(57)【要約】【課題】シフトレジスタの不要電荷を短時間に排出する撮像装置を提供する。【解決手段】（ａ）光電変換により電荷を生成する複数の受光部５２と、（ｂ）複数の受光部５２で生成された電荷を出力側端部まで転送するシフトレジスタ５６と、（ｃ）シフトレジスタ５６の中央部に設けられ、シフトレジスタ５６からの電荷の移入を制御する電荷排出ゲート６２を有し、電荷排出ゲート６２を介してシフトレジスタ５６の電荷を排出する電荷排出部６０とを備える。【選択図】    図１
2004350210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換により電荷を生成する複数の受光部と、
前記複数の受光部で生成された電荷を出力側端部まで転送するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの中途部に設けられ、前記シフトレジスタからの電荷の移入を制御する電荷排出ゲートを有し、前記電荷排出ゲートを介して前記シフトレジスタの電荷を排出する電荷排出部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記電荷排出部が前記シフトレジスタの中央部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電荷排出部が前記シフトレジスタの中途部に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の撮像装置の駆動方法であって、シャッタの開放期間内に前記複数の受光部に蓄積された電荷を前記シフトレジスタで転送するとき前記電荷排出ゲートを遮断し、シャッタの開放期間外に前記複数の受光部に蓄積された電荷を前記シフトレジスタで転送するとき前記電荷排出ゲートを開放することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載の撮像装置の駆動方法であって、前記複数の受光部にシャッタの開放期間内に蓄積された電荷を前記シフトレジスタで転送するとき、前記複数の受光部の実質的に全部で生成される電荷が利用される動作モードでは前記電荷排出ゲートを遮断し、前記複数の受光部の一部で生成される電荷が利用される動作モードでは前記電荷排出ゲートを開放することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像装置はイメージスキャナ、ファクシミリ、ディジタルカメラ等で広く用いられている。撮像素子は複数の受光部に蓄積される電荷を直列に転送するシフトレジスタを備えている。受光部に信号電荷を蓄積する前には、受光部とシフトレジスタとの間に設けられたゲートを開放して受光部からシフトレジスタに電荷を不要電荷として一斉に移送する。シフトレジスタに移送された不要電荷を効率よく排出することにより、画像の読み取りを高速化することができる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１１８９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シフトレジスタの不要電荷を短時間に排出する撮像装置及びその駆動方法に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、光電変換により電荷を生成する複数の受光部と、複数の受光部で生成された電荷を出力側端部まで転送するシフトレジスタと、シフトレジスタの中途部に設けられ、シフトレジスタからの電荷の移入を制御する電荷排出ゲートを有し、電荷排出ゲートを介してシフトレジスタの電荷を排出する電荷排出部と、を備えることを特徴とする。シフトレジスタの中途部に電荷排出部を備えることにより、１ライン分の全ての不要電荷をシフトレジスタの出力側端部まで転送する必要がなくなる。すなわち、出力側端部から電荷排出部までの不要電荷は出力側端部まで転送して出力側端部から排出し、電荷排出部より反出力側端部の側にある不要電荷は電荷排出部まで転送して電荷排出部で排出することにより、１ライン分の全ての不要電荷を排出することができる。したがって、シフトレジスタの中途部に設けた電荷排出部から不要電荷を排出することにより、シフトレジスタの不要電荷を短時間で排出することができる。
【０００６】
さらに本発明に係る撮像装置は、電荷排出部がシフトレジスタの中央部に設けられていることを特徴とする。電荷排出部をシフトレジスタの中央部に設けることにより、シフトレジスタの１ライン分の不要電荷を排出する時間を実質的に２分の１に短縮することができる。
さらに本発明に係る撮像装置は、電荷排出部がシフトレジスタの中途部に複数設けられていることを特徴とする。電荷排出部をシフトレジスタの中途部に複数設けることにより、シフトレジスタの１ライン分の不要電荷を排出する時間を２分の１よりさらに短縮することができる。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置の駆動方法は、請求項１、２又は３に記載の撮像装置の駆動方法であって、シャッタの開放期間内に複数の受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するとき電荷排出ゲートを遮断し、シャッタの開放期間外に複数の受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するとき電荷排出ゲートを開放することを特徴とする。シャッタの開放期間内に複数の受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するときは、電荷排出ゲートを遮断することにより１ライン分の電荷を全てシフトレジスタの出力側端部まで転送することができる。シャッタの開放期間外に複数の受光部に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するときは、電荷排出ゲートを開放することによりシフトレジスタの不要電荷を短時間で排出することができる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置の駆動方法は、請求項１、２又は３に記載の撮像装置の駆動方法であって、複数の受光部にシャッタの開放期間内に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するとき、複数の受光部の実質的に全部で生成される電荷が利用される動作モードでは電荷排出ゲートを遮断し、複数の受光部の一部で生成される電荷が利用される動作モードでは電荷排出ゲートを開放することを特徴とする。複数の受光部の実質的に全部で生成される電荷が利用される動作モードでは、複数の受光部にシャッタの開放期間内に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するとき電荷排出ゲートを遮断しておくことにより、１ライン分の電荷を全てシフトレジスタの出力側端部まで転送することができる。複数の受光部の一部で生成される電荷が利用される動作モードでは、複数の受光部にシャッタの開放期間内に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送するとき電荷排出ゲートを開放しておくことにより、シフトレジスタの中途部に設けた電荷排出部より反出力側端部の側にある電荷を、出力側端部まで転送することなしに電荷排出部から不要電荷として排出することができる。尚、利用される電荷は電荷排出部より出力側端部で転送することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第一実施例）
図２は、本発明の第一実施例による撮像装置としてのリニアイメージセンサ２０を備えたイメージスキャナ１０の構造を示す模式図である。イメージスキャナ１０はフラットベッド型であり、筐体１２の上部に原稿台１４を備えている。原稿台１４はガラス板等の透明板で形成され、盤面上に印刷用紙等の反射原稿Ｍ乃至は写真フィルム等の透過原稿Ｍが載置される。
【００１０】
光学系３０は光源３２，３３、ミラー３４、集光レンズ３６等から構成されている。反射原稿用の光源３２は管照明であり、図２において紙面に垂直な主走査方向に延びる姿勢でキャリッジ２２に搭載されている。透過原稿用の光源３３は面光源装置であり、原稿台１４の上方に設置可能である。図２に一点鎖線で示すように、光源３２に照射された反射原稿Ｍの反射光像乃至は光源３３に照射された透過原稿Ｍの透過光像はミラー３４、集光レンズ３６等によりリニアイメージセンサ２０に結像される。
【００１１】
リニアイメージセンサ２０は、受光した光を光電変換して得られる電荷を所定時間蓄積して受光量に応じた電気信号を出力する。リニアイメージセンサ２０としてはレンズ縮小型のリニアイメージセンサが用いられるが、密着型のリニアイメージセンサを用いてもよい。リニアイメージセンサ２０は、後述する複数の受光部が主走査方向に直線状に並ぶ姿勢でキャリッジ２２に搭載されている。
キャリッジ２２は、原稿台１４の盤面と平行に往復移動自在に筐体１２に収容されている。キャリッジ２２は光学系３０とリニアイメージセンサ２０とを搭載しており、図２にＹで示す副走査方向にリニアイメージセンサ２０及び光学系３０を運搬する。
【００１２】
図３は、イメージスキャナ１０を示すブロック図である。主走査駆動部２４は、リニアイメージセンサ２０を駆動するために必要なパルスを生成してリニアイメージセンサ２０に出力する。主走査駆動部２４は同期信号発生器、駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。副走査駆動部２６は、キャリッジ２２に係止されたベルト、そのベルトを回転させるモータ及び歯車列、駆動回路等を備えている。副走査駆動部２６がベルトによってキャリッジ２２を牽引することで、主走査方向に延びる走査線が副走査方向に移動するため、２次元画像の走査が可能となる。
【００１３】
信号処理部４０はアナログ信号処理部４１、Ａ／Ｄ変換器４２及びディジタル信号処理部４３等から構成されている。アナログ信号処理部４１は、リニアイメージセンサ２０から出力されるアナログ信号に対して増幅、雑音低減処理等のアナログ信号処理を施し、処理された信号をＡ／Ｄ変換器４２に出力する。Ａ／Ｄ変換器４２は、アナログ信号処理部４１から出力されたアナログ信号を所定階調のディジタル信号に量子化し、量子化された信号をディジタル信号処理部４３に画像信号として出力する。ディジタル信号処理部４３は、Ａ／Ｄ変換器４２から出力される画像信号に対してシェーディング補正、ガンマ補正、画素補間等の各種の処理を施し、画像処理装置２に転送する画像データを生成する。
【００１４】
制御部４４は、ＣＰＵ４５、ＲＡＭ４６及びＲＯＭ４７を有し、光源３２，３３の駆動回路、主走査駆動部２４、副走査駆動部２６、信号処理部４０等にバスで接続されている。制御部４４は、ＲＯＭ４７に記憶されたコンピュータプログラムを画像処理装置２からの指令に応じて実行することで、光源３２，３３、主走査駆動部２４、副走査駆動部２６、信号処理部４０等を制御する。
インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４８は制御部４４にバスで接続されている。Ｉ／Ｆ４８にはパーソナルコンピュータ等の画像処理装置２が接続され、信号処理部４０で生成された画像データはＩ／Ｆ４８を介して画像処理装置２に転送される。
【００１５】
図１は、リニアイメージセンサ２０の構造を示す模式図である。リニアイメージセンサ２０は１つ乃至は複数のセンサ部５０を備えている。カラー出力するリニアイメージセンサ２０の場合、センサ部５０は後述するフィルタの色毎に設けられる。センサ部５０は複数の受光部５２、転送ゲート５４、ＣＣＤアナログ、シフトレジスタ（シフトレジスタ）５６、電荷排出部６０、出力部７０等から構成されている。
【００１６】
センサ部５０において複数の受光部５２は、図１にＸで示す主走査方向に一列に配列されている。各受光部５２はフォトダイオード等の光電変換素子であり、所定時間内の受光量に比例した電荷を光電変換により生成する。カラー出力するリニアイメージセンサ２０の場合、各受光部５２の受光面上にフィルタがオンチップで形成され、各受光部５２はフィルタの透過光を受光する。尚、フィルタとしてはＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）の原色フィルタ、Ｃ（Ｃｙａｎ），Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ），Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）の３色乃至はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）の４色の補色フィルタが使用される。また、カラー出力の方式については、オンチップ方式の他にもダイクロイックミラー方式、光源切り換え方式、フィルタ切り換え方式を用いてもよい。
【００１７】
転送ゲート５４は受光部５２の列に沿って設けられている。転送ゲート５４には、転送ゲートパルスφｔが主走査駆動部２４により印加される。転送ゲート５４は、印加される転送ゲートパルスφｔの電位変化に応答して受光部５２における電荷蓄積時間を制御する。すなわち、転送ゲート５４は転送ゲートパルスφｔの電位レベルが低側となるとき遮断され、それにより各受光部５２の生成電荷が各受光部５２に蓄積される。また、転送ゲート５４は転送ゲートパルスφｔの電位レベルが高側となるとき開通し、各受光部５２に蓄積された電荷をシフトレジスタに転送する。
【００１８】
シフトレジスタ５６は転送ゲート５４の反受光部側に転送ゲート５４に沿って設けられている。図１においてシフトレジスタ５６の主走査方向Ｘに等間隔に並ぶ実線で区切られている部分は、受光部５２に１対１に対応し、主走査駆動部２４により駆動パルスφｄが印加されることで対応受光部５２の電荷を拘束するポテンシャル井戸を形成する領域５８を示している。駆動パルスφｄとしては２相のパルスが用いられるが、３相以上のパルスを用いてもよい。シフトレジスタ５６の各領域５８に印加される駆動パルスφｄの相変化に応答してシフトレジスタ５６は出力部７０に向かって電荷を直列に転送する。
【００１９】
電荷排出部６０は、シフトレジスタ５６のほぼ中央部にある１つの領域５８の反転送ゲート側に一つ設けられている。電荷排出部６０は電荷排出ゲート６２及びドレイン６３を有している。電荷排出ゲート６２には、排出ゲートパルスφｅが主走査駆動部２４により印加される。電荷排出ゲート６２は、印加される排出ゲートパルスφｅの電位変化に応答して、シフトレジスタ５６から電荷排出部６０への電荷の移入を制御する。電荷排出部６０に移入した電荷はドレイン６３から基板等に排出される。
【００２０】
出力部７０は、シフトレジスタ５６の出力側端部に設けられている。出力部７０は、出力ゲート７２、フローティングキャパシタ７３、図示しない出力回路、リセットゲート７４及びリセットドレイン７５を有している。出力ゲート７２には、一定の電圧が主走査駆動部２４により印加される。フローティングキャパシタ７３には、シフトレジスタ５６から出力ゲート７２を介して電荷が転送される。フローティングキャパシタ７３に転送された電荷は出力回路により検出され、検出された電荷に応じた電気信号が出力回路から信号処理部４０に出力される。リセットゲート７４には、リセットゲートパルスφｒが主走査駆動部２４により印加される。リセットゲート７４は、印加されるリセットゲートパルスφｒの電位変化に応答して、フローティングキャパシタ７３からリセットドレイン７５への電荷の移入を制御する。
【００２１】
信号処理部４０により画像信号として処理される電荷（信号電荷）はシャッタの開放期間内に受光部５２に蓄積される。シャッタの開放期間外に受光部５２に蓄積される電荷（不要電荷）は信号処理部４０で処理する必要がない。シャッタとしては電子シャッタが用いられるが、機械的に作動するシャッタを用いてもよい。
【００２２】
図４及び図５は、それぞれ電荷排出部６０及び出力部７０により電荷を排出する様子を示す模式図である。尚、図４及び図５では電荷を複数の粒８０で示している。
まず、電荷排出部６０による電荷の排出について図４を参照しつつ説明する。電荷排出ゲート６２の遮断は次のように行われる。電荷排出ゲート６２に印加される排出ゲートパルスφｅの電位レベルが低側となるとき、図４（ａ），（ｂ）に示すように駆動パルスφｄの相変化毎にシフトレジスタ５６に形成されるポテンシャル井戸８１のいずれの底よりも高いポテンシャル障壁８２が電荷排出ゲート６２に形成される。そのため、シフトレジスタ５６のポテンシャル井戸８１に拘束されている電荷は電荷排出ゲート６２のポテンシャル障壁８２を乗り越えることができず、ポテンシャル障壁８２より電位が低いドレイン６３にポテンシャル井戸８１から電荷が移動しない。
【００２３】
電荷排出ゲート６２の開放は次のように行われる。排出ゲートパルスφｅの電位レベルが高側となるとき、図４（ｃ），（ｄ）に示すように電荷排出ゲート６２に形成されるポテンシャル障壁８２が、駆動パルスφｄの相変化毎にシフトレジスタ５６に形成されるポテンシャル井戸８１のいずれの底よりも低くなる。これにより、シフトレジスタ５６のポテンシャル井戸８１に拘束されている電荷は電荷排出ゲート６２のポテンシャル障壁８２を越え、電荷排出部６０に移入し、ドレイン６３から排出される。
【００２４】
次に、出力部７０による電荷の排出について図５を参照しつつ説明する。リセットゲート７４に印加されるリセットゲートパルスφｒの電位レベルが低側となるとき、図５（ａ），（ｂ）に示すようにフローティングキャパシタ７３の電位より高いポテンシャル障壁８４がリセットゲート７４に形成される。そのため、図５（ａ），（ｂ）に示すように駆動パルスφｄの相変化に応じ出力ゲート７２のポテンシャル障壁８５を越えることでシフトレジスタ５６からフローティングキャパシタ７３に転送される電荷は、リセットゲート７４のポテンシャル障壁８４を乗り越えることができずにフローティングキャパシタ７３に拘束される。
【００２５】
リセットゲートパルスφｒの電位レベルが高側に切り換わると、図５（ｃ）に示すようにリセットゲート７４に形成されるポテンシャル障壁８４がフローティングキャパシタ７３の入力側の電位より低くなる。これにより、フローティングキャパシタ７３に拘束されている電荷はリセットゲート７４のポテンシャル障壁８４を越え、リセットドレイン７５を介して基板等から排出される。
【００２６】
図６は、リニアイメージセンサ２０の駆動方法を示すタイムチャートである。以下、リニアイメージセンサ２０の駆動方法について図６を参照しつつ説明する。尚、以下では、各受光部５２において信号電荷の蓄積が完了した時間（ｔ）＝ｔ０から再度信号電荷の蓄積が完了するｔ＝ｔ４までを１サイクルとし、各サイクル毎にリニアイメージセンサ２０の１ライン分の走査を行うものとして説明する。
【００２７】
ｔ＝ｔ０では、転送ゲートパルスφｔの電位レベルを高側に変化させることで、転送ゲート５４を開通する。転送ゲートパルスφｔの電位レベルはｔ＝ｔ１まで高側に保たれ、これによりｔ０≦ｔ＜ｔ１の期間には、各受光部５２に蓄積された信号電荷がシフトレジスタ５６に転送される。また、ｔ＝ｔ０では、排出ゲートパルスφｅの電位レベルを低側に変化させることで、電荷排出ゲート６２を遮断する。排出ゲートパルスφｅの電位レベルはｔ＝ｔ２まで低側に保たれ、これによりｔ０≦ｔ＜ｔ２の期間には、信号電荷のいずれも電荷排出部６０に排出されることなくシフトレジスタ５６によって出力部７０まで転送される。
【００２８】
ｔ＝ｔ１では、転送ゲートパルスφｔの電位レベルを低側に変化させることで、転送ゲート５４を遮断する。転送ゲートパルスφｔの電位レベルはｔ＝ｔ２まで低側に保たれ、これによりｔ１≦ｔ＜ｔ２の期間には、各受光部５２に不要電荷が蓄積される。
ｔ＝ｔ２では、転送ゲートパルスφｔの電位レベルを高側に変化させることで、転送ゲート５４を開通する。転送ゲートパルスφｔの電位レベルはｔ＝ｔ３まで高側に保たれ、よってｔ２≦ｔ＜ｔ３の期間には、各受光部５２に蓄積された不要電荷がシフトレジスタ５６に転送される。また、ｔ＝ｔ２では、排出ゲートパルスφｅの電位レベルを高側に変化させることで、電荷排出ゲート６２を開放する。排出ゲートパルスφｅの電位レベルはｔ＝ｔ４まで高側に保たれ、これによりｔ２≦ｔ＜ｔ４の期間には、シフトレジスタ５６において中央部より反出力側端部の側の不要電荷が電荷排出部６０に排出される。ｔ２≦ｔ＜ｔ４の期間において、不要電荷の残りすなわちシフトレジスタ５６において中央部より出力側端部の側の不要電荷は、フローティングキャパシタ７３まで転送され、リセットドレイン７５を介して排出される。
【００２９】
ｔ＝ｔ３では、転送ゲートパルスφｔの電位レベルを低側に変化させることで、転送ゲート５４を遮断する。転送ゲートパルスφｔの電位レベルはｔ＝ｔ４まで低側に保たれ、これによりｔ３≦ｔ＜ｔ４の期間には、各受光部５２に信号電荷が蓄積される。すなわち、ｔ３≦ｔ＜ｔ４の期間はシャッタの開放期間に相当する。
ｔ＝ｔ４では、転送ゲートパルスφｔの電位レベルを高側に変化させると共に、排出ゲートパルスφｅの電位レベルを低側に変化させる。すなわち、ｔ＝ｔ４におけるパルスφｔ，φｅの電位レベルの変化が次のｔ＝ｔ０におけるパルスφｔ，φｅの電位レベルの変化となる。
【００３０】
このようなリニアイメージセンサ２０の駆動方法によると、各受光部５２が生成した信号電荷をシフトレジスタ５６で転送する期間ｔ０≦ｔ＜ｔ２には、電荷排出ゲート６２を遮断することにより、１ライン分の信号電荷を全てシフトレジスタ５６の出力側端部まで転送することができる。これに対し、各受光部５２が生成した不要電荷をシフトレジスタ５６で転送する期間ｔ２≦ｔ＜ｔ４には、電荷排出ゲート６２を開放することにより、シフトレジスタ５６の中央部より反出力側端部の側の不要電荷を電荷排出部６０から排出することができる。そのため、出力部７０のリセットドレイン７５まで転送して排出する必要があるのは、シフトレジスタ５６の中央部より出力側端部の側の不要電荷となる。したがって、不要電荷の排出に必要な時間が実質的に２分の１に短縮される。
【００３１】
（第二実施例）
図７は、第二実施例によるリニアイメージセンサの構造を示す模式図である。尚、以下の説明において第一実施例と実質的に同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第二実施例のリニアイメージセンサのセンサ部５０には、それぞれに多数の受光部５２が一列に配列された第一受光部列９１と第二受光部列９０が設けられている。第一受光部列９１と第二受光部列９０とは、受光部５２の配列方向にその配列間隔の半分だけ互いにずれるようにして配置されている。第一受光部列９１には第一転送ゲート５４ａ及び第一シフトレジスタ５６ａが隣接して設けられている。第一シフトレジスタ５６ａの中央部には第一電荷排出部６０ａが接続されている。第二受光部列９０には、第二転送ゲート５４ｂと第二シフトレジスタ５６ｂが隣接して設けられている。第二シフトレジスタ５６ｂの出力側端部には第二電荷排出部６０ｂが接続され、そのほぼ中央部には第三電荷排出部６０ｃが接続されている。第一シフトレジスタ５６ａと第二シフトレジスタ５６ｂとは一つの出力部７０に接続されている。出力部７０には、第一シフトレジスタ５６ａによって転送された電荷と第二シフトレジスタ５６ｂによって転送された電荷が交互に取り込まれる。この結果、第一受光部列９１と第二受光部列９０に蓄積された電荷が交互に出力部７０で検出されるため、２列に並んだ受光部５２に蓄積された電荷から１ライン分の画像情報を生成することができる。
【００３２】
第二実施例によるリニアイメージセンサ２０の駆動方法は、排出ゲートパルスφｅを第一電荷排出部６０ａ、第二電荷排出部６０ｂ、第三電荷排出部６０ｃのそれぞれに印加する点において第一実施例と相違する。第一電荷排出部６０ａ、第二電荷排出部６０ｂ、第三電荷排出部６０ｃのそれぞれに印加する排出ゲートパルスφｅの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングは第一実施例と同一である。
すなわち、シャッタの開放期間内に受光部５２に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送する期間中は、第一電荷排出部６０ａ、第二電荷排出部６０ｂ及び第三電荷排出部６０ｃを全て遮断し、第一受光部列９１に蓄積された電荷と第二受光部列９０に蓄積された電荷を出力部７０によって交互に検出する。
【００３３】
また、シャッタの開放期間外に受光部５２に蓄積された電荷をシフトレジスタで転送する期間中は、第一電荷排出部６０ａ、第二電荷排出部６０ｂ及び第三電荷排出部６０ｃを全て開放する。この結果、第一受光部列９１の出力部７０に近い受光部５２に蓄積された電荷は、出力部７０のリセットドレイン７５から排出され、第一受光部列９１の出力部７０から遠い受光部５２に蓄積された電荷は、第一電荷排出部６０ａから排出される。また、第二受光部列９１の出力部７０に近い受光部５２に蓄積された電荷は、第二電荷排出部６０ｂから排出され、第二受光部列９１の出力部７０から遠い受光部５２に蓄積された電荷は、第三電荷排出部６０ｃから排出される。
したがって、第二実施例によると、シャッタの開放期間外に蓄積された不要電荷を第一シフトレジスタ５６ａ及び第二シフトレジスタ５６ｂから排出するのにかかる期間を短縮することができる。
【００３４】
（第三実施例）
図８は、第三実施例によるリニアイメージセンサ２０の構造を示す模式図である。尚、以下の説明において第一実施例と実質的に同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施例のリニアイメージセンサ２０が備えるセンサ部５０の電荷排出部６０は、シフトレジスタ５６の中途部にある２つの領域５８の反転送ゲート側に主走査方向Ｘに互いに離れて設けられている。主走査方向Ｘにおいて、シフトレジスタ５６の出力側端部から一方の電荷排出部６０までの距離と、その一方の電荷排出部６０から他方の電荷排出部６０までの距離と、その他方の電荷排出部６０からシフトレジスタ５６の反出力側端部までの距離とは、概ね同じに設定されている。
【００３５】
このような第三実施例では、ｔ２≦ｔ＜ｔ４の期間において二つの電荷排出部６０の電荷排出ゲート６２を共に開放する。これにより、各受光部５２が生成した全不要電荷のうち、シフトレジスタ５６において反出力側端部に近い電荷排出部６０よりも反出力側端部の側に送られた電荷はその反出力側端部に近い電荷排出部６０に排出され、シフトレジスタ５６において二つの電荷排出部６０の間となる部分に送られた電荷はシフトレジスタ５６の出力側端部に近い電荷排出部６０に排出される。そのため、不要電荷の排出に必要な時間が概ね３分の１に短縮される。
【００３６】
（第四実施例）
図９は、第四実施例によるリニアイメージセンサ２０の駆動方法を説明するための模式図であり、図１０は、第四実施例によるリニアイメージセンサ２０の駆動方法を示すタイムチャートである。第四実施例では、第一実施例と同一構造のリニアイメージセンサを用いてフィルムを読み取る方法について説明する。尚、以下の説明において第一実施例と実質的に同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
第四実施例では、図９に示すように、原稿台１４の最大読取領域Ａのほぼ中央のフィルム幅にほぼ一致する領域をフィルム読取領域Ｒとして設定している。フィルム読取領域Ｒは光学系３０によりセンサ部５０の中央部分に結像される。
【００３８】
以下、第四実施例の駆動方法について詳細に説明する。
まず、フィルム読取領域Ｒを読み取る第一動作モードについて図１０を参照しつつ説明する。
はじめに、シャッタの開放期間（ｔ３≦ｔ＜ｔ４）に受光部５２で生成された電荷をシフトレジスタ５６により転送する（ｔ０≦ｔ＜ｔ２）。この期間中、はじめは電荷排出ゲート６２を遮断しておくことにより、非読取領域Ｕ１に対応する受光部５２に蓄積された電荷とともにフィルム読取領域Ｒに対応する受光部５２に蓄積された電荷が出力部７０まで転送される。続いて、フィルム読取領域Ｒに対応する受光部５２のうち出力部７０から最も離れた受光部５２ａに蓄積された信号電荷が電荷排出部６０に接続されたシフトレジスタ５６の領域５８ｂを通過した直後（ｔ＝ｔ２１）に、電荷排出ゲート６２を開放する。するとｔ２１≦ｔ＜ｔ２の期間には、出力部７０から遠い非読取領域Ｕ２に対応する受光部５２に蓄積された不要電荷が電荷排出部６０から排出される。このようにｔ２１≦ｔ＜ｔ２では、シャッタの開放期間内に出力部７０から遠い受光部５２に蓄積された不要電荷をシフトレジスタ５６の中央部の電荷排出部６０から排出するので、シフトレジスタ５６から全ての電荷を排出するまでにかかる時間を短縮することができる。
【００３９】
次に、ｔ２≦ｔ＜ｔ４では、第一実施例と同様に、シャッタの開放期間外（ｔ１≦ｔ＜ｔ２）に出力部７０から遠い受光部５２で生成された不要電荷を電荷排出部６０から排出する。したがって、シャッタの開放期間外に受光部５２に蓄積される不要電荷の排出に必要な時間を短縮できる。
【００４０】
次に、最大読取領域Ａを読み取る第二動作モードについて説明する。第二動作モードでは、シャッタの開放期間内に受光部５２に蓄積された電荷をシフトレジスタ５６で転送するときには、常に電荷排出ゲート６２を遮断しておく。これにより、シャッタの開放期間内に受光部５２に蓄積された全ての電荷を出力部７０まで転送する。尚、シャッタの開放期間外に受光部５２に蓄積された不要電荷は、その一部を第一実施例と同様に電荷排出部６０から排出してもよいし、その全部をリセットドレイン７５から排出してもよい。
【００４１】
（第五実施例）
図１１は、第五実施例によるリニアイメージセンサ２０の駆動方法を説明するための模式図であり、図１２は、第五実施例によるリニアイメージセンサ２０の駆動方法を示すタイムチャートである。第五実施例では、第四実施例で説明したフィルム読取領域Ｒを第二実施例と同一構造のリニアイメージセンサを用いて読み取る方法について説明する。
【００４２】
以下、第五実施例の駆動方法について詳細に説明する。
図１２に示すようにｔ０≦ｔ＜ｔ２の期間には、シャッタの開放期間（ｔ３≦ｔ＜ｔ４）に受光部列９０、９１の受光部５２が生成した電荷をシフトレジスタ５６により転送する。
【００４３】
ｔ０≦ｔ＜ｔ２の期間中、はじめは、第一電荷排出部６０ａの電荷排出ゲート６２を遮断しておく。フィルム読取領域Ｒに対応する第一受光部列９１の受光部５２のうち出力部７０から最も離れた受光部５２ａで蓄積された信号電荷が第一電荷排出部６０ａに接続された第一シフトレジスタ５６ａの領域５８ａを通過した直後から第一電荷排出部６０ａの電荷排出ゲート６２を開放する。この結果、第一受光部列９１のフィルム読取領域Ｒに対応する受光部５２に蓄積された電荷は、第一受光部列９０の非読取領域Ｕ１に対応する受光部５２に蓄積された電荷とともに出力部７０まで転送される。また、第一受光部列９１の非読取領域Ｕ２に対応する受光部５２に蓄積された電荷は第一電荷排出部６０ａから排出される。
【００４４】
ｔ０≦ｔ＜ｔ２の期間中、はじめは、第二電荷排出部６０ｂの電荷排出ゲート６２を開放し、第三電荷排出部６０ｃの電荷排出ゲート６２を遮断しておく。続いて、非読取領域Ｕ１に対応する第二受光部列９０の受光部５２のうち出力部７０から最も離れた受光部５２ｂで蓄積された信号電荷が第二電荷排出部６０ｂに接続された第二シフトレジスタ５６ｂの領域５８ｆを通過した直後（ｔ＝ｔ２３）から、第二電荷排出部６０ｂの電荷排出ゲート６２を遮断する。またフィルム読取領域Ｒに対応する第二受光部列９０の受光部５２のうち出力部７０から最も離れた受光部５２ｃで蓄積された信号電荷が第三電荷排出部６０ｃに接続された第二シフトレジスタ５６ｂの領域５８ｄを通過した直後から第三電荷排出部６０ｃの電荷排出ゲート６２を開放する。この結果、第二受光部列９０の非読取領域Ｕ１に対応する受光部５２で蓄積された電荷は、第二電荷排出部６０ｂから排出される。また、第二受光部列９０のフィルム読取領域Ｒに対応する受光部５２に蓄積された信号電荷は、出力部７０まで転送されて検出された後にリセットドレイン７５から排出される。また、第二受光部列９０の非読取領域Ｕ２に対応する受光部５２で蓄積された電荷は、第三電荷排出部６０ｃから排出される。
【００４５】
このようにｔ０≦ｔ＜ｔ２の期間では、非読取領域Ｕ２に対応する出力部７０から遠い受光部５２に蓄積された不要電荷を第一電荷排出部６０ａ及び第三電荷排出部６０ｃから排出するので、シャッタの開放期間内に受光部５２に蓄積された全ての電荷をシフトレジスタから排出するまでにかかる時間を短縮することができる。
【００４６】
ｔ２≦ｔ＜ｔ４では、第二実施例と同様にシャッタの開放期間外（ｔ０≦ｔ＜ｔ３）に蓄積された電荷をシフトレジスタにより転送する。この結果、シャッタの開放期間外に出力部７０から遠い受光部５２で生成された不要電荷が第一電荷排出部６０ａ及び第三電荷排出部６０ｃから排出される。
【００４７】
以上、本発明の複数の実施例について説明したが、上述したリニアイメージセンサ２０以外にも、エリアイメージセンサに本発明を適用してもよい。また、上述した複数の実施例では、受光部５２の列に沿う一方の側のみにシフトレジスタ５６及び電荷排出部６０を設けているが、受光部５２の列に沿う両側にシフトレジスタ５６及び電荷排出部６０を設けてその両側で電荷の読み出しを行うようにしてもよい。さらに、上述した複数の実施例では、撮像装置としてのリニアイメージセンサ２０をフラットベッド型イメージスキャナ１０に適用した例を説明したが、シートフィード型のイメージスキャナや複写機、複合機、ディジタルカメラ等の画像入力装置の撮像装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施例のリニアイメージセンサの構造を示す模式図である。
【図２】第一実施例のイメージスキャナの構造を示す模式図である。
【図３】第一実施例のイメージスキャナを示すブロック図である。
【図４】電荷排出部により電荷を排出する様子を示す模式図である。
【図５】電荷排出部により電荷を排出する様子を示す模式図である。
【図６】第一実施例の駆動方法を示すタイムチャートである。
【図７】第二実施例のリニアイメージセンサの構造を示す模式図である。
【図８】第三実施例のリニアイメージセンサの構造を示す模式図である。
【図９】第四実施例の駆動方法を説明するための模式図である。
【図１０】第四及び第五実施例の駆動方法を示すタイムチャートである。
【図１１】第五実施例の駆動方法を説明するための模式図である。
【図１２】第五実施例の駆動方法を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０  イメージスキャナ、１４  原稿台、２０  リニアイメージセンサ（撮像装置）、２４  主走査駆動部、３０  光学系、４０  信号処理部、４４  制御部、５０  センサ部、５２  受光部、５４  転送ゲート、５６  シフトレジスタ、５８  領域、６０  電荷排出部、６２  電荷排出ゲート、６３  ドレイン、７０  出力部、７２  出力ゲート、７３  フローティングキャパシタ、７４  リセットゲート、７５  リセットドレイン、  ９０，９１  受光部列
【図１】
2004350210.tif 000003
【図２】
2004350210.tif 000004
【図３】
2004350210.tif 000005
【図４】
2004350210.tif 000006
【図５】
2004350210.tif 000007
【図６】
2004350210.tif 000008
【図７】
2004350210.tif 000009
【図８】
2004350210.tif 000010
【図９】
2004350210.tif 000011
【図１０】
2004350210.tif 000012
【図１１】
2004350210.tif 000013
【図１２】
2004350210.tif 000014