JPH04286456A - イメージセンサ及びそれを用いた情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサ及びそれ
を用いた情報処理装置に関し、特にイメージセンサの感
度調整に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のセンサチップからなるマル
チチップ型イメージセンサが知られている。図４は、従
来の６チップのラインセンサからなるマルチチップ型イ
メージセンサの平面図を示す。図４において、１はセン
サチップをのせるための基板、２〜７はセンサチップで
ある。また図５は、マルチチップ型イメージセンサのチ
ップ間のつなぎ目部分を示す平面図である。

【０００３】図５において、２、３はセンサチップ、１
０〜１３は各画素の開口である。また画素ピッチをａ、
チップのダイシングによるマージンをｄ２、チップ貼り
合せのマージンをｄ１　とすると、図に示されるように
チップ間のつなぎ目部分では、つなぎ目マージｄ１　＋
２ｄ２　があるため、画素ピッチａをつなぎ目部分でも
維持するため、端部画素の開口１１、１２は、中央画素
（ここでは、センサチップの端部画素以外の他の画素を
中央画素と呼ぶことにする。）１３の開口より小さく形
成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記従来例では、画素ピッチａを一定にしようとすると、
つなぎ目マージンのため、チップ端部画素の開口面積が
小さくなってしまうため、端部画素の感度が低くなって
しまうという問題があった。このため、イメージセンサ
全体の全ての画素で同一の感度を得るためには、端部画
素の信号のみを増幅するか、中央画素の開口面積も端部
画素に合わせて小さくするなどの感度調整が必要になる
という解決すべき課題があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、信号増幅手段を特に設
けることなく、また画素開口面積の変更手段によらずに
、各画素の感度を調整することのできるイメージセンサ
及び、それを用いた情報処理装置を提供することにある
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するための手段として、複数の画素を有するイメ
ージセンサにおいて、前記画素上に集光手段を設けたこ
とを特徴とし、また、複数の画素を有するセンサチップ
を複数含んで構成されるマルチチップ型イメージセンサ
において、前記画素上に集光手段を設けたことを特徴と
し、また、前記一部の画素上にのみ前記集光手段を設け
たことを特徴とし、また、前記各センサチップの端部画
素上にのみ前記集光手段を設けたことを特徴とし、また
前記複数の画素上に、集光力の異なる前記集光手段を設
けたことを特徴とし、また前記集光手段としてレンズを
設けたことを特徴とするイメージセンサを提供するもの
である。

【０００７】

【作用】本発明では、例えばセンサチップ端部の画素の
ような相対的に感度の低い画素上に、レンズ等の集光手
段を設けることにより、端部画素の開口領域に入射する
光量を増加させ、開口面積の減少による感度低下を相殺
し、端部画素の信号レベルを中央画素の信号レベルと同
一になるようにしたものである。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の特徴を最もよく表わすマル
チチップ型イメージセンサのセンサチップのつなぎ目部
分の斜視図であり、同図において、１はセンサチップを
のせる基板、２，３はセンサチップ、１０〜１３は画素
の開口部、８，９は開口部へ入射する光量を増加させる
ための集光手段としてのレンズである。

【０００９】中央画素開口部１０，１３に比べ、端部画
素開口部１１，１２は開口面積が小さいが、レンズ８，
９により、ちょうど開口面積の減少分を補うように入射
光量が増加しているので、イメージセンサ全体への同一
の入射光量に対しては、同一の信号出力が得られる。

【００１０】図２は本実施例のマルチチップ型イメージ
センサの全体図であり、センサチップ２〜７の両端部に
は図１の８，９と同様のレンズが置かれている。このた
め、イメージセンサ全体でも、各センサチップのつなぎ
目にかかわらず、同一画素ピッチで同一感度のイメージ
センサが形成されていることになる。

【００１１】（他の実施例）図３は、本発明の第２の実
施例を表わした斜視図であり、図において、２、３はセ
ンサチップ、１０〜１３は画素の開口部、１４〜１７は
画素上に設けられたレンズである。図３においては、全
画素上にレンズを設けているが、端部画素上のレンズ１
５，１６を、中央画素上のレンズ１４，１７に比べて集
光力を上げ、端部画素の開口面積の減少分を補なってい
る。

【００１２】また、本発明は、他のイメージセンサにも
実施可能であり、例えばカラーラインセンサにも実施で
きる。

【００１３】従来、カラーラインセンサの画素Ｒ，Ｇ，
Ｂから信号を取り出そうとする場合、それぞれＲ，Ｇ，
Ｂのフィルターがついているために、同一光量の光が入
射しても、各画素への入射光量は、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタ
ーの透過率の違い、及びセンサの分光感度特性の違いか
ら、同一光量で各画素の出力信号レベルを等しくするこ
とが難しいという問題がある。そのため、それぞれの出
力信号レベルに応じた増幅回路等により補正して感度調
整を行なっていた。

【００１４】しかしながら、本発明の手段を用い、画素
上にレンズ等の集光手段を設けることにより、出力信号
レベルを制御することができ、感度調整をすることがで
きる。

【００１５】従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの信号出力レベルの違
いを、画素上に集光手段を設けることにより調整して、
同一にすることにより、Ｒ、Ｇ、ＢのＳ／Ｎをそろえる
ことができ、またＲ，Ｇ，Ｂ信号の増幅回路等の信号処
理回路も同一にできる。このため画像の色再現性の向上
がはかれるようになった。

【００１６】次に図６の回路図を参照しながら、本実施
例のイメージセンサの一画素分の光電変換動作について
説明する。

【００１７】図６は一画素分の回路構成の一例を示す図
であり、同図において、ＰＳは画素を形成するバイポー
ラトランジスタ。ＳＷ１　はＰＳのエミッタを基準電圧
源ＶＥＳに接続しリセットを行う為のスイッチ手段とし
てのＮＭＯＳトランジスタ。またＳＷ２　はＰＳのベー
スを基準電圧源ＶＢＢに接続し、リセットを行う為のス
イッチ手段としてのＰＭＯＳトランジスタ。ＳＷ３　は
信号電荷転送用のスイッチ手段としてのＮＭＯＳトラン
ジスタ。ＣＴ　は信号電圧の生成される容量負荷である
。これらの構成要素の動作を、以下に簡単に説明する。

【００１８】〈リセット動作〉まず、ＰＭＯＳトランジ
スタＳＷ２　のゲートに負のパルス電圧が印加されて、
バイポーラトランジスタＰＳのベースが電圧ＶＢＢにク
ランプされる。

【００１９】次にＮＭＯＳトランジスタＳＷ１　のゲー
トに正のパルス電圧が印加されてＰＳのエミッタが電圧
源ＶＥＳに接続され、ベース・エミッタ間に電流が流れ
て、ベースに残留する光生成キャリアが消減する。

【００２０】〈蓄積動作〉ＮＭＯＳトランジスタＳＷ１
　，ＳＷ３　ともオフ状態となり、ＰＳのエミッタ、ベ
ースともに浮遊状態とされ、蓄積動作が開始される。

【００２１】〈読出動作〉次いでＮＭＯＳトランジスタ
ＳＷ３　のゲートに正のパルス電圧が印加されてオンし
、ＰＳのエミッタと容量ＣＴ　とが接続されて信号電圧
が容量ＣＴ　に読み出される。

【００２２】このようなイメージセンサの基本的構成は
、発明者大見、及び田中に付与された米国特許第４，６
８６，５５４　号明細書に、容量負荷を含む出力回路に
バイポーラトランジスタのエミッタが接続された電荷蓄
積型の高感度、低ノイズの光電変換装置として記載され
ている。

【００２３】また図７は、本実施例に係るイメージセン
サをＬＥＤアレイ及び結像光学系と共に一体化したセン
サユニットを用いて構成した画像情報処理装置として通
信機能を有するファクシミリの一例を示す概略的断面図
である。

【００２４】ここで、１０２　は原稿６を読み取り位置
に向けて給送するための給送手段としての給送ローラ、
１０４　は原稿６を一枚ずつ確実に分離給送するための
分離片である。１０６　はセンサユニット１００　に対
して読み取り位置に設けられて原稿６の被読み取り面を
規制するとともに原稿６を搬送する搬送手段としてのプ
ラテンローラである。

【００２５】Ｐは図示の例ではロール紙形態をした記録
媒体であり、センサユニット１００　により読み取られ
た画像情報、あるいはファクシミリ装置等の場合には外
部から送信された画像情報がここに再生される。１１０
　は当該画像形成をおこなうための記録手段としての記
録ヘッドで、サーマルヘッド、インクジェット記録ヘッ
ド等種々のものを用いることができる。また、この記録
ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ラインタイプの
ものでもよい。１１２　は記録ヘッド１１０　による記
録位置に対して記録媒体Ｐを搬送するとともにその被記
録面を規制する搬送手段としてのプラテンローラである
。

【００２６】１２０　は、入力／出力手段としての操作
入力を受容するスイッチやメッセージその他、装置の状
態を報知するための表示部等を配したオペレーションパ
ネルである。

【００２７】１３０　は制御手段としてのシステムコン
トロール基板であり、各部の制御を行なう制御部（コン
トローラー）や、光電変換素子の駆動回路（ドライバー
）、画像情報の処理部（プロセッサー）、送受信部等が
設けられる。１４０　は装置の電源である。

【００２８】本発明の情報処理装置に用いられる記録手
段としては、例えば米国特許第４７２３１２９　号明細
書、同第４７４０７９６　号明細書にその代表的な構成
や原理が開示されているものが好ましい。この方式は液
体（インク）が保持されているシートや液路に対応して
配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応してい
て核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一
つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に
熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜
沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一に対応し、
液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。 この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（
インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する
。

【００２９】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良い。

【００３０】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体にインクタンクを一体的に設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素上にレンズ等の集光手段を設けることにより各画素
の感度を調整することができる。

【００３２】これにより、従来のように各画素の開口面
積を調整する手段や、特別な信号増幅手段によらずに、
複数の画素の感度を同一に調整することができるという
効果が得られる。

【００３３】これは例えば、マルチチップ型イメージセ
ンサのセンサチップの端部画素においては、端部画素の
信号を特に増幅する手段を不要とし、また端部画素の開
口面積に合わせて他の画素の開口を小さくし、全体の出
力信号レベルを低下させることもなくなるという効果が
得られる。

【００３４】またカラーイメージセンサにおいては、Ｒ
，Ｇ，Ｂの信号出力レベルの違いを、画素上に集光手段
を設けることにより感度を調整することで、同一にする
ことができる。これによって、Ｒ、Ｇ、ＢのＳ／Ｎをそ
ろえることができ、またＲ，Ｇ，Ｂ信号の増幅回路等の
信号処理回路も同一にでき、画像の色再現性の向上がは
かれるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したマルチチップ型イメージセン
サのセンサチップのつなぎ目部分の構造を示す斜視図。

【図２】実施例のマルチチップ型イメージセンサのセン
サチップ配置の一例を示した平面図。

【図３】他の実施例のマルチチップ型イメージセンサの
センサチップのつなぎ目部分の構造を示す斜視図。

【図４】従来例のマルチチップ型イメージセンサのセン
サチップの配置の一例を示す平面図。

【図５】従来例のマルチチップ型イメージセンサのセン
サチップのつなぎ目部分の画素開口部を示す平面図。

【図６】実施例の一画素の動作を説明するための回路図
。

【図７】本発明のイメージセンサを用いた情報処理装置
としてのファクシミリの概略構成断面図。

【符号の説明】

１　　基板 ２〜７　　センサチップ １０〜１３　　画素の開口（画素） ８〜９、１４〜１７　　集光手段（レンズ）ａ　　画素
ピッチ ｄ１　　　センサチップ貼り合せのマージンｄ２　　　
ダイシングによるマージン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の画素を有するイメージセンサに
   おいて、前記画素上に集光手段を設けたことを特徴とす
   るイメージセンサ。
2. 【請求項２】　　複数の画素を有するセンサチップを複
   数含んで構成されるマルチチップ型イメージセンサにお
   いて、前記画素上に集光手段を設けたことを特徴とする
   イメージセンサ。
3. 【請求項３】　　前記一部の画素上にのみ前記集光手段
   を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のイメ
   ージセンサ。
4. 【請求項４】　　前記各センサチップの端部画素上にの
   み前記集光手段を設けたことを特徴とする請求項２に記
   載のイメージセンサ。
5. 【請求項５】　　前記複数の画素上に集光力の異なる前
   記集光手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に
   記載のイメージセンサ。
6. 【請求項６】　　前記集光手段としてレンズを設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のイメージセンサ
   。
7. 【請求項７】　　前記画素はバイポーラトランジスタを
   含んで構成され、該バイポーラトランジスタのエミッタ
   に容量負荷を含む出力回路が設けられており、光電変換
   された信号が前記容量負荷における電圧として読み出さ
   れることを特徴とする請求項１又は２に記載のイメージ
   センサ。
8. 【請求項８】　　請求項１又は２に記載のイメージセン
   サと、該イメージセンサによる読取り位置に原稿を保持
   する為の原稿保持手段と、を有する情報処理装置。