４、合成回路４３からなる。そして、ＦＩ
ＦＯコントロール回路４４により図１６に示すタイミン
グで（ｃ）のライトイネーブルＷＥ、リードイネーブル
ＲＥ１、ＲＥ２を生成してメモリ４１、４２の書き込み
／読み出しをコントロールすることにより、（ａ）、
（ｂ）に示すそれぞれのセンサ出力を合成回路で（ｆ）
に示すような合成している。なお、センサからの読み出
し速度を図１６（ｇ）、（ｈ）に示すように２倍にすれ
ば、上記のようなデータレートアップ手段を使うことな
く、簡単に図１６（ｉ）に示すデータ連結が可能とな
る。

【００３１】上記の各実施例は、基本的に色フィルタと
その下地となる白黒ＣＣＤセンサの両者を共に左右対称
の構造にしている。この場合、図６に示す実施例のよう
に下地となる白黒ＣＣＤセンサの構造を、その中心位置
で対称に切り換えることは、微細加工技術的に非常に困
難を伴う。このような困難を解消するには、下地となる
白黒ＣＣＤセンサの構造を従来のままで採用することで
ある。次に、その実施例を説明する。

【００３２】図１７及び図１８は下地となる白黒センサ
に従来の構成を採用した本発明に係るカラーリニアイメ
ージセンサの他の実施例を示す図、図１９は出力分配回
路の動作タイミングを説明するための図であり、１′、
１″はセンサ画素列、２はリードアウトゲート、３Ｂ／
Ｒ、３Ｇ、３Ｒ／ＢはＣＣＤレジスタ、４Ｂ／Ｒ、４
Ｇ、４Ｒ／Ｂは出力アンプ、５′は出力分配回路、６′
はＲＧＢ切替制御回路を示す。

【００３３】図１７に示す例は、センサ画素列１′にお
いて、下地の白黒センサを図２５で説明した従来のセン
サ画素列９１の下地の白黒センサと同じ、つまり非対称
の白黒センサにし、その上の色フィルタのみを左右対称
にしたものである。また、その出力を取り出すリードア
ウトゲート２、ＣＣＤレジスタ３Ｒ／Ｂ、３Ｇ、３Ｂ／
Ｒ、出力アンプ４Ｒ／Ｂ、４Ｇ、４Ｂ／Ｒも、図２５で
説明した従来のリードアウトゲート９２、ＣＣＤレジス
タ９３Ｂ、９３Ｇ、９３Ｒ、出力アンプ９４Ｂ、９４
Ｇ、９４Ｒと同じにしている。出力分配回路５′は、出
力アンプ４Ｒ／Ｂ、４Ｂ／Ｒの出力をＲ出力とＢ出力に
分配するものである。ＲＧＢ切替制御回路６′は、出力
分配回路５′におけるＲ出力とＢ出力の分配のための切
り換え順序を制御するものである。また、図１８に示す
例は、センサ画素列１″を斜め画素にしたものである。

【００３４】次に、出力アンプ４Ｒ／Ｂ、４Ｇ、４Ｂ／
Ｒの出力と出力分配回路５′の切り換え動作を説明す
る。まず、１ライン分のセンサ出力をみると、図１９に
示すように、出力アンプ４Ｂ／Ｒの出力は、前半がＢ出
力で、画素列中心の光軸位置から後半がＲ出力に切り換
わる。これに対し、出力アンプ４Ｒ／Ｂの出力は、逆に
前半がＲ出力で、中心の光軸位置から後半がＢ出力に切
り換わる。したがって、ＲＧＢ切替制御回路６′では、
図１９に示すように、画素列中心の光軸位置で切り換え
信号を発生することにより、出力分配回路５′で出力ア
ンプ４Ｂ／Ｒの出力をＢ出力側からＲ出力側に切り換
え、出力アンプ４Ｒ／Ｂの出力をＲ出力側からＢ出力側
に切り換える。このように１ライン分の出力を画素列中
心の光軸位置で出力アンプ４Ｂ／Ｒ、４Ｒ／Ｂの出力と
Ｂ出力側、Ｒ出力側との接続を切り換えるだけで、簡単
にＲ出力、Ｇ出力、Ｂ出力に分配することができる。

【００３５】図２０は画像処理装置の全体システム構成
を示す図、図２１は画像処理装置の概略構成を示す図、
図２２は画像読取部の構成例を示す図、図２３は画像読
取部による原稿読み取り信号の読み出し方向を説明する
ための図である。

【００３６】上記本発明に係るカラーリニアイメージセ
ンサを搭載する画像処理装置の全体システム構成は、例
えば図２０に示すように画像を読み取り、電気信号に変
換する画像入力部（スキャナー部、ＩＩＴ）５１、読み
取られた原稿の画像信号を補正・変換・調整処理を施す
画像処理部（ＩＰＳ）５２、画像信号（電気信号）を光
信号に変換して静電潜像による画像形成を行う画像出力
部（ＩＯＴ）５３とに分けられ、画像処理部（ＩＰＳ）
５２に編集処理を施す画像編集部５５が接続される。そ
して、スキャナーを有するパソコンやワークステーショ
ン、ファックス等の外部機器５４の画像信号が画像処理
部５２に入力され、また、画像処理部５２から出力され
る画像信号が外部機器５４に入力される。このような画
像処理装置の概略構成を示したのが図２１であり、画像
読取部の構成例を示したのが図２２である。

【００３７】画像入力部５１では、蛍光灯やハロゲンラ
ンプ等の照明装置８２、反射ミラー８３、８４、および
光学レンズ８５を用いた縮小光学系を採用し、各色５０
００画素のＲＧＢ３ライン型のＣＣＤセンサ６１を搭載
している。このＣＣＤセンサ６１で読み取られた信号
は、アナログアンプで増幅され、Ａ／Ｄ変換器でデジタ
ル信号に変換される。制御基板７２には、画像処理部５
２と画像出力部５３の電気回路が搭載されている。画像
処理部５２では、スキャナーから取り出される例えば８
ビットのＲＧＢデジタル信号に種々の処理を施し、画像
出力部５３の特性に見合ったＣＭＹＢ_k信号を生成す
る。画像出力部５３では、まず画像処理部５２から順次
送られてくるＣＭＹＢ_k信号を半導体レーザーの点灯を
制御するドライバーへ入力して光信号に変換する。ＲＯ
Ｓ（Raster Output Scanner:レーザービーム走査装置）
部６５は、赤外半導体レーザー、レンズ、ポリゴンミラ
ーにより構成され、例えば６０μｍのスポット光となっ
て感光体ドラム６３を走査する。感光体ドラム６３は、
帯電器により帯電されており、光信号により静電潜像が
形成される。潜像は、ロータリー現像器６６上の２成分
磁気ブラシ現象によりトナー像となり、転写ドラム上に
吸着させた用紙上に転写される。感光体ドラム６３は、
クリーナー６４で余分なトナーがクリーニングされる。
この工程をＢ_k、Ｙ、Ｍ、Ｃの順に繰り返し、用紙上に
多重転写する。転写ドラムより用紙を剥離し定着器でト
ナーを定着する。

【００３８】画像入力部５１では、図２２に示すように
原稿台８１上に下向きに原稿８８が載置されると、照明
装置８２で原稿８８を照明し、反射ミラー８３、８４、
光学レンズ８５を介して直線状のＣＣＤセンサ８６上に
原稿像を結像し、原稿の主走査方向の読み取りを行う。
ＣＣＤセンサ８６では、原稿像を電気信号に変換する。
また、照明装置８２、反射ミラー８３、８４は、モータ
駆動系（図示せず）により、図示矢印方向に移動して原
稿台８１を走査し、副走査方向の読み取りを行う。この
ようにしてＣＣＤセンサ８６からは、原稿像に対応した
電気信号、すなわち画像信号が得られる。

【００３９】また、図２２に示す画像読み取り装置にお
いては、照明装置８２の発光ムラ、反射ミラー８３、８
４の汚れ等による濃度ムラ、光学レンズ８５の光度分布
のムラ等のいわゆるシェーディングを除去する手段を設
けている。すなわち、シェーディング補正用の白色基準
板８７を原稿台８１の副走査方向の走査開始端部に設け
ている。この白色基準板８７は、画像信号を補正する際
の基準となる信号を発生させるための濃度基準板として
機能する板状体であって、前面を例えば白く均一に塗っ
たものであり、図２３に示すように主走査方向に伸延し
ている。なお、図２３では、原稿台８１の下から原稿８
８を見た状態を示しており、右側が装置の正面、すなわ
ち操作者側、左側が背面、上側が装置正面からみて左側
である。また、図２３において、原稿８８は、左から右
に主走査され、上から下に副走査される。原稿を読み取
るに際しては、原稿８８の走査に先立ってこの白色基準
板８７を読み取る。そして、その後に原稿を走査して白
色基準板８７の読取信号に基づき画像信号補正を行う。
８９は白色基準板８７のカバー兼原稿位置規定用の突き
当てガイドである。

【００４０】画像処理部５２では、画像入力部５１から
のＢＧＲ信号について、それぞれ８ビットデータ（２５
６階調）を入力し、ＣＭＹＢ_k信号（トナー信号）に変
換した後、プロセスカラーのトナー信号Ｘをセレクト
し、これを２値化してプロセスカラーのトナー信号のオ
ン／オフデータにして画像出力部５３に出力し、この間
に色の再現性、階調の再現性、精細度の再現性等を高め
るために種々のデータ処理を行っている。例えばカラー
原稿の読み取り信号をグレーバランスしたカラー信号に
調整（変換）するための等価中性濃度変換や、ＢＧＲ信
号をＹＭＣ信号に変換するマトリクス変換、特定の領域
において指定された色による変換処理を行うカラー変
換、色の濁りが生じないように適量のＢ_kを生成し、そ
の量に応じてＹＭＣを等量減ずる（下色除去）処理を行
うＵＣＲ（Ｕnder Ｃolor Ｒemoval；下色除去）＆黒
生成、デジタルフィルタ、モジュレーションテーブルに
より網点除去情報及びエッジ強調情報を生成し、写真や
網点印刷の原稿の場合には平滑化し、文字や線画の原稿
の場合にはエッジ強調等を行っている。さらには、再現
性の向上を図るためのものであり、エリア信号に従った
濃度調整、コントラスト調整、ネガポジ反転、カラーバ
ランス調整、文字モード、すかし合成等の編集機能を持
っている。また、画像処理部５２は、システムバリュー
として明度と色相情報を持つＬ^*ａ^*ｂ^*信号を採用
し、ＢＧＲ→Ｌ^*ａ^*ｂ^*→ＣＭＹの色変換を行うよう
に構成したものであってもよい。

【００４１】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、ＲＧＢ３色のカラーリニアイメージセン
サを示したが、例えばレッドとシアンのような２色セン
サやＲＧＢ＋ＩＲセンサにも同様に適用可能である。ま
た、画素形状も矩形だけでなく、平行四辺形その他の形
状であってもよい。センサ画素列の色の配列順におい
て、実施例では、基本的なレンズの特性上、外側からＢ
→Ｇ→Ｒとなる配列について説明したが、レンズの特
性、その他の事情に合わせ、色の配列順を変更してもよ
い。センサ画素列の色の配列順を左右対称にしたとき、
その配列順が反転する部分では、ＢＧＲＲＧＢのように
Ｇのピッチは変わらないのに対し、Ｒは並んでしまい、
Ｂは倍のピッチになってしまう。この場合、ＲＧＢ信号
から輝度信号を得る時には、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：７：１程
度の信号を合成するのが一般的であり、黒細線の精細度
情報はＧが主になるので、不連続が発生しないようにす
るには、上記のように３色セットの中央にＧを配置する
のがより望ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るカラーリニアイメージセンサによれば、センサ画
素列中心から左右で色順が対称になるようにしてセンサ
画素列を配列するので、センサ構造によるＲＧＢ間の色
ズレとレンズが原理的に有する倍率色収差とのマッチン
グによりトータルの色ズレ量を軽減することができる。
しかも、カラーリニアイメージセンサにおいて、下地の
白黒ＣＣＤセンサを従来のセンサと同様に非対称形のま
まとし、その上の色フィルタのみを左右対称にしても、
後続の出力分配回路により簡単にＲＧＢ出力に分配する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーリニアイメージセンサの
１実施例を示す図である。

【図２】球面レンズの倍率色収差を説明するための図
である。

【図３】球面レンズと点順次センサの位置ズレとの関
係を説明するための図である。

【図４】球面レンズと従来の点順次センサとの組み合
わせによる色ズレ量の例を説明するための図である。

【図５】球面レンズと本発明のカラーリニアイメージ
センサとの組み合わせによる色ズレ量の例を説明するた
めの図である。

【図６】本発明に係るカラーリニアイメージセンサの
他の実施例を示す図である。

【図７】図１に示すカラーリニアイメージセンサを構
成が対称である２種のチップの付き合わせにより構成し
た例を示す図である。

【図８】図１に示すカラーリニアイメージセンサを同
一のチップの付き合わせにより構成した例を示す図であ
る。

【図９】図６に示すカラーリニアイメージセンサを同
一のチップの付き合わせにより構成した例を示す図であ
る。

【図１０】図１に示すカラーリニアイメージセンサを
同一のチップの付き合わせにより構成した他の例を示す
図である。

【図１１】センサ出力処理回路の構成例を示す図であ
る。

【図１２】図１１に示すセンサ出力処理回路の動作を
説明するための波形図である。

【図１３】鏡像出力作成回路の構成例を示す図であ
る。

【図１４】図１３に示す鏡像出力作成回路の動作を説
明するための波形図である。

【図１５】出力合成回路の構成例を示す図である。

【図１６】図１５に示す出力合成回路の動作を説明す
るための波形図である。

【図１７】下地となる白黒センサに従来の構成を採用
した本発明に係るカラーリニアイメージセンサの他の実
施例を示す図である。

【図１８】下地となる白黒センサに従来の構成を採用
した本発明に係るカラーリニアイメージセンサの他の実
施例を示す図である。

【図１９】出力分配回路の動作タイミングを説明する
ための図である。

【図２０】画像処理装置の全体システム構成を示す図
である。

【図２１】画像処理装置の概略構成を示す図である。

【図２２】画像読取部の構成例を示す図である。

【図２３】画像読取部による原稿読み取り信号の読み
出し方向を説明するための図である。

【図２４】従来の点順次１ラインカラーリニアイメー
ジセンサの構成例を示す図である。

【図２５】従来の点順次１ラインカラーリニアイメー
ジセンサの他の構成例を示す図である。

【図２６】図２２に示す点順次１ラインカラーリニア
イメージセンサのチップ内部構成図である。

【図２７】図２３に示すチップ内部構成図の動作を説
明するための図である。

【図２８】３ラインカラーリニアイメージセンサのビ
デオ信号処理回路の構成例を示す図である。

【図２９】縮小型原稿読み取り装置の光学系の概要を
示す図である。

【符号の説明】

１…センサ画素列、２…リードアウトゲート、３…ＣＣ
Ｄレジスタ、４…出力アンプ、５…出力分配回路、６…
ＲＧＢ切替制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色のカラーフィルタを所定の繰り
返し順でセンサにオンチップしたセンサ画素を配列し、
前記複数の色の配列順を中心位置から左右対称にしたセ
ンサ画素列と、該センサ画素列から１ライン分ずつ信号を読み出す読み
出し回路と、該読み出し回路の出力を前記複数の色の出力信号に分配
して出力する出力処理回路とを備え、該出力処理回路か
ら前記複数の色に分解した原稿の読み取り信号を出力す
ることを特徴とするカラーリニアイメージセンサ。
【請求項２】前記センサ画素列は、前記複数の色の配
列順をレンズの倍率色収差の特性にマッチングさせ、主
走査方向の色ズレの量を最小にしたことを特徴とする請
求項１記載のカラーリニアイメージセンサ。
【請求項３】前記センサ画素列は、前記複数の色を中
心位置から外側に向かってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の配列順にしたことを特徴とする請求項１記載の
カラーリニアイメージセンサ。
【請求項４】前記センサ画素列は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの
うちＧを画素の中心にしたことを特徴とする請求項３記
載のカラーリニアイメージセンサ。
【請求項５】前記センサ画素列は、前記複数の色のカ
ラーフィルタの配列順のみを左右対称にしたことを特徴
とする請求項１記載のカラーリニアイメージセンサ。
【請求項６】前記センサ画素列は、前記複数の色の配
列順が同一のセンサチップを１８０度回転させ端部で付
き合わせて色の配列順を左右対称にしたことを特徴とす
る請求項１記載のカラーリニアイメージセンサ。
【請求項７】前記出力処理回路は、前記読み出し回路
の出力をフィルタ色の配列順に合わせて分配する出力分
配回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のカラー
リニアイメージセンサ。
【請求項８】原稿の画像を投影する光学系と、該光学
系により投影された原稿の画像を複数の色に分解して読
み取るカラーリニアイメージセンサと、該カラーリニア
イメージセンサから出力される前記複数の色に分解した
原稿読み取り信号を処理する信号処理回路とを備えた画
像処理装置において、前記カラーリニアイメージセンサは、複数の色のカラーフィルタを所定の繰り返し順でセンサ
にオンチップしたセンサ画素を配列し、前記複数の色の
配列順を中心位置から左右対称にしたセンサ画素列と、該センサ画素列から１ライン分ずつ信号を読み出す読み
出し回路と、該読み出し回路の出力を前記複数の色の出力信号に分配
して出力する出力処理回路とを備えたことを特徴とする
画像処理装置。
【請求項９】前記カラーリニアイメージセンサは、前
記中心位置を前記光学系のレンズの光軸と一致させるこ
とを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記センサ画素列は、前記複数の色の
配列順をレンズの倍率色収差の特性にマッチングさせ、
主走査方向の色ズレの量を最小にしたことを特徴とする
請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１１】前記センサ画素列は、前記複数の色を
中心位置から外側に向かってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の配列順にしたことを特徴とする請求項８記載の
画像処理装置。
【請求項１２】前記センサ画素列は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ
のうちＧを画素の中心にしたことを特徴とする請求項１
１記載の画像処理装置。
【請求項１３】前記センサ画素列は、前記複数の色の
カラーフィルタの配列順のみを左右対称にしたことを特
徴とする請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１４】前記センサ画素列は、前記複数の色の
配列順が同一のセンサチップを１８０度回転させ端部で
付き合わせて色の配列順を左右対称にしたことを特徴と
する請求項８記載の画像処理装置。
【請求項１５】前記出力処理回路は、前記読み出し回
路の出力をフィルタ色の配列順に合わせて分配する出力
分配回路を備えたことを特徴とする請求項８記載の画像
処理装置。