DE3043677A1

DE3043677A1 - Photodiodenanordnung

Info

Publication number: DE3043677A1
Application number: DE19803043677
Authority: DE
Inventors: Fumihiro Tokyo Ogasawara
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1981-09-10
Also published as: US4449147A; JPS5672573A; DE3043677C2

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF? DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SAWDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86

3 U H si 0 /f

Anwaltsakte: 31

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Photodiodenanordnung

VII/XX/Ha

K089) 988272 988273 988274 983310

1 3nni

Telegramme: 1OwUO

BERGSTAPFPATENT München TELEX: 0524560BERGd Bankkonten: Hypo-Bank München 44IO12285O (BLZ 7002(X)II) Swifl Code: HYPO UE MM Bayec Verctnsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck Mtlnthen 65343-808 (BLZ 70010080)

Anwaltsakte: 31 254

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Photodiodenanordnung und betrifft insbesondere eine selbstabtastende Photodiodenanordnung.

Üblicherweise weist eine derartige Anordnung eine Anzahl in einer Reihe angeordneter Photodioden auf. Diese Anordnung wird in einer horizontalen Vorwärtsrichtung bewegt, während die Ausgänge der Photodioden nacheinander abgetastet werden, um Ausgangssignale zu erzeugen. Dieser Vorgang wird mehrmals während der Vorwärtsbewegung der Anordnung wiederholt, um dadurch eine rechteckige Fläche einer Vorlage zum elektrostatischen Kopieren, für eine Faksimileübertragung u.a. abzutasten. Die Anordnung ist bezüglich der Vorwärtsabtastrichtung, wenn auch nicht senkrecht,um einen bestimmten Winkel in Abhängigkeit von der Geometrie der Anordnung und deren Bewegungsgeschwindigkeit geneigt, so daß die Ausgangssignale Punkte auf der Vorlage darstellen, welche auf einer geraden vertikalen Linie liegen. Nachdem dieser Vorgang beendet ist, wird die Vorlage um eine der Höhe der Anordnung entsprechende Strecke intermittierend bewegt, und die Anordnung wird in einer horizontalen Umkehrriehtung in ihre Ausgangsstellung

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zurückgebracht. Dann wird die Arbeitsweise wiederholt, um eine benachbarte recheckige Fläche der Vorlage abzutasten.

In dieser herkömmlichen Anordnung wird während der Umkehr- oder Rückkehrbewegung der Anordnung keine Abtastung vorgenommen, und diese Zeit ist dadurch nicht wirksam genutzt. Obwohl das Abtasten auch während der Umkehrbewegung durchgeführt werden könnte, würde dies infolge der Schrägstellung oder Neigung der Anordnung zu einer verzerrten Wiedergabe führen. Einrichtungen zum Umkehren der Schrägstellung der Anordnung bei einem Abtasten in der umgekehrten Richtung können vorgesehen werden, bilden dann aber eine überaus komplizierte mechanische Anordnung.

Die Erfindung soll daher eine selbstabtastende Photodiodenanordnung schaffen, mit welcher sowohl während der Vorwärtsais auch während der Umkehrbewegung der Anordnung abgetastet werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Photodiodenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist eine lineare Photodioden- bzw. Photosensoranordnung relativ bezüglich der Richtung ihrer Hin- und Herbewegung geneigt. Photosensorelemente der Anordnung werden in der einen Richtung, während die Anordnung in Vorwärtsrich-

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tung bewegt wird, und in der entgegengesetzten Richtung selbst abgetastet, während die Anordnung in einer umgekehrten Richtung nach einer schrittweisen Bewegung senkrecht zu der Richtung der Hin- und Herbewegung bewegt wird. Durch die Erfindung ist somit eine insgesamt verbesserte Photodiodenanordnung geschaffen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein Schaltbild einer herkömmlichen selbstabtastenden Photodiodenanordnung (P.D.A.);

Fig.2 eine schematische Darstellung eines vorher geschaffenen Bilddaten-Lesesystems;

Fig.3 eine Schaltung einer selbstabtastenden Photodiodenanordnung gemäß der Erfindung;

Gig.4 eine Photodiodenanordnung gemäß !einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig.5 ein Bilddaten-Lesesystern gemäß der Erfindung; und

Fig.6 ein Zeitdiagramm, in welchem eine Beziehung

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zwischen der Bewegung der Photodiodenanordnung und einer vertikalen Zuführung einer Vorlage während des Betriebs des Systems dargestellt ist.

Eine herkömmliche selbstabtastende Photodiodenanordnung (P.D.A.) weist, wie in Fig.1 dargestellt, ein Schieberegister 1, eine Anzahl Schaltelemente 2, welche durch Ausgänge der jeweiligen Stufen des Schieberegisters 1 betätigt werden, Photodioden 4 zum Erzeugen von Ausgangssignalen a (a.., a₂·.) proportional zu der einfallenden Lichtmenge, wenn die zugeordneten Schaltelemente 2 angeschaltet sind, und Kondensatoren 5 auf. Das Schieberegister 1 erhält ein Schiebesignal b an seinem Anschluß 6 und Taktimpulse c an seinem Anschluß 7. Die Taktimpulse c verschieben nacheinander das Eingangsschiebesignal b, wie durch einen Pfeil in der Zeichnung angedeutet ist, so daß die einzelnen Schaltelemente nacheinander angeschaltet oder abgetastet werden, wie durch einen Pfeil angezeigt ist. Folglich liegen nacheinander Videosignale a, die dem auf die einzelnen Photodioden 4 auffallenden Licht entsprechen, nacheinander an einem Ausgangsanschluß 3 an.

Inzwischen ist ein herkömmliches Bilddaten-Lesesystem vorgeschlagen worden, bei welchem die Photodiodenanordnung der vorbeschriebenen Ausführung in der vertikalen Abtastrichtung

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angeordnet ist und für eine Hin- und Herbewegung in der horizontalen Richtung entsprechend angesteuert wird, um nacheinander Bilddaten auf einer Vorlage zu lesen. Bei diesem Vorschlag wird jedoch die Photodiodenanordnung bei einer Rückwärtsbewegung zurück in ihre Start- oder Ausgangsstellung gebracht, während bei einer Vorwärtsbewegung Daten gelesen werden können.

Das Ergebnis ist eine Erhöhung der Anzahl der Hin- und Herbewegungen, eine Zunahme der Ermüdung des Ansteuer- und Antriebsmechanismus und eine Verlängerung der Zeit, die zum Abtasten von Daten erforderlich ist. Folglich sollten Daten auf einer Vorlage sowohl bei den Vorwärts- als auch bei den Rückwärtsbewegungen der Photodiodenanordnungen abgetastet werden.

Bei dieser Art Bilddaten-Lesesystem muß die Photodiodenanordnung Bilddaten in einer Gruppe von Bits entlang der vertikalen Richtung an jeder vorbestimmten horizontalen Abtaststelle A lesen, während sie in horizontaler Abtastrichtung bewegt wird. Um alle Bits von Bilddaten an jeder Stelle A zu lesen, muß die Photodiodenanordnung, wie in Fig.2 dargestellt ist, um einen vorgegebenen Winkel θ bezüglich der vertikalen Abtastrichtung bei entsprechender Berücksichtigung der Selbstabtastrate der Photodiodenanordnung und ihrer Bewegungsgeschwindigkeit geneigt bzw. schräggestellt werden.

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In Fig.2 ist eine Vorlage 8 dargestellt, die während der Vorwärtsbewegungen oder -hübe der Photodiodenanordnung stillstehen bleibt, aber, wie durch einen Pfeil angezeigt, über die lesbare Breite der Anordnung in vertikaler Richtung zugeführt wird, um einen Lesevorgang durchzuführen. Folglich kann die Photodiodenanordnung Daten auf einer Vorlage während der Rückwärtsbewegungen oder -hübe nicht lesen, wenn nicht ihre Schrägstellung bzw. Neigung bezüglich der vertikalen Abtastrichtung gegenüber der bei den Vorwärtsbewegungen oder -hüben umgekehrt wird. Folglich sind komplizierte Mechanismen und Steuervorgänge erforderlich. Auch haben sich Schwierigkeiten beim Einstellen eines Bilddaten-Lesessystems ergeben, mit welchem Daten auch während der Rückführhübe gelesen werden können.

In Fig.3 ist eine Photodiodenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In Fig.3 sind die gleichen oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.1 bezeichnet. Die dargestellte Photodiodenanordnung unterscheidet sich von der herkömmlichen Anordnung in Fig.1 dadurch, daß ein umkehrbares oder bidirektionales Schieberegister 9 verwendet ist, um nacheinander die Schaltelemente 2 zu betätigen.

Das umkehrbare Schieberegister 9 erhält ein Schiebesignal b an einem Eingangsanschluß 10 und Schiebetaktimpulse c an einem Eingangsanschluß 11. Wenn das Schiebesignal b^ durch

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Taktimpulse c geschoben wird, werden die einzelenen Schaltelemente 2 nacheinander in der durch einen Pfeil α angezeigten Richtung angeschaltet, so daß ein Ausgangsanschluß 3 Videosignale a~ , a_?, a_.... abgibt, deren Pegel der auf die einzelnen Photodioden 4 auffallenden Lichtmenge entsprechen.

Wenn ein Schiebsignal b„ an einen zweiten Eingangsanschluß 11 des Schieberegisters 9 und Schiebetaktimpulse c an dem Anschluß 11 angekoppelt sind, werden die Schaltelemente 2 nacheinander in der entgegengesetzten Richtung b angeschaltet, wodurch dann Videosignale a an dem Ausgangsanschluß 3 in der entgegengesetzten Reihenfolge anliegen. Die Schaltung weist auch Anschlüsse 13 und 14 auf, um einzeln das Ende einer Abtastung anzeigende Signale d.. und d- zu erzeugen.

Eine zweite Ausführungsform der Photodiodenanordnung der Erfindung ist in Fig.4 dargestellt, in welcher die gleichen oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.3 bzeichnet sind. In dieser Ausführungsform ist das umkehrbare Schieberegister 9 durch ein erstes Schieberegister 15 zum Ansteuern der Schaltelemente 2 in der Richtung α und durch ein zweites Schieberegister 16 zu deren Ansteuerung in der Richtung β ersetzt. Durch selektives Benutzen der Schieberegister 15 und 16 können eine Reihe von Videosignalen an dem Ausgangsanschluß 3 in einer der Richtungen α und β anliegen.

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Die in der vorbeschriebenen Weise ausgebildete Photodiodenanordnung ist unter einem vorbestimmten Winkel θ bezüglich der horizontalen Abtastrichtung entlang der Vorlage 8 schräggestellt und wird für eine Hin- und Herbewegung in der horizontalen Abtastrichtung entlang der Vorlage 8 angetrieben. Obwohl die Diodenanordnung über einen Lesebereich B auf der Vorlage 8 bewegt wird, ist ihre Geschwindigkeit ν konstant gehalten, wie in Fig.6 angezeigt ist. Jedesmal wenn sich die Photodiodenanordnung über den vorbestimmten Bereich B hinausbewegt, wird die Vorlage 8. in vertikaler Richtung um eine Strecke zugeführt, die gleich der lesbaren vertikalen Breite der Photodiodenanordnung ist, wie in Fig.6 durch w angezeigt ist. Bei einer Vorwärtsbewegung, bei welcher die Photodiodenanordnung in Richtung eines Pfeils γ bewegt wird, werden die Schaltelemente 2 der Photodiodenanordnung wie durch einen Pfeil δ angezeigt, nacheinander von oben nach unten an jeder der vorbestimmten Stellen A abgetastet, um so aufeinanderfolgende Videosignale a zu erhalten. Bei einer Rückwärtsbewegung, bei welcher die Photodiodenanordnung in Richtung eines Pfeils t. bewegt wird, werden die Schaltelemente 2 von unten nach oben in Richtung eines Pfeils ~ü an jeder Stelle A abgetastet, um Videosignale a zu erzeugen. Auf diese Weise können Videosignalbits entlang der vertikalen Abtastrichtung an jeder der vorherbestimmten horizontalen Abtaststellen A erzeugt werden .

Somit gibt dieses Bildinformations-Lesesystem Videosignale

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bei einer Rückwärtsbewegung in einer horizontal und vertikal entgegengesetzten Beziehung zu Videosignalen ab, welche bei einer Vorwärtsbewegung anliegen. Jedoch können allein dadurch, daß die Ausgangsvideosignale in einem Pufferspeicher in umgekehrter Reihenfolge anliegen, eine Anzahl Zeilen von Videosignalen in dem Pufferspeicher gespeichert werden, wie wenn eine Vorlage immer von oben nach unten und von links nach rechts abgetastet würde.

Wie bis jetzt beschrieben worden, ist eine Photodiodenanordnung gemäß der Erfindung eine selbstabtastende Anordnung, welche eine Vorlage bei ihren Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen bzw. -hüben abtasten kann. Die Photodiodenanordnung ist unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der vertikalen Abtastrichtung schräggestellt. Diese Anordnung wird in horizontaler Richtung entlang einer Vorlage hin- und herbewegt und liest Bxlddaten in entgegengesetzten Richtungen während ihrer Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen bzw. -hübe. Folglich schafft die Photodiodenanordnung genaue Bilddaten für jede vorbestimmte Stelle entlang der horizontalen Abtastrichtung und liest ohne weiteres Bilddaten im Verlauf ihrer Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen oder -hübe. Hierdurch ist bei einer geringeren Anzahl von Hin- und Herbewegungen ein Abtasten mit hoher Geschwindigkeit erreicht. Gemäß der Erfindung ist somit eine Photodiodenanordnung geschaffen, welche ein Abtasten in beiden Richtungen, d.h.

bei Hin- und Herbewegungen, ermöglicht. Ende der Beschreibung

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Leerseite

Claims

DR BERG DIPPING. STAPF D1PL.-ING. SCHWaBE DR. DR. SANDMAIR PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 3Uh4Q I / Anwaltsakte: 31 254 Patentansprüche

1. Photodiodenanordnung mit einer Anzahl von Photosensorelementen, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung, um nacheinander selektiv die Photosensorelemente
in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung abzutasten.

2. rhotodiodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine Anzahl Schalteinrichtungen (2), die zwischen einen Ausgangsanschluß (3) der Anordnung und die jeweiligen Photosensorelemente geschaltet sind, eine Schieberegisteranordnung (9; 15, 16) mit einer Anzahl paralleler Ausgänge, die entsprechend

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* (08¹J) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAI¹IPATENr München (BLZ 70020011) Swift Code HYPO DE MM

82 74 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)

983310 05245«) BI RGd ._,„___—,-. Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

ORIGINAL INSPfcOiED

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geschaltet sind, um Anschlüsse der jeweiligen Schalteinrichtungen (2) zu schalten, und eine Schiebeeinrichtung aufweist, um ein Signal durch die Schieberegisteranordnung (9; 15, 16) zu schieben, wobei das Signal eine der Schalteinrichtungen (2) anschaltet, wenn das Signal an dem entsprechenden parallelen Ausgang der Schieberegisteranordnung (9; 15, 16) anliegt.

3. Photodiodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberegisteranordnung ein umkehrbares bzw. bidirektionales Schieberegister (9) aufweist, wobei die Schiebeeinrichtung entsprechend ausgelegt ist, um das Signal von dem einen Ende des Schieberegisters (9) zu dessen anderen Ende und umgekehrt selektiv zu verschieben.

4. Photodiodenanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e kennz eichnet, daß die Schieberegisteranordnung erste (15) und zweite Schieberegister (16) mit parallelen Ausgängen aufweist, welche jeweils so miteinander verbunden sind, daß sie di e parallelen Ausgänge der Schieberegisteranordnung bilden, welche entsprechend ausgelegt ist, um das Signal durch das erste (15) und das zweite Schieberegister (16) selektiv in entgegengesetzten Richtungen zu verschieben.

5. Photodiodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -

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kennzeichnet, daß die Photosensorelemente Photodioden (4) aufweisen.

6. Photodiodenanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e kenn zeichnet, daß die Photosensoreleraente ferner Kondensatoren aufweisen, die parallel zu den jeweiligen Photodioden (4) geschaltet sind.

7. Photodiodenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung, um die Photosensorelemente als ganzes in einer Vorwärts- und einer umgekehrten Richtung zu bewegen, wobei die Photosensorelemente in einer Reihe angeordnet sind, welche bezüglich der Vorwärts- und Umkehrrichtung schräggestellt ist, und wobei die Abtasteinrichtung die Photosensorelemente in der Vorwärtsrichtung abtastet, wenn die Antriebseinrichtung die Photosensorelemente in der Vorwärtsrichtung bewegt, und umgekehrt.

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