JPH11127321A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 点順次センサを搭載した画像読取装置におい
て、原稿下地が色を持っている場合であっても、副走査
方向の周期的ストリークを発生させることなく、高解像
度での白黒読み取りの実現を可能にする。 【解決手段】 光電変換素子が所定ピッチで複数配列さ
れ、かつ、各光電変換素子上に異なる色成分を通過させ
る色フィルタが周期的に設置された光電変換素子列１１
と、前記色フィルタの一周期分に対応する所定数の光電
変換素子から１つの出力信号を得る信号合成手段２１
と、その出力信号の基となる所定数の光電変換素子のう
ちの少なくとも１つが他の出力信号の基ともなるよう
に、前記信号合成手段２１での合成処理を制御する合成
制御手段２２とを備えて、画像読取装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿からこの原稿
に描かれている画像をイメージデータとして読み取る画
像読取装置に係わり、特に点順次方式の読取センサを備
える画像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば複写機、ファクシミリ装
置、あるいはスキャナ装置等の画像読取装置では、カラ
ー原稿に対する読み取りを行うために、点順次方式の読
取センサ（以下、点順次センサと称す）を備えているも
のがある。

【０００３】点順次センサは、光学像を受光して電荷に
変換する光電変換画素が所定ピッチで複数配列され、し
かも各光電変換画素上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）
の各色成分を通過させる色フィルタが周期的に設置され
ているものである。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応
する光電変換画素を、主走査方向に点順次に繰り返して
配列することによって１本の光電変換画素列を形成した
ものである。このような構成により、点順次センサで
は、副走査方向の色ずれ等の発生を抑え、画像読み取り
時の際の画質低下を防止するという特徴を有している。

【０００４】ところで、点順次センサは、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各色に対応する光電変換画素が１本の光電変換画素列を
形成しているため、例えば各色毎に光電変換画素列を形
成する３ライン構成の場合に比べて、各光電変換画素の
配列ピッチが細かくなる。この点に着目して、カラー原
稿に対応する必要の無い場合、すなわち白黒原稿の読み
取りを行う場合には、各光電変換画素からの出力信号
（以下、原信号と称す）を利用して、主走査方向の高解
像度読み取りを行うことが提案されている。例えば、特
開平９−７４４６４号公報には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対
応する原信号を３画素分の輝度信号として取り込むこと
により、カラーの場合の３倍の解像度で白黒原稿の読み
取りを行う装置が開示されている。

【０００５】ただし、上述したような場合には、読み取
り出力をそのまま使用すると解像度が高くなりすぎてモ
アレを発生してしまうため、点順次センサの後段に接続
される処理回路において、各光電変換画素からの原信号
に対する合成処理を行うことが一般的である。例えば、
カラー原稿に対する解像度がＡ３サイズで400spi(Scan
Per Inch）の点順次センサであれば、白黒原稿の読み取
りを行う場合にその３倍の1200spi の解像度を得ること
ができるが、図５に示すように、これを２つの光電変換
画素毎に原信号を平均化して１つの出力信号とし、信号
数を半分に間引いてサンプリングすることで、各色400s
piの点順次センサであっても、600spi相当の白黒読取出
力信号を得ることができるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のものでは、600spi相当の白黒読取出力信号を得
るのに、ある白黒読取出力信号についてはＲとＧ、次の
白黒読取出力信号はＧとＢ、その次はＢとＲといったよ
うに、基となる原信号の色の組み合わせが周期的に変わ
るため、読み取り対象となる原稿が完全に無彩色のもの
であればよいが、下地に色味を持っている場合には、副
走査方向の周期的ストリークが発生してしまう。

【０００７】副走査方向の周期的ストリークとは、原稿
の読み取り結果に副走査方向の縞状模様が生じてしまう
現象をいう。これは、以下に述べる要因によって生じる
ものである。例えば、原稿下地が「黄色」である場合
に、各光電変換画素からの原信号は、図６に示すよう
に、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応してそれぞれが異なるものとなる
（図中の原信号参照）。したがって、２つの光電変換画
素毎に原信号を平均（例えば相加平均）化して白黒読取
出力信号を得ても、基となる原信号の色の組み合わせが
周期的に変われば、得られる白黒読取出力信号もそれぞ
れが異なるものとなってしまう（図中の２画素参照）。
そのため、その白黒読取出力信号に基づいて白黒画像を
形成すると、結果として副走査方向の縞状模様が生じて
しまう。

【０００８】この副走査方向の周期的ストリークの発生
を防ぐために、例えば図７に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの
３つの光電変換画素毎に原信号を平均化することによ
り、白黒読取出力信号を均一化することも考えられるが
（図６中の３画素参照）、この場合には、400spiの点順
次センサで400spi相当の白黒読取出力信号しか得ること
ができず、高解像度（高サンプリング密度）での読み取
りを実現することができない。

【０００９】そこで、本発明は、点順次センサを搭載し
た画像読取装置において、原稿下地が色を持っている場
合であっても、副走査方向の周期的ストリークを発生さ
せることなく、しかもカラー読み取り時よりも高解像度
での白黒読み取りを実現することを可能にする画像読取
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために案出された画像読取装置で、光学像を受光
して電荷に変換する光電変換画素が所定ピッチで複数配
列され、かつ、各光電変換画素上に異なる色成分を通過
させる色フィルタが周期的に設置された光電変換画素列
と、前記色フィルタの一周期分に対応する所定数の光電
変換画素から、これら光電変換画素が変換した電荷を合
成して、１つの出力信号を得る信号合成手段と、前記光
電変換画素列から複数の出力信号を得るとともに、その
出力信号の基となる所定数の光電変換画素のうちの少な
くとも１つが他の出力信号の基ともなるように、前記信
号合成手段による電荷の合成を制御する合成制御手段と
を備えることを特徴とするものである。

【００１１】上記構成の画像読取装置によれば、光電変
換画素列における各光電変換画素が光学像を受光して電
荷に変換すると、信号合成手段は、色フィルタの一周期
分に対応する所定数の光電変換画素が変換した電荷を合
成して１つの出力信号を得る。したがって、その合成結
果である出力信号は、色フィルタが通過させる色成分に
拘わらず、均一化されたものとなる。また、信号合成手
段が電荷を合成して出力信号を得るにあたって、合成制
御手段は、その出力信号の基となる所定数の光電変換画
素のうちの少なくとも１つが他の出力信号の基ともなる
ように、信号合成手段を制御する。したがって、信号合
成手段による電荷の合成の結果、光電変換画素列におけ
る各光電変換画素から得られる複数の出力信号は、その
サンプリング密度が光電変換画素列における色フィルタ
の周期よりも細かいものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明に係わ
る画像読取装置について説明する。図１は、本実施の形
態における画像読取装置での出力信号の合成処理例を示
す概略図であり、図２は、本実施の形態における画像読
取装置の要部を示す構成図である。本実施の形態の画像
読取装置は、図２に示すように、点順次センサ１０と、
その後段に接続される処理回路２０とを備えてなるもの
である。

【００１３】点順次センサ１０は、従来のものと同様
に、光学像を受光して電荷に変換する光電変換画素が所
定ピッチで複数配列され、かつ、各光電変換画素上に
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分を通過させる色フィルタが周期的
に設置されているものである。つまり、点順次センサ１
０は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する光電変換画素１１
Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが主走査方向に点順次に繰り返して
配列されることによって、１本の光電変換画素列１１を
形成しているものである。なお、各光電変換画素および
色フィルタは、Ａ３サイズのカラー原稿で400spiの解像
度に相当するピッチで配列されているものとする。ま
た、光電変換画素列１１の両側部には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各
色に対応した３本の転送レジスタ１２Ｒ，１２Ｇ，１２
Ｂが設けられており、各転送レジスタ１２Ｒ，１２Ｇ，
１２Ｂに供給されるクロックパルスに従って、各光電変
換画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによって変換された電荷
を各色毎に転送し、出力信号（原信号）として出力する
ようになっている。

【００１４】処理回路２０は、点順次センサ１０の転送
レジスタ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから得られる原信号に
対して、必要に応じた信号処理を行うものである。この
処理回路２０が行う信号処理としては、例えば、出力ア
ンプによる原信号の増幅や、Ａ／Ｄ変換器によるデジタ
ル信号化等がある。

【００１５】また、これらの他にも、処理回路２０は、
点順次センサ１０を用いて白黒原稿の読み取りを行う場
合に、各光電変換画素からの原信号に対する合成処理を
行うようになっている。すなわち、処理回路２０は、複
数の光電変換画素からの原信号を平均化して１つの出力
信号とすることにより、信号数を間引くサンプリングを
行い、解像度が高くなりすぎてしまうことを防止するよ
うになっている。

【００１６】このような合成処理は、処理回路２０が有
する信号合成手段２１および合成制御手段２２によって
実現される。信号合成手段２１は、相加平均または相乗
平均等を算出する演算回路等からなるものであり、Ｒ，
Ｇ，Ｂの一周期分に対応する３つの光電変換画素からの
原信号を平均化して合成し、１つの白黒読取出力信号を
得るものである。合成制御手段２２は、各転送レジスタ
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの原信号を一時的に保持す
るラッチ回路等からなるものであり、各転送レジスタ１
２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのクロックパルスに同期して、所
定クロック数毎に原信号を信号合成手段２１へ送出する
ことにより、信号合成手段２１における合成処理を制御
するものである。ただし、処理回路２０は、以下に説明
する合成処理を実現するものであれば、他の回路構成に
よるものであってもよい。

【００１７】ここで、以上のように構成された画像読取
装置における処理回路２０での合成処理について、図１
を参照しながら詳しく説明する。

【００１８】点順次センサ１０を用いて白黒原稿の読み
取りを行う場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する光電
変換画素のそれぞれから、白黒原稿に対する光電変換の
結果としての原信号が得られる。このとき、点順次セン
サ１０は、カラー原稿に対する解像度がＡ３サイズで40
0spiであるので、白黒原稿に対してはその３倍の1200sp
i 相当の原信号を得ることができる。

【００１９】点順次センサ１０から1200spi 相当の原信
号が出力されると、処理回路２０は、その原信号に対す
る合成処理を行う。すなわち、処理回路２０では、信号
合成手段２１が、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する３つの光
電変換画素を１組の光電変換画素群（以下、アパーチャ
と称す）として、そのアパーチャから得られるそれぞれ
の原信号を平均化して合成し、１つの白黒読取出力信号
とする。そして、信号合成手段２１は、点順次センサ１
０における各光電変換画素について、複数のアパーチャ
から複数の白黒読取出力信号を得る。

【００２０】ただし、このとき、合成制御手段２２は、
信号合成手段２１が各アパーチャから白黒読取出力信号
を得る際に、各アパーチャを構成する光電変換画素のう
ちの少なくとも１つが他のアパーチャにも含まれるよう
にして、信号合成手段２１での合成を行わせる。すなわ
ち、合成制御手段２２は、点順次センサ１０を構成する
光電変換画素の数に応じて複数の白黒読取出力信号を得
るとともに、その白黒読取出力信号の基となる３つの光
電変換画素のうちの少なくとも１つが他の白黒読取出力
信号の基にもなるように、信号合成手段２１での合成を
制御する。

【００２１】具体的には、信号合成手段２１は、合成制
御手段２２による制御に従って、以下のように合成処理
を行う。なお、ここでは、説明を簡単にするために、図
中左端の光電変換画素の側から順に合成を行うものとす
る。信号合成手段２１は、先ず、図中左端側のＲ，Ｇ，
Ｂの各色に対応する３つの光電変換画素からなるアパー
チャについて、そのアパーチャから得られるそれぞれの
原信号を合成して１つの白黒読取出力信号とする。続い
て、そのアパーチャ内のＢに対応する光電変換画素と、
その右隣側のＲおよびＧに対応する光電変換画素とから
なる新たなアパーチャについて、この新たなアパーチャ
から１つの白黒読取出力信号を得る。次いで、新たなア
パーチャ内のＧに対応する光電変換画素と、その右隣側
のＢおよびＲに対応する光電変換画素とからなる、さら
に新たなアパーチャについて、このさらに新たなアパー
チャからも１つの白黒読取出力信号を得る。そして、こ
れを、点順次センサ１０の全光電変換画素について終了
するまで繰り返して行う。

【００２２】したがって、点順次センサ１０における各
光電変換画素のピッチをPx、信号合成手段２１での合成
によって得られる白黒読取出力信号の出力ピッチをPy、
この白黒読取出力信号の基となるアパーチャを構成する
光電変換画素の数をｍとすると、これらの関係は、Py＝
ｎ×Px（ｎ＝１，２…），ｍ＞ｎとなる。ただし、本実
施の形態においては、ｍ＝３であり、ｎ＝２である。

【００２３】つまり、処理回路２０は、点順次センサ１
０から1200spi 相当の原信号が出力されると、その点順
次センサ１０のうちのＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応する３つ
の光電変換画素を１組のアパーチャとするとともに、各
アパーチャを構成する光電変換画素のうちの少なくとも
１つが他のアパーチャにも含まれるようにして、出力さ
れた原信号に対する合成処理を行う。これにより、点順
次センサ１０から1200spi 相当の原信号が出力されて
も、処理回路２０からは、600spi相当の白黒読取出力信
号が得られることとなる。

【００２４】以上のように、本実施の形態の画像読取装
置では、点順次センサ１０から原信号が出力されると、
処理回路２０がＲ，Ｇ，Ｂに対応する３つの光電変換画
素からの原信号を合成して１つの白黒読取出力信号を得
るようになっている。そのため、その合成結果である白
黒読取出力信号は、点順次センサ１０における色フィル
タが通過させる色成分に拘わらず、均一化されたものと
なる。したがって、白黒原稿としての読み取りを行う場
合に、読み取り対象となる原稿が下地に色を持っていて
も、副走査方向の周期的ストリークが発生してしまうこ
とがなく、高品質の画像読み取りを実現することができ
るようになる。

【００２５】しかも、この画像読取装置では、Ｒ，Ｇ，
Ｂに対応するそれぞれの原信号を合成して白黒読取出力
信号を得るのにあたって、処理回路２０が、その白黒読
取出力信号の基となる３つの光電変換画素のうちの少な
くとも１つが他の白黒読取出力信号の基にもなるように
する。これにより、処理回路２０での合成によって得ら
れる白黒読取出力信号の出力ピッチ、すなわち白黒読取
出力信号のサンプリング密度は、点順次センサ１０の各
光電変換画素がＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応する周期よ
りも細かいものとなる。したがって、副走査方向の周期
的ストリークの発生を防止するために、Ｒ，Ｇ，Ｂに対
応する３つの光電変換画素から１つの白黒読取出力信号
を得るようにしても、カラー読み取り時よりも高解像度
での白黒読み取りを行うことが可能となり、結果として
高解像度（高サンプリング密度）での読み取りを実現す
ることができるようになる。

【００２６】また、本実施の形態の画像読取装置で白黒
読み取りを行えば、図３（ａ）に示すように、主走査／
副走査両方向のＭＴＦ（Modulation Transfer Functio
n；光学的伝達関数）を略同等にでき、解像特性の方向
差がない読み取りを実現することができるようになる。
これに対して、点順次センサ１０における読み取り出力
をそのまま1200dpi として使用した場合（図３（ｂ）参
照）、あるいは読み取り出力を２画素分ずつ合成し600d
piとして使用した場合（図３（ｃ）参照）には、それぞ
れＭＴＦの主走査／副走査差が大きく、解像性能の方向
差が大きくなってしまうので、高品質の画像読み取りの
実現に対する障害となってしまうおそれがある。よっ
て、解像特性の方向差がない読み取りを実現できるとい
う点においても、本実施の形態の画像読取装置は、従来
のものにはない利点を得ることができる。

【００２７】さらに、本実施の形態の画像読取装置で
は、Py＝ｎ×Px（ｎ＝１，２…），ｍ＞ｎの関係におい
て、ｍ＝３およびｎ＝２となっている。したがって、処
理回路２０が各アパーチャ間で光電変換画素を重複させ
ながら各アパーチャから１つの白黒読取出力信号を得る
場合であっても、信号処理の度合いが最も少なくて済
み、結果として迅速な合成処理により白黒読取出力信号
を得ることができるようになる。

【００２８】なお、本実施の形態では、Py＝ｎ×Px（ｎ
＝１，２…），ｍ＞ｎの関係において、ｍ＝３およびｎ
＝２である場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、図４に示すように、ｍ
＝３およびｎ＝１である場合も考えられる。すなわち、
Py＝ｎ×Px（ｎ＝１，２…），ｍ＞ｎの関係が成り立っ
ていれば、処理回路２０は、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する３つ
の光電変換画素から１つの白黒読取出力信号を得るとと
もに、点順次センサ１０からの1200spi 相当の原信号に
対して1200spi 相当の白黒読取出力信号を得るようにし
てもよい。この場合であっても、上述した場合と同様
に、副走査方向の周期的ストリークを発生させずに、カ
ラー読み取り時よりも高解像度での白黒読み取りを実現
させることができるようになる。

【００２９】また、本実施の形態においては、点順次セ
ンサ１０の後段に接続される処理回路２０が出力信号の
合成処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。例えば、画像読取装置
には、原稿画像に対する縮小／拡大処理のために、主走
査方向のサンプリング密度変換（ｄｐｉ変換）を行うも
のがあるが、その変換処理と本発明の合成処理とを合わ
せて同時に行うようにしてもよい。

【００３０】さらに、本実施の形態では、点順次センサ
１０の光電変換画素列１１に設置された色フィルタが
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に対応したものである場合について説
明したが、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外のもの（ただし色数は３色以
上）に対応したものである場合も、同様に適用可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の画像読
取装置は、光電変換画素列における色フィルタの一周期
分の光電変換画素から１つの出力信号を得るようになっ
ているので、色フィルタが通過させる色成分に拘わら
ず、出力信号が均一化されたものとなる。また、この画
像読取装置では、出力信号の基となる所定数の光電変換
画素のうちの少なくとも１つが他の出力信号の基ともな
るため、光電変換画素列から得られる複数の出力信号の
出力ピッチが、その光電変換画素列における色フィルタ
の一周期よりも細かいものとなる。したがって、この画
像読取装置で白黒読み取りを行えば、原稿下地が色を持
っている場合でも、副走査方向の周期的ストリークを発
生させずに、カラー読み取り時よりも高解像度での白黒
読み取りを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる画像読取装置における出力信
号の合成処理例を示す概略図である。

【図２】 本発明に係わる画像読取装置の一例における
要部を示す構成図である。

【図３】 主走査／副走査両方向のＭＴＦ特性例を示す
説明図であり、（ａ）は本発明に係わるＭＴＦ特性例の
図、（ｂ）は従来例におけるＭＴＦ特性例の図（その
１）、（ｃ）は従来例におけるＭＴＦ特性例の図（その
２）である。

【図４】 本発明に係わる画像読取装置における他の出
力信号の合成処理例を示す概略図である。

【図５】 従来例における出力信号の合成処理例を示す
概略図（その１）である。

【図６】 副走査方向の周期的ストリークの発生要因の
説明図である。

【図７】 従来例における出力信号の合成処理例を示す
概略図（その２）である。

【符号の説明】

１０…点順次センサ、１１…光電変換画素列、１１Ｒ，
１１Ｇ，１１Ｂ…光電変換画素、１２Ｒ，１２Ｇ，１２
Ｂ…転送レジスタ、２０…処理回路、２１…信号合成手
段、２２…合成制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学像を受光して電荷に変換する光電変
   換画素が所定ピッチで複数配列され、かつ、各光電変換
   画素上に異なる色成分を通過させる色フィルタが周期的
   に設置された光電変換画素列と、 前記色フィルタの一周期分に対応する所定数の光電変換
   画素から、該光電変換画素が変換した電荷を合成して、
   １つの出力信号を得る信号合成手段と、 前記光電変換画素列から複数の出力信号を得るととも
   に、該出力信号の基となる所定数の光電変換画素のうち
   の少なくとも１つが他の出力信号の基ともなるように、
   前記信号合成手段による電荷の合成を制御する合成制御
   手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記信号合成手段は、３つの光電変換画
   素から１つの出力信号を得るものであり、 前記合成制御手段は、前記光電変換画素列から得る複数
   の出力信号の出力ピッチが、前記光電変換画素列におけ
   る光電変換画素の配列ピッチの２倍となるように、前記
   信号合成手段での電荷の合成を制御するものであること
   を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。