DE3850069T2 - Bildsensor, unempfänglich für Rauschsignale, verursacht durch eine Wechselstromversorgung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bildsensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere betrifft sie einen Bildsensor, der so aufgebaut ist, daß er für von einer alternierenden Leistungsquelle ausgehendes Rauschen nicht anfällig ist.
• LED-(Licht emittierende Dioden)-Felder, Xenon-Lampen, Fluoreszenzlampen und ähnliches sind in großem Umfang zum Beleuchten von Originalvorlagen entlang der Lesezeile in Faxmaschinen, Kopiermaschinen und so weiter verwendet worden. Es gibt die folgenden gewissen Schwierigkeiten beim Entwerfen solcher Maschinen. Während LED-Felder wenig elektromagnetisches Rauschen aussenden, da sie durch Gleichspannungen mit Leistung versorgt werden, neigen ihre Emissionsintensitäten dazu, sich entlang der Länge zu verändern. Die Fig. 1 stellt diese Situation dar. Die Abzisse stellt die Lage von 1.728, in einer Linie angeordneten Dioden dar. Die Linie 7 zeigt den konstanten Pegel der Helligkeit einer Originalvorlage, von der Lichtstrahlen zu einem Bildsensor reflektiert werden. Die Kurve 6 gibt die Ausgabesignale des Bildsensors an den den jeweiligen Dioden entsprechenden Stellen an. Wie in der Figur gezeigt ist, sind die Ausgabepegel der Dioden aufgrund der Ungleichheit des Verhaltens der das Feld auf bauenden LEDs unterschiedlich.
• Andererseits können Xenon-Lampen und Fluoreszenzlampen Lichtstrahlen emittieren, deren Intensitäten entlang der Länge gleich sind, jedoch erzeugen sie auch ungünstiges elektromagnetisches Rauschen. Die Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausgabesignalwellenform eines in einem herkömmlichen Lesegerät nach dem Stand der Technik verwendeten Bildsensors. Wie aus dieser Figur hervorgeht, leidet das Ausgabesignal unter Störungen, wie z. B. einer Modulation, aufgrund des elektromagnetischen Rauschens von einer Wechselstromleistung, mit der die Lampe gemäß der Aufleuchtwiederholung bei der Frequenz der Wechselspannungsleistungsversorgung versorgt wird.
• Insbesondere im Fall von Faxmaschinen, bei denen der Bildsensor nahe an der Lichtquelle gelegen ist, ist der Bildsensor, der schwache Signale steuern soll, sehr empfindlich auf elektromagnetisches Rauschen. Es ist zum Stabilisieren der Ausgabe des Bildsensors wünschenswert, sicherzustellen, daß keine Ungleichheit in der Intensität über die Länge der Lampe auftritt. Gegenwärtig ist jedoch keine Lampe verfügbar, die gleichzeitig diese Probleme der Ungleichmäßigkeit in der Intensität und des elektromagnetischen Rauschens überwinden kann. Beispiele von Maßnahmen gegen dieses Problem sind die Verwendung einer elektromagnetischen Abschirmung und das Vorsehen eines Schaltkreises zum Ausgleich einer Schattierung, was jedoch zu einem komplizierten, großräumigen und teuren Aufbau führt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen, kompakten und kostengünstigen Bildsensor zu schaffen.
• Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bildsensor zu schaffen, der nicht von ungünstigem Rauschen von der zugeordneten Lichtquelle beeinträchtigt wird.
• Die vorhergehenden Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Bildsensor gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Es werden nun kurz die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine erläuternde Darstellung, die den Nachteil der Verwendung eines LED-Feldes zeigt;
• Fig. 2 eine erläuternde Darstellung, die den Nachteil der Verwendung eines herkömmlichen Bildsensors zeigt;
• Fig. 3 eine schematische Darstellung, die einen beispielhaften, erfindungsgemäßen Bildsensor zeigt;
• Fig. 4 eine erläuternde Darstellung, die die Beziehung zwischen der Intensität einer Xenon-Lampe und dem Nachweis-Timing eines erfindungsgemäßen Bildsensors zeigt; und
• Fig. 5 eine weitere erläuternde Darstellung, die die Beziehung zwischen der Intensität einer Xenon-Lampe und dem Nachweis-Timing eines erfindungsgemäßen Bildsensors zeigt.
• Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen ausführlich beschrieben. In bezug auf die Fig. 3 wird eine erfindungsgemäße, sichtbare Information lesende Vorrichtung für eine Faxmaschine dargestellt. Gemäß der Figur wird eine Originalvorlage mittels einer Vielzahl von Rollen 1 vorwärtsbewegt, die an den Eintritts- und Austrittsseiten paarweise vorgesehen sind. Die Position des Originals 5 ist durch eine Papierführung 4 unterstützt und angepaßt. Angrenzend an die Führung 4 ist ein Bildsensor 3 angeordnet, der von einer zugeordneten Xenon-Lampe 2 emittierte und von dem Original 5 reflektierte Lichtstrahlen nachweist. Der Bildsensor umfaßt eine Vielzahl von fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen von 100 Mikrometer · 100 Mikrometer Größe, die aus amorphem Siliziumhalbleitermaterial hergestellt sind und in einer Reihe mit 8 Vorrichtungen pro Millimeter angeordnet sind. Die gesamte Anzahl der Umwandlungsvorrichtungen beträgt 1.728. Da die Intensität bis zu 5 mm innerhalb der Enden ungenügend sein kann, ist die Länge der Lampe zu 225 mm gewählt, was ungefähr 10 mm länger ist als der Bildsensor.
• Der Bildsensor wird bei 359 kHz betrieben, damit die 1.728 fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen innerhalb von 5 Millisekunden mittels eines zugeordneten Treiberschaltkreises 14 abgetastet werden können. Der wichtige Punkt besteht darin, daß die Abtastfrequenz des Bildsensors und die Frequenz der an die Lampe bereitgestellten elektrischen Leistung (Lichtanregefrequenz) als gleich zueinander ausgewählt sind. Die Fig. 4 zeigt diese Beziehung. Das Bezugszeichen 10 stellt die Intensität von Lichtstrahlen dar, die sich zeitlich verändert. Bezugszeichen 11 stellt das Timing des Intensitätsnachweises durch den Bildsensor dar. Da die Frequenzen des ersteren und des letzteren genau gleich sind, kann der Lichtnachweis immer unter dem gleichen Zustand erfolgen. Wenn der Nachweis an einer Spitze der Kurve 10 ausgeführt ist, wird der folgende Nachweis ebenfalls an einer Spitze wiederholt. Während die beiden Frequenzen gleich sein müssen, müssen die Phasen nicht gleich sein.
• Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die schematisch die Beziehung zwischen der Intensität der Xenon-Lampe und dem Nachweis-Timing des Bildsensors zeigt. Die Frequenz der elektrischen Leistung, mit der die Lampe versorgt wird, ist auf 1,4 MHz gewählt, was viermal höher ist als die Frequenz der Nachweis-Timing-Frequenz des Bildsensors. Die Frequenz der Leistungsversorgung kann ein beliebiges Vielfaches der Frequenz für das Timing sein.

Claims (6)

1. Ein Bildsensor (3) mit:

einer Vielzahl von fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen; und

einer Lichtquelle (2), die durch eine alternierende elektrische Leistungsversorgung mit Leistung versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen in einem Feld angeordnet sind;

daß die fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen und die Lichtquelle so angeordnet sind, daß die fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen von der Lichtquelle emittierte und an einer ein festzustellendes Bild enthaltenden Oberfläche reflektierte Lichtstrahlen empfangen und für das Bild bezeichnende Ausgabesignale erzeugen, und

daß die Frequenz der alternierenden elektrischen Leistung als gleich oder ein Vielfaches der Frequenz gewählt ist, die zum Aus lesen der fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen verwendet wird.

2. Der Sensor nach Anspruch 1, der für Faxmaschinen geeignet ist.

3. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei die fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen in einer Reihe angeordnet sind.

4. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle eine Xenon-Lampe ist.

5. Der Sensor nach Anspruch 4, wobei die Frequenz der Leistung, mit der die Xenon-Lampe versorgt wird, zu 350 kHz gewählt ist.

6. Der Sensor nach Anspruch 4, wobei die Frequenz der Leistung, mit der die Xenon-Lampe versorgt wird, zu 1,4 MHz gewählt ist.