JPH04290068A - 画像読取装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿画像情報等をＣＣ
Ｄイメージセンサを用いて光学的に読み取る画像読取装
置に関して、特に、３ラインカラーイメージセンサを用
いた画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ３ラインイメージセンサは、１次
元ＣＣＤセンサを並行して３列並べ、ガラス面を順番に
Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の原色系
色フィルターで着色した縮小型センサである。

【０００３】図４に、各々の１次元ＣＣＤセンサが無着
色時に同一感度と仮定して、色フィルタで着色した場合
の入射光波長に対する相対感度を表す。これは、分光感
度特性と呼ばれ、最高感度を示す赤色系フィルタの最大
値を１として入射光波長に対する各色フィルタ付きＣＣ
Ｄの感度をグラフにしたものである。

【０００４】また図５に、昼光色蛍光灯の分光分布を示
す。分光分布は、４５０ｎｍから６００ｎｍの波長で２
つのピークをもち周囲では減衰している。このため昼光
色蛍光灯を複写機の光源として使用すると、感度は緑色
，赤色，青色の順に低くなる。その感度差は、緑色と青
色では２倍にもなる。

【０００５】よって、ＣＣＤ３ラインカラーセンサで基
準となる白色の原稿を読み込んだとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂ
のＣＣＤ出力は同じにはならない。光の３原色からいう
と白色を読み込めばＲ，Ｇ，Ｂは本来同じレベルでなけ
ればならないので、どこかでＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂの感度
差と蛍光灯の分光分布による出力レベル差を補正しなけ
ればならない。

【０００６】従来は、このＲ，Ｇ，Ｂの感度差の補正を
画像信号前処理回路で行っていた。図６に、従来例によ
るＣＣＤイメージセンサユニット６０の構成概要を示す
。９はＢチャンネル，Ｇチャンネル，Ｒチャンネルを有
するＣＣＤイメージセンサ、１２，１３，１４は低イン
ピーダンスでＣＣＤイメージセンサユニット６０から出
力するためのエミッタフォロア用トランジスタ、１５，
１６，１７は、直流カット用のコンデンサである。

【０００７】ここで、ＣＣＤイメージセンサ９の昼光色
蛍光灯に対する感度をＳｂ（青色），Ｓｇ（緑色），Ｓ
ｒ（赤色）（Ｖ／１ｘ・ｓｅｃ）のように定義してＣＣ
Ｄ面での照度をＬｃ（１ｘ），蓄積時間をｔ（ｓｅｃ）
とすれば、ＣＣＤイメージセンサユニット６０からの出
力（Ｖ）は、 Ｖｏｂ＝Ｓｂ×Ｌｃ×ｔ　　　　　　　　　（１）　　
　　　　　　青色Ｖｏｇ＝Ｓｇ×Ｌｃ×ｔ　　　　　　
　　　（２）　　　　　　　　緑色Ｖｏｒ＝Ｓｒ×Ｌｃ
×ｔ　　　　　　　　　（３）　　　　　　　　赤色と
なる。ここで蓄積時間とは、ＣＣＤイメージセンサの１
主走査分を読み出す周期のことであり、その間受光部に
電荷が蓄積される。

【０００８】図７に、従来例による画像信号前処理回路
７０の構成概要を示す。７１は、反転型増幅器，７２は
、サンプルホールド回路，７３は、直流再生回路，７４
は可変ゲイン増幅器である。また、７６は、ＡＤコンバ
ータである。ＣＣＤイメージセンサ９からの出力は、交
流結合で反転型増幅器７１に入力される。ここで適当な
ゲインと極性を反転させて、サンプルホールド回路７２
で画像信号部分がサンプルされる。サンプルホールドさ
れる前のＣＣＤイメージセンサ９の出力はリセットノイ
ズと呼ばれるＣＣＤクロック周波数の繰り返し波形にな
っている。直流再生回路７３ではＣＣＤの光シールド部
と呼ばれる、光検出部をアルミでマスクされた部分の出
力を黒レベルとしてゼロボルトに固定することで直流分
を再生している。可変ゲイン増幅器７４では光源の経時
変化や温度による変化を補正する。以上を画像信号前処
理回路７０と呼び、画像信号はＡＤコンバータ７６によ
ってデジタル値に変換される。

【０００９】図７は、１チャンネルについての説明であ
るか、３ラインカラーセンサの場合には３チャンネルに
拡張して考えればよい。しかし、３ラインカラーセンサ
からの出力は前述のように、Ｒ，Ｇ，ＢのＣＣＤ出力レ
ベルの補正を必要とする。図７は、この補正を反転型増
幅回路７１で行っている例で、反転型増幅回路７１の抵
抗７５をかえることによってフィードバックゲインを変
えている。ここで、昼光色蛍光灯に対して最大感度を示
す緑色のＣＣＤ出力で反転型増幅回路のゲインが１にな
るようにすると、青色，赤色のチャンネルの反転型増幅
回路のゲインは、 Ｇｂ＝Ｓｇ÷Ｓｂ　　　　　　　　　（４）　　　　　
　　　青色Ｇｒ＝Ｓｇ÷Ｓｒ　　　　　　　　　（５）
　　　　　　　　赤色となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、コストダウンの
ため画像信号前処理回路をアナログワンチップＩＣ化し
たいという要求がある。

【００１１】図７に示す従来の、画像信号前処理回路７
０の部分をアナログワンチップＩＣ化しようとすると、
外部抵抗７５が障害となり回路を共通化できない。その
理由としては、外部に素子を持つためにＩＣ内部の配置
，構造が制限されるからである。また、外部抵抗の材質
，あるいは配線パターンの引き回しによっては特に高速
動作の場合には、その特性を保証することはできない。

【００１２】本発明は、回路の共通化を図りつつ、Ｒ，
Ｇ，Ｂの感度差によるＣＣＤ出力レベルを補正すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願の発明は、それぞれ
が色分解された原稿画像を読み取り画素毎のアナログ画
像信号を出力する複数の電荷転送チャンネルを有するＣ
ＣＤイメージセンサ（９）およびそれぞれが電荷転送チ
ャンネルの各々の出力をトランジスタで受けて低インピ
ーダンスで出力する、複数の第１のエミッタフォロア（
１２，１３，１４）を含む画像読取手段（３０，５０）
，画像読取手段（３０，５０）が出力するアナログ画像
信号に画像処理を施す画像処理手段（４０Ｂ，４０Ｇ，
４０Ｒ）および、画像処理手段（４０Ｂ，４０Ｇ，４０
Ｒ）が出力するアナログ画像信号をデジタル画像信号に
変換するＡ／Ｄ変換手段（４５Ｂ，４５Ｇ，４５Ｒ）を
備える画像読取装置において、画像読取手段（３０，５
０）は、それぞれが複数の第１のエミッタフォロア（１
２，１３，１４）に接続されてその出力信号レベルを補
正する、前記電荷転送チャンネル間の感度差を補正する
ための複数の補正手段（１８〜２０，Ｒｂａ〜Ｒｂｅ，
Ｒｇａ〜Ｒｇｅ，Ｒｒａ〜Ｒｒｅ）を更に備える。

【００１４】なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述
する実施例の対応要素又は対応事項を示す。

【００１５】

【作用】本願の発明によれば、複数の電荷転送チャンネ
ルを有するＣＣＤイメージセンサ（９）および複数の第
１のエミッタフォロア（１２，１３，１４）を含む画像
読取手段（３０，５０）に、各々の電荷転送チャンネル
間の感度差による出力信号レベルの不揃いを補正する補
正手段（１８〜２０，Ｒｂａ〜Ｒｂｅ，Ｒｇａ〜Ｒｇｅ
，Ｒｒａ〜Ｒｒｅ）をもたせたので、従来のように画像
処理手段（４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ）に抵抗を外付けし
アンプゲインを変えることにより補正を行う必要はない
。

【００１６】したがって、それ以降の回路すなわち画像
処理手段（４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ）を例えば、アナロ
グワンチップＩＣ化した場合に、各チャンネルの共通化
を図れる。これによりコストダウンとなる。また、アナ
ログワンチップＩＣ化しない場合にも回路を共通化しう
る。

【００１７】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１８】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の、画像読取装置
１００の構成概略を示す。カラースキャナの場合、基本
的にはＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の
３色に対応する３つの電荷転送チャンネルをもつＣＣＤ
イメージセンサ９を備える。読み取り原稿を載置するた
めのコンタクトガラス１は、光源２ａ，２ｂによって照
射され読み取り原稿の画像面からの反射光は、ミラー３
，４，５，６，７およびレンズ８を介してＣＣＤイメ−
ジセンサ９の受光面にそれぞれ結像される。また、光源
２ａ，２ｂおよびミラー３はコンタクトガラス１と平行
に副走査方向（図１の左右方向）に移動する走行体１０
に搭載され、ミラー４，５はその走行体１０に連動して
１／２の速度で副走査方向に移動する走行体１１に搭載
されており、光学系が移動することで読み取り原稿の画
像面が副走査方向に走査される。主走査方向（図１の紙
面の表から裏への方向）の走査は、ＣＣＤイメージセン
サ９の固体走査によって行なわれる。このように原稿画
像はＣＣＤイメージセンサ９によって１次元的に読み取
られ、光学系が移動することで原稿全面が走査される。

【００１９】図２に、画像読取装置１００の電気回路の
構成概要を示す。なお、図６に示した回路と同一部分に
は、同一符号を記す。ＣＣＤイメージセンサユニット３
０の回路において、青色１チャンネル分について説明す
る。１２は抵抗Ｒｂａ，Ｒｂｂをエミッタ抵抗とするト
ランジスタ回路であり第１のエミッタフォロアを構成し
ている。抵抗Ｒｂａ，Ｒｂｂは分圧回路を構成しており
、分圧された電圧は第２のエミッタフォロアの入力とな
り、出力は直流カットコンデンサ１５を通して低インピ
ーダンスで出力される。なお、緑色チャンネル，赤色チ
ャンネルについても同様に動作する。この回路の目的は
、Ｒ，Ｇ，ＢのＣＣＤ出力レベルの差を補正して出力す
ることにあるから、ＣＣＤイメージセンサユニット出力
がＶｏｂ＝Ｖｏｇ＝Ｖｏｒとなるように各色の分圧比を
決定する。今、ＣＣＤ３ラインイメージセンサの昼光色
蛍光灯に対する感度をＳｂ（青色），Ｓｇ（緑色），Ｓ
ｒ（赤色）とし、ＣＣＤ面での照度をＬｃ（１ｘ），蓄
積時間をｔ（ｓｅｃ）とすれば、ＣＣＤイメージセンサ
からの出力（Ｖ）は、 Ｖｂ＝Ｓｂ×Ｌｃ×ｔ　　　　　　　　　（６）　　　
　　　　　青色Ｖｇ＝Ｓｇ×Ｌｃ×ｔ　　　　　　　　
　（７）　　　　　　　　緑色Ｖｒ＝Ｓｒ×Ｌｃ×ｔ　
　　　　　　　　（８）　　　　　　　　赤色となる。 ＣＣＤイメージセンサユニット３０からの出力（Ｖ）は
第１のエミッタフォロアで分圧されて次のようになる。

【００２０】 　　Ｖｏｂ＝Ｖｂ×Ｒｂｂ÷（Ｒｂａ＋Ｒｂｂ）　　　
　　　　　　（９）　　　　　　　　青色　　Ｖｏｇ＝
Ｖｇ×Ｒｇｂ÷（Ｒｇａ＋Ｒｇｂ）　　　　　　　　　
（１０）　　　　　　緑色　　Ｖｏｒ＝Ｖｒ×Ｒｒｂ÷
（Ｒｒａ＋Ｒｒｂ）　　　　　　　　　（１１）　　　
　　　赤色ここで、感度が最も小さい青色のＣＣＤ出力
を分圧比１／１で出力することにすると、 　　Ｒｂｂ÷（Ｒｂａ＋Ｒｂｂ）＝１　　　　　　　　
　（１２）　　　　　　青色　　Ｒｇｂ÷（Ｒｇａ＋Ｒ
ｇｂ）＝Ｓｂ÷Ｓｇ　（１３）　　　　　　緑色　　Ｒ
ｒｂ÷（Ｒｒａ＋Ｒｒｂ）＝Ｓｂ÷Ｓｒ　（１４）　　
　　　　赤色のように分圧比を決めれば良い。このよう
にすればＣＣＤイメージセンサユニット３０からの出力
はＲ，Ｇ，Ｂの感度差を補正されて同じ電圧レベルで出
力されて、それぞれ画像信号前処理回路４０Ｂ，４０Ｇ
，４０Ｒで処理が施された後、ＡＤコンバータ４５Ｂ，
４５Ｇ，４５Ｒによりデジタルデータに変換される。

【００２１】画像信号前処理回路４０Ｂ，４０Ｇ，４０
Ｒでの処理内容は、図７に示した回路による処理とほぼ
同様であるが、画像信号前処理回路４０Ｂ，４０Ｇ，４
０Ｒの反転型増幅回路４１は、図７で示したような外部
抵抗７５を有していないため画像信号前処理回路４０Ｂ
，４０Ｇ，４０Ｒを容易にアナログワンチップＩＣ化す
ることができる。

【００２２】図３に、もう一つの実施例の、画像読取装
置１００の電気回路の構成概要を示す。この回路は、図
２に示した電気回路のＣＣＤイメージセンサユニット３
０をＣＣＤイメージセンサユニット５０に替えたもので
ある。ＣＣＤイメージセンサユニット５０において、青
色１チャンネル分について説明する。１２はＲｂｅをコ
レクタ抵抗、Ｒｂｃ，Ｒｂｄをエミッタ抵抗とするトラ
ンジスタアンプである。抵抗Ｒｂｄは直流的なオフセッ
トレベルを決め、抵抗Ｒｂｃは交流ゲインを決める。 今、ＲｂｄとＲｂｃの並列抵抗値をＲｂｆとすると、第
１のトランジスタによるアンプのゲインは、Ｇｂ＝Ｒｂ
ｅ÷Ｒｂｆ　　　　　　　　（１５）　　　　　　青色
ただし、Ｒｂｆ＝Ｒｂｃ×Ｒｂｄ÷（Ｒｂｃ＋Ｒｂｄ）
で表される。１８は、第１のトランジスタの反転出力を
入力とするエミッタフォロア回路を構成している。エミ
ッタフォロア回路１８の出力は直流カットコンデンサ１
５を通して低インピーダンスで出力される。緑色チャン
ネル，赤色チャンネルについても同様に動作する。この
回路においてもＲ，Ｇ，ＢのＣＣＤ出力レベルの差を補
正するための第１のトランジスタの反転アンプの抵抗値
を求める。ＣＣＤイメージセンサからの出力は図２の場
合と同じように（６），（７），（８）式で表される。 また、トランジスタアンプ１３，１４によるゲインは青
色の場合と同様に、 Ｇｇ＝Ｒｇｅ÷Ｒｇｆ　　　　　　　　（１６）　　　
　　　緑色ただし、Ｒｇｆ＝Ｒｇｃ×Ｒｇｄ÷（Ｒｇｃ
＋Ｒｇｄ）Ｇｒ＝Ｒｒｅ÷Ｒｒｆ　　　　　　　　（１
７）　　　　　　赤色ただし、Ｒｒｆ＝Ｒｒｃ×Ｒｒｄ
÷（Ｒｒｃ＋Ｒｒｄ）で表される。すなわち、ＣＣＤイ
メージセンサユニット５０からの出力（Ｖ）は第１のト
ランジスタアンプで増幅されて次のようになる。

【００２３】 　　Ｖｏｂ＝Ｖｂ×Ｒｂｅ÷Ｒｂｆ　　　　　　　　　
（１８）　　　　　　青色　　Ｖｏｇ＝Ｖｇ×Ｒｇｅ÷
Ｒｇｆ　　　　　　　　　（１９）　　　　　　緑色　
　Ｖｏｒ＝Ｖｒ×Ｒｒｅ÷Ｒｒｆ　　　　　　　　　（
２０）　　　　　　赤色ここで、感度が最も大きい緑色
のＣＣＤ出力をゲイン１倍で出力することにすると、 Ｒｂｅ÷Ｒｂｆ＝Ｓｇ÷Ｓｂ　（２１）　　　　　　青
色Ｒｇａ÷Ｒｇｂ＝１　　　　　　　　　（２２）　　
　　　　緑色Ｒｒａ÷Ｒｒｂ＝Ｓｇ÷Ｓｒ　（２３）　
　　　　　赤色のように抵抗値を決めてゲインを設定す
れば良い。このようにすればＣＣＤイメージセンサユニ
ットからの出力はＲ，Ｇ，Ｂの感度差を補正されて同じ
電圧レベルで出力される。その後、図２に示したと同様
な画像信号前処理回路４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒで処理が
施された後、ＡＤコンバータ４５Ｂ，４５Ｇ，４５Ｒに
よりデジタルデータに変換される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本願の発明によれば
、画像読取手段（３０，５０）に、各々の電荷転送チャ
ンネル間の感度差による出力信号レベルの不揃いを補正
する補正手段（１８〜２０，Ｒｂａ〜Ｒｂｅ，Ｒｇａ〜
Ｒｇｅ，Ｒｒａ〜Ｒｒｅ）をもたせたので、それ以降の
回路すなわち画像処理手段（４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ）
を例えば、アナログワンチップＩＣ化した場合に、各チ
ャンネルの共通化を図れる。これによりコストダウンと
なる。また、アナログワンチップＩＣ化しない場合にも
回路を共通化しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の構成概要を示す側面図
である。

【図２】　　図１に示す画像読取装置１００の電気回路
の構成概要を示すブロック図である。

【図３】　　図１に示す画像読取装置１００の、もう一
つの、電気回路の構成概要を示すブロック図である。

【図４】　　ＣＣＤの分光感度特性を示すグラフである
。

【図５】　　蛍光灯の分光分布特性を示すグラフである
。

【図６】　　従来例の、ＣＣＤイメージセンサユニット
６０の構成概要を示すブロック図である。

【図７】　　従来例の、画像信号前処理回路７０の構成
概要を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：コンタクトガラス　　　　　　　　　　２ａ，２ｂ
：光源３，４，５，６，７：ミラー　　　　　　　　　
　　　８：結像レンズ ９：ＣＣＤイメ−ジセンサ（ＣＣＤイメ−ジセンサ）１
０，１１：走行体 １２，１３，１４：トランジスタ回路（第１のエミッタ
フォロア） １５，１６，１７：直流カットコンデンサ１８，１９，
２０：エミッタフォロア回路（補正手段）３０，５０：
ＣＣＤイメージセンサユニット（画像読取手段） ４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ：画像信号前処理回路（画像処
理手段） ４５Ｂ，４５Ｇ，４５Ｒ：ＡＤコンバータ（Ａ／Ｄ変換
手段） １００：画像読取装置 Ｒｂａ〜Ｒｂｅ，Ｒｇａ〜Ｒｇｅ，Ｒｒａ〜Ｒｒｅ：抵
抗（補正手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが色分解された原稿画像を読み取
   り画素毎のアナログ画像信号を出力する複数の電荷転送
   チャンネルを有するＣＣＤイメージセンサおよびそれぞ
   れが前記電荷転送チャンネルの各々の出力をトランジス
   タで受けて低インピーダンスで出力する、複数の第１の
   エミッタフォロアを含む画像読取手段；該画像読取手段
   が出力するアナログ画像信号に画像処理を施す画像処理
   手段；および、該画像処理手段が出力するアナログ画像
   信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段；を
   備える画像読取装置において、前記画像読取手段は、そ
   れぞれが複数の第１のエミッタフォロアに接続されてそ
   の出力信号レベルを補正する、電荷転送チャンネル間の
   感度差を補正するための複数の補正手段を更に備えるこ
   とを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】前記補正手段は、前記第１のエミッタフォ
   ロアの出力を前記電荷転送チャンネル間の感度差に対応
   する抵抗で分圧する分圧回路；および、分圧された出力
   を受けて低インピーダンスで出力する、第２のエミッタ
   フォロア；でなる前記請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】前記補正手段は、前記第１のエミッタフォ
   ロアの出力を前記電荷転送チャンネル間の感度差に対応
   する増幅率で増幅する増幅回路；および、増幅された出
   力を受けて低インピーダンスで出力する、第２のエミッ
   タフォロア；でなる前記請求項１記載の画像読取装置。