(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、
前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、
前記受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列の両側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで設けられている分岐転送手段と
を備えていることを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項２】
請求項１記載の構成に加え、
前記分岐転送手段が合流する信号電荷転送手段の合流位置より電荷転送方向手前に電荷排出手段が設けられている
ことを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項３】
緑に対応した受光画素列を中心としてその両側に赤に対応した受光画素列と青に対応した受光画素列とが並ぶ受光手段と、
前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、
前記緑に対応した受光画素列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段のうち、前記赤に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して前記赤に対応した受光画素列の緑に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段まで設けられている第１分岐転送手段と、
前記緑に対応した受光画素列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段のうち、前記青に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して前記青に対応した受光画素列の緑に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段まで設けられている第２分岐転送手段と
を備えていることを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項４】
請求項３記載の構成に加え、
前記第１分岐転送手段および前記第２分岐転送手段が合流する各信号電荷転送手段の合流位置より電荷転送方向手前に各々電荷排出手段が設けられている
ことを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項５】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した受光画素列を含む４列の受光画素列を備えた受光手段と、
前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、
前記４列の受光画素列のうち両端を除く２列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで各々設けられている分岐転送手段と
を備えていることを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項６】
前記４列の受光画素列のうち両端を除く２列における一方は緑に対応した受光画素列であり、他方は近赤外に対応した受光画素列から成る
ことを特徴とする請求項５記載のリニアイメージセンサ。
【請求項７】
請求項５記載の構成に加え、
前記分岐転送手段が合流する各信号電荷転送手段の合流位置より電荷転送方向手前に各々電荷排出手段が設けられている
ことを特徴とするリニアイメージセンサ。
【請求項８】
少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、前記受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで設けられている分岐転送手段とを備えるリニアイメージセンサが用いられている
ことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】
緑に対応した受光画素列を中心としてその両側に赤に対応した受光画素列と青に対応した受光画素列とが並ぶ受光手段と、前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、前記緑に対応した受光画素列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段のうち、前記赤に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して前記赤に対応した受光画素列の緑に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段まで設けられている第１分岐転送手段と、前記緑に対応した受光画素列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段のうち、前記青に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して前記青に対応した受光画素列の緑に対応した受光画素列側に設けられた信号電荷転送手段まで設けられている第２分岐転送手段とを備えるリニアイメージセンサが用いられている
ことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１０】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した受光画素列を含む４列の受光画素列を備えた受光手段と、前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、前記４列の受光画素列のうち両端を除く２列の両側に設けられた前記信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで各々設けられている分岐転送手段とを備えるリニアイメージセンサが用いられている
ことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１１】
少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段とを備えるリニアイメージセンサの電荷転送方法において、
前記受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列で取り込んだ電荷をその両側に設けられた信号電荷転送手段で転送するにあたり、その電荷の一部を転送途中で分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段を用いて転送する
ことを特徴とする電荷転送方法。
【請求項１２】
前記受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列で取り込んだ電荷をその両側に設けられた信号電荷転送手段で転送するにあたり、途中の分岐までは高速で転送し、分岐後は低速で転送する
ことを特徴とする請求項１１記載の電荷転送方法。
【請求項１３】
少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、前記受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段とを備えるリニアイメージセンサの電荷転送方法において、
カラー画像出力を得る場合には前記受光手段における全ての受光画素列で取り込んだ電荷を各々の信号電荷転送手段によって第１の速度で転送し、
単色画像出力を得る場合には前記受光手段における少なくとも１列の受光画素列で取り込んだ電荷をその列に対応する信号電荷転送列で分岐位置まで前記第１の速度より速い第２の速度で転送し、分岐位置より後はその受光素子列の隣の受光素子列の信号電荷転送列を用いて前記第１の速度で転送する
ことを特徴とする電荷転送方法。
【請求項１４】
前記単色画像出力を得る場合、分岐により電荷の転送を行う前記少なくとも１列の受光画素列以外の受光画素列で取り込んだ電荷をその受光画素列に対応する信号電荷転送列の途中で排出する
ことを特徴とする請求項１３記載の電荷転送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光画素列で電荷を取り込み転送して出力信号を得るリニアイメージセンサおよび画像読み取り装置および電荷転送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機やカラースキャナ等のカラー原稿読み取り装置においては、Ｒｅｄ光、Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光を読み取るための３列の受光画素列を備えた３ラインカラーリニアセンサが多く用いられている。
【０００３】
通常、高速読み出しを目的として３ラインカラーリニアセンサでは、Ｒｅｄ光用受光画素列、Ｇｒｅｅｎ光用受光画素列、Ｂｌｕｅ光用受光画素列の各々の両側に信号電荷転送部を備えており、偶数画素の信号電荷と奇数画素の信号電荷とを分割して一色当たり２チャンネルの並列出力で合計６チャンネル出力として、ある程度の高速読み出しを実現している。
【０００４】
ところで、近年、読み取り画像品質へのニーズの高まりから、要求画素は４００ｄｐｉ（dot par inch）から６００ｄｐｉ以上へと高くなってきており、それに応じてイメージセンサの受光部の単位画素面積の縮小が図られてきている。
【０００５】
このため、同一照度におけるフォトダイオード部での発生信号電荷が減少するため、実質上の感度は低下するが、それを補償するため出力部の信号電荷電圧変換効率を上げる必要が生じている。しかしながら、高ゲイン化は原理上、出力部の周波数特性的に不利な方向へ働き、高速化と高感度化とを両立するのは非常に困難である。
【０００６】
現状では、６００ｄｐｉの読み取り画素密度で高画質カラー読み取りを行うことができる副走査方向の走査速度は２１０ｍｍ／ｓｅｃ程度が上限となっている。この副走査方向の速度は、センサの各画素の信号を読み出す出力アンプ部の周波数特性の限界からきている。
【０００７】
通常、受光画素列の出力を奇数番目の画素、偶数番目の画素の２系統の信号電荷転送部で転送する場合、転送電極の転送速度には余裕があるが、出力アンプ部の周波数特性の上限である約２０ＭＨｚに制限されることになる。このため、２系統を合計したビデオレートで約４０ＭＨｚ程度となる。
【０００８】
したがって、この速度でＡ３サイズ（ＪＩＳ規格）の原稿を６００ｄｐｉの読み取り画素密度で読み出すのに必要な７５００画素分を読み出すとすると、
４０ＭＨｚ÷７５００（画素）÷２３．６（画素／ｍｍ）＝２２６（ｍｍ／ｓｅｃ）となり、信号電荷のシフト期間、非有効画素分の転送期間も考慮すると、上記の２１０ｍｍ／ｓｅｃという読み出し速度が限界となる。
【０００９】
通常オフィスで使用されるデジタルフルカラー複写機には、その原稿読み取り部に上記説明した高速読み取り対応の３ラインカラーイメージセンサを用いている。このデジタルフルカラー複写機において良好なフルカラー画像を複写する場合には、読み取り原稿の各色信号の階調性が重要となり、例えば、各色信号において２５６階調の再現性が要求される。
【００１０】
そのため、原稿読み取りの際には、３ラインカラーイメージセンサに入射する露光量を十分に確保できるように、その照明光学系や読み取り走査速度の設定が必要となる。
【００１１】
一方、このように設定されたデジタルフルカラー複写機において、テキスト文書や線画を主な複写対象としたモノクロ画像の複写を行う場合、フルカラー画像のような良好な階調再現性を重視するよりは、むしろ単位時間あたりに多くの複写枚数がとれるような高速性が要求される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、１台の複写機でデジタル読み取りの機能を駆使した高画質なフルカラー複写機能と、アナログ複写機が持っていた高速なモノクロ複写機能とを両立しようとすると、高画質なフルカラー読み取りを行う際の制約が高速モノクロ読み取りを行う上で問題となる。
【００１３】
つまり、フルカラー読み取りを行うのと同じイメージセンサを使用してモノクロ画像を読み取る場合、カラー画像を読み取る速度と同じ速度しか出せないため、モノクロ専用アナログ複写機並の高速読み取りができないという問題が生じる。
【００１４】
ここで、１枚の原稿に対して複数部のコピーを行う場合には、１枚分の原稿の情報をメモリに蓄積して、その情報をメモリからプリンタ部へ連続的に送ればよいことから読み取り部の高速化の負担は無くなる。
【００１５】
しかし、原稿自動送り装置を取り付けて、連続的に複数の異なる原稿のコピーを１部ずつ取る場合には、上記のようなメモリから同じ情報を出すことができないため、高速の原稿読み取りが必要となる。
【００１６】
モノクロセンサにおいては、図８に示すような高速の原稿読み取りを行うＣＣＤリニアイメージセンサが考えられている（特開平４−２４３１３８号公報）。このＣＣＤリニアイメージセンサでは、１列の感光画素列１００で取り込んだ電荷を偶数画素用、奇数画素用の２系統のＣＣＤシフトレジスタ１０１、１０２に分けて転送するとともに、途中でＣＣＤシフトレジスタ１０１ａ、１０１ｂおよび１０２ａ、１０２ｂに各々２分割して４系統化することにより、転送の高速化を図っている。
【００１７】
この構成の場合、各々の出力部の周波数特性の上限が例えば２０ＭＨｚとすると、４系統で並列に出力することで最大８０ＭＨｚのデータレートで信号電荷を出力できることになる。
【００１８】
しかしながら、この構成をそのまま３ラインカラーイメージセンサに適用した場合、３色分の信号を取り出すためには合計１２系統の出力部が必要となり、センサチップ幅の増大化とともに、アナログ回路、Ａ／Ｄ変換器等の出力処理回路の規模が膨大となってしまう。
【００１９】
また、３ラインセンサーのうち１色分の信号を取り出すための出力部のみを４系統化した場合でも、合計８系統の出力部が必要となり、上記と同様な問題が生じることになる。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明のリニアイメージセンサは、少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列の両側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで設けられている分岐転送手段とを備えている。
【００２１】
また、少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段と、受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列の両側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで設けられている分岐転送手段とを備えるリニアイメージセンサを用いた画像読み取り装置である。
【００２２】
また、本発明の電荷転送方法は、少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列を備えた受光手段と、受光手段における各受光画素列の両側に各々設けられた信号電荷転送手段とを備えるリニアイメージセンサの電荷転送方法であり、受光手段の少なくとも３列の受光画素列のうち少なくとも１列で取り込んだ電荷をその両側に設けられた信号電荷転送手段で転送するにあたり、その電荷の一部を転送途中で分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段を用いて転送するものである。
【００２３】
本発明では、少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した３列の受光画素列のうち少なくとも１列の両側に設けられた信号電荷転送手段から分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段まで分岐転送手段が設けられていることにより、信号電荷転送手段によって転送されてきた信号電荷が途中から分岐して隣の受光画素列における信号電荷転送手段に転送される。これにより、転送してきた電荷の一部を隣の受光画素列の信号電荷転送手段を流用して転送できるようになる。
【００２４】
また、信号電荷転送手段によって転送してきた電荷の一部を転送途中で分岐して隣の受光画素列の信号電荷転送手段を用いて転送することから、分岐部分までは高速で転送し、分岐後は低速で転送して出力回路の特性に合わせることができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態におけるカラーイメージセンサの構造を説明する概略平面図である。このカラーイメージセンサは、Ｒｅｄ光受光用の受光画素列１１と、Ｇｒｅｅｎ光受光用の受光画素列１２と、Ｂｌｕｅ光受光用の受光画素列１３との３本が略平行に設けられる３ラインカラーイメージセンサである。
【００２６】
各受光画素列１１、１２、１３の両側には、受光画素列１１、１２、１３で取り込んだ電荷を図中縦方向に転送するための信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６が設けられている。
【００２７】
また、この信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６を挟んで各受光画素列１１、１２、１３の両側には、信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６を介して転送されてきた電荷を図中横方向へ転送する信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６が設けられている。
【００２８】
この各信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６の電荷の転送方向最終段には最終段電極４１、４２、４３、４４、４５、４６が接続され、これに信号電荷検出部とソースホロワ、インバータ等のアナログ回路から成る出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６が接続されている。
【００２９】
また、本実施形態の特徴として、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５には、その電荷転送方向を２方向に分岐するための分岐電極３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａが設けられており、各々電荷転送部３２ｂと電荷ドレイン６２、電荷転送部３３ｂと分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３４ｂと分岐転送部３４ｃ、電荷転送部３５ｂと電荷ドレイン６５の２方向に電荷の移送方向を分岐できるようになっている。
【００３０】
ここで、電荷ドレイン６２、６５は、各々の信号電荷転送部３２、３５で転送してきた不要な電荷（読み取りモードによっては不要となる電荷）を排出するためのものである。
【００３１】
次に、このカラーイメージセンサにおける電荷の転送方法を説明する。先ず、カラー画像の読み取り（カラーモード）を行う場合について説明する。
【００３２】
受光画素列１１、１２、１３において発生、蓄積された信号電荷は、奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けられ、各々信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６を介して信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６に転送される。
【００３３】
信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６は各々例えば２相駆動ＣＣＤからなり、信号電荷は例えば２０ＭＨｚの２相クロックで順次転送される。このうち、信号電荷転送部３１、３６によって転送されてきた電荷はそのまま最終段電極４１、４６から出力回路５１、５６へ送られる。
【００３４】
また、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５によって転送されてきた電荷は、各々分岐電極３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａを介して転送されることになる。
【００３５】
図２は分岐電極の部分拡大図である。すなわち、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５に設けられた各分岐電極３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａには、その分岐方向の後段への電荷転送を制御するゲート電極が設けられている。
【００３６】
つまり、分岐電極３２ａにはゲート電極３２１、３２２が、分岐電極３３ａにはゲート電極３３１、３３２が、分岐電極３４ａにはゲート電極３４１、３４２が、分岐電極３５ａにはゲート電極３５１、３５２が各々設けられている。
【００３７】
また、電荷転送部３２ｂと最終段電極４２との間にはゲート電極３２３が設けられ、分岐転送部３３ｃと最終段電極４２との間にはゲート電極３３４が設けられ、電荷転送部３３ｂと最終段電極４３との間にはゲート電極３３３が設けられている。
【００３８】
また、電荷転送部３４ｂと最終段電極４４との間にはゲート電極３４３が設けられ、分岐転送部３４ｃと最終段電極４５との間にはゲート電極３４４が設けられ、電荷転送部３５ｂと最終段電極４５との間にはゲート電極３５３が設けられている。
【００３９】
ここで、ゲート電極３２１およびゲート電極３２３、３３１およびゲート電極３３３、ゲート電極３４１およびゲート電極３４３、ゲート電極３５１およびゲート電極３５３をオープン状態、ゲート電極３２２、ゲート電極３３２およびゲート電極３３４、ゲート電極３４２およびゲート電極３４４、ゲート電極３５２をクローズ状態にすることで、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５を転送されてきた電荷を図３に示すようにそのままの方向（図中左方向）へと直進させることができるようになる。
【００４０】
この際、電荷転送部３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂには、信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６と同等の２０ＭＨｚの２相クロックを供給することで、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５で転送されてきた信号電荷をそのまま電荷転送部３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂを介して最終段電極４２、４３、４４、４５へ導くことができる。
【００４１】
これにより、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各色に対応する信号電荷は各々最終段電極４１、４２、４３、４４、４５、４６を経由して信号電荷検出部、ソースホロワ、インバータ等のアナログ回路から成る出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６へ導かれ、Ｒｅｄ−Ｏｄｄ、Ｒｅｄ−Ｅｖｅｎ、Ｇｒｅｅｎ−Ｏｄｄ、Ｇｒｅｅｎ−Ｅｖｅｎ、Ｂｌｕｅ−Ｏｄｄ、Ｂｌｕｅ−Ｅｖｅｎの合計６チャンネルの電圧信号として外部に出力される。
【００４２】
なお、この際の各出力部におけるデータレートは各々２０ＭＨｚであることから、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各色信号のデータレートは各々２０ＭＨｚ×２＝４０ＭＨｚとなる。
【００４３】
次に、本実施形態のカラーリニアセンサを用いて高速モノクロ読み取り（モノクロモード）を行う場合の電荷転送方法を説明する。
【００４４】
受光画素列１１、１２、１３において発生、蓄積された信号電荷は、奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けられ、各々信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６を介して信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６に転送される。
【００４５】
信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６は各々例えば２相駆動ＣＣＤからなり、信号電荷は例えば図４のタイミングチャートのφ１、φ２に示すような４０ＭＨｚ（カラーモードの２倍の周波数）の２相クロックにより順次転送される。
【００４６】
ここで、モノクロモードでは中央の受光画素列で光電変換されるＧｒｅｅｎ光に対応する信号電荷のみ必要となるので、信号電荷転送部３１、３２、３５、３６によって転送される信号電荷は不要となる。そこで、信号電荷転送部３１、３６によって転送された信号電荷はそのまま最終段電極４１、４６を介して出力回路５１、５６へ送られるが、その後の処理は行わないようにする。
【００４７】
また、信号電荷転送部３２、３５によって転送される信号電荷は、分岐電極３２ａ、３５ａにおいてゲート電極３２１、３５１（図２参照）を常にクローズ状態、ゲート電極３２２、３５２（図２参照）を常にオープン状態にしておくことで、図５に示すように、各々電荷ドレイン６２、６５に転送され破棄される。
【００４８】
一方、信号電荷転送部３３、３４によって転送されてきたＧｒｅｅｎ光に対応する信号電荷は、各々φ１、φ２の２相クロック（図４参照）により４０ＭＨｚの周波数で順次転送され、分岐電極３３ａ、３４ａまで順次到達する。
【００４９】
ここで、ゲート電極３３１とゲート電極３４１とゲート電極３４１（図２参照）を図４に示すφ５のパルスで制御し、ゲート電極３３２とゲート電極３４４２（図２参照）を図４に示すφ６のパルスで制御する。これにより、分岐電極３３ａ、３４ａに順次転送されてくる信号電荷を交互に電荷転送部３３ｂと分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３４ｂと分岐転送部３４ｃとに振り分けて転送できるようになる。
【００５０】
そして、電荷転送部３３ｂ、分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３４ｂ、分岐転送部３４ｃに順次交互に転送された信号電荷は図４のφ３、φ４に示す２０ＭＨｚの２相クロックで転送され、最終段電極４２、４３、４４、４５を介して出力回路５２、５３、５４、５５へ送られることになる。
【００５１】
つまり、信号電荷の転送として、１本の受光画素列１２に対して４本の電荷転送列を用いることができ、各々２０ＭＨｚの周波数で合計８０ＭＨｚのデータレートで外部へ出力できるようになる。
【００５２】
このような転送方法によって、図５に示すような電荷の流れとなり、Ｒｅｄ光およびＢｌｕｅ光に対応した信号電荷は全て破棄され、Ｇｒｅｅｎ光に対応した信号電荷は分岐まで４０ＭＨｚで転送され、分岐後に出力回路に対応した２０ＭＨｚで転送されるようになる。
【００５３】
また、このモノクロモードでは、分岐転送部３３ｃ、３４ｃによって分岐した電荷を隣の受光画素列の信号電荷転送部３２、３５を流用して送ることができるため、信号電荷転送部や出力回路として３ラインカラーイメージセンサと同じ構成で済むことになり、センサチップ幅を増大させずにモノクロモードの高速転送を実現できることになる。
【００５４】
上記説明した実施形態では、３ラインカラーイメージセンサの例を説明したが、本発明では３ラインに限定されるものではない。図６は４ラインカラーイメージセンサの例を説明する概略平面図である。
【００５５】
この４ラインカラーイメージセンサは、先に説明した３ラインカラーイメージセンサにおけるＲｅｄ光、Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光に対応した受光画素列１１、１２、１３に加え、近赤外光に対応した受光画素列１４を備えているものである。
【００５６】
受光画素列１１、１２、１３、１４の並びとしては、Ｒｅｄ光に対応した受光画素列１１、Ｇｒｅｅｎ光に対応した受光画素列１２、近赤外光に対応した受光画素列１４、Ｂｌｕｅ光に対応した受光画素列１３の順となっている。
【００５７】
各受光画素列１１、１２、１３，１４の両側には、受光画素列１１、１２、１３、１４で取り込んだ電荷を図中縦方向に転送するための信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８が設けられている。
【００５８】
また、この信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を挟んで各受光画素列１１、１２、１３、１４の両側には、信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を介して転送されてきた電荷を図中横方向へ転送するための信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８が設けられている。
【００５９】
この各信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８の電荷の転送方向最終段には最終段電極４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８が接続され、これに信号電荷検出部とソースホロワ、インバータ等のアナログ回路から成る出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８が接続されている。
【００６０】
また、本実施形態の特徴として、信号電荷転送部３２、３３、３５、３８には、その電荷転送方向を２方向に分岐するための分岐電極３２ａ、３３ａ、３５ａ３８ａが設けられており、各々電荷転送部３２ｂと電荷ドレイン６２、電荷転送部３３ｂと分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３５ｂと電荷ドレイン６５、電荷転送部３８ｂと電荷ドレイン３８ｃの２方向に電荷の移送方向を分岐できるようになっている。
【００６１】
また、信号電荷転送部３４、３７には、その電荷転送方向を３方向に分岐するための分岐電極３４ａ、３７ａが設けられており、これによって電荷転送部３４ｂと分岐転送部３４ｃと電荷ドレイン６４、電荷転送部３７ｂと分岐転送部３７ｃと電荷ドレイン６７の３方向に電荷の移送方向を分岐できるようになっている。
【００６２】
ここで、電荷ドレイン６２、６４、６５、６７は、各々の信号電荷転送部３２、３４、３５、３７で転送してきた不要な電荷（読み取りモードによっては不要となる電荷）を排出するためのものである。
【００６３】
このカラーイメージセンサでカラー画像を読み取る場合（カラーモード）、上記３ラインカラーイメージセンサと同様に、受光画素列１１、１２、１３、１４において発生、蓄積された信号電荷を奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けて、各々信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を介して信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８に転送し、各々２相クロック（例えば、２０ＭＨｚ）で順次転送する。
【００６４】
このうち、信号電荷転送部３１、３６によって転送されてきた電荷はそのまま最終段電極４１、４６から出力回路５１、５６へ送られる。
【００６５】
また、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５、３７、３８によって転送されてきた電荷は、各々分岐電極３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３７ａ、３８ａを介して転送され、出力回路５２、５３、５４、５５、５７、５８へ送られて外部に出力されることになる。
【００６６】
ここで出力された信号のうち、出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６から出力されたＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅに対応する信号は、通常のカラー信号として取り扱われ、出力回路５７、５８から出力された近赤外に対応する信号は紙幣や証券等の偽造防止の観点から使用される赤外線吸収インクの検知等に使用される。
【００６７】
次に、このカラーリニアセンサを用いて高速モノクロ読み取り（モノクロモード）を行う場合の電荷転送方法を説明する。
【００６８】
先ず、受光画素列１１、１２、１３、１４において発生、蓄積された信号電荷を奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けて、各々信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８を介して信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８に転送し、各々２相クロック（例えば、４０ＭＨｚ）で順次転送する。
【００６９】
ここで、モノクロモードでは中央の受光画素列で光電変換されるＧｒｅｅｎ光に対応する信号電荷のみ必要となるので、信号電荷転送部３１、３２、３５、３６、３７、３８によって転送される信号電荷は不要となる。したがって、信号電荷転送部３１、３６によって転送された信号電荷はそのまま最終段電極４１、４６を介して出力回路５１、５６へ送られるが、その後の処理は行わないようにする。
【００７０】
信号電荷転送部３２、３７によって転送される信号電荷は、分岐電極３２ａ、３７ａを介して各々電荷ドレイン６２、６７に転送され破棄される。
【００７１】
また、信号電荷転送部３５、３８によって転送される信号電荷は、分岐電極３５ａ、３８ｂを介して最終段電極４５、４８を経て出力回路５５、５８へ送られるが、その後の信号処理は行わないようにする。
【００７２】
一方、信号電荷転送部３３、３４によって転送されてきたＧｒｅｅｎ光に対応する信号電荷は、各々φ１、φ２の２相クロック（図４参照）により４０ＭＨｚの周波数で順次転送され、分岐電極３３ａ、３４ａまで順次到達する。
【００７３】
その後、この分岐電極３３ａ、３４ａを介して順次転送されてくる信号電荷を交互に電荷転送部３３ｂと分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３４ｂと分岐転送部３４ｃとに振り分けて転送する。
【００７４】
電荷転送部３３ｂ、分岐転送部３３ｃ、電荷転送部３４ｂ、分岐転送部３４ｃに順次交互に転送された信号電荷は２０ＭＨｚの２相クロックで転送され、最終段電極４２、４３、４４、４５を介して出力回路５２、５３、５４、５５へ送られることになる。
【００７５】
つまり、信号電荷の転送として、１本の受光画素列１２に対して４本の電荷転送列を用いることができ、各々２０ＭＨｚの周波数で合計８０ＭＨｚのデータレートでモノクロのデータを外部へ出力できるようになる。
【００７６】
次に、このカラーリニアセンサを用いて認識読み取り（認識モード）を行う場合の電荷転送方法を説明する。この認識モードでは、紙幣や証券等の偽造防止の観点から使用される赤外吸収インク等を検知するようにしている。
【００７７】
通常、この種の認識は、例えばカラーコピー等を行う前にプリスキャンにて行われることが多く、高速で処理することが望まれている。また、この種の認識は、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの情報とともに、近赤外の情報を付加して行われることが多いが、ここでは近赤外の情報のみを用いて高速で認識を行う場合について説明する。
【００７８】
先ず、受光画素列１１、１２、１３において発生、蓄積された信号電荷を奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けて、各々信号電荷シフトゲート２１、２２、２３、２４、２５、２６を介して信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６に転送し、各々例えば２相クロック（例えば、４０ＭＨｚ）で順次転送する。
【００７９】
また、受光画素列１４で発生、蓄積された信号電荷も奇数画素電荷、偶数画素電荷に振り分けて、信号電荷シフトゲート２７、２８を介して信号電荷転送部３７、３８に転送し、各々２相クロック（例えば、４０ＭＨｚ）で順次転送する。
【００８０】
ここで、高速認識モードでは受光画素列１４で光電変換される近赤外光に対応する信号電荷のみ使用するので、信号電荷転送部３１、３２、３３、３４、３５、３６によって転送される信号電荷は不要となる。したがって、信号電荷転送部３１、３６によって転送された信号電荷はそのまま最終段電極４１、４６を介して出力回路５１、５６へ送られるが、その後の処理は行わないようにする。
【００８１】
信号電荷転送部３２、３３によって転送された信号電荷は分岐電極３２ａ、３３ａを経て最終段電極４２、４３を介して出力回路５２、５３へ送られるが、その後の処理は行わないようにする。
【００８２】
また、信号電荷転送部３４、３５によって転送される信号電荷は、分岐電極３４ａ、３５ａを介して各々電荷ドレイン６４、６５に転送され破棄される。
【００８３】
一方、信号電荷転送部３７、３８によって転送されてきた近赤外光に対応する信号電荷は、２相クロックにより４０ＭＨｚの周波数で順次転送され、分岐電極３７ａ、３８ａまで順次到達する。
【００８４】
その後、この分岐電極３７ａ、３８ａを介して順次転送されてくる信号電荷を交互に電荷転送部３７ｂと分岐転送部３７ｃ、電荷転送部３８ｂと分岐転送部３８ｃとに振り分けて転送する。
【００８５】
電荷転送部３７ｂ、分岐転送部３７ｃ、電荷転送部３８ｂ、分岐転送部３８ｃに順次交互に転送された信号電荷は２０ＭＨｚの２相クロックで転送され、最終段電極４４、４５、４７、４８を介して出力回路５４、５５、５７、５８へ送られることになる。
【００８６】
つまり、信号電荷の転送として、１本の受光画素列１４に対して４本の電荷転送列を用いることができ、各々２０ＭＨｚの周波数で合計８０ＭＨｚのデータレートで認識に必要なデータを外部へ出力できるようになる。
【００８７】
なお、上記例ではカラーモードと認識モードとを別個に行う場合を説明したが、カラー画像の読み取りとともに偽造防止のための認識を行うようにしてもよい。この場合、受光画素列１１、１２、１３、１４で取り込んだ信号電荷を全て使用するよう、信号電荷転送部３１、３６ではそのまま転送し、信号電荷転送部３２、３３、３４、３５、３７、３８では分岐電極３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３７ａ、３８ａを介して直線的に信号電荷を転送し、全ての信号電荷を出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８から外部へ出力する。
【００８８】
そして、このうち出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６から出力されたデータを用いてカラー画像を生成し、出力回路５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８から出力されたデータを用いて認識を行うようにすればよい。
【００８９】
また、上記高速モノクロモードにおいては、Ｇｒｅｅｎ光に対応した受光画素列１２を用いるため、Ｇｒｅｅｎ光に対応した受光画素列１２を中央に配置する例を説明したが、他の色に対応した信号電荷のみを高速で取り出したい場合には、その色を中央に配置するようにすればよい。
【００９０】
例えば、カラー複写を行った場合、その複写を行った複写機を識別するための情報（コード情報等）が目で認識できない程度の黄色の微小ドット等で印刷されている。この印刷を認識する場合、黄色の補色であるＢｌｕｅ光に対応した受光画素列１３を用いることで、黄色の微小ドット等を黒色として検知することができる。
【００９１】
このような使用に対応したカラーイメージセンサの場合には、Ｂｌｕｅ光に対応した受光画素列１３を中央に配置して、上記モノクロモードと同様な信号電荷の転送すなわち分岐前には４０ＭＨｚの２相クロックで転送し、分岐後は２０ＭＨｚの２相クロックで転送して隣の受光画素列の信号電荷転送部および出力回路を流用した４チャンネル出力を行うことで、高速な検知を行うことが可能となる。
【００９２】
また、上記説明した各カラーイメージセンサを用いて画像読み取り装置を構成することにより、通常のカラー画像読み取りと高速モノクロ読み取りとを簡単な構成で実現することができるようになる。
【００９３】
図７は、本実施形態のカラーイメージセンサが用いられた画像読み取り装置の構成を示す概略図である。すなわち、この画像読み取り装置においては、キャビネット１の上部開口に原稿を載置するためのプラテンガラス２が取り付けられている。このプラテンガラス２に対しては、読み取りべき画像を下向きにして原稿（図示せず）がセットされる。キャビネット１の上部には、プラテンカバー３が開閉自在に取り付けられている。このプラテンカバー３は、原稿の画像を読み取る際にプラテンガラス２の上にかぶせられ、原稿をプラテンガラス２に密着させる働きをする。
【００９４】
また、キャビネット１の内部には、プラテンガラス２上にセットされた原稿に光を照射するランプ４と、このランプ４から発せられた光を効率良く原稿面に集光する働きをするリフレクタ５と、原稿からの反射光を側方に反射させる第１のミラー６と、この第１のミラー６からの反射光を下方に反射させる第２のミラー７と、この第２のミラー７からの反射光を側方に反射させる第３のミラー８とが設けられている。
【００９５】
このうち、ランプ４、リフレクタ５および第１のミラー６は、図示せぬフルレートキャリッジに搭載され、図中矢印方向に速度ｖで移動するようになっている。また、第２、第３のミラー７、８は、図示せぬハーフレートキャリッジに搭載され、図中矢印方向に速度（１／２）・ｖで移動するようになっている。
【００９６】
さらに、キャビネット１の内部には、遮光手段としてのサジタルストッパ９と、原稿面からの反射光を結像させるレンズ１０と、このレンズ１０によって結像された光を電気信号に変換する本実施形態のカラーイメージセンサＳとが設けられている。
【００９７】
このような構成によって、通常のカラー画像読み取りとともに、高速でのモノクロ読み取りや高速での偽造検知等を行うことができる画像読み取り装置を簡単な構成で実現することが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリニアイメージセンサおよび画像読み取り装置および電荷転送方法によれば次のような効果がある。すなわち、通常のフルカラー読み取りと、高速のモノクロ読み取りとを１つのカラーリニアイメージセンサによって実現することができるとともに、高速転送のために独立した電荷転送手段や出力回路等を設ける必要がなくなり、回路規模を大きくすることなくカラー読み取りと高速モノクロ読み取りとの両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態を説明する概略平面図である。
【図２】  分岐電極の部分拡大図である。
【図３】  カラーモードにおける信号電荷の転送方向を示す図である。
【図４】  転送クロックのタイミングチャートである。
【図５】  モノクロモードにおける信号電荷の転送方向を示す図である。
【図６】  ４ラインカラーイメージセンサの例を説明する概略平面図である。
【図７】  画像読み取り装置の構成を示す概略図である。
【図８】  従来のＣＣＤリニアイメージセンサの例を説明する概略平面図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４…受光画素列、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８…信号電荷シフトゲート、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８…信号電荷転送部、３３ｃ、３４ｃ、３７ｃ、３８ｃ…分岐転送部
【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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