(57)【要約】【課題】  電荷蓄積部に蓄積された不要電荷の影響を抑制する。【解決手段】  受光した光を電荷に変換する第１、第２光電変換部と、前記電荷を蓄積する第１、第２蓄積部と、前記電荷を外部へ転送する転送部と、前記第１光電変換部及び第２光電変換部から前記第１蓄積部及び第２蓄積部を介して前記転送部へ予め定めた順に電荷を移送するための移送手段と、前記移送手段と前記転送部を制御して、前記第２光電変換部の電荷を外部へ転送する第１転送制御と、前記第１光電変換部の電荷を外部へ転送する第２転送制御を行う制御部とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を電荷に変換する第１光電変換部及び第２光電変換部と、
前記電荷を蓄積する第１蓄積部及び第２蓄積部と、
前記電荷を外部へ転送する転送部と、
前記第１光電変換部及び第２光電変換部から前記第１蓄積部及び第２蓄積部を介して前記転送部へ予め定めた順に電荷を移送するための移送手段と、
前記移送手段と前記転送部を制御して、前記第２光電変換部の電荷を外部へ転送する第１転送制御と、前記第１光電変換部の電荷を外部へ転送する第２転送制御を順に行う制御部とを備えることを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記第１光電変換部及び第２光電変換部は、それぞれ、複数の光電変換素子が所定の方向に沿って配列する素子列を備え、
前記移送手段は、前記第１光電変換部から前記第２光電変換部へ電荷の移送を制御するゲートと、前記第２光電変換部から前記第１蓄積部へ電荷の移送を制御するゲートと、前記第１蓄積部から前記第２蓄積部へ電荷の移送を制御するゲートと、前記第２蓄積部から前記転送部へ電荷の移送を制御するゲートを備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
受光した光を電荷に変換する第１光電変換部及び第２光電変換部と、前記電荷を蓄積する第１蓄積部及び第２蓄積部と、前記電荷を外部へ転送する転送部と、前記第１光電変換部及び第２光電変換部から前記第１蓄積部及び第２蓄積部を介して前記転送部へ予め定めた順に電荷を移送するための移送手段とを有するセンサの制御方法であって、
前記移送手段を用いて、前記第２光電変換部の電荷を前記転送部へ電荷を転送した後、前記転送部の駆動を行って外部へ電荷を転送する第１転送工程と、
前記移送手段を用いて、前記第１光電変換部の電荷を前記転送部へ電荷を転送した後、前記転送部の駆動を行って外部へ電荷を転送する第２転送工程と、
前記第１転送工程の後に前記第２転送工程を行う制御工程とを備えることを特徴とするセンサの制御方法。
【請求項４】
前記センサの制御方法は、更に、前記第１転送工程を実行している間に、前記第１光電変換部から前記第１蓄積部または第２蓄積部へ電荷の移送を行う第２制御工程を備えることを特徴とする請求項３に記載のセンサの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子を備えるセンサ及びセンサの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１には、光電変換素子を備えるセンサを用いて高解像度または低解像度での読取を、高い速度で行うために、図２に示すような光電変換部２１と転送部２５との間に電荷蓄積部２３を備えることが開示されている。
【０００３】
また、引用文献２には、電荷蓄積部に蓄積された不要電荷の影響を抑制するために、電荷蓄積部に蓄積された不要電荷を掃き捨てる制御を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７４４２１号公報
【特許文献２】特開２００９−０６０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、引用文献１に開示されているように、電荷を外部に転送している間、電荷蓄積部に保持されている画像の電荷を保持（蓄積）している。そのため、電荷蓄積部において画像の電荷を保持する時間が長くなると、暗電流のために画像の電荷にノイズ（暗電流雑音、電荷）が加わることになる。この結果、読取画像信号にノイズが発生する。このノイズは、温度や蓄積時間にほぼ比例する。引用文献２では、画像の電荷を外部に転送した後に、不要の電荷を除去することはできるが、電荷蓄積部において画像にノイズが加わった後では、ノイズを除去することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のセンサは、受光した光を電荷に変換する第１光電変換部及び第２光電変換部と、前記電荷を蓄積する第１蓄積部及び第２蓄積部と、前記電荷を外部へ転送する転送部と、前記第１光電変換部及び第２光電変換部から前記第１蓄積部及び第２蓄積部を介して前記転送部へ予め定めた順に電荷を移送するための移送手段と、前記移送手段と前記転送部を制御して、前記第２光電変換部の電荷を外部へ転送する第１転送制御と、前記第１光電変換部の電荷を外部へ転送する第２転送制御を順に行う制御部とを備えることを特徴とする。また、本発明のセンサの制御方法は、受光した光を電荷に変換する第１光電変換部及び第２光電変換部と、前記電荷を蓄積する第１蓄積部及び第２蓄積部と、前記電荷を外部へ転送する転送部と、前記第１光電変換部及び第２光電変換部から前記第１蓄積部及び第２蓄積部を介して前記転送部へ予め定めた順に電荷を移送するための移送手段とを有するセンサの制御方法であって、前記移送手段を用いて、前記第２光電変換部の電荷を前記転送部へ電荷を転送した後、前記転送部の駆動を行って外部へ電荷を転送する第１転送工程と、前記移送手段を用いて、前記第１光電変換部の電荷を前記転送部へ電荷を転送した後、前記転送部の駆動を行って外部へ電荷を転送する第２転送工程と、前記第１転送工程の後に前記第２転送工程を行う制御工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、暗電流のために画像にノイズが加わることを抑制でき、読取画像のむらや読取画像の品位の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態におけるセンサの構成を説明する図である。
【図２】従来のセンサの構成を説明する図である。
【図３】第１の実施形態におけるセンサの動作タイミングの説明図である。
【図４】多機能プリンタの斜視図である。
【図５】第１の実施形態におけるセンサの動作タイミングの説明図である。
【図６】第２の実施形態におけるセンサの構成を説明する図である。
【図７】第２の実施形態におけるセンサの動作タイミングの説明図である。
【図８】画像読取装置の平面図と断面図である。
【図９】多機能プリンタの制御ブロックである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の光電変換素子を備えるセンサの構成を説明するブロック図である。第１光電変換部１０１は、複数の光電変換素子（１０１ａ〜１０１ｘｘ）が所定の方向に沿って配列する素子列を備えている。第２光電変換部１０３も、同様に、複数の光電変換素子（１０３ａ〜１０３ｘｘ）が所定の方向に沿って配列する素子列を備えている。第１電荷蓄積部（第１蓄積部）１０５、第２電荷蓄積部（第２蓄積部）１０７は、それぞれ、複数の電荷を蓄積する複数の電荷蓄積領域（１０５ａ〜１０５ｘｘ、１０７ａ〜１０７ｘｘ）が所定の方向に沿って配列している。転送部１０９は、電荷を順に転送するレジスタである。出力部１１０は、転送部１０９から受けた電荷を出力する出力回路である。
【００１０】
センサは、更に電荷の移送を行う移送手段を備えている。この移送手段は、光電変換部移送ゲート（第１ゲート）１０２、光電変換部―蓄積部移送ゲート（第２ゲート）１０４、蓄積部移送ゲート（第３ゲート）１０６、蓄積部―転送部移送ゲート（第４ゲート）１０８を備えている。これらのゲートは、後述する信号に基づき、電荷を移送する。
【００１１】
第１光電変換部１０１の各光電変換素子で変換した電荷や、第２光電変換部１０３の各光電変換素子で変換した電荷を、それぞれ独立に移送手段や転送手段を介して外部の画像処理部へ転送することで、光電変換素子の配列の解像度で画像の読取を行うことができる。このような読取を高解像度モードと表現している。一方で、第１光電変換部１０１の各光電変換素子を隣合う複数の光電変換素子を単位として、複数の光電変換素子の電荷をまとめて、外部の画像処理部へ転送することで、光電変換素子の配列の解像度より粗い解像度で、画像の読取を行うことができる。このような読取を低解像度モードと表現している。
【００１２】
例えば、光電変換素子の配列が、６００ｄｐｉであれば、高解像度モードでは６００ｄｐｉの画像が得られる。一方で、連続する２つの光電変換素子で得た電荷をひとまとめにする低解像度モードでは、３００ｄｐｉの画像が得られる。
【００１３】
図３を用いて、高解像度モードの読取を行うときの電荷の転送制御を説明する。信号ＬＥＤＯＮは“ｈｉｇｈ”レベルのときにセンサの光源が点灯している状態であり、“ｌｏｗ”レベルのときにセンサの光源が消灯している状態である。また信号φ１、信号φ２、信号φ１Ｌ、信号φ２Ｌにおいて黒の網線であらわす部分は電荷を出力回路１１０へ転送していることを示す。出力回路１１０は更に、不図示のＡ／Ｄ変換回路へ転送される。Ａ／Ｄ変換回路からデジタル信号が画像処理回路（画像処理部）へ転送される。
【００１４】
信号ＨＤ＿ｉｎが一定時間（ｔ４０１−ｔ４０１’間）において、”ｈｉｇｈ”レベルになると１ライン分の読み出し処理を開始する。
【００１５】
Ｔ４０５−ｔ４０５’間で信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２光電変換部１０３に貯まった信号電荷は、光電変換部―蓄積部移送ゲート（第２ゲート）１０４によって第１電荷蓄積部１０５に移送される。次に、Ｔ４０６−ｔ４０６’間で信号ＳＴ２が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第１電荷蓄積部１０５に保持された電荷は、蓄積部移送ゲート（第３ゲート）１０６によって第２電荷蓄積部１０７に移送される。
【００１６】
次に、ｔ４０７−ｔ４０７’間で信号ＳＨ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ａに保持された電荷は、蓄積部―転送部移送ゲート（第４ゲート）１０８によって転送部１０９へ移送される。次に、ｔ４１０−ｔ４１０’間で信号ＳＨ２が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ｂから転送部１０９のφ２に電荷は、第４ゲート１０８により移送される。以後同様に、信号ＳＨ３が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ｃから転送部１０９へ電荷は転送され、信号ＳＨ４が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ｄから転送部１０９へ電荷は移送される。以上が、第２光電変換部１０３に貯まった信号電荷の移送／転送を行う第１転送制御である。
【００１７】
次に、第１光電変換部１０１に貯まった信号電荷の移送／転送を行う第２転送制御について説明する。まず、ｔ４１９−ｔ４１９’で信号ＰＤＳＨを“ｈｉｇｈ”レベルになると、第１光電変換部１０１に貯められた電荷は、光電変換部移送ゲート（第１ゲート）１０２によって第２光電変換部１０３へ移送される。次に、ｔ４２２−ｔ４２２’で信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２光電変換部１０３の電荷は第１電荷蓄積部１０５へ移送される。以後は、第２光電変換部１０３の電荷の移送／転送の制御と同様に、信号ＳＴ２、信号ＳＨ１、信号ＳＨ２、信号ＳＨ３、信号ＳＨ４のレベル変化に応じて、電荷の移送を行う。ｔ４３１−ｔ４３１’で電荷の転送を行った後は、信号ＨＤ＿ｉｎが”ｈｉｇｈ”レベルになると、次の１ライン分の移送処理を行う。
【００１８】
なお、第１光電変換部１０１と第２光電変換部１０３が信号電荷を保持している期間は、光源が消灯しているように、信号ＬＥＤＯＮの制御が行われる。補足すると、ｔ４２２−ｔ４２２’で信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになり、第１光電変換部１０１に保持されている電荷が、第１電荷蓄積部１０５へ移送されるまで、光源が消灯しているように制御される。
【００１９】
次に、図５を用いて低解像度モードの読取を行うときの電荷の転送制御を説明する。図３と同じ制御に関しては、説明を省く。
【００２０】
信号ＨＤ＿ｉｎが一定時間（ｔ４０１−ｔ４０１’間）において、”ｈｉｇｈ”レベルになると１ライン分の読み出し処理を開始する。Ｔ４０５−ｔ４０５’間で信号ＰＤＳＨと信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第１光電変換部１０１と第２光電変換部１０３に貯まった信号電荷は、第１電荷蓄積部１０５に移送される。次に、Ｔ４０６−ｔ４０６’間で信号ＳＴ２が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第１電荷蓄積部１０５に保持された電荷は、第２電荷蓄積部１０７に移送される。
【００２１】
次に、ｔ４０７−ｔ４０７’間で信号ＳＨ１と信号ＳＨ２が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ａ、１０７ｂに保持された電荷は、転送部１０９へ移送される。次に、ｔ４１０−ｔ４１０’間で信号ＳＨ３と信号ＳＨ４が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２電荷蓄積部１０７の１０７ｃと１０７ｄから転送部１０９へ電荷は移送される。
【００２２】
以上のように、高解像度の読取を行うときの電荷の転送制御においては、第１光電変換部１０１の電荷を、第１電荷蓄積部１０５や第２電荷蓄積部１０７で保持する時間をできるだけ短くするように制御を行っている。別の表現をするならば、第１光電変換部１０１で蓄積された電荷を転送部１０９まで移送する間に第１電荷蓄積部１０５や第２電荷蓄積部１０７で保持される時間と、第２光電変換部１０１で蓄積された電荷を転送部１０９まで移送する間に第１電荷蓄積部１０５や第２電荷蓄積部１０７で保持される時間との差を小さくする（あるいは２つの時間の長さを等しくする）ように制御している。これにより、第１光電変換部１０１で蓄積された電荷量と第２光電変換部１０１で蓄積された電荷量を等しくすることで、読取画像のむらや読取画像の品位の低下を抑制することができる。
【００２３】
＜第２の実施形態＞
図６は、第２の実施形態の光電変換素子を備えるセンサの構成を説明するブロック図である。図１と同様の構成についての説明は省き、図１と相違する個所について説明を行う。センサは、転送部６０９で発生した不要電荷を吐き捨てるためのドレイン６１１と、転送部６０９の電荷をドレイン６１１へ移送するクリア移送ゲート（第５ゲート）６０１とを備えている。
【００２４】
この構成により、信号電荷を転送した後、不要電荷をドレイン６１１へ転送することで、不要電荷を信号電荷とともに出力しないように制御を行う。
【００２５】
図７を用いて、高解像度の読取を行うときの電荷の転送制御を説明する。この図７においても、図３と同様の制御に関しては説明を省き、図３と相違する制御に関して説明を行う。
【００２６】
信号ＨＤ＿ｉｎが一定時間（ｔ７０１−ｔ７０１’間）において、”ｈｉｇｈ”レベルになると１ライン分の読み出し処理を開始する。
【００２７】
次に、ｔ７０２−ｔ７０２’間で信号ＳＴ２が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第１電荷蓄積部６０５に貯まった不要電荷は第２電荷蓄積部６０７に移送される。その後、ｔ７０３−ｔ７０３’間でＳＨ１とＳＨ３が“ｈｉｇｈ”になると、第２電荷蓄積部６０７ａ、６０７ｃ、・・・６０７ｘｘ−１、転送部６０９に貯まっていた不要電荷はドレイン６１１へ転送される。ドレイン６１１へ転送された不要電荷は除去される。この処理のために、図７に示すように、ｔ７０３の前に信号ＣＬＲを“ｈｉｇｈ”レベルにし、ｔ７０３‘の後に信号ＣＬＲを“ｌｏｗ”レベルにする制御を行う。更に、ｔ７０３‘で信号φ１を“ｈｉｇｈ”レベルから“ｌｏｗ”レベルに切替える。
【００２８】
次に、ｔ７０４−ｔ７０４’間でＳＨ２とＳＨ４が“ｈｉｇｈ”になると、第２電荷蓄積部６０７ｂ、６０７ｄ、・・・６０７ｘｘ、転送部６０９に貯まっていた不要電荷はドレイン６１１へ転送される。ドレイン６１１へ転送された不要電荷は除去される。この処理のために、図７に示すように、ｔ７０３の前に信号ＣＬＲを“ｈｉｇｈ”レベルにし、ｔ７０３‘の後に信号ＣＬＲを“ｌｏｗ”レベルにする制御を行う。更に、ｔ７０３‘で信号φ１を“ｈｉｇｈ”レベルから“ｌｏｗ”レベルに切替える。
【００２９】
次に、Ｔ７０５−ｔ７０５’間で信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２光電変換部６０３に貯まった信号電荷は、第１電荷蓄積部６０５に移送される。以降は、タイミングｔ７１７‘までは、第１の実施形態で説明した移送制御と同様の移送制御が行われる。従って、タイミングｔ７１７‘までの説明は省く。
【００３０】
次に、タイミングｔ７１８から説明する。Ｔ７１８−ｔ７１８’間で信号ＳＴ１を“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２光電変換部６０３に貯まった不要電荷を第１電荷蓄積部６０５に移送する。そのあとのｔ７１９−ｔ７２２間はｔ７０２−ｔ７０５’間と同じ処理を行う。なお、ｔ７１９−７１９‘で信号ＰＤＳＨと信号ＳＴ２が“ｈｉｇｈ”レベルになるように、信号の制御が行われる。
【００３１】
次に、タイミングｔ７２２から説明する。Ｔ７２２−ｔ７２２’間で信号ＳＴ１が“ｈｉｇｈ”レベルになると、第２光電変換部６０３に貯まった信号電荷を第１電荷蓄積部６０５に移送する。その後の転送制御は、Ｔ７０６−ｔ７１７’間の制御と同様であるので、説明を省く。
【００３２】
＜多機能プリンタの説明＞
図４は、上述した構成のリニアセンサを備えた画像読取装置を備えた多機能プリンタ４０１（以下、ＭＦＰ）の外観正面図である。ＭＦＰ４０１は、記録部（記録装置）とスキャナ部（読取装置）を含む。記録部にはインクジェットプリンタを備え、スキャナ部にはＣＣＤリニアセンサを搭載したフラットベットスキャナを備える。また、構造的には、スキャナ部は記録部の上部に設けられた構成となっている。スキャナ部には画像原稿を押さえるため上蓋４０２が設けられている。上蓋４０２はヒンジ（不図示）により回動可能である。一方、記録部には記録後の記録媒体を装置外に排出する排紙部４０３、記録に用いる記録紙などの記録媒体を積載した給紙部４０４が備えられている。
【００３３】
また、ＭＦＰ４０１の正面には、ディジタルカメラやパソコン等で使用されるメモリカードを装着するためのメモリカードスロット４０５が設置されている。メモリカードスロット４０５は、２種類のスロットを備えられている。ＭＦＰ４０１の正面には、さらに、ディジタルカメラや外部記憶装置との接続を行うための外部機器接続端子（ＵＳＢインターフェース用端子）４０６が備えられている。
【００３４】
ＭＦＰ４０１は、さらに、複数の操作ボタンを有した操作部４０６とメニュー表示や画面表示を行うため表示部（ＬＣＤ）４０８が設けられている。
【００３５】
次にスキャナ部について説明する。図５はスキャナ部の上面図および側面図である。スキャナ部は、原稿を載置するガラス５０１、キャリッジ５０８等を備えている。キャリッジ５０８は、シャフト５１３に沿って副走査方向に移動する。キャリッジモータ５０７は、スキャナキャリッジ５０８の駆動源である。また、スキャナキャリッジ５０８は、光を照射するための光源用ＬＥＤ５０２、照射した光を原稿５００まで導く導光体５０３、原稿５００に反射した光をセンサ５０４へ導くためのミラー５１１、レンズ５１２などで構成されている。
【００３６】
＜多機能プリンタの制御構成＞
図９は、多機能プリンタの制御ブロックを説明する図である。コントローラ９００は、ＣＰＵ９０１を備え、記録部（記録装置）とスキャナ部（読取装置）の制御を行う。具体的には、コントローラ９００は、記録ヘッド９０２、スキャナユニット９０３、各モータ（９０４、９０６、９０８）の駆動を制御する。ＣＰＵ９０１はＲＯＭ９０６に保持されている制御プログラムやデータテーブルに基づき、上述した制御を行う。ＲＡＭ９０７は、ＣＰＵ９０１の使用するワークラムを備えている。ＣＰＵ９０１は、操作部９０８やインターフェース９０９からの信号を受けて制御を行う。
【００３７】
ＣＰＵ９０１は、スキャナ部（読取装置）の制御において、上述した高解像度モードまたは低解像度モードを実行する。コントローラ９００は、スキャナユニット９０３へ各種信号を転送し、スキャナユニット９０３から画像信号を入力する。コントローラ９００は、入力した画像信号の画像処理を行う画像処理部を備えている。画像処理部で画像処理が行われたデータは、メモリに格納される。コントローラ９００は、更に、記録部（記録装置）の制御において、記録ヘッドへ出力する記録データの生成するため記録データ生成部を備えている。
【００３８】
スキャナユニット９０３には、コントローラ９００から入力した信号に基づき、センサを駆動する信号を生成する信号生成回路あるいは制御回路（制御部）を備えている。この信号生成回路あるいは制御回路は、センサの内部に設けられている構成でも構わない。
【００３９】
スキャナユニット９０３には、更に、ＬＥＤなどの発光素子を備えた発光部（照射部）を備えている。発光部（照射部）の光を原稿に照射し、その反射光をセンサは受光する。
【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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