JPH04309056A - イメ−ジセンサ - 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】本発明はファクシミリ等の入力部
に使用されるイメ−ジセンサに係り、特に二つのダイオ
−ドを極性を逆向きに直列に接続した受光素子を複数個
ライン状に並べて受光素子アレイを形成して成るイメ−
ジセンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ等の画像読み取りに使用さ
れるイメ−ジセンサは、原稿幅と同一長さの受光素子ラ
インを用い、ライン方向の電気的走査により原稿面の１
ラインの画像信号を読み取るとともに、原稿送り装置に
より原稿を移動させ（副走査方向）、順次前記電気的走
査を行なって原稿面全体を読み取る構成をとる。この種
のイメ−ジセンサには、例えば図６に示すように、フォ
トダイオ−ドＰＤとブロッキングダイオ−ドＢＤとが互
いに逆極性になるように直列に接続して一つの受光素子
６１を形成し、この受光素子６１を複数個（ｎ個）ライ
ン状に一次元に配列して構成するものが提案されている
。この構造のイメ−ジセンサによれば、原稿面からの光
量が副走査方向（受光素子のラインに直交する方向）で
変化することにより、ダイオ−ド間の動作点がずれ、光
電変換特性がヒステリシスを持つという現象が生じる。

【０００３】受光素子の１画素に注目した副走査方向の
画像信号の読み取りについて、図７を参照しながら説明
する。図７中、（ａ）（ｂ）（ｃ）は、シフトレジスタ
ＳＲによるパルス電圧，ダイオ−ド間のカソ−ド電圧，
画像信号をそれぞれ示している。また、期間Ｂは蓄積動
作を行なう期間、期間Ｃは信号読取動作を行なう期間で
ある。フォトダイオ−ドＰＤのアノ−ド側は積分器６２
（読取回路）の入力に接続されているので、仮想接地と
みなすことができる。

【０００４】すなわち、信号読取期間Ｃにおいては、シ
フトレジスタＳＲにより個別駆動線６３を介してブロッ
キングダイオ−ドＢＤのアノ−ド側にパルス電圧が印加
され、ブロッキングダイオ−ドＢＤが順方向にバイアス
されてダイオ−ド間のカソ−ド電圧はほぼ一定の値にリ
セットされる。また、蓄積期間Ｂにおいては、フォトダ
イオ−ドＰＤ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比例した光電流がフォトダイ
オ−ドＰＤのアノ−ド側に流れ込み、カソ−ド電圧は図
７（ｂ）のように低下（放電）する。蓄積期間Ｂは入射
光が最大の場合、蓄積期間Ｂ′は入射光が無視できるほ
ど弱い場合をそれぞれ示している。従って、蓄積期間内
に光電流として流出したカソ−ド電極の正の電荷と同量
の電荷が、信号読取動作により外部より補充（充電）さ
れる。この電荷の補充分を共通信号線６４を介して積分
器６２で検出することにより、画像信号出力を得ること
ができる。

【０００５】上記読取動作において、信号読出取動作後
のカソ−ド電圧が常に等しければ、光電流を蓄積した電
荷がそのまま積分器６２に読み取られる。しかし実際に
は、信号読取動作時にはブロッキングダイオ−ドＢＤの
内部抵抗を通じて充電することになるので、信号読取動
作後のカソ−ド電圧は必ずしも等しくならず、積分器６
２の出力に誤差を生じる。この誤差は光量が一定であれ
ば小さな値となるが、光量が急激に変化する場合、例え
ば副走査方向に存在する白黒パタ−ンの境界部において
は無視できない値となる。この現象は、それまでに読み
取った白黒パタ−ンの履歴による一種のヒステリシス現
象（履歴現象）であり、特に暗出力状態から光量が急激
に増加して明出力状態になる際と、明出力状態から光量
が急激に減少して暗出力状態になる際に顕著に現れる。

【０００６】そこで、前記フォトダイオ−ドＰＤを直接
照射する光源を設け、画像信号の読み取りに先立って前
記光源によりフォトダイオ−ドＰＤに露光を与えて空読
みを行なう構造のイメ−ジセンサが提案されている。こ
のイメ−ジセンサによれば、常に一定の光の入射のもと
で光電流の蓄積を行なった後、空読みが行なわれるので
、ダイオ−ド間のカソ−ド電圧を略一定とすることがで
き、前記履歴現象を除去乃至は軽減することが可能とな
る（特開昭５８−１２７４６５号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記イメ
−ジセンサによると、画像信号を読み取る各ラインごと
に空読みを行なうので、原稿の読み取りに必要な時間が
２倍となり、読取速度の低下を来すという問題点があっ
た。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
、原稿の読取時間を増加させることなく、受光素子の感
度の向上を図るイメ−ジセンサを提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
消するため本発明のイメ−ジセンサは、２個のダイオ−
ドを極性を逆向きに直列に接続した受光素子を複数個ラ
イン状に並べて受光素子アレイを形成し、前記各受光素
子の一端を読取回路に接続された共通配線に接続すると
ともに、各受光素子の他端に順次読み出しパルスを印加
して画像信号を読み取るイメ−ジセンサにおいて、前記
各受光素子の読取回路側のダイオ−ドにおける光電流に
よる電荷の蓄積期間及び充電による読取期間を通じて、
略一定光量のバイアス光を前記ダイオ−ドの少なくとも
一方側に常時照射することを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、読取回路側のダイオ−ドにお
ける光電流による電荷の蓄積期間及び充電による読取期
間を通じて、略一定光量のバイアス光を一方のダイオ−
ドに常時照射するので、ダイオ−ド間のカソ−ド電圧を
略一定の値に維持することができる。また、原稿の画像
信号は、イメ−ジセンサの信号出力と、バイアス光のみ
照射した場合のイメ−ジセンサの信号出力との差を求め
ることにより得ることができる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例に係るイメ−ジセンサについ
て図１を参照しながら説明する。図の表裏方向に長尺と
なる受光素子アレイは、フォトダイオ−ドＰＤとブロッ
キングダイオ−ドＢＤとを極性を逆向きに直列に接続し
た受光素子２を、絶縁基板１上に表裏方向に沿って複数
個配列して形成されている。

【００１２】各受光素子２は、ガラス等から成る絶縁基
板１上に、クロム等から成り離散的に配置される金属電
極１１，水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ；Ｈ）
から成る帯状の光電変換層１２，酸化インジウム・スズ
等から成る帯状の透明電極１３を順次積層およびパタ−
ニングしてフォトダイオ−ドＰＤとブロッキングダイオ
−ドＢＤを形成している。フォトダイオ−ドＰＤとブロ
ッキングダイオ−ドＢＤとは、カソ−ド側となる金属電
極１１を共通とすることで極性が逆向きとなる状態で両
者を直列に接続している。フォトダイオ−ドＰＤとブロ
ッキングダイオ−ドＢＤはポリイミド等の絶縁層１４で
被覆され、この絶縁層１４にフォトリソ法で形成された
コンタクト孔１５，１５を介して、アルミニウム等から
成る引き出し配線１６，１７にそれぞれ接続されている
。絶縁層１４は、フォトダイオ−ドＰＤ及びブロッキン
グダイオ−ドＢＤ上に開口部１８を有するようにパタ−
ニングされ、フォトダイオ−ドＰＤ及びブロッキングダ
イオ−ドＢＤに光が入射できる構造としている。

【００１３】フォトダイオ−ドＰＤ側の引き出し配線１
６は、図６に示される共通信号線６４を介して積分器６
２に接続され、また、ブロッキングダイオ−ドＢＤ側の
引き出し配線１７は、個別駆動線６３を介してシフトレ
ジスタＳＲに接続され、該シフトレジスタＳＲから読み
出しパルスが印加されるようになっている。

【００１４】フォトダイオ−ドＰＤ上には、等倍結像レ
ンズとしてのセルフォックレンズ１９が配置されている
。また、セルフォックレンズ１９の側面側には、原稿２
０を照射する蛍光灯光源２１が配置されている。蛍光灯
光源２１は原稿２０面を照射するとともに、ブロッキン
グダイオ−ドＢＤにバイアス光を与えるように配置され
ている。バイアス光による略一定光量の照射は、原稿２
０面からの反射光によるフォトダイオ−ドＰＤにおける
光電流による電荷の蓄積期間及び、再充電による画像信
号の読取期間を通じて常時なされている。また、光の漏
れを防ぐため、反セルフォックレンズ１９側には半筒状
の遮光部材２２が設けられている。

【００１５】蛍光灯光源２１は、原稿２０面において十
分な照度が得られるように調整されている。従って、蛍
光灯光源２１からの光をそのままバイアス光として使用
すると照度が大きすぎるので、蛍光灯光源２１とブロッ
キングダイオ−ドＢＤとの間に光量調整板２３を配置固
定している。

【００１６】光量調整板２３には、図２に示すように、
長方形板に多数の孔が設けられている。この孔は、ピッ
チが等しく大きさの異なる複数列の孔アレイ２４で形成
され、孔アレイ２４の孔は、光量調整板２３の一方の長
辺２３ａから他方の長辺２３ａ側（副走査方向）へ順次
小さくなるように形成されている。また、各孔アレイ２
４を構成する孔は、中央部が小さく、光量調整板２３の
短辺２３ｂ側に近づくにしたがい順次大きくなるように
形成されている。孔アレイ２４の孔を副走査方向に沿っ
て変化させたのは、前記光量調整板２３を副走査方向に
移動可能なスライド機構（図示せず）を設け、該機構に
より光量調整板２３からブロッキングダイオ−ドＢＤ上
へ通過させる光量を調節可能とするためである。ただし
、孔アレイ２４はブロッキングダイオ−ドＢＤアレイに
対して１：１に対応するものでなく、複数の孔アレイ２
３からブロッキングダイオ−ドＢＤアレイへ光が照射さ
れるようになっている。また、各孔アレイ２４を構成す
る孔を短辺２３ｂ側に近づくにしたがい大きくしたのは
、蛍光灯光源２１においては、その両端部からの光量が
減少するという特性を考慮し、受光素子アレイの端部の
ブロッキングダイオ−ドＢＤにおいても中央部と同じ光
量を照射させるようにするためである。

【００１７】また、光量調整板２３の他の実施例として
、光量調整板２３に形成される孔の大きさを全て同じに
し、光量調整板２３の一方の長辺２３ａから他方の長辺
２３ａ側（副走査方向）へは孔形成の密度を小さくし、
各孔アレイ２４においては、中央部の密度が小さく、光
量調整板２３の短辺２３ｂ側に近づくにしたがい密度を
大きくするように形成してもよい。

【００１８】上記実施例によれば、蛍光灯光源２１から
上方へ放射される光は原稿２０面で反射し、反射光がセ
ルフォックレンズ１９を介してフォトダイオ−ドＰＤに
導かれる。一方、蛍光灯光源２１から下方へ放射される
光は、光量調整板２３により光量が調節され、蛍光灯光
源２１の光量の１０〜３０％がバイアス光としてブロッ
キングダイオ−ドＢＤ側に導かれる。

【００１９】バイアス光の照射がないイメ−ジセンサに
よると、フォトダイオ−ドＰＤに入射する光量が極端に
少ない状態が続くと、シフトレジスタＳＲから引き出し
配線１７を介してブロッキングダイオ−ドＢＤに読み出
しパルスを印加する毎に、ダイオ−ド間のカソ−ド電圧
が上昇する。そして、前記カソ−ド電圧が上昇後、ある
光量の入射する場合には、読み出しパルスを印加しても
カソ−ド電圧は上昇以前の値までしかリセットされない
ので、この差（カソ−ド電圧の上昇分）が出力信号の誤
差となる。本実施例では、ブロッキングダイオ−ドＢＤ
へは常時バイアス光が照射されており、原稿２０面から
の反射光がない場合（暗出力）においてもバイアス光の
もとでブロッキングダイオ−ドＢＤ内において光電流の
蓄積が行われ、その後、ブロッキングダイオ−ドＢＤに
読み出しパルスを印加してフォトダイオ−ドＰＤを再充
電するので、原稿パタ−ンの履歴にかかわらずダイオ−
ド間のカソ−ド電圧をほぼ一定の値に維持することがで
きる。

【００２０】上述したようなフォトダイオ−ドＰＤとブ
ロッキングダイオ−ドＢＤとを直列に接続する構造のイ
メ−ジセンサは、安価に製造するため、フォトダイオ−
ドＰＤとブロッキングダイオ−ドＢＤとを薄膜プロセス
で同時に製造する。従って半導体層１２は同一の素材が
使用される。アモルファスシリコン等、フォトダイオ−
ドＰＤの半導体層と使用されるものは、光電変換するフ
ォトダイオ−ドとしての特性は良好であるが、スイッチ
としての応答性などが十分でなかった。本実施例によれ
ば、ブロッキングダイオ−ドＢＤに常時バイアス光を照
射するようにしたので、ブロッキングダイオ−ドＢＤの
スイッチング特性を改善することができる。

【００２１】また本実施例によれば、光量調整板２３を
設けることによりバイアス光を蛍光灯光源２１から得る
ようにしたので、バイアス光専用の光源を設ける必要が
なく安価に作製することができる。

【００２２】実際に原稿を読み取る場合は、図３に示す
ように、イメ−ジセンサ３０（図６の積分器６２の出力
）に接続されるＡＤ変換器３１と、該ＡＤ変換器３１か
らの信号を入力し画像信号を出力するデジタル演算器３
２と、前記ＡＤ変換器３１からの暗出力信号及び明出力
信号を記憶する暗出力ＲＡＭ３３及び明出力ＲＡＭ３４
とから構成される画像読取装置を使用する。そして、原
稿がイメ−ジセンサ３０上に送られてくる前に、原稿カ
バ−を黒くする等して暗出力信号（バイアス光のみを照
射したときの出力）を読み取り、暗出力ＲＡＭ３３に記
憶し、その後イメ−ジセンサ３０の出力（原稿からの反
射光及びバイアス光照射のときの出力）を読み取ったと
きにデジタル演算器３２内において前記暗出力信号分を
差し引けば本来の原稿面での画像信号を得ることができ
る。尚、明出力ＲＡＭ３４はシェ−ディング補正を行な
うための記憶装置である。

【００２３】図４は本発明の他の実施例を示すもので、
蛍光灯光源２１とは別にバイアス光専用の蛍光灯光源４
１を設けたものである。図１と同一構成をとる部分は同
一符号を付している。蛍光灯光源４１からの光はバイア
ス光として適するように調整されている。蛍光灯光源４
１から放射される光はフォトダイオ−ドＰＤ及びブロッ
キングダイオ−ドＢＤへ入射するようになっている。ま
た、原稿２０を照射する蛍光灯光源２１からの光が直接
フォトダイオ−ドＰＤ及びブロッキングダイオ−ドＢＤ
へ入射しないように、遮光部材２２′が配置されている
。従って、フォトダイオ−ドＰＤ及びブロッキングダイ
オ−ドＢＤへは常時バイアス光が照射されており、原稿
２０面からの反射光がない場合（暗出力）においてもバ
イアス光のもとでフォトダイオ−ドＰＤ及びブロッキン
グダイオ−ドＢＤ内において光電流の蓄積が行われ、そ
の後、ブロッキングダイオ−ドＢＤに読み出しパルスを
印加してフォトダイオ−ドＰＤを再充電するので、原稿
パタ−ンの履歴にかかわらずダイオ−ド間のカソ−ド電
圧をほぼ一定の値に維持することができる。

【００２４】また、図４の実施例においてフォトダイオ
−ドＰＤ側のみにバイアス光を照射させたい場合には、
図５に示すように、ブロッキングダイオ−ドＢＤの受光
部を覆うように遮光部１７′を形成してセンサ部を構成
すればよい。この遮光部１７′は、前記引き出し配線１
６，１７のパタ−ニングを行なう際に、引き出し配線１
７に連続して形成する。この場合には、フォトダイオ−
ドＰＤへのバイアス光の照射により、原稿２０面からの
反射光がない場合（暗出力）においてもバイアス光のも
とでフォトダイオ−ドＰＤ内において光電流の蓄積が行
われ、フォトダイオ−ドＰＤを再充電する際にダイオ−
ド間のカソ−ド電圧をほぼ一定の値に維持することがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、読取回路側のダイオ−
ドにおける光電流による電荷の蓄積期間及び充電による
読取期間を通じて、略一定光量のバイアス光を一方のダ
イオ−ドに常時照射するので、ダイオ−ド間のカソ−ド
電圧を略一定の値に維持することができる。従って、イ
メ−ジセンサの信号出力と、バイアス光のみ照射した場
合のイメ−ジセンサの信号出力との差を求めることによ
り、原稿画像に忠実な画像信号を得ることができ、イメ
−ジセンサの性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例のイメ−ジセンサの断面
説明図である。

【図２】　　図１の光量調整板の平面説明図である。

【図３】　　画像読取装置のブロック図である。

【図４】　　本発明の他の実施例を示すイメ−ジセンサ
の断面説明図である。

【図５】　　図４で使用されるセンサ部の他の例を示す
断面説明図である。

【図６】　　フォトダイオ−ドとブロッキングダイオ−
ドとを直列に接続して成るイメ−ジセンサの等価回路図
である。

【図７】　　（ａ）（ｂ）（ｃ）は図６のイメ−ジセン
サの一画素における副走査方向の動作を示す駆動説明図
である。

【符号の説明】

１…絶縁基板、　　２…受光素子、　　１１…金属電極
、　　１２…光電変換層、１３…透明電極、　　１６…
引き出し配線、　　１７…引き出し配線、　　２０…原
稿、、２１…蛍光灯光源、　　２３…光量調整板、　　
２４…孔アレイ、　　ＰＤ…フォトダイオ−ド、　　Ｂ
Ｄ…ブロッキングダイオ−ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２個のダイオ−ドを極性を逆向きに直
   列に接続した受光素子を複数個ライン状に並べて受光素
   子アレイを形成し、前記各受光素子の一端を読取回路に
   接続された共通配線に接続するとともに、各受光素子の
   他端に順次読み出しパルスを印加して画像信号を読み取
   るイメ−ジセンサにおいて、前記各受光素子の読取回路
   側のダイオ−ドにおける光電流による電荷の蓄積期間及
   び充電による読取期間を通じて、略一定光量のバイアス
   光を前記ダイオ−ドの少なくとも一方側に常時照射する
   ことを特徴とするイメ−ジセンサ。