JP2704187B2 - イメージセンサ - Google Patents
イメージセンサInfo
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- JP2704187B2 JP2704187B2 JP1149178A JP14917889A JP2704187B2 JP 2704187 B2 JP2704187 B2 JP 2704187B2 JP 1149178 A JP1149178 A JP 1149178A JP 14917889 A JP14917889 A JP 14917889A JP 2704187 B2 JP2704187 B2 JP 2704187B2
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Description
【発明の詳細な説明】 『発明の技術分野』 本発明は、ファクシミリ，コピー，イメージスキャナ
等に使われるイメージセンサ又は、フォトセンサに関す
るものである。
等に使われるイメージセンサ又は、フォトセンサに関す
るものである。
『従来の技術』 密着型イメージセンサをはじめとして、これまでのカ
ラー読取装置の読み取り方法は、従来白色光で原稿を照
射し、原稿からの反射光をセンサの手前に設けたカラー
フィルタを通してセンサに入射させて読み取る装置や、
複数の異なる波長の光を放射する光源を用いて、順次原
稿に異なる光波長の光を照射して、その反射光によって
カラーデータをつくる装置が知られている。
ラー読取装置の読み取り方法は、従来白色光で原稿を照
射し、原稿からの反射光をセンサの手前に設けたカラー
フィルタを通してセンサに入射させて読み取る装置や、
複数の異なる波長の光を放射する光源を用いて、順次原
稿に異なる光波長の光を照射して、その反射光によって
カラーデータをつくる装置が知られている。
『従来技術の問題点』 このような従来技術において、センサにカラーフィル
タを設ける方式はカラーフィルタを設けること自身がコ
スト高を招き製造工程を複雑にしていた。またセンサの
解像度が４画素/mm,8画素/mm,16画素/mmと上がるにつれ
てセンサ自身の寸法が小さくなる。これに伴ってカラー
フィルタの寸法が小さくなり、より高度でコスト高のカ
ラーフィルタ製造技術が必要となっていた。
タを設ける方式はカラーフィルタを設けること自身がコ
スト高を招き製造工程を複雑にしていた。またセンサの
解像度が４画素/mm,8画素/mm,16画素/mmと上がるにつれ
てセンサ自身の寸法が小さくなる。これに伴ってカラー
フィルタの寸法が小さくなり、より高度でコスト高のカ
ラーフィルタ製造技術が必要となっていた。
また複数の異なる波長の光を順次照射する方法の場
合、読み取り装置が大型化しかつ読み取りのために必要
とする時間が長くなるという問題点が発生していた。
合、読み取り装置が大型化しかつ読み取りのために必要
とする時間が長くなるという問題点が発生していた。
すなわち、従来からのセンサーの電気信号を読み取る
方法として光電変換部からの電気信号を電荷蓄積部に蓄
積し、この蓄積された電荷を順次信号として外部に取り
出していた。
方法として光電変換部からの電気信号を電荷蓄積部に蓄
積し、この蓄積された電荷を順次信号として外部に取り
出していた。
今、センサがｎ個のドットより構成されておりカラー
読み取りとするためには、赤の光源を原稿に照射しその
反射光によって蓄えられた電荷を１番目のドットから順
次読み出しｎ番目の読み出しが終了した時に１番目のド
ットに蓄えられた電荷をリセットし緑の光源を照射しあ
る一定の時間を待って１番目のドットの蓄積電荷を読み
出す。この次に２番目のドットをリセットして一定時間
待ち読み出す。この動作がｎ回繰り返され次の青の光源
を照射し再び同様の動作を行い、１本のラインの読み取
りが終了する。
読み取りとするためには、赤の光源を原稿に照射しその
反射光によって蓄えられた電荷を１番目のドットから順
次読み出しｎ番目の読み出しが終了した時に１番目のド
ットに蓄えられた電荷をリセットし緑の光源を照射しあ
る一定の時間を待って１番目のドットの蓄積電荷を読み
出す。この次に２番目のドットをリセットして一定時間
待ち読み出す。この動作がｎ回繰り返され次の青の光源
を照射し再び同様の動作を行い、１本のラインの読み取
りが終了する。
すなわち、3n回分の待ち時間が必要となり、読み取り
に要する時間が非常に長くなっていた。
に要する時間が非常に長くなっていた。
『従来技術の目的』 本発明は、これらの従来よりの問題点を簡単な構造，
構成を用いることで解決し、小型カラーイメージセンサ
を提供することを目的とするものであります。
構成を用いることで解決し、小型カラーイメージセンサ
を提供することを目的とするものであります。
『発明の構成』 第１図に本発明のシステム構成を示す。複数の異なる
波長の光を発光するLED1〜LEDn（６−１〜６−ｎ）には
専用のLED駆動回路（５）からのパルス電圧によって駆
動される。LEDから発光された光は、通常密着センサー
の場合、第２図（ａ）のように原稿（10）からLED反射
光をセルフォックレンズ（11）を通してセンサ（１）に
入射させるレンズ付密着型センサや第２図（ｂ）のよう
にレンズを用いない完全密着型イメージセンサなどのよ
うにしてセンサ（１）受光面に照射される。
波長の光を発光するLED1〜LEDn（６−１〜６−ｎ）には
専用のLED駆動回路（５）からのパルス電圧によって駆
動される。LEDから発光された光は、通常密着センサー
の場合、第２図（ａ）のように原稿（10）からLED反射
光をセルフォックレンズ（11）を通してセンサ（１）に
入射させるレンズ付密着型センサや第２図（ｂ）のよう
にレンズを用いない完全密着型イメージセンサなどのよ
うにしてセンサ（１）受光面に照射される。
光の入射を検知したセンサは、第３図に示すように、
センサの種類によって、分光感度（30）が異なり、LED
の発光波長に応じた出力電流を出す。
センサの種類によって、分光感度（30）が異なり、LED
の発光波長に応じた出力電流を出す。
第１図に示すシステム上で、異なる波長の光がセンサ
に入射されると、センサの分光感度とLEDの発光強度に
応じた出力電流がでることになる。
に入射されると、センサの分光感度とLEDの発光強度に
応じた出力電流がでることになる。
本システムの場合、センサ出力を蓄積し順次読み取ら
ず直接読出す方式とした。
ず直接読出す方式とした。
その出力電流は、次にI/V変換器（２）を通して、電
圧に変換される。変換された電圧は、増幅器（３）で任
意の大きさに増幅される、但し増幅器はなくしても可能
である。増幅された信号は、ビット補正回路（４）の中
でセンサの分光感度とLEDの発光強度に応じて補正され
る。補正された信号は次にｎビットのサンプル・ホール
ド回路を通じてｎ個づつの出力になる。
圧に変換される。変換された電圧は、増幅器（３）で任
意の大きさに増幅される、但し増幅器はなくしても可能
である。増幅された信号は、ビット補正回路（４）の中
でセンサの分光感度とLEDの発光強度に応じて補正され
る。補正された信号は次にｎビットのサンプル・ホール
ド回路を通じてｎ個づつの出力になる。
このサンプル・ホールドとLEDは同一のタミイングジ
ュネレータによって同期される。
ュネレータによって同期される。
本発明によってカラー読み取りが可能なセンサは、直
接読み取り型のセンサである。第４図に直接読み取り型
センサーの一例を示した。同図において複数のセンサに
並列に電圧Ｅがかけられており、その先にアナログSW1
〜ｎがつけられているアナログSWが閉の時にのみセンサ
に電流が流れる。センサの抵抗値が光の強度と光の波長
の関数になっている。その電流を直接出力させる方法が
直接読み取り方式である。又、抵抗変化のセンサの他
に、出力電流は微小になるが、接合を有した電流出力型
のセンサを直接読み取り方式で使用しても可能である。
接読み取り型のセンサである。第４図に直接読み取り型
センサーの一例を示した。同図において複数のセンサに
並列に電圧Ｅがかけられており、その先にアナログSW1
〜ｎがつけられているアナログSWが閉の時にのみセンサ
に電流が流れる。センサの抵抗値が光の強度と光の波長
の関数になっている。その電流を直接出力させる方法が
直接読み取り方式である。又、抵抗変化のセンサの他
に、出力電流は微小になるが、接合を有した電流出力型
のセンサを直接読み取り方式で使用しても可能である。
第５図に本発明のタイミングチャートを示す。fo（1
2）は基本クロックでありそのクロックを元に第５図の
中ではＲ（赤）（13）Ｇ（緑）（14）Ｂ（青）（15）の
LEDアレイを順次発光させている。それに対応してSW1〜
SWnが順次閉となり一ライン走査後再びSW1から順次閉に
なるSWに応じたセンサ出力Ox（19）が出力されるビット
補正回路を通した後、S/H回路で順次３色分の出力S/H1
〜３（20）〜（22）が出力される。
2）は基本クロックでありそのクロックを元に第５図の
中ではＲ（赤）（13）Ｇ（緑）（14）Ｂ（青）（15）の
LEDアレイを順次発光させている。それに対応してSW1〜
SWnが順次閉となり一ライン走査後再びSW1から順次閉に
なるSWに応じたセンサ出力Ox（19）が出力されるビット
補正回路を通した後、S/H回路で順次３色分の出力S/H1
〜３（20）〜（22）が出力される。
このタイミングチャートはLED3個のものだが必要に応
じて２〜ｎ個に拡張することは容易である。
じて２〜ｎ個に拡張することは容易である。
本発明は以上のように発光波長の異なる複数の光源を
原稿に照射し、原稿からの反射光を直接読み取り方式の
イメージセンサにて、光を電気に変換して情報として読
み出す際に、光源の発光とセンサ読み取り回路のスイッ
チとを同期させることを特徴とするものであります。
原稿に照射し、原稿からの反射光を直接読み取り方式の
イメージセンサにて、光を電気に変換して情報として読
み出す際に、光源の発光とセンサ読み取り回路のスイッ
チとを同期させることを特徴とするものであります。
以下に実施例によって本発明を説明する。
「実施例１」 第４図に本発明を使った実施例を示す。
図中のセンサは公知のアモルファスシリコンを用いた
フォトコンダクタータイプのセンサ（１）であり、分解
能は8dot/mmのA4サイズ,1728dotのものである。このセ
ンサの構造は２つの電極が半導体層をはさんで対抗して
おり、２つの電極間にある一定の電圧を加えこの半導体
層に照射された光の強弱によって変化する電流を直接読
み取る。出力は黒白の２階調である。このセンサに緑と
赤のLEDをつけI/V変換器，ビット補正回路２ビットS/H
回路とタイミングジェネレータ、LED駆動回路をつけ
た。センサドット１〜1728のうち奇数番目（又は偶数番
目）をLEDの赤と同期、偶数番目（又は奇数番目）をLED
の緑と同期させる。LEDの赤と同期しているサンプルホ
ールドのあとにインバータを１つ入れるこれによってこ
のセンサは黒赤白のカラセンサーになり、その論理は以
下のようになる。
フォトコンダクタータイプのセンサ（１）であり、分解
能は8dot/mmのA4サイズ,1728dotのものである。このセ
ンサの構造は２つの電極が半導体層をはさんで対抗して
おり、２つの電極間にある一定の電圧を加えこの半導体
層に照射された光の強弱によって変化する電流を直接読
み取る。出力は黒白の２階調である。このセンサに緑と
赤のLEDをつけI/V変換器，ビット補正回路２ビットS/H
回路とタイミングジェネレータ、LED駆動回路をつけ
た。センサドット１〜1728のうち奇数番目（又は偶数番
目）をLEDの赤と同期、偶数番目（又は奇数番目）をLED
の緑と同期させる。LEDの赤と同期しているサンプルホ
ールドのあとにインバータを１つ入れるこれによってこ
のセンサは黒赤白のカラセンサーになり、その論理は以
下のようになる。
又、このセンサを３色カラーにするには、LEDとして
Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｇ（青）にて後段の論理部を変更する
ことで可能である。
Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｇ（青）にて後段の論理部を変更する
ことで可能である。
「実施例２」 本実施例において、センサ部にPIN型アモルファスシ
リコンを用いる。このPIN型アモルファスシリコンセン
サは、硝子基板上に所定の電極パターンが形成された基
板上に公知のPCVD法にて形成されたものである。
リコンを用いる。このPIN型アモルファスシリコンセン
サは、硝子基板上に所定の電極パターンが形成された基
板上に公知のPCVD法にて形成されたものである。
また、原稿に照射する光源は赤，緑、青の３色を用い
順次原稿に照射して、情報を読みとった。その他は実施
例１と同様に行った。
順次原稿に照射して、情報を読みとった。その他は実施
例１と同様に行った。
「実施例３」 本実施例においてはセンサ部にTFT（薄膜トランジス
タ）を用いる。従来より知られたTFTを用いたイメージ
センサにおいて、TFTは単なるスイッチの役割のみを行
っており、イメージセンサの外に付けるICの数を減らす
という効果があるのみであったが本実施例においてはTF
Tをスイッチ素子のみではなく、センサ機能とスイッチ
機能の両方をもたせることにより、イメージセンサの小
型化と低コスト化を実現するものである。
タ）を用いる。従来より知られたTFTを用いたイメージ
センサにおいて、TFTは単なるスイッチの役割のみを行
っており、イメージセンサの外に付けるICの数を減らす
という効果があるのみであったが本実施例においてはTF
Tをスイッチ素子のみではなく、センサ機能とスイッチ
機能の両方をもたせることにより、イメージセンサの小
型化と低コスト化を実現するものである。
一般にTFTのソースドレイン間の電流電圧の関係は第
６図（23）に示されるような曲線関係をとっている。
６図（23）に示されるような曲線関係をとっている。
この時ゲードにはある一定の電圧が加えられている。
本実施例ではこのような特性のうち飽和領域ではな
く、線形領域の特性を利用して、原稿からの反射光をセ
ンシングし、ゲート電極へのある一定の電圧印加をON,O
FFすることによりスイッチ機能を持たせるものでありま
す。
く、線形領域の特性を利用して、原稿からの反射光をセ
ンシングし、ゲート電極へのある一定の電圧印加をON,O
FFすることによりスイッチ機能を持たせるものでありま
す。
例えば第７図に示すようなスタガー型のTFT素子の場
合、ソース（25），ドレイン（26）間にTFT素子特性が
飽和しない程度の電圧を加えておく、この時TFTのチャ
ネル領域（27）に光が照射されていなければ第６図（2
3）のような曲線関係を示すが、基板（28）より光をチ
ャネル領域（27）に照射した場合、曲線（24）のように
なり、ソース（25），ドレイン（26）間に流れる電流は
増す。この電流の差により明暗を識別する。
合、ソース（25），ドレイン（26）間にTFT素子特性が
飽和しない程度の電圧を加えておく、この時TFTのチャ
ネル領域（27）に光が照射されていなければ第６図（2
3）のような曲線関係を示すが、基板（28）より光をチ
ャネル領域（27）に照射した場合、曲線（24）のように
なり、ソース（25），ドレイン（26）間に流れる電流は
増す。この電流の差により明暗を識別する。
このようなTFTを複数個アレー状に並べて、特定の場
所の情報を読み出すにはそのTFTのゲート（29）の電圧
をON,OFFすることによって、情報を読み出せばよい。
所の情報を読み出すにはそのTFTのゲート（29）の電圧
をON,OFFすることによって、情報を読み出せばよい。
本実施例では、このようなセンサ機能とスイッチ機能
とを持つTFTを用いてカラー読み出しを行った。
とを持つTFTを用いてカラー読み出しを行った。
光源は、赤，緑，青の３色を用い、原稿への照射と読
み取りの際のスイッチングつまり選択されたセンサのゲ
ート電極への電圧印加のON,OFFを連動させて読み取っ
た。
み取りの際のスイッチングつまり選択されたセンサのゲ
ート電極への電圧印加のON,OFFを連動させて読み取っ
た。
本実施例ではTFTがセンサとスイッチとを兼ねてお
り、より簡単な構成で、イメージセンサを作成すること
ができ、装置の小型化とコストの低減化を行えた。
り、より簡単な構成で、イメージセンサを作成すること
ができ、装置の小型化とコストの低減化を行えた。
「効果」 本発明は、以上のように今まで黒白しか判断できない
ようなラインセンサの外部にとりつけることで、２色以
上のカラー信号にすることができる。
ようなラインセンサの外部にとりつけることで、２色以
上のカラー信号にすることができる。
本発明を用いることで、概存のセンサの本質的な構成
を変えたり、フィルタをつけることなくカラーセンサを
つくることが可能になった。
を変えたり、フィルタをつけることなくカラーセンサを
つくることが可能になった。
すなわち、複雑な工程、高度の技術を必要とすること
なく、安価なカラーセンサを提供することが可能となっ
た。
なく、安価なカラーセンサを提供することが可能となっ
た。
第１図は本発明の読み取り方法のシステムを示す。 第２図はイメージセンサの光の導入路の概略図を示す。 第３図はセンサ構成材料の分光感度特性の一例を示す。 第４図は本発明の構成図を示す。 第５図は本発明の読み取りのタイミングチャートを示
す。 第６図はTFTの電流電圧特性の一例を示す。 第７図はTFTの概略図を示す。 １……センサ ２……I/V変換器 ３……増幅器 ４……ビット補正回路 ５……LED駆動回路 ６……LED
す。 第６図はTFTの電流電圧特性の一例を示す。 第７図はTFTの概略図を示す。 １……センサ ２……I/V変換器 ３……増幅器 ４……ビット補正回路 ５……LED駆動回路 ６……LED
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−227055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−149251（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】センサ部に複数の薄膜トランジスタを用い
たイメージセンサであって、 前記薄膜トランジスタはセンサとスイッチを兼ねてお
り、 前記複数の薄膜トランジスタのうちの特定の薄膜トラン
ジスタのゲート電極に対し電圧を印加し、 前記電圧が印加されている間に、前記特定の薄膜トラン
ジスタのソースおよびドレイン間に流れる電流値を読み
取ることにより、光を検出し、 前記ゲート電極に対する前記電圧の印加は、原稿に対し
て順次照射される赤、緑、青の光の発光に連動して行わ
れることを特徴とするイメージセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149178A JP2704187B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | イメージセンサ |
| US07/921,959 US5268752A (en) | 1989-06-12 | 1992-07-31 | Image sensing device utilizing synchronized LEDs and light sensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149178A JP2704187B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313166A JPH0313166A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2704187B2 true JP2704187B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15469504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1149178A Expired - Fee Related JP2704187B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704187B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL106985A (en) * | 1992-12-08 | 1997-06-10 | Sunkist Growers Inc | Apparatus for sensing and analyzing surface characteristics of objects |
| EP0606736A3 (en) * | 1992-12-11 | 1995-03-15 | Nippon Kogaku Kk | A multi-LED color scanning device and associated color image scanning method. |
| JPH06253209A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Nikon Corp | 画像読み取り装置 |
| JP3481408B2 (ja) * | 1996-12-05 | 2003-12-22 | 日本電気株式会社 | 密着型カラーイメージセンサ、密着型カラーイメージセンサユニット、および密着型カラーイメージセンサの製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218863A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラ−画像読取装置 |
| JPS62292069A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 色識別装置 |
| JPS63227055A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Fujitsu Ltd | 密着型イメ−ジセンサの出力調整方法 |
| JPH01149673A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-12 | Nec Corp | 読み取り装置 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1149178A patent/JP2704187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313166A (ja) | 1991-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |