JPH05326919A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ごく簡易な構成でありながら、ＣＣＤラインセ
ンサの構造上の読取密度よりも低い読取密度に対応する
適確な画信号を生成することを可能とする。 【構成】駆動部２では、ＣＣＤラインセンサ１の構造上
の読取密度の１／ｎの読取密度での読み取りを行う場
合、転送クロックφ１，φ２の周波数の１／ｎの周波数
を有するリセットパルスＲＳ２をＲＳ切換回路２２にて
発生し、ＣＣＤラインセンサ１へと供給する。また光源
部３では、光制御回路３２の制御により、光源３１の発
光時間を１／ｎとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤラインセンサを
用いて画像の読取りを行う画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤラインセンサは、フォトダイオー
ドの配置密度によって読取密度が定まってしまう。すな
わち、縮小光学系を介さずに等倍で読み取る場合、フォ
トダイオードの配置間隔が６３．５μｍであれば読取密
度は４００ｄｐｉ、１２７μｍであれば２００ｄｐｉと
いった具合である。このようなＣＣＤラインセンサを用
いて、構造上の読取密度とは異なる読取密度に対応する
画信号を得ようとする場合、従来は、ＣＣＤラインセン
サの出力信号を信号処理することにより実現される。

【０００３】ここでＣＣＤラインセンサの構造上の読取
密度よりも低い読取密度に対応する画信号を得るための
信号処理として基本的なものに、間引き処理がある。間
引き処理とは、ＣＣＤラインセンサの出力信号を、［所
望の密度／ＣＣＤラインセンサの構造上の読取密度］の
割合で間引くものである。すなわち例えば４００ｄｐｉ
の読取密度で構成されたＣＣＤラインセンサを用いて２
００ｄｐｉの密度に対応する画信号を得る場合、２画素
につき１画素の割合で画信号を間引く。従って、処理後
の画信号に含まれる単位長さ当りの画素数は確かに所望
の値となる。

【０００４】しかしながら１画素毎について見ると、あ
くまでもＣＣＤラインセンサの構造上の読取密度に対応
するものであり、所望とする読取り密度で読み取るべく
構成されたＣＣＤラインセンサで得られるものと異なっ
ている。すなわち、例えば４００ｄｐｉの読取密度で構
成されたＣＣＤラインセンサによれば１つのフォトダイ
オードのみにて読取りがなされる程度の細線は、２００
ｄｐｉの読取密度で構成されたＣＣＤラインセンサで読
み取れば画信号に反映されるが、４００ｄｐｉの読取密
度で構成されたＣＣＤラインセンサで読み取って間引き
を行った場合、細線部分が間引かれると当該細線が完全
に欠落してしまう。

【０００５】そこでこのような欠点を回避すべく、ｎ画
素のそれぞれの濃度（信号レベル）を考慮して１画素と
することにより、細線などの欠落を生じさせることなく
密度を１／ｎにした画信号を生成する信号処理がある。

【０００６】しかしこの信号処理では、ｎ画素分の信号
レベルに基づいて１画素の信号レベルを決定するための
演算処理を行わなければならず、そのための処理回路が
複雑となってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の画
像読取装置では、ＣＣＤラインセンサの構造上の読取密
度よりも低い読取密度に対応する画信号を得るために
は、ＣＣＤラインセンサの出力信号に対して信号処理を
行っているため、得られる信号が不適確なものとなって
しまったり、構成が複雑になってしまうという不具合が
あった。

【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、ごく簡易な構
成でありながら、ＣＣＤラインセンサの構造上の読取密
度よりも低い読取密度に対応する適確な画信号を生成す
ることができる画像読取装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＣＤライン
センサを駆動するための少なくとも所定周波数の転送ク
ロックとリセットパルスとを含む駆動信号を生成するも
のであり、外部から指示される読取密度に応じ、転送ク
ロックと同一周波数のリセットパルスおよび転送クロッ
クの周波数と異なる所定周波数を有する少なくとも１種
類のリセットパルスのいずれかを選択的に生成可能な例
えば駆動部などの駆動手段と、１ライン読取期間におけ
る発光量が外部から指示される読取密度に応じた所定の
発光量となるよう光源の発光を制御する光源制御回路な
どの光源制御手段とを具備した。

【００１０】

【作用】このような手段を講じたことにより、ＣＣＤラ
インセンサは、所定周波数の転送クロックと、転送クロ
ックと同一周波数または異なる所定周波数のリセットパ
ルスのうちの外部から指示される読取密度に応じたリセ
ットパルスとを含んだ駆動信号により駆動され、外部か
ら指示される読取密度に応じた発光量で光源から発せら
れ原稿で反射した光に対応する電気信号の発生を行う。
従って、ＣＣＤラインセンサの出力ノードのリセット周
期が可変され、ＣＣＤラインセンサにおいて信号処理が
なされる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き説明する。図１は本実施例に係る画像読取装置の構成
を示すブロック図である。この画像読取装置は、ＣＣＤ
ラインセンサ１、駆動部２および光源部３より構成され
る。ＣＣＤラインセンサ１は、原稿からの反射光を光電
変換することにより、原稿に形成された画像に対応する
画信号を生成する。

【００１２】駆動部２は、タイミング発生回路２１、Ｒ
Ｓ切換回路２２およびドライバ回路２３よりなる。タイ
ミング発生回路２１は、外部から与えられる制御信号に
基づいた所定のタイミングで、それぞれ所定周波数を有
するシフトパルスＳＨ、転送クロックφ１，φ２および
リセットパルスＲＳ１を発生し、出力する。ＲＳ切換回
路２２は、外部から与えられる読取密度変換モード信号
に基づき、タイミング発生回路２１から出力されたリセ
ットパルスＲＳ１を読取密度変換モード信号にて示され
た読取密度に対応する周波数のリセットパルスＲＳ２に
変換する。ドライバ回路２３は、タイミング発生回路２
１から出力されたシフトパルスＳＨ、転送クロックφ
１，φ２およびＲＳ切換回路２２から出力されたリセッ
トパルスＲＳ２を、実際にＣＣＤ駆動信号に増幅し、Ｃ
ＣＤラインセンサ１へと供給する。

【００１３】光源部３は、光源３１および光源制御回路
３２よりなる。光源３１は、蛍光灯、キセノン管やＬＥ
Ｄなどの発光体であり、原稿を照明するものである。光
源制御回路３２は、１ライン読取期間中における光源３
１の発光時間を可変制御することにより、１ライン読取
期間中における光源３１の発光量を可変制御する。なお
光源制御回路３２は、読取密度変換モード信号に基づい
て光源３１の発光時間を可変制御する。

【００１４】図２はＣＣＤラインセンサ１の具体的構成
を示す図である。図中、１１は多数のＰｎフォトダイオ
ードを一次元的に配列してなるＰｎフォトダイオード群
である。このＰｎフォトダイオード群１１は、原稿から
の反射光を多数のＰｎフォトダイオードのそれぞれで受
光し、光量に応じた電荷に変換する。Ｐｎフォトダイオ
ード群１１で得られた電荷は、駆動部２より与えられる
シフトパルスＳＨによってスイッチングされるスイッチ
１２を介してＣＣＤアナログシフトレジスタ１３へと一
斉に転送される。ＣＣＤアナログシフトレジスタ１３
は、Ｐｎフォトダイオード群１１から転送された電荷を
各転送段に取り込んだのち、駆動部２から与えられるシ
フトパルスφ１，φ２とリセットパルスＲＳ２により、
各転送段を順次転送して出力ノードより画信号として出
力する。

【００１５】次に以上のように構成された画像読取装置
の動作を説明する。まずタイミング発生回路２１に、制
御信号のうちのラインスタート信号ＬＳＴとして「Ｌ」
レベルのパルスが与えられると（図３中のＴ１時点）、
タイミング発生回路２１はこのラインスタート信号ＬＳ
Ｔのパルスに同期した所定タイミングでシフトパルスＳ
Ｈとして「Ｈ」レベルのパルスを発生（図３中のＴ２時
点）したのち、別の所定タイミングで転送クロックφ
１，φ２の出力を開始する（図３中のＴ３時点）。タイ
ミング発生回路２１は、１ライン転送期間ＴＡ（ライン
スタート信号ＬＳＴとして「Ｌ」レベルのパルスが与え
られる周期ＴＢよりも小さい）に亙って転送クロックφ
１，φ２の出力を行い、１ライン転送期間ＴＡの経過後
に出力を停止する（図３中のＴ４時点）。またタイミン
グ発生回路２１は、リセットパルスＲＳ１を常時出力し
ている。

【００１６】タイミング発生回路２１が出力する転送ク
ロックφ１，φ２およびリセットパルスＲＳ１は、図４
に示すような関係にある。すなわち、転送クロックφ１
は、所定周波数のクロックパルスである。転送クロック
φ１の周波数は具体的には、例えばＣＣＤラインセンサ
１の画素数（フォトダイオード数）をｍとしたとき、
［ｍ／ＴＡ］Hz以上の周波数である。転送クロックφ２
は、転送クロックφ１と同一周波数で逆位相のクロック
パルスである。リセットパルスＲＳ１は、転送クロック
φ１，φ２と同一周期で、かつ転送クロックφ１が
「Ｌ」レベルである所定タイミングに「Ｈ」レベルのパ
ルスが発生する信号である。

【００１７】さて、読取密度変換モード信号にて、ＣＣ
Ｄラインセンサ１の構造上の読取密度での読み取りを示
す「モード１」が指定されている場合、光源制御回路３
２は、図３に示すように光源３１を常時発光させてい
る。なお光源３１は均一な明るさで発光する。またＲＳ
切換回路２２は、タイミング発生回路２１から出力され
るリセットパルスＲＳ１をそのままリセットパルスＲＳ
２として出力する。

【００１８】この状態において、ＣＣＤラインセンサ１
のＰｎフォトダイオード群１１は、常に光電変換を行っ
ており、電荷を発生している。このようにＰｎフォトダ
イオード群１１で発生された電荷は、タイミング発生回
路２１からシフトパルスＳＨとして出力された「Ｈ」レ
ベルのパルスがドライバ回路２３を介してＣＣＤライン
センサ１のスイッチ１２に与えられるごとに、ＣＣＤア
ナログシフトレジスタ１３に転送される。すなわち、Ｐ
ｎフォトダイオード群１１では、シフトパルスＳＨとし
て「Ｈ」レベルのパルスが出力される周期である、時間
ＴＢの期間に亙って１回の光電変換がなされ、当該期間
に発生した電荷が蓄積される。

【００１９】このように蓄積され、シフトパルスＳＨに
同期してＣＣＤアナログシフトレジスタ１３に転送され
た電荷は、タイミング発生回路２１から出力される転送
クロックφ１，φ２によってＣＣＤアナログシフトレジ
スタ１３の各転送段を順次転送される。

【００２０】以下、ＣＣＤアナログシフトレジスタ１３
での電荷転送の動作につき図５を参照して具体的に説明
する。まず、図５（ｄ）にｔａで示すように転送クロッ
クφ１が「Ｌ」レベル、転送クロックφ２が「Ｈ」レベ
ル、そしてリセットパルスＲＳ２が「Ｌ」レベルである
時点においては、図５（ａ）に示すように、転送クロッ
クφ１が印加された領域にはポテンシャル井戸が、また
転送クロックφ２が印加された領域にはポテンシャル障
壁がそれぞれ形成される。従って、転送クロックφ１が
印加されている領域に電荷が保持されている。

【００２１】続いて図５（ｄ）にｔｂで示すように転送
クロックφ１が「Ｈ」レベル、転送クロックφ２が
「Ｌ」レベル、そしてリセットパルスＲＳ２が「Ｌ」レ
ベルである時点となると、図５（ｂ）に示すように、転
送クロックφ１が印加された領域はポテンシャル障壁
に、また転送クロックφ２が印加された領域はポテンシ
ャル井戸にそれぞれ変化する。これにより、ｔａ時点に
おいて転送クロックφ１が印加された領域に保持されて
いた電荷は、転送クロックφ２が印加された領域へと移
動する。なおこのとき、最終の転送段51-nに保持されて
いた電荷は出力ノード５２へと移動する。この出力ノー
ド５２に保持された電荷によってトランジスタＴｒが駆
動され、出力ノード５２に保持された電荷量に対応した
電圧が画信号出力端に発生し、図４に示すような画信号
が得られる。なお図４において、Ｖoutで示されるの
が、１画素のレベルである。

【００２２】そして図５（ｄ）にｔｃで示すようにリセ
ットパルスＲＳ２が「Ｈ」レベルとなると、図５（ｃ）
に示すように、出力ノード５２とドレイン５３との間の
ポテンシャル障壁が除去され、出力ノード５２とドレイ
ン５３とが導通状態となる。かくして、出力ノード５２
に保持された電荷がドレイン５３を介して除去される。

【００２３】以上のようにして、ＣＣＤラインセンサ１
からは、フォトダイオード群１１の各フォトダイオード
によって得られた電荷をシリアルに並べた状態の画信号
が得られる。このとき、ＣＣＤラインセンサ１に与えら
れるリセットパルスＲＳ２は、転送クロックφ１，φ２
と同一周期であるので、画信号は図４に示すようにフォ
トダイオード群１１の各フォトダイオードのそれぞれで
得られた電荷がそのままシリアルに配置されている。

【００２４】一方、読取密度変換モード信号にて、ＣＣ
Ｄラインセンサ１の構造上の読取密度に対して１／２の
密度での読み取りを示す「モード２」が指定されている
場合、タイミング発生回路２１は「モード１」の場合と
同様に動作し、図６に示すように前記と全く同様なタイ
ミングにて各信号が生じている。しかし「モード２」の
場合には、光源制御回路３２はシフトパルスＳＨとして
の「Ｈ」レベルのパルスに同期し、これよりＴＢ／２の
期間だけ光源３１を発光させる。またＲＳ切換回路２２
は、タイミング発生回路２１から出力されるリセットパ
ルスＲＳ１の周波数の１／２の周波数を有する、図７に
示すようなリセットパルスＲＳ２を生成し、出力する。

【００２５】この状態でも、ＣＣＤラインセンサ１のＰ
ｎフォトダイオード群１１では、「モード１」の場合と
同様に時間ＴＢの期間に亙って１回の光電変換がなさ
れ、当該期間に発生した電荷が蓄積される。ところで、
Ｐｎフォトダイオード群１１の各Ｐｎフォトダイオード
のそれぞれで発生する電荷量は、入射光量と蓄積時間と
の積により求まる。さらに入射光量は、入射光の明るさ
と入射時間との積により求まる。ここで蓄積時間はＴＢ
であり、「モード１」の場合と同一である。また入射光
の明るさも、光源３１が均一な明るさで発光するため
「モード１」の場合と同一である。ところが、入射時間
については、光源３１の発光時間がＴＢ／２とされてい
るため、「モード１」の場合の１／２となっている。従
って、Ｐｎフォトダイオード群１１の各Ｐｎフォトダイ
オードで発生する電荷量は、「モード１」のときに比較
して１／２となる。

【００２６】このようにＰｎフォトダイオード群１１の
各Ｐｎフォトダイオードで発生した電荷は、ＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ１３に転送され、さらにＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ１３の各転送段を順次転送される。
このとき、転送クロックφ１，φ２は「モード１」のと
きと何等変わっていないので、各転送段の転送について
は「モード１」のときと全く同様である。しかし、リセ
ットパルスＲＳ２は、ＲＳ切換回路２２によってリセッ
トパルスＲＳ１の１／２の周波数とされているので、Ｃ
ＣＤアナログシフトレジスタ１３の出力ノード５２に保
持された電荷のリセットは、２画素分の電荷の転送につ
き１度しか行われない。このため、出力ノード５２には
連続する２画素分の電荷が蓄積され、その電荷量は２画
素分の電荷のそれぞれの電荷量の和となる。かくして、
２画素づつが１画素に合成される。このとき、１画素分
の電荷量は、光源３１の発光時間により前述のように
「モード１」のときの１／２となっているので、合成後
の電荷量は、「モード１」のときの１画素分の電荷量と
同等になっている。

【００２７】また読取密度変換モード信号にて、ＣＣＤ
ラインセンサ１の構造上の読取密度に対して１／３の密
度での読み取りを示す「モード３」が指定されている場
合、タイミング発生回路２１は「モード１」の場合と同
様に動作し、図８に示すように前記と全く同様なタイミ
ングにて各信号が生じている。しかし「モード３」の場
合には、光源制御回路３２はシフトパルスＳＨとしての
「Ｈ」レベルのパルスに同期し、これよりＴＢ／３の期
間だけ光源３１を発光させる。またＲＳ切換回路２２
は、タイミング発生回路２１から出力されるリセットパ
ルスＲＳ１の周波数の１／３の周波数を有する、図９に
示すようなリセットパルスＲＳ２を生成し、出力する。

【００２８】かくして、Ｐｎフォトダイオード群１１へ
の光の入射時間が、「モード１」の場合の１／３とな
り、Ｐｎフォトダイオード群１１の各Ｐｎフォトダイオ
ードで発生する電荷量は、「モード１」のときに比較し
て１／３となる。またＣＣＤアナログシフトレジスタ１
３の出力ノード５２に保持された電荷のリセットは、３
画素分の電荷の転送につき１度しか行われず、出力ノー
ド５２には連続する３画素分の電荷が蓄積され、その電
荷量は３画素分の電荷のそれぞれの電荷量の和となる。
かくして、３画素づつが１画素に合成される。このと
き、１画素分の電荷量は、「モード１」のときの１／３
となっているので、合成後の電荷量は、「モード１」の
ときの１画素分の電荷量と同等になっている。

【００２９】以上のように、Ｐｎフォトダイオード群１
１の各Ｐｎフォトダイオードで得られた電荷が、ＣＣＤ
アナログシフトレジスタ１３の出力ノード５２にてＰｎ
フォトダイオード２個分または３個分蓄積され、１画素
のレベルとして出力される。従って、ＣＣＤラインセン
サ１から出力される画信号は、単位長さ当りの画素数
は、ＣＣＤラインセンサ１の構造上の値の１／２または
１／３となる。またＣＣＤラインセンサ１から出力され
る画信号の１画素分は、２個または３個のＰｎフォトダ
イオードで得られた情報を合成した情報を有しているた
め、ＣＣＤラインセンサ１から出力される画信号の各画
素についても、ＣＣＤラインセンサ１の構造上の読取密
度の１／２または１／３の密度に対応するものとなる。

【００３０】かくして本実施例によれば、ＣＣＤライン
センサ１から出力される画信号に対して信号処理を行う
必要がないため、信号処理部を設ける必要がない。な
お、光源３１の発光時間の制御およびリセットパルスの
周期の可変を行わなければならないが、これらを実現す
るための構成は、従来の画像読取装置における信号処理
を行うための構成に比較すると小規模であり、構成を簡
略化できる。

【００３１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、ＣＣＤラインセンサ
１の構造上の読取密度の１／２または１／３の密度での
読み取りを行う場合を説明したが、光源３１の発光期間
およびリセットパルスＲＳ２の周波数を適宜設定するこ
とにより、他の読取密度での読み取りが可能である。ま
た上記実施例では、光源３１の発光量を発光時間により
可変しているが、光源３１の明るさを変えることにより
発光量を制御しても良い。

【００３２】また上記実施例では、ＣＣＤラインセンサ
１の構造上の読取密度の１／ｎの読取密度で読み取りを
行う場合、光源３１の発光量を１／ｎとしているが、ち
ょうど１／ｎとする必要はない。このほか、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＣＤラインセンサを
駆動するための少なくとも所定周波数の転送クロックと
リセットパルスとを含む駆動信号を生成するものであ
り、外部から指示される読取密度に応じ、転送クロック
と同一周波数のリセットパルスおよび転送クロックの周
波数と異なる所定周波数を有する少なくとも１種類のリ
セットパルスのいずれかを選択的に生成可能な例えば駆
動部などの駆動手段と、１ライン読取期間における発光
量が外部から指示される読取密度に応じた所定の発光量
となるよう光源の発光を制御する光源制御回路などの光
源制御手段とを具備したので、ごく簡易な構成でありな
がら、ＣＣＤラインセンサの構造上の読取密度よりも低
い読取密度に対応する適確な画信号を生成することがで
きる画像読取装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る画像読取装置の構成
を示すブロック図。

【図２】 図１中のＣＣＤラインセンサ１の具体的構成
を示す図。

【図３】 図１に示す画像読取装置の動作タイミングを
示すタイミングチャート（「モード１」時）。

【図４】 図１に示す画像読取装置中を流れる信号の波
形を示す波形図（「モード１」時）。

【図５】 図１中のＣＣＤラインセンサ１における電荷
転送動作を説明する図。

【図６】 図１に示す画像読取装置の動作タイミングを
示すタイミングチャート。（「モード２」時）

【図７】 図１に示す画像読取装置中を流れる信号の波
形を示す波形図（「モード２」時）。

【図８】 図１に示す画像読取装置の動作タイミングを
示すタイミングチャート。（「モード３」時）

【図９】 図１に示す画像読取装置中を流れる信号の波
形を示す波形図（「モード３」時）。

【符号の説明】

１…ＣＣＤラインセンサ、２…駆動部、２１…タイミン
グ発生回路、２２…ＲＳ切換回路、２３…ドライバ回
路、３…光源部、３１…光源、３２…光源制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源により原稿を照明した際の前記原稿
   からの反射光をＣＣＤラインセンサを用いて光電変換す
   ることにより、前記原稿に形成された画像の読取りを行
   う画像読取装置において、 前記ＣＣＤラインセンサを駆動するための少なくとも所
   定周波数の転送クロックとリセットパルスとを含む駆動
   信号を生成するものであり、外部から指示される読取密
   度に応じ、転送クロックと同一周波数のリセットパルス
   および転送クロックの周波数と異なる所定周波数を有す
   る少なくとも１種類のリセットパルスのいずれかを選択
   的に生成可能な駆動手段と、 １ライン読取期間における発光量が外部から指示される
   読取密度に応じた所定の発光量となるよう前記光源の発
   光を制御する光源制御手段とを具備したことを特徴とす
   る画像読取装置。
2. 【請求項２】 外部から指示される読取密度とＣＣＤラ
   インセンサの構造上の読取密度との比をｎ：１とした場
   合に、駆動手段は、電荷転送クロックの周波数の１／ｎ
   の周波数を有するリセットパルスを生成し、また光源制
   御手段は、ＣＣＤラインセンサの構造上の読取密度での
   読取を行う際の発光量の１／ｎの発光量で光源を発光さ
   せることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。