JPH01246964A

JPH01246964A - カラー画像読取方式

Info

Publication number: JPH01246964A
Application number: JP63075043A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Hamaguchi; 浜口　忠彦; Masatoshi Kato; 雅敏加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラー画像を電気信号に変換するカラー画像
読取方式に関し、特にその受光部の駆動方法に関するも
のである。

〔従来の技術］第４図は一般的なカラー画像読取装置を示す構成図であ
る。第４図において、■はセンサ基板、２は結像手段と
してのロッドレンズアレイ、３は原稿４を照明する照明
手段としての蛍光灯、５は原稿台である。

次に、このように構成された一般的なカラー画像読取装
置の動作について説明する。原稿台５の上に置かれた原
稿４は蛍光灯３により照明され、原稿４上の画像はロッ
ドレンズアレイ２によりセンサ基板１上に正立等倍実像
として結像される。

センサ基板１．ロッドレンズアレイ２および蛍光灯３は
一体となって、矢印６の方向に、原稿４および原稿台５
に対し相対的に移動し、原稿４上の画像情報は走査線ご
とに順次電気信号に変換される。

第５図および第６図は、例えば特願昭６２−１５４８４
８号に示されたセンサ基板１の平面図およびセンサ基板
１上の受光部周辺を模式的に描いた平面図である。第５
図において、１１は絶縁基板、１２は絶縁基板１１上に
一線上に配設されたＣＣＤイメージセンサである。第６
図において、１３は１つの画素、１３１〜１３４はＣＣ
Ｄイメージセンサ１２上に配設された受光部である。受
光部１３１はカラーフィルタがない受光部、受光部１３
２，１３３および１３４は、それぞれ、黄色、緑色およ
びシアンのカラーフィルタを表面に形成した受光部であ
り、４個の受光部１３１〜１３４は１つの画素１３に対
応している。

また、１４１および１４２は、受光部１３１゜１３２お
よび受光部１３３，１３４において入射光により生成さ
れた電荷をＣＣＤチャネル１５１および１５２に転送す
るためのトランスファゲートである。

また、第７図は、このようなＣＣＤイメージセンサ１２
の一般的な動作を示すタイムチャートである。

次に、上記ＣＣＤイメージセンサ１２の動作について説
明する。上記トランスファゲート１４１がオフ状態のと
き、受光部１３１，１３２に入射した光は電荷に変換さ
れ、この受光部１３１゜１３２に蓄積される。次に、ト
ランスファゲート１４１がオン状態になると、蓄積され
た電荷はＣＣＤチャネル１５１に転送される。ＣＣＤチ
ャネル１５１には受光部１３１，１３２の１つ１つに対
応したポテンシャルの井戸（図示せず）が存在し、２相
クロックφ１．φ２を印加することにより、受光部より
転送された電荷は順次となりのポテンシャルの井戸に転
送され、最終段にあるフローティングデイフュージョン
アンプ（図示せず）により、ＣＣＤイメージセンサ１２
の外部にアナログ信号として取り出される。実際には、
第７図のタイムチャートに示すように、２相クロツクφ
１、φ２　（第７図（ｂ）、　（Ｃ１）を連続的に印加
しながら、トランスファゲートパルスφＴを時間ＴＳの
周期で入力する（第７図（ａ））。この場合、第２のト
ランスファゲートパルスφＴによってＣＣＤチャネル１
５１に転送された電荷は、時間７３０間に受光部１３１
．１３２に蓄積された電荷に等しい。したがって、ＣＣ
Ｄチャネルの最終段のフローティングデイフュージョン
アンプからは、カラーフィルタがない受光部１３１およ
び黄色のカラーフィルタが形成された受光部１３２に入
射した光量に比例した信号を交互に時系列信号として取
り出すことができる。もう一方の受光部１３３゜１３４
、トランスフアゲ−）１４２．ＣＣＤチャネル１５２の
動作も上述した動作と同様である。

次に、上述した動作によって出力された出力値を一般的
なカラー信号であるＲＧＢ値に変換する方法について説
明する。ｉ番目の画素１３の各受光部のカラーフィルタ
を通して得られた出力値をＡｉｗ、Ａｉｙ、Ａｉｇ、Ａ
ｉｃとすると、次の（１）式によりＲＧＢ値に変換され
る。

・・・・・・　（１）（１）式に用いている３行４列の行列を変換マトリクス
Ｍと呼ぶ。この変換マトリクスＭは例えば次の（２）式
のような要素をもつ。

一例として、１つの画素１３に大きさが“２”である黄
色の光が入射したとすると、画素１３内の各受光部１３
１〜１３４出力値Ａｉｗ、Ａｉｙ。

Ａｉｇ、Ａｉｃは、Ａｉｗ＝２．Ａｉｙ＝２．Ａｉｇ＝ｌ、Ａｉｃ＝１となる。これらの値を用いて式（１１，（２）よりＲ１
゜Ｇｉ、Ｂｉを求めると、Ｒｉ＝１．Ｇｉ冨１．ｌ３ｉ＝０となり、画素１３に入射した光の色は黄色であることが
分かる。

しかしながら、原稿４上の画像は１種類の色ではなく、
必ず色の境界が存在する。この場合にＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉ
がどうなるかを、色の境界が第Δ図において画素１３の
中央線りに対応する位置にある場合について説明する。

例えば、受光部１３１．１３２に大きさが“３”の白が
入射し、受光部１３３，１３４に大きさが“０”の黒が
入゛射したとすると、各受光部１３１〜１３４の出力値
Ａｉｗ、Ａｉｙ、Ａｉｇ、Ａｉｃは、Ａｉｗ＝２．Ａｉ
ｙ＝２．Ａｉｇ＝１．Ａｉｃとなる。式（１）、　（２
１によりＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを計算すると、Ｒ１＝３．Ｇｉ＝Ｏ，Ｂｉ＝１となる。これは青みがかかった赤を示しており、白と黒
の境界線上に青みがかかった赤が混入するノイズとなる
ことがわかる。

そこで、従来例における読取画像の境界部のノイズを防
止する方法を説明する。

第８図ｆａｎ、　（ｂ）のφ１．φ２は第６図のＣＣＤ
チャネル１５１，１５２に印加される２相クロツクであ
り、常時連続的に印加される。第８図（Ｃ１，（ｄ）の
φＴ　ＧＡＩ　　φＴＧｌ＋は、それぞれ、トランスフ
ァゲート１４２，１４１に印加されるトランスファゲー
トパルスであり、このトランスファゲートパルスφＴＧ
ＡＩ　　φＴＧＲの周期ＴＳＡ、ＴＳＢが蓄積時間とな
る。第６図において、中央線りより下部をＡチャネル、
上部をＢチャネルとすると、Ａチャネルの蓄積時間はＴ
ＳＡであり、Ｂチャネルの蓄積時間はＴＳＢであるとい
うことができる。本従来例においては、周期ＴＳＡとＴ
ＳＢは等しくなっているが、各チャネルの蓄積時間の開
始時刻はＴＤだけ異なっている。したがって、各チャネ
ルからの出力信号ＤＡ、Ｄ、は、トランスファゲートパ
ルスφＴ、Ａ、　　φＴＧＢが印加された直後から、Ｄ
４についてはＡｌｇ、Ａｌｃ、Ａ２ｇ、Ａ２ｃ。

・・・の順序で、またり、についてはＡＩＷ。

Ａｌｙ、Ａ２ｗ、Ａ２）’、”　’の順序で第８図（Ｑ
）、　（ｆ）に示すように出力される。

次に、色境界部の動作について説明する。第９図は、カ
ラー画像読取装置におけるＡチャネルおよびＢチャネル
の受光部が時刻と共に原稿のどの位置（副走査方向）に
存在するかを示したものであり、Ｐは副走査ピンチであ
る。第９図に示す時刻ｔ。において、Ａチャネルの受光
部１３３゜１３４が位置ｙＯにあり、Ｂチャネルの受光
部１３１．１３２が位置ｙＯ−（Ｐ／２）にあったとす
る。カラー画像読取装置においては、各受光部１３１〜
１３４は原稿４に対して相対的に移動する。第９図の８
１はＡチャネルの受光部１３３゜１３４の移動状態、Ｓ
２はＢチャネルの受光部１３１．１３２の移動状態を示
している。時刻ｔ。

から蓄積時間を開始したとすると、蓄積時間ＴＳＡの間
にＡチャネルの受光部１３３，１３４に入射される光は
原稿４面上のｙＯからｙｏ＋ｐの部分の反射光である。

Ｂチャネルの受光部１３１．１３２は原稿４面上のｙｏ
−（Ｐ／２）からｙｏ＋（Ｐ／２）の部分の画像を光電
変換することになる。これが、色の境界部にノイズが発
生する主な原因であった。そこで、Ｂチャネルの蓄積時
間ＴＳＢの開始時刻をｔ０＋　（ＴＳＡ／２）としてい
る。これにより、第９図から分かるように、Ｂチャネル
に対しても原稿４面上のｙＯからｙｏ＋ｐの部分を光電
変換することができる。したがって原稿４の色境界部分
がｙｏとｙｏ＋ｐの間に位置したとしても、この境界の
両側の色の中間色が出現するだけでノイズとはなり得な
い。

次に、このようにしてＣＯＤイメージセンサ１２から出
力された各チャネルの出力信号の信号処理の方法を説明
する。第８図は各チャネルの蓄積時間ＴＳＡ、ＴＳＢと
出力信号ＤＡ、Ｄ１１の送出されるタイミングを示すタ
イムチャー１・である。

各出力信号ＤＡ、ＤＩは各蓄積時間終了直後から順次出
力される。第１０図において出力信号ＤＡ、ＤＩ＋の送
出期間は斜線により示しである。

それゆえ出力信号Ｄａ、Ｄｓの各画素Ｇ、Ｃ，Ｗ。

Ｙの画素信号は時間Ｔ０だけずれたものとなっているた
め、上述した（１１式によるＲＧＢ値への変換を行なう
ためには第１０図に示す様に出カイ３号ＤＡを時間ＴＤ
だけ遅らせ、ＤＡ’とし、これらＤＡ’とり、の信号に
より（１）式を計算する必要がある。

第１１図はＧ、　Ｃ，Ｗ、　ＹからＲ，Ｇ、　Ｂに変換
する色変換回路の基本ブロック図である。第６図のＣＣ
Ｄチャネル１５１から出力された出力信号り、は第１１
図においてサンプルホールド回路７１により出力信号成
分のみをサンプルホールドされる。その後、Ｇ、Ｃの時
系列信号はデマルチプレクス回路８１によりＧとＣの個
別信号に分けられる。９１．９２はＧ、Ｃの各個別信号
を時間Ｔ、だけ遅らせるためのバッファメモリ回路であ
る。同図においてＧ’、Ｃ’はそれぞれＧ、Ｃ信号から
時間Ｔ、たけ遅れた画像信号を示す。

第７図におけるＣＯＤチャネル１５２から出力された出
力信号Ｄ！ｌについても同様にサンプルホールド回路７
２およびデマルチプレクス回路８２を通してＷ、Ｙの個
別信号に分けられる。以上の処理によりサンプルホール
ドされた個別信号ＧＪ。

Ｃ’、Ｗ、Ｙ信号は、上述した（１）式の計算を行なう
マトリクス計算回路１０に入力され、ＲＧＢ値に変換さ
れる。

以上、これまで述べてきたように従来の信号処理の方法
は、色境界部のノイズを低減するためＣＯＤイメージセ
ンサの各チャネルの蓄積期間の開始時刻を異なるように
したが、それに伴う出力信号のずれを外部に設けたバッ
ファメモリ回路により補償したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のカラー画像読取装置は以上のように構成されてい
るので、色境界部のノイズを低減する目的によりＣＯＤ
イメージセンサの蓄積期間の開始時刻を異なる様にし、
それに伴う出力信号のずれを補償するバッファメモリ回
路を必要とするため、回路構成が複雑であり、しかも装
置価格が高価になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、回路構成が簡単であり、しかも低価格で高性
能なカラー画像読取装置を実現できるカラー画像読取方
式を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るカラー画像読取方式は、各受光部１３１
〜１３４に蓄積された電荷を所定の出力時刻まで記憶手
段（ラインシフトゲート１６）に記憶し、各受光部１３
１〜１３４に蓄積された電荷の出力開始時刻が同時に設
定されるようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

受光部１３１〜１３４に蓄積された電荷は記憶手段（ラ
インシフトゲート１６）に所定の出力時刻まで記憶され
る。これにより各受光部１３１〜１３４に蓄積された電
荷は同じ時刻に出力されることが可能となる。したがっ
て、原稿の色境界部のノイズを低減するための従来のバ
ッファメモリ回路が不要となる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの実施例の要部構成を示すもので、第４図に示し
たセンサ基板１上の受光部周辺を模式的に描いた平面図
である。第１図において、１３は１つの画素、１３１〜
１３４はＣＯＤイメージセンサ１２上に配設された受光
部である。受光部１３１はカラーフィルタがない受光部
、受光部１３２，１３３および１３４は、それぞれ、黄
色、緑色およびシアンのカラーフィルタを表面に形成し
た受光部であり、４個の受光部１３１〜１３４は１つの
画素１３に対応している。

また、１４１は受光部１３１．１３２において入射光に
より生成された電荷をＣＯＤチャネル１５１に転送する
ためのトランスファゲート、１６は受光部１３３，１３
４において入射光により生成された電荷を取り込み、ま
たは−時記憶するラインシフトゲート（記憶手段）であ
る。

１４２はラインシフトゲート１６に一時記憶された電荷
をＣＯＤチャネル１５２へ転送するためのトランスファ
ゲートである。。

第２図は、第１図の様に２列配設されている受光部列に
対し、各列の蓄積時間の設定を示すタイムチャートであ
る。

次に本実施例における動作を説明する。第２図（ａ）、
　（ｂ）のφ１．φ２は第１図のＣＯＤチャネル１５１
．１５２に印加される２相クロツクであり、常時連続的
に印加される。第２図（Ｃ）のφＶは第１図のラインシ
フトゲート１６に印加されるパルスである。このライン
シフトゲート１６は各受光部１３１．１３２，１３３．
１３４ごとの蓄積電荷を一時記憶するためポテンシャル
の井戸を有している。すなわちラインシフトパルスφ■
が高電圧（ハイレベル）の時、受光部１３３，１３４の
電荷がラインシフトゲート１６内に転送され、一方、ラ
インシフトパルスφＶが低電圧（ローレベル）の時、上
記電荷がラインシフトゲート１６内に一時蓄えられ記憶
される。

第２図ｆｄ）、　（ｅ）のφＴＧＡ、　　φ’Ｉ”ａｍ
はそれぞれ、トランスファゲート１４２，１４１に印加
されるトランスファゲートパルスである。第１図に示す
中央線りより下部をＡチャネル、上部をＢチャネルとす
ると各チャネルの蓄積時間ＴＳＡ、ＴＳＢは、第２図に
おいてそれぞれφＶ、φＴＧＢの周期に対応する。

次に、第１図における各チャネルの蓄積電荷の移動の仕
方について説明する。第１図においてＡチャネルの受光
部１３３．１３４は、第２図（Ｃ１のφＶのハイレベル
（時刻ｔ。）から次のハイレベル（時刻ｔ２）の間（期
間ＴｓＡ）の期間で、入射光により生成された電荷を蓄
積する。蓄積された電荷は、ｔ２の時刻に第１図のライ
ンシフトゲート１６内のポテンシャル井戸に入り、記ｔ
αされる。

その後第１図のトランスファゲート１４２に印加された
第２図（ｄｌのφＴＧＡがハイレベルになると（時刻ｔ
、）ラインシフトゲート内に記憶された蓄積電荷は第１
図のＣＣＤチャネル１５２に転送され、時刻ｔ４以後、
順次出力される。

一方、第１図において、Ｂチャネルの受光部１３１．１
３２は第　２図（ｅ）のφＴＧｆｆｉのハイレベル（時
刻Ｌ１）から次のハイレベル（時刻【３）の間（期間Ｔ
ｓｍ）の期間で、入射光により生成された電荷を蓄積す
る。蓄積された電荷は、時刻ｔ３に第１図のトランスフ
ァゲート１４１を通しＣＣＤチャネル１５１へ転送され
、時刻も、以後、順次出力される。

次に、本実施例における色境界部の動作について説明す
る。第３図は、カラー画像読取装置におけるＡチャネル
およびＢチャネルの受光部が時刻と共に原稿のどの位Ｗ
（副走査方向）に存在するかを示したものであり、Ｐは
副走査ピッチである。

第３図に示す時刻ｔ０において、Ａチャネルの受光部１
３３，１３４が位置ｙＯにあり、Ｂチャネルの受光部１
３１，１３２が位置ｙＯ−（Ｐ／２）にあったとする。

カラー画像読取装置においては、各受光部１３１〜１３
４は原稿４に対して相対的に移動する。第３図のＳｌは
Ａチャネルの受光部１３３．１３４の移動状態、Ｓ２は
Ｂチャネルの受光部１３１，１３２の移動状態を示して
いる。

第３図における時刻ｔ。＋　　ｔＩ＋　　ｔ２＋　　ｔ
３はそれぞれ第２図におけるｔ。からｔ３で示す時刻に
対応している。

本実施例においては、各チャネルの蓄積時間ＴＳＡ、Ｔ
ＳＢの開始時刻は従来例と同様である。

すなわち、Ｂチャネルの蓄積時間の開始時刻１゜をｔ。

＋（ＴＳＡ／２）としている。これにより、従来例と同
様に、色境界部に発生するノイズは取り除かれる。

本実施例では、さらに、Ａチャネルにおいて期間Ｔ’ｓ
Ａで蓄積された電荷が、蓄積時間ＴＳＡの終了時刻ｔ２
から第１図のラインシフトゲート１６に一時記憶され、
第３図における時刻ｔ、から出力される様になっている
。この時刻ｔ、はＡチャネルにおいて蓄積された電荷が
出力される開始時刻と同一時刻となっている。すなわち
、Ａ、　Ｂ両チャネルによってそれぞれ蓄積時間ＴＳＡ
。

ＴＳＢに蓄積された電荷は、同一時刻に出力される。

以上、述べてきた様に、本実施例においては、従来、色
境界部のノイズを低減するために必要であったバッファ
メモリ回路を必要としないため、回路構成が簡易で安価
なカラー画像読取装置が得られる。

なお、上記実施例では、各チャネルの蓄積時間ＴＳＡ、
ＴＳＢが等しい場合を示したが、これらは異なる時間で
あってもよい。また上記実施例では、受光部１３１〜１
３４が原稿４に対して相対的にリニアに移動する場合に
ついて示したが、移動方法はこれに限られるものではな
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、各受光部に蓄積された電
荷を所定の出力時刻まで記憶手段に記憶し、各受光部に
蓄積された電荷の出力開始時刻が同時になるようにした
ので、原稿の色境界部のノイズを低減するための従来の
ようなバッファメモリ回路が不要となり、これにより回
路構成が簡単化し、したがって低価格で高性能なカラー
画像読取装置を実現できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るカラー画像読取方式
を採用したカラー画像読取装置における示すタイムチャ
ート、第３図はこの実施例におけるＣＣＤイメージセン
サの各チャネルと原稿との位置関係を示すグラフ、第４
図は一般的なカラー画像読取装置の主要部を示す構成図
、第５図はセンサ基板を示す平面図、第６図は従来のカ
ラー画おけるＣＣＤイメージセンサの駆動方法を示すタ
イムチャート、第９図はこの従来例における各チャネル
の蓄積時間と出力時刻とを示すタイムチャート、第１１
図は従来例における色変換の方法を示すブロック図であ
る。２・・・・・・ロンドレンズアレイ（結像手段）、４・
・・・・・原稿、１６・・・・・・ラインシフトゲート
（記憶手段）１３１〜１３４・・・・・・受光部。代理人　　大君　増雄（ほか２名）躬３図第４図第５図（ｂ）１２＋１］」］■１−−−−−−一口」］」］−
］」−第８図（ｄ）φ１１几几−田丁一」Ｔ］−打丁］ユ几第υ図第１１図ｎ手続補正書（自発）１．事件の表示　　特願昭６３−０７５０４３号３、補
正をする者代表者志岐守哉５　補正の対象□ 発明の詳細な説明の欄。ａ　補正の内容（１）明細書第７頁第５行目乃至第６行目にｒＡｉｗ＝
２．Ａｉｙ＝２．Ａｉｇ＝１．Ａｉｃ＝１」とあるのをｒＡｉｗ＝３．Ａｉｙ”２．Ａｉｇ＝Ｏ，Ａｉｃ＝０」
と補正する。以　　　　上

Claims

【特許請求の範囲】

　カラー画像を電気信号に変換する複数の受光部と、原
稿の像を前記受光部上に結像させる結像手段とを備え、
前記受光部は複数列配設され、各受光部は入射光により
生成された電荷の蓄積開始時刻が互いに異なり蓄積され
た電荷を一定の蓄積時間蓄積し、この蓄積された電荷を
出力するカラー画像読取装置において、前記蓄積された
電荷を所定の出力時刻まで記憶手段に記憶し、前記各受
光部に蓄積された電荷の出力開始時刻が同時に設定され
るようにしたことを特徴とするカラー画像読取方式。