JP2000092292A - Image sensor and image reader - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像を読み取るイ
メージセンサ及び画像読取装置に関すものであり、特に
詳しくは、原稿等の情報記録媒体から直接密着式で記録
情報を読みだす様に構成されたイメージセンサ及び画像
読取装置に関すものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor for reading an image and an image reading apparatus, and more particularly, to an image sensor for reading recorded information directly from an information recording medium such as a manuscript. The present invention relates to an image sensor and an image reading device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像を読み取って画像に応じた画像信号
を出力するイメージセンサにはＭＯＳ型センサあるいは
ＣＣＤ等の種類があり、縮小型や密着型のものが存在す
る。係るイメージセンサは、いずれのタイプであって
も、イメージセンサを構成する個々の受光素子の受光面
積が小さいほど解像度が向上し、一方で感度が低下す
る。2. Description of the Related Art There are various types of image sensors for reading an image and outputting an image signal corresponding to the image, such as a MOS type sensor or a CCD, and there are a reduction type and a contact type. Regardless of the type of such an image sensor, the smaller the light receiving area of each light receiving element constituting the image sensor is, the higher the resolution is, and the lower the sensitivity is.
【０００３】つまり、解像度の高いイメージセンサほど
読み取り速度が遅い。読み取り速度が遅くなる原因は２
つあり、感度の低下に伴う蓄積時間の増加と、全ての受
光素子を走査するための走査時間の増加とである。主走
査方向の解像度と副走査方向の解像度は２次元的に等し
いことが望ましく、そのため感度は解像度の２乗に反比
例する。つまり、解像度を２倍にすると、感度は４分の
１に低下する。In other words, the higher the resolution of an image sensor, the lower the reading speed. There are two causes of slow reading speed
One is an increase in the accumulation time due to a decrease in the sensitivity, and the other is an increase in the scan time for scanning all the light receiving elements. It is desirable that the resolution in the main scanning direction and the resolution in the sub-scanning direction are two-dimensionally equal, so that the sensitivity is inversely proportional to the square of the resolution. That is, if the resolution is doubled, the sensitivity is reduced to a quarter.
【０００４】一方、画像読み取り装置の設計にあって
は、その光学解像度はイメージセンサを選択した時点で
決定される場合が多く、装置設計者は光学解像度と読み
取り速度の点で、画像読取装置に搭載すべきイメージセ
ンサの選択に悩まされてきた。ところで、画像読み取り
装置には従来より読み取り密度の切り替え手段が設けら
れており、光学解像度よりも低解像度で読み取ることが
できる。しかしこれは、画像読取装置固有の光学解像度
で読み取った後、単位長あたりの画像信号のサンプリン
グ密度を変化させる間引き処理、あるいは画像信号の平
均処理などの画像処理により行われ、受光素子の面積を
実質的に変化させるものではないため、長い読み取り時
間が必要とされる。On the other hand, in the design of an image reading apparatus, the optical resolution is often determined when an image sensor is selected, and the designer of the image reading apparatus has a problem in terms of optical resolution and reading speed. The choice of an image sensor to be mounted has been troubled. By the way, the image reading apparatus is conventionally provided with a reading density switching means, and can read at a resolution lower than the optical resolution. However, this is performed by image processing such as thinning processing that changes the sampling density of an image signal per unit length or image processing such as averaging of image signals after reading at an optical resolution specific to the image reading device, and the area of the light receiving element is reduced. Since it does not substantially change, a long reading time is required.
【０００５】このような問題を解決するために、近年、
近傍する複数の受光素子の和を出力することで、読み取
り密度を低く切り替え、読み取り速度を向上させたり、
あるいはＳ／Ｎを向上するイメージセンサが特開平６−
２７６３６５号公報、特開平９−２０５５１８号公報、
或いはISSCC 98, DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, p174等
に開示されている。In order to solve such a problem, in recent years,
By outputting the sum of a plurality of neighboring light receiving elements, the reading density can be switched to a lower value to improve the reading speed,
Alternatively, an image sensor for improving S / N is disclosed in
276365, JP-A-9-205518,
Alternatively, it is disclosed in ISSCC 98, DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, p174.
【０００６】特開平６−２７６３６５号公報によれば、
図１３に示すように受光素子とスイッチング素子とスイ
ッチング素子に接続した制御線と、制御線を駆動するた
めの駆動回路とから構成され、高解像度で読み取るとき
には図１４（ａ）に示すように同時に１本の制御線が駆
動され、低解像度で読み取るときは図１４（ｂ）に示す
ように同時に２本以上の制御線が駆動される。According to JP-A-6-276365,
As shown in FIG. 13, it is composed of a light receiving element, a switching element, a control line connected to the switching element, and a drive circuit for driving the control line. When one control line is driven and reading is performed at a low resolution, two or more control lines are simultaneously driven as shown in FIG.
【０００７】図１４（ｂ）のように駆動することで、共
通データ線に隣り合う２個の受光素子の信号が同時に出
力されるので、平均を取るなどの画像処理を行わずに低
解像度の画像を得ることができるとされている。また一
回の駆動により２個の受光素子の電荷が転送されるた
め、駆動回数を減少させることができ、読み取り時間を
短縮できるとされている。By driving as shown in FIG. 14 (b), signals of two light receiving elements adjacent to the common data line are output at the same time. It is said that images can be obtained. In addition, since the charges of the two light receiving elements are transferred by one driving, the number of driving times can be reduced, and the reading time can be shortened.
【０００８】これは従来のイメージセンサに比べて改善
はされているものの、解像度を半分にした場合の受光面
積の増加は２倍止まりであり、低解像度のセンサと比較
すると半分の感度にすぎない。さらに複受光素子を一度
にスイッチングするので、スイッチングに伴うフィード
スルーノイズの混入が多くなる問題点を持つ。一方、特
開平９−２０５５１８号公報においては、受光素子を複
数列配置し、低解像度モード時には各行の受光素子から
の出力を合成して順次出力することで、低解像度時に感
度を向上させるとされている。Although this is improved as compared with the conventional image sensor, the increase in the light receiving area when the resolution is reduced to half is only twice, and is only half the sensitivity as compared with the low resolution sensor. . Further, since the multiple light receiving elements are switched at one time, there is a problem that the feedthrough noise accompanying the switching increases. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-205518 discloses that the sensitivity is improved at low resolution by arranging a plurality of columns of light receiving elements and combining the outputs from the light receiving elements of each row in the low resolution mode and sequentially outputting the combined output. ing.
【０００９】しかしながら、本技術も特開平６−２７６
３６５号公報で説明したのと同様に解像度を半分にした
場合の感度の増加は２倍程度で、低解像度のセンサと比
較すると半分の感度にすぎない。又、ISSCC98, DIGEST
OF TECHNICAL PAPERS, p174 によると、２次元ＣＭＯＳ
エリアセンサにおいて、すべての列の出力線上に個別の
列積分器と列メモリを設け、またイメージセンサの最終
出力線上にグローバル積分器を設けることで２次元的に
近接する受光素子の信号の和を出力することが可能であ
るとされている。However, this technique is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-276.
As described in Japanese Patent Publication No. 365, the increase in sensitivity when the resolution is halved is about twice, which is only half the sensitivity as compared with a low resolution sensor. Also, ISSCC98, DIGEST
According to OF TECHNICAL PAPERS, p174, 2D CMOS
In the area sensor, an individual column integrator and a column memory are provided on output lines of all columns, and a global integrator is provided on the final output line of the image sensor, so that the sum of signals of two-dimensionally adjacent light receiving elements can be obtained. It is said that it is possible to output.
【００１０】係る技術を用いれば、２次元的に受光素子
からの出力の和を取るため、解像度を半分にした場合の
感度増加は４倍となり、低解像度のセンサと同様の感度
となる。しかしながら回路が複雑であるため、歩留まり
の低下やチップ面積の大幅な増加を伴う等の問題が生じ
る。そのうえ、現在のトランジスタ性能を考慮すると、
結晶シリコンＬＳＩもしくはそれ以上の製造プロセスが
必要で、薄膜トランジスタ駆動型イメージセンサに適応
することは非常に困難である。With this technique, since the output from the light receiving element is two-dimensionally calculated, the sensitivity increase when the resolution is halved is quadrupled, and the sensitivity is the same as that of a low resolution sensor. However, since the circuit is complicated, problems such as a decrease in yield and a significant increase in chip area occur. Moreover, considering the current transistor performance,
A crystalline silicon LSI or a higher manufacturing process is required, and it is very difficult to apply to a thin film transistor driven image sensor.
【００１１】また、一つの画像読取装置に高解像度のＣ
ＣＤセンサと低解像度のＣＣＤセンサとの２つのイメー
ジセンサを搭載しこれらの出力信号を切り替えること
で、低解像度時に高速で読み取る画像読取装置が特開平
６−２３１３０１号公報に開示されている。本技術は従
来技術に対して共通課題の解決を試みているが技術思想
が異なる上、２つのセンサを搭載するため、２つの光学
系あるいは光路が必要であり、装置の大型化、組立工数
の増加を伴う等の欠点をもつ。Also, a high-resolution C
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-231301 discloses an image reading apparatus in which two image sensors of a CD sensor and a low-resolution CCD sensor are mounted and their output signals are switched to read at high speed at a low resolution. This technology attempts to solve a common problem with respect to the conventional technology, but has a different technical idea, and requires two optical systems or optical paths to mount two sensors. It has drawbacks such as an increase.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、簡単な回路構成でイメー
ジセンサの解像度を変化させると同時に受光素子の実質
的な受光面積を変化させ、必要最小限の時間で画像を読
み取るイメージセンサを提供することにある。また、本
発明の他の目的は、解像度に応じて必要最小限の時間で
画像を読み取る画像読取装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to change the resolution of an image sensor with a simple circuit configuration and at the same time change the substantial light receiving area of a light receiving element. Another object of the present invention is to provide an image sensor that reads an image in a minimum time. It is another object of the present invention to provide an image reading apparatus that reads an image in a minimum time according to a resolution.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、受光面積が互いに異なる複数種の
受光素子群が、単一の基板上にそれぞれ所定の配列形態
を有して混在して配置せしめられているイメージセンサ
であり、より詳細には、受光面積が互いに異なる複数種
の受光素子群から、同一の受光面積を有する複数個の受
光素子群を一次元方向に並べて形成した受光素子アレイ
からなる複数種の受光素子アレイ群が単一の基板上に当
該一次元方向と同一の方向に互いに平行に配置せしめら
れているイメージセンサである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following basic technical structure. That is, an image sensor in which a plurality of types of light receiving element groups having different light receiving areas are arranged in a predetermined arrangement form and mixed on a single substrate. A plurality of types of light receiving element arrays formed of a plurality of light receiving element groups formed by arranging a plurality of light receiving element groups having the same light receiving area in a one-dimensional direction from a plurality of different light receiving element groups on a single substrate The image sensors are arranged parallel to each other in the same direction as the one-dimensional direction.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明によれば、選択した解像度
応じて主走査方向、副走査方向に最適な受光面積をもつ
受光素子からの画像信号が得られるため、解像度を１／
Ｒに低下させると、感度がＲの２乗倍程向上する。ま
た、単一のイメージセンサ基板上の近傍する領域に、複
数の受光素子アレイを形成するので、選択した解像度に
よらず一つの光学系を共有できる。According to the present invention, an image signal from a light receiving element having an optimum light receiving area in the main scanning direction and the sub scanning direction can be obtained according to the selected resolution.
When the value is reduced to R, the sensitivity is improved by about the square of R. Further, since a plurality of light receiving element arrays are formed in the vicinity area on a single image sensor substrate, one optical system can be shared regardless of the selected resolution.
【００１５】さらに、本発明に於いては、解像度に応じ
て最適な受光面積をもつ受光素子からの画像信号を得る
ための回路が単純で、特に薄膜トランジスタ回路で高歩
留まりが期待できる。加えて、解像度を下げて信号量を
増やす時、低解像度専用の受光素子に接続された一個の
スイッチ、または従来と比較して少数のスイッチをスイ
ッチングするので、スイッチングに伴うノイズの混入が
少ない。Further, in the present invention, a circuit for obtaining an image signal from a light receiving element having an optimum light receiving area according to the resolution is simple, and a high yield can be expected particularly in a thin film transistor circuit. In addition, when the resolution is reduced and the signal amount is increased, one switch connected to the low-resolution dedicated light receiving element or a smaller number of switches compared to the conventional one is switched, so that the noise accompanying switching is less mixed.
【００１６】[0016]
【実施例】以下に、本発明に係るイメージセンサの一具
体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。即
ち、図１は、本発明に係るイメージセンサ３の一具体例
の構成を示すブロックダイアグラムであって、図中、受
光面積が互いに異なる複数種の受光素子群１００が、単
一の基板２５上にそれぞれ所定の配列形態を有して混在
して配置せしめられているイメージセンサ３が示されて
いる。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image sensor according to the present invention. That is, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a specific example of the image sensor 3 according to the present invention. In the drawing, a plurality of types of light receiving element groups 100 having different light receiving areas are formed on a single substrate 25. FIG. 1 shows image sensors 3 which are arranged in a predetermined arrangement.
【００１７】本発明に係る当該イメージセンサ３のより
具体的な構成としては、図１にも示されている様に、受
光面積が互いに異なる複数種の受光素子群１０１、１０
２から、同一の受光面積を有する複数個の受光素子群１
０１、１０２を一次元方向に並べて形成した受光素子ア
レイからなる複数種の受光素子アレイ群１、２が単一の
基板２５上に当該一次元方向と同一の方向に互いに平行
に配置せしめられているイメージセンサ３である。As a more specific configuration of the image sensor 3 according to the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of types of light receiving element groups 101 and 10 having different light receiving areas are provided.
2, a plurality of light receiving element groups 1 having the same light receiving area
A plurality of light-receiving element array groups 1 and 2 composed of light-receiving element arrays formed by arranging 01 and 102 in a one-dimensional direction are arranged on a single substrate 25 in the same direction as the one-dimensional direction and in parallel with each other. Image sensor 3.
【００１８】即ち、本発明に係る当該イメージセンサ３
は、例えば、受光面積の小さい、つまり解像度が高い複
数個の第１の受光素子１０１（Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ２
１、Ｄ２３、・・・・Ｄｎ１、Ｄｎ３）からなる第１の
受光素子群１と、当該第１の受光素子群１のそれぞれを
構成する各受光素子１０１（Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ２１、
Ｄ２３、・・・・Ｄｎ１、Ｄｎ３）の受光面積とは異な
る受光面積を有する複数個の第２の受光素子１０２（Ｄ
１２、Ｄ２２、・・・・Ｄｎ２）からなる第２の受光素
子群２とから構成されているものであって、例えば、当
該第２の受光素子群２を構成する当該受光素子１０２の
受光面積は、当該第１の受光素子１０１が持つ受光面積
よりも大きく解像度が小さい受光素子とする事が可能で
ある。That is, the image sensor 3 according to the present invention
Is, for example, a plurality of first light receiving elements 101 (D11, D13, D2) having a small light receiving area, that is, having a high resolution.
, D23,... Dn1, Dn3), and the respective light receiving elements 101 (D11, D13, D21,...) Constituting the first light receiving element group 1 respectively.
D23,... Dn1, Dn3) have a light receiving area different from the plurality of second light receiving elements 102 (D
12, D22,..., Dn2), for example, the light receiving area of the light receiving element 102 constituting the second light receiving element group 2. Can be a light receiving element having a larger resolution and a smaller resolution than the light receiving area of the first light receiving element 101.
【００１９】より具体的には、図１に於ける当該第１の
受光素子群１を構成する各受光素子（Ｄ１１、Ｄ１３、
Ｄ２１、Ｄ２３、・・・・Ｄｎ１、Ｄｎ３）は、解像度
が例えば４００ｄｐｉで構成されており、又当該第２の
受光素子群２を構成する各受光素子（Ｄ１２、Ｄ２２、
・・・・Ｄｎ２）は、解像度が例えば２００ｄｐｉで構
成されており又その受光面積は、例えば当該第１の受光
素子の持つ受光面積の４倍になる様に設定される事が可
能である。More specifically, each of the light receiving elements (D11, D13, D13,
D21, D23,... Dn1, Dn3) have a resolution of, for example, 400 dpi, and each of the light receiving elements (D12, D22,
... Dn2) have a resolution of, for example, 200 dpi, and the light receiving area can be set to be, for example, four times the light receiving area of the first light receiving element.
【００２０】つまり、本発明に係る当該イメージセンサ
３に於いては、当該第１の受光素子群１を構成するそれ
ぞれの受光素子１０１は、互いに同一の受光面積或いは
解像度を有している事が望ましく、同様に、当該第２の
受光素子群２を構成するそれぞれの受光素子１０２も、
互いに同一の受光面積或いは解像度を有している事が望
ましい。That is, in the image sensor 3 according to the present invention, each of the light receiving elements 101 constituting the first light receiving element group 1 may have the same light receiving area or resolution. Desirably, similarly, each of the light receiving elements 102 configuring the second light receiving element group 2 also includes
It is desirable that they have the same light receiving area or resolution.
【００２１】本発明に於いては、当該イメージセンサ３
を構成する当該受光素子アレイ１、２の数は、必ずしも
２種類に特定されるものではなく、３種若しくは３種以
上の受光素子アレイを使用するものであっても良い。
又、本発明に於ける当該イメージセンサ３に於いては、
当該個々の受光素子アレイ１〜ｎは、それぞれの受光素
子アレイ内に於て、当該受光素子アレイを構成する複数
個の受光素子群は、何れも主走査方向、つまり記録媒体
の幅方向と一致する方向に沿って、一列状に近接して配
置された状態を呈している事が望ましいが、必ずしも、
係る構成に特定されるものではない。In the present invention, the image sensor 3
The number of the light receiving element arrays 1 and 2 constituting the above is not necessarily specified to two kinds, and three or three or more kinds of light receiving element arrays may be used.
Further, in the image sensor 3 according to the present invention,
In each of the light receiving element arrays 1 to n, in each light receiving element array, the plurality of light receiving element groups constituting the light receiving element array all match the main scanning direction, that is, the width direction of the recording medium. It is desirable to be in a state of being arranged in a line in a row along the direction of
It is not specified in such a configuration.
【００２２】又、本発明に係る当該イメージセンサ３
は、画像に対して密着して走査が行われる構造を有する
ものである事が望ましい。本発明に於いては、上記した
イメージセンサ３は、図１２に例示する様に、単一の基
板２５上に当該複数種の受光素子アレイ１〜ｎが、互い
に平行に配置されるものであって、当該基板２５は、ガ
ラス等の材料で形成された光透過性を有する基板である
事が望ましい。Further, the image sensor 3 according to the present invention
It is preferable that the device has a structure in which scanning is performed in close contact with an image. In the present invention, the above-described image sensor 3 is such that the plurality of types of light receiving element arrays 1 to n are arranged in parallel on a single substrate 25 as illustrated in FIG. Preferably, the substrate 25 is a light-transmitting substrate formed of a material such as glass.
【００２３】又、本発明に係る当該イメージセンサ３に
於いては、当該受光素子アレイ１〜ｎと当該受光素子ア
レイ１〜ｎが直接密着して接触する記録媒体との間に適
宜の当該受光素子を保護する保護部材１９を設けておく
事が望ましく、更に、当該保護部材２７に於ける当該受
光素子アレイ１〜ｎが対向する部分は、適宜の開口部５
２が設けられるか、ハニカム構造を設けるか、又は光フ
ァイバーを束ねて配置する事によって形成された光透過
部５１を設ける事によって、記録媒体上に、当該イメー
ジセンサ３の上方から照射される照明が十分に供給され
る様に工夫されている事が望ましい。In the image sensor 3 according to the present invention, the light receiving element arrays 1 to n and the recording medium to which the light receiving element arrays 1 to n come in close contact and come into contact with each other appropriately. It is desirable to provide a protection member 19 for protecting the element, and a portion of the protection member 27 where the light receiving element arrays 1 to n face each other has an appropriate opening 5.
2 is provided, a honeycomb structure is provided, or a light transmitting portion 51 formed by bundling and arranging optical fibers is provided, so that the illumination irradiated from above the image sensor 3 on the recording medium is provided. It is desirable that it is devised so that it is supplied sufficiently.
【００２４】本発明に係る当該イメージセンサ３は、当
該複数個の各受光素子１０１、１０２を所定のタイミン
グに従って、順次選択して駆動させる、シフトレジスタ
を含む駆動出力回路手段５と当該複数種の受光素子アレ
イ群１、２の中から所定の受光素子アレイ１又は２を選
択する為の受光素子アレイ選択制御手段１８、当該駆動
出力回路手段５と当該受光素子アレイ選択制御手段１８
の出力から、個々の受光素子１００を選択する為の受光
素子選択信号を出力するデコーダ回路手段１９及び当該
デコーダ回路手段１９の出力に応答して当該受光素子１
００を選択的に駆動する画素スイッチ手段４とから構成
されている制御手段２６を含んでいる事も望ましい。The image sensor 3 according to the present invention includes a drive output circuit means 5 including a shift register for sequentially selecting and driving the plurality of light receiving elements 101 and 102 in accordance with a predetermined timing and the plurality of types of light output elements. Light receiving element array selection control means 18 for selecting a predetermined light receiving element array 1 or 2 from light receiving element array groups 1 and 2, the drive output circuit means 5 and the light receiving element array selection control means 18
, A decoder circuit means 19 for outputting a light-receiving element selection signal for selecting each light-receiving element 100, and the light-receiving element 1 in response to the output of the decoder circuit means 19.
It is also desirable to include a control means 26 composed of a pixel switch means 4 for selectively driving 00.
【００２５】本発明に於いては、当該制御手段２６は、
当該基板２５上に当該イメージセンサ３と同時にかつ当
該イメージセンサの周辺に配置形成されるもので有って
も良く、又当該基板２５とは離れて、当該基板２５の周
縁部に配置されるもので有っても良い。本発明に係る当
該イメージセンサ３に於いては、当該受光素子アレイ選
択制御手段１８は、当該複数種の受光素子アレイ１〜Ｍ
の何れかを任意に選択する為に、当該デコーダ回路に接
続される適宜の複数本の選択制御線６を有するものであ
り、当該制御線６の数と当該選択すべき受光素子アレイ
１からｎの数とは必ずしも一致する必要はなく、例え
ば、Ｍ種の受光素子アレイ群（１〜Ｍ）を有するイメー
ジセンサ３に於て、当該受光素子アレイ選択制御手段１
８は、少なくともＮ本の制御線（Ｎ≧Ｍ）を備えるもの
である事が望ましい。In the present invention, the control means 26 comprises:
It may be formed on the substrate 25 at the same time as the image sensor 3 and around the image sensor, or may be arranged on the periphery of the substrate 25 apart from the substrate 25. It may be. In the image sensor 3 according to the present invention, the light receiving element array selection control means 18 includes the plurality of types of light receiving element arrays 1 to M.
In order to arbitrarily select any one of the light receiving element arrays 1 to n, a plurality of appropriate selection control lines 6 connected to the decoder circuit are provided. It is not always necessary to match the number of light-receiving element array selection control means 1 in the image sensor 3 having M kinds of light-receiving element array groups (1 to M).
8 preferably has at least N control lines (N ≧ M).
【００２６】係る構成を有する本発明に係るイメージセ
ンサ３の具体的な構成の例としては、Ｍ種の受光素子ア
レイ群を有するイメージセンサに於て、当該シフトレジ
スタと、当該シフトレジスタ各段の信号を出力する駆動
出力回路手段５と、少なくともＮ本の制御線（Ｎ≧Ｍ）
を備える受光素子アレイ選択制御手段１８とから構成さ
れ、当該シフトレジスタ各段の出力に応答して出力され
る当該駆動出力回路手段の出力信号が当該デコーダ回路
手段を構成するＮ個のＮＡＮＤ回路またはＮＯＲ回路の
入力に共通接続され、当該Ｎ個のＮＡＮＤ回路またはＮ
ＯＲ回路の他の入力のそれぞれが、当該相異なる制御線
のそれぞれに個別に接続されたデコーダ回路手段と、当
該デコーダ回路手段の出力により制御される画素スイッ
チを備えるイメージセンサとなる。As an example of a specific configuration of the image sensor 3 according to the present invention having the above configuration, in an image sensor having M kinds of light receiving element arrays, the shift register and each stage of the shift register are described. Drive output circuit means 5 for outputting a signal, and at least N control lines (N ≧ M)
The output signal of the drive output circuit means, which is output in response to the output of each stage of the shift register, comprises N NAND circuits or Connected to the inputs of the NOR circuits, and the N NAND circuits or N
Each of the other inputs of the OR circuit is an image sensor including a decoder circuit unit individually connected to each of the different control lines and a pixel switch controlled by an output of the decoder circuit unit.
【００２７】又、本発明に係る当該イメージセンサ３
は、図９に示す様に、当該複数個の各受光素子１０１、
１０２を所定のタイミングに従って、順次選択して駆動
させる、シフトレジスタを含む駆動出力回路手段５と当
該複数種の受光素子アレイ群（１〜ｎ）の中から所定の
受光素子アレイ１００を選択する為の受光素子アレイ選
択読み出し手段３５、当該駆動出力回路手段５の出力に
応答して当該受光素子１００を選択的に駆動する画素ス
イッチ手段４とから構成されている制御手段２６を含ん
でいる事も望ましい。Further, the image sensor 3 according to the present invention
Are, as shown in FIG. 9, the plurality of light receiving elements 101,
The drive output circuit means 5 including a shift register for sequentially selecting and driving the light-receiving elements 102 according to a predetermined timing and a predetermined light-receiving element array 100 from the plurality of types of light-receiving element array groups (1 to n). And the pixel switch means 4 for selectively driving the light-receiving element 100 in response to the output of the drive output circuit means 5. desirable.
【００２８】更に、本発明に於ける当該イメージセンサ
３に於て、当該複数種の受光素子アレイ１〜ｎ間で、当
該各受光素子アレイ１、２、・・・ｎを構成するそれぞ
れの受光素子１０１、１０２、・・・は、矩形に形成さ
れており、当該各受光素子に於ける副走査方向（つまり
媒体の移動方向、若しくは当該イメージセンサ３と媒体
との相対的な移動方向）と平行な辺の長さは、当該受光
素子アレイ１〜ｎ間で互いに等しく設定され、それぞれ
の受光素子１００に於ける当該主走査方向（当該副走査
方向に対して直交する方向）に平行な辺の長さは、当該
受光素子アレイ（１〜ｎ）間で異なる様に構成されてい
る事も望ましい。Further, in the image sensor 3 according to the present invention, each of the light receiving element arrays 1, 2,... The elements 101, 102,... Are formed in a rectangular shape, and each of the light receiving elements has a sub-scanning direction (that is, a moving direction of the medium or a relative moving direction of the image sensor 3 and the medium). The length of the parallel side is set to be equal to each other between the light receiving element arrays 1 to n, and the side parallel to the main scanning direction (the direction orthogonal to the sub scanning direction) in each light receiving element 100. It is also desirable that the length of the light receiving element arrays (1 to n) be different.
【００２９】より具体的には、当該１の受光素子アレイ
１、２、・・ｎに於ける当該受光素子１００のそれぞれ
は、正方形であり、他の受光素子アレイに於ける当該受
光素子のそれぞれは長方形である様に設定するものであ
る。係る構成に於いては、当該長方形の長辺の長さは、
短辺の２倍若しくはそれ以上に設定されている事が望ま
しい。More specifically, each of the light receiving elements 100 in the one light receiving element array 1, 2,... N is a square, and each of the light receiving elements in the other light receiving element arrays is Is set to be a rectangle. In such a configuration, the length of the long side of the rectangle is
It is desirable to set it to twice or more of the short side.
【００３０】本発明に係る当該イメージセンサ３は、原
稿とイメージセンサとを相対的に移動しうるように構成
せしめて原稿画像の読取を行う画像読取装置２００を構
成する事が可能であり、具体的には、上記した構成を有
するイメージセンサ３と、選択された解像度に応じて当
該受光素子アレイを選択する為の制御信号を発生する制
御信号発生手段、即ち受光素子アレイ選択制御手段１８
と各受光素子１００を選択駆動させる駆動回路手段５か
らなる画像読取装置２００である。The image sensor 3 according to the present invention can constitute an image reading apparatus 200 for reading an original image by making the original and the image sensor relatively movable. More specifically, the image sensor 3 having the above-described configuration and control signal generating means for generating a control signal for selecting the light receiving element array in accordance with the selected resolution, that is, light receiving element array selection control means 18
And an image reading device 200 comprising a driving circuit means 5 for selectively driving each light receiving element 100.
【００３１】以下に、本発明に係る当該イメージセンサ
３の具体例の詳細を図面を参照しながら説明する。つま
り、本発明に係る当該イメージセンサ３は、図１及び図
１２より明らかな様に、単一のイメージセンサ基板２５
上に受光面積が異なる複数の受光素子アレイ１、２を設
ける。より具体的には、目的とする解像度に応じた受光
面積を持つ複数の受光素子アレイ１、２と、選択した解
像度に対応する受光素子１００の信号を出力する駆動制
御回路手段２６とを有するものである。Hereinafter, specific examples of the image sensor 3 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. That is, as is clear from FIGS. 1 and 12, the image sensor 3 according to the present invention has a single image sensor substrate 25.
A plurality of light receiving element arrays 1 and 2 having different light receiving areas are provided thereon. More specifically, one having a plurality of light receiving element arrays 1 and 2 having a light receiving area corresponding to a target resolution, and a drive control circuit means 26 for outputting a signal of the light receiving element 100 corresponding to the selected resolution. It is.
【００３２】また、本発明に係る当該イメージセンサ３
は、原稿面から受光面までの光学系が共通なものであ
り、対物レンズ及びそれに付随する光学系を特に必要と
はしない構成を有している事が望ましいが、対物レンズ
を有する光学系を採用するもので有っても良い。此処
で、本発明に係る当該イメージセンサ３を図１を参照し
て詳細に説明する。Further, the image sensor 3 according to the present invention
The optical system from the document surface to the light receiving surface is common, and it is desirable to have a configuration that does not particularly require an objective lens and its associated optical system. It may be adopted. Here, the image sensor 3 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
【００３３】ここでは簡単のため、受光素子１００とし
て２種類の解像度（４００ｄｐｉと２００ｄｐｉ）を選
択できる密着型ラインイメージセンサを例に説明する。
イメージセンサ３はフォトダイオード等で構成された４
００ｄｐｉ用の受光素子アレイ１と、２００ｄｐｉ用の
受光素子アレイ２と、各受光素子１００に接続された画
素スイッチ４と、この画素スイッチ４を解像度に応じて
オンオフさせる駆動回路５とから構成される。Here, for the sake of simplicity, a contact type line image sensor which can select two kinds of resolutions (400 dpi and 200 dpi) as the light receiving element 100 will be described as an example.
The image sensor 3 includes a photodiode 4 and the like.
It comprises a light receiving element array 1 for 00 dpi, a light receiving element array 2 for 200 dpi, a pixel switch 4 connected to each light receiving element 100, and a drive circuit 5 for turning on and off the pixel switch 4 according to the resolution. .
【００３４】尚、後述する様に、本発明に係る当該駆動
回路５は、例えばシフトレジスタ回路９とシフトレジス
タ出力回路１０とを含んでいる事が望ましい。これらの
構成要素は全てガラス等の絶縁性基板２５上に薄膜プロ
セスを用いて形成される。各フォトダイオードである各
受光素子１００のカソード電極は、画素スイッチ４を介
してバイアス線７に接続されており、アノード電極は共
通読み出し配線８に接続され、映像信号１６として出力
される事になる。As will be described later, it is preferable that the driving circuit 5 according to the present invention includes, for example, a shift register circuit 9 and a shift register output circuit 10. These components are all formed on an insulating substrate 25 such as glass using a thin film process. The cathode electrode of each light receiving element 100 which is a photodiode is connected to the bias line 7 via the pixel switch 4, and the anode electrode is connected to the common readout wiring 8 and is output as the video signal 16. .
【００３５】４００ｄｐｉ用の受光素子１のピッチＰと
受光幅Ｘは、０＜（Ｘ／Ｐ）＜１を満たせばよい。その
際のナイキスト周波数におけるＭＴＦ値は （ＭＴＦ）N ＝ｓｉｎ（π／２) ・( Ｘ／Ｐ）／（π／
２) ・( Ｘ／Ｐ） と定まる。ＭＴＦ値は副走査方向と主走査方向とで同様
の値が得られればよい。The pitch P and the light receiving width X of the light receiving element 1 for 400 dpi need only satisfy 0 <(X / P) <1. The MTF value at the Nyquist frequency at that time is (MTF) N = sin (π / 2) · (X / P) / (π /
2) Determined as (X / P). As long as the MTF value can be obtained in the sub-scanning direction and the main scanning direction, the same value is obtained.
【００３６】すなわち受光部の縦と横の長さを等しくし
た正方画素が望ましい。具体的なＰの値は４００ｄｐｉ
のピッチである６２．５μｍとし、Ｘの値は５０μｍと
し、（Ｘ／Ｐ)=０．７８７とする。２００ｄｐｉ用の受
光部２のピッチと受光幅はそれぞれ４００ｄｐｉ用の２
倍の値とすればよい。このように設定することで、２０
０ｄｐｉでの感度は４００ｄｐｉでの感度の４倍とな
り、蓄積時間を短縮することが可能となる。That is, a square pixel having the same length and width in the light receiving section is desirable. The specific value of P is 400 dpi
Is 62.5 μm, the value of X is 50 μm, and (X / P) = 0.787. The pitch and the light receiving width of the light receiving unit 2 for 200 dpi are 2 for 400 dpi, respectively.
The value may be doubled. By setting in this way, 20
The sensitivity at 0 dpi is four times the sensitivity at 400 dpi, and the accumulation time can be reduced.
【００３７】次に動作について説明する。高解像度モー
ドで読みとる場合、図２（ａ）に示すように、駆動回路
５の出力A11,A13,A21,A23,…,An1,An3が順次オンオフし
て、４００ｄｐｉの受光素子D11,D13,,D21,D23, …,Dn
1,Dn3の蓄積信号電荷が時系列に共通読み出し配線８に
出力される。Next, the operation will be described. When reading in the high resolution mode, as shown in FIG. 2A, the outputs A11, A13, A21, A23,..., An1, An3 of the driving circuit 5 are sequentially turned on and off, and the light receiving elements D11, D13,. D21, D23,…, Dn
The accumulated signal charges of Dn3 and Dn3 are output to the common readout wiring 8 in time series.
【００３８】出力された電荷は、共通読みだし配線上に
接続された積分回路等の検出回路で電圧信号に変換され
る。一方、低解像度モードで読み取る場合、図２（ｂ）
に示すように駆動回路の出力A12,A22,…An2 が順番にオ
ンオフして２００ｄｐｉの受光素子D12,D22,…,Dn2の蓄
積信号電荷が時系列に共通読み出し配線８に出力され
る。The output electric charge is converted into a voltage signal by a detection circuit such as an integration circuit connected on the common readout wiring. On the other hand, when reading in the low resolution mode, FIG.
, An2 of the drive circuit are turned on and off in order, and the accumulated signal charges of the light receiving elements D12, D22,..., Dn2 of 200 dpi are output to the common readout wiring 8 in time series.
【００３９】第一の具体例 上記の動作を実現するための第一の具体例について詳細
に説明する。図３は本発明のイメージセンサ３について
の第一の具体例であり、図４は図３に示したイメージセ
ンサ３のタイムチャートである。このイメージセンサ３
は２種類の解像度（４００ｄｐｉと２００ｄｐｉ）を選
択できる密着型ラインイメージセンサ３である。First Specific Example A first specific example for realizing the above operation will be described in detail. FIG. 3 is a first specific example of the image sensor 3 of the present invention, and FIG. 4 is a time chart of the image sensor 3 shown in FIG. This image sensor 3
Is a contact type line image sensor 3 which can select two kinds of resolutions (400 dpi and 200 dpi).
【００４０】図３には２００ｄｐｉ用フォトダイオード
２、つまり第２の受光素子アレイ２を構成する受光素子
２個と４００ｄｐｉ用フォトダイオードつまり第１の受
光素子アレイ１を構成する受光素子４個が示されてい
る。本具体例に於ける当該イメージセンサ３は駆動回路
５と、画素スイッチ４と、フォトダイオードアレイ１，
２が単一のガラス基板上に形成されている。FIG. 3 shows a photodiode 2 for 200 dpi, ie, two light receiving elements constituting the second light receiving element array 2, and a photodiode for 400 dpi, ie, four light receiving elements constituting the first light receiving element array 1. Have been. In this specific example, the image sensor 3 includes a driving circuit 5, a pixel switch 4, a photodiode array 1,
2 are formed on a single glass substrate.
【００４１】駆動回路５と画素スイッチ４については多
結晶シリコントランジスタを用いて実現している。フォ
トダイオードのピッチとサイズサイズは実施の形態で説
明した値と同様、２００ｄｐｉ用フォトダイオードは一
辺１００μm の正方形で１２７μm ピッチ、４００ｄｐ
ｉ用フォトダイオードは一辺５０μm の正方形で６３．
５μm ピッチである。The drive circuit 5 and the pixel switch 4 are realized using polycrystalline silicon transistors. The pitch and size of the photodiode are the same as the values described in the embodiment, and the photodiode for 200 dpi is a square having a side of 100 μm and a pitch of 127 μm, 400 dp.
The photodiode for i is a square having a side length of 50 μm.
The pitch is 5 μm.
【００４２】これら２００ｄｐｉ用のフォトダイオード
アレイと４００ｄｐｉ用のフォトダイオードアレイとを
２列平行にレイアウトしている。各フォトダイオードの
カソード電極は、画素スイッチ４を介して共通のバイア
ス線７に接続され、基板外部から接続パッドを通してこ
の共通バイアス線７にフォトダイオードの逆バイアスに
相当する５Ｖの電圧が印加されている。一方、アノード
電極は共通読み出し配線８に接続されている。The photodiode array for 200 dpi and the photodiode array for 400 dpi are laid out in two rows in parallel. The cathode electrode of each photodiode is connected to a common bias line 7 via a pixel switch 4, and a voltage of 5 V corresponding to a reverse bias of the photodiode is applied to the common bias line 7 from outside the substrate through a connection pad. I have. On the other hand, the anode electrode is connected to the common read wiring 8.
【００４３】駆動回路５は、シフトレジスタ９とシフト
レジスタ各段の信号を整形し出力するシフトレジスタ出
力回路１０とで構成され、解像度を切り替えるための制
御線ＨＲ及びインバータで反転された制御線／ＨＲとで
構成された受光素子アレイ選択制御手段１８、及びシフ
トレジスタ出力回路１０の出力と当該受光素子アレイ選
択制御手段１８の制御線の内のいずれかの制御線ＨＲ、
／ＨＲの出力を入力とする複数の２入力ＮＡＮＤ回路１
４から構成されたデコーダ回路１９と、各ＮＡＮＤ回路
１４の出力を入力とし、画素スイッチ４に接続されたバ
ッファ回路１３とから構成される。The drive circuit 5 is composed of a shift register 9 and a shift register output circuit 10 for shaping and outputting signals of each stage of the shift register. The control line HR for switching the resolution and the control line / HR, the light receiving element array selection control means 18 and the output of the shift register output circuit 10 and one of the control lines HR of the control lines of the light receiving element array selection control means 18,
/ HR NAND circuit 1 having an output of / HR as an input
4 and a buffer circuit 13 which receives the output of each NAND circuit 14 as an input and is connected to the pixel switch 4.
【００４４】本具体例ではデコーダ回路１９をＮＡＮＤ
回路１４で構成しているが、ＮＯＲ回路でも構成できる
ことは明らかである。尚、本構成のシフトレジスタ９と
シフトレジスタ出力回路１０は高速、小面積を特徴とし
た特殊な回路であるが、周知のシフトレジスタを用いて
もよい。また、画素スイッチ４にＰ型トランジスタを用
いているが、駆動回路の電源と、フォトダイオードの逆
バイアス電圧できまる画素スイッチトランジスタの動作
条件により適宜Ｐ型トランジスタ、Ｎ型トランジスタが
選択できる。In this specific example, the decoder circuit 19 is connected to the NAND
Although the circuit is constituted by the circuit 14, it is apparent that the circuit can be constituted by a NOR circuit. Although the shift register 9 and the shift register output circuit 10 of this configuration are special circuits characterized by high speed and small area, a well-known shift register may be used. Although a P-type transistor is used for the pixel switch 4, a P-type transistor and an N-type transistor can be appropriately selected depending on the power supply of the driving circuit and the operating condition of the pixel switch transistor determined by the reverse bias voltage of the photodiode.
【００４５】同時にバッファの段数を変更しなければな
らないことは言うまでもない。次に本具体例に於ける当
該イメージセンサ３の駆動方法について図４を参照しな
がら説明する。走査開始信号STをシフトレジスタの入力
とすることで、クロックφの半分の周期Ｔずつ遅れなが
ら、シフトレジスタ出力回路E1,E2 ，E3，E4…に順次走
査信号が出力される。このイメージセンサを４００ｄｐ
ｉで使用する場合は、図４（ａ）に示すとおり、解像度
切替信号HRを「１」レベルに固定する。It goes without saying that the number of stages of the buffer must be changed at the same time. Next, a method of driving the image sensor 3 in this specific example will be described with reference to FIG. By using the scan start signal ST as an input to the shift register, the scan signal is sequentially output to the shift register output circuits E1, E2, E3, E4,... With a delay of half the cycle T of the clock φ. This image sensor is 400dp
When using i, the resolution switching signal HR is fixed at the “1” level as shown in FIG.
【００４６】図３から明らかなとおり、解像度切替信号
ＨＲが「１」のときは、４００ｄｐｉ用のフォトダイオ
ードに接続されたスイッチ（Fn1,Fn3,n は整数）のみ
が、図４（ａ）に示すタイミングでオンオフされ、２０
０ｄｐｉ用のフォトダイオードに接続されたスイッチは
オフのままである。従って、共通読み出し線８には４０
０ｄｐｉ用のフォトダイオードに蓄積された電荷が、ク
ロックφの半分の周期Ｔ毎に順次時系列で出力される。
このとき同時にフォトダイオードがリセットされる。As is clear from FIG. 3, when the resolution switching signal HR is "1", only the switches (Fn1, Fn3, n are integers) connected to the photodiode for 400 dpi correspond to those shown in FIG. It is turned on and off at the timing shown, and
The switch connected to the photodiode for 0 dpi remains off. Therefore, the common read line 8 has 40
The electric charges accumulated in the photodiode for 0 dpi are sequentially output in a time series every half cycle T of the clock φ.
At this time, the photodiode is simultaneously reset.
【００４７】一方２００ｄｐｉで使用する場合は、図４
（ｂ）に示すように動作する。すなわち解像度切替信号
ＨＲを「０」レベルに固定する。図３から明らかなとお
り、解像度切替信号ＨＲが「０」のときは、２００ｄｐ
ｉ用のフォトダイオードに接続されたスイッチ（Fn2,n
は整数）のみが、図４（ｂ）に示すタイミングでオンオ
フされ、４００ｄｐｉ用のフォトダイオードに接続され
たスイッチはオフのままである。On the other hand, when using at 200 dpi, FIG.
It operates as shown in FIG. That is, the resolution switching signal HR is fixed at the “0” level. As is clear from FIG. 3, when the resolution switching signal HR is “0”, 200 dp
Switch (Fn2, n) connected to the photodiode for i
) Are turned on and off at the timing shown in FIG. 4B, and the switch connected to the photodiode for 400 dpi remains off.
【００４８】従って、共通読み出し線８には２００ｄｐ
ｉ用のフォトダイオードに蓄積された電荷が、クロック
φの周期（２×Ｔ）毎に順次時系列で出力される。出力
が使用されないＮＡＮＤ回路１４は、シフトレジスタ出
力回路の出力E1,E2,E3,E4 の負荷を均等にして、クロッ
クに対する遅延を等しくすることを目的として設けてい
る。Therefore, the common read line 8 is set at 200 dp.
The electric charges accumulated in the photodiode for i are sequentially output in time series at every cycle (2 × T) of the clock φ. The NAND circuit 14 whose output is not used is provided for the purpose of equalizing the loads of the outputs E1, E2, E3, and E4 of the shift register output circuit and equalizing the delay with respect to the clock.
【００４９】このように構成した解像度切替型のイメー
ジセンサのパッド数は、従来から知られる単一解像度の
イメージセンサのパッド数と比較して、解像度切り替え
制御用パッドの１つが増加されるのみである。またイメ
ージセンサ基板上に形成される駆動回路５においても簡
単なデコーダを追加するのみで、チップ面積の増加が少
なく、また歩留まり低下の可能性が低い。The number of pads of the resolution switching type image sensor configured as described above is different from the number of pads of a conventionally known single resolution image sensor only in that one of the resolution switching control pads is increased. is there. In addition, in the drive circuit 5 formed on the image sensor substrate, only by adding a simple decoder, the increase in the chip area is small, and the possibility that the yield decreases is low.
【００５０】図３に示す解像度切替型イメージセンサと
従来から知られる単一解像度のイメージセンサ（４００
ｄｐｉ) を作成比較した結果、チップ面積の拡大は１．
５倍未満で済んだ。歩留まりについては従来のセンサと
同等であった。また、解像度を切り替えるにあたっては
ＨＲを「１」または「０」に固定すれば済むので駆動回
路の設計が容易であることに加え、外付けの回路が簡単
に構成できることも特徴である。A resolution switching type image sensor shown in FIG. 3 and a conventionally known single resolution image sensor (400
As a result of making and comparing dpi, the enlargement of the chip area is 1.
It was less than 5 times. The yield was equivalent to that of the conventional sensor. Further, in switching the resolution, it is only necessary to fix HR to "1" or "0", so that the design of the drive circuit is easy and the external circuit can be easily configured.
【００５１】図１３に示した従来の解像度切替型イメー
ジセンサは、複受光素子を一度にスイッチングするが、
本発明は解像度を下げて信号量を増やす時、低解像度専
用の受光素子に接続されたスイッチ一個のみをスイッチ
ングするので、スイッチングに伴うノイズの混入が少な
くより低ノイズであるといった特徴もある。 第二の具体例 本具体例に於けるイメージセンサ３の構成は、第１の具
体例に於て使用したイメージセンサと同一の構成のイメ
ージセンサを使用するが、本具体例に於いては、当該イ
メージセンサを駆動する制御回路２６が、前記具体例と
異なっている。In the conventional resolution switching type image sensor shown in FIG. 13, the multiple light receiving elements are switched at one time.
According to the present invention, when the resolution is reduced and the signal amount is increased, only one switch connected to the light receiving element dedicated to the low resolution is switched, so that there is a feature that the noise accompanying the switching is small and the noise is low. Second Specific Example The configuration of the image sensor 3 in this specific example uses an image sensor having the same configuration as the image sensor used in the first specific example, but in this specific example, A control circuit 26 for driving the image sensor is different from the specific example.
【００５２】前提として、先ず、ラインイメージセンサ
の読取速度は１ラインあたりの読取時間に依存する事が
判っている。この時間をt(s/line) とすると、 ｔ ＝ Ｈ ＋ Ｂ ただし、Ｈは全画素をスキャンするのに必要な時間、Ｂ
はブランキング時間である。As a premise, first, it has been found that the reading speed of the line image sensor depends on the reading time per line. If this time is t (s / line), t = H + B where H is the time required to scan all pixels, B
Is the blanking time.
【００５３】具体例１に示すような蓄積型センサの信号
蓄積時間はこのｔと等しい。読取速度を上げるためには
ｔを小さくすればよいが、下限値は上式とは別にＳ／Ｎ
によって定まる。具体例１では低解像度の時に信号量Ｓ
を向上させることでｔを小さくすることを試みた。ここ
で、このｔの値と全画素スキャンするのに必要な時間Ｈ
を上式にあてはめたとき、ブランキング時間Ｂの値が負
になる場合がある。ところがブランキング時間Ｂは０以
上の値しかとれない。The signal accumulation time of the accumulation type sensor as shown in the specific example 1 is equal to this t. To increase the reading speed, t may be reduced, but the lower limit is S / N separately from the above equation.
Is determined by In the specific example 1, the signal amount S
Was attempted to reduce t by improving. Here, the value of t and the time H required to scan all pixels are calculated.
Is applied to the above equation, the value of the blanking time B may be negative. However, the blanking time B can take only a value of 0 or more.
【００５４】すなわち、読取速度は全画素スキャンする
時間Ｈに制限されることとなり、スキャン速度を上げな
ければならない。そこで、本具体例では、第一の具体例
と比較してより高速にスキャンできるイメージセンサに
ついて説明する。図５に第２の具体例のイメージセンサ
とその駆動制御回路２６、図６にそのタイムチャートを
示す。That is, the reading speed is limited to the time H for scanning all pixels, and the scanning speed must be increased. Therefore, in the present specific example, an image sensor that can scan at a higher speed than the first specific example will be described. FIG. 5 shows an image sensor of the second specific example and its drive control circuit 26, and FIG. 6 shows a time chart thereof.
【００５５】本イメージセンサ３はシフトレジスタ９各
段の出力を制御線６の駆動により分割することを特徴と
している。本イメージセンサ３も第一の具体例と同様に
２種類の解像度（２００ｄｐｉと４００ｄｐｉ）を選択
できる密着型ラインイメージセンサである。受光素子
１，２のピッチとサイズサイズについても同様に、２０
０ｄｐｉ用フォトダイオードは一辺１００μm の正方形
で１２７μm ピッチ、４００ｄｐｉ用フォトダイオード
は一辺５０μm の正方形で６３．５μm ピッチである。The image sensor 3 is characterized in that the output of each stage of the shift register 9 is divided by driving the control line 6. This image sensor 3 is also a contact type line image sensor that can select two kinds of resolutions (200 dpi and 400 dpi) as in the first specific example. Similarly, the pitch and size of light receiving elements 1 and 2
The photodiode for 0 dpi is a square having a side of 100 μm and has a pitch of 127 μm, and the photodiode for 400 dpi is a square having a side of 50 μm and has a pitch of 63.5 μm.
【００５６】駆動回路５は、シフトレジスタ９とシフト
レジスタ各段の信号を整形し出力するシフトレジスタ出
力回路１０とで構成され、３種の制御線３を有する受光
素子アレイ選択制御手段１８と当該受光素子アレイ選択
制御手段１８の３種の制御線６である制御線ＬＲ、Ｇ
１、Ｇ２のいずれかとシフトレジスタ出力回路１０の出
力を入力とする複数の２入力ＮＡＮＤ回路１２で構成さ
れたデコーダ回路６０と、各ＮＡＮＤ回路の出力を入力
とし、画素スイッチ４に接続されたバッファ回路１３と
から構成される。The drive circuit 5 is composed of a shift register 9 and a shift register output circuit 10 for shaping and outputting signals of each stage of the shift register. Control lines LR and G, which are three types of control lines 6 of the light receiving element array selection control means 18
1 and G2, and a decoder circuit 60 composed of a plurality of two-input NAND circuits 12 that receive the output of the shift register output circuit 10 as input, and a buffer that receives the output of each NAND circuit as input and is connected to the pixel switch 4. And a circuit 13.
【００５７】次に駆動方法について図６を参照しながら
説明する。走査開始信号STをシフトレジスタの入力とす
ることで、クロックφの半分の周期Ｔずつ遅れながら、
シフトレジスタ出力回路E1,E2 …に順次走査信号が出力
される。このイメージセンサを４００ｄｐｉで使用する
場合は、図６（ａ）に示すとおり、解像度切替信号ＬＲ
を「０」レベルに固定し、制御線Ｇ１，Ｇ２には図に示
すような、同時には「１」にならないクロックを入力す
る。Next, the driving method will be described with reference to FIG. By using the scan start signal ST as an input to the shift register, the scan start signal ST is delayed by half the cycle T of the clock φ,
Scanning signals are sequentially output to the shift register output circuits E1, E2,. When this image sensor is used at 400 dpi, as shown in FIG.
Is fixed to the “0” level, and clocks that do not become “1” at the same time are input to the control lines G1 and G2 as shown in the figure.
【００５８】このように駆動することでシフトレジスタ
出力回路出力Enが「１」のとき、その期間中の前半で一
つの４００ｄｐｉ画素が選択され、後半で次の一つの４
００ｄｐｉ画素が選択される。全画素スキャンする時間
Ｈがシフトレジスタの各段におけるシフト時間で律速さ
れる場合、本具体例ではシフトレジスタ一段につき２つ
の画素を走査できるので、読取速度が２倍に向上する。By driving as described above, when the output En of the shift register output circuit is "1", one 400 dpi pixel is selected in the first half of the period, and the next one 4 dpi is selected in the second half.
00 dpi pixels are selected. When the time H for scanning all the pixels is determined by the shift time in each stage of the shift register, in this specific example, two pixels can be scanned per one stage of the shift register, so that the reading speed is doubled.
【００５９】一方２００ｄｐｉで使用する場合は、図６
（ｂ）に示すように動作する。解像度切替信号ＬＲを
「１」レベルに固定し、制御線Ｇ１，Ｇ２は「０」に固
定する。このように駆動することでシフトレジスタ出力
回路出力Enが「１」のとき、２００ｄｐｉ画素のみが選
択される。本具体例でも解像度を下げて信号量を増やす
時、低解像度専用の受光素子に接続されたスイッチ一個
のみをスイッチングするので、スイッチングに伴うノイ
ズの混入が少なくより低ノイズであるといった特徴があ
る。On the other hand, when using at 200 dpi, FIG.
It operates as shown in FIG. The resolution switching signal LR is fixed at “1” level, and the control lines G1 and G2 are fixed at “0”. By driving in this way, when the output En of the shift register output circuit is “1”, only 200 dpi pixels are selected. Also in this specific example, when the resolution is reduced and the signal amount is increased, only one switch connected to the low-resolution dedicated light receiving element is switched, so that there is a feature that the noise accompanying the switching is small and the noise is low.
【００６０】第三の具体例 次に、本発明に係るイメージセンサ３の第３の具体例に
ついて図７及び図８を参照しながら説明する。つまり、
本具体例に於いても、相異なる受光面積をもつ受光素子
から構成される複数の受光素子アレイを用いることに変
わりはないが、低解像度を選択したときに複数の画素が
同時に選択される例について説明する。Third Specific Example Next, a third specific example of the image sensor 3 according to the present invention will be described with reference to FIGS. That is,
In this specific example, there is no change in using a plurality of light receiving element arrays composed of light receiving elements having different light receiving areas, but an example in which a plurality of pixels are simultaneously selected when low resolution is selected. Will be described.
【００６１】図７に第三の具体例を示すイメージセン
サ、図８にこのタイムチャートを示す。このイメージセ
ンサは２種類の解像度（２００ｄｐｉと４００ｄｐｉ）
を選択できる密着型ラインイメージセンサである。ここ
で特徴的なのは、４００ｄｐｉ用の受光素子アレイ１と
この受光素子の主走査方向のサイズのみを長くした受光
素子アレイ２０が４００ｄｐｉ用の受光素子アレイの倍
のピッチで配置されていることである。FIG. 7 shows an image sensor showing a third specific example, and FIG. 8 shows this time chart. This image sensor has two resolutions (200 dpi and 400 dpi)
This is a contact type line image sensor that can be selected. What is characteristic here is that the light-receiving element array 1 for 400 dpi and the light-receiving element array 20 in which only the size of the light-receiving element in the main scanning direction is lengthened are arranged at twice the pitch of the light-receiving element array for 400 dpi. .
【００６２】駆動回路５は、シフトレジスタ９とシフト
レジスタ各段の信号を整形し出力するシフトレジスタ出
力回路１０とで構成されており、受光素子アレイ選択制
御手段１８は、３種の制御線６を有している。そして当
該受光素子アレイ選択制御手段１８の３種の制御線であ
る制御線ＬＲ、Ｇ１、Ｇ２のいづれかとシフトレジスタ
出力回路１０の出力とを入力とする複数の２入力ＮＡＮ
Ｄ回路１２で構成されたデコーダ回路１９と、各ＮＡＮ
Ｄ回路１２の出力を入力とし、画素スイッチに接続され
たバッファ回路１３とから構成される。The drive circuit 5 is composed of a shift register 9 and a shift register output circuit 10 for shaping and outputting signals of each stage of the shift register. have. Then, a plurality of two-input NANs each of which receives one of control lines LR, G1, and G2, which are three types of control lines of the light-receiving element array selection control means 18, and an output of the shift register output circuit 10.
A decoder circuit 19 composed of a D circuit 12 and each NAN
The buffer circuit 13 is connected to a pixel switch with an output of the D circuit 12 as an input.
【００６３】次に駆動方法について図８を参照しながら
説明する。走査開始信号STをシフトレジスタの入力とす
ることで、クロックφの半分の周期Ｔずつ遅れながら、
シフトレジスタ出力回路E1,E2 …に順次走査信号が出力
される。このイメージセンサを４００ｄｐｉで使用する
場合は、図８（ａ）に示すとおり、解像度切替信号ＬＲ
を「０」レベルに固定し、制御線Ｇ１，Ｇ２には図に示
すような、同時には「１」にならないクロックを入力す
る。Next, a driving method will be described with reference to FIG. By using the scan start signal ST as an input to the shift register, the scan start signal ST is delayed by half the cycle T of the clock φ,
Scanning signals are sequentially output to the shift register output circuits E1, E2,. When this image sensor is used at 400 dpi, the resolution switching signal LR is used as shown in FIG.
Is fixed to the “0” level, and clocks that do not become “1” at the same time are input to the control lines G1 and G2 as shown in the figure.
【００６４】このように駆動することでシフトレジスタ
出力回路出力Enが「１」のとき、その期間中の前半で一
つの４００ｄｐｉ画素Dn1 が選択され、後半で次の一つ
の４００ｄｐｉ画素Dn3 が選択される。一方２００ｄｐ
ｉで使用する場合は、図８（ｂ）に示すように動作す
る。解像度切替信号ＬＲ及び制御線Ｇ１，Ｇ２を「１」
レベルに固定する。By driving as described above, when the output En of the shift register output circuit is "1", one 400 dpi pixel Dn1 is selected in the first half of the period, and the next one 400 dpi pixel Dn3 is selected in the second half. You. 200dp
When used in i, it operates as shown in FIG. The resolution switching signal LR and the control lines G1 and G2 are set to "1"
Fix to level.
【００６５】このように駆動することでシフトレジスタ
出力回路出力Enが「１」のとき、Fn1,Fn2,Fn3 が同時に
選択され、受光素子Dn1,Dn2,Dn3 の信号が同時に共通出
力配線に出力される。２００ｄｐｉ選択時の受光素子の
受光面積は実質的に４００ｄｐｉ選択時の４倍ほどであ
ることは具体例１，２と同様である。By driving as described above, when the output En of the shift register output circuit is "1", Fn1, Fn2, and Fn3 are simultaneously selected, and the signals of the light receiving elements Dn1, Dn2, and Dn3 are simultaneously output to the common output wiring. You. As in the first and second embodiments, the light receiving area of the light receiving element when 200 dpi is selected is substantially four times that when 400 dpi is selected.
【００６６】なお図７で、受光素子Dn2とそれを制御す
るスイッチ４とＮＡＮＤ回路１２と制御線ＬＲを取り除
くと、単一解像度のイメージセンサが構成される。この
ようにして構成した単一解像度のイメージセンサは既に
説明したとおり、シフトレジスタ一段につき２つの画素
を走査できるので、読取速度が向上している。駆動制御
線数を増し、シフトレジスタ一段あたりの割り当て画素
数を増やすことで、より高速なイメージセンサが構成で
きる。さらにこの構成は受光素子数に対し、シフトレジ
スタのビット数が各段にが少ないので歩留まりが向上す
る。In FIG. 7, when the light receiving element Dn2, the switch 4 for controlling the light receiving element Dn2, the NAND circuit 12, and the control line LR are removed, a single-resolution image sensor is formed. As described above, the single-resolution image sensor configured as described above can scan two pixels per one stage of the shift register, thereby improving the reading speed. By increasing the number of drive control lines and increasing the number of assigned pixels per shift register, a higher-speed image sensor can be configured. Further, in this configuration, the number of bits of the shift register is smaller in each stage than the number of light receiving elements, so that the yield is improved.
【００６７】また、イメージセンサ素子のレイアウト設
計の際、画素スイッチを図７と同様に、受光素子アレイ
の種類によらず一列に集めてレイアウトすることで縦方
向のチップサイズの増加を抑えることが可能となる。特
に密着型イメージセンサの場合、等倍結像のため素子の
横方向にレイアウト的な余裕が生じるため実施が容易で
ある。In the layout design of the image sensor element, the pixel switches are arranged in a row regardless of the type of the light receiving element array as in FIG. 7, thereby suppressing an increase in the chip size in the vertical direction. It becomes possible. In particular, in the case of a contact type image sensor, since the image is formed at the same magnification, there is a margin in layout in the lateral direction of the element, so that the implementation is easy.
【００６８】さらに、多結晶シリコントランジスタをレ
ーザアニール法により形成する場合、スイッチが一列に
レイアウトされていると特性の揃ったスイッチが得られ
るといった効果がある。 第四の具体例 次に、本発明に係るイメージセンサ３の第４の具体例に
ついて図９及び図１０を参照しながら説明する。Further, when the polycrystalline silicon transistor is formed by a laser annealing method, there is an effect that a switch having uniform characteristics can be obtained if the switches are laid out in a line. Fourth Specific Example Next, a fourth specific example of the image sensor 3 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【００６９】第一から第三の具体例は受光素子に接続さ
れた画素スイッチの駆動を制御することで出力される信
号を切り替えることで解像度の切換を行ってきたが、共
通出力配線を切り替えることで解像度を切り替えること
が可能である。もちろん両者を同時に行ってもよい。本
第四の具体例では受光素子のサイズ毎に読み出し配線を
分離し、解像度を切り替える例について説明する。In the first to third embodiments, the resolution is switched by switching the output signal by controlling the driving of the pixel switch connected to the light receiving element. However, the common output wiring is switched. It is possible to switch the resolution with. Of course, both may be performed simultaneously. In the fourth specific example, an example will be described in which the readout wiring is separated for each size of the light receiving element and the resolution is switched.
【００７０】図９に第４の具体例のイメージセンサ、図
１０にそのタイムチャートを示す。このイメージセンサ
は２種類の解像度（２００ｄｐｉと４００ｄｐｉ）を選
択できる密着型ラインイメージセンサである。図には２
００ｄｐｉ用フォトダイオード２個と４００ｄｐｉ用フ
ォトダイオード４個が示されている。受光素子１，２の
ピッチとサイズは実施の形態で説明した値と同様、２０
０ｄｐｉ用フォトダイオードは一辺１００μm の正方形
で１２７μm ピッチ、４００ｄｐｉ用フォトダイオード
は一辺５０μm の正方形で６３．５μm ピッチである。
これら２００ｄｐｉ用のフォトダイオードアレイ２と４
００ｄｐｉ用のフォトダイオードアレイ１とを２列平行
にレイアウトしている。FIG. 9 shows an image sensor of the fourth specific example, and FIG. 10 shows a time chart thereof. This image sensor is a contact type line image sensor that can select two types of resolutions (200 dpi and 400 dpi). The figure shows 2
Two photodiodes for 00 dpi and four photodiodes for 400 dpi are shown. The pitch and the size of the light receiving elements 1 and 2 are the same as the values described in the embodiment.
The photodiode for 0 dpi is a square having a side of 100 μm and has a pitch of 127 μm, and the photodiode for 400 dpi is a square having a side of 50 μm and has a pitch of 63.5 μm.
Photodiode arrays 2 and 4 for these 200 dpi
The photodiode array 1 for 00 dpi is laid out in two rows in parallel.
【００７１】各フォトダイオードのカソード電極は、画
素スイッチを介して共通のバイアス線７に接続され、基
板外部から接続パッドを通してこの共通バイアス線にフ
ォトダイオードの逆バイアスに相当する５Ｖの電圧が印
加されている。４００ｄｐｉ用受光素子のアノード電極
は読み出し配線V1に、２００ｄｐｉ用受光素子のアノー
ド電極は読み出し配線V2にそれぞれ接続されている。読
み出し配線V1,V2 はスイッチN1、N2を介して、読み出し
配線Ｖouｔに接続されている。The cathode electrode of each photodiode is connected to a common bias line 7 via a pixel switch, and a voltage of 5 V corresponding to the reverse bias of the photodiode is applied to the common bias line from outside the substrate through a connection pad. ing. The anode electrode of the light receiving element for 400 dpi is connected to the read wiring V1, and the anode electrode of the light receiving element for 200 dpi is connected to the read wiring V2. The read wires V1 and V2 are connected to the read wire Vout via the switches N1 and N2.
【００７２】駆動回路５は、シフトレジスタ９とシフト
レジスタ各段の信号を整形し出力するシフトレジスタ出
力回路１０と、シフトレジスタ出力回路１０の出力を入
力とし、画素スイッチ４に接続されたバッファ回路１３
とから構成される。バッファ出力のうちE1、E3・・・は
４００ｄｐｉ用受光素子の画素スイッチと２００ｄｐｉ
用の画素スイッチ両方に接続されており、E2、E4・・・
は４００ｄｐｉ用受光素子の画素スイッチだけに接続さ
れている。The drive circuit 5 includes a shift register 9, a shift register output circuit 10 for shaping and outputting signals of each stage of the shift register, and a buffer circuit which receives an output of the shift register output circuit 10 and is connected to the pixel switch 4. 13
It is composed of .. Among the buffer outputs are the pixel switch of the light receiving element for 400 dpi and 200 dpi.
E2, E4 ...
Are connected only to the pixel switches of the light receiving element for 400 dpi.
【００７３】なおシフトレジスタ出力回路の出力E2,E4
・・・に負荷容量Ｃ１３、Ｃ２３を接続しているがこれ
はE1、E3・・・と負荷を均等にして、クロックに対する
遅延を等しくすることを目的として設けている。次に駆
動方法について図１０を参照しながら説明する。走査開
始信号STをシフトレジスタの入力とすることで、クロッ
クφの半分の周期Ｔずつ遅ながら、シフトレジスタ出力
回路E1,E2 …に順次走査信号が出力される。The outputs E2 and E4 of the shift register output circuit
Are connected to the load capacitors C13 and C23 for the purpose of equalizing the load to E1, E3, and so on, and making the delay with respect to the clock equal. Next, a driving method will be described with reference to FIG. By using the scan start signal ST as an input to the shift register, the scan signals are sequentially output to the shift register output circuits E1, E2,... While being delayed by a half cycle T of the clock φ.
【００７４】このイメージセンサを４００ｄｐｉで使用
する場合は、図１０（ａ）に示すとおり、解像度切替信
ＨＲを「１」レベルに固定する。すると、垂直スイッチ
N1がオン、N2がオフとなり、４００ｄｐｉ用受光素子(D
11,D13,D21,D23・・・）からの出力電荷信号が読み出し
配線Ｖ１を通して順次読み出し配線Ｖout に出力され
る。When this image sensor is used at 400 dpi, the resolution switching signal HR is fixed at "1" level as shown in FIG. Then the vertical switch
N1 is turned on, N2 is turned off, and the light receiving element for 400 dpi (D
, D13, D21, D23...) Are sequentially output to the readout wiring Vout through the readout wiring V1.
【００７５】この電荷信号を積分回路等で電圧信号に変
換すると図１０（ａ）のJoutに示すような出力が得られ
る。一方２００ｄｐｉで使用する場合は、図１０（ｂ）
に示すように動作する。解像度切替信号ＨＲ「０」レベ
ルに固定する。すると、垂直スイッチN1がオフ、N2がオ
ンとなり、２００ｄｐｉ用受光素子(D12,D22・・・) か
らの信号が読み出し配線Ｖ２を通して順次読み出し配線
Ｖout に出力される。When this charge signal is converted into a voltage signal by an integrating circuit or the like, an output as shown by Jout in FIG. 10A is obtained. On the other hand, when using at 200 dpi, FIG.
It operates as shown in FIG. The resolution switching signal HR is fixed at the “0” level. Then, the vertical switch N1 is turned off and N2 is turned on, and signals from the light receiving elements for 200 dpi (D12, D22...) Are sequentially output to the readout wiring Vout through the readout wiring V2.
【００７６】この電荷信号を積分回路等で電圧信号に変
換すると図１０(b) のJoutに示すような出力が得られ
る。本具体例では２つの読み出し配線Ｖ１，Ｖ２の切替
を積分回路の手前で行っているが切替位置を特に限定す
るものではない。センサ基板内外、検出回路前後を問わ
ず切り替えればよく、例えば低解像度と高解像度の出力
を同時にメモリに記憶し必要に応じてどちらかのデータ
を選択すればよい。また必要であれば両者を活かしても
よい。When this charge signal is converted into a voltage signal by an integrating circuit or the like, an output as shown by Jout in FIG. 10B is obtained. In this specific example, switching between the two read wirings V1 and V2 is performed before the integration circuit, but the switching position is not particularly limited. It is sufficient to switch between inside and outside of the sensor substrate and before and after the detection circuit. For example, low-resolution and high-resolution outputs may be simultaneously stored in a memory, and either data may be selected as necessary. If necessary, both may be used.
【００７７】第五の具体例 次に、本発明に係るイメージセンサ３の第５の具体例に
ついて図１１を参照しながら説明する。第五の具体例で
は、各受光素子にアンプを設けたイメージセンサについ
て説明する。Fifth Specific Example Next, a fifth specific example of the image sensor 3 according to the present invention will be described with reference to FIG. In a fifth specific example, an image sensor in which an amplifier is provided for each light receiving element will be described.
【００７８】図１１は本発明のイメージセンサについて
の第五の具体例である。このイメージセンサは２種類の
解像度（２００ｄｐｉと４００ｄｐｉ）を選択できる密
着型ラインイメージセンサである。図には２００ｄｐｉ
用フォトダイオード２個と４００ｄｐｉ用フォトダイオ
ード４個が示されている。本イメージセンサは単一のガ
ラス基板上に形成された駆動回路５と、フォトダイオー
ドをリセットするスイッチ４０と、ソースフォロワアン
プ４１と、画素スイッチ４２と、フォトダイオード４３
とから構成されている。FIG. 11 shows a fifth specific example of the image sensor of the present invention. This image sensor is a contact type line image sensor that can select two types of resolutions (200 dpi and 400 dpi). The figure shows 200 dpi
2 photodiodes and four 400 dpi photodiodes are shown. This image sensor includes a drive circuit 5 formed on a single glass substrate, a switch 40 for resetting a photodiode, a source follower amplifier 41, a pixel switch 42, and a photodiode 43.
It is composed of
【００７９】ＣＭＯＳ構成の駆動回路５と、フォトダイ
オードをリセットするスイッチ４０と、ソースフォロワ
アンプ４１と、画素スイッチ４２は多結晶シリコントラ
ンジスタを用いて実現している。受光素子のピッチとサ
イズはこれまでに説明した値と同様、２００ｄｐｉ用フ
ォトダイオードは一辺１００μm の正方形で１２７μm
ピッチ、４００ｄｐｉ用フォトダイオードは一辺５０μ
mの正方形で６３．５μm ピッチである。 これら２０
０ｄｐｉ用のフォトダイオードアレイと４００ｄｐｉ用
のフォトダイオードアレイとを２列平行にレイアウトす
る。The drive circuit 5 having a CMOS structure, the switch 40 for resetting the photodiode, the source follower amplifier 41, and the pixel switch 42 are realized using polycrystalline silicon transistors. The pitch and size of the light receiving elements are the same as those described above, and the photodiode for 200 dpi is 127 μm in a square of 100 μm on a side.
Pitch, photo diode for 400 dpi is 50μ per side
m is 63.5 μm pitch. These 20
A photodiode array for 0 dpi and a photodiode array for 400 dpi are laid out in two rows in parallel.
【００８０】各フォトダイオードのカソード電極は、フ
ォトダイオードをリセットするスイッチ４０を介して共
通のバイアス線７に接続され、基板外部から接続パッド
を通してこの共通バイアス線にフォトダイオードの逆バ
イアスに相当する５Ｖの電圧が印加されている。アノー
ド電極は定電圧源（図ではGND)に接続される。さらに各
フォトダイオードのカソードはソースフォロワアンプ４
１の入力に接続され、ソースフォロワの出力は画素スイ
ッチ４２を介して共通読み出し配線８に接続される。The cathode electrode of each photodiode is connected to a common bias line 7 via a switch 40 for resetting the photodiode, and 5 V corresponding to the reverse bias of the photodiode is connected to the common bias line from outside the substrate through a connection pad. Is applied. The anode electrode is connected to a constant voltage source (GND in the figure). Furthermore, the cathode of each photodiode is a source follower amplifier 4
1 and the output of the source follower is connected to the common readout wiring 8 via the pixel switch 42.
【００８１】駆動回路は、具体例２で示したものと同様
の回路を用いればよく、４００ｄｐｉ選択時はF11,F13,
F21,F23 ・・・に順次パルスが出力され、２００ｄｐｉ
選択時はF12,F22 ・・・に順次パルスが出力される。４
００ｄｐｉで使用する場合、例えばF11 にパルスが出力
されるとフォトダイオードをリセットするスイッチN11
によりフォトダイオードD11 がリセットされると同時に
隣の４００ｄｐｉ用の画素スイッチM13 が選択され、フ
ォトダイオードD13 の信号がソースフォロワアンプを通
して共通読み出し配線８に出力される。この動作が順次
繰り返され、D13,D21,D23 ・・・が順次リセットされ、
D21,D23,D31 ・・・の信号が順次出力される。As the driving circuit, the same circuit as that shown in the specific example 2 may be used. When 400 dpi is selected, F11, F13,
Pulses are sequentially output to F21, F23... And 200 dpi
When selected, pulses are sequentially output to F12, F22. 4
When using at 00 dpi, for example, when a pulse is output to F11, a switch N11 that resets the photodiode
As a result, the photodiode D11 is reset, and at the same time, the adjacent pixel switch M13 for 400 dpi is selected, and the signal of the photodiode D13 is output to the common readout wiring 8 through the source follower amplifier. This operation is sequentially repeated, and D13, D21, D23... Are sequentially reset,
The signals of D21, D23, D31... Are sequentially output.
【００８２】一方、２００ｄｐｉで使用する場合、例え
ばF12 にパルスが出力されるとフォトダイオードをリセ
ットするスイッチN12 によりフォトダイオードD12 がリ
セットされると同時に隣の２００ｄｐｉ用の画素スイッ
チM22 が選択され、フォトダイオードD22 の信号がソー
スフォロワアンプを通して共通読み出し配線８に出力さ
れる。この動作が順次繰り返され、D22,D32 ・・・が順
次リセットされ、D32,D42 ・・・の信号が順次出力され
る。 第六の具体例 図１２は具体例一から具体例五に示したようなイメージ
センサを用いた読取装置２００の一例を示している。こ
れは原稿５０の像を光ファイバアレイ５１を用いてセン
サ受光面に形成する完全密着型イメージセンサである。On the other hand, when using at 200 dpi, for example, when a pulse is output to F12, the photodiode D12 is reset by the switch N12 for resetting the photodiode, and at the same time, the adjacent pixel switch M22 for 200 dpi is selected. The signal of the diode D22 is output to the common read wiring 8 through the source follower amplifier. This operation is sequentially repeated, D22, D32,... Are sequentially reset, and signals D32, D42,. Sixth Specific Example FIG. 12 shows an example of a reading device 200 using an image sensor as shown in Specific Examples 1 to 5. This is a perfect contact type image sensor that forms an image of a document 50 on a sensor light receiving surface using an optical fiber array 51.
【００８３】各受光素子内部には原稿を効率よく照明す
るために長方形の開口部５２を設けている。イメージセ
ンサの受光面側を光ファイバアレイに接着剤等で対向固
定させる。このイメージセンサモジュールと原稿５０と
を相対的に動かすことで原稿情報を読み取る。この際、
原稿を搬送する場合の駆動方法や、イメージセンサを移
動させ移動量検出装置の信号に基づき原稿情報を読み取
る方法、あるいは原稿照明色を順次切り替えカラー情報
を読み取る方法などは周知の通りであるので、詳細な説
明は省略する。Each light receiving element has a rectangular opening 52 for efficiently illuminating the original. The light receiving surface side of the image sensor is opposed to the optical fiber array by an adhesive or the like. The document information is read by relatively moving the image sensor module and the document 50. On this occasion,
Since a driving method for conveying a document, a method of reading document information based on a signal of a movement amount detection device by moving an image sensor, and a method of sequentially switching document illumination colors and reading color information are well known, Detailed description is omitted.
【００８４】特に重要で、特徴的なことは副走査方向の
単位移動量をイメージセンサの解像度の選択に伴い切り
替える手段を設けることである。例えば原稿を搬送する
場合、イメージセンサの解像度を２００ｄｐｉに設定し
たら、単位移動量を１２７μm にし、４００ｄｐｉに設
定したならば６３．５μm に設定する。図１２から明ら
かなとおり、本発明は単一のイメージセンサ基板上の近
傍する領域に、複数の受光素子アレイを形成するので、
選択した解像度によらず一つの光学系を共有できるとい
った特徴を持つ。What is particularly important and characteristic is the provision of means for switching the unit movement amount in the sub-scanning direction in accordance with the selection of the resolution of the image sensor. For example, when a document is conveyed, if the resolution of the image sensor is set to 200 dpi, the unit movement amount is set to 127 μm, and if it is set to 400 dpi, it is set to 63.5 μm. As is clear from FIG. 12, the present invention forms a plurality of light receiving element arrays in the vicinity of a single image sensor substrate,
It has the feature that one optical system can be shared regardless of the selected resolution.
【００８５】以上説明した第一から第六の具体例では４
００ｄｐｉ、２００ｄｐｉの２種類の解像度を切り替え
るが、受光素子アレイを複数列設けることで複数種類の
解像度が切り替え可能となることは明らかである。ま
た、イメージセンサの種類はMOS型に限らず、CCD 、CMD
、BASIS 等あらゆる種類のイメージセンサに適用でき
る。In the first to sixth specific examples described above, 4
Although two types of resolutions of 00 dpi and 200 dpi are switched, it is apparent that a plurality of types of resolutions can be switched by providing a plurality of rows of light receiving element arrays. Also, the type of image sensor is not limited to MOS type,
It can be applied to all kinds of image sensors, such as BASIS and BASIS.
【００８６】[0086]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のイメージ
センサを適用すれば、選択した解像度に応じて主走査方
向、副走査方向に最適な受光面積をもつ受光素子からの
画像信号が得られるため、解像度を(1/R) に低下させる
と、感度が（Ｒの２乗）倍程向上する。そのため低解像
度で読み取る時の蓄積時間を短くすることができ、高速
に読み取ることが可能となる。As described above, when the image sensor of the present invention is applied, an image signal from a light receiving element having an optimum light receiving area in the main scanning direction and the sub scanning direction according to the selected resolution can be obtained. Therefore, when the resolution is reduced to (1 / R), the sensitivity is improved by about (R square). Therefore, the accumulation time when reading at low resolution can be shortened, and reading can be performed at high speed.
【００８７】また、単一のイメージセンサ基板上の近傍
する領域に、複数の受光素子アレイを形成するので、選
択した解像度によらず一つの光学系を共有でき、装置の
小型化、組立工数の低減に有効である。さらに、解像度
に応じて最適な受光面積をもつ受光素子からの画像信号
を得るための回路が単純で、特に薄膜トランジスタ回路
で高歩留まりが期待できることに加え、解像度切換機能
に伴う素子面積増加やパッド数の増加が少なくて済む。Further, since a plurality of light receiving element arrays are formed in the vicinity area on a single image sensor substrate, one optical system can be shared regardless of the selected resolution, so that the apparatus can be reduced in size and the number of assembly steps can be reduced. It is effective for reduction. Furthermore, the circuit for obtaining the image signal from the light receiving element having the optimum light receiving area according to the resolution is simple. In particular, a high yield can be expected in the thin film transistor circuit. The increase of the number is small.
【００８８】さらに、解像度を下げて信号量を増やす
時、低解像度専用の受光素子に接続された一個のスイッ
チ、または従来と比較して少数のスイッチをスイッチン
グするので、スイッチングに伴うノイズの混入が少な
い。Further, when the resolution is reduced and the signal amount is increased, one switch connected to a low-resolution dedicated light receiving element or a smaller number of switches compared to the conventional one is switched, so that noise accompanying switching is mixed. Few.
【図１】図１は、本発明のイメージセンサの一具体例の
形態を示すブロックダイアグラムである。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a specific example of an image sensor according to the present invention.
【図２】図２（ａ）は図１の具体例に於けるイメージセ
ンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
であり、図２（ｂ）は図１の具体例におけるイメージセ
ンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
である。FIG. 2A is a time chart illustrating an operation of the image sensor at the time of high-resolution reading in the specific example of FIG. 1, and FIG. 2B is a low chart of the image sensor in the specific example of FIG. 6 is a time chart illustrating an operation at the time of reading a resolution.
【図３】図３は、本発明のイメージセンサの他の具体例
の構成を示すブロックダイアグラムである。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of another specific example of the image sensor of the present invention.
【図４】図４（ａ）は図３の具体例に於けるイメージセ
ンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
であり、図４（ｂ）は図３の具体例におけるイメージセ
ンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
である。FIG. 4A is a time chart showing the operation of the image sensor in the specific example of FIG. 3 at the time of high-resolution reading, and FIG. 4B is a low chart of the image sensor in the specific example of FIG. 6 is a time chart illustrating an operation at the time of reading a resolution.
【図５】図５は、本発明のイメージセンサの更に他の具
体例の構成を示すブロックダイアグラムである。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of still another specific example of the image sensor of the present invention.
【図６】図６（ａ）は図５の具体例に於けるイメージセ
ンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
であり、図６（ｂ）は図５の具体例におけるイメージセ
ンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
である。6 (a) is a time chart showing an operation of the image sensor in the specific example of FIG. 5 at the time of high resolution reading, and FIG. 6 (b) is a low chart of the image sensor in the specific example of FIG. 5; 6 is a time chart illustrating an operation at the time of reading a resolution.
【図７】図７は、本発明のイメージセンサの別の具体例
の構成を示すブロックダイアグラムである。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of another specific example of the image sensor of the present invention.
【図８】図８（ａ）は図７の具体例に於けるイメージセ
ンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
であり、図８（ｂ）は図７の具体例におけるイメージセ
ンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチャート
である。8A is a time chart showing the operation of the image sensor at the time of high resolution reading in the specific example of FIG. 7, and FIG. 8B is a low chart of the image sensor in the specific example of FIG. 7; 6 is a time chart illustrating an operation at the time of reading a resolution.
【図９】図９は、本発明のイメージセンサの更に別の具
体例の構成を示すブロックダイアグラムである。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of still another specific example of the image sensor of the present invention.
【図１０】図１０（ａ）は図９の具体例に於けるイメー
ジセンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャ
ートであり、図１０（ｂ）は図９の具体例におけるイメ
ージセンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチ
ャートである。10A is a time chart showing an operation of the image sensor at the time of high-resolution reading in the specific example of FIG. 9, and FIG. 10B is a low chart of the image sensor in the specific example of FIG. 9; 6 is a time chart illustrating an operation at the time of reading a resolution.
【図１１】図１１は、本発明のイメージセンサのその他
の具体例の構成を示すブロックダイアグラムである。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of another specific example of the image sensor of the present invention.
【図１２】図１２は本発明に係るイメージセンサを使用
した画像読み取り装置の一具体例の構成を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a specific example of an image reading device using the image sensor according to the present invention.
【図１３】図１３は、従来のイメージセンサの構成の例
を示すブロックダイアグラムである。FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional image sensor.
【図１４】図１４（ａ）は図１３における従来のイメー
ジセンサの高解像度読み取り時の動作を示すタイムチャ
ートであり、図１４（ｂ）は図１３における従来のイメ
ージセンサの低解像度読み取り時の動作を示すタイムチ
ャートである。14A is a time chart showing the operation of the conventional image sensor in FIG. 13 at the time of high-resolution reading, and FIG. 14B is the time chart of FIG. 6 is a time chart illustrating an operation.
１…第一の受光素子アレイ ２…第二の受光素子アレイ ３…イメージセンサ ４…画素スイッチ ５…駆動回路 ６…制御線 ７…バイアス線 ８…読み出し配線 ９…シフトレジスタ １０…シフトレジスタ出力回路 １２…ＮＡＮＤ回路 １３…バッファ １４…ＮＡＮＤ回路 １６…映像信号 １８…受光素子アレイ選択制御手段 １９…デコーダ回路 ２５…基板 ２６…制御回路手段 ３０、３１…読み出し線 ４０…リセットスイッチ ４１…ソースフォロワ ４２…画素スイッチ ４３…受光素子 ５０…原稿 ５１…光ファイバアレイ ５２…開口部 １００、１０１、１０２…受光素子 ２００…画像読み取り装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 first light receiving element array 2 second light receiving element array 3 image sensor 4 pixel switch 5 drive circuit 6 control line 7 bias line 8 readout line 9 shift register 10 shift register output circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... NAND circuit 13 ... Buffer 14 ... NAND circuit 16 ... Video signal 18 ... Light receiving element array selection control means 19 ... Decoder circuit 25 ... Substrate 26 ... Control circuit means 30, 31 ... Readout line 40 ... Reset switch 41 ... Source follower 42 ... Pixel switch 43 ... Light receiving element 50 ... Document 51 ... Optical fiber array 52 ... Opening 100,101,102 ... Light receiving element 200 ... Image reading device
Claims (11)
子群が、単一の基板上にそれぞれ所定の配列形態を有し
て混在して配置せしめられている事を特徴とするイメー
ジセンサ。1. An image sensor, wherein a plurality of light receiving element groups having different light receiving areas are arranged on a single substrate in a predetermined arrangement.
子群から、同一の受光面積を有する複数個の受光素子群
を一次元方向に並べて形成した受光素子アレイからなる
複数種の受光素子アレイ群が単一の基板上に当該一次元
方向と同一の方向に互いに平行に配置せしめられている
事を特徴とする請求項１記載のイメージセンサ。2. A plurality of light receiving element array groups each including a plurality of light receiving element arrays having the same light receiving area arranged in a one-dimensional direction from a plurality of light receiving element groups having different light receiving areas. 2. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensors are arranged on a single substrate in the same direction as the one-dimensional direction and in parallel with each other.
る事を特徴とする請求項１又は２に記載のイメージセン
サ。3. The image sensor according to claim 1, wherein the substrate has a light transmitting property.
着型を形成するものである事を特徴とする請求項１乃至
３の何れかに記載のイメージセンサ。4. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensor forms a contact type with an image.
受光素子を所定のタイミングに従って、順次選択して駆
動させる、シフトレジスタを含む駆動出力回路手段と当
該複数種の受光素子アレイ群の中から所定の受光素子ア
レイを選択する為の受光素子アレイ選択制御手段、当該
駆動出力回路手段と当該受光素子アレイ選択制御手段の
出力から、個々の受光素子を選択する為の受光素子選択
信号を出力するデコーダ回路手段及び当該デコーダ回路
手段の出力に応答して当該受光素子を選択的に駆動する
画素スイッチ手段とから構成されている制御手段を含ん
でいる事を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の
イメージセンサ。5. An image sensor comprising: a drive output circuit means including a shift register for sequentially selecting and driving each of the plurality of light receiving elements according to a predetermined timing; and a plurality of light receiving element array groups. A light receiving element array selection control means for selecting a predetermined light receiving element array, and a light receiving element selection signal for selecting an individual light receiving element is output from the output of the drive output circuit means and the light receiving element array selection control means. 5. A control means comprising: a decoder circuit means; and a pixel switch means for selectively driving said light receiving element in response to an output of said decoder circuit means. An image sensor according to any one of the above.
受光素子を所定のタイミングに従って、順次選択して駆
動させるシフトレジスタを含む駆動出力回路手段と当該
複数種の受光素子アレイ群の中から所定の受光素子アレ
イを選択する為の受光素子アレイ選択制御手段、当該駆
動出力回路手段と当該受光素子アレイ選択制御手段の出
力から、個々の受光素子を選択する為の受光素子選択信
号を出力するデコーダ回路手段とから構成されており、
且つ当該イメージセンサはＭ種の受光素子アレイ群を有
するものであり、当該シフトレジスタと、当該シフトレ
ジスタ各段の信号を出力する駆動出力回路手段と、少な
くともＮ本の制御線（Ｎ≧Ｍ）を備える受光素子アレイ
選択制御手段とから構成され、当該シフトレジスタ各段
の出力に応答して出力される当該駆動出力回路手段の出
力信号が当該デコーダ回路手段を構成するＮ個のＮＡＮ
Ｄ回路またはＮＯＲ回路の入力に共通接続され、当該Ｎ
個のＮＡＮＤ回路またはＮＯＲ回路の他の入力のそれぞ
れが、当該相異なる制御線のそれぞれに個別に接続され
たデコーダ回路手段と、当該デコーダ回路手段の出力に
より制御される画素スイッチを備えることを特徴とする
イメージセンサ。6. An image sensor comprising: a drive output circuit means including a shift register for sequentially selecting and driving each of the plurality of light receiving elements according to a predetermined timing; Light receiving element array selection control means for selecting a light receiving element array, a decoder for outputting a light receiving element selection signal for selecting an individual light receiving element from the output of the drive output circuit means and the light receiving element array selection control means And circuit means,
The image sensor has M kinds of light receiving element array groups, the shift register, drive output circuit means for outputting signals of each stage of the shift register, and at least N control lines (N ≧ M) And a light-receiving element array selection control means comprising: N output from the drive output circuit means in response to the output of each stage of the shift register.
Connected to the input of the D circuit or the NOR circuit.
Each of the other inputs of the NAND circuit or the NOR circuit includes a decoder circuit unit individually connected to each of the different control lines, and a pixel switch controlled by an output of the decoder circuit unit. Image sensor.
受光素子を所定のタイミングに従って、順次選択して駆
動させる、シフトレジスタを含む駆動出力回路手段と当
該複数種の受光素子アレイ群の中から所定の受光素子ア
レイを選択する為の受光素子アレイ選択読み出し手段、
当該駆動出力回路手段の出力に応答して当該受光素子を
選択的に駆動する画素スイッチ手段とから構成されてい
る制御手段を含んでいる事を特徴とする請求項１乃至４
の何れかに記載のイメージセンサ。7. The image sensor includes a drive output circuit unit including a shift register and a drive output circuit unit including a shift register and a group of the plurality of types of light receiving element arrays for sequentially selecting and driving the plurality of light receiving elements in accordance with a predetermined timing. Light-receiving element array selection reading means for selecting a predetermined light-receiving element array,
5. A control means comprising a pixel switch means for selectively driving said light receiving element in response to an output of said drive output circuit means.
The image sensor according to any one of the above.
各受光素子アレイを構成するそれぞれの受光素子に於け
る副走査方向と平行な辺の長さは互いに等しく設定さ
れ、それぞれの受光素子に於ける当該主走査方向に平行
な辺の長さは、当該受光素子アレイ間で異なる様に構成
されている事を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記
載のイメージセンサ。8. A length of a side parallel to the sub-scanning direction in each of the plurality of types of light receiving element arrays is set to be equal to each other in each of the light receiving elements constituting each light receiving element array. 8. The image sensor according to claim 1, wherein the length of a side parallel to the main scanning direction is different between the light receiving element arrays.
光素子のそれぞれは、正方形であり、他の受光素子アレ
イに於ける当該受光素子のそれぞれは長方形である事を
特徴とする請求項８記載のイメージセンサ。9. The light receiving element in one light receiving element array is square, and each light receiving element in another light receiving element array is rectangular. An image sensor as described.
倍若しくはそれ以上に設定されている事を特徴とする請
求項９記載のイメージセンサ。10. The length of the long side of the rectangle is 2 of the short side.
10. The image sensor according to claim 9, wherein the number is set to twice or more.
移動させて原稿画像の読取を行う画像読取装置におい
て、請求項１〜１０のいずれかに記載されたイメージセ
ンサと、選択された解像度に応じて制御信号を発生する
制御信号発生手段と各受光素子を選択駆動させる駆動回
路手段とを備えたことを特徴とする画像読取装置。11. An image reading apparatus for reading a document image by relatively moving a document and an image sensor, wherein the image sensor according to claim 1 and a selected resolution are selected. An image reading apparatus comprising: control signal generating means for generating a control signal in response thereto; and drive circuit means for selectively driving each light receiving element.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261774A JP2000092292A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Image sensor and image reader |
| TW088115974A TW454407B (en) | 1998-09-16 | 1999-09-16 | Semiconductor device and the manufacturing method thereof, image sensor apparatus comprising the same, and the image reader comprising the same |
| US09/397,738 US6407418B1 (en) | 1998-09-16 | 1999-09-16 | Semiconductor device, method of manufacturing the same, image sensor apparatus having the same and image reader having the same |
| US09/956,669 US6583456B2 (en) | 1998-09-16 | 2001-09-20 | Image sensor with light receiving elements of differing areas and image reader both having semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10261774A JP2000092292A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Image sensor and image reader |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092292A true JP2000092292A (en) | 2000-03-31 |
Family
ID=17366522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10261774A Pending JP2000092292A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Image sensor and image reader |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000092292A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010002653A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Ricoh Co Ltd | Recording-medium positioning device and image forming apparatus |
| US7911664B2 (en) | 2003-01-08 | 2011-03-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reader |
| CN104601842A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Image reading device, image forming apparatus, and image reading method |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP10261774A patent/JP2000092292A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7911664B2 (en) | 2003-01-08 | 2011-03-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reader |
| JP2010002653A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Ricoh Co Ltd | Recording-medium positioning device and image forming apparatus |
| US8494433B2 (en) | 2008-06-20 | 2013-07-23 | Ricoh Company, Ltd. | Recording-medium positioning device and image forming apparatus employing the device |
| CN104601842A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 京瓷办公信息系统株式会社 | Image reading device, image forming apparatus, and image reading method |
| JP2015088934A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image reading device, image forming apparatus, image reading method, and image reading program |
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