JPH08223418A - 画像読取装置及びその信号補正法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、機械的シャッタ機構を設けること
無く、高輝度のランプを点灯状態で使用して、黒補正が
可能な固体ラインセンサを使用した光学式画像読取装置
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明にかかる画像読取装置は、光源と、固
体ラインセンサと、黒補正用ラインメモリを有する黒補
正回路とを備え、固体ラインセンサ７は、受光部１と、
受光素子に蓄積された電荷を排出する電荷排出部４と、
受光部１と電荷排出部４の間に設けられたシャッタゲー
ト５と、受光部１に蓄積された電荷を転送するＣＣＤ電
荷転送部３とを備え、光源の点灯状態下でシャッタゲー
ト５の開成時に固体ラインセンサ７の出力を黒補正用ラ
インメモリ１２に黒基準レベルデータとして予め記憶し
て、読み取った画像データを黒基準レベルデータ１２に
基づき補正する手段とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子式複写装置等に使
用して好適な画像読取装置及びこれに使用する固体ライ
ンセンサの信号補正法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子式複写装置，ファクシミリ，イメー
ジスキャナ等には、原稿を読み取る画像読取装置が内蔵
されており、この画像読取装置は１次元のイメージセン
サである固体ラインセンサ（リニアセンサ）が利用され
ている。固体ラインセンサは、光学系を用いて原稿幅よ
りもセンサ幅が短い縮小形センサと、１対１の光学系を
用いて等倍の結像画像を読み取るセンサ長が原稿幅と同
一の等倍形センサ（密着センサ）がある。固体ラインセ
ンサには一般にＣＣＤ（電荷結合素子）が使用されてお
りＣＣＤラインセンサと称される。

【０００３】これら画像読取装置を内蔵する一具体例と
して、図６にカラー用電子式複写装置の構成が示されて
いる。画像読取装置として、原稿の画像を読み取るイメ
ージセンサであるＣＣＤラインセンサ６０１、ラインセ
ンサに接続され画像出力を増幅するアンプ６０３、アン
プに接続されたアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換装
置６０５、Ａ／Ｄ変換装置に接続された黒補正回路６０
７、黒補正回路に接続された白補正回路６０９を有して
いる。

【０００４】画像読取装置の後段にはマスキング回路６
１１、垂直エッジ補正回路６１３、ビデオメモリー６１
５、ディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換装置６１７、
カラー調整水平エッジ補正回路６１９及びアナログマト
リックススイッチャ６２１を有してコンポジット映像信
号又は色信号ＲＧＢを生成・出力し、例えば適当なプリ
ンタ（図示せず。）を接続して色信号ＲＧＢによりカラ
ーのハードコピィを複写する。

【０００５】ＣＣＤラインセンサ６０１には、モード切
替装置６２４を介してクロックφ発生装置６２５が接続
され、読取りモード（例えば、普通モード，ファインモ
ード等）の指示を与えている。ＣＰＵ６２３は、光源ド
ライブ６２７を制御して光源（例えば、Ｒ（赤色）用Ｌ
ＥＤ，Ｇ（緑色）用ＬＥＤ，Ｂ（青色）用蛍光灯）６２
９を点灯・消灯する。表示装置制御装置ＣＲＴＣ６３１
は、表示装置（図示せず。）の画面上に所定のキャラク
タ表示等をする。

【０００６】このような電子式複写装置の画像読取装置
（ＣＣＤラインセンサ６０１、アンプ６０３、Ａ／Ｄ変
換装置６０５、黒補正回路６０７、白補正回路６０９）
では、複写の際、図７（電源ＯＮ時の初期設定）及び図
８（画像読取り時の初期動作）に示す初期動作が行われ
る。

【０００７】電源ＯＮ時の初期設定は、図７に示す手順
に従って行われる。先ず、装置電源をＰＯＷＥＲ ＯＮ
する。次に、ＣＰＵ６０１をイニシャライズして装置内
部のＩ／Ｏポート等を初期設定する（Ｓ６１）。ＣＣＤ
ラインセンサ６０１を原点（スタート点）に復帰させる
ため、ホームポジッションセットを行う（Ｓ６２）。光
源６２９を（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ各１秒間）点灯して光
の強度を測光する。なお、光源６２９はパルス幅変調さ
れたパルスにより駆動されているので調節可能である
（Ｓ６３）。ＣＣＤラインセンサ６０１のレベルが飽和
点（或る定められたレベル）になるように、光源ドライ
ブ６２７を介してＲＧＢ光源６２９夫々の光量の初期値
を設定する（Ｓ６４）。

【０００８】画像読取り時の初期動作は、図８に示す黒
補正及び白補正と呼ばれる信号補正手順に従って行われ
る。ＳＴＡＲＴボタンを押すことにより、その後の位置
ズレを修正するため、再度ホームポジッションが確認さ
れる（Ｓ７１）。再度、光源６２９の光量が最適である
ことを確認する（Ｓ７２）。（読取りサイズ，読取り開
始位置Ｘ，Ｙの）３バイトのシリアルデータを受信し、
各光源の点灯時間を決定する（Ｓ７３）。次に、電源６
２９を消灯する。この時、黒補正を行う。次に、再度ラ
ンプを点灯する。この時、白補正を行う（Ｓ７４，Ｓ７
５）。ここで初めて、原稿の読取りを開始する（Ｓ７
６）。原稿から１ライン毎に７００又は８８８ラインの
画像読取りを行う（Ｓ７７）。終了したら、ＣＣＤライ
ンセンサをホームポジッションに復帰させる（Ｓ７
８）。

【０００９】手順Ｓ７４，Ｓ７５で行われる画像読取装
置の黒補正及び白補正からなる信号補正に関して説明す
る。

【００１０】図９は、従来の画像読取装置を示し、従来
のＣＣＤラインセンサ９７、ＣＣＤラインセンサに接続
されたアンプ８，アンプに接続されたアナログ−ディジ
タル（Ａ／Ｄ）変換装置９，Ａ／Ｄ変換装置に接続され
た黒補正回路１０、黒補正回路に接続された白補正回路
１１を有している。このＣＣＤラインセンサ９７は固体
ラインセンサであり固体撮像素子としてＭＯＳ形集積回
路に内蔵され、光を電気に変換する構造（例えば、ホト
トランジスタ）及びこの電荷を電気的方法で移動させる
ＣＣＤ構造（電荷転送素子）を有し、光電変換、光電荷
の蓄積、そして走査という３つの機能を果たしている。

【００１１】固体ラインセンサ９７は、図中、ｎｏ．
１，ｎｏ．２，………，ｎｏ．２０４８と記されている
複数の受光素子を構成するホトダイオードからなる受光
部９１と、受光部の各受光素子にそれぞれ蓄積された電
荷を転送して出力する電荷転送部であるＣＣＤアナログ
シフトレジスタ９３と、受光部とＣＣＤアナログシフト
レジスタの間に設けられ、両者間を開閉制御するシフト
ゲート９２と、ＣＣＤアナログシフトレジスタから生じ
る電荷を蓄えるフローティングキャパシタ９５と、この
電圧変化を出力端子ＯＳに出力するバッファ９６とを有
する。

【００１２】このような固体ラインセンサ９７の動作
は、受光部１には受光時に光電変換により被写体に対応
する信号電荷（電子）が発生し、この発生した信号電荷
はシフトゲートパルスＳＨによりシフトゲート２を開く
ことによりＣＣＤアナログシフトレジスタ９３に伝送さ
れる。伝送された信号電荷は、転送用２相クロックパル
スφ１，φ２（両パルスは反転の関係にある。）によ
り、φ１，φ２の１周期で信号電荷を１画素分ずつ、Ｃ
ＣＤアナログシフトレジスタ９３を図で見て左向きに順
次転送される。

【００１３】転送された信号電荷はＣＣＤアナログシフ
トレジスタ９３左端部のアウトプットゲートを通過して
フローティングキャパシタ９５に流入し、フローティン
グキャパシタ９５の電圧を変化させる。この電圧変化
が、バッファ９６を介してアナログ画像出力として出力
端子ＯＳから出力される。なお、次の画素の信号電荷検
出のためにリセットパルスＲＳを加えてフローティング
キャパシタ９７の電圧を初期状態に戻している。

【００１４】電子式複写装置等に使用される画像読取装
置では出力のばらつきを補正するため図８で説明した信
号補正（黒補正及び白補正）が行われる。現状におい
て、固体ラインセンサ９７の出力のばらつきは、基本的
にはＣＣＤ（電荷転送素子）の構造自体のばらつきによ
ってはそれほど生じない。出力のばらつきは、主に受光
部１の各センサにおいて発生している。

【００１５】固体ラインセンサ９７で受光素子（画素）
に欠陥があると、その画素の出力にばらつきが生じる。
出力のばらつきの原因は、大きく分けて２つあり、１つ
は暗時出力（暗電圧）のばらつきであり、他の１つは感
度のばらつきである。前者の暗電圧のばらつきの補正
は、黒補正（ブラックコレクション）呼ばれている。

【００１６】黒補正はラインセンサに特有の信号補正で
ある。即ち、２次元のイメージセンサであるエリアセン
サでは、黒補正を行うには画素数が多すぎ必要なメモリ
が大規模すぎてしまうこと、また欠陥があっても２次元
画像の１画素分しかその欠陥が現れないので実用上問題
とならないことから、一般に黒補正は行われない。これ
に対して、ラインセンサでは、１次元センサを機械的走
査して２次元原稿を読み取るので、１画素の暗示出力む
らが結果として出力画像上に直線状のすじとなって現れ
るため、実用上一切許されない。

【００１７】このため黒補正は、固体ラインセンサ９７
を使用する光学式画像読取装置において、画像を取り込
む際の前処理の一環としてとして行われる。

【００１８】図９に示すような画像読取装置において、
ＣＣＤラインセンサ９７の後段には、この出力を増幅す
る適当な増幅器８，増幅された出力をアナログ−ディジ
タル変換するＡ／Ｄ変換装置９，これに接続された黒補
正回路１０及び白補正回路１１が順に接続されている。
黒補正回路１０は、スイッチ１４，黒補正用ラインメモ
リ１２及び加算器１５を有している。一方、白補正回路
１１は、スイッチ１６，白補正用ラインメモリ１３及び
割算器１７を有している。

【００１９】図９の回路において、図８の手順Ｓ７４，
Ｓ７５（黒補正及び白補正）は次のようになる。スイッ
チ１４を黒補正用ラインメモリ１２側に切り換えて、光
源（図示せず。）を消灯した状態でＣＣＤラインセンサ
９７の全ての画素（例えば、１〜２０４８番の画素）の
出力を、アンプ８及びＡ／Ｄ変換装置９を介して順番に
（１〜２０４８番の）黒基準レベルのデータとして黒補
正用ラインメモリ１０９に記憶する。その後、スイッチ
１４を加算回路１５側に切り換える。光源を点灯して原
稿（図示せず。）を読み取ったＣＣＤラインセンサ９７
から出力される画像データから、黒補正用ラインメモリ
１２に記憶された黒基準レベルデータを減算する。この
ようにして、暗示出力のばらつきの補正である黒補正が
なされる。

【００２０】黒補正の後に通常は白補正（感度補正，シ
ェーディング補正とも言う。）が行なわれる。白補正
は、光源のシェーディング（光量むら）及び個々のホト
ダイオードの感度のばらつきを補正することで、１００
％光量出力の下で画像読取装置に内蔵された白基準板を
測定し黒補正されたＲ，Ｇ，Ｂのデータをそれぞれ白補
正用ラインメモリ１３に白基準レベルのデータとして記
憶する。

【００２１】次に、スイッチ１６を切り換えて黒補正回
路１０からの黒補正後の画像データを割算器１７に送
り、このデータを白補正用ラインメモリ１３に蓄積され
た白基準レベルデータで徐算する。元来同じデータであ
るので１又は０の正規化されたデータが得られ、こうし
て白補正がなされる。

【００２２】本願発明は、上述した信号補正の内の黒補
正に関する。黒補正における黒基準レベルデータの収集
は光の無い状態、具体的には、ランプ電源を遮断しラン
プを消灯し又は機械的シャッタにより光線を遮断した状
態により行われている。機械的シャッタは、光学式カメ
ラのシャッタのようにミリセカンド〔ｍＳ〕のオーダで
の作動が可能である。

【００２３】図１０は、ランプ電源遮断又は機械的シャ
ッタによる光線遮断の例を示す。（ＬＥＤ，蛍光灯から
なる）光源１０１からの光線を、（ネガフィルム又はポ
ジフィルムからなる）原稿１１３に集束する第１及び第
２の集光レンズ１０７，１１１が配置されている。第１
の集光レンズ１０７及び第２のレンズ１１１の間には、
光線を適宜遮断し得る回転可能な機械的シャッタ１０９
が設けられる。画像データをＣＣＤラインセンサ１１７
に集束する第３の集光レンズ１１５が設けられる。

【００２４】図１１の構成において、蛍光灯１０１から
の光線は、第１のメインレンズ１０７で集束され、回転
可能な機械的シャッタ１０９を回転することにより透過
又は遮断される。透過した光線は第２のメインレンズ１
１１で集束され、原稿１１３を透過して画像情報を読み
取り、第３のメインレンズ１１５によりＣＣＤラインセ
ンサ１１７に対して集束される。

【００２５】ここで黒補正時の黒基準レベルデータの取
得は、原稿を取り去った状態で、スイッチ１０３をＯＦ
Ｆにしてランプ電源を遮断して光の無い状態又はランプ
は点灯したまま機械的シャッタ１０９を回して光線を遮
断した状態により行われる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】このような機械的シャ
ッタ１０９を用いた場合、蛍光灯１０１を点灯したまま
で黒補正が可能である。しかし、機械的シャッタ１０９
は、本来画像読取りには不必要で余分な機構であり画像
読取装置の構成を複雑にする欠点がある。従って、一般
には光源の消灯により黒補正を行なうことが望ましい。

【００２７】従来、この光源としては蛍光灯が使用され
ており、蛍光灯の場合消灯に要する時間は数十から数百
ミリ秒で比較的短く（残光が短く）、再点灯に要する時
間も短い。従って、光学式画像読取装置の使用時の前段
階で、消灯・再点灯により黒補正が能率良く出来る。蛍
光灯に替え又はこれと併用して更に明るいＬＥＤを使用
した場合も、高速で点灯・消灯が可能である。しかし、
蛍光灯やＬＥＤは、高精度なファクシミリ，イメージス
キャナ，ディジタル複写機などの光学式画像読取装置に
使用した場合に光量が不足しているのが現状である。

【００２８】最近、他の分野で利用されている水銀灯，
ハロゲンランプ，ハライドランプ，メタルハライドラン
プのような高圧放電灯は、光量の観点からは十分であ
り、また良好な比視感度、即ち人間が見てＲＧＢが均等
に含まれている特性を有しているので好ましい。

【００２９】しかし、このような輝度の高い高圧放電灯
を使用した場合、消灯に要する時間は短いが、再点灯
（９０％の照度を得るまでの時間。）に要する時間が数
分間と非常に長い欠点がある。従って、光量の十分な高
圧放電灯を使用する場合、電子式複写装置等の使用時に
画像読取装置の前処理として消灯・再点灯により黒補正
を行うには甚だしく作業能率が悪い。このような高輝度
ランプを使用した場合、画像読取装置の読取り速度を高
速化するのは困難であった。

【００３０】従って画像読取装置ではランプの消灯・再
点灯による黒補正は避ける必要がある。ランプを点灯し
たままで黒補正を行うには、機械式シャッタがあるが、
上述のように本来画像読取りには不必要なものであり、
画像読取装置の構造が複雑になる。

【００３１】本発明は、機械的シャッタ機構を設けるこ
と無く、ハロゲンランプやメタルハロゲンランプのよう
な高輝度のランプを点灯状態で使用して、黒補正が可能
な固体ラインセンサを使用した画像読取装置を提供する
ことを目的とする。

【００３２】更に、このような画像読取装置に使用され
る固体ラインセンサの高速な信号補正法を可能にするこ
とを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像読取
装置は、光源と、固体ラインセンサと、黒補正用ライン
メモリを有する黒補正回路とを備えた画像読取装置であ
って、上記固体ラインセンサは、受光した画像光に応じ
た電荷を蓄積する複数の受光素子を有する受光部と、該
受光素子に夫々蓄積された電荷を排出する電荷排出部
と、上記受光部と上記電荷排出部の間に設けられ、開閉
制御されるシャッタゲートと、上記受光部の各受光素子
に蓄積された電荷を転送して出力するＣＣＤ電荷転送部
とを備え、上記光源の点灯状態下で、上記シャッタゲー
トの開成時に上記固体ラインセンサの出力を上記黒補正
用ラインメモリに黒基準レベルデータとして予め記憶し
て、読み取った画像データを該黒基準レベルデータに基
づき補正する手段とを備えている。

【００３４】本発明にかかる固体ラインセンサの信号補
正法は、光源を点灯し、受光部とオーバフロードレイン
の間のシャッタゲートを開いた状態で、該受光部の出力
を黒補正用ラインメモリに黒基準レベルデータとして記
憶し、読み取った画像データを該黒基準レベルデータに
基づき補正する、諸段階を含む固体ラインセンサの信号
補正法である。

【００３５】

【作用】本発明にかかる画像読取装置によれば、固体ラ
インセンサは、電荷を排出する電荷排出部と、上記受光
部と上記電荷排出部の間に設けられ、開閉制御されるシ
ャッタゲートとを備えている。黒補正の際に、光源の点
灯したままで上記シャッタゲートを開成して、上記固体
ラインセンサの出力を上記黒補正用ラインメモリに黒基
準レベルデータとして記憶する。このため、光源を消灯
したのと同じ状態における黒基準レベルのデータが取得
できる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明にかかる画像読取装置及びこれ
に使用される固体ラインセンサの信号補正法の一実施例
について説明する。

【００３７】図１は本実施例にかかる画像読取装置の構
成を示している。この画像読取装置は、固体ラインセン
サ７，固体ラインセンサに接続されたアンプ８，アンプ
に接続されたＡ／Ｄ変換装置９，Ａ／Ｄ変換装置に接続
された黒補正回路１０及び黒補正回路に接続された白補
正回路１１を有している。従来の画像読取装置（図９）
と比較すると、固体ラインセンサ７の構成が異なってい
る。

【００３８】固体ラインセンサ７はＭＯＳ形集積回路に
内蔵され、夫々、ｎｏ．１，ｎｏ．２，………，ｎｏ．
２０４８と記されている複数のホトダイオード受光素子
からなる受光部１と、受光部の各受光素子に夫々蓄積さ
れた電荷を転送して出力する電荷転送部であるＣＣＤア
ナログシフトレジスタ３と、受光部とＣＣＤアナログシ
フトレジスタの間に設けられるシフトゲート２と、ＣＣ
Ｄアナログシフトレジスタからの電荷を出力端子ＯＳに
出力するバッファ６とを有する。

【００３９】更に、受光部１に対してＣＣＤアナログシ
フトレジスタ３とは反対側に設けられたドレイン（電子
的な溝）であって、受光部１に電荷（電子）が溜まって
きても電荷転送部３に流れ込む以前にこの電荷を掃き捨
てるオーバフロードレイン（電荷排出部）４と、オーバ
フロードレインと受光部の間に設けられ電子シャッタと
して機能するシャッタゲート５とを有する。

【００４０】固体ラインセンサ７の構成は、従来の固体
ラインセンサ（図９）の構成と比較すると、オーバフロ
ードレイン４及びシャッタゲート５が新規に設けられて
いる点で異なる。

【００４１】このような固体ラインセンサ７の通常の画
像読取り動作は、図９の画像読取り動作と同様である。
即ち、受光部１には受光時に光電変換により信号電荷
（電子）が発生し、この信号電荷はシフトゲートパルス
ＳＨによりシフトゲート２を開くことによりＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ３に伝送される。伝送された信号電
荷は、転送用２相クロックパルスφ１，φ２によりＣＣ
Ｄアナログシフトレジスタ３を図で見て左向きに順次転
送される。

【００４２】転送された信号電荷はフローティングキャ
パシタ５に流入する。この電圧変化が、バッファ６を介
してアナログ画像出力として出力端子ＯＳから出力され
る。なお、次の画素の信号電荷検出のためにリセットパ
ルスＲＳを加える。

【００４３】アンプ８，Ａ／Ｄ変換装置９，黒補正回路
１０及び白補正回路１１は、夫々図９のそれらと同様で
ある。黒補正回路１０には、スイッチ１４，黒補正用ラ
インメモリ１２及び加算回路１５が含まれ、一方、白補
正回路１１には、スイッチ１６，白補正用ラインメモリ
１３及び除算回路１７が含まれる。

【００４４】図１の画像読取装置の黒補正時の動作に関
しては、図２に示すタイムチャートに示す手順で行われ
る。時点ｔ０で、電子式複写装置（図６）の電源をＯＮ
し、画像読取装置に読み取り開始のステータス信号を与
える。

【００４５】ｔ０から所定時間（例えば１０数秒）後の
ｔ１の時点で、例えばメタルハライドランプのような高
輝度光源（図６の６２９に相当する。）を点灯する。点
灯に要する時間が長いランプの場合は、最初（ｔ０）か
ら点灯していてもよい。

【００４６】時点ｔ２で、スイッチ１４を黒補正用ライ
ンメモリ１２側に切換えるため黒補正用切替パルスを入
れる。同時に、シャッタゲート５のシャッタゲートパル
スＳＧをＯＮにしてシャッタゲート５を開き、受光部１
の光電変換により発生してここに溜まった電荷（電子）
をポテンシャルの一番低いオーバフロードレイン４に逃
がす。光源が点灯状態にあるので、シャッタゲートパル
スＳＧをＯＮ状態に保って受光部１で連続的に発生する
電荷をオーバフロードレイン４に継続的に逃がす。

【００４７】時点ｔ３で、シャッタゲートパルスＳＧを
ＯＮに保ってシャッタゲート５を開いた状態の下で、シ
フトゲートパルスＳＨをＯＮにしてシフトゲート２を開
くと、この状態における受光部１の信号電荷がＣＣＤア
ナログレジスタ３に伝送される。ＣＣＤアナログレジス
タ３では図９で説明したように転送用クロックパルスφ
１，φ２に同期してこの信号電荷が転送され、フローテ
ィングキャッパシタ５に蓄積され、フローティングキャ
ッパシタ５の電圧変化がバッファ６を介して出力端子Ｏ
Ｓに出力される。

【００４８】この出力信号が、アンプ９で適当に増幅さ
れ、アナログ−ディジタル変換装置９によりディジタル
データに変換された後、黒補正回路１０の黒補正用ライ
ンメモリ１２に黒基準レベルのデータとして書き込まれ
る。この状態は固体ラインセンサ７の受光部１の電荷が
空になったと等価の状態なので、画像信号が出力されな
い。即ち、ランプを消灯したのと同じ状態における黒基
準レベルデータが再現できる。

【００４９】黒補正用ラインメモリ１２への書き込み終
了の時点ｔ４の後、時点ｔ５で、黒補正用シャッタゲー
トパルスＳＧ及びシフトゲートパルスＳＨをＯＦＦにす
る。

【００５０】以上により、黒補正用ラインメモリ１２に
黒基準レベルデータが記憶される。これ以後、スイッチ
１４を加算回路１５側に切換え原稿に光を与えて読み取
った画像データから加算回路１５において、この黒基準
レベルデータを減算することにより黒補正ができる。

【００５１】図３は、このラインセンサ７の黒補正の黒
基準レベルデータ取得時の電位変化を分かり易く表した
ものである。図中、水平方向は左から右に、図１のライ
ンセンサ７中のオーバフロードレイン４，シャッタゲー
ト５，受光部１，シフトゲート２及びＣＣＤアナログシ
フトレジスタ３に夫々対応したオーバフロードレイン領
域３４，シャッタゲート領域３５，受光部領域３１，シ
フトゲート領域３２及びＣＣＤアナログシフトレジスタ
領域３３を表す。垂直方向は、ラインセンサのＳＧ，Ｓ
Ｈ電極に加わる電位を変化させることにより電極の下方
にあるシリコン層に出来る電気的な凹凸であり受光部で
変換された電子を集める入れ物となる電位の井戸（ドレ
イン）の深さを表している。

【００５２】図２の時点ｔ２で、シャッタゲート領域３
５のＳＧ電極にシャッタゲートパルスＳＧが印加される
と、シャッタゲート領域３５では図の実線から破線に井
戸が深くなり（なお、シャッタゲートの電極構造により
端部には傾斜が生じる。）受光部領域３１で発生した電
荷（電子）は、シャッタゲート領域３５に移動し、更に
一番深いオーバフロードレイン領域３４に移動する。

【００５３】この状態で、図２のｔ３の時点で、シフト
ゲート領域３２のＳＨ電極にシフトゲートパルスＳＨが
印加されると、シフトゲート領域３２では図の実線から
破線に井戸が深くなり暗時電圧に相当する電荷（電子）
がシフトゲート領域３２を通りＣＣＤアナログシフトレ
ジスタ領域３３に移動する。ＣＣＤアナログシフトレジ
スタ領域３３に溜まった電荷は転送用クロックパルスφ
１，φ２により順次転送される。転送された電荷がフロ
ーティングキャパシタ５の電圧変化としてアンプ８で増
幅された後、Ａ／Ｄ変換装置９で変換され黒補正用ライ
ンメモリ１２に黒基準レベルデータとして記憶される。

【００５４】再び図２に戻ると、通常、黒補正の次には
（本発明に直接には関係ないが）白補正が行われる。発
生した電子がオーバフロードレイン４に伝送しないよう
シャッタゲートパルスＳＧをＯＦＦにしシャッタゲート
を閉じた状態で、時点ｔ６で白補正用切替パルスをＯＮ
にしてスイッチ１６を白補正用ラインメモリ側に切り換
える。時点ｔ７で、シフトゲートパルスＳＨがＯＮにな
り、白補正用ラインメモリ１３に白基準レベルデータを
書き込む。書き込み終了時点ｔ８の後、時点ｔで白補正
用切替パルスをＯＦＦにしスイッチ１６を切り換える。
割算器１６において、その後原稿に光を与えて読み取り
黒補正された画像データを、この白基準レベルデータで
除算することにより白補正ができる。時点ｔ１０でシフ
トパルスＳＨをＯＮにして画像読取りが開始される。

【００５５】上述のように、本実施例にかかる画像読取
装置においては、光源を点灯したままで高速に黒補正す
ることが出来る。従って、光源として従来の蛍光灯，Ｌ
ＥＤより一層輝度は高いが再点灯時間が比較的長い高圧
放電を使用し、短時間で信号補正が出来る。即ち、複写
装置等において初期設定の信号補正の時間が少なくて済
む。

【００５６】次に、画像読取装置がカラー用の場合、カ
ラーＣＣＤラインセンサに関して説明する。カラー用電
子式複写装置等の画像読取り装置に使用されるカラー用
ＣＣＤラインセンサに関しては、図４に示すように、大
別して光源切替方式（図４Ａ），カラーＣＣＤラインセ
ンサを使用する方式（図４Ｂ）及びダイクロイックミラ
ーを使用する方式（図４Ｃ）の３種類がある。

【００５７】図４Ａに示す光源切替方式は、光源（図示
せず。），集光レンズ４１，シャッタ４２，原稿（図示
せず。），回転可能なＲＧＢ要素を有する色フィルタ４
３及びＣＣＤラインセンサ４４を有している。これは、
図１０のシャッタ１０９に併置してＲＧＢ色フィルタを
設けたものである。シャッタ４２の光透過時に、原稿を
読み取った画像データを色フィルタ４３を回転させて順
次透過し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号を得る。

【００５８】図４Ｂに示すカラーＣＣＤラインセンサを
使用する方式は、いずれも各画素上にオンチップの色フ
ィルタを設けたもので、画素の配列の相違で更に幾つか
のタイプがある。Ｂ１のタイプは、矩形状のＣＣＤライ
ンセンサ４５に順番に形成された画素を順にＲ，Ｇ，Ｂ
と定め、隣接する画素ＲＧＢを１組として一画素分のＲ
ＧＢオンチップ・フィルタ（図示せず。）を設ける構造
である。このタイプでは、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ，…の出力が
点順次で得られる利点がある。

【００５９】Ｂ２のタイプは、矩形状のＣＣＤラインセ
ンサ４６に画素を図でみて上から３行設け、第１行はＲ
のオンチップ色フィルタを、第２行にはＧのオンチップ
色フィルタを、第３行にはＢのオンチップ色フィルタを
設けるタイプである。

【００６０】Ｂ３のタイプはＢ１とＢ２の折衷案であ
り、矩形状のＣＣＤラインセンサ４７に画素を２行設
け、解像度に関してＧが高いことから、第１行にはＲＢ
を１組としたオンチップ色フィルタを設け、第２行には
Ｇのオンチップ色フィルタを設けるタイプである。

【００６１】図４Ｃに示す色分解プリズムを使用するタ
イプは、エリアセンサにおける３板式に相当するもので
あり、集光レンズ４８，色分解プリズムであるダイクロ
イックミラー４９，ＣＣＤラインセンサ５０，５１，５
２を有する。原稿を読んで集光された光はダイクロイッ
クミラー４９で色分解され、ＣＣＤラインセンサ５０に
Ｒ出力が、ＣＣＤラインセンサ５１にＧ出力が、ＣＣＤ
ラインセンサ５２にＢ出力が夫々得られる。ＣＣＤライ
ンセンサ５０，５１，５２として安価な製品が利用でき
る利点がある。

【００６２】従って、本実施例の画像撮像装置をカラー
用とする場合、図４に示したいずれかのタイプに従っ
て、図１のラインセンサを３組設ければよい。例えば、
図５はダイクロイックミラーのタイプ（図４Ｃ）を利用
した場合の基本的構成であり、図１の構成をＲ，Ｇ，Ｂ
用として３組設けた構造となっている。

【００６３】即ち、図５は本実施例にかかるカラー用固
体ラインセンサの構成を示したもので、ＭＯＳ形集積回
路に内蔵されている。ホトダイオードからなる受光部５
１１，５２１，５３１と、受光部の電荷を転送して夫々
出力する電荷転送部であるＣＣＤアナログシフトレジス
タ５１３，５２３，５３３と、受光部とＣＣＤアナログ
シフトレジスタの間に夫々設けられるシフトゲート５１
２，５２２，５３２と、ＣＣＤアナログシフトレジスタ
からの電荷を増幅して各出力端子ＯＳ１，ＯＳ２，ＯＳ
３に夫々出力するバッファ３１６，３２６，３３６とを
有する。

【００６４】このようなカラー用固体ラインセンサに対
して、受光部１の電子を電荷転送部３にオーバフロード
レイン５１４，５２４，５３４と、オーバフロードレイ
ンと受光部の間に設けられるシャッタゲート５１５，５
２５，５３５を設けて電子シャッタ機能を構成する。

【００６５】このようにＲ，Ｇ，Ｂ用の夫々に図１の構
成が設けられていること以外、動作は図１のラインセン
サの場合と同様であるので説明を省略する。

【００６６】以上により説明した本実施例にかかる画像
読取装置によれば、機械的シャッタを設けること無く、
光源を点灯したままで黒補正が出来る。即ち、本実施例
によれば、図６の電子式複写装置の画像読取装置に対
し、装置が白黒用の場合は図１の画像読取装置を採用し
又はカラー用の場合は図５のカラーＣＣＤラインセンサ
を使用した画像読取装置を採用することにより、光源を
点灯したままで、黒補正が出来る。従って、光源６２９
として、従来の光量が不足していた蛍光灯・ＬＥＤに替
えて、非常に明るいが再点灯に長い時間を要するラン
プ、例えばメタルハライドランプ，キセノンランプのよ
うな高圧放電灯を使用することが出来る。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、機械的シャッタ機構を
設けること無く、高輝度のランプを点灯状態で使用し
て、黒補正が可能な固体ラインセンサを使用した光学式
画像読取装置を提供することが出来た。

【００６８】更に、このような光学式画像読取装置に使
用される固体ラインセンサの高速な信号補正法を提供す
ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかる画像読取装置の構成を示す図
である。

【図２】図１の画像読取装置に使用されるラインセンサ
の黒補正時の動作を説明するタイミングチャートであ
る。

【図３】図１の画像読取装置に使用されるラインセンサ
の黒補正時の動作を説明する図である。

【図４】カラー用ラインセンサの種類を説明する図であ
る。

【図５】本実施例にかかるカラー用画像読取装置に使用
されるラインセンサを説明する図である。

【図６】本実施例の画像読取装置が使用される一具体例
のカラー用電子式複写装置の構成を示す図である。

【図７】図６のカラー用電子式複写装置における電源Ｏ
Ｎ時の初期設定の手順を示す図である。

【図８】図６のカラー用電子式複写装置における画像読
取り時の初期設定の手順を示す図である。

【図９】従来の画像読取装置の構成を示す図である。

【図１０】図９の画像読取装置における従来のランプ電
源遮断または機械的シャッタによる黒補正の方法を説明
する回路図である。

【符号の説明】

１ 受光部 ２ シフトゲート ３ ＣＣＤアナログレジスタ ４ オーバフロードレイン ７ ラインセンサ ８ アンプ ９ アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）レジスタ １０ 黒補正回路 １１ 白補正回路 １３ 黒補正用ラインメモリ １４ 白補正用ラインメモリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、固体ラインセンサと、黒補正用
   ラインメモリを有する黒補正回路とを備えた画像読取装
   置において、上記固体ラインセンサは、 受光した画像光に応じた電荷を蓄積する複数の受光素子
   を有する受光部と、 該受光素子に夫々蓄積された電荷を排出する電荷排出部
   と、 上記受光部と上記電荷排出部の間に設けられ、開閉制御
   されるシャッタゲートと、 上記受光部の各受光素子に蓄積された電荷を転送して出
   力するＣＣＤ電荷転送部とを備え、 予め、上記光源の点灯状態下で上記シャッタゲートの開
   成時に上記固体ラインセンサの出力を上記黒補正用ライ
   ンメモリに記憶した黒基準レベルデータに基づき、読み
   取った画像データを補正する手段とを備えたことを特徴
   とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像読取装置におい
   て、 上記固体ラインセンサが、カラー用固体ラインセンサで
   ある画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の画像読取装置に
   おいて、 上記読み取った画像データを補正する手段が、読み取っ
   た画像データから上記黒基準レベルデータを減算する手
   段であることを特徴とする画像読取装置。
4. 【請求項４】 光源を点灯し、 受光部とオーバフロードレインの間のシャッタゲートを
   開いた状態で、該受光部の出力を黒補正用ラインメモリ
   に黒基準レベルデータとして記憶し、 読み取った画像データを該黒基準レベルデータに基づき
   補正する、諸段階を含む画像読取装置の信号補正法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載する画像読取装置の信号
   補正法において、 上記読み取った画像データを該黒基準レベルデータに基
   づき補正する段階が、読み取った画像データから該黒基
   準レベルデータを減算することにより行われる信号補正
   方法。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載する画像読取装置
   の信号補正法において、 上記固体ラインセンサがカラー用ＣＣＤラインセンサで
   ある信号補正方法。