JP2006074503A - Image sensor, image reader and method for controlling image sensor - Google Patents
Image sensor, image reader and method for controlling image sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006074503A JP2006074503A JP2004256114A JP2004256114A JP2006074503A JP 2006074503 A JP2006074503 A JP 2006074503A JP 2004256114 A JP2004256114 A JP 2004256114A JP 2004256114 A JP2004256114 A JP 2004256114A JP 2006074503 A JP2006074503 A JP 2006074503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image sensor
- signal
- photoelectric conversion
- scanning
- optical signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
Description
本発明は、イメージセンサ、画像読取装置、及びイメージセンサの制御方法に関し、特に、複数のイメージセンサチップが配列されたマルチチップ型のイメージセンサに用いて好適なものである。 The present invention relates to an image sensor, an image reading apparatus, and an image sensor control method, and is particularly suitable for use in a multi-chip type image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged.
従来から、リニアイメージセンサはファクシミリ、スキャナ等の画像読取装置として利用されている。かかるリニアイメージセンサに用いられるイメージセンサチップは、シリコンウェハ上に作成されるため、そのセンサ長はウェハサイズにより制限を受け、短いものしか得られないことが多い。このため、一つのイメージセンサチップで画像読取装置を構成する場合には原稿からの反射光を、光学系を用いて縮小し、イメージセンサチップ上に投影して画像を読み取っている。このような縮小光学系のイメージセンサを使用する場合、光学系の部分のスペースを大きく取る必要があり、小型化の妨げとなっていた。そこで、この問題を解決するものとして、複数のイメージセンサチップを直線状に配置したマルチチップ型のイメージセンサを用いた画像読取装置がある。 Conventionally, linear image sensors have been used as image reading apparatuses such as facsimiles and scanners. Since an image sensor chip used for such a linear image sensor is formed on a silicon wafer, the sensor length is limited by the wafer size, and only a short one is often obtained. For this reason, when an image reading apparatus is constituted by one image sensor chip, the reflected light from the original is reduced by using an optical system and projected onto the image sensor chip to read an image. In the case of using such a reduction optical system image sensor, it is necessary to make a large space in the optical system, which hinders downsizing. In order to solve this problem, there is an image reading apparatus using a multi-chip type image sensor in which a plurality of image sensor chips are linearly arranged.
(第1の従来技術)
このようなマルチチップ型のイメージセンサに関する第1の従来技術としては、特開平2−210950号公報(特許文献1)や、特開平6−189065号公報(特許文献2)に開示されているものがあった。
図7は、第1の従来技術を示し、イメージセンサチップを用いたマルチチップ型イメージセンサの構成を示した図である。図8は、従来のマルチチップ型イメージセンサの動作を説明するタイミングチャートである。
(First prior art)
As a first conventional technique regarding such a multi-chip type image sensor, those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-291050 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-189065 (Patent Document 2). was there.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a multi-chip type image sensor using an image sensor chip according to the first prior art. FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of a conventional multi-chip type image sensor.
図7において、700a〜700nはそれぞれイメージセンサチップであり、各々のイメージセンサチップ700a〜700nは相互に接続されてマルチチップ型イメージセンサチップを構成している。イメージセンサチップ700a〜700nにおいて、711〜713は光電変換部であり、入力される光信号を電気信号に変換する。
In FIG. 7,
マルチチップ型イメージセンサは、光電変換部711〜713において、複数の光電変換素子711a〜711n、712a〜712n、713a〜713nを一直線に配列して相互に接続することにより、センサ長を大きくとり、大きなサイズの原稿の読み取りにも対応することが可能になっている。
The multi-chip type image sensor has a large sensor length by arranging a plurality of
マルチチップ型イメージセンサは、クロック端子CTからのクロック信号CLKによって同期をとり、スタート端子STからスタート信号SSが入力されることにより、動作を開始する。このスタート信号SSを受けて制御回路部721は、出力回路部731を動作状態にする信号と、出力スイッチ741をオン(ON)する信号と、シフトレジスタ751a〜751nを動作状態にする走査信号とを送出する。
The multi-chip image sensor is synchronized with the clock signal CLK from the clock terminal CT, and starts operating when the start signal SS is input from the start terminal ST. In response to the start signal SS, the
制御回路部721から走査信号が送出されると、シフトレジスタ751a〜751nは、クロック信号CLKに同期して、CMOSトランジスタからなるMOSスイッチ761a〜761nを順次オン(ON)し、各MOSスイッチ761a〜761nに接続されている光電変換素子711a〜711nを作動させて光信号を読み出す。この光信号は、出力回路部731によって増幅され、出力スイッチ741を介して出力端子OTに光出力信号OSとして出力される。
When the scanning signal is transmitted from the
イメージセンサチップ700aにおける最終段のシフトレジスタ751nは、MOSスイッチ761nをオン(ON)するとともに、制御回路部721に信号を送出する。この信号を受けた制御回路部721は、出力回路部731を非動作状態にする信号と、出力スイッチ741をオフ(OFF)する信号と、シフトレジスタ751a〜751nを非動作状態にする信号とを送出する。またこの動作と同時に、最終段のシフトレジスタ751nは、ネクスト端子771を介してイメージセンサチップ700bにネクスト信号NSを出力し、次のイメージセンサチップ700bは、このネクスト信号NSをスタート信号として入力する。
The final-
イメージセンサチップ700bでも前述したイメージセンサチップ700aと同様の動作が行われ、さらに次のイメージセンサチップへスタート信号としてのネクスト信号を送る。このようにして、イメージセンサチップ700a〜700nが動作を行うことで、光信号の読み取り動作が行われる。
以上のように、マルチチップ型イメージセンサは、消費電流を抑えるために、光信号の読み取りを行っているイメージセンサチップ700a〜700nのみを動作状態にし、その他のイメージセンサチップ700a〜700nを待機状態にする。また、イメージセンサチップ700a〜700nを構成する場合には、光電変換部711〜713をセンサ長の分だけ並べる必要がある。そうすると、イメージセンサチップ700a〜700nの長辺は、8[mm]〜30[mm]程度の長さになる。また、イメージセンサチップ700a〜700nの短辺は、コストを下げるために1[mm]以下の範囲内で極力小さくすることが望ましい。このように、イメージセンサチップ700a〜700nは、細長いチップであるため、回路のサイズを小さくすることや配線の本数を減らすことが重要となる。
The
As described above, in order to suppress current consumption, the multi-chip type image sensor sets only the
(第2の従来技術)
また、第2の従来技術として、特開平11−234473号公報(特許文献3)には、解像度の切り替え機能を有する密着型イメージセンサが提案されている。
図9は、第2の従来技術を示し、解像度の切り替え機能を有するイメージセンサチップを用いたマルチチップ型イメージセンサの構成を示した図である。なお、図9において、図7と同一の構成部材には図7に付した符号と同一の符号を付している。
(Second prior art)
As a second prior art, JP 11-234473 A (Patent Document 3) proposes a contact image sensor having a resolution switching function.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a multi-chip type image sensor using an image sensor chip having a resolution switching function according to the second prior art. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
前記特許文献3に記載の第2の従来技術では、切り替え可能な解像度モードを2つ以上持ち、解像度選択端子KTに所定の電圧を与えて解像度モードを選択することで、シフトレジスタ751、752、753の走査信号の経路を変更するとともに、光信号を読み出すMOSスイッチ761、762、763へ出力される信号の経路を変更して、解像度の切り替えを実現している。
In the second conventional technique described in Patent Document 3, two or more resolution modes that can be switched are provided, and a predetermined voltage is applied to the resolution selection terminal KT to select the resolution mode, so that the shift registers 751, 752, The resolution switching is realized by changing the path of the scanning signal 753 and changing the path of the signal output to the
この場合、次のイメージセンサチップ900b、900cへスタート信号を供給するシフトレジスタ751n、752nは、解像度モードによって異なる。このため、解像度モードごとにそれぞれのシフトレジスタ751、752、753から信号線を配し、ネクスト信号切り替え部911、912、913によって、次のイメージセンサチップ900b、900nへ出力されるスタート信号(ネクスト信号NS)を解像度ごとに切り替え、光信号OSがイメージセンサチップ900a〜900nのつなぎ目においても連続して出力されるようにしている。
In this case, the shift registers 751n and 752n that supply start signals to the next image sensor chips 900b and 900c differ depending on the resolution mode. Therefore, signal lines are provided from the respective shift registers 751, 752, and 753 for each resolution mode, and start signals (next signals) output to the next image sensor chips 900b and 900n by the next
(第3の従来技術)
また、特開平3−192868号公報(特許文献4)に記載されている第3の技術では、光信号の読み出しを走査するためのシフトレジスタの数を減らすために、シフトレジスタとバイナリカウンタとを組み合わせた密着型イメージセンサが提案されている。かかる密着型イメージセンサでは、素子数を減らすことが可能であるが、配線が増えるために必ずしもチップサイズの縮小にはならないことがある。
(Third prior art)
In the third technique described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-192868 (Patent Document 4), in order to reduce the number of shift registers for scanning optical signal readout, a shift register and a binary counter are provided. A combined contact image sensor has been proposed. In such a contact image sensor, the number of elements can be reduced, but the chip size may not necessarily be reduced due to an increase in wiring.
以上説明したように従来の技術では、シフトレジスタからの信号を利用してイメージセンサチップの制御を行っている。制御回路部はシフトレジスタの先頭へ信号を送るとともに、最終段のシフトレジスタから信号を受けて、イメージセンサチップの制御信号を生成する。したがって、シフトレジスタから制御回路部への配線が非常に長くなっていた。このため、この配線は、イメージセンサチップの短辺の長さに影響を与え、また配線の寄生成分による信号の遅延や、外乱ノイズなどの影響を受けやすくなるという問題点があった。 As described above, in the conventional technique, the image sensor chip is controlled using a signal from the shift register. The control circuit unit sends a signal to the head of the shift register and receives a signal from the shift register at the final stage to generate a control signal for the image sensor chip. Therefore, the wiring from the shift register to the control circuit unit is very long. For this reason, this wiring has a problem in that it affects the length of the short side of the image sensor chip, and is easily affected by signal delay due to parasitic components of the wiring, disturbance noise, and the like.
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、イメージセンサを形成するための配線を可及的に簡素化し、イメージセンサの特性を可及的に向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to simplify the wiring for forming the image sensor as much as possible and improve the characteristics of the image sensor as much as possible.
本発明のイメージセンサは、画像情報に基づく光信号を読み出して電気信号に光電変換する複数の光電変換手段と、前記複数の光電変換手段を順次走査する走査手段と、前記走査手段により走査された光電変換手段で光電変換された電気信号を増幅して出力する増幅出力手段と、前記複数の光電変換手段における光信号の読み出し動作と前記増幅出力手段の動作とを制御する制御手段とを有するイメージセンサチップを複数備えて構成されたマルチチップ型のイメージセンサであって、前記制御手段は、クロック信号を計数し、そのクロック信号の計数値に基づいて、前記光電変換手段における光信号の読み出し動作を制御することを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、前記記載のイメージセンサと、前記イメージセンサに設けられた前記増幅出力手段からの出力に基づいて、前記画像情報を読み取る画像読取手段とを有することを特徴とする。
An image sensor according to the present invention reads a light signal based on image information and photoelectrically converts it into an electrical signal, scanning means for sequentially scanning the plurality of photoelectric conversion means, and scanning by the scanning means An image having amplification output means for amplifying and outputting an electrical signal photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, and control means for controlling the optical signal reading operation and the operation of the amplification output means in the plurality of photoelectric conversion means. A multi-chip type image sensor comprising a plurality of sensor chips, wherein the control means counts clock signals and, based on the count value of the clock signals, reads out optical signals in the photoelectric conversion means. It is characterized by controlling.
An image reading apparatus according to the present invention includes the image sensor described above and an image reading unit that reads the image information based on an output from the amplification output unit provided in the image sensor.
本発明のイメージセンサの制御方法は、画像情報に基づく光信号を読み出して電気信号に光電変換する複数の光電変換手段と、前記複数の光電変換手段を順次走査する走査手段と、前記走査手段により走査された光電変換手段で光電変換された電気信号を増幅する増幅出力手段とを有するイメージセンサチップを複数備えて構成されたイメージセンサの制御方法であって、前記光電変換手段における光信号の読み出し動作を、クロック信号の計数値に基づいて制御する制御ステップを有することを特徴とする。 According to the image sensor control method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion units that read out an optical signal based on image information and photoelectrically convert it into an electrical signal, a scanning unit that sequentially scans the plurality of photoelectric conversion units, and a scanning unit. An image sensor control method comprising a plurality of image sensor chips each having an amplification output means for amplifying an electric signal photoelectrically converted by a scanned photoelectric conversion means, and reading out an optical signal in the photoelectric conversion means It has a control step of controlling the operation based on the count value of the clock signal.
本発明によれば、順次走査される複数の光電変換手段における光信号の読み出し動作と、前記複数の光電変換手段で光電変換された電気信号を増幅する増幅出力手段の動作とを制御する制御手段が、クロック信号の計数値に基づいて、前記光電変換手段における光信号の読み出し動作を制御するようにしたので、前記制御手段は、前記複数の光電変換手段を順次走査する走査手段から信号を得なくてもイメージセンサチップを制御することができる。このため、前記走査手段から、前記制御手段への長い配線が不要となる。これにより、イメージセンサチップのサイズを可及的に縮小しつつ、外乱ノイズの影響を低減させることができる。 According to the present invention, the control means for controlling the reading operation of the optical signal in the plurality of photoelectric conversion means scanned sequentially and the operation of the amplification output means for amplifying the electric signal photoelectrically converted by the plurality of photoelectric conversion means. However, since the optical signal reading operation in the photoelectric conversion unit is controlled based on the count value of the clock signal, the control unit obtains a signal from the scanning unit that sequentially scans the plurality of photoelectric conversion units. Without it, the image sensor chip can be controlled. This eliminates the need for a long wiring from the scanning means to the control means. Thereby, the influence of disturbance noise can be reduced while reducing the size of the image sensor chip as much as possible.
(第1の実施形態)
次に、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。
(原稿画像読取装置)
図1は、本発明の第1の実施形態を示し、原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の構成の一例を示した図である。
イメージセンサ1は、フォトダイオード(固体撮像素子)2、セルフォックレンズ3、LEDアレイ4及びコンタクトガラス5を備えて構成されている。イメージセンサ1の具体的な内容については後述する。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Original image reading device)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a document image reading apparatus that reads a document image according to the first embodiment of this invention.
The image sensor 1 includes a photodiode (solid-state imaging device) 2, a selfoc lens 3, an LED array 4, and a contact glass 5. Specific contents of the image sensor 1 will be described later.
搬送ローラ6は、イメージセンサ1の前後に配置されており、原稿を配置させるために使用される。コンタクトシート7は、原稿をイメージセンサ1に接触させるために使用される。制御回路10は、イメージセンサ1から出力された信号の処理を行う。
The conveyance rollers 6 are arranged in front of and behind the image sensor 1 and are used for arranging documents. The contact sheet 7 is used for bringing a document into contact with the image sensor 1. The
原稿検知レバー8は、原稿が差し込まれたことを検知するためのレバーである。具体的に、原稿検知レバー8は、原稿が差し込まれたことを検知すると傾く。これにより、原稿検知センサ9の出力が変化する。そうすると、その変化した原稿検知センサ9の出力が制御回路10内のCPU215(図2を参照)に伝達され、CPU215は、原稿が差し込まれたと判断して、原稿搬送ローラ6に配設されている駆動用モータ(図示せず)を駆動させて、原稿搬送を開始させ、読み取り動作を行う。
The document detection lever 8 is a lever for detecting that a document is inserted. Specifically, the document detection lever 8 tilts when it detects that a document has been inserted. As a result, the output of the document detection sensor 9 changes. Then, the changed output of the document detection sensor 9 is transmitted to the CPU 215 (see FIG. 2) in the
図2は、図1に示した原稿画像読取装置に配設されている制御回路10の構成を詳細に示したブロック図である。
図2において、図1に示したイメージセンサ1には、光源である各色R(赤),G(緑),B(青)のLED202が一体化されて配設されている。そして、イメージセンサ1のコンタクトガラス5上に原稿を搬送させながら、LED制御(ドライブ)回路203にて1ライン毎に各色R,G,BのLED202を切り替えて点灯させる。このようにすることにより、R,G,Bの線順次のカラー画像信号を読み取ることが可能になる。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of the
In FIG. 2, the image sensor 1 shown in FIG. 1 is integrally provided with LEDs 202 of respective colors R (red), G (green), and B (blue) as light sources. Then, while conveying the document on the contact glass 5 of the image sensor 1, the LED control (drive)
アンプ(AMP)204は、イメージセンサ1より出力されたカラー画像信号を増幅させる増幅器である。A/D変換器205は、アンプ204で増幅されたカラー画像信号に対してA/D変換を行って、例えば8ビットのディジタルの画像信号を出力する。シェーディングRAM206には、キャリブレーション用のシートから予め読み取られたシェーディング補正用のデータが記憶されている。
The amplifier (AMP) 204 is an amplifier that amplifies the color image signal output from the image sensor 1. The A /
シェーディング補正回路207は、シェーディングRAM206に記憶されているシェーディング補正用のデータに基づいて、A/D変換器205から出力された画像信号に対してシェーディング補正を行う。ピーク検知回路208は、シェーディング補正回路207でシェーディング補正が施された画像データにおけるピーク値を、ライン毎に検知する回路であり、原稿の先端を検知するために使用される。
The shading correction circuit 207 performs shading correction on the image signal output from the A /
ガンマ変換回路209は、ホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従って、シェーディング補正回路207でシェーディング補正が施された画像データに対してガンマ変換を行う。
バッファRAM210は、実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合わせるために、画像データを1次的に記憶させるためのRAMである。パッキング/バッファRAM制御回路211は、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード(2値、4ビット多値、8ビット多値、24ビット多値)に従ったパッキング処理を、ガンマ変換回路209でガンマ変換が施された画像データに対して行う。その後、パッキング/バッファRAM制御回路211は、そのパッキング処理が施された画像データをバッファRAM210に書き込む。そして、インターフェース回路212にバッファRAM210から画像データを読み出して出力する。
The
The
インターフェース回路212は、本実施形態の原稿画像読み取り装置のホスト装置となるパーソナルコンピュータなどの外部装置213との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行う。
The
例えばマイクロコンピュータを構成するCPU215は、原稿画像読取装置における処理手順を格納したROM215A及び作業用のRAM215Bを有し、ROM215Aに格納された処理手順に従って、各部の制御を行う。
タイミング信号発生214は、CPU215の設定に応じて、水晶発振器などの発振器(O.S.C)216からの出力を分周して、動作の基準となる各種タイミング信号を発生する。外部装置213は、インターフェース回路212を介して制御回路10と接続される。前述したように、外部装置213の一例としては、パーソナルコンピュータ等が挙げられる。
For example, the
The timing signal generation 214 divides the output from an oscillator (OSC) 216 such as a crystal oscillator in accordance with the setting of the
(イメージセンサ)
以上のようにして構成される原稿画像読取装置に配設されるイメージセンサ1について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態を示し、マルチチップ型イメージセンサの構成の一例を示した図である。なお、図3において、図7と同一の構成部材には図7に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
図3において、イメージセンサチップ300a〜300nは、実装基板上で相互に接続されてマルチチップ型のイメージセンサチップを構成している。イメージセンサチップ300aにおいて、光電変換素子711a〜711nは、入力された光信号を電気信号に変換する。
本実施形態のイメージセンサ1は、マルチチップ型であり、クロック端子CTからのクロック信号CLKによって同期をとり、スタート端子STからスタート信号SSが入力されることにより、動作を開始する。
(Image sensor)
The image sensor 1 disposed in the document image reading apparatus configured as described above will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a multi-chip type image sensor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
In FIG. 3,
The image sensor 1 of the present embodiment is a multi-chip type, and is synchronized with the clock signal CLK from the clock terminal CT, and starts to operate when the start signal SS is input from the start terminal ST.
このスタート信号SSを受けて制御回路部311は、制御回路部311内に搭載されたカウンタ311aでクロック信号CLKの計数を始める。このクロック信号CLKの計数を開始するのと同時に、制御回路部311は、出力回路部731を動作状態にする信号と、出力スイッチ741をオン(ON)する信号と、シフトレジスタ751a〜751nを動作状態にする走査信号とを送出する。
In response to the start signal SS, the
制御回路部311から走査信号が送出されると、シフトレジスタ751a〜751nは、クロック信号CLKに同期して、MOSスイッチ761a〜761nを順次オン(ON(走査))し、各MOSスイッチ761a〜761nに接続されている光電変換素子711a〜711nを作動させて光信号を読み出す。この光信号は、出力回路部731によって増幅され、出力スイッチ741を介して出力端子OTに光出力信号OSとして出力される。
また、カウンタ311aは、クロック信号CLKに同期してクロック数を計数し、何ビット目の光電変換素子711a〜711nから光信号が読み出されているのかをカウントする。
When the scanning signal is transmitted from the
Further, the
カウンタ311aが、イメージセンサチップ300aに配設されている光電変換素子711a〜711nの数だけカウントしたとき、つまり、イメージセンサチップ300aの最終ビットの読み出しが終わったときに、カウンタ311aから光信号読み出し終了信号を送出する。これを受けて制御回路部311は、出力回路部731を非動作状態にする信号と、出力スイッチ741をオフ(OFF)する信号と、シフトレジスタ751a〜751nを非動作状態にする信号とを送出する。なお、前記において、非動作状態とは、光信号の読み出し動作などを行う動作状態よりも消費電力の小さい待機状態をいう。
またこの動作と同時に、制御回路部311は、ネクスト端子771を介してイメージセンサチップ300bにネクスト信号NSを出力し、次のイメージセンサチップ300bは、このネクスト信号NSをスタート信号として入力する。
When the
Simultaneously with this operation, the
イメージセンサチップ300bでも前述したイメージセンサチップ300aと同様の動作が行われ、さらに次のイメージセンサチップへスタート信号としてのネクスト信号を送る。このようにして、イメージセンサチップ300a〜300nが動作を行うことで、光信号の読み取り動作が行われる。
The
以上のように本実施形態では、制御回路部311、312、313内にカウンタ311a、312a、313aを搭載し、制御回路部311、312、313が、カウンタ311a、312a、313aの計数値に基づいて、光電変換素子711a〜711n、712a〜712n、713a〜713nにおける光信号の読み出し動作を制御するようにしたので、シフトレジスタ751、752、753から信号を出力しなくても、イメージセンサチップ300の制御を開始させることができる。これにより、シフトレジスタ751、752、753から、制御回路部311、312、313への長い配線が不要となる。したがって、従来よりもチップサイズを縮小しつつ、外乱ノイズの影響を可及的に低減させることができる。
As described above, in this embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態と、前述した第1の実施形態とは、イメージセンサの構成の一部が異なる。したがって、以下の説明において、前述した第1の実施形態や、従来技術と同一の構成部材については、図1〜図3、図7に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that this embodiment is different from the first embodiment described above in part of the configuration of the image sensor. Therefore, in the following description, the same components as those in the first embodiment described above and the prior art are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 and FIG. Is omitted.
図4は、本発明の第2の実施形態を示し、マルチチップ型イメージセンサの構成の一例を示した図である。図5は、本実施形態のマルチチップ型イメージセンサの動作の一例を説明するタイミングチャートである。
図4において、イメージセンサチップ400a〜400nは、相互に接続されてマルチチップ型のイメージセンサチップを構成している。プレシフトレジスタ411、412、413は、MOSスイッチ761、762、763を走査するシフトレジスタ751、752、753に入力される走査信号を遅延させるためのシフトレジスタである。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of a multi-chip type image sensor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a timing chart for explaining an example of the operation of the multichip image sensor of the present embodiment.
In FIG. 4,
本実施形態のマルチチップ型イメージセンサは、クロック端子CTからのクロック信号CLKによって同期をとり、スタート端子STからスタート信号SSが入力されることにより、動作を開始する。
このスタート信号SSを受けて制御回路部311は、制御回路部311内に搭載されたカウンタ311aでクロック信号CLKの計数を始める。このクロック信号CLKの計数を開始するのと同時に、制御回路部311は、出力回路部731を動作状態にする信号と、シフトレジスタ751a〜751nを動作状態にする走査信号とを送出する。
The multi-chip type image sensor of this embodiment is synchronized with the clock signal CLK from the clock terminal CT, and starts operating when the start signal SS is input from the start terminal ST.
In response to the start signal SS, the
制御回路部311から走査信号が送出されると、プレシフトレジスタ411が動作し、プレシフトレジスタ411の段数分だけ遅延させてからシフトレジスタ751aに走査信号が入力される。シフトレジスタ751aに走査信号が入力されるのと同時に、制御回路部311から出力スイッチ741をオン(ON)する信号が送出される。これにより、イメージセンサチップ400aが出力可能な状態になる。シフトレジスタ751a〜751nは、クロック信号CLKに同期して、MOSスイッチ761a〜761nを順次オン(ON)し、各MOSスイッチ761a〜761nに接続されている光電変換素子711a〜711nを作動させて光信号を読み出す。この光信号は、出力回路部731によって増幅され、出力スイッチ741を介して出力端子OTに光出力信号OSとして出力される。
また、カウンタ311aはクロック信号CLKに同期してクロック数を計数し、何ビット目の光電変換素子711a〜711nから光信号が読み出されているのかをカウントする。
When a scanning signal is sent from the
In addition, the
仮にプレシフトレジスタ411の段数が6であった場合、最終段の光電変換素子711nから7個前の光電変換素子の出力と同時に、次のイメージセンサチップ400bにスタート信号としてのネクスト信号NSが入力されるようにすれば、イメージセンサチップのつなぎ目においても光出力信号OSが連続して得られる。
If the number of stages of the
カウンタ311aが、イメージセンサチップ400aに配設されている光電変換素子711a〜711nの数だけカウントしたとき、つまり、イメージセンサチップ400aの最終ビットの読み出しが終わったときに、カウンタ11aから光信号読み出し終了信号を送出する。これを受けて制御回路部311は、出力回路部731を非動作状態にする信号と、出力スイッチ741をオフ(OFF)する信号と、シフトレジスタ751a〜751nを非動作状態にする信号とを送出する。
When the
イメージセンサチップ400bでも前述したイメージセンサチップ400aと同様の動作が行われ、さらに次のイメージセンサチップへスタート信号としてのネクスト信号を送る。このようにして、イメージセンサチップ400aから400nが動作を行うことで、光信号の読み取り動作が行われる。
The
以上のように本実施形態では、プレシフトレジスタ411、412、413により、MOSスイッチ761、762、763を走査するシフトレジスタ751、752、753に入力される走査信号を遅延させるようにしたので、出力回路部731、732、733を動作状態にするために必要な時間を、光出力信号OSを出力する前に取ることができる。これにより、イメージセンサチップ400a〜400nのつなぎ目において、より正確な光出力信号OSを連続して高速に得ることができる。
As described above, in this embodiment, the
また、前述した第1の実施形態と同様に、制御回路部311、312、313内にカウンタ311a、312a、313aを搭載するようにしたので、チップサイズを縮小しつつ、外乱ノイズに対する影響を可及的に低減させることができる。
Similarly to the first embodiment described above, since the
なお、本実施形態では、プレシフトレジスタ411、412、413を設けて、光出力信号OSを出力する前に出力回路部731、732、733を動作状態にするために必要な時間を確保するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、光電変換素子711、712、713の数と、プレシフトレジスタ411、412、413の段数とを足し合わせた数をカウンタ311a、312a、313aで計数することにより、プレシフトレジスタ411、412、413の機能をカウンタ311a、312a、313aで兼用することもできる。このようにすれば、回路サイズをより小さくすることができる。
In the present embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態と、前述した第1及び第2の実施形態とは、イメージセンサの構成の一部が異なる。したがって、以下の説明において、前述した第1及び第2の実施形態や、従来技術と同一の構成部材については、図1〜図5、図7に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the first and second embodiments described above in part of the configuration of the image sensor. Therefore, in the following description, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 and FIG. 7 are assigned to the same components as those in the first and second embodiments described above and the prior art. Detailed description is omitted.
図6は、本発明の第3の実施形態を示し、マルチチップ型イメージセンサの構成の一例を示した図である。なお、図5と同一構成部材には同一符号を付している。
図6において、イメージセンサチップ600a〜600nは、相互に接続されてマルチチップ型のイメージセンサチップを構成している。プレシフトレジスタ411、412、413は、MOSスイッチ761、762、763を走査するシフトレジスタ751、752、753に入力される走査信号を遅延させるためのシフトレジスタである。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of a multi-chip type image sensor according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structural member as FIG.
In FIG. 6,
また、本実施形態では、解像度選択端子KTに所定の電圧を与えて解像度モードを選択することで、シフトレジスタ751、752、753の走査信号の経路を変更するとともに、光信号を読み出すMOSスイッチ761、762、763へ出力される信号の経路を変更して、解像度の切り替えを実現している。
Further, in this embodiment, by applying a predetermined voltage to the resolution selection terminal KT and selecting a resolution mode, the scanning signal path of the shift registers 751, 752, and 753 is changed, and the
この場合、次のイメージセンサチップ600b、600nへスタート信号としてのネクスト信号NSを供給するタイミングは、解像度モードによって異なる。このため、制御回路部601、602、603内のネクスト信号切り替え部611、612、613によって、次のイメージセンサチップ600b、600nへ出力されるスタート信号(ネクスト信号NS)を解像度ごとに切り替え、光出力信号OSがイメージセンサチップ600a〜600nのつなぎ目においても連続して出力されるようにしている。
In this case, the timing for supplying the next signal NS as the start signal to the next
仮にイメージセンサチップ600a、600b、600nのそれぞれに468個の光電変換素子711、712、713が設けられており、且つ最終段の光電変換素子711n、712n、713nから7個前の光電変換素子711の出力と同時に、次のイメージセンサチップ600b、600nへネクスト信号NSを送出するとした場合、通常の光信号の読み出し動作を行う場合には、462個目の光電変換素子711における光信号の出力と同時にネクスト信号NSを送出する。一方、半分の解像度で光信号を読み出す場合には228個目の光電変換素子711からの光信号の出力と同時にネクスト信号NSを送出するようにネクスト信号切り替え部611、612、613を構成する。
Temporarily, 468 photoelectric conversion elements 711, 712, and 713 are provided in each of the
以上のように本実施形態では、切り替え可能な複数の解像度モードを有するイメージセンサチップ600a、600b、600nについて、プレシフトレジスタ411、412、413により、MOSスイッチ761、762、763を走査するシフトレジスタ751、752、753に入力される走査信号を遅延させるようにしたので、光出力信号OSを出力する前に出力回路部731、732、733を動作状態にするために必要な時間を取ることができる。これにより、切り替え可能な複数の解像度モードを有するイメージセンサチップ600a〜600nのつなぎ目においても、より正確な光信号出力OSを連続して高速に得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the shift registers that scan the MOS switches 761, 762, and 763 by the
また、前述した第1及び第2の実施形態と同様に、制御回路部311、312、313内にカウンタ311a、312a、313aを搭載するようにしたので、チップサイズを縮小しつつ、外乱ノイズに対する影響を可及的に低減させることができる。
さらに、前述した第2の実施形態で説明したように、光電変換素子711、712、713の数と、プレシフトレジスタ411、412、413の段数とを足し合わせた数をカウンタ311a、312a、313aで計数することにより、プレシフトレジスタ411、412、413の機能をカウンタ311a、312a、313aで兼用するようにして回路サイズをより小さくすることもできる。
Further, as in the first and second embodiments described above, the
Furthermore, as described in the second embodiment, the
(本発明の他の実施形態)
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
(Other embodiments of the present invention)
In order to operate various devices to realize the functions of the above-described embodiments, program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments are provided to an apparatus or a computer in the system connected to the various devices. What is implemented by operating the various devices according to a program supplied and stored in a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus is also included in the scope of the present invention.
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。 In this case, the program code of the software itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and means for supplying the program code to the computer, for example, the program code are stored. The recorded medium constitutes the present invention. As a recording medium for storing the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。 Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program code is running on the computer, etc. It goes without saying that the program code is also included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation with the embodiment.
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。 Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instruction of the program code Needless to say, the present invention also includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the actual processing.
1 イメージセンサ
10 制御回路
300、400、600 イメージセンサチップ
311〜313、601〜603 制御回路部
311a〜313a カウンタ
411〜413 プレシフトレジスタ
611〜613 ネクスト信号切り替え部
711〜713 光電変換部
731〜733 出力回路部
741〜743 出力スイッチ
751〜753 シフトレジスタ
761〜763 MOSスイッチ
771〜773 ネクスト端子
CT クロック信号入力端子
KT 解像度選択端子
OT 光信号出力端子
ST スタート信号入力端子
1
Claims (12)
前記複数の光電変換手段を順次走査する走査手段と、
前記走査手段により走査された光電変換手段で光電変換された電気信号を増幅して出力する増幅出力手段と、
前記複数の光電変換手段における光信号の読み出し動作と前記増幅出力手段の動作とを制御する制御手段とを有するイメージセンサチップを複数備えて構成されたマルチチップ型のイメージセンサであって、
前記制御手段は、クロック信号を計数し、そのクロック信号の計数値に基づいて、前記光電変換手段における光信号の読み出し動作を制御することを特徴とするイメージセンサ。 A plurality of photoelectric conversion means for reading out an optical signal based on image information and photoelectrically converting it into an electrical signal;
Scanning means for sequentially scanning the plurality of photoelectric conversion means;
Amplifying output means for amplifying and outputting the electrical signal photoelectrically converted by the photoelectric conversion means scanned by the scanning means;
A multi-chip type image sensor comprising a plurality of image sensor chips each having a control means for controlling an optical signal read-out operation and an operation of the amplification output means in the plurality of photoelectric conversion means,
The image sensor according to claim 1, wherein the control unit counts a clock signal and controls a reading operation of the optical signal in the photoelectric conversion unit based on a count value of the clock signal.
前記複数のイメージセンサチップは、前記複数の光電変換手段の配列方向と同じ方向に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ。 The plurality of photoelectric conversion means are arranged one-dimensionally,
The image sensor according to claim 1, wherein the plurality of image sensor chips are arranged in the same direction as an arrangement direction of the plurality of photoelectric conversion units.
前記イメージセンサに設けられた前記増幅出力手段からの出力に基づいて、前記画像情報を読み取る画像読取手段とを有することを特徴とする画像読取装置。 The image sensor according to any one of claims 1 to 6,
An image reading apparatus comprising: an image reading unit that reads the image information based on an output from the amplification output unit provided in the image sensor.
前記複数の光電変換手段を順次走査する走査手段と、
前記走査手段により走査された光電変換手段で光電変換された電気信号を増幅する増幅出力手段とを有するイメージセンサチップを複数備えて構成されたイメージセンサの制御方法であって、
前記光電変換手段における光信号の読み出し動作を、クロック信号の計数値に基づいて制御する制御ステップを有することを特徴とするイメージセンサの制御方法。 A plurality of photoelectric conversion means for reading out an optical signal based on image information and photoelectrically converting it into an electrical signal;
Scanning means for sequentially scanning the plurality of photoelectric conversion means;
An image sensor control method comprising a plurality of image sensor chips each having an amplification output means for amplifying an electrical signal photoelectrically converted by the photoelectric conversion means scanned by the scanning means,
An image sensor control method comprising: a control step of controlling an optical signal reading operation in the photoelectric conversion means based on a count value of a clock signal.
前記走査信号生成ステップにより生成された走査信号を遅延させて前記走査手段に出力する走査信号出力ステップとを有し、
前記制御ステップは、前記走査信号出力ステップにより走査信号が出力された走査手段により走査された光電変換手段における光信号の読み出し動作を、クロック信号の計数値に基づいて制御することを特徴とする請求項8又は9に記載のイメージセンサの制御方法。 A scanning signal generation step of generating a scanning signal for starting an optical signal reading operation in the plurality of photoelectric conversion units;
A scanning signal output step of delaying the scanning signal generated by the scanning signal generation step and outputting it to the scanning means;
The control step controls the reading operation of the optical signal in the photoelectric conversion unit scanned by the scanning unit from which the scanning signal is output in the scanning signal output step based on the count value of the clock signal. Item 10. The image sensor control method according to Item 8 or 9.
前記制御ステップは、前記解像度モード選択ステップにより選択された解像度モードに応じて、次段に配置されているイメージセンサチップに起動指示を行うタイミングを切り替えることを特徴とする請求項8〜10の何れか1項に記載のイメージセンサの制御方法。 A resolution mode selection step of selecting a resolution mode in the plurality of image sensor chips;
11. The control step according to claim 8, wherein the timing for performing an activation instruction to the image sensor chip arranged in the next stage is switched according to the resolution mode selected in the resolution mode selection step. The image sensor control method according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004256114A JP2006074503A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Image sensor, image reader and method for controlling image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004256114A JP2006074503A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Image sensor, image reader and method for controlling image sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006074503A true JP2006074503A (en) | 2006-03-16 |
Family
ID=36154612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004256114A Pending JP2006074503A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Image sensor, image reader and method for controlling image sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006074503A (en) |
-
2004
- 2004-09-02 JP JP2004256114A patent/JP2006074503A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4208892B2 (en) | Solid-state imaging device | |
US7349134B2 (en) | Image reading apparatus | |
US8072652B2 (en) | Image reading apparatus | |
US8693063B2 (en) | Image-reading device | |
JP4556960B2 (en) | Analog front-end circuit and electronic equipment | |
JP2003152952A (en) | Image sensor head and image reader provided with the same | |
US7262801B2 (en) | Image processing apparatus having multiple resolutions | |
JP4046971B2 (en) | Bar code reading apparatus and method | |
US7511256B2 (en) | Photoelectric conversion apparatus and image reading apparatus having power supply stop means for stopping supplying power to a part of the apparatus | |
JP2006074503A (en) | Image sensor, image reader and method for controlling image sensor | |
US20170019619A1 (en) | Photoelectric conversion device, image reading device, and image forming apparatus | |
JP2006025352A (en) | Photoelectric transducer, signal reader circuit and image sensor | |
JP2001245111A (en) | Image reader and method | |
JP4967790B2 (en) | Analog front-end circuit and electronic equipment | |
JP2823578B2 (en) | Photoelectric conversion device and driving method thereof | |
JP2007049315A (en) | Image reading apparatus and image reading method | |
US6639202B2 (en) | Multi-resolution charge-coupled device (CCD) sensing apparatus | |
JP3069897B2 (en) | Contact type linear image sensor | |
JP3944200B2 (en) | Linear image sensor and image reading apparatus | |
JP2009060463A (en) | Image reader | |
JP5017025B2 (en) | Driving method of photoelectric conversion device | |
JP3944073B2 (en) | Photoelectric conversion device and image sensor | |
JP2006238159A (en) | Contact type image sensor and document image reader using the same | |
JP2005260656A (en) | Contact type image sensor | |
JP2002190986A (en) | Sold state imaging device and system |