(57)【要約】【課題】最適な光量の光源の選定・製作や遮光板の厳密な設計を必要とすることなく、最適な画像を容易に得ることができる画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿２で反射された光源１からの光は集光レンズ３で集光され、ＣＣＤラインセンサ４に原稿の光学像が結像する。そして、同期信号発生回路９１からのシフトパルスＳＰが消滅すると、蓄光期間が開始し、蓄光時間設定手段１０で設定された時間Ｔ´が経過すると、ダミー同期信号発生回路９２がダミーシフトパルスＳＰ´を発生し、ＣＣＤラインセンサ４のセルに蓄積された電荷がシフトレジスタへ転送され、転送パルス発生回路９３からの転送パルスφ１、φ２により画素信号として出力される。この画素信号は、順次サンプルホールド回路５にサンプルホールドされた後、ゲインコントールアンプ６を介してＡ／Ｄ変換回路７に入力され、デジタルデータに変換される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の光学像が結像されるＣＣＤと、上記ＣＣＤに一定周期の走査同期信号と転送パルスを供給する信号発生回路とを備えた画像読取装置において、上記ＣＣＤの蓄光時間を設定する設定手段を有し、上記信号発生回路が上記設定手段により設定された蓄光時間に応じた間隔でダミーの走査同期信号を発生することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像読取装置において、上記信号発生回路が上記設定手段により設定された蓄光時間に応じて転送パルスの周波数を変えることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、特にＣＣＤ（電荷結合デバイス）を用いて画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やスキャナなどには、原稿を読み取るための画像読取装置が備えられている。この画像読取装置は、原稿に対して光を照射する光源、原稿からの反射光を偏向するための複数のミラー、各ミラーを介して反射された原稿反射光を集光する集光レンズ、そして、集光レンズからの光を検出するＣＣＤを備えており、ＣＣＤで検出された反射光は光電変換された後、画像データとして処理される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の画像読取装置を図４により説明する。光源１はコンタクトガラス上に載置された原稿２を照射しつつ移動し、原稿２で反射された光は、反射ミラー（図示せず）を介して集光レンズ３に入射して集光され、ＣＣＤ４の受光面に原稿の光学像が結像する。このＣＣＤ４は、フォトダイオードアレイよりなる受光部と、アナログシフトレジスタよりなる電荷転送部とを有し、この受光部と電荷転送部はそれぞれ多数のセルにより構成されており、受光部の各セルには入射光量に応じた信号電荷が蓄積される。
【０００４】
この信号電荷は、信号発生回路８からの図５に示す一定周期の走査同期信号、即ちシフトパルスＳＰのタイミングで、電荷転送部の対応する各セルへ移送され、電荷転送部の各セル内に移送された信号電荷は、図５に示す転送パルスφ１、φ２によって隣接するセルへ順次送られて出力バッファより取り出される。この出力バッファの電荷は図５に示すリセットパルスＲＳによりクリアされ、次の画素に対する電荷が入力される。そして、ＣＣＤ４から出力された画素信号は、転送パルスに同期したサンプルホールドパルスＳＨにより順次サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路５にサンプルホールドされた後、Ｓ／Ｈ回路５の出力が信号レベル制御用のゲインコントールアンプ６を介してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路７に入力される。このＡ／Ｄ変換回路は図５に示すＡ／Ｄ変換パルスＡＤによって入力された信号をデジタルデータに変換する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−１５６７６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像読取装置は上記のように構成されており、ＣＣＤは図５に示す一定の蓄光期間の間電荷を蓄積し、蓄積された電荷を画像信号として、転送パルスに同期して外部に出力するが、画像読取装置の設計時に１頁の原稿の読取り時間の仕様を決定すると、原稿の１ラインの読取り時間、即ち、蓄光期間が決まるため、この蓄光期間と、標準原稿の明るさ、ＣＣＤの特性等に基づいて、最適な画像信号が得られるように、光源のランプを選定している。
【０００７】
一方、近年ＣＣＤの感度はアップする傾向にあるが、光源の蛍光灯や冷陰極管の照度を下げるのは内部ガス圧の関係で限度があり、光量が多いと、上記のＣＣＤ出力が飽和してリニアな出力が得られず、画質が劣化する。このため、従来はランプ光量が低いものを作って対応したり、レンズの前にシェーディング・プレートと呼ばれる遮光板を取り付けて光量を下げていた。しかしながら、最適なランプ光量を有する光源を製作することは困難であり、また、遮光板の形状をどのようにするか、あるいは、遮光板によりどの程度遮光すればよいかを決定するのも難しく、さらに、遮光板の形状を一旦決定すると、変更することが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、最適な光量の光源の選定・製作や遮光板の厳密な設計を必要とすることなく、最適な画像を容易に得ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の画像読取装置は、画像の光学像が結像されるＣＣＤと、上記ＣＣＤに一定周期の走査同期信号と転送パルスを供給する信号発生回路とを備えた画像読取装置において、上記ＣＣＤの蓄光時間を設定する設定手段を有し、上記信号発生回路が上記設定手段により設定された蓄光時間に応じた間隔でダミーの走査同期信号を発生することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像読取装置において、上記信号発生回路が上記設定手段により設定された蓄光時間に応じて転送パルスの周波数を変えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１、請求項２に係る発明の画像読取装置によれば、ダミーの走査同期信号によりＣＣＤの蓄光時間を変えることができ、１頁の原稿の読取り時間の仕様から必然的に決まる１ラインの読取り時間に対して、ＣＣＤの蓄光時間を簡単に調整することができるので、最適なランプ光量を有する光源の選定・製作や遮光板の厳密な設計をしなくとも、最適な画像を容易に得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３により説明する。図１は本発明の画像読取装置の概略ブロック図、図２はＣＣＤラインセンサを制御する信号のタイミングチャート、図３はＣＣＤラインセンサの内部構成図である。
図１において、１は光源、２は原稿、３は集光レンズ、４はＣＣＤラインセンサ、５はサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、６はゲインコントールアンプ（ＡＭＰ）、７はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、９は信号発生回路、１０は蓄光時間設定手段である。
【００１３】
光源１には発光ダイオードやハロゲンランプなどが使用され、この光源１はコンタクトガラス上に載置された原稿２を照射しつつ移動し、集光レンズ３は原稿２からの反射光をＣＣＤラインセンサ４の受光面に収束させる。ＣＣＤラインセンサ４は、１ライン分の画像を読み取るために多数のフォトダイオードがライン方向に配列され、このフォトダイオード列の各画素に蓄積された電荷が信号発生回路９からのシフトパルスＳＰによってシフトレジスタに転送され、この画素電荷は信号発生回路９からの転送パルスφ１、φ２に同期してシフトレジスタの出力バッファから画像信号として外部に出力される。サンプルホールド回路５は上記転送パルスと同期したサンプルホールドパルスＳＨによりこの画像信号をサンプルホールドし、ゲインコントールアンプ６はサンプルホールド回路５の出力と一定電位との差分を増幅してアナログ／デジタル変換回路７に出力する。
【００１４】
また、信号発生回路９は一定周期の走査同期信号（シフトパルス）ＳＰを発生する同期信号発生回路９１、ダミー走査同期信号ＳＰ´を発生するダミー同期信号発生回路９２、転送パルスφ１、φ２、リセットパルスＲＳ、サンプルホールドパルスＳＨ及びＡ／Ｄ変換パルスＡＤを発生する転送パルス発生回路９３、制御手段９４及びＯＲゲート９５を備えている。同期信号発生回路９１、ダミー同期信号発生回路９２、転送パルス発生回路９３は分周回路即ちカウンタで構成されており、周波数の高いベースクロック信号ｆｃをカウントすることによってパルスを出力し、それぞれのカウント値は外部から入力される設定値により変更することができるようになっている。ＯＲゲート９５は、同期信号発生回路９１の出力及びダミー同期信号発生回路９２の出力の論理和をとり、ＣＣＤラインセンサ４に出力する。
【００１５】
一方、蓄光時間設定手段１０はダイヤル、数値入力部等の入力手段を備え、この入力手段から入力された値を上記制御手段９４に設定し、制御手段９４は設定された値からダミー走査同期信号ＳＰ´の発生時間、転送パルスφ１、φ２及びリセットパルスＲＳの周波数を演算してそれぞれダミー同期信号発生回路９２、転送パルス発生回路９３に入力する。すなわち、制御手段９４は蓄光時間設定手段１０から設定された蓄光時間Ｔ´をダミー同期信号発生回路９２に入力するとともに、同期信号発生回路９１からのシフトパルスＳＰの周期Ｔ及びパルス幅ｔと入力された蓄光時間Ｔ´から転送パルスの周期ｔφを
ｔφ＝（Ｔ−Ｔ´−２ｔ）／ｎ
により演算にして、転送パルス発生回路９３に入力する。なお、ｎはＣＣＤラインセンサ４の受光部のフォトダイオードの素子数である。
【００１６】
これにより、図２のタイミングチャートに示すように、同期信号発生回路９１は入力されるベースクロック信号ｆｃをカウントして一定時間ごとにシフトパルスＳＰを発生し、ダミー同期信号発生回路９２はシフトパルスＳＰによりリセットされ、シフトパルスＳＰの消滅後、ベースクロック信号ｆｃをカウントし、時間Ｔ´が経過すると、ダミーシフトパルスＳＰ´を発生する。また、転送パルス発生回路９３は、シフトパルスＳＰ、ダミーシフトパルスＳＰ´によりリセットされ、パルスＳＰ、ＳＰ´の消滅後、ベースクロック信号ｆｃを分周して上記周期ｔφの転送パルスφ１、φ２をｎ／２個、リセットパルスＲＳ、サンプルホールドパルスＳＨ、Ａ／Ｄ変換パルスＡＤをそれぞれｎ個発生する。
【００１７】
次に、上記のＣＣＤラインセンサ４の内部構成を図３により説明する。図３に示すように、ＣＣＤラインセンサ４は、独立した微小な受光素子のセル例えばフォトダイオードを一列に密に多数配設した受光部４１、この受光部４１の各セルからの電気信号をセル対応に取り込んでこれをセル順にシフトして出力する第１及び第２のＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３、第１のＣＣＤアナログシフトレジスタ４２と受光部４１の各セルとの間に介在される第１のシフトゲート４４、第２のＣＣＤアナログシフトレジスタ４３と受光部４１の各セルとの間に介在される第２のシフトゲート４５、第１及び第２のＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３に取り込まれた電気信号の出力時のバッファとなる出力バッファ４６とから構成されている。
【００１８】
第１のＣＣＤアナログシフトレジスタ４２は受光部４１の各セルにおける例えば奇数番位置のセルの電気信号を取り込むためのものであり、第２のＣＣＤアナログシフトレジスタ４３は受光部４１の各セルにおける例えば偶数番位置のセルの電気信号を取り込むためのものである。従って、第１のシフトゲート４４は、受光部４１の各セルにおける奇数番位置のセルから第１のＣＣＤアナログシフトレジスタ４２に電荷を転送し、第２のシフトゲート４５は、受光部４１の各セルにおける偶数番位置のセルから第２のＣＣＤアナログシフトレジスタ４３に電荷を転送する。このようにＣＣＤアナログシフトレジスタを受光部４１の両側に二つ設けるのは、受光部４１の各セルのサイズが小さいのに対して、ＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３の素子サイズが大きいため、半導体装置として形成する場合、ＣＣＤアナログシフトレジスタの設置面積が足りないためである。
【００１９】
このＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３は２相駆動で、２つの転送レジスタが交互に連なっており、この二つの転送レジスタに信号発生回路９の転送パルス発生回路９３から交互にパルスφ１、φ２を入力することによって、転送レジスタのポテンシャルを変化させ、出力バッファ４６の方向へ電荷が順次転送される。シフトゲート４４、４５は同期信号発生回路９１からのシフトパルスＳＰ、ダミー同期信号発生回路９２からのダミーシフトパルスＳＰ´により駆動される。また、出力バッファ４６は、リセットパルスＲＳによりその電荷がクリアされる。
【００２０】
以下、図２のタイミングチャートを参照して図１の画像読取装置の動作を説明する。光源１がコンタクトガラス上に載置された原稿２を照射しつつ移動すると、原稿２で反射された光は、反射ミラー（図示せず）を介して集光レンズ３に入射して集光され、ＣＣＤラインセンサ４の受光部４１に原稿の光学像が結像する。そして、同期信号発生回路９１からシフトパルスＳＰが出力されると、受光素子４１のセルであるフォトダイオードに蓄積された電荷がＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３へ転送される。この場合、転送パルス発生回路９３から転送パルスφ１、φ２及びリセットパルスＲＳが発生され、直前のダミーシフトパルスＳＰ´とシフトパルスＳＰ間でＣＣＤラインセンサ４に蓄積した電荷が除去されるが、この間に得られた信号は画像形成の信号処理には使用されない。
【００２１】
一方、このシフトパルスＳＰにより受光部４１の蓄光期間１が開始し、シフトパルスＳＰの出力後、蓄光時間設定手段１０で設定された時間Ｔ´が経過すると、ダミー同期信号発生回路９２がダミーシフトパルスＳＰ´を発生する。このダミーシフトパルスＳＰ´により、蓄光期間１の間に受光部４１のセルに蓄積された電荷がＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３へ転送される。ＣＣＤアナログシフトレジスタ４２、４３へ転送された電荷は転送パルス発生回路９３からの周期ｔφで極性が逆の第１相転送パルスφ１と第２相転送パルスφ２により出力バッファ４６の方向に順次シフト転送され、ＣＣＤラインセンサ４から画素信号として出力される。
【００２２】
そして、ＣＣＤラインセンサ４からの画素信号は、転送パルス発生回路９３からの転送パルスと同期したサンプルホールドパルスＳＨにより順次サンプルホールド回路５にサンプルホールドされた後、サンプルホールド回路５の出力が信号レベル制御用のゲインコントールアンプ６を介してＡ／Ｄ変換回路７に入力され、図２に示すＡ／Ｄ変換パルスＡＤによりデジタルデータに変換されて信号処理回路に出力される。
【００２３】
上記のように、蓄光時間を設定する設定手段１０に設定された蓄光時間に応じた間隔で信号発生回路９がダミーの走査同期信号を発生し、このダミーの走査同期信号によりＣＣＤラインセンサ４の蓄光時間が決まるので、装置の出荷調整時には、ＣＣＤラインセンサ４の出力を例えばオシロスコープ等で監視しながら、設定手段１０への入力値を調整することにより、ＣＣＤラインセンサ４の出力が仕様の範囲内に入るように装置を容易に調整することができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、ＣＣＤとしてラインセンサを用いた例を説明したが、面センサやカラーセンサについても本発明の画像読取装置に使用することができる。
また、上記の実施の形態では、光源がコンタクトガラス上に載置された原稿を照射しつつ移動する例を説明したが、光源上を原稿が移動して画像が読み取られるタイプの画像読取装置にも本発明を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の画像読取装置は、ＣＣＤの蓄光時間を設定する設定手段を備え、この設定手段で設定された蓄光時間に対応した時間にダミーの走査同期信号が発生し、ＣＣＤの蓄光時間を任意に変更することができ、１頁の原稿の読取り時間の仕様から必然的に決まる１ラインの読取り時間に対して、ＣＣＤの蓄光時間を簡単に調整することができるので、最適な光量の光源を選定したり、遮光板を使用しなくとも最適な画像を簡単に得ることができる。
また、光量が少ない光源を作製したり、遮光板を使用する場合であっても、上記のようにＣＣＤの蓄光時間を簡単に調整できるので、光源や遮光板の厳密な設計を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置の概略ブロック図である。
【図２】図１のＣＣＤラインセンサを制御する信号のタイミングチャートである。
【図３】図１のＣＣＤラインセンサの内部構造図である。
【図４】従来の画像読取装置の概略ブロック図である。
【図５】図４の画像読取装置を制御する信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  光源
２  原稿
３  集光レンズ
４  ＣＣＤ
５  サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路
６  ゲインコントールアンプ
７  アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路
８、９  信号発生回路
９１  同期信号発生回路
９２  ダミー同期信号発生回路
９３  転送パルス発生回路
９４  制御手段
９５  ＯＲゲート
１０  蓄光時間設定手段
４１  受光部
４２、４３  ＣＣＤアナログシフトレジスタ
４４、４５  シフトゲート
４６  出力バッファ
【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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