(57)【要約】【課題】  安定したＭＴＦ特性を確保することが可能となり、読み取り画像の解像度劣化を防ぎ、常に安定した画像を得る画像読み取り装置を提供すること。【解決手段】  撮像素子として電荷結合素子１２を使用する画像読み取り装置において、前記電荷結合素子１２を構成する電荷結合素子チップ反りを抑制する制御手段として圧電素子１１を利用する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子として電荷結合素子を使用する画像読み取り装置において、前記電荷結合素子を構成する電荷結合素子チップの反りを抑制する圧電素子が設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを実装し、前記圧電素子が長手方向に膨張可能であることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを実装し、前記圧電素子が光軸方向に膨張可能であることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを内蔵した電荷結合素子パッケージを実装し、前記圧電素子が長手方向に膨張可能であることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを内蔵した電荷結合素子パッケージを実装し、前記圧電素子が光軸方向に膨張可能であることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
不揮発性メモリを備え、前記不揮発性メモリに最適なＭＴＦ特性を確保可能な位置となるように調整制御を行ったデータを蓄積し、前記データに基づいて前記圧電素子の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
ＭＴＦ特性調整用チャートを配置し、該ＭＴＦ特性調整用チャートチャートを用いて最適なＭＴＦ特性が確保可能な位置になるように前記圧電素子の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子として電荷結合素子（以下、ＣＣＤと記載する）を使用する、特にファクシミリ、スキャナ、複合機などの画像読み取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＣＤ実装基板の反りの影響やＣＣＤ自体の発熱及び定着部からの熱などにより、ＣＣＤチップ自体が反ってしまう現象が発生することは知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
また、ＣＣＤは、近年、低コスト化のために従来のセラミックパッケージからプラスチックパッケージへの移行が進んできている。しかし、プラスチックパッケージは強度が弱いことから、上述したようなＣＣＤ実装基板の反りの影響やＣＣＤ自体の発熱及び定着部からの熱などにより、ＣＣＤチップ自体が反ってしまう現象が発生する。
図１８はＣＣＤが反った状態を示す概略図である。図１９はＣＣＤが反った状態でのＣＣＤ端部におけるＭＴＦ特性と中央部におけるＭＴＦ特性を示す特性図である。図１８にはレンズ７、ＣＣＤ８、及びＣＣＤ基板９が示してあり、図示のごとくＣＣＤ８は中央部で反っている。
斯かる反った状態により、ＭＴＦ特性は、図１９のように、ＣＣＤ端部でのＭＴＦ特性に比べ、中央部でのＭＴＦは本来の焦点位置からずれ、ＭＴＦ特性が劣化することになり、読み取り画像中央部の解像度劣化が発生し、画像クレームの原因となることが懸念される。また、ＣＣＤ８自体も画素サイズが小さくなる傾向にあることから、この反りの影響は大きい。
【特許文献１】特許第２９００６１４号
【特許文献２】特許第３４１２１３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている技術では、ＣＣＤ自体の反りなどへの対応が困難であるため、安定したＭＴＦ特性を確保することができず、読み取り画像の解像度劣化を招くという問題点があった。
そこで、本発明の目的は上述した実情を考慮して、安定したＭＴＦ特性を確保することが可能となり、読み取り画像の解像度劣化を防ぎ、常に安定した画像を得る画像読み取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像素子として電荷結合素子を使用する画像読み取り装置において、前記電荷結合素子を構成する電荷結合素子チップの反りを抑制する圧電素子が設けられていることを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを実装し、前記圧電素子は長手方向に膨張可能である請求項１記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを実装し、前記圧電素子は光軸方向に膨張可能である請求項１記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを内蔵した電荷結合素子パッケージを実装し、前記圧電素子が長手方向に膨張可能である請求項１記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記圧電素子上に前記電荷結合素子チップを内蔵した電荷結合素子パッケージを実装し、前記圧電素子が光軸方向に膨張可能である請求項１記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また請求項６に記載の発明は、不揮発性メモリを備え、前記不揮発性メモリに最適なＭＴＦ特性を確保可能な位置となるように調整制御を行ったデータを蓄積し、前記データに基づいて前記圧電素子の制御を行う請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また請求項７に記載の発明は、ＭＴＦ特性調整用チャートを配置し、該ＭＴＦ特性調整用チャートを用いて最適なＭＴＦ特性が確保可能な位置になるように前記圧電素子の制御を行う請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、安定したＭＴＦ特性を確保することが可能となり、読み取り画像の解像度劣化を防ぎ、常に安定した画像をユーザに提供することが可能となる。また、経時的な反りの変動や温度による反りの変動にも追従可能であり、非常に安定した画質を確保可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は一般的なスキャナユニットの構成を示す概略図である。図１において、スキャナユニット（読み取り部）１は光源２、ミラー３、４、レンズ７、ＣＣＤ８、及びＣＣＤ基板９から構成されている。また、図１には、白基準板５、コンタクトガラス６が示されている。
光源２からの照射光はコンタクトガラス６上の原稿（図示せず）で反射され、ミラー３、４を介して縮小光学系用レンズ７で集光され、ＣＣＤ８に入射される。ＣＣＤ８に入射された光情報は光電変換され、画像処理側にアナログ情報として出力される。
図２はＣＣＤパッケージの第１の実施形態を示す概略図である。図２において、ＣＣＤパッケージ１０は内部に圧電素子１１を備え、その上にＣＣＤチップ１２が実装されている。
図３は、図２に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＹ軸方向への膨張を説明する概略図である。図２と同様にＣＣＤパッケージ１０の内部には圧電素子１１を備え、その上にＣＣＤチップ１２が実装されている。
ここでの圧電素子１１は電圧制御により、図のように中央部を基準とし、Ｙ軸方向にそれぞれ膨張するように構成した例である。ＣＣＤは自己発熱などにより、ＣＣＤチップ１２自体が反ることがあり、この圧電素子１１を用いることにより、その反りを解消するようにしている。このため、圧電素子１１はＣＣＤチップ１２の中央部１１ａを中心にそれぞれ膨張するように構成されている。つまり、本実施形態においては、熱などによりＣＣＤチップ１２に反りが発生した場合は、圧電素子１１の膨張を制御することで反りを抑制するようにしている。
【０００７】
図４は、図２に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＺ軸方向への膨張を説明する概略図である。図４において、圧電素子１１はＺ軸方向に制御される。ＣＣＤチップ１２の反り方向やＭＴＦ特性最適位置などを考慮して、Ａ、Ｂ、Ｃ各点での制御を行う。
ここでの圧電素子１１は電圧制御により、図のように光軸方向にそれぞれ膨張する構成例である。ＣＣＤチップ１２は自己発熱などにより、ＣＣＤチップ自体が反ることがある。この圧電素子を用いることにより、その反りを解消することが目的である。ここでは、具体的に中央部を制御するＢ点と両端部を制御するＡ点及びＣ点を設けている。
図５はＣＣＤパッケージの第２の実施形態を示す概略図である。
この実施形態において、ＣＣＤパッケージ１０の内部にＣＣＤチップ１２を備え、圧電素子１１はＣＣＤパッケージ１０の下面に配置されている。
図６は図５に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＹ軸方向への膨張を説明する概略図である。図７は図５に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＺ軸方向への膨張を説明する概略図である。図６及び図７における制御は図３及び図４における制御と同じであるので、同一部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。
【０００８】
図８はＣＣＤとシステム側の回路の一部分を示すブロック回路図である。
図８において、ＣＣＤ（ＣＣＤチップ）１２からのビデオ信号は読み取り画像処理ブロック１５のＡ／Ｄ変換器１３を介して画像処理回路１４で処理される。圧電素子１１は圧電素子制御回路１６によって制御される。
図９は本発明の最適ＭＴＦ位置制御の例をグラフで示す図である。
例えば、図９に示すように、反りによってＣＣＤ端部でのＭＴＦ特性ピーク（初期時、及び経時ともに）が中央部でのＭＴＦ特性ピークから外れる傾向にあるとする。
この場合、圧電素子１１（図８）を制御して、ＣＣＤの反りを解消させ、本来のピーク位置まで戻すことにより、原稿読み取り全範囲でのＭＴＦ劣化防止及び安定性を確保することが可能となる。調整された圧電素子電圧はそのまま保持されることとなる。
図１０は圧電素子制御を説明するフローチャートである。
図１０において、図８に示す圧電素子１１への電圧を制御し、ＣＣＤ１２自体の熱などによる反りを抑制する（Ｓ１）。そして図９に示したＣＣＤ調整狙い位置にＭＴＦ特性が戻ったかどうかをチェックする（Ｓ２）。ＣＣＤ調整狙い位置に戻ったならば、圧電素子１１への電圧を保持する（Ｓ３）。
【０００９】
図１１は中央部の反りを規制する圧電素子制御を説明するフローチャート、図１２は両端部の反りを規制する圧電素子制御を説明するフローチャートである。
図１１においては、図７に示したＢ点での圧電素子への電圧を制御し、ＣＣＤ自体の熱などによる反りを抑制する（Ｓ１１）。ＣＣＤ調整狙い位置にＭＴＦ特性が戻ったかどうかをチェックする（Ｓ１２）。ＣＣＤ調整狙い位置に戻ったならば、Ｂ点での圧電素子への電圧を保持する（Ｓ１３）。
図１２においては、図７に示したＡ、Ｃ点での圧電素子への電圧を制御し、ＣＣＤ自体の熱などによる反りを抑制する（Ｓ２１）。ＣＣＤ調整狙い位置にＭＴＦ特性が戻ったかどうかをチェックする（Ｓ２２）。ＣＣＤ調整狙い位置に戻ったならば、Ａ、Ｃ点での圧電素子への電圧を保持する（Ｓ２３）。
図１１のフローチャートは中央部の反りをＢ点で制御し、図１２のフローチャートは両端部の反りをＡ及びＣ点で制御するものである。各Ａ、Ｂ、Ｃ点など複数点で制御してもなんら問題なく、ここでは限定しない。
図１３はＣＣＤとシステム側の回路の一部分を示すブロック回路図である。
図において、ＣＣＤ１２からのビデオ信号は読み取り画像処理ブロック１５のＡ／Ｄ変換器１３を介して画像処理回路１４で処理される。圧電素子１１は圧電素子制御回路１６によって制御される。
図１３のブロック回路図によって、最適なＭＴＦ特性を確保可能な位置になるように工程にて調整制御を行い、そのデータを不揮発性メモリ１７などに蓄積し、以後このデータをもとに制御する。
【００１０】
図１４は本発明でのＭＴＦ測定チャートのスキャナユニットでの位置を示す概略図である。図１４において、コンタクトガラス６上には原稿が置かれ、白基準板５に隣接して読み取り端部１用のＭＴＦチャート、読み取り中央部用のＭＴＦチャート、及び読み取り端部２用のＭＴＦチャートがある。白基準板５はシェーディング補正時の基準白を採取するために配置されている。
図１５はＭＴＦ測定チャートの例を示す概略図である。この例は、図１４に示したような読み取り範囲での中央部及び両端部のＭＴＦ特性を測定可能なチャート構成となっている。
図１６は、図１５に示したチャートを読み取ったときのＣＣＤからのビデオ出力の様子を示す概略図である。
図８の読み取り画像処理のブロック図に示したように、ＣＣＤ１２からのビデオ信号はＡ／Ｄ変換器１３にてデジタル化処理され、画像処理回路１４に入力される。
図１７はＭＴＦ測定チャートを用いてＭＴＦ特性を採取する動作を説明するフローチャートである。
図１７において、先ず、原稿を読み取る前にＭＴＦ測定チャートを用いて、現在のＭＴＦ特性の採取を開始する（Ｓ３１）。スキャンラインがＭＴＦ測定チャートに位置するように図示してないモータにより制御を行う（Ｓ３２）。例えば図１の光源２を点灯し（Ｓ３３）、各部のＭＴＦチャートを読み取り（Ｓ３４）、各部のＭＴＦ値を算出する（Ｓ３５）。
算出されたＭＴＦ値を基に、例えば図１３の圧電素子１１を制御する（Ｓ３６）。かかる制御により、最適なＭＴＦ特性を確保可能な位置を得るようになる。これにより、経時的な反りの変動や温度による反りの変動にも追従可能であり、非常に安定した画質を確保可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的なスキャナユニットの構成を示す概略図。
【図２】ＣＣＤパッケージの第１の実施形態を示す概略図。
【図３】図２に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＹ軸方向への膨張を説明する概略図。
【図４】図２に示したＣＣＤパッケージの圧電素子のＺ軸方向への膨張を説明する概略図。
【図５】ＣＣＤパッケージの第２の実施形態を示す概略図。
【図６】ＣＣＤパッケージの外部でＹ軸方向に膨張する圧電素子を示す概略図。
【図７】ＣＣＤパッケージの外部でＺ軸方向に膨張する圧電素子を示す概略図。
【図８】ＣＣＤとシステム側の回路の一部分を示すブロック回路図。
【図９】本発明の最適ＭＴＦ位置制御の例をグラフで示す図。
【図１０】圧電素子制御を説明するフローチャート。
【図１１】中央部の反りを規制する圧電素子制御を説明するフローチャート。
【図１２】両端部の反りを規制する圧電素子制御を説明するフローチャート。
【図１３】ＣＣＤとシステム側の回路の一部分を示すブロック回路図。
【図１４】本発明でのＭＴＦ測定チャートのスキャナユニットでの位置を示す概略図。
【図１５】ＭＴＦ測定チャートの例を示す概略図。
【図１６】図１５に示したチャートを読み取ったときのＣＣＤからのビデオ出力の様子を示す概略図。
【図１７】ＭＴＦ測定チャートを用いてＭＴＦ特性を採取する動作を説明するフローチャート。
【図１８】ＣＣＤが反った状態を示す概略図。
【図１９】ＣＣＤが反った状態でのＣＣＤ端部におけるＭＴＦ特性と中央部におけるＭＴＦ特性を示す特性図。
【符号の説明】
【００１２】
１  スキャナユニット（読み取り部）、２  光源、５  白基準板、６  コンタクトガラス、１０  ＣＣＤパッケージ、１１  圧電素子、１２  ＣＣＤ（ＣＣＤチップ）、１６  圧電素子制御回路、１７  不揮発性メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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