JPS6022859B2 - 画像読取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ファクシミリ装置等において原稿面上の画
像情報を電気信号として読取る画像読取り装置に関する
。

近年、半導体技術の進歩に伴って、多数の小さな光電変
換領域を一次元に配列し、これを順次走査して光の強弱
を電気信号として取出すいわゆる一次元光センサが開発
され、ファクシミリ装置における画像議取り装置などに
利用されるに到っている。

この一次元光センサにはＭＯＳ形、ＣＣＤ形などがある
が、感光部の大きさは数十ムｍ×数十仏ｍなので、ファ
クシミリ信号議取り装置に用いる場合は、原稿面上の画
像をレンズにより数分の１〜数十分の１に縮小してセン
サ面上に結像させる方法がとられる。ところが、このよ
うな一定微小面積の感光部を持った光センサを用いて原
稿面上の画像を謙敬ると、後述するが副走査方向の紬線
が読取れない、いわゆる細線の抜けという現象が起るこ
とがある。

これを防ぐために、１副走査期間内にセンサの走査（主
走査）を２回行なうダブルスキャンと呼ばれる方式が考
えられている。第１図はダブルスキャン方式による画像
議取り装置の一般的な構成を示したものである。

すなわち、原稿面１上の像はレンズ２によって縮少され
て一次元光センサ３の感光部に結像する。このセンサ３
から出力されたアナログの電気信号は二値化回路５によ
り適当なしベルでスライスされて“０”，“１”レベル
の２値信号に整形され、次いで遅延回路６に送られて１
主走査期間分の時間だけ遅延される。遅延回路６はシフ
トレジスタ等のディジタル回路で構成されており、この
遅延回路６で遅延された第１回目の主走査で得られた信
号と、遅延されない第２回目の主走査で得られた信号と
をＯＲゲート７で合成した後、所定期間のみ開くタイミ
ングゲート８を介して取出すことにより、出力端子１川
こファクシミリ信号が得られる。４は光センサ３を走査
駆動するドライブ回路、９は各部の回路を制御する制御
回路である。

第２図に第１図の各部の信号波形の一例を示す。第２図
Ａは２値化回路５の出力信号であり、“１”レベルが黒
、“０”レベルが白に対応している。広，Ｑ，・・・は
それぞれ１副走査期間で、この間に光センサ３はａ，ａ
，′，ａよ２′，…の如く各２回の走査（主走査）を行
なうことになる。第２図ＢはＡの信号が遅延回路６を通
り１主走査期間分の時間遅延されて出てきた信号である
。そして、この信号Ｂ中の第１回目の主走査で得られた
信号ｃ，，ｃ２，・・・と、信号Ａ中の第２回目の主走
査で得られた信号ａ，′，ａ２′，…とをそれぞれ第２
図Ｃのように合成し、タイミングゲート８を介してダブ
ルスキャンのファクシミリ信号として出力端子１０１こ
出力する。ここで、タイミングゲート８は各々の副走査
期間において第２回目の主走査の時だけ開いて信号を通
すように制御される。これはＯＲゲート７の出力に、ａ
，′十ｃ，，ａ２′十ｃ２，・・・の信号のほかに次の
副走査における第１回目の主走査で得られた信号ａ２・
・・と前の副走査における第２回目の主走査で得られた
信号ｃ，′…との合成信号ａ２十ｃ，′…も現れるが、
これらは不要だからである。このダブルスキヤン方式の
有効性について述べると次の通りである。

第３図は原稿面上に主走査方向に長い細線が存在し、こ
の上を細線の太さと同じ位の幅寸法を持つセンサ３の感
光部３′（３′は感光部における１画素に対応する光電
変換４領域のみを示している）が通過する場合の様子を
センサ３の出力状態を含めて示したものである。但し、
実際には感光部３′は固定で、原稿の方が副走査方向に
動くのであるが、結果はどちらが動し、ても同じなので
説明の便宜上感光部３′が動くものとして説明する。ま
ず第３図Ａは感光部３′が白の部分と紬線の黒の部分と
に半分ずつまたがった実線の状態からある副走査で破線
に示すようにｑだけ移動し、さらに次の副走査でＱだけ
移動した場合で、これらｑ，ｂ２の移動の間に感光部３
′によって光が電気信号に変換される量は、それぞれｅ
，，ｅ２の斜線部に示されるようになる。

上記電気信号は原稿面上０の黒に対して“１”レベル、
白に対して“０”レベルになるものとすれば、ｅ，，ｅ
２のます目の中が全部斜線部の場合は“１”レベルに相
当したレベルとなり、第３図Ａではｅ，の場合“１”レ
ベルの３／４のレベル、ｅ２の場合は１／８のレベルと
なる。これを“１”レベルの１′２のスライスレベルで
２値化すると、ｅ，は“１”レベル、ｅ２は“０”レベ
ルとなる。すなわち、第３図Ａでは最初のちの副走査期
間で黒い細線が“１”レベルとして正しく検出される。
これに対し第３図Ｂに示すように感光部３′が黒の紬線
に近接しまたがらない状態からｑ，ｂ２と移動した場合
には、ｅ，，ｅ２の斜線部に示すように得られる電気信
号はｅ，，ｅ２いずれの場合も“１”レベルの１／２の
レベルとなり、これらを前述のように２値化すると“１
”レベル、“０”レベルいずれのレベルにもなる可能性
があり、確定したレベルとならない。

従ってこのような場合は連続したｑ，ｂ２いずれの副走
査期間でも黒い紬線が“１”レベルとして検出されない
ことがあり、前述した細線の抜けという現象が生じるお
それがある。このような現象を防ぐのがダブルスキヤン
方式で、第３図Ｃのように〇の副走査期間にａ，，ａ，
′の２回の主走査を行なってセンサから信号を取出す。

このようにすると、ａ，の走査では第３図Ｃのｅ，，ａ
，′の走査ではｅ，’の各斜線部に示すような信号が得
られ、これを前述のように２値化するとｅ，の場合は“
０”レベルとなるが、ｅ，′の場合には確実に“１”レ
ベルが得られる。そしてｅ，とｅ，′の信号のＯＲをと
ればｂ，の副走査期間に確実に黒の紬線を“１”レベル
として検出でき、感光部３′が黒の紬線に対してどのよ
うな位置状態で通過してもそれを検出し損なうことはな
い。このようにダブルスキャン方式は紙線などを確実に
読取ることができるという点で非常に有効であるが、第
１図に示した従来の装置ではそれを達成するために、各
副走査期間における第１回目の主走査で得られた信号を
１主走査期間分遅延する遅延回路を必要とし、かつその
タイミングを制御する制御回路が複雑化する等の欠点を
有していた。

例えばＡ４サイズの原稿面を謙取る場合を例にとると、
１主走査当りの画素数が２０００ビット弱であり、上記
遅延回路をシフトレジスタで構成しようとするとこれと
同程度のビット数の大容量レジスタを必要とし、価格的
に非常に高くつくばかりでなく、消費電力、信頼性とい
った点でも問題となる。この発明の目的は、簡単かつ安
価な構成でダブルスキャン等の多重スキャンを行なうこ
とができ‐る画像読取り装置を提供することにある。

一般に半導体で構成される一次元光センサは、感光部に
蓄積された原稿面からの光信号に応じた電荷を順次外部
へ転送し電気信号として取出すための転送部を持つが、
この転送部へは外部からも信号を入力して蓄積すること
が可能である。

この発明は光センサの転送部から取出された信号を再び
転送部に戻して、その信号電荷を感光部に新たに蓄積さ
れた電荷と合成し、これを転送部から取出し２値化する
ことによって、ダブルスキャンあるいはそれ以上の複数
スキャンによるファクシミリ信号を得るものである。即
ち、本発明の画像読取り装置は原稿面からの光信号を電
荷として蓄積する複数の光電変換領域を一次元に配列し
た感光部、およびこの感光部の各光電変換領域に蓄積さ
れた電荷を並列に謙込んで直列に転送し電気信号として
出力する転送部を有し、転送部の雷荷読込みおよび転送
の一連の動作からなる主走査を１副走査期間につきＮ回
（Ｎは２以上の整数）ずつ行なう一次元光センサと、こ
の光センサからの出力信号のうち、前記各副走査期間に
おける所定の主走査期間に得られた信号を前記転送部に
帰還し、この帰還した信号に基く電荷と次の主走査期間
に前記感光部から読出される電荷とを前記転送部内で合
成することにより、実質的に前記各劉走査期間における
Ｎ回の主走査期間に前記感光部からそれぞれ謙出される
電荷を合成する手段と、この手段により合成された電荷
に基く信号を前記各副走査期間における最後の主走査期
間に前記光センサの出力信号から画像信号出力として取
出す手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、例えばＮ＝２つまりダブルスキャン
の場合を例にとると、各副走査期間における第１回目の
主走査で得られた信号が転送部に帰還されると同時に転
送部内で第２回目の主走査で得られた信号と自動的に合
成されることになるので、従来のように第１回目の主走
査で得られた信号を第２回目の主走査で得られた信号と
合成するために用いた遅延回路が不要となる。

以下、この発明を実施例により具体的に説明する。

第４図はこの発明による画像読取り装置の構成を示した
ものである。

原稿面１１上の像がレンズ１２により縮少されて一次元
光センサ１３の感光部に結像する点は第１図の場合と同
様である。この光センサー３は後に詳しく述べるように
、感光部のほかに感光部に蓄積された電荷を直列に転送
し電気信号として取出すための転送部を持ったもので、
この転送部より取出された光センサー３の出力はしベル
判定回路１５に加えられる。このレベル判定回路１５は
光センサ１３の黒に相当する最大出力振幅がｅの時、ｅ
／２のレベルを境にレベル判定して光センサー３の出力
を“１”，“０”のレベルからなる２値信号に変換する
回路で、その出力は振幅制限回路１６により“１”レベ
ルがｅの振幅になるように振幅が規定される。１７は振
幅制限回路１６の出力のうち光センサ１３の転送部へ帰
還すべき信号のみを通す帰還ゲートで、１８は後述する
ように光センサ１３の転送部が２つに分かれているので
、帰還ゲート１７を介して得られた信号をこれらの転送
部に交互に分けて分配するための分配回路である。

また、１４は光センサｉ３を走査駆動するドライブ回路
、１９は振幅制限回路１６の出力のうち必要な信号のみ
をダブルスキヤンによるファクシミリ信号として出力端
子２１に取出す出力ゲート、２０は以上の各回路を制御
する制御回路である。一次元光センサ１３としては、例
えば第５図に示すようなＣＣＤ光センサが用いられる。

第５図において、３１は原稿面１１からの光信号の受光
量に応じた電荷を蓄積する多数の光電変換領域を一次元
に配列した例えばホトダイオードアレィからなる感光部
で、３２はその動作を制御するホトゲートである。３３
，３４は感光部３１の両側に設けられ感光部３１に蓄積
された電荷を並列に蓄積し直列に出力側へ転送するＣＣ
Ｄからなる転送部、３５，３６はその転送電極である。

３７，３８は感光部３１から転送部３３，３４への電荷
の移送を制御するシフトゲート、３９はシフトゲート３
７，３８を制御するシフト電極である。

転送部３３，３４にはこの場合入力ゲート４０，４１が
設けられており、これらの入力ゲート４０，４１は外部
信号入力端子４２，４３に接続されている。４４は転送
部３３，３４の共通出力ゲート、４５，４６はこの出力
ゲート４４を介して転送部３３，３４内の電荷を１ビッ
トずつ交互に検出するフローティングｐ−ｎ接合部、４
７はこのフ。

ーティングｐ−ｎ接合部４５，４６によって検出された
電荷を電気信号（電圧）として取出す出力部である。こ
のように構成された光センサに光信号の議取り動作を行
なわせるには、ホトゲート３２に正電圧を印加して感光
部３１に光信号に応じた電荷を蓄積した後、シフト電極
３９にも正電圧を印加し、シフトゲート３７，３８を通
して転送部３３，３４に交互に１ビットずつ電荷を移送
する。

転送部３３，３４では転送電極３５，３６にそれぞれ位
相が少しずつずれた転送クロックＪ，，で２，？３，少
４が加えられることにより、感光部３１から移送された
電荷を出力ゲート４４、フローティングｐ−ｎ接合部４
５，４６を通して出力部４７に転送し、これが出力部４
７から電気信号として取出される。一方、転送部３３，
３４に外部から信号を入力したい場合には、ホトゲート
３２およびシフト電極３９の印加電圧を下げシフトゲー
ト３７，３８を閉じた状態で、外部信号入力端子４２，
４３に信号を入力し入力ゲート４０，４１を開く。

これにより転送電極３５，３６に加えられる転送クロッ
ク？・，０２，０３，ぐ４ のタイミングで転送部３３
，３４に信号が電荷として読込まれ、転送部３３，３４
内を転送され、転送部３３，３４の左端に達したものか
ら順に出力ゲート４４、フローテングｐ−ｎ接合部４５
，４６を通して出力部４７から再び電気信号として出力
されることになる。次にこの装置の動作を第６図を参照
して説明する。

第６図は第４図各部の波形図を示したもので、Ａは光セ
ンサ１３から得られた原稿面１１上の白、黒に対応した
電気信号であり、ｂ，，ｂ２，・・・の各副走査期間中
にａ．ａ，′，ａ２ａ２′，…の如く２回ずつ主走査を
行なって得られたものである。但し、この第６図Ａの波
形は光センサ１３の転送部３３，３４への帰還がなされ
る前の状態を示している。光センサ１３から得られた第
６図Ａの信号はしベル判定回路１５においてｅ／２のレ
ベルで判定されて２値信号化され、さらに振幅制限回路
１６で“１”レベルがｅの振幅を持つ２値信号とされた
後、帰還ゲート１７に入力される。

帰還ゲート１７の制御回路１９によって各副走査期間中
の第１回目の主走査で得られた信号のみを通すように制
御される。従って帰還ゲート１７の出力には第６図Ｂに
示す信号が得られる。第６図Ｂにおいて、ｃ，，ｃ２，
…は第６図Ａにおけるａ，，ａ２，…の期間の信号をレ
ベル判定回路１５および振幅制限回路１６に通したもの
に相当する。帰還ゲート１７の出力に得られた第６図Ｂ
の信号は分配回路１８によって２系統に分岐され、光セ
ンサー３の外部信号入力端子４２，４３に加えられる。

この外部信号入力端子４２，４３に加えられた信号は、
１ビット期間毎に交互に開く入力ゲート４０，４１を介
して転送部３３，３４に１ビットずつ交互に送り込まれ
、各々のビットに対応した位置に電荷として蓄積される
。そして転送部３３，３４に第６図Ｂのｃ，の信号がす
べて蓄積されると、直ちにシフト電極３９に正電圧が印
加されシフトゲート３７，３８が開くことによって、第
６図Ａのａ，′の期間中に感光部３１に蓄積されていた
原稿面１１からの光信号に基く電荷が並列に転送部３３
，３４に移される。従って、転送部３３，３４にはａ，
期間の第１回目の主走査で得られた信号を２値化した信
号ｃ，と、ａ，′期間の第２回目の主走査で得られた信
号との和に相当する電荷が蓄積されることになる。以下
同様にａ２・・・期間の第１回目の主走査で得られた信
号を２値化した信号ｃ２・・・と、ａ２′…期間の第２
回目の主走査で得られた信号との和に相当する電荷が副
走査毎に転送部３３，３４に蓄積される。このようにし
て転送部３３，３４に蓄積された電荷を出力部３７から
電気信号として取出したものが第６図Ｃのａ，′＋ｃ，
，ａ２′＋ｃ２，…の信号で、この信号は最大友の振幅
を持っている。

この信号をレベル判定回路１５によりｅ／２のレベルで
判定し、振幅制限回路１６に通すと第６図Ｄのｄ，，Ｑ
，・・・に示す２値信号が得られる。この場合、レベル
判定回路１５では例えばａ，の主走査の時“０”レベル
であった部分にａ，′の主走査の時ｅ／２以上のレベル
が現れれば“１”レベルと判定し、ａ，の主走査で“１
”レベル、ａ，′の主走査で“０”レベルの時も同様に
“１”レベルと判定する。またａ，，ａ，′の主走査で
共に“１”レベルの時も“１”レベルと判定し、ａ，，
ａ，′の主走査でいずれも“０”レベルの時だけ“０”
レベルと判定する。これはａ，とａ，′、すなわち第１
回目の主走査で得られた信号と第２回目の主走査で得ら
れた信号との論理和をとったことに他ならない。すなわ
ち、この実施例の構成により第１図に示した従来装置に
おいて第１回目の走査で得られた信号を１主走査期間分
の時間遅延させたものと第２回目の主走査で得られた信
号との論理和をとったのと同様な結果が得られる。この
ようにしてレベル判定回路１５、振幅制限回路１６を通
して取出された２値信号は、制御回路１９により制御さ
れて各副走査期惜敗，，ｂ２，・・・で第２回目の主走
査期間歌．′，ａ２′，…のみ開く出力ゲート１９を通
して、第６図Ｄに示す信号のみがダブルスキャンによる
ファクシミリ信号として出力端子２１に取出される。

なお、上記動作において光センサ１３からａ，，ａ２，
・・・の第１回目の主走査期間に取出される信号は、そ
の前の主走査期間に感光部３１に蓄積されていた原稿面
１１からの光信号に基く電荷が一度に転送部３３，３４
に移されたものを電気信号として取出したものであり、
このａ，，ａ２，・・・の各期間に感光部３１では次の
第２回目の主走査期間ａ，′，ａ２′，・・・に転送部
３３，３４に移送すべき電荷を蓄積しているのである。

そして、ａ・’ａ２’．・・の主走査で得られた信号を
２値化した第６図Ｂのｃ，，ｃ２，・・・の各信号は全
部謙出された後転送部３３，３４に帰還されるのではな
く、転送部３３，３４から取出され２値化されたビット
から順に直ちに転送部３３，３４に帰還されるのであっ
て、第７図に示すように転送部３３，３４内にまだ亀気
信号として取出されていない感光部３１から移された電
荷５１，５２が残っている間に２値化された信号の電荷
５３，５４が入ってくるのである。以上説明したように
、この発明では一次元光センサにおける転送部を利用し
て各副走査期間における複数の主走査期間で得られた信
号電荷を合成するようにしているので、従来装置で用い
ていたような大容量シフトレジスタによる遅延回路が不
要となり、制御回路等の周辺回路も簡単となり、非常に
簡易かつ安価な構成で多重スキャンによる画像信号出力
が得られ、原稿面上の主走査方向に沿った紬線等の読取
りも確実に行なうことができるという利点がある。

なお、前記実施例では一次元光センサとしてＣＣＤ光セ
ンサを用いたが、これに限らず外部からも信号を入力し
得る転送部を持ったものであれば、ＭＯＳ形等他の一次
元光センサを用いることもできる。

また、前記実施例ではダブルスキャンの場合を例示した
が、転送部内で合成された信号電荷を再び帰還して感光
部からの新たな電荷と合成すればトリプルスキャンを行
なうことができ、原理的には帰還の回数を増やすことに
より何回のスキャンも可能である。

例えばＮ＝３のトリプルスキャンの場合は、光センサの
出力のうち１回目の主走査期間に得られた信号を転送部
に帰還し、この帰還した信号に基く電荷と２回目の主走
査期間に感光部から読出される電荷とを合成した後、光
センサの出力からこの１回目および２回目の主走査期間
により得られた信号の合成信号を再び転送部に帰還して
その電荷を３回目の主走査期間に感光部から読出される
電荷と合成すれば、実質的に３回の主走査期間に感光部
からそれぞれ読出される電荷が合成されることになる。
従って、これら３回の主走査期間に謙出される電荷の合
成電荷に基く信号を光センサの出力から３回目の主走査
期間に取出せば、トリプルスキャンによる画像信号出力
が得られることになる。さらに、前記実施例では光セン
サの出力信号を２値化した後、転送部に帰還したが、２
値化しない状態で帰還することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のダブルスキャン方式の画像読取り装置の
構成図、第２図はその動作を説明するための波形図、第
３図はダブルスキヤン方式の原理を説明するための図、
第４図この発明の一実施例の画像読取り装置の構成図、
第５図はこの発明で用いる−次元光センサの具体例を示
す図、第６図は第４図の動作を説明するための波形図、
第７図は光センサ内の電荷状態を榛式的に示す図である
。 １１・・・・・・原稿面、１２・・・・・・レンズ、１
３・・・・・・一次元光センサ、１４・・・…ドライブ
回路、１５・・・・・・レベル判定回路、１６・・・…
振幅制限回路、１７・・・・・・帰還ゲート、１８…・
・・分配回路、１９・・・・・・出力ゲート、２０・・
・・・・制御回路、３１・・・・・・感光部、３３，３
４・…・・転送部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原稿面からの光信号を電荷として蓄積する複数の光
   電変換領域を一次元に配列した感光部、およびこの感光
   部の各光電変換領域に蓄積された電荷を並列に読込んで
   直列に転送し電気信号として出力する転送部を有し、転
   送部の電荷読込みおよび転送の一連の動作からなる主走
   査を１副走査期間につきＮ回（Ｎは２以上の整数）ずつ
   行なう一次元光センサと、この光センサからの出力信号
   のうち、前記各副走査期間における所定の主走査期間に
   得られた信号を前記転送部に帰還し、この帰還した信号
   に基く電荷と次の主走査期間に前記感光部から読出され
   る電荷とを前記転送部内で合成することにより、実質的
   に前記各副走査期間におけるＮ回の主走査期間に前記感
   光部からそれぞれ読出される電荷を合成する手段と、こ
   の手段により合成された電荷に基く信号を前記各副走査
   期間における最後の主走査期間に前記光センサの出力信
   号から画像信号出力として取出す手段とを備えたことを
   特徴とする画像読取り装置。