JPS63156474A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば原稿画像を光電変換して読取る読
取装置に関する。

（従来の技術） 最近、オフィスやオートメーション化の急速な発展にと
もなって、複写機、ファクシミリなどにおける読取装置
として、画像情報を高速、高解像度で読取れ、しかも小
形化の要求により、密着形のイメージセンサによる読取
装置が開発され、実用化されている。

上記読取装置にあっては、原稿面とイメージセンサとを
結ぶ光学系に光集束性光学レンズ（セルホックレンズ）
を使用し、イメージセンサを原稿面に接近させて読取る
、つまり原稿の読取幅を原稿幅と同一寸法にすることに
より原稿像をイメージセンサ上に等倍結像させるように
なっている。

この場合、原稿幅と同一寸法の読取幅を得る密着形のイ
メージセンサとしては、たとえば第９図に示すように、
１（数個の単−ＣＯＤイメージセンサ（ＣＣＤ索子）５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが千鳥状に（平行に交互に
）配列された構成とされている。

ところが、上記構成のイメージセンサを用いて画像情報
を読取る場合、イメージセンサの副走査方向に対する走
査速度（読取密度）に応じて、ＣＣＤ素子５ａ、５ｃ、
５ｅとＣＣＤ素子５ｂ。

５ｄとの位置的（空間的１時間的）なずれｇ（ｕ）を補
正しなければならない。そこで、第１０図に示すように
、各ＣＣＤ素子５　（５ａ、５ｂ、５ｃ。

５ｄ、５ｅ）にラインメモリ　（ラインシフトゲート）
を持たせ、ライン単位での補正がなされるようになって
いる。

たとえば、第１１図に示すように、ＣＣＤ素子５ａとＣ
ＣＤ素子５ｂとの位置的なずれを９１Ｕとすると、副走
査方向に対する走査速度Ｖｘ、Ｂ／ｓに応じて、光信号
蓄積時間ｔにおけるＣＣＤ素子５ａ、５ｂの移動ｆｉｌ
Ｖｘｔに対する読取画像に位置ずれ（図示斜線で示す部
分）が生じる。そこで、第１２図に示すように、ＣＣＤ
素子５ａとＣＣＤ素子５ｂとの光信号の取込みタイミン
グ（蓄積タイミング）は同時とし、ＣＣＤ素子５ａの出
力タイミングを数ライン分遅延させることにより、第１
３図に示すように、ＣＣＤ素子５ａとＣＣＤ素子５ｂと
の位置的なずれりを補正するようになっている。この場
合、副走査方向に対する読取密度のライン幅は（１／２
）Ｘ９となっているため、ＣＣＤ索子５ａの出力を２ラ
イン分遅延させている。すなわち、先行して読取るＣＣ
Ｄ素子の出力を、ラインシフトゲートにより位置的なず
れに相当するライン数分だけ遅延させ、遅れて読取るＣ
ＣＤ素子の出力と同時に出力させることにより、歪みの
ない画像を得るようになっている。

しかしながら、上記のライン単位の補正では、たとえば
第１４図に示すように、原稿の走査速度を変更すること
により読取密度（読取線密度）を無段階に変化させた場
合、光信号蓄積時間ｔにおけるＣＣＤ素子５の移動ｍ　
Ｖ　ｘ　ｔに対する読取画像（図示斜線部分）に最大０
．５ライン分のずれ（Ｖｘｔａ）が生じる。すなわち、
光信号蓄積時間ｔにおけるＣＣＤ素子の移動ＨＶ　ｘ　
ｔがＣＣＤ素子の位置的なずれグの整数分の−でない場
合、つまりＣＣＤ素子のずれが読取密度のライン幅の整
数倍でない場合、完全な補正を行うことができないとい
う欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、ＣＣＤ素子のずれが読取密度のライン幅の
整数倍でない場合、完全な補正を行うことができないと
いう欠点を除去し、読取画像をライン単位以下の精度で
補正することができ、常に歪みのない画像を得ることが
できる読取装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明の読取装置は、被読取物からの光を平行に交互
に配列された複数の電荷結合素子に導くことにより、上
記被読取物上の情報を読取る読取装置において、前記各
電荷結合素子が取込む光信号の蓄積タイミングを変更す
る変更手段を設けた構成とされるものである。

（作用） この発明は１．被読取物からの光を平行に交互に配列さ
れた罠数の電荷結合素子に導くことにより、上記被読取
物上の情報を読取る読取装置において、前記各電荷結合
素子が取込む光信号の蓄積タイミングを、各電荷結合素
子の位置ずれと画像情報の読取密度（原稿の走査速度あ
るいは原稿の搬送速度）とに応じて変更するようにした
ものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第３図はこの発明の読取装置を、たとえば原稿読取装置
（イメージスキャナ）に適用した例を示すものである。

すなわち、原稿台（透明ガラス）７は装置本体１に固定
されており、この原稿台７には原稿カバー８が図示矢印
で示す如く移動可能に設けられている。上記原稿台７の
下方には走査器１１が往復移動自在に設けられており、
たとえば上記走査器１１が原稿台７の下面に沿って図示
矢印ａ方向に移動することにより、原稿台７上にセット
された原稿が光学的に読取られるようになっている。こ
の場合、上記走査器１１は、原稿の読取密度（読取線密
度）に応じた速度で移動されるようになっている。

また、上記走査器１１が図示破線位置に移動されること
により、上記原稿カバー８の基端部から手指しされる原
稿が光学的に読取られるようになっている。この場合、
図示破線位置に移動された原稿カバー８に沿って挿入さ
れた原稿は、給紙ローラ１００によって給紙され、搬送
ローラ対１０１によって搬送され、アライニングローラ
対１０２によってタイミングを取って読取ローラ１０３
上に送られることにより走査器１１よって読取られた後
、搬送ローラ対１０４および排紙ローラ対１０５により
原稿台７上に排紙されるようになっている。なお、読取
りにおける原稿の搬送速度は、原稿の読取密度（読取線
密度）に応じて可変とされており、搬送速度を変更する
ことにより副走査方向の読取密度を容易に変更すること
ができるようになっている。

上記走査器１１は、第４図に示すように、原稿を照明す
る照明ランプ（キセノンランプ）１２、原稿からの反射
光を受光する光電変換部１３、原稿からの反射光を光電
変換部１３へ導く光集束性光学レンズ（セルホ・ンクレ
ンズ）１４、およびこれらを支持するキャリッジ（図示
しない）によって構成される。

上記光電変換部１３は、原稿からの反射光を光電変換す
ることにより画像情報を画像信号として出力するもので
、たとえば千鳥状（平行に交互に）に配列された５つの
電荷結合素子（センサチップ）、たとえばＣＣＤＣＤビ
ラインイメージセンサＣＤ素子）５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ、５ｅ（５）とプリント基板（セラミック基板）７２
などを主体に構成される。

上記ＣＣＤ素子５の検出ラインは、第５図に示すように
、プリント基板７２上に、上記光集束性光学レンズ１４
の有効視野範囲Δノと同じ距離（ずれｇｌＩＪｌｌ）離
れて平行に配置されている。上記ずれグは、副走査方向
の数走査うイン分に相当している。また、上記ＣＣＤ素
子５は、第６図に示すように、それぞれの有効読取長さ
がｂとなっており、５個で５ｂの長さく幅）の原稿Ｏを
読取ることができ、ｎ個のＣＣＤ素子５が並べば、ｎｂ
幅の原稿Ｏを読取ることができ、読取幅を自由に選択す
ることができるようになっている。上記ＣＣＤ素子５　
（５ａ、５ｂ、−）は、それぞれ第７図に示すように、
イエロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃ）などの
フィルタ（図示しない）を読取面に有し、原稿の１画素
に対してイエロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃ
）の３つの色信号（アナログ信号）を取出すようになっ
ている。

第８図は制御回路を概略的に示すものである。

すなわち、５は前述したＣＣＤ素子５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄ、５ｅで、３１はクロックパルスを発生する
タイミング源としての発振回路、３２は発振回路３１か
らのクロックを分周する分周回路、３３は分周回路３２
で分周されたクロックをカウントするカウンタ回路、３
４はカウンタ回路３３の出力にもとづいて記憶している
各種の制御信号を発生するタイミング発生用メモリ、３
５はタイミング発生用メモリ３４からの出力に応じてＣ
ＣＤ素子５を並列的に同時駆動するセンサ駆動回路とし
てのドライバ回路、３６はＣＣＤ素子５の各出力（信号
）を時分割して出力するデータセレクト回路、３７はデ
ータセレクト回路３６で選択されたＣＣＤ素子５からの
信号、をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、３８
はＡ／Ｄ変換回路３７でデジタル化された信号をシェー
ディング補正するシェーディング補正回路、３９はシェ
ーディング補正された信号に各種の電気的な処理を施す
信号処理回路であり、これらの各回路がプリント基板７
２などに配されることにより光電変換部１３が構成され
ている。

上記信号処理回路３９は、電気的な処理として、たとえ
ばシェーディング補正された信号に、フィルタかけ、線
密度変換、像域分離、エリア抜取り。

ディザ処理などを行うものである。

上記データセレクト回路３６は、上記タイミング発生用
メモリ３４からの選択信号に応じて、各ＣＣＤ素子５ａ
、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅからのそれぞれの出力を電圧
補正した後、タイミングを切換えてＡ／Ｄ変換回路３７
に供給するものである。

上記タイミング発生用メモリ３４は、上記ＣＣＤ素子５
による１周期の読取終了時にカウンタ回路３３をクリア
することによって、一定周期で回路を駆動するようにな
っている。また、このタイミング発生用メモリ３４は、
ＣＣＤ素子５のアドレスとして供給されるクロックのカ
ウント値に応じた選択信号をデータセレクト回路３６に
出力することにより、Ａ／Ｄ変換回路３７に供給される
ＣＣＤ索子５からの各出力の切換えを行うようになって
いる。

さらに、タイミング発生用メモリ３４には、光信号の蓄
積タイミングの異なるクロックパルスが各種記憶されて
いる。たとえば、先行して読取るＣＣＤ素子５の蓄積タ
イミングを、遅れて読取るＣＣＤＸ子の蓄積タイミング
に対して、ＣＣＤ素子５の位置ずれと画像の読取密度と
に応じてずらしたクロックパルスが各種記憶されており
、走査器１１の走査速度を変更することにより副走査方
向における画像の読取密度を可変する際に、図示しない
制御部から供給されるモード指定としての信号に応じて
、上記ＣＣＤ素子５の位置ずれと画像の読取密度とに対
応したクロックパルスが選択出力されるようになってい
る。

次に、第１図および第２図を逼照して、上記ＣＣＤ素子
５の位置ずれと画像の読取密度とに対応した光信号の蓄
積タイミング（パルス）の変更による読取画像のずれ補
正について説明する。すなわち、原稿の読取密度をドツ
ト／インチ（ＤＰＩ）単位とし、ＣＣＤ索子５の光信号
蓄積時間をｔ秒とすると、上記光信号蓄積時間ｔは標準
の読取密度における原稿の走査速度から求められる。た
とえば今、標僧の読取密度を４００ＤＰＩとし、ＣＣＤ
索子５の位置ずれ９を２５４−とすると、この時の原稿
の走査速度Ｖには、の関係がある。

したがって、読取密度ｘｘ１０２ＤＰＩとした時の走査
器１１の走査速度Ｖｘは、 となる。

しかし、任意の読取密度”Ｘ１０２ＤＰＩにおける読取
画像のずれ（歪み）を補正する場合、光信号蓄積時間ｔ
における走査器１１の移動量Ｖｘｔが、ＣＣＤ素子５の
位置ずれびの整数分の−の時以外ではライン単位での補
正が行えない。

そこで、ライン補正では補正しきれない画像のずれを、
光信号の蓄積タイミングをＣＣＤ素子５間でずらすこと
により補正するようにしたものである。

ここで、第１図に示すように、光信号の蓄積タイミング
をＣＣＤ素子５ａ、５ｃ、５ｅとＣＣＤ素子５ｂ、５ｄ
との間で変更、つまりＣＣＤ素子５ａ、５ｃ、５ｅの光
信号蓄積時間ｔをＣＣＤ素子５のずれ９および原稿の読
取密度に対応した走査器１１の移動量（Ｖｘｔ）に応じ
た補正時間ｔａずらすことにより画像の歪みを補正する
。この場合、補正時間ｔａは、 （ｎ−１）Ｖｘ　ｔ＜９≦ｎＶｘ　ｔ ｎは整数　　・・・（３） 上記（３）式を満たす整数ｎを求め、 ＶｘｔａｍｎＶｘｔ−９ ｔ　ａ＝ｎ　ｔ　−（ｇ／Ｖｘ）　　　＝１４）上記（
４）式に（２）式を代入すると、したがって、ＣＣＤ素
子らの位置ずれグが２５４Ｊｍの場合、上記（５）式か
ら、補正時間ｔａは、ｔ　ａ−（ｎ−ｘ）　ｔ　　　　
　　　−（６）となる。

すなわち、補正時間ｔａを光信号蓄積時間ｔ（一定）内
で変更（０＜　ｔ　ａ＜　ｔ）することにより、第２図
に示すように、距離的には走査器１１の移動量（０＜Ｖ
ｘ　ｔ　ａ＜Ｖｘ　ｔ）に応じて画像の歪みＶｘｔａが
補正できるものである。これにより、読取画像のライン
単位以下の精度での補正が可能となる。

次に、このような構成において動作を説明する。

たとえば今、走査器１１を移動することにより原稿の走
査を開始する。すなわち、照明ランプ１２により原稿が
照射され、その反射光が光集束性光学レンズ１４を介し
てＣＣＤ素子５ａ、・・・に導かれる。この時、タイミ
ング発生用メモリ３４からのクロックパルスに応じてド
ライバ回路３５が各ＣＣＤ素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ
、５ｅの１ビツトずつを順次並列的に同時に駆動すると
ともに、ＣＣＤ索子５の位置ずれおよび走査器１１によ
る原稿の走査速度に応じたパルスで、上記ＣＣＤ素子５
ａ、５ｃ、５ｅとＣＣＤ素子５ｂ、５ｄとの光信号の蓄
積タイミングを所定時間ずらす。

たとえば、ＣＣＤ索子５の位置ずれ９が２５４−で、標
準の読取密度が４００Ｄ　Ｉ　Ｐである走査器１１によ
り、走査速度Ｖを１１．５πＸ１０３ｐ／ｓとし、読取
密度を３４０ＤＰ　Ｉ　（Ｘ＝３．４）で読取った場合
、光信号蓄積時間ｔは、上記（１）式から、 −１，７５７６（ｍｓ） 走査器１１の走査速度Ｖｘは、上記（２）式より、上記
光信号蓄積時間ｔおよび走査速度Ｖｘを（３）に代入す
ると、 パ・　ｎ　鵬　４ これにより、補正時間ｔａは、上記（６）式から、ｔａ
　−（４−３，４）　　ｔ ＃　１　、　０５４６　　（ｍｓ） となる。

したがって、第１図に示すように、ＣＣＤ素子５ａの光
信号蓄積時間ｔを補正時間ｔａに応じてずらすことによ
り、ＣＣＤ素子５ａの光信号の蓄積タイミングを、ＣＣ
Ｄ素子５ｂの光信号の蓄積タイミングより１．０５４６
　（ｍｓ）分遅延させる。この結果、第２図に示すよう
に、走査ｒ＆１１の移動量Ｖｘｔに応じてＣＣＤ素子５
ａによる読取画像とＣＣＤ素子５ｂによる読取画像との
歪みＶｘｔａが補正される。

各ＣＣＤ素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅからのアナ
ログ信号は、上記タイミング発生用メモリ３４からの選
択信号に応じて制御されるデータセレクト回路３６によ
って時分割で切換えられることにより、順に増幅回路（
図示しない）でレベル補正された後、Ａ／Ｄ変換回路３
７に供給される。

これにより、Ａ／Ｄ変換回路３７では、各ＣＣＤ索子５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅからのアナログ信号が順次
デジタル信号に変換され、シェーディング補正回路３８
に出力される。そして、このシェーディング補正回路３
８でシェーディング補正された信号は、信号処理回路３
９に供給され、各種電気的な処理が施された後、両縁信
号として図示しない記憶回路に記憶される。この結果、
記憶回路に記憶された画像信号が、主走査方向に順次読
出されることにより一連の信号、つまり１ラインの画像
データとして、図示しない画像形成装置に出力される。

上記したように、光信号を取込むタイミング（蓄積タイ
ミング）を、ＣＣＤ素子の位置ずれおよび画像の読取密
度に応じてそれぞれ独立のタイミングに変更することに
より、読取画像の歪み（ずれ）を補正するようにしてい
る。これにより、ライン＋ｉ１位以下の精度で読取画像
の領域を制御することができ、走査器の移動（走査）速
度あるいは原稿の搬送速度に関係なく、常に歪みのない
画像を得ることができるものである。したがって、副走
査方向の読取密度を任意（無段階）に変化させることが
可能となり、無段階の拡大・縮小が実現できるものであ
る。

なお、上記実施例においては、ＣＣＤ素子の位置ずれと
画像の読取密度としての原稿の走査速度とに応じて光信
号の蓄積タイミングを変更するようにしたが、これに限
らず、たとえば手指し原稿を読取る場合にはＣＣＤ素子
の位置ずれと原稿の搬送速度とに応じて蓄積タイミング
を変更するようにすれば良い。

また、この発明を原稿読取装置（イメージスキャナ）に
適用した例を示したが、たとえばファクシミリや複写機
などの原稿走査部にも適用できる。

［発明の効果〕 以上、詳述したようにこの発明によれば、読取画像をラ
イン単位以下の精度で補正することができ、常に歪みの
ない画像を得ることができる読取装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である読取画像をライン単
位以下で補正する場合の蓄積タイミングの一例を示すタ
イミングチャート、第２図は補正動作を概略的に示す状
態図、第３図はこの発明が適用される原稿読取装置の構
成を概略的に示す側断面図、第４図は走査器の構成を概
略的に示す斜視図、第５図は走査器の構成を概略的に示
す側面図、第６図はＣＣＤ素子の配置例を示す斜視図、
第７図はＣＣＤ素子の構成を概略的に示す平面図、第８
図は制御回路の構成を概略的に示すブロック図、第９図
はイメージセンサの外観を示す斜視図、第１０図はＣＣ
Ｄ素子の回路構成図、第１１図は光信号蓄積時間ごとの
ＣＣＤ素子の読取位置を示す図、第１２図はライン単位
で補正する場合の蓄積タイミングの一例を示すタイミン
グチャート、第１３図および第１４図は光信号蓄積時間
ごとのＣＣＤ素子の読取画像の領域を示す図であり、第
１３図はライン単位での読取画像の補正を概略的に示す
状態図、第１４図はライン単位の補正による読取画像の
歪みを概略的に示す状態図である。 １１・・・走査器、１３・・・光電変換部、５ａ。 ５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ　（５）−ＣＣＤ素子、１４・
・・光集束性光学レンズ、３４・・・タイミング発生用
メモリ、９・・・ＣＣＤ素子の位置ずれ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１〔 第３囚 第１１図 第１３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被読取物からの光を平行に交互に配列された複数
   の電荷結合素子に導くことにより、上記被読取物上の情
   報を読取る読取装置において、 前記各電荷結合素子が取込む光信号の蓄積タイミングを
   変更する変更手段を設けたことを特徴とする読取装置。
2. （２）電荷結合素子は、前後２列に交互に配列されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の読取装
   置。
3. （３）変更手段は、前列の電荷結合素子と後列の電荷結
   合素子とが取込む光信号の蓄積タイミングをずらすこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の読取装置。