JP3161302B2 - Image sensor and image reading device using the same - Google Patents

Image sensor and image reading device using the same

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JP3161302B2
JP3161302B2 JP27040795A JP27040795A JP3161302B2 JP 3161302 B2 JP3161302 B2 JP 3161302B2 JP 27040795 A JP27040795 A JP 27040795A JP 27040795 A JP27040795 A JP 27040795A JP 3161302 B2 JP3161302 B2 JP 3161302B2
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trimming
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image sensor
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drain
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芳則 金坂
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子のア
レイと、このアレイの各素子から電荷を受取り転送する
電荷転送装置とを半導体基板上に備えた電荷転送型のイ
メージセンサに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charge transfer type image sensor having an array of photoelectric conversion elements and a charge transfer device for receiving and transferring charges from each element of the array on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のイメージセンサとして、図1
(a)に示すような構造の1次元イメージセンサが知られ
ている。この従来のセンサは、半導体基板上に形成され
た多数の光電変換素子(例えばフォトダイオード)の一
次元アレイ2を有し、このフォトダイオードアレイ2の
一方の側にこのアレイ2に沿って、トランスファゲート
4及び電荷転送レジスタ(例えばCCDレジスタ)6が
形成され、また、反対側には同様にアレイ2に沿って、
ゲート8及びドレイン10が形成されている。ここで、
ゲート8は、カメラのシャッタのように、イメージをセ
ンスする時間を制限する働きをするため、以下、シャッ
タゲートと呼ぶことにする。
2. Description of the Related Art FIG.
A one-dimensional image sensor having a structure as shown in FIG. This conventional sensor has a one-dimensional array 2 of a large number of photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) formed on a semiconductor substrate, and a transfer array is provided on one side of the photodiode array 2 along the array 2. A gate 4 and a charge transfer register (eg, a CCD register) 6 are formed, and on the other side, similarly along the array 2,
A gate 8 and a drain 10 are formed. here,
Since the gate 8 functions to limit the time for sensing an image like a shutter of a camera, it is hereinafter referred to as a shutter gate.

【0003】このような1次元イメージセンサは例えば
フラットベッド型のイメージスキャナや、複写機やファ
クシミリ装置の原稿読取部などで原稿を読み取るために
広く利用されている。これらの装置では、1次元イメー
ジセンサは原稿面を上から下へと光学的に走査しなが
ら、原稿面の左から右への各ラインのイメージを逐次に
読み取っていく。原稿面を上から下へ走査している間、
シャッタゲート8は一定の周期をもって、各周期の前期
では開き後期では閉じるという動作を繰り返す。また、
トランスファゲート4もこれに同期して、シャッタゲー
ト8が開く直前に短時間の間だけ開くという動作を繰り
返す。
[0003] Such a one-dimensional image sensor is widely used for reading an original by, for example, a flatbed type image scanner or an original reading section of a copying machine or a facsimile machine. In these apparatuses, the one-dimensional image sensor sequentially reads the image of each line from left to right on the document surface while optically scanning the document surface from top to bottom. While scanning the document surface from top to bottom,
The shutter gate 8 repeats an operation of opening at the first half of each cycle and closing at the second half of the cycle. Also,
In synchronization with this, the transfer gate 4 also repeats the operation of opening for a short time immediately before the shutter gate 8 opens.

【0004】シャッタゲート8が開いている期間では、
アレイ2の各フォトダイオードで受光量に応じて発生し
た電荷は全てドレイン10に排出される。つまり、イメ
ージがセンスされない。続くシャッタゲート8が閉じて
いる期間では、受光量に応じた電荷が各ダイオードに蓄
積される。つまり、この期間にラインのイメージがセン
スされる。その後、所定の電荷蓄積期間が経過すると、
トランスファゲート4が開き、ダイオードアレイ2に蓄
積された電荷がCCDレジスタ6にパラレルに転送され
る。その後、シャッタゲート8は再び上記の開閉動作を
繰り返し、ダイオードアレイ2には次ラインの電荷が蓄
積され、一方、CCDレジスタ6は先程受け取った電荷
を後段へシリアルに転送しつつ逐次に出力する。
In the period when the shutter gate 8 is open,
All charges generated in each photodiode of the array 2 according to the amount of received light are discharged to the drain 10. That is, the image is not sensed. In the subsequent period in which the shutter gate 8 is closed, charges corresponding to the amount of received light are accumulated in each diode. That is, the image of the line is sensed during this period. Thereafter, when a predetermined charge accumulation period elapses,
The transfer gate 4 is opened, and the charges stored in the diode array 2 are transferred to the CCD register 6 in parallel. Thereafter, the shutter gate 8 repeats the above-mentioned opening / closing operation again, and the electric charge of the next line is accumulated in the diode array 2, while the CCD register 6 sequentially outputs the electric charge received earlier while serially transferring it to the subsequent stage.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のイメージセンサ
における一つの問題点は、CCDレジスタ6による電荷
のシリアル転送に時間がかかることである。即ち、イメ
ージスキャナや複写機は、その仕様における最大サイズ
の原稿を最高の光学的解像度で読み取ることができるよ
う、それに必要な個数のフォトダイオードを有した1次
元イメージセンサを備えている。例えば、8.5インチ
のラインを600dpiの光学解像度で読み取るには、
正味5100個のフォトダイオードを備えたセンサが必
要である。図1を参照した上記説明から分るように、従
来の1次元イメージセンサは1ラインを読み取る度に、
全てのフォトダイオードの電荷をCCDレジスタ6にパ
ラレル転送して、CCDレジスタ6からシリアルに出力
する。CCDレジスタ6は、アレイ2より受け取った電
荷を全て出力し終わらないと、次ラインの電荷を新たに
受け取ることができない。従って、例えば上記した51
00個のフォトダイオードを備えたセンサでは、各ライ
ン毎に5100個分の電荷をCCDレジスタ6によりシ
リアル転送しなければならない。これは図1(b)におい
て、Nが5100以上であることが必要であることを意
味する。
One problem with the conventional image sensor is that serial transfer of charges by the CCD register 6 takes time. That is, an image scanner or a copying machine is provided with a one-dimensional image sensor having a necessary number of photodiodes so that a document having the maximum size in its specifications can be read at the highest optical resolution. For example, to read an 8.5 inch line at an optical resolution of 600 dpi,
A sensor with a net of 5100 photodiodes is required. As can be seen from the above description with reference to FIG. 1, the conventional one-dimensional image sensor reads one line each time.
The charges of all the photodiodes are transferred in parallel to the CCD register 6 and output serially from the CCD register 6. The CCD register 6 cannot receive the next line of electric charge unless all the electric charges received from the array 2 are output. Therefore, for example, 51
In a sensor having 00 photodiodes, 5100 charges must be serially transferred by the CCD register 6 for each line. This means that in FIG. 1B, N needs to be 5100 or more.

【0006】このことは原稿サイズが大きくても小さく
ても同様に成り立つ。つまり、幅の狭い原稿(つまり、
ラインの長さが短い原稿)を読み取る場合でも、その原
稿の幅を越えた最大原稿幅の範囲から読取った電荷を全
てCCDレジスタによりシリアル転送しなければならな
いから、各ラインの読取にかかる時間は最大幅の原稿と
同程度だけかかる。結果として、原稿サイズが小さくな
っても、その面積の縮小の割合程には全体の読取時間は
短縮しない。
[0006] This is true whether the document size is large or small. That is, a narrow document (that is,
Even when reading a document with a short line length), all charges read from the range of the maximum document width exceeding the width of the document must be serially transferred by the CCD register. It takes about the same amount as the widest document. As a result, even when the document size is reduced, the entire reading time is not reduced as much as the reduction rate of the area.

【0007】同様の問題は、2次元イメージセンサにも
存在する。即ち、2次元イメージセンサは、上記のよう
な1次元イメージセンサを多数列に並べ、それらの列か
ら出力された電荷を、それら列とは垂直方向に配置され
た追加の電荷転送レジスタでシリアル転送するものであ
る。このような2次元イメージセンサでも、各列の電荷
転送レジスタ及び上記追加の電荷転送レジスタにおける
電荷転送に関して、上記と同様に転送時間の問題が存在
する。
[0007] A similar problem exists in a two-dimensional image sensor. That is, in the two-dimensional image sensor, the one-dimensional image sensors as described above are arranged in a large number of columns, and the charges output from those columns are serially transferred to the columns by an additional charge transfer register arranged vertically. Is what you do. Even in such a two-dimensional image sensor, there is a transfer time problem in the same manner as described above regarding the charge transfer in the charge transfer registers of each column and the additional charge transfer registers.

【0008】従って、本発明の目的は、電荷転送型のイ
メージセンサにおいて、読み取るべき領域のサイズに応
じ、できるだけ短時間でその領域のイメージの電荷を転
送し終わるようにすることにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a charge transfer type image sensor in which the transfer of an image charge in an area in a short time is completed according to the size of the area to be read.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
では、電荷転送レジスタに隣接して、追加のゲートとド
レインとが形成されている。この追加のゲートが開く
と、電荷転送レジスタ内の電荷が追加のドレインへ一気
に排出されて、電荷転送レジスタが空になる。従って、
読み取るべき領域のサイズが小さい時、その領域をカバ
ーする範囲の電荷だけ電荷転送レジスタから出力した時
点で、追加のゲートを開くことにより、電荷転送レジス
タに残っている上記領域外の不要な電荷を一気に排出す
ることができる。よって、それら不要電荷を電荷転送レ
ジスタ上で更にシリアル転送しなくて済むことになり、
直ちに次の読取動作に入れるので、イメージの読取時間
が短縮される。
In the image sensor of the present invention, an additional gate and a drain are formed adjacent to the charge transfer register. When this additional gate opens, the charge in the charge transfer register is drained to the additional drain and the charge transfer register is emptied. Therefore,
When the size of the area to be read is small, unnecessary charges outside the above-mentioned area remaining in the charge transfer register are opened by opening an additional gate when only the charge in the range covering the area is output from the charge transfer register. It can be discharged at a stretch. Therefore, those unnecessary charges do not need to be further serially transferred on the charge transfer register.
Since the next reading operation is immediately performed, the image reading time is reduced.

【0010】本発明に従う画像読取装置は、上記した構
成のイメージセンサと、このイメージセンサ用の駆動装
置とを備える。駆動装置は、読み取るべきイメージに対
応する電荷を前記電荷転送レジスタから出力するのに必
要なクロック信号数の範囲で、電荷転送レジスタを駆動
し、そして、電荷転送レジスタより読み取るべき電荷が
全て出力され終わると、トリミングゲートを開く。これ
により、電荷転送レジスタ内に残存した不要電荷が一気
にトリミング用ドレインに排出され、直ちに次の読取動
作に入れるようになる。
An image reading apparatus according to the present invention includes the image sensor having the above-described configuration, and a driving device for the image sensor. The driving device drives the charge transfer register within a range of the number of clock signals required to output charges corresponding to an image to be read from the charge transfer register, and all charges to be read from the charge transfer register are output. When finished, open the trimming gate. As a result, unnecessary charges remaining in the charge transfer register are immediately discharged to the trimming drain, so that the read operation can be immediately started.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図2は本発明の一実施形態にかか
る1次元イメージセンサの平面構造を示す。このイメー
ジセンサは、カラー読取のためのものであって、レッド
(R)、グリーン(G)及びブルー(B)の3原色成分
をそれぞれ読み取るための3つのモジュール20R、2
0G、20Bを単一の半導体基板上に有している。これ
らのモジュール20R、20G、20B はR、G、
Bの順序で近接して平行に配置されている。
FIG. 2 shows a planar structure of a one-dimensional image sensor according to an embodiment of the present invention. This image sensor is for color reading, and has three modules 20R, 2R for reading three primary color components of red (R), green (G) and blue (B), respectively.
0G and 20B are provided on a single semiconductor substrate. These modules 20R, 20G, 20B are R, G,
B are arranged closely adjacent to each other in the order of B.

【0012】個々のモジュール20R、20G、20B
の構成はいずれも基本的には同じである。そこで、R用
のモジュール20Rを例にとり説明すると、多数のフォ
トダイオードの1次元アレイ22Rがあり、このアレイ
22Rの一方の側にはこのアレイ22Rに沿って、トラ
ンスファゲート24RとCCDレジスタ26Rが形成さ
れ、他方の側には同様にアレイ22Rに沿って、シャッ
タゲート28Rとドレイン30Rが形成されている。こ
こまでの構成は図1に示した従来のそれと同様である。
従来の構成と異なる点は、CCDレジスタ26Rのトラ
ンスファゲート24Rとは反対の側に、CCDレジスタ
26Rに沿って、更に追加のゲートが32Rが形成され
ている点である。そして、この追加のゲート32Rは、
隣のG用モジュール20Gのドレイン30Gに隣接して
いる。この追加のゲート32Rは、後述するように、C
CDレジスタ26R内の不要な電荷を一気にドレイン3
0Gへ排出する機能、つまり不要電荷のトリミング機能
を果たすものであるため、以下、トリミングゲートと呼
ぶことにする。
The individual modules 20R, 20G, 20B
Are basically the same. Therefore, taking the module 20R for R as an example, there is a one-dimensional array 22R of a large number of photodiodes, and a transfer gate 24R and a CCD register 26R are formed on one side of the array 22R along the array 22R. On the other side, a shutter gate 28R and a drain 30R are similarly formed along the array 22R. The configuration up to this point is the same as that of the conventional one shown in FIG.
The difference from the conventional configuration is that an additional gate 32R is formed along the CCD register 26R on the side opposite to the transfer gate 24R of the CCD register 26R. And this additional gate 32R
It is adjacent to the drain 30G of the adjacent G module 20G. This additional gate 32R is connected to C
Unnecessary charges in the CD register 26R are drained at once.
Since it has a function of discharging to 0G, that is, a function of trimming unnecessary charges, it is hereinafter referred to as a trimming gate.

【0013】G用モジュール20Gの構成も上記と同様
であり、そのトリミングゲート32GはB用モジュール
20Bのドレイン30Bに隣接している。また、B用モ
ジュール20Bも同様の基本構成を有するが、更に、そ
のトリミングゲート32Bに隣接して追加のドレイン3
0Aが形成されている。この追加のドレイン30Aは、
B用モジュール20BのCCDレジスタ26B内の不要
電荷を排出するためのものである。
The structure of the G module 20G is the same as described above, and the trimming gate 32G is adjacent to the drain 30B of the B module 20B. The B module 20B has the same basic configuration, but further includes an additional drain 3 adjacent to the trimming gate 32B.
0A is formed. This additional drain 30A
This is for discharging unnecessary charges in the CCD register 26B of the B module 20B.

【0014】図3は、この1次元イメージセンサの各モ
ジュールを駆動するための信号を示すタイミングチャー
トである。また、図4は、駆動の各段階でのモジュール
の各部のエネルギーレベルを示す。いずれのモジュール
も同様の態様で駆動されるので、ここではR用モジュー
ル20Rを例にとりその動作を説明する。
FIG. 3 is a timing chart showing signals for driving each module of the one-dimensional image sensor. FIG. 4 shows the energy level of each part of the module at each stage of driving. Since all the modules are driven in the same manner, the operation of the R module 20R will be described here as an example.

【0015】図3において、トランスファゲート(T
G)信号は一定の周期で所定の短い間だけハイレベルと
なる(図3(D)の区間)。この時、そのハイレベルの
間だけトランスファゲート24Rが開き、フォトダイオ
ードアレイ22Rに蓄積された全ての電荷がCCDレジ
スタ26Rにパラレル転送される。そのエネルギーレベ
ルの様子を図4(D)に示す。
In FIG. 3, a transfer gate (T
G) The signal is at a high level for a predetermined period at a fixed period (section (D) in FIG. 3). At this time, the transfer gate 24R opens only during the high level, and all the charges accumulated in the photodiode array 22R are transferred in parallel to the CCD register 26R. The state of the energy level is shown in FIG.

【0016】TG信号の立ち下がりから次の立ち下がり
まで周期の間に、シャッタ信号がハイレベル及びローレ
ベルになり、そのハイレベルの間にシャッタゲート28
Rが開き、フォトダイオードアレイ22Rに蓄積された
電荷がドレイン30Rに流れ、電荷を空にする。図4
(A)はこのときのエネルギーレベルの様子を示してお
り、図3の(A)に対応している。
During the period from the fall of the TG signal to the next fall, the shutter signal goes to a high level and a low level.
R is opened, and the electric charge accumulated in the photodiode array 22R flows to the drain 30R to empty the electric charge. FIG.
(A) shows the state of the energy level at this time, and corresponds to (A) in FIG.

【0017】次に、TG信号がローレベルの間にシャッ
タゲート28Rが閉じ、閉じている間だけフォトダイオ
ードアレイ22Rに受光量に応じた電荷が蓄積されてい
く。これは図3(B)の区間で行われ、そのときのエネ
ルギーレベルの様子は図4(B)のようになっている。
ただし、これは蓄積途中の段階を示している。
Next, the shutter gate 28R is closed while the TG signal is at the low level, and charges corresponding to the amount of received light are accumulated in the photodiode array 22R only while the shutter gate 28R is closed. This is performed in the section of FIG. 3B, and the state of the energy level at that time is as shown in FIG. 4B.
However, this indicates a stage in the middle of accumulation.

【0018】図3の(A)と(B)の区間では、高周波
のクロック信号(CLK)に同期してCCDレジスタ2
6R内の電荷がレジスタ26Rに沿ってシリアル転送さ
れ、CCDレジスタ26Rから逐次に出力される。この
とき、CLK信号は、読み取るべきライン長に相当する
フォトダイオード個数だけ出力される。例えば、最大ラ
イン長8.5インチを最高解像度600dpiで読み取
ることができるように正味5100個のフォトダイオー
ドがアレイ22R内に存在する場合、原稿サイズが小さ
いために例えば1個目から2000個目までのフォトダ
イオードの範囲で原稿のライン長がカバーされる場合に
は、CLK信号は2000個だけ出力されるので、1個
目から2000個目までの電荷だけがCCDレジスタ2
6Rから出力され、2001個目以上の不要な電荷はC
CDレジスタ26R内に残存する。
In sections (A) and (B) of FIG. 3, the CCD register 2 is synchronized with a high-frequency clock signal (CLK).
The charges in 6R are serially transferred along the register 26R, and are sequentially output from the CCD register 26R. At this time, the CLK signal is output by the number of photodiodes corresponding to the line length to be read. For example, if there are 5100 net photodiodes in the array 22R so that the maximum line length of 8.5 inches can be read at the highest resolution of 600 dpi, the original size is small and, for example, from the first to the 2,000th photodiode. When the line length of the document is covered by the range of the photodiodes, only 2000 signals are output, and only the first to 2,000th charges are stored in the CCD register 2.
6R, the unnecessary charges of the 2001 or higher number are C
It remains in the CD register 26R.

【0019】この後、トリミング信号が所定時間幅だけ
ハイレベルとなり、そのハイレベルの間だけ、トリミン
グゲート32Rが開く。このときのエネルギーレベルを
図4(C)に示す。図3の(C)に対応している。ここ
に示すように、CCDレジスタ26R内に残存していた
不要電荷が一斉にドレイン30Gに排出され、CCDレ
ジスタ26Rは一瞬に空になる。こうして、不要の電荷
をCCDレジスタ26Rから一気に消去することより、
それらをシリアル転送する時間の無駄を省き、直ちに次
ラインの読取動作に入れる状態となる。結果として、原
稿サイズが小さい時は、そのライン長に応じてラインの
読み取り時間(つまり、TG信号の周期)を短縮するこ
とができるようになり、高速のイメージ読取が可能とな
る。
Thereafter, the trimming signal goes high for a predetermined time width, and the trimming gate 32R is opened only during the high level. The energy level at this time is shown in FIG. This corresponds to FIG. As shown here, the unnecessary charges remaining in the CCD register 26R are simultaneously discharged to the drain 30G, and the CCD register 26R is emptied instantly. Thus, unnecessary charges are erased from the CCD register 26R at once,
The time required to serially transfer them is saved, and the system immediately enters the reading operation of the next line. As a result, when the document size is small, the line reading time (that is, the period of the TG signal) can be reduced according to the line length, and high-speed image reading can be performed.

【0020】図5は、以上のような1次元イメージセン
サ20を用いたイメージスキャナ50の構成を示す。ホ
ストコンピュータ52からの読取コマンドはインタフェ
ース回路54を通じて画像処理制御部56に受け取られ
る。読取コマンドには、原稿台(図示せず)上のどの領
域を読み取るかを指定するデータ(例えば、矩形の読取
領域の原点の座標や縦横の辺の長さなど)が含まれてい
る。画像処理制御部56は、そのデータに基づいて、T
G信号の周期や出力個数、及び各周期でのCLK信号の
出力個数などを決める。ここで、原稿台の原点が原稿台
の上左角端であり、イメージセンサ20が原稿台を上か
ら下へ走行するものとすると、各周期でのCLK信号の
出力個数は、原稿台の左辺から読取領域の右辺までの距
離(つまり、読み取るべきライン長)をカバーするフォ
トダイオード個数によって決まり、これに応じてTG信
号の周期も決まる(但し、ライン長がいくら短くても、
十分な感度を得るのに必要な電荷蓄積期間を確保するの
に必要な周期の下限、及びラインから次のラインへ移動
するのに必要な時間より周期が短くなることはない)。
また、TG信号の出力個数は、読取領域の上辺から下辺
までの縦辺の長さをカバーするライン本数によって決ま
り、これは読取解像度と縦辺の長さとの関数である。
FIG. 5 shows a configuration of an image scanner 50 using the one-dimensional image sensor 20 as described above. The read command from the host computer 52 is received by the image processing control unit 56 through the interface circuit 54. The read command includes data (for example, the coordinates of the origin of the rectangular read area, the length of the vertical and horizontal sides, and the like) specifying which area on the document table (not shown) is to be read. The image processing control unit 56 determines T based on the data.
The period and the number of outputs of the G signal, and the number of outputs of the CLK signal in each period are determined. Here, assuming that the origin of the platen is the upper left corner of the platen and that the image sensor 20 travels from top to bottom on the platen, the number of output CLK signals in each cycle is the left side of the platen. Is determined by the number of photodiodes covering the distance from the to the right side of the reading area (that is, the line length to be read), and the cycle of the TG signal is also determined accordingly (however, no matter how short the line length is,
The period is not shorter than the lower limit of the period required to secure the charge accumulation period necessary to obtain sufficient sensitivity and the time required to move from one line to the next line).
The number of output TG signals is determined by the number of lines covering the length of the vertical side from the upper side to the lower side of the reading area, and is a function of the reading resolution and the length of the vertical side.

【0021】このようにしてTG信号の周期や出力個
数、及び各周期でのCLK信号の出力個数などを決める
と、画像処理制御部56はその決定に基づいた駆動コマ
ンドを駆動信号発生回路58に与える。駆動信号発生回
路58は、画像処理制御部56が決定したTG信号の周
期や出力個数及び各周期でのCLK信号の出力個数など
に従って、図3に示したようなタイミングで、TG信
号、CLK信号、シャッタ信号及びトリミング信号など
をイメージセンサ20に供給する。これにより、前述し
たような読取動作が実行される。
When the cycle and the number of outputs of the TG signal and the number of outputs of the CLK signal in each cycle are determined in this manner, the image processing control unit 56 sends a drive command based on the determination to the drive signal generation circuit 58. give. The drive signal generation circuit 58 generates the TG signal and the CLK signal at the timing shown in FIG. 3 according to the cycle and the number of outputs of the TG signal determined by the image processing control unit 56 and the number of outputs of the CLK signal in each cycle. , A shutter signal, a trimming signal and the like are supplied to the image sensor 20. Thus, the reading operation as described above is performed.

【0022】イメージセンサ20のCCDレジスタから
出力された電荷は、センサ20の出力段で電荷量に応じ
たアナログ電圧信号に変換されて、A/Dコンバータ6
0に与えられる。A/Dコンバータ60は、駆動信号発
生回路58からの同期信号によりセンサ20からの出力
タイミングに同期して、センサ20からのアナログ電圧
信号を取り込み、これを多ビットのデジタルコードに変
換する。このデジタルコードは画像処理制御部に送ら
れ、ここで、スキャナで行われるべき周知のデジタル画
像処理が実施されて、その結果のデジタル画像データが
ホストコンピュータ52に返送される。
The electric charge output from the CCD register of the image sensor 20 is converted into an analog voltage signal corresponding to the electric charge at an output stage of the sensor 20, and is converted into an analog voltage signal by the A / D converter 6.
0 is given. The A / D converter 60 captures an analog voltage signal from the sensor 20 in synchronization with an output timing from the sensor 20 by a synchronization signal from the drive signal generation circuit 58, and converts the analog voltage signal into a multi-bit digital code. This digital code is sent to the image processing controller, where the well-known digital image processing to be performed by the scanner is performed, and the resulting digital image data is returned to the host computer 52.

【0023】以上、本発明の好適な一実施形態を説明し
たが、本発明は他にも種々の態様で実施することができ
る。例えば、上記実施形態では隣接し合うモジュールが
一つのドレインを一者はシャッタ用に他者はトリミング
用に共用しているが、両者のシャッター用のドレインを
共用したり、共用せずにシャッタ用とトリミング用の2
つのドレインを各モジュール毎に設けたりしてもよい。
また、各モジュールにおいて、シャッタゲート及びシャ
ッタ用のドレインは必ずしも必要ではない。シャッター
ゲート及びシャッタ用のドレインを除去した場合、各モ
ジュールには、図2のB用モジュール20Bのように、
トリミング用のドレインを新たに設けるか、または隣接
し合うモジュールが一つのドレインをトリミング用に共
用するように構成することができる。また、図2のB用
モジュールのような形態を単独で実施して、単色読取用
のイメージセンサとして用いることもできる。また、電
荷転送素子は必ずしもCCDである必要はなく、BBD
などの他の種類のものであってもかまわない。更に、上
記のような1次元イメージセンサを多数列に並べて2次
元イメージセンサとして実施することもできる。2次元
イメージセンサの場合、多数の1次元イメージセンサか
ら出力された電荷をシリアル転送するための追加の電荷
転送レジスタを有するが、この追加の電荷転送レジスタ
に対してもトリミングゲート及びドレインを設けること
ができる。
While a preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in various other modes. For example, in the above embodiment, adjacent modules share one drain for one shutter and another for trimming, but they share the drain for both shutters, And 2 for trimming
One drain may be provided for each module.
In each module, the shutter gate and the shutter drain are not necessarily required. When the shutter gate and the drain for the shutter are removed, each module includes, as in the module 20B for B in FIG.
A new drain for trimming may be provided, or an adjacent module may share one drain for trimming. Further, the embodiment like the module for B in FIG. 2 can be implemented independently and used as an image sensor for monochromatic reading. Also, the charge transfer element does not necessarily have to be a CCD,
Other types may be used. Further, the above-described one-dimensional image sensors can be arranged in a large number of rows and implemented as a two-dimensional image sensor. In the case of a two-dimensional image sensor, an additional charge transfer register for serially transferring charges output from a large number of one-dimensional image sensors is provided, and a trimming gate and a drain are also provided for this additional charge transfer register. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の1次元イメージセンサの一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional one-dimensional image sensor.

【図2】本発明の一実施形態にかかる1次元イメージセ
ンサを示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a one-dimensional image sensor according to one embodiment of the present invention.

【図3】図2の1次元イメージセンサの各モジュールを
駆動するための信号を示すタイミングチャート。
FIG. 3 is a timing chart showing signals for driving each module of the one-dimensional image sensor of FIG. 2;

【図4】図2のセンサの駆動の各段階での、モジュール
の各部のエネルギーレベルを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the energy level of each part of the module at each stage of driving the sensor of FIG. 2;

【図5】図2のセンサを用いたイメージスキャナ52の
構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an image scanner 52 using the sensor of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 1次元イメージセンサ 20R、20G、20B 各色モジュール 22R、22G、22B フォトダイオードレジスタ 24R、24G、24B トランスファゲート 26R、26G、26B CCDレジスタ 28R、28G、28B シャッタゲート 30R、30G、30B、30A ドレイン 32R、32G、32B トリミングゲート 20 One-dimensional image sensor 20R, 20G, 20B Each color module 22R, 22G, 22B Photodiode register 24R, 24G, 24B Transfer gate 26R, 26G, 26B CCD register 28R, 28G, 28B Shutter gate 30R, 30G, 30B, 30A Drain 32R , 32G, 32B trimming gate

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 読み取ったイメージを表す多数の電荷を
転送するための電荷転送レジスタを備えたイメージセン
サにおいて、 前記電荷転送レジスタに隣接して形成されたトリミング
ゲートと、 前記トリミングゲートに隣接して形成されたトリミング
用ドレインとを備えたことを特徴とするイメージセン
サ。
1. An image sensor having a charge transfer register for transferring a large number of charges representing a read image, comprising: a trimming gate formed adjacent to the charge transfer register; and a trimming gate formed adjacent to the trimming gate. An image sensor comprising: a formed trimming drain.
【請求項2】 請求項1記載のイメージセンサにおい
て、 前記電荷を生成する光電変換素子の1次元アレイと、 前記アレイの一方の側に隣接して形成されたシャッタゲ
ートと、 前記シャッタゲートに隣接して形成されたシャッタ用ド
レインとを更に備えたことを特徴とするイメージセン
サ。
2. The image sensor according to claim 1, wherein a one-dimensional array of photoelectric conversion elements for generating the electric charge, a shutter gate formed adjacent to one side of the array, and an adjacent to the shutter gate. An image sensor further comprising a shutter drain formed as described above.
【請求項3】 互いに隣接して配置された、複数の色成
分をそれぞれ読み取るための複数のモジュールを備えた
カラーイメージセンサにおいて、 前記モジュールの各々が、 イメージの対応色成分を表す多数の電荷を生成する光電
変換素子の1次元アレイと、 前記アレイから前記電荷を受取ってシリアル転送する電
荷転送レジスタと、 前記アレイの一方の側に隣接して形成されたシャッタゲ
ートと、 前記シャッタゲートに隣接して形成されたシャッタ用ド
レインと、 前記電荷転送レジスタに隣接して形成されたトリミング
ゲートと、 前記トリミングゲートに隣接して形成されたトリミング
用ドレインとを有し、 更に、隣接し合うモジュールの一方のシャッタ用ドレイ
ンが他方のトリミング用ドレインを兼ねていることを特
徴とするカラーイメージセンサ。
3. A color image sensor comprising a plurality of modules arranged adjacent to each other for reading a plurality of color components, wherein each of said modules stores a number of charges representing a corresponding color component of an image. A one-dimensional array of photoelectric conversion elements to be generated, a charge transfer register that receives the charge from the array and serially transfers the charge, a shutter gate formed adjacent to one side of the array, and a shutter gate adjacent to the shutter gate. A shutter drain formed in the above manner; a trimming gate formed adjacent to the charge transfer register; and a trimming drain formed adjacent to the trimming gate. Characterized in that the shutter drain also serves as the other trimming drain. Jisensa.
【請求項4】 イメージセンサとこのイメージセンサ用
の駆動装置とを備えた画像読取装置において、 前記イメージセンサが、 イメージを表す多数の電荷を転送するための電荷転送レ
ジスタと、 前記電荷転送レジスタに隣接して形成されたトリミング
ゲートと、 前記トリミングゲートに隣接して形成されたトリミング
用ドレインとを有し、 前記駆動装置が、 読み取るべきイメージに対応する電荷を前記電荷転送レ
ジスタから出力するのに必要なクロック信号数の範囲
で、前記電荷転送レジスタを駆動する手段と、 前記電荷転送レジスタより前記読み取るべきイメージ領
域に対応する電荷が全て出力され終わったときに、前記
電荷転送レジスタ内の不要電荷を前記トリミング用ドレ
インに排出するために、前記トリミングゲートを開く手
段とを有することを特徴とする画像読取装置。
4. An image reading apparatus comprising an image sensor and a driving device for the image sensor, wherein the image sensor comprises: a charge transfer register for transferring a large number of charges representing an image; A driver for outputting a charge corresponding to an image to be read from the charge transfer register, the trimming gate having a trimming gate formed adjacently; and a trimming drain formed adjacent to the trimming gate. Means for driving the charge transfer register within a required number of clock signals; and unnecessary charges in the charge transfer register when all charges corresponding to the image area to be read have been output from the charge transfer register. Means for opening the trimming gate in order to discharge the liquid to the trimming drain Image reading apparatus characterized by having a.
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