JP3026288B2 - イメージセンサ - Google Patents
イメージセンサInfo
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- JP3026288B2 JP3026288B2 JP3255876A JP25587691A JP3026288B2 JP 3026288 B2 JP3026288 B2 JP 3026288B2 JP 3255876 A JP3255876 A JP 3255876A JP 25587691 A JP25587691 A JP 25587691A JP 3026288 B2 JP3026288 B2 JP 3026288B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリやイメ
ージスキャナ等の入力部に使用されるイメージセンサに
係り、特に、互いに極性が逆向きになるように一対のフ
ォトダイオードを直列に接続した受光素子が複数個ライ
ン状に並設されるイメージセンサの改良に関する。
ージスキャナ等の入力部に使用されるイメージセンサに
係り、特に、互いに極性が逆向きになるように一対のフ
ォトダイオードを直列に接続した受光素子が複数個ライ
ン状に並設されるイメージセンサの改良に関する。
【０００２】従来、ファクシミリ等の画像読み取りに使
用されるイメージセンサとしては、例えば図３に示すよ
うに、互いに極性が逆向きになるようにフォトダイオー
ドＰＤ１及びフォトダイオードＰＤ２を直列接続するこ
とにより１つの受光素子２１を形成し、この受光素子２
１を複数個ライン状に並べて構成するものが既に提案さ
れている。
用されるイメージセンサとしては、例えば図３に示すよ
うに、互いに極性が逆向きになるようにフォトダイオー
ドＰＤ１及びフォトダイオードＰＤ２を直列接続するこ
とにより１つの受光素子２１を形成し、この受光素子２
１を複数個ライン状に並べて構成するものが既に提案さ
れている。
【０００３】このイメージセンサにおいて、各受光素子
２１のフォトダイオードＰＤ１の一端は共通電極線２３
に接続され、フォトダイオードＰＤ２の一端は夫々個別
電極線２２を介してシフトレジスタＳＲの各出力端子３
１、３２、３３…に接続されており、シフトレジスタＳ
Ｒの各出力端子３１、３２、３３…からは順次読出パル
スが出力されるようになっている。
２１のフォトダイオードＰＤ１の一端は共通電極線２３
に接続され、フォトダイオードＰＤ２の一端は夫々個別
電極線２２を介してシフトレジスタＳＲの各出力端子３
１、３２、３３…に接続されており、シフトレジスタＳ
Ｒの各出力端子３１、３２、３３…からは順次読出パル
スが出力されるようになっている。
【０００４】このようなイメージセンサによる画像信号
の読み取りは次のようにして行われる。すなわち、既に
充電されているフォトダイオードＰＤ１に原稿面（図示
せず）からの反射光が照射され、その光の照射光量に応
じた電荷が放電する（蓄積期間）。続いて、シフトレジ
スタＳＲにより個別電極線２２を介してフォトダイオー
ドＰＤ２にパルス電圧が印加され、フォトダイオードＰ
Ｄ２が順方向にバイアスされてダイオードＰＤ１，ＰＤ
２間（Ｃ点）の電圧が略一定の値になるよう充電される
（信号読取期間）。この時、上記蓄積期間内に放電によ
り消失した電荷を補充するよう共通電極線２３を介して
外部から電荷が供給されるので、この量を電荷読出回路
２４により検出することにより、画像信号出力を得るこ
とができる。以上の動作が各受光素子２１についてシフ
トレジスタＳＲの端子３１、３２、３３…から図４の波
形４３、４４、４５…のようなタイミングで駆動パルス
が印加される毎に行われ、原稿上の１ラインの画像信号
を時系列的に得ることができる。
の読み取りは次のようにして行われる。すなわち、既に
充電されているフォトダイオードＰＤ１に原稿面（図示
せず）からの反射光が照射され、その光の照射光量に応
じた電荷が放電する（蓄積期間）。続いて、シフトレジ
スタＳＲにより個別電極線２２を介してフォトダイオー
ドＰＤ２にパルス電圧が印加され、フォトダイオードＰ
Ｄ２が順方向にバイアスされてダイオードＰＤ１，ＰＤ
２間（Ｃ点）の電圧が略一定の値になるよう充電される
（信号読取期間）。この時、上記蓄積期間内に放電によ
り消失した電荷を補充するよう共通電極線２３を介して
外部から電荷が供給されるので、この量を電荷読出回路
２４により検出することにより、画像信号出力を得るこ
とができる。以上の動作が各受光素子２１についてシフ
トレジスタＳＲの端子３１、３２、３３…から図４の波
形４３、４４、４５…のようなタイミングで駆動パルス
が印加される毎に行われ、原稿上の１ラインの画像信号
を時系列的に得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たイメージセンサにおいては次のような技術的課題があ
った。すなわち、図５に示されるように、各受光素子の
駆動パルス５１に対して、Ｃ点の電位は信号読み取り期
間内にＶcc電位になるよう充電されなければならない
が、フォトダイオードＰＤ２のパルス応答性が悪いため
に、波形５２のように信号読み取り期間終了時点でΔＶ
だけ低下し、この分が次のラインの画像信号に重畳して
くるために、画像として残像が生じるという現象が見ら
れた。
たイメージセンサにおいては次のような技術的課題があ
った。すなわち、図５に示されるように、各受光素子の
駆動パルス５１に対して、Ｃ点の電位は信号読み取り期
間内にＶcc電位になるよう充電されなければならない
が、フォトダイオードＰＤ２のパルス応答性が悪いため
に、波形５２のように信号読み取り期間終了時点でΔＶ
だけ低下し、この分が次のラインの画像信号に重畳して
くるために、画像として残像が生じるという現象が見ら
れた。
【０００６】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、残像現象の生じない高分解能のイメージセンサを提
供するものである。
で、残像現象の生じない高分解能のイメージセンサを提
供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、互いに極性が逆向きになるように第
１のフォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード
２ｂが直列接続された受光素子２をライン状に複数個並
設した受光素子アレイ１と、各受光素子２の第１のフォ
トダイオード２ａが共通電極を介して接続される電荷読
取手段３と、各受光素子２の第２のフォトダイオード２
ｂに個別電極を介して接続され読み出し用のパルスｋを
出力する読出パルス印加手段４とを備え、前記読出パル
ス印加手段からパルスｋを印加することにより前記電荷
読取手段３からの各受光素子２毎の出力に基づく画像信
号Ｇを読み出すイメージセンサを前提とし、読み出すべ
き受光素子における第１のフォトダイオード２ａ及び第
２のフォトダイオード２ｂの接続点の電位が画像信号読
出期間の終了時点で略一定となるように、画像信号読出
期間中に、当該受光素子２を流れる電流の検出値に基づ
いて前記読出パルス印加手段４から出力される当該パル
スの電圧レベルを制御する出力レベル制御手段５を設け
たことを特徴とするものである。
図１に示すように、互いに極性が逆向きになるように第
１のフォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード
２ｂが直列接続された受光素子２をライン状に複数個並
設した受光素子アレイ１と、各受光素子２の第１のフォ
トダイオード２ａが共通電極を介して接続される電荷読
取手段３と、各受光素子２の第２のフォトダイオード２
ｂに個別電極を介して接続され読み出し用のパルスｋを
出力する読出パルス印加手段４とを備え、前記読出パル
ス印加手段からパルスｋを印加することにより前記電荷
読取手段３からの各受光素子２毎の出力に基づく画像信
号Ｇを読み出すイメージセンサを前提とし、読み出すべ
き受光素子における第１のフォトダイオード２ａ及び第
２のフォトダイオード２ｂの接続点の電位が画像信号読
出期間の終了時点で略一定となるように、画像信号読出
期間中に、当該受光素子２を流れる電流の検出値に基づ
いて前記読出パルス印加手段４から出力される当該パル
スの電圧レベルを制御する出力レベル制御手段５を設け
たことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】上述したような技術的手段によれば、出力レベ
ル制御手段５は、読み出すべき受光素子における第１の
フォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード２ｂ
の接続点の電位が画像信号読出期間の終了時点で略一定
となるように、画像信号読出期間中に、当該受光素子２
を流れる電流の検出値に基づいて前記読出パルス印加手
段４から出力される当該パルスの電圧レベルを制御し、
第１のフォトダイオード２ａと第２のフォトダイオード
２ｂの接続点の電位を略一定に保つ。このため、画像信
号読出期間中に、読出すべき受光素子における第１のフ
ォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード２ｂの
接続点の電位が低下し、この低下分が次のラインの画像
信号に重畳するという事態は回避される。
ル制御手段５は、読み出すべき受光素子における第１の
フォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード２ｂ
の接続点の電位が画像信号読出期間の終了時点で略一定
となるように、画像信号読出期間中に、当該受光素子２
を流れる電流の検出値に基づいて前記読出パルス印加手
段４から出力される当該パルスの電圧レベルを制御し、
第１のフォトダイオード２ａと第２のフォトダイオード
２ｂの接続点の電位を略一定に保つ。このため、画像信
号読出期間中に、読出すべき受光素子における第１のフ
ォトダイオード２ａ及び第２のフォトダイオード２ｂの
接続点の電位が低下し、この低下分が次のラインの画像
信号に重畳するという事態は回避される。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。図２はこの発明が適用されたイ
メージセンサの一実施例を示す。同図において、イメー
ジセンサは、互いに極性が逆向きになるようにフォトダ
イオードＰＤ１及びフォトダイオードＰＤ２が直列接続
された受光素子２１を複数個ライン状に並設したもの
（受光素子アレイ）を具備し、各受光素子２１のフォト
ダイオードＰＤ１の一端は共通電極線２３を介して電荷
読出回路２４に接続され、フォトダイオードＰＤ２の一
端は夫々個別電極線２２を介して駆動パルス（読出パル
ス）発生用のシフトレジスタＳＲの各出力端子３１、３
２、３３…に接続されている。
発明を詳細に説明する。図２はこの発明が適用されたイ
メージセンサの一実施例を示す。同図において、イメー
ジセンサは、互いに極性が逆向きになるようにフォトダ
イオードＰＤ１及びフォトダイオードＰＤ２が直列接続
された受光素子２１を複数個ライン状に並設したもの
（受光素子アレイ）を具備し、各受光素子２１のフォト
ダイオードＰＤ１の一端は共通電極線２３を介して電荷
読出回路２４に接続され、フォトダイオードＰＤ２の一
端は夫々個別電極線２２を介して駆動パルス（読出パル
ス）発生用のシフトレジスタＳＲの各出力端子３１、３
２、３３…に接続されている。
【００１０】また、この実施例においては、上記シフト
レジスタＳＲに出力レベル調整用の付加回路６０が設け
られている。この付加回路６０は、ダイオード６１、Ｏ
Ｐアンプ６２、加算器６３及び基準電圧電源６４から構
成されており、ダイオード６１はフォトダイオードＰＤ
２と同一性能のもので、かつ、フォトダイオードＰＤ１
と同じ向きで共通電極線２３に接続され、その接続点に
はＯＰアンプ６２の負入力端子も接続している。また、
ＯＰアンプ６２の正入力端子は接地されており、ダイオ
ード６１の他端はＯＰアンプ６２の出力端子及び加算器
６３の入力端子Ｘと接続している。更に、前記加算器６
３の他の入力端子Ｙには基準電圧電源６４の正端子が接
続されており、基準電圧電源６４の負端子は接地されて
いる。更にまた、加算器６４の出力端子Ｚはシフトレジ
スタＳＲの電源端子Ｖccに接続されている。
レジスタＳＲに出力レベル調整用の付加回路６０が設け
られている。この付加回路６０は、ダイオード６１、Ｏ
Ｐアンプ６２、加算器６３及び基準電圧電源６４から構
成されており、ダイオード６１はフォトダイオードＰＤ
２と同一性能のもので、かつ、フォトダイオードＰＤ１
と同じ向きで共通電極線２３に接続され、その接続点に
はＯＰアンプ６２の負入力端子も接続している。また、
ＯＰアンプ６２の正入力端子は接地されており、ダイオ
ード６１の他端はＯＰアンプ６２の出力端子及び加算器
６３の入力端子Ｘと接続している。更に、前記加算器６
３の他の入力端子Ｙには基準電圧電源６４の正端子が接
続されており、基準電圧電源６４の負端子は接地されて
いる。更にまた、加算器６４の出力端子Ｚはシフトレジ
スタＳＲの電源端子Ｖccに接続されている。
【００１１】尚、上記ダイオード６１は、フォトダイオ
ードＰＤ２と同性能のものが必要であるが、例えば受光
素子アレイを製造する際に同一基板上に作製し、工程終
了後受光素子アレイと切り離すことで容易に得られる。
ードＰＤ２と同性能のものが必要であるが、例えば受光
素子アレイを製造する際に同一基板上に作製し、工程終
了後受光素子アレイと切り離すことで容易に得られる。
【００１２】次に、この実施例に係るイメージセンサの
動作についてＡ点の受光素子に注目して説明する。今、
駆動パルスがシフトレジスタＳＲの端子３２から出力さ
れると、受光素子２１は信号読取期間となり、フォトダ
イオードＰＤ２は順バイアスとなってＡ点の電位がＶcc
となるよう充電が行われる。
動作についてＡ点の受光素子に注目して説明する。今、
駆動パルスがシフトレジスタＳＲの端子３２から出力さ
れると、受光素子２１は信号読取期間となり、フォトダ
イオードＰＤ２は順バイアスとなってＡ点の電位がＶcc
となるよう充電が行われる。
【００１３】このとき、フォトダイオードＰＤ２は抵抗
Ｒ、フォトダイオードＰＤ１はコンデンサＣとみなすこ
とができ、ＣＲで決まる過渡電流ｉが流れる。
Ｒ、フォトダイオードＰＤ１はコンデンサＣとみなすこ
とができ、ＣＲで決まる過渡電流ｉが流れる。
【００１４】一方、付加回路６０においては、前記過渡
電流ｉがＯＰアンプ６２の負入力端子とダイオード６１
の接続点に流入するが、ＯＰアンプ６２の入力インピー
ダンスは無限に大きいとみなすことができるので、流入
した電流ｉは全てダイオード６１に流れる。この場合、
前記ダイオード６１は順バイアスとなり、しかも、前記
受光素子２１のフォトダイオードＰＤ２と同一特性なの
で、やはり抵抗Ｒとみなすことができ、Ｂ点にはＶ＝−
ｉＲという電圧が発生する。この電圧はとりもなおさず
前記受光素子２１のＡ点の電位と符号が逆で大きさが同
じものである。
電流ｉがＯＰアンプ６２の負入力端子とダイオード６１
の接続点に流入するが、ＯＰアンプ６２の入力インピー
ダンスは無限に大きいとみなすことができるので、流入
した電流ｉは全てダイオード６１に流れる。この場合、
前記ダイオード６１は順バイアスとなり、しかも、前記
受光素子２１のフォトダイオードＰＤ２と同一特性なの
で、やはり抵抗Ｒとみなすことができ、Ｂ点にはＶ＝−
ｉＲという電圧が発生する。この電圧はとりもなおさず
前記受光素子２１のＡ点の電位と符号が逆で大きさが同
じものである。
【００１５】更に、次段の加算器６３により基準電圧電
源６４からの基準電圧と前記Ｂ点の電位とを加算した電
圧が出力端子Ｚに発生し、シフトレジスタＳＲの電源端
子に印加される。すなわち、加算器６３は、出力端子Ｚ
の定常値がシフトレジスタＳＲの電源電圧Ｖccとなるよ
う基準電圧電源６４からの基準電圧の値を適当に増幅
し、これにＢ点の電圧を適当なゲインで加算する。この
ため、結果的に、Ａ点のＶccに対する不足分だけシフト
レジスタＳＲの電源電圧が持ち上げられて、Ａ点が常に
略一定値となるよう動作する。
源６４からの基準電圧と前記Ｂ点の電位とを加算した電
圧が出力端子Ｚに発生し、シフトレジスタＳＲの電源端
子に印加される。すなわち、加算器６３は、出力端子Ｚ
の定常値がシフトレジスタＳＲの電源電圧Ｖccとなるよ
う基準電圧電源６４からの基準電圧の値を適当に増幅
し、これにＢ点の電圧を適当なゲインで加算する。この
ため、結果的に、Ａ点のＶccに対する不足分だけシフト
レジスタＳＲの電源電圧が持ち上げられて、Ａ点が常に
略一定値となるよう動作する。
【００１６】以上の動作が各受光素子２１で時系列的に
行われるので、全ての受光素子２１において信号読取期
間中に基準電圧値まで確実に充電されるようになる。
行われるので、全ての受光素子２１において信号読取期
間中に基準電圧値まで確実に充電されるようになる。
【００１７】このような動作過程の実施例に係るイメー
ジセンサの性能を評価する上で、実施例のものと付加回
路６０のない比較例との読取性能を比較したところ、比
較例のものにあっては残像現象が見られたが、実施例の
ものにあっては、残像現象がなくなり、読み取り画像の
分解能が高まることが確認された。
ジセンサの性能を評価する上で、実施例のものと付加回
路６０のない比較例との読取性能を比較したところ、比
較例のものにあっては残像現象が見られたが、実施例の
ものにあっては、残像現象がなくなり、読み取り画像の
分解能が高まることが確認された。
【００１８】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、読み出すべき受光素子における第１のフォトダイ
オード及び第２のフォトダイオードの接続点の電位が画
像信号読出期間の終了時点で略一定となるように、画像
信号読出期間中に、当該受光素子を流れる電流の検出値
に基づいて前記読出パルス印加手段から出力される当該
パルスの電圧レベルを制御する出力レベル制御手段を設
けたので、画像信号読出期間中に、一対のフォトダイオ
ードの接続点における電圧低下現象を回避することがで
き、もって、前記電圧低下に伴う残像現象をなくし、読
取画像の分解能を向上させることができる。
れば、読み出すべき受光素子における第１のフォトダイ
オード及び第２のフォトダイオードの接続点の電位が画
像信号読出期間の終了時点で略一定となるように、画像
信号読出期間中に、当該受光素子を流れる電流の検出値
に基づいて前記読出パルス印加手段から出力される当該
パルスの電圧レベルを制御する出力レベル制御手段を設
けたので、画像信号読出期間中に、一対のフォトダイオ
ードの接続点における電圧低下現象を回避することがで
き、もって、前記電圧低下に伴う残像現象をなくし、読
取画像の分解能を向上させることができる。
【図１】 この発明に係るイメージセンサの構成を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】 この発明が適用されたイメージセンサの一実
施例を示す説明図である。
施例を示す説明図である。
【図３】 従来のイメージセンサの一例を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】 従来のイメージセンサの動作過程を示すタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図５】 従来のイメージセンサの残像現象を説明する
ための波形図である。
ための波形図である。
１…受光素子アレイ，２…受光素子，２ａ…第１のフォ
トダイオード，２ｂ…第２のフォトダイオード，３…電
荷読取手段，４…読出パルス印加手段，５…出力レベル
制御手段
トダイオード，２ｂ…第２のフォトダイオード，３…電
荷読取手段，４…読出パルス印加手段，５…出力レベル
制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに極性が逆向きになるように第１の
フォトダイオード及び第２のフォトダイオードが直列接
続された受光素子をライン状に複数個並設した受光素子
アレイと、各受光素子の第１のフォトダイオードが共通
電極を介して接続される電荷読取手段と、各受光素子の
第２のフォトダイオードに個別電極を介して接続され読
み出し用のパルスを出力する読出パルス印加手段とを備
え、前記読出パルス印加手段からパルスを印加すること
により前記電荷読取手段からの各受光素子毎の出力に基
づく画像信号を読み出すイメージセンサにおいて、 読み出すべき受光素子における第１のフォトダイオード
及び第２のフォトダイオードの接続点の電位が画像信号
読出期間の終了時点で略一定となるように、画像信号読
出期間中に、当該受光素子を流れる電流の検出値に基づ
いて前記読出パルス印加手段から出力される当該パルス
の電圧レベルを制御する出力レベル制御手段を設けたこ
とを特徴とするイメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255876A JP3026288B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255876A JP3026288B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0568129A JPH0568129A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3026288B2 true JP3026288B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=17284798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255876A Expired - Lifetime JP3026288B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026288B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP3255876A patent/JP3026288B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568129A (ja) | 1993-03-19 |
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