JPS5979674A

JPS5979674A - カラ−密着センサ

Info

Publication number: JPS5979674A
Application number: JP57188159A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hosaka; 保坂　靖夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1984-05-08
Also published as: EP0107506A1; US4716456A; EP0107506B1; DE3368840D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、画像等の読み取り装置に係わり、特にカラ
ー原稿を読み取るカラー密着センサに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

密着セ／すが、主としてファクシミリの分野で注目され
ている。この密着センサのカラー化として、目尻等によ
り発表されたＣｄ　−８ｅセンサを用いたものがある。

（昭和５７年度画像電子学会全国大会１密着型センサ用
カラー光電変換回路の検討”″）との方式は、密着セン
サのカラー化として、注目すべきものである。しかしＣ
ｄ−８ｅの光応答速度に限界があり、画像読取時間とし
ては、単色当り２０　ｍ　ｓｅｅ　／　１ｉｎｅが限界
である。

更に、この方式では、フィルタを用いることなく、赤■
および緑（Ｇ）の光源としてＲ，ＧのＬＥＤ（Ｌｉｇｈ
ｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、青（Ｂ）の光源
として螢光表示管を用い、走査ごとに光源の切り換えを
行い、カラー画像についてのＲ、Ｇ　、　Ｂの出力を得
ている。

従って、３色の色分離画像を得るには、単色画像走査時
間の３倍の走査時間を要し、はぼ６０ｍｓｅｅ／１ｏｖ
ｅの時間が必要であった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の欠点を除去し、高速読取可能なカラ
ー密着センサを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、カラー密着センサの光学系、すなわち、光
源、カラーフィルタ、光電変換素子の分光特性を７００
朋ｍ以下の波長にのみ感じるように設定している。

特に、光源の発光分光特性を７００朋ｍ以下としている
。

更に、このような光源が異なる発光中心波長を有するよ
うに設定している。

〔発明の効果〕

この発明では、光学系の分光特性を７００朋ｍ以下に特
定しているため、人間の目と略同−の視感度を有するの
で、カラーの読取が正しく行える。

更に、光源が異なる発光中心波長を有することによって
、光電変換素子からの出力の弱い波長の光を補償するこ
とが可能となり、カラーの読取信号が信号処理に適した
ものとなる。

〔発明の実施例〕

次に、この発明の実施例を図面に従って説明する。この
実施例でのカラー密着センサは、Ａ４判の大きさのカラ
ー原稿を読み取り可能なものである。

このカラー密着センサは、第１図に示されるように複数
のＣＣＤチップ（第１図には図示しない）を搭載したセ
ンサパッケージ（１１）と、このセンサパッケージ０］
）上に配列された２本の集束性ロッドレンズアレイ（１
りと、この集束性ロッドレンズアレイ（１４の側面付近
に設けられた線状の光源（１３）とが一体構造をなして
成る。但し、第１図では、線状の光源（１３）が１本し
か示されていないが、実際には、集束性ロッドレンズア
レイａａが原稿からの反射光を何等縮小させることなく
、１対１の関係で、複数のＣＣＤチップ上に結像させる
ことである。

こうしてＣＣＤチップ上に結像された光学像は、ＣＣＤ
０光電変換能力により電荷に変換される。

この電荷は、　ＣＯＤの電荷伝送能力により順次転送さ
れ画像信号となる。このような信号変換が、カラー密着
センナの原稿に対する移動と共に行われる。

谷部を詳細に説明していく。センサパッケージａυは、
第２図に示されるように、千鳥状に並べられた８個のＣ
ＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）が設けられたセラ
ミック基板（２りと、このセラミック基板（２２１を覆
う容器（ハ）とから成る。

ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）は東京芝浦電気
株式会社製のＴＣＤ１０２Ｃ−１を用いている。このＣ
ＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部は、ｐ−
ｎフォトダイオードから成る。この受光部の１ビツトの
大きさは、１４μ×１４μである。１個のＣＣＤチップ
（２１ａ）乃至（２１ｈ）は、２０４８ビツト（約２８
．７龍）の受光部から成る。

この発明ではこのようなＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（
２１ｈ）を第２図に示されるように千鳥状に２列に配列
している。この時、２列のＣＣＤチップ（２１ａ）乃至
（２１ｈ）は、第３図に示されるように、受光部の中心
間距離ｍをもって、平行に設けられる。又、これらのＣ
ＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）は配列方向に沿っ
て互いに重なりｄを許して配列される。

但し、重なりｄは、無制限に許されるのではなく、ＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）の先端から、ＣＣＤチップ（２１ｈ
）の後端までの長さｌが、読み取り原稿幅に相当するよ
うに設定される。この実施例では、Ａ４判の幅である２
１０朋に相当する。

又、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部の
全ては、画像の読み取りに用いない。前述のように、１
個のＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）は、２０４
８と、ットの受光部から成る。これらの受光部は、左端
から、ダミー領域（４１）、１９０８ビツトの読取有効
領域（４２、次段ＣＣＤチップとの重なり許容領域（４
３とから成る。読取有効領域（４っは、Ａ４判の幅２１
０ｍ１ｌ１強である。

後に、詳述するように、集束性ロッドレンズアレイａ３
によって、原稿上の１ラインが縮小されることなく、１
対１で、Ｃ’ＣＤチップ（２１ａ　）乃至（２１ｈ）上
に結像される。すなわち、同一ライン上の画像情報が、
第３図に示されるＣＣＤチップ（２１ａ　）　。

（２１ｃ）　、（２１ｅ）　、（２１ｇ）　（７）列及
びＣＣＤチップ（２１ｂ）。

（２１ｄ）、（２１ｆ）、（２１ｈ）の列上に結像され
る。

原稿の同一ライン上の画像情報を再生するには全ＣＣＤ
チップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）からの全出方が必要で
あるが、前述のように、重複を許して千鳥状に配列され
るため、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）からの
情報にも重複がある。これを反映したのが、ダミー領域
＋４１）、重なり許容領域（４３１の存在である。

但し、ダミー領域（４１）、読取有効領域（４２）、重
なり許容領域（１９は、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（
２１ｈ）の受光部上で、目印がある訳ではなく、後述す
る信号処理での相違を意味するものにすぎない。

このよりなＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受
光部には、カラー信号を得るために、ガラスフィルタを
設置する。ガラスフィルタを設置するには機械的精度が
重要である。この実施例では、実装時の位置精度の点か
ら、重なり領域（４階は１．３ｍｍ幅迄許容した。

色フィルタを取り付けるには、受光部に直接ラインを焼
き付けることも可能である。この方法によると、フィル
タが非常に精度良く、シかも受光部のみに焼き付けるこ
とが可能となる。この方法に於いては、焼き付は技術が
ポイントである。

次に具体的なフィルター配列について説明する。

この実施例では、ホワイトＷ１イエロー（ト）、シアン
（（りのフィルタ配列とした。１つのフィルタを、２ビ
ツトの受光部に貼り付け、３色６ビツトとした。後述す
るように、６ビツトで、読み取り時の１画素としている
。

これらのフィルタの分光特性について説明する。

ここで言う分光特性は、波長と透過率との関係である。

第５図の曲線（５１）で示されるように、Ｗのフィルタ
は全波長にわたって、透光率がほぼ１００チに近い。Ｃ
のフィルタの透過率は曲線Ｑで示されるように５００ｎ
ｍ付近でピークを示し７００ｎｍ付近で再び増加状態と
なっている。Ｙのフィルタの透過率は、曲線ｌ５３）で
示されるように、５００ｎｍ付近から急増している。こ
れらのフィルタの分光特性において重要な点は、人間の
視感度領域外の７００　ｎｍ程度の波長に対しても、透
過率が零にならない点である。

ここでのフィルタはこのような特性を有するが、フィル
タとＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）とで、人間
の目と同様な機能を果たすことになる。ＣＣＤチップ（
２１ａ　）乃至（２１ｈ　）の受光部の分光特性につい
ては、給６図に示されるように、７００ｎｍ程度の波長
で最大となり１０００　ｎｍ以上まで有限、な相対感度
を有する。

結局、この実施例での色フィルタが貼り付けられたＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部は、７００
ｎｍ以上の波長に対しても応答が存在することになる。

これに対し、よく知られているように人間の目の視感度
は７００ｎｍ以上の波長に対しては零である。従って、
単にＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）とｗ、ｙ、
ｃのフィルタとの組み合わせでは、人間の目と同一機能
とはならない。これを解決するだめに、この実施例では
後述するように、光源を特定している。

このような色フィルタが設けられたＣＣＤチップ（２１
ａ）乃至（２１ｈ）はセラミック基板（２乃の上に配列
された後、容器ｔ２ｍで覆われる。この容器Ｑ３１は、
底面がない箱であり、　ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（
２１ｈ）を埃等から保護している。但し、ＣＣＤチップ
（２１ａ）乃至（２１ｈ）には光が照射される必要があ
るので、装着状態においてＣＣＤチップ（２１ａ）乃至
（２１ｈ）に対応する箇所に窓が設けられている。この
窓が設けられた面を、更にカバーガラスで覆う。

Ｉぜ義、乙のようにして、ＣＯＤ　（２１ａ）乃至（２１ｈ）
には光のみが供給され、埃等は付着することがない。

次に、集束性ロッドレンズアレイｎ３について説明する
。集束性ロッドレンズアレイ（１２１は、商品名セルフ
ォックレンズ（日本板硝子製）として広く販売されてお
り、容易に入手可能である。この実施例での集束性ロッ
ドレンズアレイ（１２１は、光の入射側、出射側の焦点
間距離、すなわち、共波長Ｔｃが５４＋ｕで等価Ｆナン
バがはｆｆ３．１５のものを使用した。

更に、第７図に示されるように、集束性ロッドレンズア
レイＧつの光軸のなす角はほぼ１５°　であリ、光軸の
一致する箇所に原稿面（７υが位置する。

この原稿面１７１）と反射方向に２列のＣＯＤチップ列
σつが存在する。

このような設定により、原稿面ＨとＣＣＤチップ列（１
３上が結像関係にある。すなわち原稿面（７１）上の画
像が１対１の正立像として、ＣＣＤチップ列（７渇上に
結像される。しかしながら、原稿面ｃｒυは通常の、使
用において、凹凸が生じていることが多く、所謂原稿の
浮上りが生じる。ところが、集束性ロッドレンズアレイ
（１カは焦点深度が深く、原稿の位置変動に対して強い
。すなわち原稿（７１）とＣＣＤチップ列（７邊との結
像関係はくずれにくい。

又、集束性ロッドレンズアレイ（１２）の傾き誤差、集
束性ロッドレンズアレイ（ｌａの長手方向の平行度のず
れ等は、結像関係に重要な影響を与える。

言い換えると、集束性ロッドレンズアレイ（１２１の位
ｔｉを正確に設定することが、読み取り精度に多大な影
響を与える。１つの調整手段を示す。この調整手段は概
略第８図及び＠９図に示されるように、集束性ロッドレ
ンズアレイ（１２−ｅ沿わせるように設けられた板状の
角度調整用板（８Ｉ）と、この角度調整用板（８０と集
束性ロンドレンズアレイＵとの間の距離を規制し、角度
調整用板（８＋）に対して集束性ロッドレンズアレイ（
１４を固定する調整ネジ（ハ）とから成る。

更に詳述する。この調整手段は、一対をなして、集束性
ロッドアレイ（１２を狭むようにして設けられる。この
調整手段は、角度調整用板（８１）の傾きが微、、遭（
８４）が両端に固定して設けられる。しかし、角度噛、調整用板（８１）は、挟持部（ｌｉ４）による保持点
を中心にしｐ′ て回動可能とする。但し、この保持点は、角度調整用板
（８υの両端面の略中心に位置する。

この保持部昨→に平行で、かつ基板（ハ）の中央寄りに
規制用突起（ハ）を設ける。

一方、角度調整用板（８１）の側面の両端付近には、第
８図（ｂ）で示されるような、略り字状の調整部材（８
６）が固着される。この調整部材鄭）のうち角度調整用
板（８０に固着されていない調整部材（８６）の端の下
部には水平突起３′？）が設けられる。この調整部材（
８０は、水平突起３７）が設けられた面の反対面が規制
用突起（ハ）の側面に接している。

調整部材剰）は、角度調整用板（８υに固着され一体と
なって動く。従って保持部（財）の保持点を中心にして
、角度調整用板（８υを回動させると、調整部材−は動
く。特に、水平突起（８７）は、路上下移動を行う。逆
に、水平突起侶ηを上下に動かすと、角度調整用板（８
１）は、垂直方向に対する傾きが変化する。

この水平突起（８７）を上下に動かすのが角度調整ネ、
ジ（ハ）である。この角度調整ネジ１囮は次のように設
定される。保持部（財）および規制用突起（８５１は略
同一つ。

、の高さであり、これらに規制用部材−をわたす。

、Ｉ＋この規制用部材（８９）は、保持部３荀、規制用突起６
（５）とに固着される。

この規制用部材（ハ）は、水平突起（８′？）の上側に
迄延びている。この部分は、ねじ切りされており、角度
調整ネジ（嗜が設けられる。この角度調整ネジ（囮の下
端は、水平突起＋８７）に接している。

従って、角度調整ネジ（嗜を下側に進捷せると、水平突
起（８７）が下向きに押され、第９図の矢印（叫で示さ
れる方向から見て、時計方向に角度調整用板（８０が回
動する。角度調整ネジを嗜を上側に進ませると、水平突
起侶ηは、バネ（８９ａ）により常に上向きの力が与え
られており、上向きに動く。すると、角度調整用板（８
＋）は、反時計方向に回動する。

このように角度調整ネジ８梯を用いて、角度調整′用板
叫）の角度が決定したなら、調整ネジの功によっ電へて集束性ロッドレンズアレイ（１渇を固定する。

角度調整用板（８Ｉ）には中央付近に、等間隔で孔（９
０ａ）乃至（９０ｆ）が設けられている。これらの孔（
９０ａ）乃至（９０ｆ）のうち、孔（９０ｂ）、（９０
ｄ）、（９０ｆ）にはタップを施す。孔（９０ａ）、（
９０ｃ）　、（９０ｅ）、にはタップは施さない。

一方、集束性ロッドレンズアレイ０のには角度調整用板
（８１）の孔（９０ａ）、（９０ｃ）、（９０ｅ）に対
応した位置に、孔（９１ａ）、　（９１ｂ）　、　（９
１ｃ）を設ける。この孔（９１ａ）。

（９１ｂ）、（９１ｃ）が設けられた箇所には、　ＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）が位置しておらず孔
（９１ａ　）　、　（９１ｂ）。

（９１ｃ）の中間にのみ、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至
（２１ｈ）が位置している点である。すなわち、第３図
（ｂ）に示されるように、集束性ロッドレンズアレイａ
２は全て有効に用いるのではなく、ＣＣＤチップ（２１
ａ　）乃至（２１ｈ）が位置する箇所のみであることを
利用し、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）に光を
供給しない箇所には、調整用の孔（９１ａ）、（９１ｂ
）、（９１ｃ）を設けたのである。

このような構成において、孔（９０ａ）　、　（９０ｃ
）　、（９０ｅ）に調整ネジ（８渇を貫通させ、孔（９
１ａ）、（９１ｂ）、（９１ｃ）、において、螺合させ
る。ここで１例えば、孔（９０ａ　）と孔（９１ａ）と
の距離は、孔（９１ａ）での螺合量によって調整される
。孔（９０ｃ）と孔（９１ｂ　）との距離、孔（９０ｅ
　）と孔（９１ｃ）との距離も同様である。

又、孔（９０ｂ）、（９０ｄ）、（９ｕｆ）に調整ネジ
３２が挿入されると、調整ネジｆｄＪと角度調整板ＩＩ
）とが螺合される。この時調整ネジ（ハ）の他端は、集
束性ロッドレンズアレイ０２の側面に達し、孔（９０ｂ
）　、（９０ｄ）　。

（９０ｆ）における集束性ロッドレンズアレイ（１２１
と、角度調整用板＠１）との距離が規定される。

集束性ロッドレンズアレイ０りは熱に弱く、非常にたわ
みやすいが、このように複数の点で角度調整用（８υと
集束性ロッドレンズアレイ（１３との距離を規定するの
で、このたわみは補正される。しかも、この距離の規定
の際に孔（９１ａ）、（９１ｂ）、（９１ｃ）の点では
、集束性ロッドレンズアレイ０３から角度調整用板（８
１）に向かう力を生じさせ、孔（９０ｂ）　、（９０ｄ
）　。

（９０ｆ）に対応する位置では、角度調整用板（８１）
から集束性ロッドレンズアレイ（１湯へ向かう力を生じ
させているので、より完全に補正される。

又、調整ネジ（８匂の個々を調整することによって、集
束性ロッドレンズアレイａ２と角度調整用板１８１）と
を平行に、すなわち、２個の集束性ロッドレンズアレイ
（【２とを平行にすることができる。

次に光源ＯＪについて説明する。この実施例での光源（
１階は、螢光灯の選択は重要である。

読み取り装置としての密着センサに要求される機能は、
人間の目と同一感覚で画像、特に色を読み取る機能であ
る。密着センサで得られた画像情報を用いて、表示装置
で視覚化するからである。

密着センナにとって、人間が黒いと感じる色は、やはり
黒と読み取る必要がある。色の読み取りに関して密着セ
ンサは、人間の目より優れていても劣っていてもいけな
い。

第１０図は、ＴｈｏｍｓｏｎとＷｒ　ｉ　ｇｈ　ｔの求
めたｇｉ　　曲線を示す。この曲線は、色に応じた人間
の目の視感度特性を示し、視感度特性とは、色光に対す
る明るさ感覚と光の波長との関係をいう。ｇ１＋ｇ２＋
ｇ３の曲線はそれぞれＲ，Ｇ、Ｂに対応している。この
曲線からも明らかなように、人間の目は７００ｎｍ以上
の長波長の光には感じない。

一方、　ＣＣＤテップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受光
部及び色フィルタの分光特性は、前述のように７００ｎ
ｍ以上の長波長の光に対しても有限な感度値を有してい
る。従って、このような色フィルタ、ＣＣＤチップ（２
１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部に対し、白色光が入射さ
れると、７００ｎｍ以上の長波長の光にさえ感じてしま
う。

そこで、この実施例では、螢光灯の螢光体を選択するこ
とによって、人間の目の視感度特に一致させることとし
た。

この実施例では、異なる分光波長の２本の螢光灯を使用
し、その螢光体の組み合わせは、ＷｈｉｔｅとＢｌｕｅ
　　である。

これらの螢光体の分光特性を第１１図及び第１２図に示
す。Ｗｈｉｔｅの螢光体は、３Ｃａ３（ＰＯ４）２・Ｃ
ａ（Ｆ、ＣＩ）２　：　Ｓｂ、Ｍｎその分光特性は、第
１１図に示されるように、７００ｎｍに近い波長領域（
この領域は、今必要とされる７　００　ｎｍ以下の波長
領域では、長波長領域と呼べる。）にピークを有する。

Ｂｌｕｅの螢光体は、３Ｓｒ３（ＰＯ４）２　・ＣａＣ
ｌ２：　Ｅｕであり第１２図に示されるように、４５０
ｎｍに近い波長領域（短波長領域と呼べる。）にピーク
を有する。

このように、これらの螢光体は、短波長領域にピークを
有する螢光体、長波長領域にピークを有する螢光体であ
り、前者の量を多くすることによってＣＣＤチップ（２
１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部の感度が短波長領域で少
ないこと、及びフィルタ自身の光量減少を補っている。

このような螢光体を有する螢光灯は、一種の線状光源で
あるが、フィラメントの影響により管路長方向に輝度の
不均一が生じる。

この実施例では、Ａ４判の幅にわだ−）で一様な照度を
得るだめに、螢光対（１濁の管路長を第１３図に示され
るように、長くとり、フィラメント間隔の距離を２９６
朋とした。これによって、Ａ４判内では、±５俤以内の
照度の均一性が実現された。

又、この実施例での螢光対は、反射膜付き螢光対であり
、開口を有する。

２但し、第７図に示されるように、２個の集束性ロッド
レンズアレイ（１渇の光軸の一致点Ｐと螢光対（１りの
中心的Ｑとのなす角を４５°と設定した。

以上の構造により、集束性ロッドレンズアレイ０りは、
原稿面（７１）上の画像を正立で、かつ、１対１の大き
さでＣＣＤチップ（２１ａ　）乃至（２１ｈ）上に結像
させる。

すなわち、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）上に
は原稿συ上の画像がそのまま写される。ＣＣＤチップ
（２１ａ）乃至（２１ｈ）の受光部は、約１４μｍのピ
ッチで、１龍当り７２ビツトに相等する。従って、白黒
で読み取るなら、原稿面συ上の画像を７２本／ＩＩＩ
ＩＩで読み取り可能となる。

この発明は、カラー密着センサであり、第１４図に示さ
れるように２ピツトの受光部に同一の色フィルタを設け
、これをｗ、ｃ、ｙについて行っている。結局、６ビツ
トで１画素を形成することになり、分解能は、白黒対応
３６本／ＩＩｍ　、三色分解時１２本／ｍｍ（１画素は
８４μｍ）に相等する。

次に電気系統について説明する。電気系統はＣＣＤを動
作させる駆動回路と、　ＣＣＤからの出力信１．！１潟を画像情報に適した形に変換するアナログ処理回路系
と、このアナログ処理回路系からの信号を記録装置の記
録形態に適した信号に変換するディジタル処理回路系と
から成る。

まず、駆動回路から説明する。但し、以下の説明では、
ＣＣＤチップ（２１ａ）の駆動回路とする。この駆動回
路は第１５図に示されるように、２相クロックφ１．φ
２、走査同期信号ＳＨ，！Ｊセット信号Ｒ８，出力信号
Ｏ８１サンプリングホ一ルド信号ＳＰのみを扱う。

クロック信号φｌの入力端子には、インバータ（１７１
）が接続される。このインバータ（１７１）の出力端子
には、抵抗（１７２）及びスピードアップ用コンデンサ
（１７３）とが並列に接続される。この並列素子の端子
は、インバータ（１７４）の入力端子に接続される。こ
のインバータ（１７４）の出力端子は、抵抗（１７５）
に接続される。抵抗（１７５）は実に、ＣＣＤチップ（
２１ａ）のφ１端子に接続される。

クロック信号φ２の入力端子とＣＣＤチップ（２１ａ）
のφ２２端子の接続に、φｌの場合と同一である。

走査同期信号ＳＨの入力端子にも、インバータ（１７１
）　、抵抗（１７２）　、コンデンサ（１７３）、イン
バ°°＝夕（１７４）が接続される。このインバータ（
１７４）浴は、抵抗（１７６）が接続される。この抵抗
（１７６）はＣＣＤチップ（２１ａ）のＳＨ端子に接続
される。

出力信号Ｏ８端子ｐｎｐ　）ランジスタ（１７８）のエ
ミッタ及び負荷抵抗（１７９）に接続される。ｐｎｐ　
トランジスタ（１７８）のコレクタは、抵抗（１８０）
に接続される。この抵抗（１８０）の他端は接地される
。

ｐｎｐ　）ランジスタ（１７８）のペースは、ＣＣＤチ
ップ（２１ａ）のＯ８端子に接続される。

又、ＣＣＤチップ（２１ａ）の動作電源■を端子（１８
１’）から供給する。この端子（１８１）は、接地され
たコンデンサ（１８２）の一端と接続される。このコン
デンサ（１８２）の一端は、前述の抵抗（１７９）及び
ＣＣＤチップ（２１ａ）のＯＤ端子に接続される。

以上の構成において、インバータ（１７１）は、５Ｎ７
１０４を使用し、インバータ（１７４）は、２個で１組
となり、Ｔ）８００２６を用いた。

ｈこの１）ＳＯＯ２６動作電源は、端子（１８１）から
供給点１、；ｌれる。すなわち、コンデンサ（１８２）の一端に
抵抗（１８３）を介し供給される。

２相クロックφ１．φ２は、ＣＣＤチップ（２１ａ　）
の各′ビットに生じた電荷を転送するのに必要な信号で
ある。この電荷の転送は高速に行うので波形歪みが生じ
る可能性がある。この対策として、抵抗（１７５）　、
（１７６）の抵抗値を実験より最適値に設定した。

走査同期信号ＳＨは、ＣＣＤ　（２１ａ）の電荷の転送
出１走査の区別をつける信号である。リセット信号Ｒ８
は、電荷が転送された後のビットを消去する信号である
。

信号Ｏ８は、ＣＣＤチップ（２１ａ）からの出力信号で
ある。このＣＣＤチップ（２１ａ　）は、仕様より、有
効信号が２０４８ビツト分あり、ダミー信号とＣＯＤか
ら出力される基準黒レベル信号とを出力する。

これらの信号は、ビット位置が正確に設定されている。

基準黒レベル信号は、後述するように、受光部の暗信号
であり、色に応じた真の出力を得るために用いる。

次にアナログ処理回路について説明する。このアナログ
処理回路は、各ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）
毎に設けられる。ここでは代表としてＣＣＤチップ（２
１ａ）に対する回路を説明する。

この回路は、第１６図に示されるようにＣＣＤチップ（
２１ａ　）からの信号を光に応じた真の出力とする補正
部（旦と、この補正部（囚）からの信号を色毎に分離し
積分する積分部（圓）と、この積分部（１６２）からの
信号を色毎に増幅して調整する増幅部（エリ）と、この
増幅部（旦からの色毎の出力をディジタル信号に変換す
るＡ−Ｄ変換部（１６４）と、と（７）Ａ−Ｄ変換器　
（１６４）　カらの信号を記憶する記憶ｇ（１６５）と
から成る。

補正部（１６１）は、零クランプ回路（１６１１）と、
増幅器（１６１２）とから成る。

積分部（１６２）は、増幅器（１６２）の出力を色毎に
分離するマルチプレクサ（１６２１）と、このマルチプ
レクサ（１６２１）からの色毎の出力信号を積分する積
分回路（１６２２ａ）乃至（１６２２ｃ）とから成る。

増幅部（１６３）は、積分回路（１６２２ａ）乃至（１
６２２ｃ）毎に設けられた増幅器（１６３１ａ）乃至（
１６３］ｃ）とから成る。

Ａ−Ｄ変換部（１６４）は、色毎に増幅された信号を切
り換えて出力するセレクタ（１６４１）と、このセレク
タ（１６４１）からの出力をディジタル信号に変換する
Ａ−Ｄ変換器（１６４２）とから成る。

記憶部（１６５）は、ｗ、ｙ、ｃ毎に設けられた記憶領
域（１６５１）　、（ｔ６５２）、（１６５３）とから
成る。

以上が、ＣＣＤチップ（２１ａ）に対応して設けられた
アナログ処理回路の　構成であるが、これらの要素に加
えて、いくつかの制御要素が設けられている。これらに
ついては、回路の動作と共に説明する。

まず、　ＣＣＤチップ（２１ａ）は、発振器（１６６）
のパルス信号を適宜調整するＣＣＤ用パルス信号を適宜
調整するＣＣＤ用パルス発振器（１６７）からの信号群
の供給を受ける。この信号群は、ＣＣＤを動作させる駆
動回路の説明で述べた走査同期信号ＳＨｓ’）セット信
号Ｒ８，２相クロックφ１．φ２である。

このような信号群の供給を受けるＣＣＤチップ（２１ａ
）からの出力信号は、前述のように、受光部を構成する
各ビットからの信号である。この信号がどのような種類
の信号であるかは、ＣＣＤチップによって決まっている
。

この実施例で用いたＣＣＤチップは、ＴＣＤ１０２Ｃ−
１であり、とのＣＣＤチップの受光部の各ビットの構成
は、端からダミー領域、６ビツトの黒基準用遮光領域、
１９０８ビツトの有効読取領域、そして再びダミー領域
となっている。

ここで、遮光領域は、受光部を遮光したビットであり、
この領域からの出力は、暗電流に伴う電圧を有する。こ
の電圧を基準電圧と呼ぶ。有効読取領域の出力信号は、
この基準電圧に対して微小量である。例えば、ＴＣＤ１
０２Ｃ−１では基準電圧が６乃至８ポルト、有効読取領
域の出力信号は、この基準電圧に対して１００ｍＶのオ
ーダである。

従って、有効読取領域の出力信号を直接扱うことは、信
号処理上好１しくない。そこで、この信号から基準電圧
を除去し、Ｗ、Ｃ，Ｙのフィルタに応じた出力とするこ
とが望ましい。

この実施例では、これを実現するために、零クランプ回
路（１６１１）は、基準電圧を基準にして、この値から
の差異を出力する。

このクランプ回路（１６１１）の出力信号は、微小信号
であるが、増幅器（１６１２）によって一定数だけ増幅
される。この出力信号は、読取有効領域の出力信号とそ
れに続くダミー領域の出力信号が含まれる。

読取有効領域は、第１４図に示されるように、ｗ、ｙ、
ｃのフィルタの各々が２つのビットに連続して貼り付け
られている。

従って、原稿が白紙で反射光も白色光のときクランプ回
路（１６１１）又は増幅器（１６１２）の出力は、第１
７図に示されるように、２ビツト分のＷに応じた信号（
１８１ｗ）　、２ビツト分のＹに応じた信号（１８１Ｙ
）、２ビツト分のＣに応じた信号（１８］、Ｃ）が連続
している。但し、第１７図中では、各転送信号の分離間
隔は無視した。以下の図面でも同様とする。

増幅器（１６１２）の出力信号は、マルチプレクサ（１
６２１）に供給される。このマルチプレクサ（１６２１
）には、Ａ／Ｄ用パルス発生器（１６８）からの制御信
号が供給され、入出力関係を切り替えている。

この制御信号は、ＣＣＤ用パルス発生器（１６７）から
の２相クロックφ１．φ２に関連した信号であり、ＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）からの信号の転送と同期している。

最初から２ビツトの信号に対しては、信号線（１６９ａ
）に「１」が出力される。次の２ビツトの信号に対して
は、信号線（１６９ｂ）に「１」が出力される。更に、
次の２ビツトの信号に対しては信号線（１６９Ｃ）に「
１」が出力される。

信号線（１６９ａ）に「１」が入力すると、増幅器（１
６１２）の出力信号が、積分回路（１６２２ａ）（Ｗの
フィルタに対応した積分回路である。）に入力される。

信号線（１６９ｂ）に「１」が入力すると、積分回路（
１６１２）　（Ｙのフィルタに対応した積分回路である
。）の出力信号が積分回路（１６２２ｂ）　（Ｃのフィ
ルタに対応した積分回路である。）に入力される。信号
線（１６９Ｃ）に「１」が入力すると、積分回路（１６
１２）の出力信号が、積分回路（１６２２Ｃ）に入力さ
れる。

すなわち、マルチプレクサ（１６２１）の３端子からの
出力は、第１８図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示
されるように、フィルタの色に応じた信号となる。

積分回路（１６２２ａ）　、（１６２２ｂ）　、（１６
２２ｃ）では、このような信号を時間ｔｏの間積分して
いく。すると、第１９図に示されるように、実線（２０
１）で示されるような、一定電圧Ｖを生じさせる電荷が
コンデンサ中に保持される。

次に、積分回路（１６２２ａ）、（１６２２ｂ）、（１
６２２ｃ）に２ビツト分の信号が入力してから次の信号
が入力する間に、Ａ／Ｄ用パルス発生器（１６８）から
、積分回路（１６２２ａ）、（１６２２ｂ）、（１６２
２ｃ）に放電を指示する制御信号が供給される。例えば
Ｗのフィルタに対応した積分回路（１６２２ａ）におい
て、一定時間経過した時刻ｔｌに（積分によって一定値
が実現された後）、Ａ／Ｄ用パルス発生器（１６８）か
ら信号線（１８２ａ）を介して信号「１」が供給され、
積分回路（１６２２ａ）内のスイッチが開状態となる。

すると、コンデンサに蓄積された電荷が放電し、積分回
路（１６２２ａ）が初期化される。

このような積分回路（１６２２ａ）、（１６２２ｂ）、
（１６２２ｃ）は、次のような効果を弔する。例えば、
第２０図に示されるように、ＣＣＤチップ（２１ａ）か
ら転送された信号に、ノイズが乗ってしまった場合を考
える。

ＣＯＤのノイズ源としては、デバイスへの電荷注入によ
るノイズ、電荷を転送するときの電荷量のゆらぎによる
ノイズ、電荷検出のときのノイズが存在する。又、ここ
でのアナログ処理回路のうち補正部（１６１）は、ＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）と共にセラミック基板Ｃ２２１上に
設けられている。これ以外は、本体側に設置され信号線
で結ばれる。この信号線は、ノイズを拾いやすい。これ
らのノイズは、画像情報に重大な影響を与える。

ところが、積分という処理が時間的に点の処理ではなく
、時間的に一次元の処理なので、第１９図の破線（２０
２）で示されるように、平均化され、影響がほとんどな
くなる。但し、各積分回路（１６２２ａ）、（１６２２
ｂ）、（１６２２ｃ）からの出力は一致していない。

このようにノイズの影響が除去された信号の各々が、増
幅器（１６３１ａ）、（１６３１ｂ）、（１６３１ｃ）
によって個々の増幅率で増幅される。ここで第２１図（
ａ）。

（ｂ）　、　（ｃ）に示されるように各増幅器（１６３
１ａ　）　、　（１６３１ｂ）　。

（１６３１ｃ）からの出力が同一値ｖ２となるように、
各増幅率が設定される。

ここで注意する点は、第２２図（ａ）　、　（ｂ）　、
　（ｃ）に示されるように、各増幅器（１６３１ａ）、
（１６３１ｂ）、（１６３１ｃ）からの信号は、完全に
異なる時間に出力されている点である。

このような信号が、セレクタ（１６４１）に入力される
。このセレクタ（１６４１）には、Ａ／Ｄ用パルス発生
器（１６８）から、信号線（１８３）を介して制御信号
が供給される。この制御信号は、　ＣＣＤチップ（２１
ａ）からの信号が２ビツト分出力されるのに同期してい
る。

この制御信号が供給されると、セレクタ（１６４１）は
、入力と出力との関係を切り換える。例えば、ある時刻
に、増幅器（１６３１ａ）の出力と、セレクタ（１６４
１）の出力とが対応付けられている時に、セレクタ（１
６４１）に、制御信号が供給されると、増幅器（１６３
１ｂ）の出力が、セレクタ（１６４１）の出力となる。

次に、セレクタ（１６４１）に制御信号が供給されると
、増幅器（１６３１ｃ）の出力が、セレクタ（１６４１
）の出力となる。

すなわち、セレクタ（１６４１）の出力としてｗ、ｙ　
。

Ｃのフィルタに応じた出力信号が交替に現われている。

このような信号は６ビツトのＡ−Ｄ変換器（１６４２）
でディジタル信号に変換される。この変換するタイミン
グは、信号線（８荀を介してＡ／Ｄ用）くルス発生器（
１６８）から供給されるＡ−Ｄ変換スタート信号により
決定される。

以上より、Ａ−Ｄ変換器（１６４２）出力信号としてｗ
、ｙ、ｃのフィルタに応じた６ビツトのディジタル信号
が交替に現われる。

ここで、このディジタル信号の信号数を評価してみる。

この実施例では、連続したＣＣＤチップ（２１ａ）から
の信号を、マルチプレクサ（１６２１）によって２ビツ
トづつに３色に分離している。更に１積分回路（１６２
２ａ）乃至（１６２２ｃ）によって各色の信号を２ビツ
トづつ積分している。従って各色毎の信号数は、　ＣＣ
Ｄチップ（２１ａ）からの信号数に対し６分の１となっ
ている。

例えば、　ＣＣＤチップ（２１ａ）内の読取有効領域は
１９０８ビツトであったが、１つのフィルタに応じた出
力信号としては、その６分の１、すなわち、３１８ビツ
トとなる。

このような信号が記憶部（且９に記憶される。

配憶部（ｌは、各ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ
）に対応し、かつｗ、ｙ、ｃに応じて記憶領域が設定さ
れている。ＣＣＤチップ（２１ａ）に対しては、記憶領
域（１６５１）　、　（１６５２）　、　（１６５３）
が設定されている。

ここで、各記憶領域（１６５１）　、（１６５２）　、
（１６５３）は、スタティックＲＡＭ　（Ｒａｎｄｏｍ
　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）であり、その容量はそ
れぞれ３２４Ｘ６ビツトであるＡ　−Ｄ変換器（１６４
２）の出力信号が６ビツトであるから、各記憶領域（１
６５１）、（１６５２）、（１６５３）は、３２４個の
色信号をｎ配憶しうる。従って、アドレスはＯ乃至３２
３番地迄を設定している。ここで、色信号とはｗ、ｙ、
ｃが貼り付けられた受光部からの信号に起コ因する信号
である。

以下、この記憶領域（１６５１）、（１６５２）、（１
６５３）への情報の書き込み、読み出しについて説明す
るが、留意するのは、ＣＣＤチップ（２１ａ　）乃至（
２１ｈ）の配置と集束性ロッドレンズアレイ０３による
信号の重なり除去である。

さて、記憶領域（１６５１）、（１６５２）、（１６５
３）に対してＡ−Ｄ変換器（１６４２）からは、ディジ
タル信号が絶えず流入しようとしている。そこで、どこ
に記憶させるかという制御が必要になる。

この実施例では、この制御を行うためにメモリカウンタ
（，１８５）　、アドレスカウンタ（１８６）　、アト
ルスデコーダ（１８７）、オア回路（１８８）、リード
／ライトコントロール（１８９）を設けている。

リード／ライトコントロール（１８９）から書き込み命
令「１」が出ると、メモリコントロール（１８５）は、
Ａ−Ｄ変換スタート信号と同期した書き込みパルスをｗ
、ｙ、ｃに応じて記憶領域（１６５１）　、（１ｆｉ５
２）。

（１６５３）に供給する。この信号によって、記憶領域
（１６５１）　、（１６５２）　、（１６５３）を構成
する♂タテイック礎Ｍは、情報の書き込みの禁止状態が
解ける。言い換えると、記憶領域（１６５１）　、（１
６５２）、　（１６５３）には略連続してディジタル信
号が供給されるが、Ａ−Ｄ変換器（１６４２）の出力信
号に応じて書き込み可能な記憶領域（１６５１’）　、
　（１６５２）　、　（１６５３）が選択される。

更に、Ａ／Ｄ用パルス発生器（１６８）からクロックパ
ルス力、メモリコントロール（１８５）　Ｋ供給すれる
。この状態では、メモリコントロール（１８５）は、こ
のクロックパルスをアドレスカウンタ（１８６）に供給
する。

このアドレスカウンタ（１８６）は、通常のカウンタで
あり、その出力は、全てのＣＣＤチップ（２１ａ）乃至
（２１ｈ）に対応した記憶部（１６５）に同時に供給さ
れ、アドレスとして用いられる。

一方、リード／ライトコントロール（１８９）からの書
き込み命令「１」は、オア回路（１８８）に供給される
。オア回路（１，８８）の出力は、チップセレクタとし
て用いられる。すなわち、記憶部（１６５）にオア回路
（１８８）から信号「１」が供給され同時に、書き込み
信号が供給されると、書き込みがあるいは読み出し信号
が供給されると、読み出しがアドレス指定に従って行わ
れる。

この実施例での省き込み時には、同時に全ての記憶部（
１６５）にオア回路（１８８）からの信号［Ｊが供給さ
れる。従って、８個のＡ−Ｄ変換器（１６４２）からの
出力は、パラレルに記憶部（１６５）に供給され、同時
に記憶されていく。この時、１個の記憶領域（１６５１
）　、　（１６５２）　、　（１６５３）に対して、０
乃至３２３番地迄情報を収納可能である。

この記憶領域（１６５１）　、（１６５２）　、（１６
５３）に対して入力されるディジタル信号は、　ＣＣＤ
チップ（２１ａ）の有効読取領域からの転送信号ばかり
でなく、ＣＣＤチップ（２１ａ）上で読取有効領域に続
くダミー領域からの転送信号も含まれる。この中で、有
効読取領域からの転送信号のうち、単一色に対する色信
号は、３１８個であり、すべて６ビツトのディジタル信
号となっている。

従って、各々０番地から３２３番地迄収納可能な記憶領
域（１６５１）、（１６５２）、（１６５３）の全番地
に情報を収態すると書き込みが終了する。このとき、記
憶領域（１６５１）、（１６５２）、（１６５３）には
有効読取領域に起因する色信号とダミー領域からの信号
とが同居している。

こうして、記憶部（１６５）への情報収納が終了すると
、メモリコントロール（１８５）から、リード・ライト
コントロール（１８９）に知らせる。するとリード・ラ
イトコントロール（１８９）は書き込み命令の送出を中
止する。

一万、メモリコントロール（１８５）は、記憶領域（１
６５１）、（１６５２）、（１６５３）に対して読み出
しパルスを送出する。これによって記憶領域（１，６５
１）、（１６５２）。

（１６５３）を構成するスタティック調は、読み出し禁
止状軸を解かれる。

又、アドレスカウンタ（１８６）には、メモリコントロ
ール（１８５）からクロックパルスが与えられ、クロッ
クパルスが与えられる度にアドレスカウンタ（１８６）
の出力は１づつ加算されていく。そして設定数Ａ（３１
８≦Ａり３２４）に達すると、内容をクリアしアドレス
デコーダ（１８７）にこれを知らせる。

アドレスデコーダ（１８７）では、アドレスカウンタ（
１８６）の内容が設定数Ａに一度も達していない場合に
は、ＣＣＤチップ（２１ａ）に対応する記憶部（廷５）
を選択する。−亘設定数Ａに達したなら、ＣＣＤチップ
（２１ｂ）に対応するｄ記憶部（臘）を選択する。更に
もう一度設定数に達するとＣＣＤチップ（２１ｃ）に対
応する記憶部（１６５）を選択する。以下同様にしてＣ
ＣＤチップ（２１ｈ　）に対応する記憶部（坦５）を選
択する。

記憶部（±）からの読み出しは、このようなアドレスデ
コーダ（１８７）からのチップセレクト信号と、アドレ
スデータそして、読み出しノくルスの供給によって行わ
れる。

すなわち、情報の読み出しは、ＣＣＤチップ（２１ａ）
に対応する記゛憶部（上狙）から順次、ＣＣＤチップ（
２１ｈ）に対応する記憶部（１６５）迄行われる。

但し、ｗ、ｙ、ｃのフィルタに応じた情報は、同時に読
み出される。

ここで重要な点は、前述の設定数Ａである。この設定数
Ａは、各記憶領域（１６５１）、（１６５２）、（１６
５３）内のどこ迄の番地を読み出すかを決めている。前
述のように、ＣＣＤチップ（２１ａ）乃至（２１ｈ）の
受光部は、互いに重なりを許しながら配列されているの
で、この重なりを除去する必要がある。

との実施例では、各記憶領域（１６５１）、（１６５２
）。

（１６５３）に対し、ＣＣＤチップ（２１ａ）の有効読
取領域の先頭から収納しているので、読取有効領域以外
のダミー領域が重なり領域であり、除去する必要がある
。

そこで、フィルタの貼り付は誤差及びＣＯＤチツプ（２
１ａ）乃至（２１ｈ）を設置する際の機械誤差を考慮し
て、−耳装置を完成させた後、設定数Ａを決めないで記
憶部（亜）からの情報を全て読み出してみる。すると、
読取有効領域と重なり領域とが容易に見分けられる。そ
こで、この結果よりＡを決定する。従って記憶部（１６
５）によって、Ａは変化する可能性がある。

このようにして読み取られた画像情報は、原稿（７Ｉ）
上の同一線上の画像を忠実に伝えるものである。

以上この発明の実施例につき詳述したが、この発明は必
ずしもこれに限定されない。

光源の発光特性の選択は、カラーフィルタ、光電変換素
子により変化することは当然であり、例えば、Ａｇｗｏ
４等を用いてもよく、適宜選択される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一実施例に係る密着センサの概観斜視図、第
２図は、センサパッケージを示す斜視図第３図および第
４図は、ＣＣＤチップの配列を示す図、第５図は、　Ｃ
ＣＤチップの受光部に貼り付けられたフィルタの分光特
性図、第６図は、　ＣＣＤチップの受光部の分光特性図
、第７図は、密着センサの側面図、第８図および第９図
は集束性ロッドレンズアレイの調整手段を示し、第８図
、その斜視図、第９図は上面図、第１０図は、　Ｔｈｏ
ｍｓｏｎとＷｒｉｇｈｔの求めたｇｉ曲線を示す図、第
１１図および第１２図は、光臨としての螢光灯の各螢光
体の分光特性図、第１３図は、螢光灯の各部の相対輝度
を示す図、第１４図は、　ＣＣ１）チップの受光部にお
けるフィルタの配列を示す図、第１５図は、ＣＣＤチッ
プの駆動回路を示す図、第１６図はアナログ処理回路を
示す図、第１７図乃至第２１図は、アナログ処理回路に
おける各部での信号を示す図である。代理人弁理士　則近憲［右（ほか１名）第　　１　　図第２図ｔ：２　　　　１１ｆｔ２々　ｚｔｈ第　　３　図（４）（ｂ）第５図第　　６　　図（ｎｒｒＬ）第７図に第１０図第■図第１２図波（ム扉）第１３図第１図７３４−μｍ−一す ■

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源と、この光源からの光が照射される対象物体
に対向して設けられ、この対象物体からの反射光を電気
信号に変換する光電変換素子列と、この光電変換素子の
各々に設けられ透過する波長を選択するカラーフィルタ
とを備えるカラー密着センナにおいて、前記光源、光電
変換素子、カラーフィルタとの全体の光学的特性を７０
０ｎｍ以下の波長の光に対してのみ出力信号を有するよ
うに特定することを特徴とするカラー密着センサ。
（２）光源は、その分光波長を７００ｎｍ以下とし、か
つ複数の異なる発光中心波長を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のカラー密着センサ。