JP2018056802A - 画像読取装置及びイメージセンサーモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本適用例に係る画像読取装置は、第1の画像読取チップと第2の画像読取チップとを含み、画像を読み取るイメージセンサーモジュールと、第1の受信部と、第2の受信部と、を備え、前記第1の画像読取チップは、前記画像からの光を受けて光電変換する第1の受光素子を含み、第1の画素信号を出力する第1の画素部と、前記第1の画素信号に基づく信号を、第1の駆動能力及び前記第1の駆動能力よりも大きい第2の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第1の出力回路と、前記第1の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第1の出力選択部と、を有し、前記第2の画像読取チップは、前記画像からの光を受けて光電変換する第2の受光素子を含み、第2の画素信号を出力する第2の画素部と、前記第2の画素信号に基づく信号を、第3の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第2の出力回路と、前記第2の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第2の出力選択部と、を有し、前記第1の受信部は、
前記第1の出力回路から出力される信号を受け取り、前記第2の受信部は、前記第2の出力回路から出力される信号を受け取り、前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択する。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第2の出力回路の前記複数の駆動能力は、前記第3の駆動能力よりも大きい第4の駆動能力を含み、前記第2の出力選択部は、前記第3の駆動能力を選択してもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記イメージセンサーモジュールは、前記第1の画像読取チップを含む複数の画像読取チップからなる第1の画像読取チップ群と、前記第2の画像読取チップを含む複数の画像読取チップからなる第2の画像読取チップ群と、を含み、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記第1の画素部と、前記第1の出力回路と、前記第1の出力選択部と、を有し、前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記第2の画素部と、前記第2の出力回路と、前記第2の出力選択部と、を有し、前記第1の受信部は、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第1の出力回路から出力される信号を順次受け取り、前記第2の受信部は、前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第2の出力回路から出力される信号を順次受け取ってもよい。
力信号の転送と第2の画像読取チップ群に含まれる複数の画像読取チップの各々からの出力信号の転送を並行して行うことができるので、画像の読み取りの高速化が可能である。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択し、前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第2の出力選択部は、前記第3の駆動能力を選択してもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記画像読取チップの数は、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記画像読取チップの数よりも多く、前記第3の駆動能力は、前記第1の駆動能力よりも大きくてもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第1の画像読取チップは、第1の端子を有し、前記第1の出力選択部は、前記第1の端子に入力される信号に基づいて、前記第1の出力回路の前記駆動能力を選択し、前記第2の画像読取チップは、第2の端子を有し、前記第2の出力選択部は、前記第2の端子に入力される信号に基づいて、前記第2の出力回路の前記駆動能力を選択してもよい。
上記適用例に係る画像読取装置は、前記イメージセンサーモジュールの動作を制御する制御部を備え、前記第1の端子に入力される前記信号及び前記第2の端子に入力される前
記信号の少なくとも一方は、前記制御部から転送されてもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第1の端子に入力される前記信号及び前記第2の端子に入力される前記信号の少なくとも一方は、前記駆動能力を設定するとともに前記画像の読み取りの解像度を設定するための信号であってもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第1の端子及び前記第2の端子の少なくとも一方は、一定の電圧を出力する電圧源に電気的に接続されてもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記第1の画像読取チップと前記第2の画像読取チップとは同じ種類のチップであってもよい。
本適用例に係るイメージセンサーモジュールは、第1の画像読取チップと、第2の画像読取チップと、第3の端子と、第4の端子と、を備え、前記第1の画像読取チップは、画像からの光を受けて光電変換する第1の受光素子を含み、第1の画素信号を出力する第1の画素部と、前記第1の画素信号に基づく信号を、第1の駆動能力及び前記第1の駆動能
力よりも大きい第2の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第1の出力回路と、前記第1の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第1の出力選択部と、を有し、前記第2の画像読取チップは、前記画像からの光を受けて光電変換する第2の受光素子を含み、第2の画素信号を出力する第2の画素部と、前記第2の画素信号に基づく信号を、第3の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第2の出力回路と、前記第2の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第2の出力選択部と、を有し、前記第1の出力回路から出力される信号は、前記第3の端子から出力され、前記第2の出力回路から出力される信号は、前記第4の端子から出力され、前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択する。
た本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1−1.スキャナーの構造
図1は、第1実施形態のスキャナー1(画像読取装置)の外観を例示した斜視図である。第1実施形態のスキャナー1は、読み取り対象物を光学的に読み取り、画像データを出力する画像読み取り装置である。
レンズ413、モジュール基板414および画像を読み取るための画像読取チップ415(半導体装置)を含んで構成されている。光源412、レンズ413および画像読取チップ415は、ケース411とモジュール基板414との間に収容されている。ケース411にはスリットが設けられている。光源412は、例えば、R,G,Bの各発光ダイオード(LED:Light emitting diode)を有し、R,G,Bの各発光ダイオード(赤色LED、緑色LED、青色LED)を高速に切り換えながら順番に発光させる。光源412が発する光は当該スリットを介して被読取媒体へ照射され、被読取媒体からのは当該スリットを介してレンズ413に入力される。レンズ413は、入力された光を画像読取チップ415へと導く。
図5は、第1実施形態のスキャナー1の機能構成例を示す機能ブロック図である。図5に示される例では、スキャナー1は、制御部200、2つのアナログフロントエンド(AFE)202a,202b、赤色LED412R、緑色LED412G、青色LED412B及びm個の画像読取チップ415(415−1〜415−m)を含んで構成されている。赤色LED412R、緑色LED412G、青色LED412B及びm個の画像読取チップ415(415−1〜415−m)は、イメージセンサーモジュール41に含まれている。前述したように、赤色LED412R、緑色LED412G及び青色LED412Bは光源412に備えられており、複数の画像読取チップ415は、モジュール基板414上に並べて配置されている。赤色LED412R、緑色LED412G及び青色LED412Bは、それぞれ複数個存在してもよい。また、制御部200及びアナログフロントエンド(AFE)202a,202bは、モジュール基板414とは異なる、図2に示されるメイン基板60(制御基板)に備えられている。制御部200及びアナログフロントエンド(AFE)202a,202bは、それぞれ、集積回路(IC:Integrated Circuit)で実現されてもよい。
ある。解像度設定信号RESがアクティブ(本実施形態ではハイレベル)の期間におけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの数によって、解像度が設定される。
され、第2の画像読取チップ群に含まれる複数(m−k個)の画像読取チップ415は、アナログフロントエンド(AFE)202bと電気的に接続される。
図7は、画像読取チップ415の機能ブロック図である。図7に示される画像読取チップ415は、制御回路100、昇圧回路111、画素駆動回路112、n個の画素部110、CDS(Correlated Double Sampling)回路120、サンプルホールド回路130、出力回路140及び出力選択部150を備えている。画像読取チップ415は、2つの電源端子VDP,VSPからそれぞれ電源電圧VDD(例えば3.3V)及び電源電圧VSS(例えば0V)が供給され、3つの入力端子IP1,IP2,IP3からそれぞれ入力
されるチップイネーブル信号EN_I(図5のチップイネーブル信号EN1〜ENk,ENk+2〜ENmのいずれか)、解像度設定信号RES及びクロック信号CLKと、2つの入力端子IP4,IP5からそれぞれ入力される出力制御信号OEA,OEBと、基準電圧供給端子VRPから供給される基準電圧VREFとに基づいて動作する。
れ、受光素子PD4のカソードはNMOSトランジスターM14のソースと接続されている。
OSトランジスターM12を介して、NMOSトランジスターM12のドレインとNMOSトランジスターM22のソースとの接続ノードに形成された中間蓄積容量C2(不図示)に転送されて蓄積される。また、受光素子PD3による光電変換に基づいて生成された電荷(受光素子PD3に蓄積された電荷(負の電荷))は、NMOSトランジスターM13を介して、NMOSトランジスターM13のドレインとNMOSトランジスターM23のソースとの接続ノードに形成された中間蓄積容量C3(不図示)に転送されて蓄積される。また、受光素子PD4による光電変換に基づいて生成された電荷(受光素子PD4に蓄積された電荷(負の電荷))は、NMOSトランジスターM14を介して、NMOSトランジスターM14のドレインとNMOSトランジスターM24のソースとの接続ノードに形成された中間蓄積容量C4(不図示)に転送されて蓄積される。
て、NMOSトランジスターM4を流れる電流が変化する。これにより、NMOSトランジスターM4のソース電位が変化し、画素部110から、NMOSトランジスターM4のソース電位に応じた電圧の画素信号が出力信号線301に出力される。
図10は、本実施形態における出力回路140の構成の一例を示す図である。図10に示される出力回路140は、抵抗141、3つのNMOSトランジスター142,143,144及び2つのスイッチ145,146を備えている。
のみ変化するようにしておけば、画像信号SO(出力信号OUT)はサンプルホールド回路130の出力信号(入力信号IN)が反転増幅された信号となる。
(ハイレベル)のときに、NMOSトランジスター168のソース−ドレイン間が導通し、CMOSインバーター素子162の低電源端子に例えば電源電圧VSSが供給される。
バーター素子161の高電源端子から出力端子へと電流I1が流れ、このときの駆動能力(駆動電流)をα1とする。
以上に説明したように、第1実施形態のスキャナー1では、画像読取チップ415において、入力端子IP4,IP5にそれぞれ入力される出力制御信号OEA,OEBの電圧VA1,VB1あるいはVA2,VB2に基づいて、出力回路140の駆動能力を複数の駆動能力から選択可能である。従って、第1実施形態のスキャナー1によれば、第1の画像読取チップ群に含まれるk個の画像読取チップ415の各々において、出力回路140の駆動能力を画像信号SO(画像信号SO1)の転送配線の負荷の大きさに合わせて過剰にならないように適切に設定可能であり、第2の画像読取チップ群に含まれるm−k個の画像読取チップ415の各々において、出力回路140の駆動能力を画像信号SO(画像信号SO2)の転送配線の負荷の大きさに合わせて過剰にならないように適切に設定可能であるので、過剰な電力消費や信号転送に伴う過剰なノイズの発生を抑制することができる。
以下、第2実施形態のスキャナー1について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態と重複する説明を省略し、主に第1実施形態と異なる内容について説明する。
415の入力端子IP4,IP5に出力制御信号OEA2,OEB2を供給し、第1の画像読取チップ群に含まれるk個の画像読取チップ415の入力端子IP4,IP5はそれぞれ一定の電圧を出力する電圧源(不図示)に電気的に接続される構成であってもよい。
以下、第3実施形態のスキャナー1について、第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態又は第2実施形態と重複する説明を省略し、主に第1実施形態又は第2実施形態と異なる内容について説明する。
効果を奏する。さらに、第3実施形態のスキャナー1によれば、画像読取チップ415は、シリアル信号である出力制御信号OCに基づいて出力回路140の駆動能力を選択するので、出力回路140の駆動能力を設定するための信号が供給される端子として1つの端子(入力端子IP4)が設けられていればよく、複数の端子(第1実施形態又は第2実施形態における入力端子IP4,IP5)が設けられる必要がない。従って、画像読取チップ415の小型化や低コスト化に有利である。
以下、第4実施形態のスキャナー1について、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と重複する説明を省略し、主に第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態と異なる内容について説明する。
力回路140の駆動能力はα2となる。また、解像度設定信号RESがハイレベルの期間におけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの数が4の場合は、解像度が300dpiに設定されるとともに、駆動能力選択信号OE1,OE2はともにハイレベルとなる。従って、この場合、図10又は図11に示される出力回路140の駆動能力はα3となる。
図20は、第5実施形態のスキャナー1(画像読取装置)の外観を例示した斜視図である。図21は、スキャナー1の内部を表す斜視図である。各図において示すX−Y−Z座標系は、X方向及びY方向が水平方向であり、このうちX方向が画像読取ユニット62の走査方向であり、スキャナー1の奥行方向である。また、Y方向が画像読取ユニット62
の延設方向であり、スキャナー1の幅方向である。Z方向は重力方向であり、スキャナー1の高さ方向である。尚、各図において+Z方向をスキャナー1の上面側とし、−Z方向側をスキャナー1の下面側とする。
フラットケーブル81は、湾曲した部分を有することにより、キャリッジ64の移動、すなわち、画像読取ユニット62の移動に追従して変形可能に構成されている。
00…制御信号線、301…出力信号線、311…駆動信号線、411…ケース、412…光源、412R…赤色LED、412G…緑色LED、412B…青色LED、413…レンズ、414…モジュール基板、415,415−1〜415−m…画像読取チップ、IP1,IP2,IP3,IP4,IP5…入力端子、OP1,OP2…出力端子、VDP,VSP…電源端子、VRP…基準電圧供給端子、C0,C1,C2,C3,C4…容量、PD1,PD2,PD3,PD4…受光素子、M11,M12,M13,M14…NMOSトランジスター、M21,M22,M23,M24…NMOSトランジスター、M3,M4,M5…NMOSトランジスター、CLK…クロック信号、CDSC…制御信号、CPC…制御信号、DRC…制御信号、Drv…駆動信号、DrvR,DrvG,DrvB…駆動信号、EN1〜ENm+1,EN_I,EN_O…チップイネーブル信号、OC,OC1,OC2…出力制御信号、OE1,OE2…駆動能力選択信号、OEA,OEA1,OEA2,OEB,OEB1,OEB2…出力制御信号、RES,RES1,RES2…解像度設定信号、RST…リセット信号、SEL0〜SELn…画素選択信号、SMP…サンプリング信号、Tx1…第1転送制御信号、Tx2…第2転送制御信号、Tx2a,Tx2b,Tx2c,Tx2d…信号、Vo…画像信号、SO,SO1,SO2…画像信号、VA1,VA2,VB1,VB2…一定電圧、VDD,VSS…電源電圧、VREF…基準電圧
Claims (11)
- 第1の画像読取チップと第2の画像読取チップとを含み、画像を読み取るイメージセンサーモジュールと、
第1の受信部と、
第2の受信部と、
を備え、
前記第1の画像読取チップは、
前記画像からの光を受けて光電変換する第1の受光素子を含み、第1の画素信号を出力する第1の画素部と、
前記第1の画素信号に基づく信号を、第1の駆動能力及び前記第1の駆動能力よりも大きい第2の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第1の出力回路と、
前記第1の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第1の出力選択部と、
を有し、
前記第2の画像読取チップは、
前記画像からの光を受けて光電変換する第2の受光素子を含み、第2の画素信号を出力する第2の画素部と、
前記第2の画素信号に基づく信号を、第3の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第2の出力回路と、
前記第2の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第2の出力選択部と、
を有し、
前記第1の受信部は、前記第1の出力回路から出力される信号を受け取り、
前記第2の受信部は、前記第2の出力回路から出力される信号を受け取り、
前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択する、
ことを特徴とする画像読取装置。 - 前記第2の出力回路の前記複数の駆動能力は、前記第3の駆動能力よりも大きい第4の駆動能力を含み、
前記第2の出力選択部は、前記第3の駆動能力を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記イメージセンサーモジュールは、
前記第1の画像読取チップを含む複数の画像読取チップからなる第1の画像読取チップ群と、
前記第2の画像読取チップを含む複数の画像読取チップからなる第2の画像読取チップ群と、を含み、
前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記第1の画素部と、
前記第1の出力回路と、
前記第1の出力選択部と、
を有し、
前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記第2の画素部と、
前記第2の出力回路と、
前記第2の出力選択部と、
を有し、
前記第1の受信部は、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第1の出力回路から出力される信号を順次受け取り、
前記第2の受信部は、前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第2の出力回路から出力される信号を順次受け取る、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。 - 前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択し、
前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記複数の前記画像読取チップの各々の前記第2の出力選択部は、前記第3の駆動能力を選択する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像読取装置。 - 前記第2の画像読取チップ群に含まれる前記画像読取チップの数は、前記第1の画像読取チップ群に含まれる前記画像読取チップの数よりも多く、
前記第3の駆動能力は、前記第1の駆動能力よりも大きい、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像読取装置。 - 前記第1の画像読取チップは、
第1の端子を有し、
前記第1の出力選択部は、前記第1の端子に入力される信号に基づいて、前記第1の出力回路の前記駆動能力を選択し、
前記第2の画像読取チップは、
第2の端子を有し、
前記第2の出力選択部は、前記第2の端子に入力される信号に基づいて、前記第2の出力回路の前記駆動能力を選択する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像読取装置。 - 前記イメージセンサーモジュールの動作を制御する制御部を備え、
前記第1の端子に入力される前記信号及び前記第2の端子に入力される前記信号の少なくとも一方は、前記制御部から転送される、
ことを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。 - 前記第1の端子に入力される前記信号及び前記第2の端子に入力される前記信号の少なくとも一方は、前記駆動能力を設定するとともに前記画像の読み取りの解像度を設定するための信号である、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の画像読取装置。 - 前記第1の端子及び前記第2の端子の少なくとも一方は、一定の電圧を出力する電圧源に電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。 - 前記第1の画像読取チップと前記第2の画像読取チップとは同じ種類のチップである、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像読取装置。 - 第1の画像読取チップと、
第2の画像読取チップと、
第3の端子と、
第4の端子と、
を備え、
前記第1の画像読取チップは、
画像からの光を受けて光電変換する第1の受光素子を含み、第1の画素信号を出力する第1の画素部と、
前記第1の画素信号に基づく信号を、第1の駆動能力及び前記第1の駆動能力よりも大きい第2の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第1の出力回路と、
前記第1の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第1の出力選択部と、
を有し、
前記第2の画像読取チップは、
前記画像からの光を受けて光電変換する第2の受光素子を含み、第2の画素信号を出力する第2の画素部と、
前記第2の画素信号に基づく信号を、第3の駆動能力を含む複数の駆動能力のいずれかで出力可能な第2の出力回路と、
前記第2の出力回路の駆動能力を前記複数の駆動能力から選択する第2の出力選択部と、
を有し、
前記第1の出力回路から出力される信号は、前記第3の端子から出力され、
前記第2の出力回路から出力される信号は、前記第4の端子から出力され、
前記第1の出力選択部は、前記第1の駆動能力を選択する、
ことを特徴とするイメージセンサーモジュール。
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