JPH0456461A - Image reader - Google Patents

Image reader

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JPH0456461A
JPH0456461A JP2166488A JP16648890A JPH0456461A JP H0456461 A JPH0456461 A JP H0456461A JP 2166488 A JP2166488 A JP 2166488A JP 16648890 A JP16648890 A JP 16648890A JP H0456461 A JPH0456461 A JP H0456461A
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JP
Japan
Prior art keywords
sub
line
scanning
scanning direction
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP2166488A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadakuni Narabe
忠邦 奈良部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To practically prolong time for photodetection and to improve sensitivity by line-shifting signal charges accumulated in the photodetectors of respective lines in a sub-scanning direction for each sub-scanning cycle by using an area image sensor having plural lines. CONSTITUTION:This device is composed of an area image sensor 1 arranging a plural number (N) of lines in the sub-scanning direction while arranging plural photodetectors 2 in a main scanning direction. In each sub-scanning cycle, signals are read out by a shift register 3, the signal chargers photodetected by the respective photodetectors 2 are line-shifted in the sub-scanning direction and signals are read out by the shift register 3. Therefore, since optical signals are photodetected N times from the same place while signal charges are transferred from the N-th line to the first line, time for photodetection is practically made N times and accordingly, the sensitivity of the image reader can be made N times.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be described in the following order.

A、産業上の利用分野 B1発明の概要 C0従来技術 り0発明が解決しようとする問題点 (A、産業上の利用分野) 本発明はイメージリーダ、特に高い感度を得ることがで
きるイメージリーダに関する。
A. Field of industrial application B1 Overview of the invention C0 Prior art Problems to be solved by the invention (A. Field of industrial application) The present invention relates to an image reader, particularly an image reader that can obtain high sensitivity. .

(B、発明の概要) 本発明は、イメージリーダにおいて、 感度を高めるため、 イメージセンサとしてラインセンサではなく複数本(N
本、但しNは正の整数)のラインを有したエリアイメー
ジセンサを用い、 副走査周期毎に各ラインの受光素子に蓄積された信号電
荷を副走査方向にラインシフトさせるようにしたもので
ある。
(B. Summary of the Invention) The present invention uses a plurality of image sensors (N
This system uses an area image sensor with lines (N is a positive integer), and shifts the signal charges accumulated in the light receiving elements of each line in the sub-scanning direction every sub-scanning period. .

(C,従来技術) 複写機、ファクシミリ等にはイメージリーダが不可欠で
あるが、複写機、ファクシミリ等に従来用いられていた
イメージリーダは、リニアセンサからなるものであった
。即ち、主走査方向にリニアセンサを配置し、該リニア
センサによって1ラインの画像を検出し、副走査方向に
被写体とリニアセンサとの相対的位置関係を移動すると
いうことを繰返すことによって行うようにしたものであ
った。
(C, Prior Art) Image readers are essential for copying machines, facsimile machines, etc., and the image readers conventionally used for copying machines, facsimiles, etc. are composed of linear sensors. That is, by repeatedly arranging a linear sensor in the main scanning direction, detecting one line of image with the linear sensor, and moving the relative positional relationship between the subject and the linear sensor in the sub-scanning direction. That's what I did.

しかしながら、イメージリーダとしてリニアセンサを用
いていたのでイメージリーダの感度を高めることが難し
かった。というのは、リニアセンサを用いたイメージリ
ーダの受光時間は最大でも副走査周期、即ち1ラインの
走査期間になるに過ぎないからである。
However, since a linear sensor was used as the image reader, it was difficult to increase the sensitivity of the image reader. This is because the light receiving time of an image reader using a linear sensor is only a sub-scanning period, that is, one line scanning period at most.

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、受光時間を実質的に長くすることにより感度を高
めることを目的とする。
The present invention has been made to solve these problems, and aims to increase sensitivity by substantially lengthening the light reception time.

(D、発明が解決しようとする問題点)ところで、複写
機、ファクシミリ等において小型化、ポータプル化が要
請されるに至っており、そのため光源の小型化、小電力
化が要求されている。そして、光源の小型化、小電力化
に応えるためには光源の光量が少なくなることを許容し
なければならなくなる。従って、光源の光量が少な(で
もイメージを読み取ることができるようにすることが必
要であり、そのためにはイメージリーダの感度を高める
ことが必要となる。
(D. Problems to be Solved by the Invention) Incidentally, copying machines, facsimile machines, etc. are required to be made smaller and portable, and accordingly, light sources are required to be made smaller and have lower power consumption. In order to respond to the miniaturization and reduction in power consumption of light sources, it is necessary to accept a reduction in the amount of light from the light sources. Therefore, it is necessary to be able to read images even when the amount of light from the light source is small, and for this purpose it is necessary to increase the sensitivity of the image reader.

(E、問題点を解決するための手段) 本発明イメージリーグは上記問題点を解決するため、イ
メージセンサとしてラインセンサではな(複数本(N本
、但しNは正の整数)のラインを有したエリアイメージ
センサを用い、 副走査周期毎に各ラインの受光素子に蓄積された信号電
荷を副走査方向にラインシフトさせるようにしたことを
特徴とする。
(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the image league of the present invention is not a line sensor as an image sensor, but has a plurality of lines (N lines, where N is a positive integer). The present invention is characterized in that the signal charges accumulated in the light-receiving elements of each line are line-shifted in the sub-scanning direction every sub-scanning period.

(F、作用) 本発明イメージリーダによれば、イメージセンサとして
エリアイメージセンサを用い、1回副走査する毎に信号
電荷を副走査方向にラインシフトするので、信号電荷が
第1番目のラインから第N番目のラインに転送される間
に同じ場所からの光信号をN回受光することになる。従
って、受光時間が実質的にN倍になり、延いてはイメー
ジリーダの感度をN倍にすることができる。但し、これ
は副走査によって1ラインずつラインシフトした場合を
前提としており、若し副走査ピッチが2ラインの場合に
は感度がN/2になり、3ラインの場合には感度がN/
3になる。
(F. Effect) According to the image reader of the present invention, an area image sensor is used as the image sensor, and the signal charges are line-shifted in the sub-scanning direction every time sub-scanning is performed, so that the signal charges are shifted from the first line to the sub-scanning direction. An optical signal from the same location is received N times while being transferred to the Nth line. Therefore, the light reception time is substantially increased by N times, and the sensitivity of the image reader can be increased by N times. However, this assumes that the line is shifted one line at a time by sub-scanning; if the sub-scanning pitch is 2 lines, the sensitivity will be N/2, and if it is 3 lines, the sensitivity will be N/2.
It becomes 3.

(G、実施例)[第1図、第2図] 以下、本発明イメージリーダを図示実施例に従って詳細
に説明する。
(G. Embodiment) [FIGS. 1 and 2] The image reader of the present invention will be described in detail below according to the illustrated embodiment.

第1図は本発明イメージリーグの一つの実施例を示す平
面図である。lはエリアイメージセンサで、CCDから
なり、2.2、・・・は受光素子であり、主走査方向に
並べられたM個の受光素子によって1ラインが構成され
、そして、ラインがN本副走査方向に並べられている。
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the image league of the present invention. 1 is an area image sensor consisting of a CCD, 2, 2,... are light receiving elements, one line is composed of M light receiving elements arranged in the main scanning direction, and the line has N sub-lines. They are arranged in the scanning direction.

即ち、受光素子がMXN個設けられている。尚、本明細
書においては、ラインNの受光素子を、左側のものから
順番に次のように座標で表わすこととする。
That is, MXN light receiving elements are provided. In this specification, the light-receiving elements of line N will be expressed in the following coordinates in order from the one on the left.

M、N、M−1,N、M−2,N・・・1.N。M, N, M-1, N, M-2, N...1. N.

ラインN−1の受光素子を同じ<M、N−1、M−1,
N−1、M−2,N−1・・・l、N−1と表わす。他
のラインについても同様に受光素子2を座標で表わす。
The light receiving elements of line N-1 are the same <M, N-1, M-1,
Represented as N-1, M-2, N-1...l, N-1. Regarding other lines, the light receiving elements 2 are similarly expressed by coordinates.

3はライン1の下側に配置されたMビットのシフトレジ
スタで、該シフトレジスタ3の出力信号が画像信号とし
て処理される。
3 is an M-bit shift register arranged below line 1, and the output signal of this shift register 3 is processed as an image signal.

次に、動作を第2図(A)乃至(D)に従って説明する
。同図(A)乃至(D)はそれぞれ左側の部分がエリア
イメージセンサを示し、右側の部分が各受光素子2によ
り検出される被検出点を示す。
Next, the operation will be explained according to FIGS. 2(A) to 2(D). In each of the figures (A) to (D), the left part shows the area image sensor, and the right part shows the detected point detected by each light receiving element 2.

同図(A)に示す状態では、主走査方向に並んだ被検出
点M、a、M−1,a、M−2,a、・・・1、aはラ
インNの各受光素子M、N、M−1゜N、M−2,N、
・・・1.Nによって受光される。
In the state shown in FIG. 5A, the detection points M, a, M-1, a, M-2, a, . . . 1, a arranged in the main scanning direction are the light receiving elements M, N, M-1゜N, M-2, N,
...1. The light is received by N.

また、被検出点M、b、M−1,b、M−2b、・・・
1.bはラインN−1の各受光素子M、N−1、M−1
,N−1、M−2,N−1、・・・1.N−1によって
受光される。また、被検出点M、C,M−1,c、M−
2,c、−1,cはラインN−2の各受光素子M、N−
2、M−1,N−2、M−2,N−2、・・・1. N
−2によって受光される。
Also, the detected points M, b, M-1, b, M-2b,...
1. b is each light receiving element M, N-1, M-1 of line N-1
, N-1, M-2, N-1,...1. The light is received by N-1. Also, the detected points M, C, M-1, c, M-
2, c, -1, c are the respective light receiving elements M, N- of line N-2.
2, M-1, N-2, M-2, N-2,...1. N
-2 is received.

そして、このイメージリーグは、副走査周期毎に、シフ
トレジスタ3による信号の読み出しと、各受光素子にお
いて受光した信号電荷の副走査方向へのラインシフトと
、シフトレジスタ3による信号の読み出しとを行う。こ
のラインシフトと副走査とは同期して行われる。これが
イメージリーグの基本的動作である。
Then, in each sub-scanning period, this image league performs signal readout by the shift register 3, line shift of the signal charge received by each light receiving element in the sub-scanning direction, and signal readout by the shift register 3. . This line shift and sub-scanning are performed synchronously. This is the basic operation of Image League.

第2図(B)は第2図(A)に示す状態から1副走査周
期経過した後における状態を示す。ところで、主走査方
向に並んだ被検出点M、a、M−1,a、M−2,a、
・−・1.aは1回の副走査によって今度はラインN−
1の各受光素子MN−1,M−1,N−1、M−2,N
−1、・・・1、N−1によって受光されることになる
FIG. 2(B) shows the state after one sub-scanning period has elapsed from the state shown in FIG. 2(A). By the way, the detected points M, a, M-1, a, M-2, a, arranged in the main scanning direction are
・-・1. a is now line N- by one sub-scanning
1 each of the light receiving elements MN-1, M-1, N-1, M-2, N
-1, . . . 1, N-1 will be received.

方、このラインN−1の各受光素子M、N−1、M−I
  N−1、M−2N−1、・・・1.N−1にはライ
ンシフトによりラインNの各受光素子M、N、M−1,
N、M−2,N、・・・1.N(これは前の副走査周期
において被検出点M、a、M−1,a、M−2,a、−
1,aからの光を受光した受光素子)で受光されて生じ
た信号電荷が転送されてきているのである。従って、第
2図(B)に示す副走査の終了時点ではラインN−1の
受光素子には被検出点M、a、M−1゜a、M−2,a
、・・・1.aからの1回の副走査周期で受光できる光
の2倍の量の信号電荷が蓄積されることになる。
On the other hand, each light receiving element M, N-1, M-I of this line N-1
N-1, M-2N-1,...1. Each light receiving element M, N, M-1, of line N is connected to N-1 by line shift.
N, M-2, N,...1. N (This is the detected points M, a, M-1, a, M-2, a, - in the previous sub-scanning period.
The signal charges generated by the light received by the light receiving element 1 and a are being transferred. Therefore, at the end of the sub-scanning shown in FIG.
,...1. This means that twice the amount of signal charge is accumulated as the amount of light that can be received in one sub-scanning cycle from a.

第2図(C)は更に次の副走査周期における状態を示す
。この状態では、被検出点M、a、M−1,a、M−2
,a、・・・1.aからの光はう?ンN−2の受光素子
M、N−2、 M−1,N−2、M−2,N−2、・・弓、N−2よっ
て受光されるが、このラインN−2の受光素子M、N−
2、M−1,N−2 M−2,N−2、・・・1.N−2にはラインN−1の
各受光素子M、N−1、M−1,N−1、M−2,N−
1、・・・1.N−1から信号電荷が転送されてきてお
り、この転送されてきた信号電荷に改めて本副走査周期
でこのラインN−2の各受光素子M、N−2、M−1,
N−2、 M−2,N−2、・・・1.N−2が受光して得た信号
電荷が加算されるのである。
FIG. 2(C) further shows the state in the next sub-scanning period. In this state, the detected points M, a, M-1, a, M-2
,a,...1. Is there light from a? The light receiving elements M, N-2, M-1, N-2, M-2, N-2,... of the line N-2 are received by the bow, N-2, but the light receiving elements of this line N-2 M, N-
2, M-1, N-2 M-2, N-2,...1. N-2 has each light receiving element M, N-1, M-1, N-1, M-2, N- of line N-1.
1,...1. A signal charge has been transferred from N-1, and the transferred signal charge is applied to each light receiving element M, N-2, M-1,
N-2, M-2, N-2,...1. The signal charge obtained by receiving light from N-2 is added.

そして、第2図(D)に示すように、被検出点M、a、
M−1,a%M−2,a、−A、aからの光がライン1
の受光素子M、1、M−1,1、M−2,l・・・1.
1によって受光された状態になると、そのライン1の受
光素子M、1、M−1,1、M−2,1・・・1.1に
はライン2(図示しない)から転送されてきた信号電荷
が存在しているところに更に本副走査周期で被検出点M
、a、M−1,a、M−2,a、−1,aから受光した
信号電荷が加算される。従って、本副走査周期が終了し
た時点でライン1の受光素子M、1、M−1,1、M−
2,1・・・l、1に蓄えられた信号電荷の電荷量は、
被検出点M、a、M−1,a、M−2,a、・・・1.
aから1副走査周期の間に受光した信号電荷の量のN倍
になる。
Then, as shown in FIG. 2(D), the detected points M, a,
M-1, a% M-2, a, -A, light from a is line 1
The light receiving elements M, 1, M-1, 1, M-2, l...1.
When light is received by line 1, the light receiving element M, 1, M-1, 1, M-2, 1...1.1 of line 1 receives a signal transferred from line 2 (not shown). The detection point M is further detected in the main sub-scanning period where the charge is present.
, a, M-1, a, M-2, a, -1, a are added together. Therefore, at the end of the main scanning period, the light receiving elements of line 1 M, 1, M-1, 1, M-
The amount of signal charge stored in 2,1...l,1 is
Detected points M, a, M-1, a, M-2, a, . . . 1.
It is N times the amount of signal charge received during one sub-scanning period from a.

そして、このライン1の受光素子M、1、M−1,1、
M−2,1・・・1.1に蓄積された信号電荷は次の信
号電荷においてシフトレジスタ3ヘラインシフトされ、
次いでシフトレジスタ3によって1ビツトずつ読み出さ
れる。この読み出しは、勿論1副走査期間内に行われる
Then, the light receiving elements M, 1, M-1, 1, of this line 1,
The signal charges accumulated in M-2, 1...1.1 are line-shifted to the shift register 3 in the next signal charge,
Then, the bits are read out one by one by the shift register 3. This readout is of course performed within one sub-scanning period.

従って、最終的に得られる1ラインの画素信号Qm、o
は下記の式で表わされる。
Therefore, one line of pixel signals Qm,o finally obtained
is expressed by the following formula.

Qm、OdQm、i ルづ 但し、1≦m≦M 副走査周期とエリアイメージセンサのラインシフト周期
は同期しているので Qm、i =Qm  但し、i=1.Nとなる。
Qm, OdQm, i However, 1≦m≦M Since the sub-scanning period and the line shift period of the area image sensor are synchronized, Qm, i =Qm However, i=1. It becomes N.

従って、Qm、o=NQmとなる。Therefore, Qm,o=NQm.

これはとりも直さず感度がN倍となることを意味する。This simply means that the sensitivity is increased by N times.

第2図(A)乃至(D)によって主走査方向に並んだ被
検8点M、a、M−1,a M−2a、・・・1.aからの1ライン分の信号電荷に
着目して動作の説明をしたが、どのラインの信号電荷に
ついても上述したことがいえるのである。
Eight test points M, a, M-1, a M-2a, . . . 1, lined up in the main scanning direction as shown in FIGS. Although the operation has been explained by focusing on the signal charges of one line from a, the above-mentioned can be said about the signal charges of any line.

尚、エリアイメージセンサ上における1回当りの副走査
量(副走査ピッチ)が例えば2ラインあるいは3ライン
というようになる場合もあり得る。というのは、レンズ
等の光学系及び副走査と、エリアイメージセンサの寸法
とのからみによってはlラインずつ副走査することがで
きない場合もあるからである。このような場合にも本発
明を適用することができることはいうまでもない。但し
、この場合は、イメージセンサの感度はライン数N/副
走査ピッチとなる。
Note that the amount of sub-scanning (sub-scanning pitch) per time on the area image sensor may be, for example, two or three lines. This is because it may not be possible to perform sub-scanning one line at a time depending on the relationship between the optical system such as a lens, sub-scanning, and the dimensions of the area image sensor. It goes without saying that the present invention can be applied to such cases as well. However, in this case, the sensitivity of the image sensor is the number of lines N/sub-scanning pitch.

(H,発明の効果) 以上に述べたように、本発明イメージリーダは、受光素
子を複数個一方向(主走査方向)に配設したラインを複
数本(N本)副走査方向に並べたエリアイメージセンサ
からなり、副走査周期毎に上記各ラインの受光素子に蓄
積された信号電荷を副走査方向にラインシフトさせるよ
うにしたことを特徴とするものである。
(H, Effect of the invention) As described above, the image reader of the present invention has a plurality of lines (N lines) in which a plurality of light receiving elements are arranged in one direction (main scanning direction) arranged in the sub scanning direction. It consists of an area image sensor, and is characterized in that the signal charges accumulated in the light receiving elements of each line are line-shifted in the sub-scanning direction every sub-scanning period.

従って、本発明イメージリーダによれば、イメージセン
サとしてエリアイメージセンサを用い、1回副走査する
毎に信号電荷を副走査方向にラインシフトするので、信
号電荷が第N番目のラインから第1番目のラインに転送
される間に同じ場所からの光信号をN回受光することに
なる。
Therefore, according to the image reader of the present invention, an area image sensor is used as the image sensor, and the signal charge is line-shifted in the sub-scanning direction every time sub-scanning is performed, so that the signal charge is shifted from the Nth line to the first line. The optical signal from the same location is received N times while being transferred to the same line.

従って、受光時間が実質的にN倍になり、延いてはイメ
ージリーダの感度をN倍にすることができる。
Therefore, the light reception time is substantially increased by N times, and the sensitivity of the image reader can be increased by N times.

但し、1ライン置きに副走査する場合(副走査ピッチが
2ラインの場合)には感度はN/2.2ライン置きに副
走査する場合(副走査ピッチが3ラインの場合)にはN
/3になる。
However, when sub-scanning every other line (when the sub-scanning pitch is 2 lines), the sensitivity is N/2. When sub-scanning every 2 lines (when the sub-scanning pitch is 3 lines), the sensitivity is N/2.
/3.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本発明イメージリーダの一つの実施例
を説明するためのもので、第1図はエリアイメージセン
サの平面図、第2図(A)乃至(D)は動作説明図であ
る。 エリアイメージセンサ 受光素子 一一◆主走査方向 符号の説明 1・・・エリアイメージセンサ、 2・・・受光素子、 3・・・シフトレジスタ。 平面図 第1図 −一ゆla−礪p恒 −一ゆ一一欅欠署 一一◆i輌嶺投復 一−◆ai4J−11にニー[ir
Figures 1 and 2 are for explaining one embodiment of the image reader of the present invention. Figure 1 is a plan view of the area image sensor, and Figures 2 (A) to (D) are operation explanatory diagrams. It is. Area image sensor light-receiving element 11◆Explanation of main scanning direction code 1... Area image sensor, 2... Light-receiving element, 3... Shift register. Plan view Fig. 1 - Ichiyura - 礪p kang - Ichiyu 11 Keyaki missing station 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)受光素子を複数個一方向に配設したラインを複数
本副走査方向に並べたエリアイメージセンサからなり、 副走査周期毎に上記各ラインの受光素子に蓄積された信
号電荷を副走査方向にラインシフトさせるようにした ことを特徴とするイメージリーダ
(1) Consists of an area image sensor in which multiple lines of light-receiving elements arranged in one direction are arranged in the sub-scanning direction, and the signal charge accumulated in the light-receiving elements of each line is scanned in each sub-scanning period. An image reader characterized by a line shift in the direction
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