JPS63122356A - カラ−原稿読取装置 - 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】

［産業上の利用分野］ 本発明は、カラー原稿読取装置に関し、特に奇数画素と
偶数画素の電荷を別々に転送するデュアルチャンネル型
イメージセンサの各エレメント上に色分解用カラーフィ
ルタを配設したカラーイメージセンサを用いてカラー原
稿の読取を行うカラー原８ｉ読取装置の信号処理に関す
る。

【従来の技術】

近年、各種事務用機器のカラー化に伴い、原稿読取装置
等のイメージリーダのカラー化が行われつつある。この
ような中で最近、色分解するためのＲ，Ｇ、Ｂあるいは
Ｃｙ、Ｇ、Ｙｅの有機系色分解フィルタをＣＯＤ　　（
電荷結合素子）イメージセンサの各エレメント上にオン
ウェハしたカラーイメージセ・ンサが開発されている。 第４図はそのような従来のカラーイメージセンサの一例
を示す、第４図のカラーイメージセンサは奇数画素と偶
数画素の電荷を別々に転送するデュアルチャンネル型Ｃ
ＣＤイメージセンサのセンサエレメント上にＲ，Ｇ、Ｂ
の有機色分解フィルタを配列したものである。本図にお
いて、１１は入射する光量に応じて光電変換を行う受光
部であり、この受光部のＣＣＤセンサエレメントの１ビ
ツト毎に第５図に示す配列でＲ，Ｇ、Ｂの色分解フィル
タＩＩＡをオンウェハで配設しである。、１２および１
３はシフトゲートであり、受光部１１で蓄えられた電荷
をシフトゲートパルスφＳＧに応じてシフトレジスタ１
４．１５に転送する。この際、受光部１１の偶数の画素
に蓄積された電荷はシフトゲート１２により偶数画素用
のシフトレジスタ１４に転送され、また受光部１１の奇
数の画素に蓄積された電荷はシフトゲート１３により奇
数画素用のＣＣＤシフトレジスタ１５に転送される。Ｃ
ＣＤシフトレジスタ１４および１５は上述のようにして
、受光部側から送り込まれてきた電荷を出力部へＣＯＤ
転送（完全転送）をする働きをし、本実施例では駆動ク
ロックφ　、（φ　１＾・　　φ　重ｌ−・　φ　ＩＣ
・　　φ　ｔｏ）　　　と　φ　２　　（φ　２Ａ。 φ２１１．φ２Ｃ＋φ２Ｄ）での２相駆勅を行っている
。゛ １６は出力ゲートであり、電荷をＣＣＤシフトレジスタ
１４．１５から出力容量部１７に送り込むゲート回路の
稜目をしている。出力容量部１７は転送されてきた電荷
を電圧に変換する部分であり、変換された電圧は２段の
ソースフォロアアンプ（増幅器）１８により出力インピ
ーダンスを下げて信号出力にノイズが乗りにくいように
構成している。この出力容量部１７とソースフォロアア
ンプ部１８とを合わせて一般にＦＤＡ（Ｆｌｏａｔｉｎ
ｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と呼ん
でいる。 １９はＣＣＤシフトレジスタ１４．　ｉｓに接続されて
いないＦＤＡであり、上述のＦＤＡ１８から出力される
出力信号（Ｖｏｓ）に含まれるリセットパルス（φＲ）
による誘導成分を除去するための補償出力（Ｖｏｓ）用
ＦＤＡである。 なお、Ｏ８は信号出力端子、φＲはリセットパルス端子
、φ１＾、φ２＾はＣＣＤシフトレジスタクロック端子
（φＩＤ＋　φ２Ｄと内部接続）、φＩＩＩ＋φ２Ｂは
ＣＣＤシフトレジスタクロック端子（φｌｃ＋φ２Ｃと
内部接続）、φＩＣ＋　φ２ｃはＣＣＤシフトレジスタ
クロツタ端子、φｌＤ＋　φ２ＤはＣＣＤシフトレジス
タクロック端子、ＴＧはテスト端子、ＰＧはフォトスト
レージゲート端子、φｓａはシフトクロックゲート端子
、Ｉｓはテスト端子、ｖｓ３はアース端子、ＤＳは補償
出力端子、ＯＧは出力ゲート端子、およびＶＤＤは電源
端子である。 このように構成されたカラーイメージセンサにおいて、
受光部１１に入射した光は光量に比例した電荷に変換さ
れ、この電荷はシフトゲートパルスφ、。によってＣＣ
Ｄシフトレジスタ１４．１５へ偶数画素、奇数画素別に
別々に転送され、次に駆動クロックφ８．φ２に従フて
、第３図に示すタイミングにより１ビツトずつ出力ゲー
ト１８へ向って転送され、出力ゲート１６において偶数
画素、奇数画素の各々の電荷が時系列的に再び合成され
て１列の出力として１段目のＦＤＡ　　（１７，１８）
に入力され、そのＦＤへの出力容量部１７において電荷
出力が電圧に変換されてから２段のソースフォロアアン
プ１８によって出力端子Ｏ３に出力される。 この場合、第３図のタイミングチャートに示すように、
受光部１１に光を与えない状態において、偶数と奇数の
ＣＣＤシフトレジスタ１４．１５にかかる電位レベルの
若干の違いにより出力ゲート１６において偶数、奇数の
画素の信号が交互に入れかわり、１列の画素信号として
出力端子Ｏ５から出力された時に、その出力信号Ｖ。Ｓ
は、第３図の■に示すように、１画素毎に暗出力レベル
が異なるという現象が発生する。 また、第３図の■に示すように出力端子Ｏ５から出力す
る補償出力ＶＯＳは、偶数奇数別に別々のＣＣＤシフト
レジスタ１４．１５に接続されたＦＤＡ　１８の出力端
子Ｏ５の出力Ｖ。！１と違い、同一レベルの出力泊号と
なる。上述したように出力端子Ｏ５からの出力信号Ｖ。 ３はリセットパルス（φＲ５）のリセットノイズが含ま
れているので２段目のＦＤＡ　Ｉ９により、同一信号レ
ベルで、しかもリセットノイズを含む補償出力ＶＤＩ＋
と差動増幅することによって、リセットノイズの除去を
行っている。 を発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような従来のカラーイメージセンサ
では、第３図の■および■に示すように、１ビツト毎に
出力レベルの違う出力信号ＶＯＳと、同一レベルの補償
出力ＶＤＳの差動をとっても、リセットノイズの除去は
可能であるが、出力信号Ｖ。−Ｊの１ビツト毎の出力レ
ベル差を完全に除去することは困難である。 また、カラー原稿の読取の場合には、イメージセンサの
出力信号の処理として、通常Ｒ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）の各色信号に色分離を行い、増幅や
ホワイトバランス補正等の信号処理を行うが、この場合
に、出力信号ＶＯＪに１ビツト毎の出力レベルの違いが
あるので、色分離したＲ、Ｇ、Ｂの各色信号にも、１ビ
ツト毎の出力レベルの違いが発生してしまう。このよう
にＲ，Ｇ、Ｂ各色信号上に出カレーベル（ＤＣオフセッ
トレベル）の違いが生ずると、暗時の出力ばらつきとな
り、出力画像に悪影響を及ぼすこととなる０例えば、白
色を読み込んだ時には黒すじとして現れることとなる。 換言すると、従来のようなデュアルチャンネル型イメー
ジセンサにカラーフィルタをオンウェハしたカラーイメ
ージセンサにおいては、奇数画素と偶数画素に対して別
々のシフトレジスタを用いているので、イメージセンサ
の出力信号上で、奇数画素と偶数画素の出力ＤＣオフセ
ットレベルにレベル差を生じ、この出力信号をカラー信
号処理するためにＳ／Ｈ回路等により色分離を行うと、
上述のレベル差により色分離された各色信号上にも。 レベル差として残ってしまう。このレベル差は光源の光
量むらやイメージセンサの受光部の感度むら等の光学特
性と無関係のため、シェーディング補正によって補正を
行うことは不可能であるので、上述のレベル差の影響が
そのまま出力画像にも現われてしまうという問題があフ
、た。 そこで、本発明は、上述の問題点に鑑み、デュアルチャ
ンネル型カラーイメージセンサの出力信号における、偶
数画素と奇数画素の両シフトレジスタ間のバイアス電位
差に帰因する偶奇数画素信号間のＤＣオフセットレベル
の違いを除去して、良好な画像信号を得ることの可能な
カラー原稿読取装置を提供することを目的とする。 Ｅ問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明は透過する波長を選
択するカラーフィルタを各光電変換素子の各々に備え、
奇数画素と偶数画素の電荷を別々に転送するデュアルチ
ャンネル型カラーイメージセンサと、カラーフィルタに
より色分解されたカラーイメージセンサの出力信号を色
毎に分離する分離手段とを有するカラー原稿読取装置に
おいて、カラーイメージセンナのチャンネル間の信号レ
ベル差を補正する補正手段を分離手段の前段に設けたこ
とを特徴とする。 ［作　用１ すなわち、本発明では、色分離処理を行う前に、カラー
イメージセンサのチャンネル間の信号レベル差を補正す
る補正手段を設けるようにしたので、偶数画素と奇数画
素のシフトレジスタ間のバイアス電位差に帰因する偶奇
画素信号間のレベルの違いを除去して良好なカラー信号
が得られる。 ［実施例Ｊ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図は本発明実施例の基本構成を示す０本図において
、ａは透過する波長を選択するカラーフィルタａ′を各
光電変換素子（例えば、ＣＣＵ）の各々に備え、奇数画
素と偶数画素の電荷を別々に転送するデュアルチャンネ
ル型カラーイメージセンサである。ｂはカラーフィルタ
ａ′により色分解されたカラーイメージセンサａの出力
信号を入力して、カラーイメージセンサａのチャンネル
間の信号レベル差を補正する補正手段である。Ｃは補正
手段すの後段に配設され、色毎（例えば、Ｒ，Ｇ、Ｂ）
に信号を分離する分離手段である。 第２図は本発明の一実施例のカラー原稿読取装置の回路
構成を示す、本図において４１は第４図において説明し
たデュアルチャンネル型カラーＣＣＯイメージセンサで
ある。カラーＣＯＤイメージセンサ４１の受光面には、
第５図に示すような色分解フィルタアレイＩＩＡがオン
ウェハされており、このフィルタアレイＩＩＡは各セン
サエレメントに対応した配列の３原色Ｒ，Ｇ、Ｂの微小
な色分解フィルタから成る。４２はカラーＣＣＤイメー
ジセンサ４１からの出力信号を一定レベルまで増幅する
前置増幅器である。 ４３ａおよび４３ｂは時系列的に出力されてくるカラー
ＣＣＤイメージセンサの出力信号を偶数番目の画素信号
と、奇数番目の画素信号とに第３図の■および■に示す
ように分離する分離手段としてのサンプルホールド（Ｓ
／Ｈ）回路である。　４４ａ、　４４ｂは補正手段とし
てのクランプアンプであり、一方のクランプアンプ４４
ａはＳ／Ｈ回路４３ａで分離された奇数画素信号のＤＣ
オフセットレベルを所定のＤＣレベル（本実施例ではＯ
ｖ）にクランプする。他方のクランプアンプ４４ｂは上
述のクランクアンプ４４ａと同様にＳ／）１回路４３ｂ
で分離された偶数画素信号のＤＣオフセットレベルをク
ランクアンプ４４ａと同−ＤＣレベル（Ｏｖ）にクラン
プする。４５はクランクアンプ４４ａ、　４４ｂから奇
数画素信号と偶数画素信号とを入力し、順次第３図の［
相］のタイミングで奇数画素（０ＤＤ）信号と、偶数画
素（ＥＶＥＮ）信号とを切換えて第３図の０に示すよう
なカラーＣＣＤイメージセンサ４１から出力される出力
信号と同一の順序のシリアル画素信号を得る合成手段と
してのマルチプレクサである。 ４６ａ、４６ｂおよび４６Ｃはマルチプレクサ４５によ
り時系列的に出力されてくるＲ、Ｇ、Ｂの色信号を第３
図の０．０．０に示すようにＲ，Ｇ、Ｂの各色毎に分離
する分離手段としてのサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路
である。 ４７ａ　、　４７ｂ　、　４７ｃはＳ／Ｈ回路４６ａ　
、　４６ｂ　、　４６ｅによフて分離された各色信号Ｒ
，Ｇ、Ｂの各出力レベルを＾／Ｄ　　（アナログデジタ
ル）変換器４９ａ。 ４９ｂ、　４９ｃのダイナミックレンジまで増幅する可
変増幅路である。　４８ａ、　４１１ｂ、　４８ｃはＡ
／Ｄ変換器４９ａ　、　４９ｂ　、　４９ｃのダイナミ
ックレンジまで増幅された各色信号において、原稿の黒
色部を読取走査した時の各色信号出力レベルをＡ／Ｄ変
換器４９ａ　、　４９ｂ　、　４９ｃの最低基準レベル
に一致させる黒レベル補正回路である。Ａ／Ｄ変換器４
９ａ。 ４９ｂ、４９ｃは各色のアナログ画信号をデジタル画信
号に変換する。 次に、第２図の実施例装置の動作について説明する。 カラーＣＣＤイメージセンサ４１の出力信号においては
、従来例で上述したように、センサ４１のＣＣＤの構造
がデュアルチャンネル型であり、モのセンサ画素１１の
奇数と偶数の電荷を別々のＣＣＤシフトレジスタ１４．
１５によって転送を行っているので、奇数・偶数のＣＣ
Ｄシフトレジスタ１４．１５の電位レベルの違いにより
、奇数画素と偶数画素の出力ＤＣオフセットレベルに違
いが生じている。 このように奇数・偶数画素間の出力ＤＣオフセットレベ
ルに差を有するカラーＣＣＤイメージセンサ４１の出力
信号は、前置増幅器４ｚにより所定のレベルまで増幅さ
れた後、Ｓ／Ｈ回路４３ａ、４３ｂに入力される。この
入力された信号はＳ／Ｈ回路４３ａ。 ４３ｂで第３図の■、■に示すタイミングによりサンプ
ルホールドされ、奇数画素信号がＳ／Ｈ回路４３ａから
、偶数画素信号がＳ／Ｈ回路４３ｂからそれぞれ分離さ
れて出力される。　Ｓ／Ｈ回路４３ａ、　４３ｂによ”
り奇数画素信号と偶数１素信号とに分離された各々の信
号は、それぞれのクランプアンプ４４ａ、　４４ｂに入
力される。 クランプアンプ４４ａ、４４ｂは第２図に示すようにそ
れぞれ増幅器４４ａ−１，４４ｂ−１とクランプ回路４
４ａ−２，４４ｂ−２とにより構成され、カラーＣＣＤ
イメージセンサ４１から出力される空転送部のＤＣ出力
レベルと、所定の基準レベル（本実施例ではＯＶ）とを
比較し、上述の空転送部のＤＣ出力レベルがＯｖになる
ように上述のクランプ回路が動作する。従って、クラン
プアンプ４４ａ、　４４ｂにより奇数画素信号と偶数画
素信号は同一基準レベルにクランプされることになり、
Ｓ／Ｂ回路４３ａ、４３ｂの出力に存在していた奇数画
素信号間のＤＣオフセットレベル差が除去される。 このようにして、同一基準レベル（Ｏｖ）にクランプさ
れた奇数画素信号は次にマルチプレクサ４５に入力され
、マルチプレクサ４５では第３図の［相］に示すタイミ
ングで奇数画素信号と偶数画素信号を順次切換選択して
、１ラインの直列画素信号に再び合成する。マルチプレ
クサ４５で合成された直列画素信号の配列はカラーＣＣ
Ｄイメージセンサ４１の出力信号の画素配列と同一であ
り、サンプルホールド回路４４ａ　、　４４ｂ　、　４
４Ｃで、第３図の＠〜［相］で示すサンプルホールドパ
ルスＳ／Ｈ−Ｒ、Ｓ／）ｌ−Ｇ　。 Ｓ／Ｈ−８によって、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色信号に分離され
、可変増幅器４７ａ　、　４７ｂ　、　４７ｃに各入力
される。 可変増幅器４７ａ　、　４７ｂ　、　４７ｃでは、カラ
ーＣＣＤイメージセンサ４１が白色原稿を読取走査した
時に各色信号の出力レベルがＡ／Ｄ変換器４９ａ、　４
９ｂ。 ４９ｃのダイナミックレンジの最大値に略近似するレベ
ルになるように、入力信号を増幅する。この可変増幅器
４７ａ　、　４７ｂ　、　４７ｃにより白レベルでのＡ
／Ｄ変換器におけるダイナミックレンジの最大値に規制
された各色信号は、次に黒レベル補正回路４８ａ　、　
４８ｂ　、　４８ｃに入力され、上述とは逆に、原稿黒
色部を読取走査した時の各色信号の出力レベルがＡ／Ｄ
変換器４９ａ　、　４９ｂ　、　４９ｃのダイナミック
レンジの最低レベルに成るように補正される。このよう
にして、＾／Ｄ変換器４９ａ、　４９ｂ、４９ｃのダイ
ナミックレンジに対して最大値および最小値が規制され
た各色信号は、＾／Ｄ変換器４９ａ、　４９ｂ。 ４９ｃによりデジタル画信号に変換される。 なお、上述の本発明実施例においては撮像手段としてＣ
ＣＤを用いたイメージセンサを示したが、本発明はこれ
に限定されず、他のデュアルチャンネル型のイメージセ
ンサにも適用できることは勿論である。 ［発明の効果コ 処理を行う前に、カラーイメージ奪餅餅のチャンネル間
の信号レベル差を補正する補正手段を設けるようにした
ので、偶数画素と奇数画素のシフトレジスタ間のバイア
ス電位差に帰因する偶奇画素信号間のレベルの違いを除
去して良好なカラー信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例のカラー原稿読取装置の回路
構成を示すブロック図、 第３図は第２図の本発明実施例の出力信号のタイミング
を示すタイミングチャート、 第４図は従来のデュアルチャンネル型ＣＣＤイメージセ
ンサの回路構成を示す回路図、第５図は従来のカラーフ
ィルタの構成を示す説明図である。 １１・・・受光部、 １１Ａ−・・色分解フィルタアレイ、 １２、１３・・・シフトゲート、 １４、１５・・・シフトレジスタ、 ４１・・・デュアルチャンネル型カラーＣＣＤイメージ
センサ、 ４２・・・前置増幅器、 ４３ａ、４３ｂ、４８ａ、４６ｂ、４８ｃｍ＝サンプル
ホールド（Ｓ／Ｈ）回路、 ４４ａ　、　４４ｂ−−−クランプアンプ、４５−・・
マルチプレクサ、 ４７ａ　、　４７ｂ　、　４７ｃ　＝可変増幅器、４８
ａ　、　４８ｂ　、　４８ｃ　””黒レベル補正回路、
４９ａ　、　４９ｂ　、　４９ｃｍ−−Ａ７’ｏ変換器
。 第１　図 従来のカラー万ルタｎ張Ｉｑ列の苫茫明図弐τ　５　）
」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）透過する波長を選択するカラーフィルタを各光
   電変換素子の各々に備え、奇数画素と偶数画素の電荷を
   別々に転送するデュアルチャンネル型カラーイメージセ
   ンサと、前記カラーフィルタにより色分解された前記カ
   ラーイメージセンサの出力信号を色毎に分離する分離手
   段とを有するカラー原稿読取装置において、 ｂ）前記カラーイメージセンサのチャンネル間の信号レ
   ベル差を補正する補正手段を前記分離手段の前段に設け
   たことを特徴とするカラー原稿読取装置。