JPS60120657A - 二次元カラ−撮像装置 - Google Patents

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】

本発明は、二次元カラー撮像装１６、待に復数Ｑ）一次
元固体δ′０像素子を有′１″る固体撮像装置と被ず体
とを相ス４的に移動ざせて機械的副走査を行う二次元カ
ラー撮像装ｉＶ（に関するものである◎機械的副走査を
行い且つ光学系を用いる撮像方法においては、撮像しよ
うとする被写体を搬送しつつ撮像するものが大ｒ’ｔ＋
！１分で、レーザー、フライングスホトスキャナ等の点
光源によって撮像しようとする物品をｌＫ１射して主走
査を行い、その透過ｙｅ　ｚ＝は反射光′５：３分割し
て捕捉し、それぞれ３原色のＲ，Ｇ，Ｂフィルタを１０
１シて光電変換を行うか、線光源によって被写体を照射
し、これを３分割してＲ，Ｇ．Ｂフィルタを通してそれ
ぞれの一次元固体撮像素子に照射してｙｃ．電変換を行
いつつ主走査を行う方法をとっている。又、文書伝送の
場合は、７（：　？［変換部は一つとし、機械的副走査
を３回繰返して行い、Ｒ　％　Ｇ　、Ｂ　フィルタを切
替で３同撮像を行うこともあり得るが、この場合は撮像
に時間がかかり、機械走査機構の制御が更に嫂、雑にな
ってくる。これらＱ〕方法Ｇまいずれも被写体の搬送装
＋ａが大型になり、副走査を正しく行うためには正しい
等速運動をぎせる必要があるので制御が複雑になる間’
ｓ”３点があった。 こねに対し、撮像装１α内部において一次元固体撮像素
子を機械的に副走査をさせる方法があり、この方法につ
いては本出幀人による特願昭５６−１　６　２　１）４
３号（特開昭５　８　”−　、６　９　１　７　８号）
および特願昭５７−１７８８８吟に詳細に開示ざれてい
る。これらの撮像装ＩＦＦは、いずわも一個のＣＯＤ一
次元固体撮像素子を機械的しこ副走査するものであって
、カラー原稿を撮像するときは三原色の赤（Ｒ）、緑（
ＣＴ）、育（Ｂｌフィルタ４一切換えて８回撮像をし、
得られたＲ，Ｃ．Ｂの画像信号をメモリに蓄えておき、
必要に１心して読出ずものである。これらの撮像装置に
よれば、高１ｒｒ像（徒でひずみおよびフレアのない高
Ｓ／Ｎの撮像が可能であるが、読取り時間が長くなり、
上記のフィルタを取１寸けた回転円板をＮ転−＋一る構
設であるため障害が起きやす＜｛Ｍ頼性に劣る欠点があ
った。 又、撮像装ｉα全体が大型になり重量もｔＲ　＜なる問
題があった。更にＲ，（、Ｂによって一次元固体撮像素
子の出力電圧が異なるので、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にカラーフィ
ルタのみならず増幅器の利得をも切替ねばならず、画像
信号処理回路の制御が複雑となる欠点があった。 不発明Ｇまこれらの欠点を解消するもので、その第一の
目的は光■１変換部を小形にしその構成を簡単にするこ
とである。第二の目的はＲ，Ｇ，Ｂ三色の走査を一回で
済まし、走査に斐する時間を短縮することである。第三
の目的は一次元固体撮像素子から得られた画像信号を曲
常の画像信号処理回路に供給できるように処理すること
である。 不発明の二次元カラー撮像装置は、被写体の像を結像面
に作る光学系と、該結像面に互いに並列に並べて１μか
れた複数個の一次元固体撮像素子を有し、少なくとも一
つの一次元固体撮像素子に適当なカラーフィルタを取付
けた固体撮像装置と、１１１１記被写体と固体撮像装置
とを相対的に移動させる機械的な副走査装置と、この副
走査装置による各走査線の走査開始点におい−でピック
アップパルスを発生す２）手段と、上記複数の一次元固
体撮像素子から得らノ］、た画像漬けを所砦の出力信号
のノ１ぞ式に応じて処理する信号処１１１（手段とを具
えることを特徴とするものである。 不発明の一実施例に４５いては、−次元固体撮像素子を
３個一定の間隔をおいてｉＥ　１ｊ（ｉに並列に並べ、
これにそれぞれ玉原色のＲ，Ｇ、Ｂフィルタを取月ける
。一つの数値例によれば、？Ｆ位画素の大きさが１４μ
ｍで画素数が２０４８個の一次元固体撮像素子を数百μ
ｍの間隔を」６〈場合１μｍのＷｊ度で作成することが
できるσ）で、走査線の間隔を副走査方向に１５い−Ｃ
ｉｌＩＩｉ　宋ピッチに等しい］　４　／／　ｍとした
場合でも、画素ピンチの整数倍の間隔分イ１−する３個
の一次元固体撮像素子を具える固体撮像装置を容易に作
ることができる。ここに各−次元固体撮像素子間の間隔
を画素ピッチの整数倍としたのは、各−次元固体撮像末
子による撮像位置が正しく一致するようにするためであ
るが、本発明ではこのことは必らずしも必要な貿件では
ない。 このような固体撮像装置を機械的に副走査する方法につ
いては、前掲の本出願人による先行出願において詳細に
開示されているが、正しい直線運動をすることができ、
その移動距離を正確に計測できるものであればどのよう
なものでもよい。本発明の一実施例では、上記の固体撮
像装↑ｄはプリント配線板に実装し、このプリント配線
板を正確な直線連動のガイドをするリニヤスライドユニ
ット等に結合し、このリニヤスライドユニットを小型モ
ーターによって駆動されたボールねじに結合する。この
ボールねじの原動軸には四−タリーエンコーダを結合し
てあり、前記のプリント配線板が指定の長さ、例えば走
査線の間隔だけ移動するとピックアップパルスを発生す
るように構成されている。−次元固体撮像素子は適当な
自走周波数によって走査されており、各走査線を構成す
る。このように構成することにより、撮像素子は直線上
をｉＥシく移動し、各走査線の開始点においてピックア
ップパルスを発生するので走査線を一定の間隔にするこ
とができる。 今、固体撮像装置には、下部からＲ，’Ｇ、Ｂの順序に
３個の一次元固体撮像素子が配列されているものとし、
副走査を上部から下部に向かって動かすことにより行な
うときは、被写体は下部から上部に向かって撮像される
ことになる。被写体の同一部分はＲ，、ＧｓＢの順序に
ＪｆＯ像され、Ｇ信号はＲ信号よりＲおよびＧの一次元
固体１１−像素子の間隔に相当する走査線の本数だけ起
れて出力される。同様に、Ｂ信号はＧ信すよりＧおよび
Ｂの一次）Ｃ固体撮像素子の間隔に相当する走査線の本
数だけ遅れる。このＲ，ＧＳＢ信号の利用方法としては
、カラー画１象をモニタしたい場合等タイミングを合せ
た連続信号とする場合と、ＲＸＣ，Ｂ（ｉ：５号の処理
回路に入力する場合等タイミングの合った１フレ一ム信
号とする場合と、タイミングの１ｆ）６れを処理できる
機能を持った処理回路に１フレ一ム信号を入力するＪ動
台とがＪ９えられる。以下それぞれの場合につき図面を
用いて詳細に説明する。 第１図Ａは本発明の二次元カラー撮像装置ｉｔの一実Ｌ
ｆｌｉ例のカメラヘッドの構成を示す斜硯図である。 本例では、外匣１の１１り面にはレンズ２を装着し、そ
れぞれ前面に赤、緑、青色フィルタを配置した３本の一
次元固体撮像素子（以下ラインセンサと云う）３Ｒ，；
（Ｇ、３Ｂを並列に配置した固体撮像装置３をプリント
基板３ａに装着し、このプリント基板３ａをリニヤシャ
フトユニット４に取付け、このユニットをボールねじ５
に沿って移動可能とし、このボールねじ５をギヤ６およ
び７を介してモータ８により回転させる。ボールねじ５
の回転角、従ってＣＯＤラインセンサより成る固体ｒｌ
ｉ３　（Ｋ：装置３の＃動を検出するためにロータリー
エンコーダ９を設ける。第１図Ｂに示すように、プリン
ト基板３ａの前面には水平に並べられた３本のＣＣＤラ
インセンサ８Ｒ，３Ｇ、３Ｂが置かれている。各（３Ｇ
Ｄラインセンサは、画素数が２０４８で、長さが２７ｍ
ｍあり、単位画素の巾は約１４μｍである。プリント基
板３ａが取付けられているリニヤシャフトユニット４は
、左右のりニヤシャフト４ａ、＋ｂにリニヤボールベヤ
リングを１１父付け、このリニヤボールベヤリングを金
具４Ｃで結んだもので、リニヤシャフトに沿′つて高精
度の直線運動をすることができ、レンズ２の光軸および
ＣＯＤラインセンサの長手方向ずなわぢ主走査方向の振
れを３μｍ以下にすることができる。 ／Ｊ　％レンズ２の焦点深度は約８０　ｌｔｍであるか
らピント外れをおこすことはなく、画素のｉＪｌ　４μ
ｍと比’ｌｉｄしても１−分小さいので、解像Ｔ（を劣
化させることはない。 ボールねじ５は、親ねじとの間にボールを介在ぜしめる
ことによって、極めて高い＋１ｖ度で回転ｉ１ｊ動をｉ
Ｎ線連動に変換するもので、必・更により１ｍのストロ
ークにつき１０μｍの精度の乙のをｊｌｔｌ！　作する
ことができる。又、”！！＋ＩＯのねじがど１°？すｌ
’ｉｌ：　陣であるのに比べ、ボールねじは転がり摩擦
であるから、回転が軽く、且つ摩耗が少なくきわめて長
スを命である。そのため、本装置のような軽荷ＩＲの１
劫合においては、少なくても１５　（ｌ　Ｏ（１時間な
いし２　（Ｊ　ｏ　ｏ　ｏ時間狂いなく動作させること
ができる。 ボールねじ５の親ねじの一端にはロータリーエンコーダ
９が取イ］けられており、ボールねじ５の回転を検出し
、所定回転角毎にピックアップパルスを発生してＣＯＤ
ラインセンサ３Ｒ，３Ｇ、３Ｂの主走査を制御している
。以上のように構成されたカメラヘッド１においては、
上述したように主走査方向および光軸方向とも振れは８
μｍ以下であるから、ｌ’ｌ’１．像度の劣化およびピ
ント外れはおきない。似に、ロータリーエンコーダ９か
らのピックアップパルスは、モータ８の回転むらに関係
なく、ＣＯＤラインセンサＳＲ，８Ｇ、３Ｂの主走査方
向の所定直線変位殴に対応しているので、そのピックア
ップパルスに応じてＣＯＤラインセンサの１Ｓｃみ出し
タイミングを制御すれば、主走査間隔は一宝にすること
ができる。なお、上述した８μｍの１、シ（差をＯＯＤ
ラインセンサ３Ｒ，８Ｇ、８Ｂの長さ２７）稈と副走査
方向の走査長例えば４Ｇｍと比較するならば、それぞれ
約０．０１１％と約０．００７５％に過ぎず、無視でき
るほどのものであり、無ひずみといって差支えない程度
のものである。 労に、ボールねじ５の回転は正確にボールナツトの直線
変位に対応し“Ｃいるので、ロータリーエンコーダ９か
らのピックアップパルスに応答してＣＯＤラインセンサ
３Ｒ，３Ｇ、８Ｂを読み出すことにより、走査線間隔を
極めて狭くすることができる。例えば、走査線間隔をＯ
ＧＤラインセンサ３Ｒ，８Ｇ、８Ｂの素子間隔即ち約１
４μｍと等しくとることもｒｉＪ能である。この場合、
副走査方向の走査線の数は、画面の形状が決れば、ライ
ンセンサ３Ｒ１３Ｇ、８Ｂの受光素子の数に画面のでめ
ることができる。なお、走査線間隔を受光素子の＋ｌ］
と等しくとる必要のないときは、画面の縦方向の匿さを
走査線間隔で除せば走査線数をめることができる。００
１）ラインセンサリ″３Ｒ１８Ｇ、８Ｂは、よく知られ
ているように高いＳ／Ｎが得られる周波数で自走ざＵ−
るが、このように１次元固体撮像素子を自走さ一υ−１
機械的に副走査を行うときは、両者の同期をとることが
卸しい。モータ８にステップモータを使い、自走周波数
でドライブしても位相を合せることかり“Ｗｆｌ　Ｌい
。 又Ｄｏモータを使用するときは、電源電圧によって速度
が変化するので、同期をとることができない。又、機械
連動は摩擦力の変化、衝撃によっても速度が変化し、振
動による瞬間的な回転むらによっても副走査速度が瞬間
的に変化する。 この間諒をｆＷ決するために、本実施例においてはボー
ルねじ５に連結したロータリーエンコーダ９からのピッ
クアップパルスによって各走査線の開始点分定めること
とし、所定のピックアップパルスによってＣＯＤライン
センサ８　Ｒ−、８ＧＮ８８　ｋクリヤして直ちにセッ
トし、新たに光電子の蓄積全開始し、この周期のみを有
効とするものである。このようにずれば、モータ８に速
度変化があっても副走査機構が定められた走査線間隔だ
ｉＪ移動すると、ピックアップパルスが発せられて、各
ラインセンサ３Ｒ，ａＧ、８Ｂは新たな光電子の蓄積を
開始するのであるから、位相が合わないことはあり得す
、常に正しい走査をすることができる。 このように動作させたときのＣＯＤラインセンサ８　Ｒ
，３Ｇ、　ｄ　Ｂの動作および出力とピックアップパル
スとの関係を第２図に示す。）’（’、　ｔｌｆ、変換
開始信号（Ｂ）は、パルスの立上りに４５いてＣＣＤラ
インセンサ３Ｒ１８Ｇ、３Ｂの各受光素子に蓄積されＣ
いた′１１Ｌ荷を転送部に喀し、立下りにおいて薪だに
光１１Ｌ変換を開始するもので、ピックアップパルス（
Ａ）を受けるごとに発生され、次のピックアップパルス
を受けるまでは所定の周ｔｇｌ　ｔで発生される。従っ
て、ＣＧＤラインセンサは、この光電変換開始信号を受
けるたびに、受光部で俗情した電荷（０）を転送部に移
し、次の電Ａ　：ｋ　４“Ｌｌｆを開始する。転送部は
一種のシフトレジスタを形成しており、２相又は３柑の
転送りロックによって駆動されて；涜出される。従って
、転ＪＡ部の′１）ε倚（Ｄ）は、光＞１Ｅ変換開始信
号からちょうど１自走周期ｔだけ遅れて転送部から出力
される。ここで、ピックアップパルスと同期したソｔ　
１ｔｔ、変換開始信号（Ｂ）で電荷蓄積を開始したとき
の・１ｈ報のみを出力するために、ピックアップパルス
から１周１υ１だけ紅過した後に、長さｔのゲートパル
ス（Ｅ）を作り、このゲートパルスによっ−Ｃ画像信−
ｙ　（Ｆ　）を出力する。 第３園は本発明の二次元カラー撮像装置の一例の全体の
構成を示すものであり、被写体１１は原＋１ｒｇ台１２
の透明なガラステンブレー）１２ａの上に・１＆置され
る。原稿台１２の内部には透明被写体用の第１１に１明
ランプ１．３−１、例えばハロゲンランプと、そのため
の電源１４が格納されている。 原稿台］２の上方には、不透明被写体用の第２照明ラン
フＩ　３−２と、上述した３本のラインセンサを有する
固体撮像装置３、その駆動機構４〜８およびレンズ２を
含む光学系２Ａを有するカメラヘッド１５とを設ける。 原稿台１２とカメラヘッドＪ５との間の距離は上Ｆ機構
１６により調整可能となっている。 固体撮像装置とＣａの各ＣＯＤラインセンセン、タイミ
ングパルス発生器１７から転送りロックと光［［ｆ、変
換開始信号とを受け、出力をサンブルーホールド回路１
８及びＡＤ変換回路１９に供給する。 そして、タイミングパルス発生器１７は、ロータリーエ
ンコーダ９からのピックアップパルスとクロックパルス
発生器２０からのクロックパルスとを受り、第２図に就
き−（二連したようにラインセンサを駆動する。Ａ／Ｄ
変換回路１９からの各ラインセンサの出カイ、８号を信
号処理回路２１に供給し、ここで後述Ｖるように処理す
る。 一般に被写体のサイズは色々あるので、レンズ２による
投影倍率を変えることができるようにする。この投影倍
率はオペレーションパネル２２の＃宇部によって１１史
定することができ、設定した倍率はパネル２２の表示部
に表示される。このように倍率を設定し、パネル２２の
スタート釦を押すと、中央制御装置２８の制御の下でカ
メラヘッド１５の位置、レンズ２の位置、絞り等がｆじ
めＨ１算されている値に自動的にセットされる。このセ
ットを行なうために、光学系２人の絞りの位；；（ｊを
表わすｔｉ’７報およびレンズ２の位置を表わす１１７
報がバッファアンプ２４および２５、Ａ／Ｄ変換器２６
および２７およびレジスタ２８および２９を経て中央制
御装置２８に取込まれる。またカメラヘッド］５の上下
両（＠４？々１６から刀メラヘッドイ立ｉ洋を表わずｉ
ｖｔ　：弔がバッファアンプ８０、Ａ／Ｄ変換器３１お
よびレジスタ３ｚを経て中夫匍Ｊ伺Ｉ装置猷２８に取込
まれる。これらのｆ＋’／報は設定値と比較され、設２
ｉ７値からずれているときＧｊｌこのずれを４「くずよ
うに各１１１９をｍ　Ｑ＋ｉ）するＩＩｊ報を出力する
。ずなわら１ダリ゛化Ｉｉ

【ＩＩ′（１￥￥１乏および
レンズ駆動情報はデコーダ８３、レジスタ３４１および
３５、スイッチ：（６ｉ５．Ｊ二び昌７およびアンプ３
８および３９を介して光学系２人に供給され、絞り位σ
およびレンズ位ｔｉ″４を設定値にセットする。また、
カメラヘッド１５の上下１山情′ｉ帰はデコーダ３８、
レジスタ１ｔＯおよびソリッドステートリレー４１．４
２を１１′−て−１ニド−動（瘤構１６に設りたＡＧモ
ータに供給さね１、カメラヘッド１５か問１定の、姉さ
にセットされ（’ｊ　ｎまた、叙り位１１ｑおよびカメ
ラヘッド位置は、手動により調整できるようにスイッチ
３６にマニアル信号を人力できるようにすると共にレジ
スタ４０にはＯＲゲート４８を介してマニアル信号を人
力できるようにする。これらマニアル１４　Ｎはパネル
２２に設けたマニアルスイッチを操作することにより発
生させることができる。絞りの調整は絞りリングを＋ｊ
（遊モータにより同動さぜることによりイテなうことが
できる。またレンズ位置はへリコイド機構やカム機構を
可逆モータにより駆動させることにより行なうことがで
きる。これらの調整機構そのものは既知であるので、こ
れ以上説明はしない。 中央制御装置２８はさらにインターフェイス４４を介し
て信号処理回路２１の動作を制ｉｌｌすると共にインタ
ーフェイス４５を介して制御器４６に指命を送り、この
制御器によりモータ８の駆動ｉ’３　、ｊ：　ヒコｔＬ
　ニｌ「ＩＩｊ（ＪＪ　ｌ、　タ信ｉｊ　＜Ｇ　Ｉｌｌ
！　１１１１　ｉｆｆ　２　］　（Ｄ　：ＩｕＪ　作’
＆制御する。 信号処理回路２１から出力された画像信じ゛は、必要に
応じてデジタルＲ，Ｇ、Ｂ出力、Ｄ　／　Ａ　ｅ換器４
７を介してアナログＪ　Ｇ、Ｂ出力、さらにはエンコー
ダ４８を介してＮＴＳＯ出力とし゛Ｃ１本発明の二次元
カラー撮像装置から出力される。また、Ｄ／Ａ変換器４
７の出力を受けて、カラー画像を表示するカラーモニタ
ーを設けることもでき、この場合にはモニター上に映出
される画像を見ながら、カメラヘッドの移動、レンズの
調整、原稿台上の原稿位置の調整などを容易かつ正確に
行なうことができる。 次に上述した信号処理回路２１の構成および動作につい
て説明する。第４図は信号処理回路の一例の構成を示す
ものであり、カメラヘッド１５の固体撮像装置Ｋト８と
、機械的副走査装置ｆｆ’　５０　ｉよびロータリーエ
ンコーダ９は１ｍ略化して示した。先ず、タイミングパ
ルス発生器１７で駆動制御されるｌｉ’ｉｌ　体１４像
装）６８の８本のラインセンサ８Ｒ。 ３Ｇ、ａＢからの各色の１１！ｒ力信号をサンプルホー
ルドじた後、Ａ／Ｄ変換藩１９Ｒ１１９Ｇ１１９Ｂでデ
ィジタル信号に変換して以後の処理を行なう。 カメラヘッドＪ５の光学系２人に設けたレンズ２は、一
般に中央部が明るく周辺部が暗くなる傾向、すなわちシ
ェーディングを有する。又、ラインセンサ３Ｒ，８Ｇ、
８Ｂは、各受光素子により暗電流すなわち光が当らなく
ても発生４“る電流と４光が当ったときに蓄積される光
”ｒａｆｔ子敏め受光感度に不規則なばらつき、すなわ
ちノンユニフォーミティがある。このノンユニフォーミ
ティの補正には、入射光を遮断したときの暗電流レベル
ＦＤ　、濃。 度変調を受けない標ｉＱ％光による出力レベルに＋ＪＩ
　Ｘ出力信号ＥＲより、次式により補正信号Ｅ０を算出
することができる。 ”Ｒ−Ｅ］） こノ演算はノンユニフォーミティ補正回路５２Ｒ，５２
Ｇ１５２Ｂにおいて各画素ごとに行われ、ラインセンサ
３Ｒ，３Ｇ、８Ｂの生ｌＪ′刺Ｅのばらつぎを補正する
ことができる。 一方、光学系、光源などによるシェーディングは、小ブ
ロック（実施例では１６画素×１６画素の範囲）内の暗
電流レベルの平均値Ｅｐ　（Ｘｒ　’ｌ　）と、（票ｉ
ｌ光を入射したときの出力レベルの平均値ＥＴ　（ｘ＋
　Ｙ　）　ト、ノンユニフォーミティ補正済みの値Ｅθ
（ｘ、ｙ）から、次式によって補正される。 この演算はシェーディング補正回路５８Ｒ１５ａＧ、５
３Ｂによって各色信号ごとに行われ、全ての要因が補正
された各色の画像信号Ｅ（ｘ、ｙ）が得られる。 このようにして得られた画像信号は、被写体１１の同一
箇所を撮像した部分がそれぞれＲＸＧ。 Ｂの各ラインセンサ８Ｒ，８Ｇ、３Ｂの間隔に相当する
分だけタイミングのずれた信号となる。この信号は、そ
れぞれの利用目的に応じた処理をした上で出力する必要
がある。 その信号処理方法の一つは、直接ＲＧＢディスプレイ装
置に映出する場合等で、出力信号はタイミングを合わせ
た連続信号とする必要がある。第４図に示す実施例はこ
の場合のもので、カメラヘッド１５内の機械的副走査装
置５ｏに連結したロータリーエンコーダ９からの信号を
受け、各走査線の走査開始点においてピック゛γツブパ
ルス発生Ｈｇ１７から発生されるピックアップパルスを
上記固体撮像装置とｔ３およびアドレスカウンタ５４に
供給する。固体Ｘ像裾矛装置？：ｊ　３の各ラインセン
サ３Ｒ，３Ｇ、３Ｂの自走伯橡はクロックパルス発生器
２０から供給する６−」二連したように補正された各色
の画像伯壮は各色のフレームメモリ５５Ｒ１５５Ｇ、５
５Ｂに供給し、アドレスカウンタ５４からのアドレス信
号によって所定の番地にストアする。アドレスカウンタ
５４からのアドレス４１４号はピンクアップパルスから
作成される。さらに読出制御器５６を設け、タイミング
の合ったＲ、Ｇ。 Ｂ連続信号をフレームメモリ５５１Ｒ，５５Ｇ。 ５５Ｂから同時に出力づ−るように読出しを制（ｉｔす
る。フレームメモリから読出された各色の画像イＦｆ号
をそれぞれバッファレジスタ５７Ｒ％５７１５７Ｂを経
て信号処理回路２１の出力端子５８Ｒ１５８Ｇ、５８Ｂ
にそれ−どれＲＧＢ信号を出力する。 画像信号の他の処理方法の一つは、タイミングを合わせ
た］フレームの信号を出力する場合である。第５図はこ
の場合の動作原理を示す系統図で、第４図と同じ部分は
同じ符号をイ」けて示し、その説明は省略する。本例で
はロータリーエンコーダ９のパルスから作成されるピッ
クアップパルスを計数するカウンタ６０を設け、このカ
ウンタの出力によりＲおよびＧのラインセンサ３Ｒ，３
Ｇからの出力画像信号を遅延させてタイミングを合わせ
るためのシフトレジスタ６１　Ｒ−６１Ｇヲ制御する。 第６１６は固体撮像装置８のＲ，Ｇ、Ｂのラインセンサ
８Ｒ，３Ｇ、３Ｂと被写体１１の撮像位Ｒとの関係を示
す線図である。固体撮像装置８のラインセンサａＲ，３
Ｇ、ａＢは下方からＲｌＧ、、Ｂの順序に配列されてい
るが、被写体１１上における撮像位置はレンズ２によっ
て反転され、−にからＲ，Ｇ、Ｂの順序になる。固体撮
像装置３が矢印で示すように上から下へ副走査を行うも
のとすれば、被写体１１上における撮像位置はその逆に
下から上へ動くことを示している。第７図は、Ｒ，Ｇ、
Ｂ信号のタイミング関係を説明する図であり、Ｒライン
センサ３Ｒが被写体１１上のＳＬ□の位ｆＦｆを走査し
ているときは、ＧおよびＢラインセン’Ｊ１３Ｇ、３Ｂ
の走査位ｉｉ＜ｔは被写体１１の外にある。このＲライ
ンセンーリ３Ｒの画像信号はシフトレジスタｆｉｌＨに
蓄えられる。各ラインセンサ間の間隔を画素ピッチｌ　
４　ｌｔｍの２（）倍すなわち２８０μｍとすれば、シ
フトレジスタ６１Ｒに走査線２０本分のデータが蓄えら
れると、Ｇラインセンサ３ＧがＳＬ□の部分を撮像する
ことになる。 このときＲラインセンサ３丁（はＳＬ２の位置を走査し
ている。ＧラインセンザＸＩＧの１巾＋　（：、＜！ｆ
訂号はシフトレジスタ６１Ｇ−に蓄えられる。すＪにン
ｌテ査がン［毬み、シフトレジスタｆｉｌＲに走査線４
０本分の画像信υカ、シフ　）　レジスタ６　］　Ｇ　
Ｌ　；ｌ：ＦＭ：　４ｉ’ｌ！　２０本分の１１１ｉ１
像信叶が蓄えられると、Ｉ３ラインセン−リ３Ｂは被写
体Ｊ１のＳＬｌの位置を走査する。このときカラン’ｉ
　６０　カラ出力パルスを出し、シフトレジスタ６１Ｒ
および６１Ｇの画像信号をｔＩｊ力すれば、ＳＬ□の部
分のＲＳＧ、、Ｂ１０）各色の画像信号が同時に出力端
子５８Ｒ，５８Ｇ１５８Ｂがら出力される。」１記の説
明は、各ラインセンサ間の間隔を画素ピッチの２（）倍
とした場合であるが、他の倍数Ｎ倍としたときはＬ記の
説明における２０はＮに、４０は２Ｎに置換えられるこ
とはいうまでもない。 また、固体撮像装置η８を下から上へ動かして被写体１
１を上から下へ走査するときは、シフトレジスタ６１Ｒ
をＢラインセンサ３Ｂの信号処理ラインに接続ずればよ
い。 タイミングを合せた１フレ一ム信号を出力する方法の他
の一つは、メモリを使う場合で、その場合の系統図を第
８図に示す。ＲおよびＧラインセンサ８　Ｒ、’３　Ｇ
から得られた画像信号は、Ａ／Ｄ＜＋＊され、ノンユニ
フォーミティおよびシェーディング補正を受けた後、ピ
ックアップパルスを計数するアドレスカウンタ６５の出
力アドレス信号の制Ｓの下でそれぞれメモリ６６　Ｒお
よび６６Ｇに格納される。これらメモリ６６Ｒ，６６Ｇ
の容団はそれぞれ走査線４０本および２０本分必要であ
る。上述したようにＢ信号が最後に出力されるので、Ｂ
信号が出力されたときＲおよびＧ信号をメモリ６６Ｒ，
６６Ｇから読出すようにしてやればＢ信号のメモリは必
・々でなくなる。このようにしてＢラインセンサ８Ｂか
らの画像信号は直接出力し、このときメモリ０６Ｒおよ
び６６Ｇから読出制御器６７の制６１１１の下でタイミ
ングを合わせてＲおよびＧラインセンサ３Ｒ，３Ｇの１
０１１像信号を読出してやれば同時に８原色信号−が得
られる。被写体１１の走査方向を反転する場合には、メ
モリ６６ＲをＢラインセン′す８Ｂの信号処理ラインに
接続し、固体撮像装置３を下から上へ動かしてやればよ
い。 １ｉｊｉｉ像信号の史に他の処理方法はタイミングを合
わせない】フレーム信号を出力するｌ場合である。 これは、撮像装置からの画像信号を利用する装置ｉり１
の方にフレームメモリ等がある場合に自効であるが、特
にこのような用途に限られるものではない６第９図はこ
の場合の糸、読図で、被写体の；’７＋’ｉａの同一部
分を撮像したときから各ラインセンザ８Ｒ。 ３Ｇ、３Ｂが読取った画像信号を所定のタイミングのず
れをおいて出力するものである。本例ではロータリーエ
ンコーダ９の出力パルスから作成されるピックアップパ
ルスをカウンタ７１でカウントし、その計数値Ｎ。を基
準パルス発生器７２からのノ）（べ１Ｓ計数値Ｎ□およ
びＮ２と比較する。固体撮像装置３を」二から下へ動か
すものとずれば、Ｒラインセンサ８Ｒはそのまま読取っ
た画像信号を出力する。第１０図に示すように、Ｒライ
ンセンサ３ＲがＳ　Ｌ□の部分を撮像したときカウンタ
７１にスタートパルスを加え、カウントを開始する。 ７３．７４はコンパレータで、カウンタ７１にスタート
パルスを加えたときから計数した出力パルスＮ。と基準
パルス発生器７２の出力パルスＮ□、Ｎ２とを比較する
。Ｎ工はＲラインセンサ８ＲとＧラインセンサ３Ｇとの
間隔に相当する走査線数、Ｎ２はＧラインセンサ３Ｇと
Ｂラインセンサ８Ｂの間隔に相当する走査線数である。 コンパレータ７３は、Ｎｏ＜Ｎ工の条件下においては出
力パルスを発生せずＮ。≧Ｎ０となって出力パルスを発
生する。コンパレータ７４は、Ｎｏ＜Ｎ２の条件下ニお
いては出力パルスを発生せずＮ。≧Ｎ２となって出力パ
ルスを発生する。７５Ｒ，７５Ｇ％　７５Ｂはバッファ
レジスタでバッファレジスタ７５Ｇおよび７５Ｂは：ｌ
ンバレータ７８および７４からの出力パルスを受りでデ
ータを出力する。従って、Ｒラインセンサ３ＢがＳ　Ｌ
□の部分をＭｅ　像？ｌｌ　、Ｎ□ライン１ヨ１にＧラ
インセンサ３ＧがＳ　Ｌｌの部分の撮像を開始してデー
タ分出力し、Ｎ２ライン１」にＢラインセン−ｖ３　Ｂ
が同じ＜　ＳＬｌの部分の撮像を開始してデータを出力
する。７６は３線用のバッファレジスタである。このよ
うに、同−場ｌすｒを１１′４像したＧおよびＢ信号は
Ｒ（ｉＶ号からそれぞれＮ□およびＮ２ライン遅れて出
力されるので、受信側である利用装置においてシフトレ
ジスタ、メモリ等を用いてＲ，Ｇ、Ｂ各ＩＢ号の開始点
を同一の位ｉｃｅに映出するようにしてや才ｔばｆ’）
ｔ　’Ｂ、ｉのカラー＋＋ｌ＋ｉ　（（：を得ることが
できる。上記の説明は固体ｆ１“（’ｚ　ｆ９４　ｉｔ
々置装を上が７３の出力をバッファレジスタ？５Ｈに加
えればよい。また、バッファレジスタ７５Ｒ％７５ＯＮ
７５Ｂは、ｐｈｉ個をパイプライン方式として使用ずれ
ば）１）込み読出しの時間を短縮できる。バッファレジ
スタ７６はＲＸＧ、Ｂ信号を並列に同時伝送をし、−線
光たり８ビツトとすればＫ［２４ピツＩ・を要するが、
バッファレジスタ？　５　Ｒ％　７５　Ｇ　％７５Ｂに
次のデータが書込まれている間にバッファレジスタ７６
がシリアルに８ライン分のデータを出力するような構成
とすれば転送ラインは８ビツトで済むことになる。この
方式によれば、送信側である撮像装置にシフトレジスタ
只はメモリを設＆Ｊる心安がなくなるので、Ｆｆ＆成が
簡単になるメリットがある。また受信側である利用装置
におい−Ｃ，，−に述したよつにタイミングのずれた色
信号をそのまま利用できるような場合は特に有利である
。 このような利用賎１６としては、三色のレーザービーム
を用いてカラーフィルムにカラー画像を記録するような
ものが考えられる。 以上説明したのは、固体撮像装置を機械的に副走査方向
に移動させる方法であったが、固体撮像１１Ｊ？置を固
定し、撮像しようとする被写体を動がして機械的に副走
査を行わせるように構成することも容易にできる。この
ときは、０械的副走査を行わしめる搬送装ｊｊ＜、ｌの
ｊ財動１１ｉｉ＋にロータリーエンコーダを直結し、こ
れから得られるパルスから走査線の走査開始点を定める
ピックアップパルス全作成ずれば、ｌ’ｊ＋の実Ｍｌｉ
例ど同じ回路を用いて所°をの画像信号を得ることがで
きる。第１１図はこの（１ｑ成を示す図面で（前送装置
８０によって矢印方向へ搬送される被Ｉｆ体ずなわち物
品８１を固体撮像装置ｔＮｔ３によって撮像するもので
ある。搬送装置の駆動１１ｑ１＋　８２に直結せられた
ロータリーエンコーダ８３から発生されるパルスに基い
てピックアップパルス発生器１７で作成されたビッツア
ップパルスは、固体撮像装置３とアドレスカウンタ５４
に供給される。固体撮像装置８以後の信号処理回路は出
力信号の使用１ヲ的に応じて第４．５，８．９図のいず
れの回路を選択することもできるが本例で？；１　第４
図の回路を採用する。このように被写体８１を動かず方
法にあっては、主走査方向および副走査方向とも一次元
固体撮像素子の主走査方向の１憂さおよび副走査方向の
長さより拡大されるので、機械的絶対長の精度が低くな
ってもよく、比較的安価な部品を用いることができる。 以上述べた各種の方式は、いずれも３本のラインセンサ
を／１−Ｔい、これに３原色のＲ，Ｇ、Ｂのフィルタを
取付けてそれぞれＲ，ＧＸＢ信号を得るものであった。 この方式は、カラーテレビジョンにお番プる３管式に相
当し、カラー撮像における最も基礎的な方法である。一
方、カラーテレビジョンにおいては、４管又は２管の撮
像方式が知られている。４管式又は２管式は、色信号の
外に輝度信号用の撮像９４・を別に設けるもので、いわ
ゆる「輝度分離方式」と呼ばれるものである。この方式
で輝度Ｙと３原色Ｒ，Ｉｌｌ；、Ｂにそれぞれ別の撮像
管を使用するものが４管式、色信号を１本の撮像管で済
ますのが２管式である。２管式では、色信号を分離した
後、ＲＧＢ又は）？Ｈに分離する。 これらの方法においては、輝度信号の解像度はＲＧＢ信
号から合成した場合よりも高くとることができるので、
高解像度を要する場合に有利である。色信号の所要ｊｄ
波数帯域は輝度信号の所要周・波数帯域より小さいので
あるから、回路を簡素化することができる。本発明にお
いても４本又は２本の一次元固体撮像素子を有する固体
撮像装置は容易に製作できるのであるから、このような
固体Ｗｉ（’１１装置６を用いることにより、テレビジ
ョンの４管式又は２佇式に相当する信号検出を行い、公
知の方法によって信号処理を行うことが容易にできる。 この場合、色信号用のメモリ容量を輝度信号用メモリ容
置より小さくすることができる。また、２本の一次元固
体撮像素子を用いる場合には、一方の素子にモザイクカ
ラーフィルタを配置することができる。 以」二説明したように本発明によればカラー４１°１）
像に当り、げいに１１１列した複数の一次元固体撮像素
子を有する固体撮像装置１゛〒を用いることにより、光
？Ｉｊ変換部の構成をｒｒｔｉ単にすることができ重；
ｊ（を軽減することができると共に操作性を増すことが
できる。又、１回の撮像によってＲＧＢ又はＹＲＣＢ。 ＹＲＢ信号を宿ることができるので読取時間を短縮する
ことができ、実用性を増す。＋Ｊｐに、多素子の一次元
固体撮像素子を選択することによって容易に解像度を上
げることができ、無ひずみ、無フレア、高Ｓ／Ｎの高品
質の信号を得ることができる。他方、撮像しようとする
被写体の形状、大きさ、取扱方法の相違、必要とする解
像度等により、被写体な動かして副走査を行う方法と、
固体撮像装置４を動かして副走査を行う方法のいずれで
も採用することができるので、立体的な形状を有する被
写体および１１１画のようなシート状被写体に対し、適
当な方法を採用することができ、書画の高解像度人力、
ファクシミＩＪ・物品の表面検査等の各種の用途に多面
的に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置に用いるカメラヘッドの一例
の構成を示す斜視図、 第２図はラインセンサの動作説明図、 第８図は本発明の撮像装置の一例の全体の構成を示す図
、 第４図は信号処理回路の第１の実施例を示す系統ｉズ、 第５図は第２の実施例を示す系統図、 第６図は固体撮像装置の動きと被′ダ体の撮像位置との
関係を説明する線図、 第７図は第２の実施例におけるシフトレジスタの動作説
明図、 第８図は信号処（；１回路の第８の実施例の系統図、第
９図は第４の実施例の系、読図、 第１０図は第４の実施例の動作説明図、＠１１図は撮像
しようとする被写体を動かして副走査を行う場会の説明
図である。 １・・・外匣　２・・・レンズ ３・・・固体撮像装置　、 ８　Ｒ，３Ｇ、　３　Ｂ−００Ｄフイ＞セン−’）”　
−次元固体撮像装置） ４・・・リニヤシャフトユニット ５・・・ポールねじ　６，７・・・ギヤ８・・・モータ ９・・・ロータリーエンコーダ １１・・・被写体　１２・・・原稿台 １８−１．１８−２・・・ランプ １５・・・カメラヘッド １７・・ピックアップパルス発生器 ２０・・・クロックパルス発生器 ２１・・・信号処１里回路　５０・・・機械的副走査装
置５１Ｒ，５１Ｇ、５１Ｂ・・・Ａ／、Ｄ変換器５２Ｒ
，５２Ｇ、５２Ｂ・・・ノンユニフォーミティ補ＩＦ回
路 ５３’Ｒ，５３Ｇ、５３Ｂ・・シェーディング補正回路 ５４中・・・アドレスカウンタ Ｆｉ５Ｒ１５５Ｇ、５５Ｂ・・・フレームメモリ５６・
・・読出器体１１器 ５７Ｒ，５７Ｇ、５７Ｂ・・・バッファレジスタ＋１（
）・・・カウンタ ６１　Ｒ、６］、　Ｇ・・・シフトレジスタ６５・・・
アドレスカウンタ６６　Ｒ、ｆｉ　６　Ｇ・・・メモリ
６７・・・読出冊釧器　７１・・・カウンタ７２・・・
基帛パルス発生器 ７８．７４・・・コンパレータ ７５Ｒ，７５Ｇ、７５Ｂ・・・バッファレジスタ７６・
・・バッファレジスタＦ３　ｆｌ・・・馴’１ｉｌＪ　
装置（ｆ８１・・・被写体　８２・・・軸 ８８・・・ロータリーエンコーダ。 特ｄ′「出鴨人　池上通信機株式会社 第１図 第２図 （Ｆ） 手続補正）１１： 昭和５１〕年　２月　９　日 １、事件の表示 昭和５８年　特　バ１　願第２２　Ｇ　９２８　υ−２
、発明の名称 二次元カラー撮像装置？°１ ３、補正をする者 事件との関係　勃°３′ｌ出騨１人 池上通（、；機株式会ｒ１゜ 電　話　（５８］）　２２４１　＠（代表）明細書の「
−発明の詳細な説明」のＪ１７１１７、補正の内容　（
別紙の通り） １明細書第１６頁第１６〜１７行の「タイミング−−−
−−１７からＪを「クロックパルス発生器２０およびタ
イミングパルス発生器１７から」に訂正する。 ２同第１７頁第１〜２行を次の通りに訂正する。 「リーエンコーダ９からのパルス」 ８同第２０頁第１１〜１６行の「タイミングーーーー行
なう。」を「ピックアップパルス発生器１７およびクロ
ックパルス発生器２０で駆動制御される固体撮像装置８
の８本のラインセンサ８Ｒｓ８Ｇ、３Ｂからの各色の出
力信号をサンプルホールドした後、Ａ／Ｄ変換器５１Ｒ
，５１Ｇ％５１Ｂでディジタル信号に変換して以後の処
理を行なう。」に訂正する。 ４、同第２９頁第１８行の「７３」を「７４」に訂正す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被写体の像を結像面に作るｙｃ学系と、該結イ（１
   面に４いに並列に並べて置かれた複数個の一次元固体撮
   像素子を有し、少１（（とも一つの一次元固体撮像米子
   に適当なカラーフィルタを取Ｎけた固体撮像装置ｉｆｔ
   と、ｌ’ｌｉＪ記被写体と固体撮像装Ｋｔとを相対的に
   移動だせる機械的な副走査装設と、この副走査製口”ｔ
   による各走査線の走査開始点においてピックアップパル
   スを発生する手段さ、Ｊ二記複数の一θζ元ｆｉｊｉ１
   体撮像素子から得られたｉｌｊ像伯号を所°シσ〕出カ
   信岩の形式に応じて処理する伝り処理手段とを具えるこ
   とを！Ｉ々徴とする二次元カラー撮像装置ｎ０ ９−　ｔ’？ｉｆ記筒体撮像装置Ｗに、３不の一次元固
   体撮像素子を並列に並べたことる一特徴とする笥°ｄ′
   １゜請求の範囲Ｊの二次元カラー撮像装置。 ８　前記固体撮像装置に、４Ｘ：の−次元固体撮像素子
   を並列に並べたこと２特徴とする特許請求の範囲】の二
   次元カラー撮像装置道。 ＜Ｌｉｉ＋記固体撮像装置に、２本の一次元固体撮像米
   子を並列に並べたことを特徴とする特許請求の範囲］の
   二次元カラー撮像装置Ｒ。 １ｉ　ｉ’ｊｊＩ記副走査記載走査装置固体撮像装置を
   機械的に副走査方向に移動させるものであることを特徴
   とする背３′Ｉ８請求の範囲］ないし４のいずれかに記
   載の二次元カラー撮像装置。 ６、’＋ｉｉＪ記副走査装置は、０１１記撮像しようと
   する破ず体を機械的に副走査方向に移動ぎせるものであ
   ることを特徴とする待ｄ′１・請求の範囲】ないし４Ｉ
   のいずれかに記１１　Ｕ）二次元カラー撮像装置ｉ２０ ？１ｉｉｉ記イｊ５　”ｊ’処ｒＪ１手段にフレームメ
   モリをＦ　ケ、赤、青、緑の各色信号σ）タイミングを
   合わせて連続的した画像信号を出力するように構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲１ないし、６のいずれ
   かに記載の二次元カラー撮像装置ｉ＋ｆ０ ８　行１記信号処１］１（手段にシフトレジスタを設は
   赤、宵、緑の各色信号のタイミング全会わよで１フレー
   ムの画像信号を出力するように＋ｆ７？成したことを特
   徴とする特許請求の１１１ｎ囲工ないし６のいずれかに
   Ｉ己載の二と火元カラー１最像装置。 Ｄ−ｔｉｔｉ記信号処１’ｌｌｊ手段にメモリー？ｉご
   設番１、赤、青、緑の各色信号のタイミングを合わせて
   １フレームの画像信号″を出力するＪ：うｉ、Ｔ　（ｉ
   ｆｔ成したことを特徴とするｌＰ＞’ｒイ′（・請求の
   範囲］１．ｃいし６のいずれかに記載の二次元カラー撮
   像装置ｉ’ｊ。 １０、Ｑｉｌ記ピックアップパルス３６牛手段にＧ′：
   ｔロータリーエンコーダを設け、＋３ｉｌ記信号処即手
   段には基ベヘパルス発生器を設け、該基準パルス発生相
   １からのパルス数と前記ロータリーエンコーダのパルス
   数とを比較し、赤、青、緑色イ目号間の所定の遅れ数に
   達したどき、赤、青、緑色信号を出力するように構成し
   たことを４１，１．ｉ徴とする特許請求の範囲】ないし
   ６のいずれかに記載の二次元カラー撮像装置￥ｔ。