JPH10229476A - Reading device and linear line sensor used for the device - Google Patents

Reading device and linear line sensor used for the device

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JPH10229476A
JPH10229476A JP9030211A JP3021197A JPH10229476A JP H10229476 A JPH10229476 A JP H10229476A JP 9030211 A JP9030211 A JP 9030211A JP 3021197 A JP3021197 A JP 3021197A JP H10229476 A JPH10229476 A JP H10229476A
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JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion unit
line sensor
linear line
arrangement direction
Prior art date
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JP9030211A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yamamoto
裕之 山本
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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Publication of JPH10229476A publication Critical patent/JPH10229476A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve image resolution in the vertical scanning direction by setting a ratio of width at a value smaller than a specific ratio between the arrangement direction of a photoelectric conversion part and the direction orthogonal to the arrangement direction with regard to the shape of an opening part of a photodiode that forms the photoelectric conversion part and accordingly reducing an area, which is exposed with overlapping secured to the pixel adjacent in the vertical scanning direction. SOLUTION: A linear line sensor 100 includes the charge transfer analog shift registers 140 and 150, which are arranged at both sides of a center photoelectric conversion part 110. The part of a luminous flux that is reflected on an original and incident on every part 110 forms a pixel. The adjacent pixels are separated from each other by means of a channel stop, consisting of an aluminum light-shielding curtain, to form an opening part of the part 110 which is long in the arrangement direction of the part 110. Then the ratio is set at <=1/2 between the width of the arrangement direction of the part 110 and that of the direction orthogonal to the arrangement direction with regard to the shape of the opening part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2次元画像を読み
取る読取装置及びこれに用いるリニアラインセンサに関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a reader for reading a two-dimensional image and a linear line sensor used for the reader.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は2160画素リニアラインセンサ
のデバイス構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a device configuration diagram of a 2160 pixel linear line sensor.

【0003】光電変換部110は、光電変換素子である
pnフォトダイオード列であり、図8に示すように有効
信号を出力する2160画素(S1〜S2160)のほ
かに、前側に27画素(D13〜D39)、後側に11
画素(D40〜D50)ある。このうちD13〜D36
はフォトダイオードが遮光膜で覆われているため、光に
反応せず、暗時出力を検出する黒基準画素として使用す
る。D0〜D12は空送り部分にあたり、実際には画素
はないが、転送部と出力部をつなぐためのレジスタが存
在している。
The photoelectric conversion unit 110 is a pn photodiode array which is a photoelectric conversion element. In addition to 2160 pixels (S1 to S2160) for outputting an effective signal as shown in FIG. D39), 11 behind
There are pixels (D40 to D50). D13 to D36
Since the photodiode is covered with a light-shielding film, it does not respond to light and is used as a black reference pixel for detecting an output when dark. D0 to D12 correspond to the idle feeding portion, and there are actually no pixels, but there are registers for connecting the transfer portion and the output portion.

【0004】光電変換部110の両側に転送部に相当す
るアナログシフトレジスタ140及びアナログシフトレ
ジスタ150が図8に示すように配列される。光電変換
部110とアナログシフトレジスタ140との間にはシ
フトゲート120が配列され、光電変換部110とアナ
ログシフトレジスタ150との間にはシフトゲート13
0が配列される。シフトゲート120及びシフトゲート
130にはスタートクロックφTが与えられる。シフト
ゲート120及びシフトゲート130は、それぞれスタ
ートクロックφTに応答して、偶数番目の光電変換素子
に蓄積された電荷及び奇数番目の光電変換素子に蓄積さ
れた電荷をアナログシフトレジスタ140及びアナログ
シフトレジスタ150にそれぞれ転送する。アナログシ
フトレジスタ140及びアナログシフトレジスタ150
にはシフトクロックφ1及びφ2(φ1を反転したクロッ
ク)が与えられる。アナログシフトレジスタ140及び
アナログシフトレジスタ150は、シフトクロックφ1
及びシフトクロックφ2に応答して電荷をシフトさせ
る。アナログシフトレジスタ140及びアナログシフト
レジスタ150の出力は、出力バッファ160に与えら
れ、合成後、電流増幅されて画像信号VOUTが出力され
る。
On both sides of the photoelectric conversion unit 110, an analog shift register 140 and an analog shift register 150 corresponding to a transfer unit are arranged as shown in FIG. A shift gate 120 is arranged between the photoelectric conversion unit 110 and the analog shift register 140, and a shift gate 13 is provided between the photoelectric conversion unit 110 and the analog shift register 150.
0 is arrayed. Given start clock phi T to the shift gate 120 and the shift gate 130. Shift gate 120 and the shift gate 130 in response to a start clock phi T, respectively, the even-numbered analog shift register 140 and the analog shift the charge and odd charges accumulated in the photoelectric conversion element accumulated in the photoelectric conversion element Transfer to the register 150 respectively. Analog shift register 140 and analog shift register 150
Are supplied with shift clocks φ 1 and φ 2 (clocks obtained by inverting φ 1 ). The analog shift register 140 and the analog shift register 150 store the shift clock φ 1
And in response shifting the charge to the shift clock phi 2. The outputs of the analog shift register 140 and the analog shift register 150 are supplied to an output buffer 160, and after being combined, current amplification is performed to output an image signal V OUT .

【0005】なお、出力バッファ160には、リセット
クロックφRが与えられる。出力バッファ160に蓄積
された電荷は、リセットクロックφRに応答してリセッ
トされる。
[0005] Note that the output buffer 160 is supplied with a reset clock phi R. Charges accumulated in the output buffer 160 is reset in response to a reset clock phi R.

【0006】図9は図8に示す2160画素リニアライ
ンセンサの動作を示すタイムチャートであり、図9
(a)はリードアウトゲートパルスφROGを示すタイム
チャートであり、図9(b)はシフトクロックφ1とシ
フトクロックφ2との合成したクロックφCLKを示すタイ
ムチャートであり、図9(c)はVOUTを示すタイムチ
ャートである。
FIG. 9 is a time chart showing the operation of the 2160 pixel linear line sensor shown in FIG.
9A is a time chart showing a readout gate pulse φ ROG , and FIG. 9B is a time chart showing a combined clock φ CLK of the shift clock φ 1 and the shift clock φ 2 , and FIG. ) Is a time chart showing V OUT .

【0007】図9に示すタイムチャートからリードアウ
トゲートパルスφROGはハイレベルの状態でリードアウ
トゲートをオフし、かかる状態でアナログシフトレジス
タ140及びアナログシフトレジスタ150はシフトク
ロックφCLKに応答して電荷をシフトさせる。1主走査
ラインの出力期間に33画素分のダミー信号と2048
画素分の有効画像信号と6画素分のダミー信号からなる
2087画素分の画像信号VOUTが送出されている。
According to the timing chart shown in FIG. 9, the readout gate pulse φ ROG turns off the readout gate when it is at a high level, and in this state, the analog shift register 140 and the analog shift register 150 respond to the shift clock φ CLK. Shift the charge. During the output period of one main scanning line, a dummy signal for 33 pixels and 2048
An image signal V OUT for 2087 pixels including an effective image signal for pixels and a dummy signal for 6 pixels is transmitted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たリニアラインセンサを応用した読取装置は、主走査と
副走査とで解像力に差を有する。これは光電変換部11
0の画素形状に相当する開口の形状と副走査の方法に関
係する。具体的には、副走査方向にリニアな走査をした
場合、副走査ラインの前後にオーバラップして露光され
る領域(以下、これをオーバラップ領域と略称する。)
を生じることにより、副走査方向にローパスフィルタを
入れたと同様の効果(以下、これを単にフィルタ効果と
略称する。)を生じるために副走査の空間周波数が画素
ピッチによるサンプリング周波数に接近しているほど信
号振幅が低下して解像力が悪化して細線再現性を低下す
るという技術的課題がある。
However, a reading apparatus to which the above-described linear line sensor is applied has a difference in resolution between main scanning and sub-scanning. This is the photoelectric conversion unit 11
It is related to the shape of the opening corresponding to the pixel shape of 0 and the method of sub-scanning. Specifically, when linear scanning is performed in the sub-scanning direction, an area that is exposed to overlap before and after the sub-scanning line (hereinafter, this is simply referred to as an overlap area).
, The spatial frequency of the sub-scanning approaches the sampling frequency based on the pixel pitch in order to produce the same effect as the case where the low-pass filter is inserted in the sub-scanning direction (hereinafter simply referred to as a filter effect). As the signal amplitude decreases, the resolution deteriorates and the fine line reproducibility deteriorates.

【0009】図10は一般的なリニアラインセンサの画
素間構造を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a structure between pixels of a general linear line sensor.

【0010】リニアラインセンサは、一般に光電変換部
110内の隣接する2つの画素間はチャネルストップと
呼ばれる領域で分離されており、図10に示すように画
素間の分離はチャネルストップと遮光用のアルミ光シー
ルド幕によって行われていることにより、センサの開口
形状が決定される。更に光電変換素子の開口形状は光電
変換素子の配列方向の幅が配列方向に直交する幅よりも
大きくなっている。かかる光電変換素子の開口形状と以
下に述べる副走査方法との関係から副走査方向の解像力
の低下を招いている。
In the linear line sensor, two adjacent pixels in the photoelectric conversion unit 110 are generally separated from each other by a region called a channel stop. As shown in FIG. The aperture shape of the sensor is determined by the operation performed by the aluminum light shield curtain. Further, in the opening shape of the photoelectric conversion element, the width of the photoelectric conversion element in the arrangement direction is larger than the width orthogonal to the arrangement direction. The relationship between the aperture shape of the photoelectric conversion element and the sub-scanning method described below causes a reduction in the resolution in the sub-scanning direction.

【0011】副走査方法としてはリニアラインセンサの
画素中心又は画素前端を基準として読取走査する場合が
考えられる。
As a sub-scanning method, a case in which reading and scanning are performed with reference to the pixel center or the pixel front end of the linear line sensor can be considered.

【0012】図11は従来のリニアラインセンサの画素
中心を基準として読取走査した際のフィルタ効果と出力
信号との関係を示す概念図であり、図11(a)は入力
光像を示した模式図であり、図11(b)は原稿の画素
を示した模式図であり、図11(c)はリニアラインセ
ンサから出力される画像信号VOUTを示した模式図であ
る。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing a relationship between a filter effect and an output signal when scanning is performed with reference to the pixel center of a conventional linear line sensor. FIG. 11A is a schematic diagram showing an input light image. FIG. 11B is a schematic diagram illustrating pixels of a document, and FIG. 11C is a schematic diagram illustrating an image signal V OUT output from a linear line sensor.

【0013】図11(b)に示す原画の画素の長さに相
当する時間だけ露光すれば、前述したように光電変換部
110の開口形状が2次元の面積を有するものであるた
めに、図11(a)に示すように光電変換素子の配列方
向に直交する幅に相当する期間だけ副走査ラインの前後
にオーバラップして露光される領域が発生していること
が分かる。従って、リニアラインセンサから出力される
画像信号VOUTは隣接する画素との平均値に相当するレ
ベルの信号となることから、例えば原稿の画素が白画素
と黒画素とが隣接していた場合に黒1画素と白1画素と
の平均値に相当する信号レベルを出力することになるの
で、いわゆるフィルタ効果により振幅を発生していな
い。従って、リニアラインセンサの画素中心を基準とし
て読取走査した際に原稿画像の黒画素と白画素とが隣接
した場合に副走査方向における解像力の低下を生じてい
た。
If the exposure is performed for a time corresponding to the length of the pixel of the original image shown in FIG. 11B, the opening shape of the photoelectric conversion unit 110 has a two-dimensional area as described above. As shown in FIG. 11A, it can be seen that an area to be exposed overlaps before and after the sub-scanning line for a period corresponding to the width orthogonal to the arrangement direction of the photoelectric conversion elements. Accordingly, since the image signal V OUT output from the linear line sensor is a signal having a level corresponding to the average value of the adjacent pixels, for example, when a white pixel and a black pixel are adjacent to a document pixel, Since a signal level corresponding to the average value of one black pixel and one white pixel is output, no amplitude is generated due to a so-called filter effect. Therefore, when reading and scanning are performed with reference to the pixel center of the linear line sensor, when the black pixels and the white pixels of the document image are adjacent to each other, the resolution in the sub-scanning direction is reduced.

【0014】図12は従来のリニアラインセンサの画素
前端を基準として読取走査した際のフィルタ効果と出力
信号との関係を示す概念図であり、図12(a)は入力
光像を示した模式図であり、図12(b)は原稿の画素
を示した模式図であり、図12(c)はリニアラインセ
ンサから出力される画像信号VOUTを示した模式図であ
る。図11を参照して説明したと同様の理由からリニア
ラインセンサの画素前端を基準として読取走査した際に
も原稿画像の黒画素と白画素とが隣接した場合に副走査
方向における解像力の低下を生じていた。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a relationship between a filter effect and an output signal when reading and scanning are performed with reference to a pixel front end of a conventional linear line sensor. FIG. 12A is a schematic diagram showing an input light image. FIG. 12B is a schematic diagram illustrating pixels of a document, and FIG. 12C is a schematic diagram illustrating an image signal V OUT output from a linear line sensor. For the same reason as described with reference to FIG. 11, even when scanning is performed with reference to the pixel front end of the linear line sensor, if the black pixels and the white pixels of the original image are adjacent to each other, the reduction in the resolution in the sub-scanning direction is reduced. Had occurred.

【0015】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑み、
隣接画素とオーバラップして露光される領域を減少させ
て副走査方向の解像力を向上することができる読取装置
及びリニアラインセンサを提供することにある。
In view of the above technical problems, an object of the present invention is to provide
It is an object of the present invention to provide a reading apparatus and a linear line sensor that can improve the resolution in the sub-scanning direction by reducing an area exposed to overlap with an adjacent pixel.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の構成に
よって達成される。
The above object is achieved by the following constitution.

【0017】(1) 被写体に光を照射する光源と、前
記被写体からの反射光を収束させる光学系と、当該光学
系によって収束された入射光を電荷に変換する複数の光
電変換素子が直線状に配置される光電変換部、当該光電
変換部の配列方向に沿ってその両側部に配置され、かつ
当該光電変換部からの電荷を読み出して転送する転送部
を含む読取装置であって、前記光電変換部の開口部の形
状を前記光電変換部の配列方向に長い長方形であること
を特徴とする読取装置。
(1) A light source for irradiating a subject with light, an optical system for converging reflected light from the subject, and a plurality of photoelectric conversion elements for converting incident light converged by the optical system into electric charges are linear. A photoelectric conversion unit disposed on both sides of the photoelectric conversion unit along the direction of arrangement of the photoelectric conversion unit, and a transfer unit for reading and transferring the charge from the photoelectric conversion unit, the reading device, A reading device, wherein the shape of the opening of the conversion unit is a rectangle that is long in the arrangement direction of the photoelectric conversion units.

【0018】(2) 入射光を電荷に変換する光電変換
部の開口形状を当該光電変換部の配列方向の幅と配列方
向に直交する幅との比を1/2以下としたことを特徴と
するリニアラインセンサ。
(2) The opening shape of the photoelectric conversion unit for converting incident light into electric charge is such that the ratio of the width of the photoelectric conversion unit in the arrangement direction to the width orthogonal to the arrangement direction is 1/2 or less. Linear line sensor.

【0019】(3) 被写体に光を照射する光源と、前
記被写体からの反射光を収束させる光学系と、当該光学
系によって収束された入射光を電荷に変換する光電変換
素子が直線状に配置される光電変換部、当該光電変換部
の配列方向に沿ってその両側部に配置され、かつ当該光
電変換部からの電荷を読み出して転送する転送部を含む
読取装置であって、前記転送部の読み出し時間と独立に
前記光電変換部の蓄積時間を制御する電子シャッタを設
け、1ライン中の露光時間を1ライン期間の1/2以下
としたことを特徴とする読取装置。
(3) A light source for irradiating a subject with light, an optical system for converging reflected light from the subject, and a photoelectric conversion element for converting incident light converged by the optical system into electric charges are linearly arranged. A photoelectric conversion unit, a reading device including a transfer unit disposed on both sides of the photoelectric conversion unit along the direction of arrangement of the photoelectric conversion unit and reading and transferring the charge from the photoelectric conversion unit. An electronic shutter for controlling an accumulation time of the photoelectric conversion unit independently of a read time, and an exposure time in one line is set to half or less of a one line period.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)本実施の形態における読取装置の概略
構成を説明する。
(Embodiment 1) A schematic configuration of a reading apparatus according to the present embodiment will be described.

【0021】図1は本実施の形態におけるリニアライン
センサを用いた読取装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a reading apparatus using a linear line sensor according to the present embodiment.

【0022】図において、原稿6がローラ7及びローラ
8によって走行台9上を搬送される。このとき、光源1
0からの光が原稿6に照射される。原稿6からの反射光
は、鏡11及び鏡12によって反射されてレンズ13に
導かれ、リニアラインセンサ上に収束される。かかる状
態で、リニアラインセンサ100は原稿6の像を画像信
号に変換する。
In FIG. 1, a document 6 is conveyed on a carriage 9 by rollers 7 and 8. At this time, the light source 1
The light from 0 irradiates the original 6. The reflected light from the original 6 is reflected by the mirrors 11 and 12, guided to the lens 13, and converged on the linear line sensor. In this state, the linear line sensor 100 converts the image of the document 6 into an image signal.

【0023】原稿6の光照射部付近に設けたフード14
は外乱光を防ぐためのものである。
A hood 14 provided near the light irradiating portion of the original 6
Is for preventing disturbance light.

【0024】スリット板15は幅の狭いスリットを形成
してある。かかるスリットは原稿6からの反射光の経路
上に位置するように配置してある。これによって原稿6
からの反射光が絞られてリニアラインセンサ100上に
収束される光束の幅がリニアラインセンサ100のチッ
プ幅よりも狭くなるようにしてある。このようにして、
リニアラインセンサ100に投撮される。
The slit plate 15 has a narrow slit. The slit is arranged so as to be located on the path of the reflected light from the document 6. With this, manuscript 6
The width of the luminous flux converged on the linear line sensor 100 after the reflected light from the lens is narrowed is made smaller than the chip width of the linear line sensor 100. In this way,
The image is projected on the linear line sensor 100.

【0025】図2は本実施の形態におけるリニアライン
センサの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the linear line sensor according to the present embodiment.

【0026】図2において、セラミックケース2の内部
にリニアラインセンサ100が格納される。このセラミ
ックケース2はガラス板3によって封止され、内部にほ
こりなどが入らないようにされている。リニアラインセ
ンサ100は、その中央部に光電変換部110が配列さ
れ、光電変換部110の両側に電荷転送用のアナログシ
フトレジスタ140及びアナログシフトレジスタ150
が配列されて構成してある。光電変換部の幅t1は10
μm前後と極めて狭い。これに対し、アナログシフトレ
ジスタ140及びアナログシフトレジスタ150の幅t
2,t3は500μmぐらいである。したがって、リニ
アラインセンサ100のチップ幅は1mm程度である。
アナログシフトレジスタ140及びアナログシフトレジ
スタ150は上面にアルミニウム膜が蒸着されることに
より、アナログシフトレジスタ140及びアナログシフ
トレジスタ150内への光の漏れが防止されている。こ
れにより、アナログシフトレジスタ140及びアナログ
シフトレジスタ150で電荷が発生し、画像信号に悪影
響を与えないようにしてある。リニアラインセンサ10
0にはリード端子104が接続されている。このリード
端子104を介してクロック信号が与えられ、リニアラ
インセンサ100の出力がリード端子104から外部へ
出力される。
In FIG. 2, a linear line sensor 100 is stored inside a ceramic case 2. The ceramic case 2 is sealed by a glass plate 3 so that dust and the like do not enter inside. In the linear line sensor 100, photoelectric conversion units 110 are arranged at the center thereof, and an analog shift register 140 and an analog shift register 150 for charge transfer are provided on both sides of the photoelectric conversion unit 110.
Are arranged. The width t1 of the photoelectric conversion unit is 10
It is extremely narrow, about μm. On the other hand, the width t of the analog shift register 140 and the analog shift register 150
2, t3 is about 500 μm. Therefore, the chip width of the linear line sensor 100 is about 1 mm.
The analog shift register 140 and the analog shift register 150 are prevented from leaking into the analog shift register 140 and the analog shift register 150 by depositing an aluminum film on the upper surface. As a result, electric charges are not generated in the analog shift register 140 and the analog shift register 150, and the image signals are not adversely affected. Linear line sensor 10
The lead terminal 104 is connected to 0. A clock signal is applied through the lead terminal 104, and the output of the linear line sensor 100 is output from the lead terminal 104 to the outside.

【0027】リニアラインセンサ100としては、白黒
用リニアラインセンサとカラー用リニアセンサとがあ
る。pnフォトダイオードの開口部の形状が光電変換部
110の配列方向の幅と配列方向に直交する幅との比を
1/2以下としてあれば、本実施の形態において何れの
リニアラインセンサであってもよい。
The linear line sensor 100 includes a monochrome linear line sensor and a color linear sensor. Any linear line sensor according to the present embodiment can be used as long as the ratio of the width of the photoelectric conversion unit 110 in the arrangement direction to the width orthogonal to the arrangement direction of the opening of the pn photodiode is 以下 or less. Is also good.

【0028】図3及び図4は本実施の形態におけるリニ
アラインセンサの開口部を示した模式図である。
FIGS. 3 and 4 are schematic views showing the openings of the linear line sensor according to the present embodiment.

【0029】リニアラインセンサ100は、図3に示す
ように実効的なセンサの開口はチャネルストップによっ
て決定されるので、チャネルストップの幅を2μmとし
例えば5μm×2μmの光電変換部110の配列方向に
長い開口部としたり、図4に示すように画素間の分離は
チャネルストップと遮光用のアルミニウム電極によって
行って、光電変換部の開口部の形状を7μm×2μmの
光電変換部110の配列方向に長い長方形としてある。
In the linear line sensor 100, since the effective sensor aperture is determined by the channel stop as shown in FIG. 3, the width of the channel stop is set to 2 μm, for example, in the arrangement direction of the photoelectric conversion units 110 of 5 μm × 2 μm. A long opening or separation between pixels is performed by a channel stop and a light-shielding aluminum electrode as shown in FIG. 4 so that the shape of the opening of the photoelectric conversion unit is changed in the direction of arrangement of the photoelectric conversion unit 110 of 7 μm × 2 μm. It is a long rectangle.

【0030】本実施の形態における読取装置から得られ
る副走査方向の画像信号の解像力について図5を参照し
て説明する。
The resolution of the image signal in the sub-scanning direction obtained from the reading apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0031】図5は本実施の形態におけるリニアライン
センサの画素中心を基準として読取走査した際のフィル
タ効果と出力信号VOUTとの関係を示す概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the filter effect and the output signal V OUT when scanning is performed with reference to the pixel center of the linear line sensor in this embodiment.

【0032】図5(a)は入力光像を示した模式図であ
り、図5(b)は原稿の画素を示した模式図であり、図
5(c)はリニアラインセンサ100から出力される画
像信号VOUTを示した模式図である。
FIG. 5A is a schematic diagram showing an input light image, FIG. 5B is a schematic diagram showing pixels of a document, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an image signal V OUT .

【0033】図5(b)に示す原画の画素の長さに相当
する時間だけ露光しても、図3及び図4を参照して説明
してあるように光電変換部の開口部の形状を7μm×2
μmの光電変換部110の配列方向に長い長方形として
あることから、図5(a)に示すように光電変換素子の
配列方向に直交する幅に相当する期間だけ副走査ライン
の前後にオーバラップして露光される領域が発生したと
しても、隣接画素のオーバラップ領域は図11及び図1
2に示した従来に比して1/2以下となるため、例えば
原稿の画素が白画素と黒画素とが隣接していた場合に黒
1画素と白1/2以下の画素との平均値に相当する信号
レベルを出力することになるので、いわゆるフィルタ効
果の軽減により振幅が発生されることになる。
Even when the exposure is performed for a time corresponding to the length of the pixel of the original image shown in FIG. 5B, the shape of the opening of the photoelectric conversion unit is changed as described with reference to FIGS. 7 μm × 2
As shown in FIG. 5 (a), since the rectangular shape is long in the array direction of the photoelectric conversion units 110, it overlaps before and after the sub-scanning line for a period corresponding to the width orthogonal to the array direction of the photoelectric conversion elements. Even if a region to be exposed occurs, the overlapping region of the adjacent pixels is
2, the average value of one black pixel and one-half white pixel or less is obtained when white pixels and black pixels are adjacent to each other in the document. Is output, so that an amplitude is generated by reducing the so-called filter effect.

【0034】従って、本実施の形態の読取装置を用いれ
ば、リニアラインセンサ100の画素中心を基準として
読取走査した際にも原稿画像の黒画素と白画素とが隣接
した場合に副走査方向における解像力の低下を生させる
ことがない。
Therefore, according to the reading apparatus of the present embodiment, even when reading and scanning are performed with reference to the pixel center of the linear line sensor 100, if black and white pixels of the original image are adjacent to each other, the reading in the sub-scanning direction will be performed. There is no reduction in resolution.

【0035】(実施の形態2)本実施の形態の読取装置
は、リニアラインセンサ200として電子シャッタ機能
を備えたものを採用している。従って、リニアラインセ
ンサ200の光電変換部の開口部の形状は実施の形態1
で図3及び図4を参照して説明したようにリニアライン
センサ100のように開口部を光電変換部110の配列
方向に長い長方形とする必要がない。
(Embodiment 2) The reading apparatus of this embodiment employs a linear line sensor 200 having an electronic shutter function. Therefore, the shape of the opening of the photoelectric conversion unit of the linear line sensor 200 is different from that of the first embodiment.
As described with reference to FIGS. 3 and 4, the opening does not need to be a rectangular shape long in the arrangement direction of the photoelectric conversion units 110 unlike the linear line sensor 100.

【0036】本実施の形態における読取装置は、リニア
ラインセンサ200以外の構成が図1及び図2を参照し
て説明したものと同様であるので、同一符号を付して説
明を省略する。
The configuration of the reading apparatus according to the present embodiment is the same as that described with reference to FIGS. 1 and 2 except for the linear line sensor 200.

【0037】ここで、電子シャッタ機能を備えたリニア
ラインセンサのデバイス構成とその動作を図6を参照し
て説明する。
Here, the device configuration and operation of a linear line sensor having an electronic shutter function will be described with reference to FIG.

【0038】図6は電子シャッタ機能を備えたリニアラ
インセンサのデバイス構成とその動作を示す概念図であ
り、図6(a)は電子シャッタ機能を備えた光電変換部
のブロック図であり、図6(b)は図6(a)のA−A
断面での信号電荷蓄積時のポテンシャル図であり、図6
(c)は通常読み出しモードを示すポテンシャル図であ
り、図6(d)は電子シャッタを使用した際のポテンシ
ャル図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the device configuration and operation of a linear line sensor having an electronic shutter function. FIG. 6A is a block diagram of a photoelectric conversion unit having an electronic shutter function. 6 (b) is AA of FIG. 6 (a).
FIG. 6 is a potential diagram at the time of signal charge accumulation in a cross section, and FIG.
FIG. 6C is a potential diagram showing a normal read mode, and FIG. 6D is a potential diagram when an electronic shutter is used.

【0039】電子シャッタ機能を備えたリニアラインセ
ンサ200は、図6(a)に示すようにシャッタドレイ
ン210とシャッタゲート220と光電変換部230と
レジスタゲート240とアナログシフトレジスタ250
とから構成してある。
As shown in FIG. 6A, a linear line sensor 200 having an electronic shutter function includes a shutter drain 210, a shutter gate 220, a photoelectric converter 230, a register gate 240, and an analog shift register 250.
It consists of:

【0040】通常読み出しモードでは図6(c)に示す
ようにレジスタゲート240をオンして光電変換部23
0の蓄積電荷をアナログシフトレジスタ250に移す。
電子シャッタを使用した際には、図6(d)に示すよう
にシャッタゲート220をオンにして光電変換部230
の蓄積電荷をシャッタドレイン210に捨てる。リニア
ラインセンサ200は、前述のようにしてリードアウト
ゲートパルスφROGとは独立に蓄積時間をコントロール
できることになる。
In the normal read mode, as shown in FIG. 6C, the register gate 240 is turned on and the photoelectric conversion unit 23 is turned on.
The stored charge of 0 is transferred to the analog shift register 250.
When the electronic shutter is used, the shutter gate 220 is turned on as shown in FIG.
Is discarded to the shutter drain 210. As described above, the linear line sensor 200 can control the accumulation time independently of the readout gate pulse φ ROG .

【0041】なお、本実施の形態において、請求項にい
う電子シャッタはシャッタゲート220とシャッタドレ
イン210とで構成してある。
In the present embodiment, the electronic shutter referred to in the claims comprises a shutter gate 220 and a shutter drain 210.

【0042】図7は1つの光電変換素子に注目してリー
ドゲートパルスφROGとは独立に蓄積時間を制御した際
のタイムチャートで、リニアラインセンサ200の画素
前端を基準として読取走査した際のフィルタ効果と出力
信号との関係を示してある。
FIG. 7 is a time chart when the accumulation time is controlled independently of the read gate pulse φ ROG by focusing on one photoelectric conversion element. The relationship between the filter effect and the output signal is shown.

【0043】図7(a)はリードゲートパルスφROG
状態を示したタイムチャートである。リードアウトゲー
トパルスφROGがハイレベルの状態でレジスタゲート2
40をオフしてシフトクロックφ1,φ2に応答してアナ
ログシフトレジスタ250に電荷をシフトさせることに
なる。
FIG. 7A is a time chart showing the state of the read gate pulse φ ROG . Register gate 2 when readout gate pulse φ ROG is at high level
40 is turned off, and the electric charge is shifted to the analog shift register 250 in response to the shift clocks φ 1 and φ 2 .

【0044】図7(b)は電子シャッタゲートパルスφ
SHUTの状態を示したタイムチャートである。電子シャッ
タゲートパルスφSHUTがハイレベルであれば、シャッタ
ゲート220をオフして電子シャッタ機能を働かせてい
ない状態であり、電子シャッタゲートパルスφSHUTがロ
ーレベルであれば、シャッタゲート220を開いて光電
変換部の蓄積電荷がシャッタドレイン210に捨てられ
ることになる。
FIG. 7B shows an electronic shutter gate pulse φ.
6 is a time chart showing a state of SHUT . If the electronic shutter gate pulse φ SHUT is at a high level, the shutter gate 220 is turned off and the electronic shutter function is not activated.If the electronic shutter gate pulse φ SHUT is at a low level, the shutter gate 220 is opened. The charge stored in the photoelectric conversion unit is discarded by the shutter drain 210.

【0045】図7(c)は光電変換部の蓄積電荷量を示
してある。一定光量が光電変換部に当たっている状態で
蓄積電荷量が時間に比例して増えている。しかしなが
ら、本実施の形態では図7(b)に示したように副走査
方向の1画素の露光期間の中間付近で電子シャッタゲー
トパルスφSHUTをオフ状態にすることにより、電子シャ
ッタゲートパルスφSHUTをオフ状態以前に光電変換部2
30に蓄積された蓄積電荷がシャッタドレイン210に
捨てられることになるので、電子シャッタゲートパルス
φSHUTをオフ状態以後に蓄積された電荷が画像信号V
OUTとなる。
FIG. 7C shows the amount of charge stored in the photoelectric conversion unit. The amount of accumulated charges increases in proportion to time in a state where a constant amount of light is applied to the photoelectric conversion unit. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7B, the electronic shutter gate pulse φ SHUT is turned off near the middle of the exposure period of one pixel in the sub-scanning direction, so that the electronic shutter gate pulse φ SHUT Before the OFF state, the photoelectric conversion unit 2
30 is discarded to the shutter drain 210, the electric charge accumulated after the electronic shutter gate pulse φ SHUT is turned off becomes the image signal V.
OUT .

【0046】図7(d)は入力光像を示した模式図であ
り、図7(e)は原稿の画素を示した模式図であり、図
7(f)はリニアラインセンサ200から出力される画
像信号VOUTを示した模式図である。
FIG. 7D is a schematic diagram showing an input light image, FIG. 7E is a schematic diagram showing pixels of a document, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an image signal V OUT .

【0047】アナログシフトレジスタ250の出力は、
図7(f)に示したように出力バッファ160に与えら
れ、増幅された後合成されて画像信号VOUTが出力され
る。
The output of the analog shift register 250 is
As shown in FIG. 7 (f), the image signal V OUT is supplied to the output buffer 160, amplified, combined, and output.

【0048】図7(d)に示すように隣接画素n+1と
のオーバラップして露光される領域が発生したとして
も、隣接画素のオーバラップ領域は図11及び図12に
示した従来に比して1/2以下となるため、例えば原稿
の画素が白画素と黒画素とが隣接していた場合に黒1画
素と白1/2以下の画素との平均値に相当する信号レベ
ルを出力することになるので(図7(f)参照)、いわ
ゆるフィルタ効果の軽減により振幅が発生することにな
る。
As shown in FIG. 7 (d), even if an area to be exposed overlaps with the adjacent pixel n + 1 occurs, the overlap area of the adjacent pixel is smaller than that of the related art shown in FIGS. For example, when a white pixel and a black pixel are adjacent to each other on a document, a signal level corresponding to the average value of one black pixel and one-half of the white pixels is output. (See FIG. 7 (f)), so that the amplitude is generated by reducing the so-called filter effect.

【0049】従って、本実施の形態の読取装置を用いれ
ば、リニアラインセンサ200の画素前端を基準として
読取走査した際にも原稿画像の黒画素と白画素とが隣接
した場合に副走査方向における解像力の低下を生じさせ
ることがない。
Therefore, when the reading apparatus of the present embodiment is used, even when scanning is performed with reference to the front end of the pixel of the linear line sensor 200, if the black pixels and the white pixels of the original image are adjacent to each other, the scanning in the sub-scanning direction is performed. There is no reduction in resolution.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1又は請求項3に記載の発明は、
上記構成を備えることにより隣接画素とオーバラップし
て露光される領域を減少させて副走査方向の解像力を向
上することができる読取装置を提供することができた。
According to the first or third aspect of the present invention,
By providing the above configuration, it was possible to provide a reading device capable of reducing the area exposed to overlap with adjacent pixels and improving the resolution in the sub-scanning direction.

【0051】請求項2記載の発明は、上記構成を備える
ことにより隣接画素とオーバラップして露光される領域
を減少させて副走査方向の解像力を向上することができ
るリニアラインセンサを提供することができた。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a linear line sensor capable of improving the resolving power in the sub-scanning direction by reducing the area exposed by overlapping with adjacent pixels by providing the above-mentioned configuration. Was completed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態におけるリニアラインセンサを用
いた読取装置を示す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a reading apparatus using a linear line sensor according to an embodiment.

【図2】本実施の形態におけるリニアラインセンサの断
面図
FIG. 2 is a cross-sectional view of the linear line sensor according to the embodiment.

【図3】本実施の形態におけるリニアラインセンサの開
口部を示した模式図
FIG. 3 is a schematic diagram showing an opening of the linear line sensor according to the embodiment.

【図4】本実施の形態におけるリニアラインセンサの開
口部を示した模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an opening of the linear line sensor according to the embodiment.

【図5】本実施の形態におけるリニアラインセンサの画
素中心を基準として読取走査した際のフィルタ効果と出
力信号との関係を示す概念図
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a relationship between a filter effect and an output signal when scanning is performed with reference to the pixel center of the linear line sensor according to the embodiment.

【図6】電子シャッタ機能を備えたリニアラインセンサ
のデバイス構成とその動作を示す概念図
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a device configuration and operation of a linear line sensor having an electronic shutter function.

【図7】1つの光電変換素子に注目してリードゲートパ
ルスφROGとは独立に蓄積時間を制御した際のタイムチ
ャート
FIG. 7 is a time chart when the accumulation time is controlled independently of the read gate pulse φ ROG by focusing on one photoelectric conversion element.

【図8】2160画素リニアラインセンサのデバイス構
成図
FIG. 8 is a device configuration diagram of a 2160-pixel linear line sensor.

【図9】図8に示す2160画素リニアラインセンサの
動作を示すタイムチャート
9 is a time chart showing the operation of the 2160-pixel linear line sensor shown in FIG.

【図10】一般的なリニアラインセンサの画素間構造を
示す模式図
FIG. 10 is a schematic diagram showing a structure between pixels of a general linear line sensor.

【図11】従来のリニアラインセンサの画素中心を基準
として読取走査した際のフィルタ効果と出力信号との関
係を示す概念図
FIG. 11 is a conceptual diagram showing a relationship between a filter effect and an output signal when scanning is performed with reference to a pixel center of a conventional linear line sensor.

【図12】従来のリニアラインセンサの画素前端を基準
として読取走査した際のフィルタ効果と出力信号との関
係を示す概念図
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a filter effect and an output signal when scanning is performed with reference to a pixel front end of a conventional linear line sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 原稿 10 光源 11,12 鏡 13 レンズ 100 リニアラインセンサ 110,230 光電変換部 120,130 シフトゲート 140,150,250 アナログシフトレジスタ 210 シャッタドレイン 220 シャッタゲート 240 レジスタゲート 6 Document 10 Light source 11, 12 Mirror 13 Lens 100 Linear line sensor 110, 230 Photoelectric converter 120, 130 Shift gate 140, 150, 250 Analog shift register 210 Shutter drain 220 Shutter gate 240 Register gate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体に光を照射する光源と、前記被写
体からの反射光を収束させる光学系と、当該光学系によ
って収束された入射光を電荷に変換する複数の光電変換
素子が直線状に配置される光電変換部、当該光電変換部
の配列方向に沿ってその両側部に配置され、かつ当該光
電変換部からの電荷を読み出して転送する転送部を含む
読取装置において、前記光電変換部の開口部の形状を前
記光電変換部の配列方向に長い長方形であることを特徴
とする読取装置。
A light source for irradiating a subject with light, an optical system for converging reflected light from the subject, and a plurality of photoelectric conversion elements for converting incident light converged by the optical system into electric charges are linearly arranged. In the reading device including a photoelectric conversion unit to be arranged, a transfer unit arranged on both sides of the photoelectric conversion unit along the arrangement direction of the photoelectric conversion unit, and reading and transferring the charge from the photoelectric conversion unit, A reading device, wherein the shape of the opening is a rectangle that is long in the arrangement direction of the photoelectric conversion units.
【請求項2】 入射光を電荷に変換する光電変換部の開
口形状を当該光電変換素子の配列方向の幅と配列方向に
直交する幅との比を1/2以下としたことを特徴とする
リニアラインセンサ。
2. A photoelectric conversion unit for converting incident light into electric charges, wherein an opening shape of the photoelectric conversion element has a ratio of a width of the photoelectric conversion element in an arrangement direction to a width orthogonal to the arrangement direction of 1/2 or less. Linear line sensor.
【請求項3】 被写体に光を照射する光源と、前記被写
体からの反射光を収束させる光学系と、当該光学系によ
って収束された入射光を電荷に変換する複数の光電変換
素子が直線状に配置される光電変換部、当該光電変換部
の配列方向に沿ってその両側部に配置され、かつ当該光
電変換部からの電荷を読み出して転送する転送部を含む
読取装置において、前記転送部の読み出し時間と独立に
前記光電変換部の蓄積時間を制御する電子シャッタを設
け、1ライン中の露光時間を1ライン期間の1/2以下
としたことを特徴とする読取装置。
3. A light source for irradiating a subject with light, an optical system for converging light reflected from the subject, and a plurality of photoelectric conversion elements for converting incident light converged by the optical system into electric charges are linearly arranged. A reading device including a photoelectric conversion unit to be disposed, a transfer unit disposed on both sides of the photoelectric conversion unit along the arrangement direction of the photoelectric conversion unit, and reading and transferring the charge from the photoelectric conversion unit; An electronic shutter for controlling an accumulation time of the photoelectric conversion unit independently of time, and an exposure time in one line is set to 以下 or less of one line period.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593968B1 (en) * 1998-01-06 2003-07-15 Fuji Xerox Co., Ltd. Linear image sensor, image reading device, and charge transfer method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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