JP3670459B2 - 密着型イメージセンサおよび画像読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、原稿などの画像を読み取るための密着型イメージセンサ、および画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密着型イメージセンサは、一般に、光量の調整の容易さや、制御に対する応答性の迅速さなどの観点から、光源として発光ダイオードが用いられていた。
【０００３】
しかしながら、このような従来の密着型イメージセンサでは、光源として発光ダイオードを用いているため、十分大きな発光量を得ることができず、読取速度の高速化に限界があった。
【０００４】
しかも、最近の密着型イメージセンサは、１ラインの画素数を多くすることにより読取精度の向上を図っているので、多数のイメージセンサチップを設ける必要があり、これらイメージセンサチップからの読取画像信号がシリアルに出力されることから、１ラインの読み取りに多くの時間を要していた。
【０００５】
特に近年、イメージセンサのカラー化が急速に進んでいるが、カラーの場合には一般に高い読取精度を要求され、しかもモノクロのイメージセンサチップでカラー画像を読み取るには、赤、緑、青の各色の光でそれぞれ読み取りを行う必要があり、モノクロ画像の３倍の読取時間を要するので、従来の密着型イメージセンサでは、読取速度の遅さが一層大きな問題となる。
【０００６】
さらに、最近では使用者がイメージセンサを手で持って原稿の上を走査させる、いわゆるハンディータイプのイメージセンサも普及しつつあるが、このようなハンディータイプのイメージセンサの場合、読取速度が遅すぎると正確な走査が困難になり、使い勝手が悪くなる。
【０００７】
そこで、発光ダイオードと比較して極めて大きな発光量が得られる冷陰極管を光源として用いることが提案されている。
【０００８】
ところが、この冷陰極管は、熱陰極管に比べて発熱が少ないものの、図１３に示すように、点灯時の放電電流による熱損失により、摂氏１０〜２０度程度の温度上昇があるため、完全な熱平衡状態に至るまでに点灯開始時から３〜５分間程度の時間が必要である。そのため、管内の水銀の蒸気圧も温度上昇に伴って変化することから、発光量が安定するまでに点灯開始時から３〜５分間程度の時間を要する結果となる。さらには、周囲温度によって熱平衡状態における管温度が異なることから、周囲温度によって発光量が変化してしまう。
【０００９】
このような発光量の変化に対処するため、従来、冷陰極管を駆動するインバータを制御する試みがなされているが、発光量を良好に制御するには至っておらず、光源として冷陰極管を用いた、高速かつ高精度な読み取りが可能な密着型イメージセンサは、従来存在しなかった。
【００１０】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、周囲温度や点灯時間などによって発光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる密着型イメージセンサ、および画像読取装置を提供することを、その課題とする。
【００１１】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本願発明の第１の側面によれば、光源と、この光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップと、前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段と、前記イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、前記光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた密着型イメージセンサであって、前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、密着型イメージセンサが提供される。
【００１３】
このようにすれば、光量検出手段から出力された検出信号に基づいて、イメージセンサチップから出力された読取画像信号の増幅度を可変させることが可能となり、光源の発光量の変化に係わらず所定レベルの読取画像信号を得られることから、周囲温度や点灯時間などによって発光光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる。
【００１４】
イメージセンサチップとしては、ＭＯＳ型のイメージセンサチップを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１５】
光量検出手段としては、ホトダイオードやホトトランジスタやＣｄＳセルなどを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１６】
イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する増幅手段や、その増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段は、密着型イメージセンサの内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００１７】
好ましい実施の形態によれば、光量検出手段は、イメージセンサチップの受光素子と略同等の温度特性を有するホトトランジスタからなる。
【００１８】
このようにすれば、周囲温度の変化による光量検出手段とイメージセンサチップの受光素子との特性変化が相殺されるので、高精度の読み取りが行える。
【００２０】
本願発明ではまた、増幅手段や増幅度制御手段を密着型イメージセンサの内部に設けたので、イメージセンサチップからの読取画像信号や光量検出手段からの検出信号に外来ノイズが重畳するのを極力低減でき、一層良好な読み取りを行える。
【００２１】
光源としては、冷陰極管を用いることができるが、これに限らず、周囲温度や点灯継続時間や累積点灯時間などによって発光量が変化する光源でさえあれば、本願発明を有効に利用できる。さらには、白色光源に限らず、赤、緑、青の各色の光源であってもよい。
【００２２】
増幅手段としては、負帰還増幅器や演算増幅器を用いることができるが、これに限るものではない。
【００２３】
他の好ましい実施の形態によれば、光源は、冷陰極管である。
【００２４】
このようにすれば、発光量が大きくて発熱が少ないという冷陰極管の利点を有効利用しつつ、周囲温度や点灯時間などの要因によって発光量が変化するという冷陰極管の性質に起因する読取画像信号の出力レベル変動を良好に抑制できる。しかも、冷陰極管を白色光源として用いたカラー読み取りを極めて短時間で高精度に行える。
【００２５】
本願発明ではまた、増幅度制御手段は、任意の条件下で光源を点灯させて、イメージセンサチップから出力される読取画像信号と光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、光量検出手段からの検出信号と記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて増幅手段の増幅度を制御するので、予め記憶手段に記憶させた補正情報に基づいて、光源の発光量に応じた適切な増幅度を容易かつ迅速に演算できる。
【００２７】
記憶手段としては、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリを用いることができるが、これに限るものではない。
【００２８】
他の好ましい実施の形態によれば、イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に増幅手段の増幅度を制御する。
【００２９】
このようにすれば、赤、緑、青の各色毎に増幅度を制御でき、高精度かつ高速にカラーの読取画像信号を得ることができる。
【００３０】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を備えた。
【００３１】
このようにすれば、イメージセンサチップの検査時など、各受光素子固有の特性を知りたいときに便利である。
【００３２】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段と光量検出手段と増幅度制御手段とは、同一の制御チップ内に形成されており、この制御チップをイメージセンサチップと同一の配線基板に搭載し、この配線基板と光源とを保持するケースに、光源から放射された光を制御チップに導く孔を形成する。
【００３３】
このようにすれば、イメージセンサのサイズを一切大きくすることなく、光源の発光量の変動に対処できる。
【００５０】
本願発明の第２の側面によれば、光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップ、および、前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段、を備える密着型イメージセンサと、被読取体を照射する光源と、前記密着型イメージセンサのイメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、前記密着型イメージセンサの光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた画像読取装置であって、前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、画像読取装置が提供される。
【００５１】
このようにすれば、増幅度制御手段が、密着型イメージセンサの光量検出手段から出力された検出信号に基づいて増幅手段の増幅度を可変させるので、光源の発光量の変化に係わらず所定レベルの読取画像信号を得られることから、周囲温度や点灯時間などによって発光光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる。
【００５２】
また、予め記憶手段に記憶させた補正情報に基づいて、光源の発光量に応じた適切な増幅度を容易かつ迅速に演算できる。
【００５３】
好ましい実施の形態によれば、光源は、冷陰極管である。
【００５４】
このようにすれば、発光量が大きくて発熱が少ないという冷陰極管の利点を有効利用しつつ、周囲温度や点灯時間などの要因によって発光量が変化するという冷陰極管の性質に起因する読取画像信号の出力レベル変動を良好に抑制できる。
【００５６】
他の好ましい実施の形態によれば、イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に増幅手段の増幅度を制御する。
【００５７】
このようにすれば、赤、緑、青の各色毎に増幅度を制御でき、高精度かつ高速にカラーの読取画像信号を得ることができる。
【００５８】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を備えた。
【００５９】
このようにすれば、イメージセンサチップの検査時など、各受光素子固有の特性を知りたいときに便利である。
【００７４】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００７６】
図１は、本願発明に係る密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図であって、この密着型イメージセンサ１は、略矩形状の断面形状と、所定の長手寸法とを有するケース２を有しており、このケース２は、樹脂成形によって作製することができる。このケース２は、上下に貫通する内部空間をもち、上部開口を封鎖するようにしてガラスカバー３が取付けられているとともに、下部開口を封鎖するようにして、ヘッド基板４が取付けられている。このヘッド基板４の上面における幅方向一側寄りには、複数個のイメージセンサチップ５が取付けられており、幅方向他側寄りには、イメージセンサチップ５からの読取画像信号を処理する制御チップ６が取付けられている。そして、このケース２の内部空間には、白色光源としての冷陰極管７と、この冷陰極管７から放射された光を効率的にガラスカバー３上の被読取体としての原稿に照射するための反射部材８と、原稿面からの反射光を正立等倍にイメージセンサチップ５に集束させるためのロッドレンズアレイ９とが設けられている。ケース２の適所には、冷陰極管７を駆動するインバータ回路が搭載されたインバータ基板１０が嵌め込まれている。ケース２には、断面円形の１対の取付孔１１ａ，１１ｂが長手方向に沿って形成されており、ケース２および反射部材８には、冷陰極管７から放射された光を制御チップ６に導く断面円形の孔１２が形成されている。
【００７７】
図２は、ヘッド基板４の平面図であって、イメージセンサチップ５は、全ての受光素子がほぼ等間隔でかつ３列に並ぶように、ヘッド基板４上にたとえば２０個搭載されている。制御チップ６は、ヘッド基板４の長手方向中央部に１個搭載されている。またヘッド基板４には、長手方向一端部にコネクタ１５が取り付けられている。
【００７８】
図３は、イメージセンサチップ５の受光部の配置説明図であって、イメージセンサチップ５の表面には、赤色用の受光部１６Ｒ、緑色用の受光部１６Ｇ、および青色用の受光部１６Ｂが、それぞれイメージセンサチップ５の長手方向に沿ってたとえば１２８個ずつ等間隔に並んでいる。これら受光部１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色に着色したレジスト膜により構成されている。
【００７９】
図４は、イメージセンサチップ５の回路ブロック図であって、このイメージセンサチップ５には、１２８ビットのシフトレジスタ２１、チップセレクト回路２２、１２８個の赤色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 、１２８個の緑色用のホトトランジスタＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 、１２８個の青色用のホトトランジスタＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 、１２８個の赤色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 〜ＦＥＴＲ128 、１２８個の緑色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＧ1 〜ＦＥＴＧ128 、１２８個の青色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＢ1 〜ＦＥＴＢ128 、赤色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 、緑色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＧ201 、青色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＢ201 、赤色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 、緑色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＧ211 、青色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＢ211 、赤色用の演算増幅器ＯＰＲ1 、緑色用の演算増幅器ＯＰＧ1 、青色用の演算増幅器ＯＰＢ1 、赤色用の３個の抵抗器ＲＲ1 〜ＲＲ3 、緑色用の３個の抵抗器ＲＧ1 〜ＲＧ3 、青色用の３個の抵抗器ＲＢ1 〜ＲＢ3 、および１１個のパッドＳＩ，ＣＬＫ，ＧＮＤ，ＡＯＲ１，ＡＯＲ２，ＳＯ，ＡＯＧ１，ＡＯＧ２，ＡＯＢ１，ＡＯＢ２，ＶＤＤが形成されている。第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 〜ＦＥＴＲ128 ，ＦＥＴＧ1 〜ＦＥＴＧ128 ，ＦＥＴＢ1 〜ＦＥＴＢ128 、第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 、および第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 はそれぞれＭＯＳ型の電界効果トランジスタである。
【００８０】
パッドＳＩには、シリアルイン信号が入力される。パッドＣＬＫには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してたとえば８ＭＨｚのクロック信号が入力される。パッドＧＮＤは、グランドラインに接続されている。パッドＡＯＲ１からは、増幅していない赤色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＲ２からは、増幅された赤色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＧ１からは、増幅していない緑色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＧ２からは、増幅された緑色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＢ１からは、増幅していない青色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＢ２からは、増幅された青色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＳＯからは、シリアルアウト信号が出力される。パッドＶＤＤには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してたとえば５ボルトの電源電圧が供給される。赤色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 には、赤色用の受光部１６Ｒを通過した光が入射する。緑色用のホトトランジスタＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 には、緑色用の受光部１６Ｇを通過した光が入射する。青色用のホトトランジスタＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 には、青色用の受光部１６Ｂを通過した光が入射する。
【００８１】
図５は、制御チップ６の回路ブロック図であって、この制御チップ６には、セレクタ３１、Ａ／Ｄ変換器３２、制御回路３３、補正回路３４、ＥＥＰＲＯＭ３５、ＲＡＭ３６、赤色用の増幅器３７Ｒ、緑色用の増幅器３７Ｇ、青色用の増幅器３７Ｂ、赤色用のＤ／Ａ変換器３８Ｒ、緑色用のＤ／Ａ変換器３８Ｇ、青色用のＤ／Ａ変換器３８Ｂ、固定ゲイン回路３９、ホトトランジスタＰＴ1 、および１０個のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢ，ＳＥＴ，ＳＩ，ＣＬＫ，ＡＯＲ，ＡＯＧ，ＡＯＢ，ＦＧが形成されている。
【００８２】
パッドＡＩＲには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＡＩＧには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＡＩＢには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＳＥＴには、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を決定するための基準となる補正情報を制御回路３３に生成させるセット信号が、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して入力される。パッドＳＩには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してシリアルイン信号が入力される。パッドＣＬＫには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してクロック信号が入力される。パッドＦＧには、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をたとえば１に固定するための増幅度固定信号が、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して入力される。パッドＡＯＲからは、増幅器３７Ｒにより増幅された赤色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。パッドＡＯＧからは、増幅器３７Ｇにより増幅された緑色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。パッドＡＯＢからは、増幅器３７Ｂにより増幅された青色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。
【００８３】
セレクタ３１は、制御回路３３により制御されて、パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力されるアナログの読取画像信号を順次切り替えてＡ／Ｄ変換器３２に供給する。またセレクタ３１は、ホトトランジスタＰＴ1 からのアナログの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給する。Ａ／Ｄ変換器３２は、セレクタ３１からの読取画像信号あるいは検出信号をディジタル信号に変換して制御回路３３に供給する。制御回路３３は、パッドＳＥＴを介してセット信号が入力されることにより、Ａ／Ｄ変換器３２からのディジタル信号に基づいて、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を決定するための基準となる補正情報を生成してＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。また制御回路３３は、原稿などの読取時に、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル信号に変換されたホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号と、ＥＥＰＲＯＭ３５から読み出した補正情報とを補正回路３４に供給する。補正回路３４は、原稿などの読取時に、制御回路３３からの検出信号と補正情報とに基づいて、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をそれぞれ決定し、それに応じたディジタルの増幅度制御信号をＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力する。ＥＥＰＲＯＭ３５は、制御回路３３により演算された補正情報を記憶する。ＲＡＭ３６は、制御回路３３により演算処理のためのワークメモリとして利用される。増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂは、Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂからのアナログの増幅度制御信号あるいは増幅度固定信号に応じた増幅度で、パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力されるアナログの読取画像信号を増幅する。Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、補正回路３４からのディジタルの増幅度制御信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する。さらにＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、固定ゲイン回路３９からディジタルの増幅度固定信号が入力されているときには、補正回路３４からの増幅度制御信号に係わらず、固定ゲイン回路３９からの増幅度固定信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する。ホトトランジスタＰＴ1 は、イメージセンサチップ５のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 と同一の温度特性を有しており、冷陰極管７から放射された光が入射されて、その光量に応じたアナログの検出信号を出力する。
【００８４】
すなわち、冷陰極管７は、被読取体を照射する光源を構成している。イメージセンサチップ５は、被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力するイメージセンサチップを構成している。増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂは、イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段を構成している。ホトトランジスタＰＴ1 は、光源から出射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段を構成している。制御回路３３、補正回路３４、およびＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、光量検出手段から出力された検出信号に基づいて増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段を構成している。ＥＥＰＲＯＭ３５は、補正情報を記憶する記憶手段を構成している。固定ゲイン回路３９は、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を構成している。制御チップ６は、増幅手段と光量検出手段と増幅度制御手段とが形成された制御チップを構成している。ヘッド基板４は、制御チップとイメージセンサチップとが搭載された配線基板を構成している。ケース２は、配線基板と光源とを保持するケースを構成している。孔１２は、ケースに形成されて、光源から放射された光を制御チップに導く孔を構成している。
【００８５】
次に動作を説明する。密着型イメージセンサ１の製造に際して、ヘッド基板４をケース２に組み込む前に、ヘッド基板４に搭載されたイメージセンサチップ５の検査を行う。この検査に際しては、制御チップ６のパッドＦＧに入力される増幅度固定信号をアサートする。これにより固定ゲイン回路３９が、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をたとえば１にするためのディジタルの増幅度固定信号をＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力し、Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂが増幅度固定信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する結果、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度が１に固定される。この状態でイメージセンサチップ５を所定光量で照射し、パッドＡＯＲ，ＡＯＧ，ＡＯＢから出力される読取画像信号のレベルを検出することにより、イメージセンサチップ５の異常の有無を調べる。
【００８６】
上記の検査で全てのイメージセンサチップ５に異常がなければ、ヘッド基板４をケース２に組み込み、密着型イメージセンサ１が完成した段階で、補正情報をＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。すなわち、冷陰極管７を点灯させ、密着型イメージセンサ１のガラスカバー３上に所定明度の白色紙などを載置した状態で、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して、クロック信号をイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＣＬＫに供給し、シリアルイン信号を２０個のイメージセンサチップ５のうちの初段のイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＳＩに供給し、さらにセット信号を制御チップ６のパッドＳＥＴに供給する。これにより、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から赤色、緑色、青色のアナログの読取画像信号がクロック信号に同期して３色同時にシリアルに出力され、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢを介してセレクタ３１の入力端子に入力される。一方、ホトトランジスタＰＴ1 からは、冷陰極管７の光量に応じたアナログの検出信号が出力され、この検出信号はセレクタ３１の入力端子に入力される。
【００８７】
そして、セレクタ３１が赤色、緑色、青色の各読取画像信号を順次選択してＡ／Ｄ変換器３２の入力端子に供給する。このとき、セレクタ３１には、切替えタイミング信号として制御回路３３からクロック信号が供給される。セレクタ３１により選択された検出信号あるいは赤色、緑色、青色の読取画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル信号に変換されて、制御回路３３に供給される。そして、１ラインの読取が終了した時点で、セレクタ３１がホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給し、Ａ／Ｄ変換器３２が検出信号をディジタル信号に変換して制御回路３３に供給する。これにより制御回路３３が、たとば１ライン分の読取画像信号のうちの最大レベルの信号を各色毎に判別して、それらの値と検出信号の値とをＲＡＭ３６に記憶させる。具体的には、最初の画素の読取画像信号を各色毎にＲＡＭ３６に記憶させ、次の画素の読取画像信号と各色毎に比較して、次の画素の読取画像信号の方が大きければ、ＲＡＭ３６に記憶させた読取画像信号の値を更新するという動作を、各色かつ画素毎に順次繰り返すことにより、最大レベルの読取画像信号を各色毎に判別する。そして、その判別の結果得られた最大レベルの読取画像信号の値と検出信号の値とから、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから出力される最大レベルの読取画像信号の値を所望の値にするような増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を各色毎に演算し、それらの値と検出信号の値との積をそれぞれＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。
【００８８】
なお、１ラインの読取に要する時間は極めて短時間であるので、その間に冷陰極管７の光量が許容範囲を越えて変化することはないと考えられることから、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号は１ラインの読取が終了した時点で１回だけ制御回路３３に取り込むようにしている。もちろん、１ラインの読取開始の直前に１回だけ制御回路３３に検出信号を取り込むようにしてもよいし、赤色、緑色、青色の１画素分の読取画像信号を取り込む毎に制御回路３３に検出信号を取り込むようにしてもよい。
【００８９】
実際の原稿の読取に際しては、冷陰極管７が点灯されるとともに、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して、各イメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＣＬＫにたとえば８ＭＨｚのクロック信号が供給され、さらに、２０個のイメージセンサチップ５のうちの初段のイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＳＩにシリアルイン信号が供給される。
【００９０】
初段のイメージセンサチップ５のパッドＳＩに入力されたシリアルイン信号は、チップセレクト回路２２のセット端子に入力され、これによりチップセレクト回路２２は、クロック信号ＣＬＫに同期して、セレクト信号出力端子から出力しているセレクト信号をハイレベルにする。このセレクト信号は、クロック信号ＣＬＫを反転させた信号であって、赤、緑、青各色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 のゲートに供給されているので、クロック信号がローレベルの期間に各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 がオンすることになる。
【００９１】
また、シリアルイン信号ＳＩは、シフトレジスタ２１の入力端子にも供給され、クロック信号の立下がりのタイミングでシフトレジスタ２１の初段のビットに取り込まれる。これによりシフトレジスタ２１の初段のビットがオンし、赤、緑、青各色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 のゲートにハイレベルの信号が入力されて、各第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 がオンする。このとき、クロック信号はローレベルであるので、赤、緑、青各色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 はオフしており、赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ1 ，ＰＴＧ1 ，ＰＴＢ1 に蓄積された電荷による電流が各第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 を介して赤、緑、青各色用の抵抗器ＲＲ3 ，ＲＧ3 ，ＲＢ3 に流れる。これら抵抗器ＲＲ3 ，ＲＧ3 ，ＲＢ3 の両端電圧は、赤、緑、青各色用の演算増幅器ＯＰＲ1 ，ＯＰＧ1 ，ＯＰＢ1 の非反転入力端に入力され、抵抗器ＲＲ1 ，ＲＧ1 ，ＲＢ1 と抵抗器ＲＲ2 ，ＲＧ2 ，ＲＢ2 との抵抗値の比で決定される増幅度で増幅されて、赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２からアナログの読取画像信号として出力される。このとき、クロック信号はローレベルであり、セレクト信号がハイレベルであるので、各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 はオンしている。なお、赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ１，ＡＯＧ１，ＡＯＢ１からは、各演算増幅器ＯＰＲ1 ，ＯＰＧ1 ，ＯＰＢ1 により増幅されていないアナログの読取画像信号が出力される。
【００９２】
クロック信号がローレベルからハイレベルに立ち上がると、セレクト信号がローレベルになって各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 がオフし、各パッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から読取画像信号が出力されなくなるとともに、各第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 がオンし、各ホトトランジスタＰＴＲ1 ，ＰＴＧ1 ，ＰＴＢ1 の残留電荷が各第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 を介して放電される。
【００９３】
クロック信号がハイレベルからローレベルに立ち下がると、シフトレジスタ２１の初段のビットのシリアルイン信号ＳＩが第２段のビットにシフトされ、初段のビットの場合と同様の動作により、赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ2 ，ＰＴＧ2 ，ＰＴＢ2 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力される。
【００９４】
以下、同様の動作によりクロック信号に同期して赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ3 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ3 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ3 〜ＰＴＢ128 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から順次出力されると、次のクロック信号ＣＬＫの立ち下がりでシフトレジスタ２の最終段のビットからシリアルイン信号が出力され、チップセレクト回路３のクリア信号入力端子にクリア信号として入力されるとともに、パッドＳＯからシリアルアウト信号として出力される。これによりチップセレクト回路３は、セレクト信号をローレベルに保つ。また、パッドＳＯから出力されたシリアルアウト信号は、次段のイメージセンサチップ５のパッドＳＩにシリアルイン信号として入力される。
【００９５】
これにより、次段のイメージセンサチップ５が上記初段のイメージセンサチップ５と同様に動作し、クロック信号に同期して赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から順次出力される。このような動作が最終段すなわち２０個目のイメージセンサチップ５まで繰り返されることにより、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢには、２０個のイメージセンサチップ５からの各色毎に２５６０画素分のアナログの読取画像信号がそれぞれシリアルに入力される。すなわち、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力される読取画像信号は、各イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力された読取画像信号である。
【００９６】
一方、制御チップ６のセレクタ３１が、パッドＳＩにシリアルイン信号が入力されることにより、制御回路３３からクロック信号を供給されて、ホトトランジスタＰＴ1 からのアナログの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給し、Ａ／Ｄ変換器３２が、クロック信号に同期して検出信号をたとえば８ビットのディジタル信号に変換し、制御回路３３に供給する。これにより制御回路３３が、Ａ／Ｄ変換器３２からの検出信号とＥＥＰＲＯＭ３５に記憶されている補正情報とを補正回路３４に供給する。そして補正回路３４が、制御回路３３からの検出信号と補正情報とから、赤、緑、青各色の増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの適切な増幅度をそれぞれ演算し、演算結果をディジタルの増幅度制御信号として赤、緑、青各色用のＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに供給する。このとき、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル化された読取画像信号が８ビットであるので、増幅度制御信号は、最低でも１０ビット、好ましくは１２〜１６ビット程度のデータとする。これは、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから出力される読取画像信号の精度を確保するためである。すなわち、白に近いレベルにおいては、８ビットではムラになる恐れがあり、また、４倍の増幅を行った場合、有効ビットが８ビットになるためである。各Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに入力された増幅度制御信号は、アナログの増幅度制御信号に変換され、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度制御信号入力端子に供給される。これにより各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂが、増幅度制御信号に応じた増幅度で各パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力された読取画像信号を増幅し、赤、緑、青各色のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに出力する。これらの読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に出力される。
【００９７】
上記のような各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度の決定処理は、各ライン毎に、最初の１２クロック以内で行われる。すなわち、クロック信号の１２周期以内の時間で各ラインにおける増幅度を決定し、それ以降はラインの最終画素まで、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を固定するのである。これは、１ラインの読取に要する時間は極めて短時間であるので、その間に冷陰極管７の光量が許容範囲を越えて変化することはないと考えられるからである。
【００９８】
上記の動作で各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を適切に制御できる理由について、さらに詳細に述べる。いま、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力をＡｏ、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をＧ、冷陰極管７の照度をＬ、イメージセンサチップ５の感度をＳとすると、下記数式１が成立する。この数式１を変形すると、下記数式２のようになる。ここで、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力Ａｏとイメージセンサチップ５の感度Ｓとを一定とすると、下記数式３が成立する。すなわち、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇと冷陰極管７の照度Ｌとの間には反比例の関係が成立する。ここで、冷陰極管７の照度ＬはホトトランジスタＰＴ1 の出力すなわち検出信号に比例するので、図６に示すように、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度とホトトランジスタＰＴ1 の出力との間には反比例の関係が成立する。したがって、予め上記数式３におけるＫの値を求めておくことにより、冷陰極管７の照度Ｌが変化しても、それに応じて増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇを決定して、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力Ａｏを一定に維持することができるのである。
【００９９】
【数１】
【０１００】
【数２】
【０１０１】
【数３】
【０１０２】
さらに具体的に説明する。上記補正情報の決定時において、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値がＬｉ、イメージセンサチップ５から得られた赤、緑、青各色の読取画像信号の最大値がＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂであったとすると、赤、緑、青各色の増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから得られる読取画像信号の最大値を所望の値Ａｏにするためには、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂを下記数式４のように決めればよい。そして、実際の読取時において、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値がＬであったとすると、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを下記数式５のように決めれば、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから得られる読取画像信号の最大値を所望の値Ａｏにできる。
【０１０３】
【数４】
【０１０４】
【数５】
【０１０５】
したがって、上記密着型イメージセンサ１においては、補正情報の決定時に、制御回路３３が、ＬｉおよびＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂの値を検出して、上記数式４に基づいて上記Ｇｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂの値を演算し、これらＧｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂの値とＬｉの値との積を補正情報としてＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。そして、実際の読取時に、制御回路３３が、ＥＥＰＲＯＭ３５からＧｉｒ×Ｌｉ，Ｇｉｇ×Ｌｉ，Ｇｉｂ×Ｌｉの値を読み出して、実際の読取時におけるホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値Ｌとともに補正回路３４に供給する。これにより補正回路３４が、制御回路３３からのＧｉｒ×Ｌｉ，Ｇｉｇ×Ｌｉ，Ｇｉｂ×Ｌｉの値とＬの値とを用いて、上記数式５から各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを演算し、演算結果をたとえば１０ビットの増幅度制御信号としてＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力するのである。
【０１０６】
このように、各ライン毎に冷陰極管７の光量に応じて増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を制御できるので、冷陰極管７の点灯開始から発光光量が安定するまでの数分間の時間を待つことなく、しかも周囲温度が低くて冷陰極管７の発光光量が少ない場合であっても、精度よくかつ高速に原稿の読み取りを実行できる。
【０１０７】
なお、上記実施形態においては、ヘッド基板４上に制御チップ６を搭載したが、制御チップ６を、ヘッド基板４とは別の基板上に搭載してもよく、その基板は、密着型イメージセンサ１の内部に設置してもよいし、外部に設置してもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、光量検出手段、増幅手段、および増幅度制御手段を制御チップ６により実現したが、光量検出手段および増幅度制御手段をＣｄＳセルにより一体に実現してもよい。
【０１０９】
すなわち、図７および図８に示すように、ヘッド基板４上に、制御チップ６の代わりに３個のＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを搭載し、これらＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを、図９に示すように、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの出力端と反転入力端との間に接続する。演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの反転入力端とＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂとの接続点には抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11が接続されており、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの非反転入力端は接地されている。演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11は、密着型イメージセンサ１の外部に設置された基板上に搭載されており、ＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、ヘッド基板４上に形成された配線パターンやコネクタ１５などを介して演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに接続されている。演算増幅器４２Ｒの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＲ11を介して入力され、演算増幅器４２Ｇの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＧ11を介して入力され、演算増幅器４２Ｂの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＢ11を介して入力される。そして、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂによって増幅された赤、緑、青各色の読取画像信号は、図外の処理回路によって適宜処理される。
【０１１０】
ここで、演算増幅器４２Ｒの入力電圧をｖ1 、出力電圧をｖ2 とし、抵抗器ＲＲ11の抵抗値をＲ11、冷陰極管７の照度がＥのときのＣｄＳセル４１Ｒの抵抗値をＲとすると、下記数式６が成立する。また、冷陰極管７の照度Ｅの飽和値をＥS 、冷陰極管７の照度が飽和したときのＣｄＳセル４１Ｒの抵抗値をＲS とすると、下記数式７が成立する。下記数式６および下記数式７から下記数式８が導かれ、この数式８から明らかなように、ＣｄＳセル４１Ｒとしてγ値が１のＣｄＳセルを用いれば、冷陰極管７の照度Ｅに反比例してイメージセンサチップ５からの赤色の読取画像信号の電圧値ｖ1 が変化する場合、冷陰極管７の照度Ｅの変化に係わらず演算増幅器４２Ｒの出力電圧ｖ2 が一定になることが判る。この関係は演算増幅器４２Ｇ，４２Ｂについても同様であり、冷陰極管７の照度の変化によるＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの抵抗値の変化を利用することにより、冷陰極管７の照度の変化に係わらず、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから出力される赤、緑、青各色の読取画像信号のレベルをほぼ一定に維持でき、この結果、常に所望のレベル以上の読取画像信号を得ることができる。
【０１１１】
【数６】
【０１１２】
【数７】
【０１１３】
【数８】
【０１１４】
なお、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11は、密着型イメージセンサ１の内部に設けてもよく、この場合、ヘッド基板４上に搭載してもよいし、ヘッド基板４とは別の基板上に搭載してもよい。
【０１１５】
また、光量検出手段をホトトランジスタ、ホトダイオード、あるいはＣｄＳセルなどにより実現し、増幅手段を電圧制御型の増幅器により実現し、増幅度制御手段を演算増幅器などを用いた負帰還増幅器により実現してもよい。
【０１１６】
すなわち、図１０に示すように、ホトトランジスタ５１と、演算増幅器５２と、３個の増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂと、抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 とを、ヘッド基板４上に設け、ホトトランジスタ５１により冷陰極管７からの光を受光し、演算増幅器５２の出力電圧により増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの増幅度を制御するように構成してもよい。
【０１１７】
図１０に示す回路において、演算増幅器５２の出力端は抵抗器Ｒ1 の一端と増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの制御電圧入力端とに接続されており、抵抗器Ｒ1 の他端はホトトランジスタ５１のコレクタに接続されている。ホトトランジスタ５１のエミッタは演算増幅器５２の反転入力端と抵抗器Ｒ2 の一端とに接続されており、演算増幅器５２の非反転入力端は抵抗器Ｒ3 の一端と抵抗器Ｒ4 の一端とに接続されている。抵抗器Ｒ3 の他端は電源Ｖccに接続されており、抵抗器Ｒ4 の他端は接地されている。抵抗器Ｒ2 の他端には、図外の基準電圧供給回路から基準電圧Ｖref が供給されており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力された赤、緑、青各色の読取画像信号が入力される。増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの出力端から出力された赤、緑、青各色の読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。
【０１１８】
演算増幅器５２は１個のＩＣによって実現されており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、３個の増幅器が１個のＩＣによって実現されている。ホトトランジスタ５１および抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 はディスクリート部品である。
【０１１９】
ホトトランジスタ５１は、冷陰極管７からの光の受光量に応じてコレクタ・エミッタ間の抵抗値が変化する。演算増幅器５２は、反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ1 とホトトランジスタ５１との直列回路からなる帰還回路が接続されることにより、負帰還増幅器を構成しており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各制御電圧入力端に制御電圧を供給する。増幅器５３Ｒは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色の読取画像信号を増幅する。増幅器５３Ｇは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色の読取画像信号を増幅する。増幅器５３Ｂは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色の読取画像信号を増幅する。
【０１２０】
ホトトランジスタ５１と抵抗器Ｒ1 との直列回路からなる帰還回路の抵抗値をＲf 、抵抗器Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の抵抗値をそれぞれＲ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 とし、演算増幅器５２が理想的な演算増幅器であるものとすると、演算増幅器５２の出力端から出力される制御電圧Ｖo は、下記数式９で表される。下記数式９の右辺において、変数はＲf だけであるので、下記数式９をＲf について整理すると、下記数式１０が得られる。ここで、基準電圧Ｖref は下記数式１１を満足するように設定されているので、下記数式１０から明らかなように、制御電圧Ｖo はＲf の変化に係わらず、常に（Ｒ4 ×Ｖcc）／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）よりも大きい。また、ホトトランジスタ５１のコレクタ・エミッタ間の抵抗値は、冷陰極管７からの光の受光量の増大に伴って小さくなる。そして現実には、制御電圧Ｖo は、冷陰極管７の発光量の増大に伴って図１１に示すように小さくなる。なお、帰還回路の抵抗器Ｒ1 は、図１１に示す直線の傾きを調整する機能を有している。
【０１２１】
【数９】
【０１２２】
【数１０】
【０１２３】
【数１１】
【０１２４】
一方、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各増幅度は、演算増幅器５２の出力端からの制御電圧Ｖo の増大に伴って図１２に示すように大きくなる。
【０１２５】
いま、冷陰極管７の光量変動によりホトトランジスタ５１の受光量が大きくなったとすると、ホトトランジスタ５１のコレクタ・エミッタ間の抵抗が小さくなり、その分だけ帰還回路の抵抗が小さくなるので、帰還回路による帰還率が大きくなり、演算増幅器５２の増幅度が小さくなって、図１１からも明らかなように演算増幅器５２の出力端から出力される制御電圧Ｖo が小さくなる。これにより、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各増幅度が図１２からも明らかなように小さくなって、冷陰極管７の光量変動が相殺される。したがって、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの出力レベルが冷陰極管７の光量変動に影響されることがない。
【０１２６】
もちろん、光量検出手段として、ホトトランジスタ５１の代わりにホトダイオードやＣｄＳセルなどを用いてもよい。
【０１２７】
また、ホトトランジスタ５１や演算増幅器５２や増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂや抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 を、ヘッド基板４とは別に密着型イメージセンサ１の内部に設置された配線基板上に搭載してもよい。
【０１２８】
また、演算増幅器５２や増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂや抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 を、密着型イメージセンサ１の外部に設置された配線基板上に搭載し、ホトトランジスタ５１からの検出信号をコネクタ１５などを介して演算増幅器５２の反転入力端と抵抗器Ｒ1 の他端との間に供給するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態における密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図である。
【図２】図１に示す密着型イメージセンサに備えられたヘッド基板の平面図である。
【図３】図２に示すヘッド基板上に搭載されたイメージセンサチップの部分平面図である。
【図４】図３に示すイメージセンサチップの回路ブロック図である。
【図５】図２に示すヘッド基板上に搭載された制御チップの回路ブロック図である。
【図６】図１に示す密着型イメージセンサにおける光量の検出出力と増幅器の増幅度との関係を説明する説明図である。
【図７】別の実施形態における密着型イメージセンサに備えられたヘッド基板の平面図である。
【図８】別の実施形態における密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図である。
【図９】別の実施形態における密着型イメージセンサを備えた画像読取装置の読取画像信号増幅部の回路図である。
【図１０】さらに別の実施形態における密着型イメージセンサにおける読取画像信号増幅部の回路図である。
【図１１】図１０に示すホトトランジスタの受光量と演算増幅器の出力電圧との関係の説明図である。
【図１２】図１０に示す演算増幅器の出力電圧と増幅器の増幅度との関係の説明図である。
【図１３】冷陰極管の出力特性の説明図である。
【符号の説明】
１ 密着型イメージセンサ
２ ケース
４ ヘッド基板
５ イメージセンサチップ
６ 制御チップ
７ 冷陰極管
１２ 孔
３３ 制御回路
３４ 補正回路
３５ ＥＥＰＲＯＭ
３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂ 増幅器
３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂ Ｄ／Ａ変換器
４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ ＣｄＳセル
４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ 演算増幅器
５１ ホトトランジスタ
５２ 演算増幅器
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ 増幅器
ＰＴ1 ホトトランジスタ
ＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 ホトトランジスタ
Ｒ1 〜Ｒ4 抵抗器
【発明の属する技術分野】
本願発明は、原稿などの画像を読み取るための密着型イメージセンサ、および画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密着型イメージセンサは、一般に、光量の調整の容易さや、制御に対する応答性の迅速さなどの観点から、光源として発光ダイオードが用いられていた。
【０００３】
しかしながら、このような従来の密着型イメージセンサでは、光源として発光ダイオードを用いているため、十分大きな発光量を得ることができず、読取速度の高速化に限界があった。
【０００４】
しかも、最近の密着型イメージセンサは、１ラインの画素数を多くすることにより読取精度の向上を図っているので、多数のイメージセンサチップを設ける必要があり、これらイメージセンサチップからの読取画像信号がシリアルに出力されることから、１ラインの読み取りに多くの時間を要していた。
【０００５】
特に近年、イメージセンサのカラー化が急速に進んでいるが、カラーの場合には一般に高い読取精度を要求され、しかもモノクロのイメージセンサチップでカラー画像を読み取るには、赤、緑、青の各色の光でそれぞれ読み取りを行う必要があり、モノクロ画像の３倍の読取時間を要するので、従来の密着型イメージセンサでは、読取速度の遅さが一層大きな問題となる。
【０００６】
さらに、最近では使用者がイメージセンサを手で持って原稿の上を走査させる、いわゆるハンディータイプのイメージセンサも普及しつつあるが、このようなハンディータイプのイメージセンサの場合、読取速度が遅すぎると正確な走査が困難になり、使い勝手が悪くなる。
【０００７】
そこで、発光ダイオードと比較して極めて大きな発光量が得られる冷陰極管を光源として用いることが提案されている。
【０００８】
ところが、この冷陰極管は、熱陰極管に比べて発熱が少ないものの、図１３に示すように、点灯時の放電電流による熱損失により、摂氏１０〜２０度程度の温度上昇があるため、完全な熱平衡状態に至るまでに点灯開始時から３〜５分間程度の時間が必要である。そのため、管内の水銀の蒸気圧も温度上昇に伴って変化することから、発光量が安定するまでに点灯開始時から３〜５分間程度の時間を要する結果となる。さらには、周囲温度によって熱平衡状態における管温度が異なることから、周囲温度によって発光量が変化してしまう。
【０００９】
このような発光量の変化に対処するため、従来、冷陰極管を駆動するインバータを制御する試みがなされているが、発光量を良好に制御するには至っておらず、光源として冷陰極管を用いた、高速かつ高精度な読み取りが可能な密着型イメージセンサは、従来存在しなかった。
【００１０】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、周囲温度や点灯時間などによって発光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる密着型イメージセンサ、および画像読取装置を提供することを、その課題とする。
【００１１】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本願発明の第１の側面によれば、光源と、この光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップと、前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段と、前記イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、前記光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた密着型イメージセンサであって、前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、密着型イメージセンサが提供される。
【００１３】
このようにすれば、光量検出手段から出力された検出信号に基づいて、イメージセンサチップから出力された読取画像信号の増幅度を可変させることが可能となり、光源の発光量の変化に係わらず所定レベルの読取画像信号を得られることから、周囲温度や点灯時間などによって発光光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる。
【００１４】
イメージセンサチップとしては、ＭＯＳ型のイメージセンサチップを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１５】
光量検出手段としては、ホトダイオードやホトトランジスタやＣｄＳセルなどを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１６】
イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する増幅手段や、その増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段は、密着型イメージセンサの内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００１７】
好ましい実施の形態によれば、光量検出手段は、イメージセンサチップの受光素子と略同等の温度特性を有するホトトランジスタからなる。
【００１８】
このようにすれば、周囲温度の変化による光量検出手段とイメージセンサチップの受光素子との特性変化が相殺されるので、高精度の読み取りが行える。
【００２０】
本願発明ではまた、増幅手段や増幅度制御手段を密着型イメージセンサの内部に設けたので、イメージセンサチップからの読取画像信号や光量検出手段からの検出信号に外来ノイズが重畳するのを極力低減でき、一層良好な読み取りを行える。
【００２１】
光源としては、冷陰極管を用いることができるが、これに限らず、周囲温度や点灯継続時間や累積点灯時間などによって発光量が変化する光源でさえあれば、本願発明を有効に利用できる。さらには、白色光源に限らず、赤、緑、青の各色の光源であってもよい。
【００２２】
増幅手段としては、負帰還増幅器や演算増幅器を用いることができるが、これに限るものではない。
【００２３】
他の好ましい実施の形態によれば、光源は、冷陰極管である。
【００２４】
このようにすれば、発光量が大きくて発熱が少ないという冷陰極管の利点を有効利用しつつ、周囲温度や点灯時間などの要因によって発光量が変化するという冷陰極管の性質に起因する読取画像信号の出力レベル変動を良好に抑制できる。しかも、冷陰極管を白色光源として用いたカラー読み取りを極めて短時間で高精度に行える。
【００２５】
本願発明ではまた、増幅度制御手段は、任意の条件下で光源を点灯させて、イメージセンサチップから出力される読取画像信号と光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、光量検出手段からの検出信号と記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて増幅手段の増幅度を制御するので、予め記憶手段に記憶させた補正情報に基づいて、光源の発光量に応じた適切な増幅度を容易かつ迅速に演算できる。
【００２７】
記憶手段としては、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリを用いることができるが、これに限るものではない。
【００２８】
他の好ましい実施の形態によれば、イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に増幅手段の増幅度を制御する。
【００２９】
このようにすれば、赤、緑、青の各色毎に増幅度を制御でき、高精度かつ高速にカラーの読取画像信号を得ることができる。
【００３０】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を備えた。
【００３１】
このようにすれば、イメージセンサチップの検査時など、各受光素子固有の特性を知りたいときに便利である。
【００３２】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段と光量検出手段と増幅度制御手段とは、同一の制御チップ内に形成されており、この制御チップをイメージセンサチップと同一の配線基板に搭載し、この配線基板と光源とを保持するケースに、光源から放射された光を制御チップに導く孔を形成する。
【００３３】
このようにすれば、イメージセンサのサイズを一切大きくすることなく、光源の発光量の変動に対処できる。
【００５０】
本願発明の第２の側面によれば、光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップ、および、前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段、を備える密着型イメージセンサと、被読取体を照射する光源と、前記密着型イメージセンサのイメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、前記密着型イメージセンサの光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた画像読取装置であって、前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、画像読取装置が提供される。
【００５１】
このようにすれば、増幅度制御手段が、密着型イメージセンサの光量検出手段から出力された検出信号に基づいて増幅手段の増幅度を可変させるので、光源の発光量の変化に係わらず所定レベルの読取画像信号を得られることから、周囲温度や点灯時間などによって発光光量が変化する光源を用いた場合であっても、読取精度を低下させることなく、読取速度を良好に向上させることができる。
【００５２】
また、予め記憶手段に記憶させた補正情報に基づいて、光源の発光量に応じた適切な増幅度を容易かつ迅速に演算できる。
【００５３】
好ましい実施の形態によれば、光源は、冷陰極管である。
【００５４】
このようにすれば、発光量が大きくて発熱が少ないという冷陰極管の利点を有効利用しつつ、周囲温度や点灯時間などの要因によって発光量が変化するという冷陰極管の性質に起因する読取画像信号の出力レベル変動を良好に抑制できる。
【００５６】
他の好ましい実施の形態によれば、イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に増幅手段の増幅度を制御する。
【００５７】
このようにすれば、赤、緑、青の各色毎に増幅度を制御でき、高精度かつ高速にカラーの読取画像信号を得ることができる。
【００５８】
他の好ましい実施の形態によれば、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を備えた。
【００５９】
このようにすれば、イメージセンサチップの検査時など、各受光素子固有の特性を知りたいときに便利である。
【００７４】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００７５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００７６】
図１は、本願発明に係る密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図であって、この密着型イメージセンサ１は、略矩形状の断面形状と、所定の長手寸法とを有するケース２を有しており、このケース２は、樹脂成形によって作製することができる。このケース２は、上下に貫通する内部空間をもち、上部開口を封鎖するようにしてガラスカバー３が取付けられているとともに、下部開口を封鎖するようにして、ヘッド基板４が取付けられている。このヘッド基板４の上面における幅方向一側寄りには、複数個のイメージセンサチップ５が取付けられており、幅方向他側寄りには、イメージセンサチップ５からの読取画像信号を処理する制御チップ６が取付けられている。そして、このケース２の内部空間には、白色光源としての冷陰極管７と、この冷陰極管７から放射された光を効率的にガラスカバー３上の被読取体としての原稿に照射するための反射部材８と、原稿面からの反射光を正立等倍にイメージセンサチップ５に集束させるためのロッドレンズアレイ９とが設けられている。ケース２の適所には、冷陰極管７を駆動するインバータ回路が搭載されたインバータ基板１０が嵌め込まれている。ケース２には、断面円形の１対の取付孔１１ａ，１１ｂが長手方向に沿って形成されており、ケース２および反射部材８には、冷陰極管７から放射された光を制御チップ６に導く断面円形の孔１２が形成されている。
【００７７】
図２は、ヘッド基板４の平面図であって、イメージセンサチップ５は、全ての受光素子がほぼ等間隔でかつ３列に並ぶように、ヘッド基板４上にたとえば２０個搭載されている。制御チップ６は、ヘッド基板４の長手方向中央部に１個搭載されている。またヘッド基板４には、長手方向一端部にコネクタ１５が取り付けられている。
【００７８】
図３は、イメージセンサチップ５の受光部の配置説明図であって、イメージセンサチップ５の表面には、赤色用の受光部１６Ｒ、緑色用の受光部１６Ｇ、および青色用の受光部１６Ｂが、それぞれイメージセンサチップ５の長手方向に沿ってたとえば１２８個ずつ等間隔に並んでいる。これら受光部１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色に着色したレジスト膜により構成されている。
【００７９】
図４は、イメージセンサチップ５の回路ブロック図であって、このイメージセンサチップ５には、１２８ビットのシフトレジスタ２１、チップセレクト回路２２、１２８個の赤色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 、１２８個の緑色用のホトトランジスタＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 、１２８個の青色用のホトトランジスタＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 、１２８個の赤色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 〜ＦＥＴＲ128 、１２８個の緑色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＧ1 〜ＦＥＴＧ128 、１２８個の青色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＢ1 〜ＦＥＴＢ128 、赤色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 、緑色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＧ201 、青色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＢ201 、赤色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 、緑色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＧ211 、青色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＢ211 、赤色用の演算増幅器ＯＰＲ1 、緑色用の演算増幅器ＯＰＧ1 、青色用の演算増幅器ＯＰＢ1 、赤色用の３個の抵抗器ＲＲ1 〜ＲＲ3 、緑色用の３個の抵抗器ＲＧ1 〜ＲＧ3 、青色用の３個の抵抗器ＲＢ1 〜ＲＢ3 、および１１個のパッドＳＩ，ＣＬＫ，ＧＮＤ，ＡＯＲ１，ＡＯＲ２，ＳＯ，ＡＯＧ１，ＡＯＧ２，ＡＯＢ１，ＡＯＢ２，ＶＤＤが形成されている。第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 〜ＦＥＴＲ128 ，ＦＥＴＧ1 〜ＦＥＴＧ128 ，ＦＥＴＢ1 〜ＦＥＴＢ128 、第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 、および第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 はそれぞれＭＯＳ型の電界効果トランジスタである。
【００８０】
パッドＳＩには、シリアルイン信号が入力される。パッドＣＬＫには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してたとえば８ＭＨｚのクロック信号が入力される。パッドＧＮＤは、グランドラインに接続されている。パッドＡＯＲ１からは、増幅していない赤色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＲ２からは、増幅された赤色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＧ１からは、増幅していない緑色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＧ２からは、増幅された緑色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＢ１からは、増幅していない青色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＡＯＢ２からは、増幅された青色のアナログの読取画像信号がシリアルに出力される。パッドＳＯからは、シリアルアウト信号が出力される。パッドＶＤＤには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してたとえば５ボルトの電源電圧が供給される。赤色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 には、赤色用の受光部１６Ｒを通過した光が入射する。緑色用のホトトランジスタＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 には、緑色用の受光部１６Ｇを通過した光が入射する。青色用のホトトランジスタＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 には、青色用の受光部１６Ｂを通過した光が入射する。
【００８１】
図５は、制御チップ６の回路ブロック図であって、この制御チップ６には、セレクタ３１、Ａ／Ｄ変換器３２、制御回路３３、補正回路３４、ＥＥＰＲＯＭ３５、ＲＡＭ３６、赤色用の増幅器３７Ｒ、緑色用の増幅器３７Ｇ、青色用の増幅器３７Ｂ、赤色用のＤ／Ａ変換器３８Ｒ、緑色用のＤ／Ａ変換器３８Ｇ、青色用のＤ／Ａ変換器３８Ｂ、固定ゲイン回路３９、ホトトランジスタＰＴ1 、および１０個のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢ，ＳＥＴ，ＳＩ，ＣＬＫ，ＡＯＲ，ＡＯＧ，ＡＯＢ，ＦＧが形成されている。
【００８２】
パッドＡＩＲには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＡＩＧには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＡＩＢには、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色のアナログの読取画像信号が入力される。パッドＳＥＴには、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を決定するための基準となる補正情報を制御回路３３に生成させるセット信号が、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して入力される。パッドＳＩには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してシリアルイン信号が入力される。パッドＣＬＫには、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介してクロック信号が入力される。パッドＦＧには、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をたとえば１に固定するための増幅度固定信号が、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して入力される。パッドＡＯＲからは、増幅器３７Ｒにより増幅された赤色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。パッドＡＯＧからは、増幅器３７Ｇにより増幅された緑色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。パッドＡＯＢからは、増幅器３７Ｂにより増幅された青色のアナログの読取画像信号が出力され、この読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。
【００８３】
セレクタ３１は、制御回路３３により制御されて、パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力されるアナログの読取画像信号を順次切り替えてＡ／Ｄ変換器３２に供給する。またセレクタ３１は、ホトトランジスタＰＴ1 からのアナログの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給する。Ａ／Ｄ変換器３２は、セレクタ３１からの読取画像信号あるいは検出信号をディジタル信号に変換して制御回路３３に供給する。制御回路３３は、パッドＳＥＴを介してセット信号が入力されることにより、Ａ／Ｄ変換器３２からのディジタル信号に基づいて、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を決定するための基準となる補正情報を生成してＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。また制御回路３３は、原稿などの読取時に、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル信号に変換されたホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号と、ＥＥＰＲＯＭ３５から読み出した補正情報とを補正回路３４に供給する。補正回路３４は、原稿などの読取時に、制御回路３３からの検出信号と補正情報とに基づいて、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をそれぞれ決定し、それに応じたディジタルの増幅度制御信号をＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力する。ＥＥＰＲＯＭ３５は、制御回路３３により演算された補正情報を記憶する。ＲＡＭ３６は、制御回路３３により演算処理のためのワークメモリとして利用される。増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂは、Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂからのアナログの増幅度制御信号あるいは増幅度固定信号に応じた増幅度で、パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力されるアナログの読取画像信号を増幅する。Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、補正回路３４からのディジタルの増幅度制御信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する。さらにＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、固定ゲイン回路３９からディジタルの増幅度固定信号が入力されているときには、補正回路３４からの増幅度制御信号に係わらず、固定ゲイン回路３９からの増幅度固定信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する。ホトトランジスタＰＴ1 は、イメージセンサチップ５のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 と同一の温度特性を有しており、冷陰極管７から放射された光が入射されて、その光量に応じたアナログの検出信号を出力する。
【００８４】
すなわち、冷陰極管７は、被読取体を照射する光源を構成している。イメージセンサチップ５は、被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力するイメージセンサチップを構成している。増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂは、イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段を構成している。ホトトランジスタＰＴ1 は、光源から出射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段を構成している。制御回路３３、補正回路３４、およびＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂは、光量検出手段から出力された検出信号に基づいて増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段を構成している。ＥＥＰＲＯＭ３５は、補正情報を記憶する記憶手段を構成している。固定ゲイン回路３９は、増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を構成している。制御チップ６は、増幅手段と光量検出手段と増幅度制御手段とが形成された制御チップを構成している。ヘッド基板４は、制御チップとイメージセンサチップとが搭載された配線基板を構成している。ケース２は、配線基板と光源とを保持するケースを構成している。孔１２は、ケースに形成されて、光源から放射された光を制御チップに導く孔を構成している。
【００８５】
次に動作を説明する。密着型イメージセンサ１の製造に際して、ヘッド基板４をケース２に組み込む前に、ヘッド基板４に搭載されたイメージセンサチップ５の検査を行う。この検査に際しては、制御チップ６のパッドＦＧに入力される増幅度固定信号をアサートする。これにより固定ゲイン回路３９が、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をたとえば１にするためのディジタルの増幅度固定信号をＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力し、Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂが増幅度固定信号をアナログ信号に変換して増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂに供給する結果、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度が１に固定される。この状態でイメージセンサチップ５を所定光量で照射し、パッドＡＯＲ，ＡＯＧ，ＡＯＢから出力される読取画像信号のレベルを検出することにより、イメージセンサチップ５の異常の有無を調べる。
【００８６】
上記の検査で全てのイメージセンサチップ５に異常がなければ、ヘッド基板４をケース２に組み込み、密着型イメージセンサ１が完成した段階で、補正情報をＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。すなわち、冷陰極管７を点灯させ、密着型イメージセンサ１のガラスカバー３上に所定明度の白色紙などを載置した状態で、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して、クロック信号をイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＣＬＫに供給し、シリアルイン信号を２０個のイメージセンサチップ５のうちの初段のイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＳＩに供給し、さらにセット信号を制御チップ６のパッドＳＥＴに供給する。これにより、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から赤色、緑色、青色のアナログの読取画像信号がクロック信号に同期して３色同時にシリアルに出力され、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢを介してセレクタ３１の入力端子に入力される。一方、ホトトランジスタＰＴ1 からは、冷陰極管７の光量に応じたアナログの検出信号が出力され、この検出信号はセレクタ３１の入力端子に入力される。
【００８７】
そして、セレクタ３１が赤色、緑色、青色の各読取画像信号を順次選択してＡ／Ｄ変換器３２の入力端子に供給する。このとき、セレクタ３１には、切替えタイミング信号として制御回路３３からクロック信号が供給される。セレクタ３１により選択された検出信号あるいは赤色、緑色、青色の読取画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル信号に変換されて、制御回路３３に供給される。そして、１ラインの読取が終了した時点で、セレクタ３１がホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給し、Ａ／Ｄ変換器３２が検出信号をディジタル信号に変換して制御回路３３に供給する。これにより制御回路３３が、たとば１ライン分の読取画像信号のうちの最大レベルの信号を各色毎に判別して、それらの値と検出信号の値とをＲＡＭ３６に記憶させる。具体的には、最初の画素の読取画像信号を各色毎にＲＡＭ３６に記憶させ、次の画素の読取画像信号と各色毎に比較して、次の画素の読取画像信号の方が大きければ、ＲＡＭ３６に記憶させた読取画像信号の値を更新するという動作を、各色かつ画素毎に順次繰り返すことにより、最大レベルの読取画像信号を各色毎に判別する。そして、その判別の結果得られた最大レベルの読取画像信号の値と検出信号の値とから、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから出力される最大レベルの読取画像信号の値を所望の値にするような増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を各色毎に演算し、それらの値と検出信号の値との積をそれぞれＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。
【００８８】
なお、１ラインの読取に要する時間は極めて短時間であるので、その間に冷陰極管７の光量が許容範囲を越えて変化することはないと考えられることから、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号は１ラインの読取が終了した時点で１回だけ制御回路３３に取り込むようにしている。もちろん、１ラインの読取開始の直前に１回だけ制御回路３３に検出信号を取り込むようにしてもよいし、赤色、緑色、青色の１画素分の読取画像信号を取り込む毎に制御回路３３に検出信号を取り込むようにしてもよい。
【００８９】
実際の原稿の読取に際しては、冷陰極管７が点灯されるとともに、密着型イメージセンサ１の外部からコネクタ１５などを介して、各イメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＣＬＫにたとえば８ＭＨｚのクロック信号が供給され、さらに、２０個のイメージセンサチップ５のうちの初段のイメージセンサチップ５および制御チップ６のパッドＳＩにシリアルイン信号が供給される。
【００９０】
初段のイメージセンサチップ５のパッドＳＩに入力されたシリアルイン信号は、チップセレクト回路２２のセット端子に入力され、これによりチップセレクト回路２２は、クロック信号ＣＬＫに同期して、セレクト信号出力端子から出力しているセレクト信号をハイレベルにする。このセレクト信号は、クロック信号ＣＬＫを反転させた信号であって、赤、緑、青各色用の第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 のゲートに供給されているので、クロック信号がローレベルの期間に各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 がオンすることになる。
【００９１】
また、シリアルイン信号ＳＩは、シフトレジスタ２１の入力端子にも供給され、クロック信号の立下がりのタイミングでシフトレジスタ２１の初段のビットに取り込まれる。これによりシフトレジスタ２１の初段のビットがオンし、赤、緑、青各色用の第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 のゲートにハイレベルの信号が入力されて、各第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 がオンする。このとき、クロック信号はローレベルであるので、赤、緑、青各色用の第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 はオフしており、赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ1 ，ＰＴＧ1 ，ＰＴＢ1 に蓄積された電荷による電流が各第１の電界効果トランジスタＦＥＴＲ1 ，ＦＥＴＧ1 ，ＦＥＴＢ1 を介して赤、緑、青各色用の抵抗器ＲＲ3 ，ＲＧ3 ，ＲＢ3 に流れる。これら抵抗器ＲＲ3 ，ＲＧ3 ，ＲＢ3 の両端電圧は、赤、緑、青各色用の演算増幅器ＯＰＲ1 ，ＯＰＧ1 ，ＯＰＢ1 の非反転入力端に入力され、抵抗器ＲＲ1 ，ＲＧ1 ，ＲＢ1 と抵抗器ＲＲ2 ，ＲＧ2 ，ＲＢ2 との抵抗値の比で決定される増幅度で増幅されて、赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２からアナログの読取画像信号として出力される。このとき、クロック信号はローレベルであり、セレクト信号がハイレベルであるので、各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 はオンしている。なお、赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ１，ＡＯＧ１，ＡＯＢ１からは、各演算増幅器ＯＰＲ1 ，ＯＰＧ1 ，ＯＰＢ1 により増幅されていないアナログの読取画像信号が出力される。
【００９２】
クロック信号がローレベルからハイレベルに立ち上がると、セレクト信号がローレベルになって各第２の電界効果トランジスタＦＥＴＲ201 ，ＦＥＴＧ201 ，ＦＥＴＢ201 がオフし、各パッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から読取画像信号が出力されなくなるとともに、各第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 がオンし、各ホトトランジスタＰＴＲ1 ，ＰＴＧ1 ，ＰＴＢ1 の残留電荷が各第３の電界効果トランジスタＦＥＴＲ211 ，ＦＥＴＧ211 ，ＦＥＴＢ211 を介して放電される。
【００９３】
クロック信号がハイレベルからローレベルに立ち下がると、シフトレジスタ２１の初段のビットのシリアルイン信号ＳＩが第２段のビットにシフトされ、初段のビットの場合と同様の動作により、赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ2 ，ＰＴＧ2 ，ＰＴＢ2 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力される。
【００９４】
以下、同様の動作によりクロック信号に同期して赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ3 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ3 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ3 〜ＰＴＢ128 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から順次出力されると、次のクロック信号ＣＬＫの立ち下がりでシフトレジスタ２の最終段のビットからシリアルイン信号が出力され、チップセレクト回路３のクリア信号入力端子にクリア信号として入力されるとともに、パッドＳＯからシリアルアウト信号として出力される。これによりチップセレクト回路３は、セレクト信号をローレベルに保つ。また、パッドＳＯから出力されたシリアルアウト信号は、次段のイメージセンサチップ５のパッドＳＩにシリアルイン信号として入力される。
【００９５】
これにより、次段のイメージセンサチップ５が上記初段のイメージセンサチップ５と同様に動作し、クロック信号に同期して赤、緑、青各色用のホトトランジスタＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 に蓄積された電荷に応じたアナログの読取画像信号が赤、緑、青各色用のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から順次出力される。このような動作が最終段すなわち２０個目のイメージセンサチップ５まで繰り返されることにより、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢには、２０個のイメージセンサチップ５からの各色毎に２５６０画素分のアナログの読取画像信号がそれぞれシリアルに入力される。すなわち、制御チップ６のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力される読取画像信号は、各イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力された読取画像信号である。
【００９６】
一方、制御チップ６のセレクタ３１が、パッドＳＩにシリアルイン信号が入力されることにより、制御回路３３からクロック信号を供給されて、ホトトランジスタＰＴ1 からのアナログの検出信号をＡ／Ｄ変換器３２に供給し、Ａ／Ｄ変換器３２が、クロック信号に同期して検出信号をたとえば８ビットのディジタル信号に変換し、制御回路３３に供給する。これにより制御回路３３が、Ａ／Ｄ変換器３２からの検出信号とＥＥＰＲＯＭ３５に記憶されている補正情報とを補正回路３４に供給する。そして補正回路３４が、制御回路３３からの検出信号と補正情報とから、赤、緑、青各色の増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの適切な増幅度をそれぞれ演算し、演算結果をディジタルの増幅度制御信号として赤、緑、青各色用のＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに供給する。このとき、Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタル化された読取画像信号が８ビットであるので、増幅度制御信号は、最低でも１０ビット、好ましくは１２〜１６ビット程度のデータとする。これは、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから出力される読取画像信号の精度を確保するためである。すなわち、白に近いレベルにおいては、８ビットではムラになる恐れがあり、また、４倍の増幅を行った場合、有効ビットが８ビットになるためである。各Ｄ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに入力された増幅度制御信号は、アナログの増幅度制御信号に変換され、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度制御信号入力端子に供給される。これにより各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂが、増幅度制御信号に応じた増幅度で各パッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに入力された読取画像信号を増幅し、赤、緑、青各色のパッドＡＩＲ，ＡＩＧ，ＡＩＢに出力する。これらの読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に出力される。
【００９７】
上記のような各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度の決定処理は、各ライン毎に、最初の１２クロック以内で行われる。すなわち、クロック信号の１２周期以内の時間で各ラインにおける増幅度を決定し、それ以降はラインの最終画素まで、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を固定するのである。これは、１ラインの読取に要する時間は極めて短時間であるので、その間に冷陰極管７の光量が許容範囲を越えて変化することはないと考えられるからである。
【００９８】
上記の動作で各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を適切に制御できる理由について、さらに詳細に述べる。いま、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力をＡｏ、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度をＧ、冷陰極管７の照度をＬ、イメージセンサチップ５の感度をＳとすると、下記数式１が成立する。この数式１を変形すると、下記数式２のようになる。ここで、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力Ａｏとイメージセンサチップ５の感度Ｓとを一定とすると、下記数式３が成立する。すなわち、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇと冷陰極管７の照度Ｌとの間には反比例の関係が成立する。ここで、冷陰極管７の照度ＬはホトトランジスタＰＴ1 の出力すなわち検出信号に比例するので、図６に示すように、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度とホトトランジスタＰＴ1 の出力との間には反比例の関係が成立する。したがって、予め上記数式３におけるＫの値を求めておくことにより、冷陰極管７の照度Ｌが変化しても、それに応じて増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇを決定して、増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの出力Ａｏを一定に維持することができるのである。
【００９９】
【数１】
【数２】
【数３】
さらに具体的に説明する。上記補正情報の決定時において、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値がＬｉ、イメージセンサチップ５から得られた赤、緑、青各色の読取画像信号の最大値がＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂであったとすると、赤、緑、青各色の増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから得られる読取画像信号の最大値を所望の値Ａｏにするためには、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂを下記数式４のように決めればよい。そして、実際の読取時において、ホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値がＬであったとすると、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを下記数式５のように決めれば、各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂから得られる読取画像信号の最大値を所望の値Ａｏにできる。
【０１０３】
【数４】
【数５】
したがって、上記密着型イメージセンサ１においては、補正情報の決定時に、制御回路３３が、ＬｉおよびＳｒ，Ｓｇ，Ｓｂの値を検出して、上記数式４に基づいて上記Ｇｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂの値を演算し、これらＧｉｒ，Ｇｉｇ，Ｇｉｂの値とＬｉの値との積を補正情報としてＥＥＰＲＯＭ３５に記憶させる。そして、実際の読取時に、制御回路３３が、ＥＥＰＲＯＭ３５からＧｉｒ×Ｌｉ，Ｇｉｇ×Ｌｉ，Ｇｉｂ×Ｌｉの値を読み出して、実際の読取時におけるホトトランジスタＰＴ1 からの検出信号の値Ｌとともに補正回路３４に供給する。これにより補正回路３４が、制御回路３３からのＧｉｒ×Ｌｉ，Ｇｉｇ×Ｌｉ，Ｇｉｂ×Ｌｉの値とＬの値とを用いて、上記数式５から各増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを演算し、演算結果をたとえば１０ビットの増幅度制御信号としてＤ／Ａ変換器３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに出力するのである。
【０１０６】
このように、各ライン毎に冷陰極管７の光量に応じて増幅器３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの増幅度を制御できるので、冷陰極管７の点灯開始から発光光量が安定するまでの数分間の時間を待つことなく、しかも周囲温度が低くて冷陰極管７の発光光量が少ない場合であっても、精度よくかつ高速に原稿の読み取りを実行できる。
【０１０７】
なお、上記実施形態においては、ヘッド基板４上に制御チップ６を搭載したが、制御チップ６を、ヘッド基板４とは別の基板上に搭載してもよく、その基板は、密着型イメージセンサ１の内部に設置してもよいし、外部に設置してもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、光量検出手段、増幅手段、および増幅度制御手段を制御チップ６により実現したが、光量検出手段および増幅度制御手段をＣｄＳセルにより一体に実現してもよい。
【０１０９】
すなわち、図７および図８に示すように、ヘッド基板４上に、制御チップ６の代わりに３個のＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを搭載し、これらＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを、図９に示すように、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの出力端と反転入力端との間に接続する。演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの反転入力端とＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂとの接続点には抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11が接続されており、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの非反転入力端は接地されている。演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11は、密着型イメージセンサ１の外部に設置された基板上に搭載されており、ＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、ヘッド基板４上に形成された配線パターンやコネクタ１５などを介して演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに接続されている。演算増幅器４２Ｒの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＲ11を介して入力され、演算増幅器４２Ｇの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＧ11を介して入力され、演算増幅器４２Ｂの反転入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色の読取画像信号がコネクタ１５や抵抗器ＲＢ11を介して入力される。そして、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂによって増幅された赤、緑、青各色の読取画像信号は、図外の処理回路によって適宜処理される。
【０１１０】
ここで、演算増幅器４２Ｒの入力電圧をｖ1 、出力電圧をｖ2 とし、抵抗器ＲＲ11の抵抗値をＲ11、冷陰極管７の照度がＥのときのＣｄＳセル４１Ｒの抵抗値をＲとすると、下記数式６が成立する。また、冷陰極管７の照度Ｅの飽和値をＥS 、冷陰極管７の照度が飽和したときのＣｄＳセル４１Ｒの抵抗値をＲS とすると、下記数式７が成立する。下記数式６および下記数式７から下記数式８が導かれ、この数式８から明らかなように、ＣｄＳセル４１Ｒとしてγ値が１のＣｄＳセルを用いれば、冷陰極管７の照度Ｅに反比例してイメージセンサチップ５からの赤色の読取画像信号の電圧値ｖ1 が変化する場合、冷陰極管７の照度Ｅの変化に係わらず演算増幅器４２Ｒの出力電圧ｖ2 が一定になることが判る。この関係は演算増幅器４２Ｇ，４２Ｂについても同様であり、冷陰極管７の照度の変化によるＣｄＳセル４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの抵抗値の変化を利用することにより、冷陰極管７の照度の変化に係わらず、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから出力される赤、緑、青各色の読取画像信号のレベルをほぼ一定に維持でき、この結果、常に所望のレベル以上の読取画像信号を得ることができる。
【０１１１】
【数６】
【数７】
【数８】
なお、演算増幅器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよび抵抗器ＲＲ11，ＲＧ11，ＲＢ11は、密着型イメージセンサ１の内部に設けてもよく、この場合、ヘッド基板４上に搭載してもよいし、ヘッド基板４とは別の基板上に搭載してもよい。
【０１１５】
また、光量検出手段をホトトランジスタ、ホトダイオード、あるいはＣｄＳセルなどにより実現し、増幅手段を電圧制御型の増幅器により実現し、増幅度制御手段を演算増幅器などを用いた負帰還増幅器により実現してもよい。
【０１１６】
すなわち、図１０に示すように、ホトトランジスタ５１と、演算増幅器５２と、３個の増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂと、抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 とを、ヘッド基板４上に設け、ホトトランジスタ５１により冷陰極管７からの光を受光し、演算増幅器５２の出力電圧により増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの増幅度を制御するように構成してもよい。
【０１１７】
図１０に示す回路において、演算増幅器５２の出力端は抵抗器Ｒ1 の一端と増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの制御電圧入力端とに接続されており、抵抗器Ｒ1 の他端はホトトランジスタ５１のコレクタに接続されている。ホトトランジスタ５１のエミッタは演算増幅器５２の反転入力端と抵抗器Ｒ2 の一端とに接続されており、演算増幅器５２の非反転入力端は抵抗器Ｒ3 の一端と抵抗器Ｒ4 の一端とに接続されている。抵抗器Ｒ3 の他端は電源Ｖccに接続されており、抵抗器Ｒ4 の他端は接地されている。抵抗器Ｒ2 の他端には、図外の基準電圧供給回路から基準電圧Ｖref が供給されており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの入力端には、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２，ＡＯＧ２，ＡＯＢ２から出力された赤、緑、青各色の読取画像信号が入力される。増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの出力端から出力された赤、緑、青各色の読取画像信号は、コネクタ１５などを介して密着型イメージセンサ１の外部に供給される。
【０１１８】
演算増幅器５２は１個のＩＣによって実現されており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、３個の増幅器が１個のＩＣによって実現されている。ホトトランジスタ５１および抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 はディスクリート部品である。
【０１１９】
ホトトランジスタ５１は、冷陰極管７からの光の受光量に応じてコレクタ・エミッタ間の抵抗値が変化する。演算増幅器５２は、反転増幅器として動作し、抵抗器Ｒ1 とホトトランジスタ５１との直列回路からなる帰還回路が接続されることにより、負帰還増幅器を構成しており、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各制御電圧入力端に制御電圧を供給する。増幅器５３Ｒは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＲ２から出力された赤色の読取画像信号を増幅する。増幅器５３Ｇは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＧ２から出力された緑色の読取画像信号を増幅する。増幅器５３Ｂは、演算増幅器５２の出力端から供給される制御電圧に応じた増幅度で、イメージセンサチップ５のパッドＡＯＢ２から出力された青色の読取画像信号を増幅する。
【０１２０】
ホトトランジスタ５１と抵抗器Ｒ1 との直列回路からなる帰還回路の抵抗値をＲf 、抵抗器Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の抵抗値をそれぞれＲ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 とし、演算増幅器５２が理想的な演算増幅器であるものとすると、演算増幅器５２の出力端から出力される制御電圧Ｖo は、下記数式９で表される。下記数式９の右辺において、変数はＲf だけであるので、下記数式９をＲf について整理すると、下記数式１０が得られる。ここで、基準電圧Ｖref は下記数式１１を満足するように設定されているので、下記数式１０から明らかなように、制御電圧Ｖo はＲf の変化に係わらず、常に（Ｒ4 ×Ｖcc）／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）よりも大きい。また、ホトトランジスタ５１のコレクタ・エミッタ間の抵抗値は、冷陰極管７からの光の受光量の増大に伴って小さくなる。そして現実には、制御電圧Ｖo は、冷陰極管７の発光量の増大に伴って図１１に示すように小さくなる。なお、帰還回路の抵抗器Ｒ1 は、図１１に示す直線の傾きを調整する機能を有している。
【０１２１】
【数９】
【数１０】
【数１１】
一方、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各増幅度は、演算増幅器５２の出力端からの制御電圧Ｖo の増大に伴って図１２に示すように大きくなる。
【０１２５】
いま、冷陰極管７の光量変動によりホトトランジスタ５１の受光量が大きくなったとすると、ホトトランジスタ５１のコレクタ・エミッタ間の抵抗が小さくなり、その分だけ帰還回路の抵抗が小さくなるので、帰還回路による帰還率が大きくなり、演算増幅器５２の増幅度が小さくなって、図１１からも明らかなように演算増幅器５２の出力端から出力される制御電圧Ｖo が小さくなる。これにより、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの各増幅度が図１２からも明らかなように小さくなって、冷陰極管７の光量変動が相殺される。したがって、増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの出力レベルが冷陰極管７の光量変動に影響されることがない。
【０１２６】
もちろん、光量検出手段として、ホトトランジスタ５１の代わりにホトダイオードやＣｄＳセルなどを用いてもよい。
【０１２７】
また、ホトトランジスタ５１や演算増幅器５２や増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂや抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 を、ヘッド基板４とは別に密着型イメージセンサ１の内部に設置された配線基板上に搭載してもよい。
【０１２８】
また、演算増幅器５２や増幅器５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂや抵抗器Ｒ1 〜Ｒ4 を、密着型イメージセンサ１の外部に設置された配線基板上に搭載し、ホトトランジスタ５１からの検出信号をコネクタ１５などを介して演算増幅器５２の反転入力端と抵抗器Ｒ1 の他端との間に供給するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態における密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図である。
【図２】図１に示す密着型イメージセンサに備えられたヘッド基板の平面図である。
【図３】図２に示すヘッド基板上に搭載されたイメージセンサチップの部分平面図である。
【図４】図３に示すイメージセンサチップの回路ブロック図である。
【図５】図２に示すヘッド基板上に搭載された制御チップの回路ブロック図である。
【図６】図１に示す密着型イメージセンサにおける光量の検出出力と増幅器の増幅度との関係を説明する説明図である。
【図７】別の実施形態における密着型イメージセンサに備えられたヘッド基板の平面図である。
【図８】別の実施形態における密着型イメージセンサの長手方向と直交する方向の断面図である。
【図９】別の実施形態における密着型イメージセンサを備えた画像読取装置の読取画像信号増幅部の回路図である。
【図１０】さらに別の実施形態における密着型イメージセンサにおける読取画像信号増幅部の回路図である。
【図１１】図１０に示すホトトランジスタの受光量と演算増幅器の出力電圧との関係の説明図である。
【図１２】図１０に示す演算増幅器の出力電圧と増幅器の増幅度との関係の説明図である。
【図１３】冷陰極管の出力特性の説明図である。
【符号の説明】
１ 密着型イメージセンサ
２ ケース
４ ヘッド基板
５ イメージセンサチップ
６ 制御チップ
７ 冷陰極管
１２ 孔
３３ 制御回路
３４ 補正回路
３５ ＥＥＰＲＯＭ
３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂ 増幅器
３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂ Ｄ／Ａ変換器
４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ ＣｄＳセル
４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ 演算増幅器
５１ ホトトランジスタ
５２ 演算増幅器
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ 増幅器
ＰＴ1 ホトトランジスタ
ＰＴＲ1 〜ＰＴＲ128 ，ＰＴＧ1 〜ＰＴＧ128 ，ＰＴＢ1 〜ＰＴＢ128 ホトトランジスタ
Ｒ1 〜Ｒ4 抵抗器
Claims (10)
- 光源と、
この光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップと、
前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段と、
前記イメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、
前記光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた密着型イメージセンサであって、
前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、密着型イメージセンサ。 - 前記光量検出手段は、前記イメージセンサチップの受光素子と略同等の温度特性を有するホトトランジスタからなる、請求項１に記載の密着型イメージセンサ。
- 前記光源は、冷陰極管である、請求項１または２に記載の密着型イメージセンサ。
- 前記イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、前記増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、前記増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に前記増幅手段の増幅度を制御する、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の密着型イメージセンサ。
- 前記増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度
固定手段を備えた、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の密着型イメージセンサ。 - 前記増幅手段と前記光量検出手段と前記増幅度制御手段とは、同一
の制御チップ内に形成されており、この制御チップを前記イメージセンサチップと同一の配線基板に搭載し、この配線基板と前記光源とを保持するケースに、前記光源から放射された光を前記制御チップに導く孔を形成した、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の密着型イメージセンサ。 - 光源から放射される光により照射された被読取体からの反射光を受光し、その受光量に応じたアナログの読取画像信号を画素毎に出力する、任意数のイメージセンサチップ、および、
前記光源から放射された光を受光して、その受光量に応じた検出信号を出力する光量検出手段、を備える密着型イメージセンサと、
被読取体を照射する光源と、
前記密着型イメージセンサのイメージセンサチップから出力された読取画像信号を増幅する、増幅度可変の増幅手段と、
前記密着型イメージセンサの光量検出手段から出力された検出信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を可変させる増幅度制御手段と、を備えた画像読取装置であって、
前記増幅度制御手段は、任意の条件下で前記光源を点灯させて、前記イメージセンサチップから出力される読取画像信号と前記光量検出手段から出力される検出信号とを含む補正情報を記憶手段に記憶させておくことにより、読取時に、前記光量検出手段からの検出信号と前記記憶手段に記憶されている補正情報とに基づいて、前記増幅手段から所定レベルの読取画像信号が出力されるように、前記増幅手段の増幅度を演算し、その演算結果に応じて前記増幅手段の増幅度を制御することを特徴とする、画像読取装置。 - 前記光源は、冷陰極管である、請求項７に記載の画像読取装置。
- 前記イメージセンサチップは、赤、緑、青の各色の読取画像信号を出力し、前記増幅手段は、赤、緑、青の各色毎に設けられており、前記増幅度制御手段は、赤、緑、青の各色毎に前記増幅手段の増幅度を制御する、請求項７または請求項８に記載の画像読取装置。
- 前記増幅手段の増幅度を強制的に所定値にすることが可能な増幅度固定手段を備えた、請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の画像読取装置。
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