JP6665712B2 - 画像読取装置及び半導体装置 - Google Patents
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Description
本適用例に係る画像読取装置は、画像を読み取るための複数の画像読取チップを含む画像読取装置であって、前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記画像からの光を受けて光電変換する受光素子を含む画素部と、前記受光素子による光電変換に基づいて生成された電荷を転送するための転送制御信号を生成する昇圧回路と、転送された前記電荷に基づいて画像信号を生成して出力する読み出し回路と、を有し、前記昇圧回路が、前記画素部の前記受光素子が前記光を受ける期間及び前記受光素子による光電変換に基づいて生成された前記電荷が転送される期間は動作し、他の前記画像読取チップの前記読み出し回路が前記画像信号を出力する期間は動作を停止する。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記読み出し回路が、前記画像信号を出力する期間のみ動作してもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記画素部が、前記転送制御信号に基づいて導通するか否かを切り替えるスイッチを含み、前記受光素子による光電変換に基づいて生成された前記電荷は、前記スイッチを介して転送されてもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記読み出し回路が、他の前記画像読取チップの前記読み出し回路が前記画像信号を出力する期間は動作を停止してもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記複数の前記画像読取チップの各々は、入力端子に供給されるクロック信号に基づいて動作し、前記昇圧回路及び前記読み出し回路がともに動作を停止する期間は、前記クロック信号の伝搬が停止されてもよい。
上記適用例に係る画像読取装置において、前記複数の前記画像読取チップの各々は、前記読み出し回路が、転送された前記電荷に基づく信号を前記画素部から読み出すための駆動信号を生成する画素駆動回路と、前記画像信号を生成して出力する出力回路と、を有してもよい。
本適用例に係る半導体装置は、光を受けて光電変換する受光素子を含む画素部と、前記受光素子による光電変換に基づいて生成された電荷を転送するための転送制御信号を生成する昇圧回路と、転送された前記電荷に基づいて画像信号を生成して出力する読み出し回路と、制御信号が入力される入力端子と、を含み、前記昇圧回路は、前記入力端子に前記制御信号が入力されてから所定期間は動作し、前記画像信号の出力が終了した後の期間は動作を停止する。
1−1.複合機の構造
図1は、複合機1を示した外観斜視図である。図1に示すように、複合機1は、装置本体であるプリンターユニット(画像記録装置)2と、プリンターユニット2の上部に配設されたアッパーユニットであるスキャナーユニット(画像読取装置)3と、を一体に備えている。なお、以下、図1においての前後方向をX軸方向とし、左右方向をY軸方向として説明する。
3に示される例では、イメージセンサーモジュール41は、ケース411、光源412、レンズ413、モジュール基板414および画像を読み取るための画像読取チップ415(半導体装置)を含んで構成されている。光源412、レンズ413および画像読取チップ415は、ケース411とモジュール基板414との間に収容されている。ケース411にはスリットが設けられている。光源412は、例えば、R,G,Bの各発光ダイオード(LED:Light emitting diode)を有し、R,G,Bの各発光ダイオード(赤色LED、緑色LED、青色LED)を高速に切り換えながら順番に発光させる。光源412が発する光は当該スリットを介して被読取媒体へ照射され、被読取媒体からのは当該スリットを介してレンズ413に入力される。レンズ413は、入力された光を画像読取チップ415へと導く。
図5は、スキャナーユニット(画像読取装置)3の機能構成例を示す機能ブロック図である。図5に示される例では、スキャナーユニット(画像読取装置)3は、制御部200、アナログフロントエンド(AFE)202、赤色LED412R、緑色LED412G、青色LED412B及びm個の画像読取チップ415(415−1〜415−m)を含んで構成されている。前述したように、赤色LED412R、緑色LED412G及び青色LED412Bは光源412に備えられており、複数の画像読取チップ415は、モジュール基板414上に並べて配置されている。赤色LED412R、緑色LED412G及び青色LED412Bは、それぞれ複数個存在してもよい。また、制御部200及びアナログフロントエンド(AFE)202は、モジュール基板414あるいはモジュール基板414とは異なる不図示の基板に備えられている。制御部200及びアナログフロントエンド(AFE)202は、それぞれ、集積回路(IC:Integrated Circuit)で実現されてもよい。
信号CLKの立ち上がりエッジの数が2,4,8の場合に、それぞれ、300dpi,600dpi,1200dpiの各解像度が設定されるものとする。
図6は、画像読取チップ415の機能ブロック図である。図6に示される画像読取チップ415は、制御回路100、昇圧回路111、画素駆動回路112、n個の画素部110及び出力回路120を備えている。画像読取チップ415は、2つの電源端子VDP,VSPからそれぞれ電源電圧VDD(例えば3.3V)及び電源電圧VSS(例えば0V)が供給され、3つの入力端子IP1,IP2,IP3から入力されるチップイネーブル信号EN_I(図5のチップイネーブル信号EN1〜ENmのいずれか)、解像度設定信号RES及びクロック信号CLKと、基準電圧供給端子VRPから供給される基準電圧VREFとに基づいて動作する。
画像信号SOの出力を停止させて出力端子OP1をハイインピーダンスにする。
動作する。逆に、イネーブル信号ENBがローレベルの間、すなわち、画像信号SOの出力が終了してから次の解像度設定信号RESのパルスが入力されるまでの間、制御信号CPC、制御信号DRC、制御信号CDSC及びサンプリング信号SMPはすべてローレベルに固定されるため、昇圧回路111及び読み出し回路130(画素駆動回路112及び出力回路120)が動作を停止する。
れ、駆動信号Drvの立ち上がりエッジで画素選択信号SELi−1を取り込んで遅延させた画素選択信号SELi出力する。なお、画素選択信号SELiは、不図示の遅延回路を介してフリップフロップ(F/F)の非同期リセット信号となる。そのため、画素選択信号SELiは、アクティブ(ハイレベル)になった後、所望の時間が経過後に非アクティブ(ローレベル)に戻る。
周期において、2つの信号Tx2a,Tx2bのみが同時に一定時間アクティブ(ハイレベル)となる。次に、クロック信号CLKの1周期において、2つの信号Tx2c,Tx2dのみが同時に一定時間アクティブ(ハイレベル)となり、これを繰り返す。
図10は、第1実施形態におけるスキャナーユニット(画像読取装置)3による画像の読み取り中におけるm個の画像読取チップ415−1〜415−mの各々の信号波形及び消費電流の変化の概要を示すタイミングチャート図である。図10では、m個の画像読取チップ415−1、415−2、・・・、415−mがチップ1、チップ2、・・・チップmと表記されている。
像読取チップ415−3〜415−m(チップ3〜チップm)が順次画像信号SOを出力する間、動作を停止するので、この期間の画像読取チップ415−2(チップ2)の消費電流は小さくなる。画像読取チップ415−3〜415−m(チップ3〜チップm)についても同様であるから、画像読取チップ415−1の消費電流が最も小さく、画像読取チップ415−2の消費電流が次に小さく、画像読取チップ415−mの消費電流が最も大きくなる。
以上に説明したように、第1実施形態におけるスキャナーユニット(画像読取装置)3では、m個の画像読取チップ415−1〜415−mの各々において、読み出し回路130が画像信号の出力を終了した後の期間は、昇圧回路111及び読み出し回路130の動作が停止する。さらに、昇圧回路111の動作が停止すると第2転送制御信号Tx2が生成されず、n個の画素部110も動作を停止する。従って、第1実施形態におけるスキャナーユニット(画像読取装置)3あるいは画像読取チップによれば、m個の画像読取チップ415−1〜415−mの各々を効率よく動作させることができるので、m個の画像読取チップ415−1〜415−mの消費電流の総和を削減することができ、低消費電力化が可能である。そして、低電力化が可能であるため、USB(Universal Serial Bus)給電による動作やモバイル用途に利用可能なスキャナーユニット(画像読取装置)3を実現することも可能である。
化が可能であるので、削減される電力を用いて、紙の挿入を常時検知するなどの別の機能を追加することも可能であり、例えば高機能や高信頼性を実現することも可能である。
以下、第2実施形態の複合機1について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態と重複する説明を省略し、主に第1実施形態と異なる内容について説明する。
ルを反転したイネーブル信号ENB1を出力する。従って、イネーブル信号ENB1は、解像度設定信号RESのパルスが入力されてから所定期間はハイレベルとなり、当該所定期間が経過してから次の解像度設定信号RESのパルスが入力されるまでの間はローレベルとなる。
チップ415−1、415−2、・・・、415−mがチップ1、チップ2、・・・チップmと表記されている。
以下、第3実施形態の複合機1について、第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第1実施形態又は第2実施形態と重複する説明を省略し、主に第1実施形態又は第2実施形態と異なる内容について説明する。
御回路100は、イネーブル信号CLKENがハイレベルのときはクロック信号CLK1に基づいて動作し、イネーブル信号CLKENがローレベルのときは動作を停止する。
サンプリング信号、ST1…開始信号、ST2…開始信号、TMAMP…タイミング信号、TMCDS…タイミング信号、TMCP…タイミング信号、TMDR…タイミング信号、TMEN…タイミング信号、Tx1…第1転送制御信号、Tx2…第2転送制御信号、Tx2a,Tx2b,Tx2c,Tx2d…信号、Vo…画像信号、SO…画像信号、VDD,VSS…電源電圧、VREF…基準電圧
Claims (7)
- 画像を読み取るための複数の画像読取チップを含む画像読取装置であって、
前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記画像からの光を受けて光電変換する受光素子を含む画素部と、
前記受光素子による光電変換に基づいて生成された電荷を転送するための転送制御信号を生成する昇圧回路と、
転送された前記電荷に基づいて画像信号を生成して出力する読み出し回路と、
を有し、
前記昇圧回路が、
前記画素部の前記受光素子が前記光を受ける期間及び前記受光素子による光電変換に基づいて生成された前記電荷が転送される期間は動作し、
他の前記画像読取チップの前記読み出し回路が前記画像信号を出力する期間は動作を停止する、
ことを特徴とする画像読取装置。 - 前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記読み出し回路が、
前記画像信号を出力する期間のみ動作する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記画素部が、前記転送制御信号に基づいて導通するか否かを切り替えるスイッチを含み、
前記受光素子による光電変換に基づいて生成された前記電荷は、前記スイッチを介して転送される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。 - 前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記読み出し回路が、
他の前記画像読取チップの前記読み出し回路が前記画像信号を出力する期間は動作を停止する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像読取装置。 - 前記複数の前記画像読取チップの各々は、
入力端子に供給されるクロック信号に基づいて動作し、
前記昇圧回路及び前記読み出し回路がともに動作を停止する期間は、前記クロック信号の伝搬が停止される、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像読取装置。 - 前記複数の前記画像読取チップの各々は、
前記読み出し回路が、
転送された前記電荷に基づく信号を前記画素部から読み出すための駆動信号を生成する画素駆動回路と、前記画像信号を生成して出力する出力回路と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像読取装置。 - 光を受けて光電変換する受光素子を含む画素部と、
前記受光素子による光電変換に基づいて生成された電荷を転送するための転送制御信号を生成する昇圧回路と、
転送された前記電荷に基づいて画像信号を生成して出力する読み出し回路と、
制御信号が入力される入力端子と、を含み、
前記昇圧回路は、
前記入力端子に前記制御信号が入力されてから所定期間は動作し、前記画像信号の出力が終了した後の期間は動作を停止する、
ことを特徴とする半導体装置。
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