JPH06291354A

JPH06291354A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH06291354A
Application number: JP5098963A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kashiyama; 俊二樫山
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3316702B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光源の光量に応じてプリチャージ電圧を調整
して、小型で安価、かつ精度の良い画像読取装置を提供
することを目的とする。【構成】画像読取装置１は、フォトセンサエリア２と
プリチャージ回路３を備えており、フォトセンサエリア
２は、逆スタガー型薄膜トランジスタとコプラナー型薄
膜トランジスタとを半導体層を単一層にして組み合わせ
た画像用フォトセンサ４がマトリックス状に配設されて
いる。各画像用フォトセンサ４のドレイン電極（Ｄ）に
は、プリチャージ回路３を介してプリチャージ電圧が印
加され、プリチャージ回路３は、フォトセンサ４と同様
の構造を有し光検出及びスイッチ機能を兼備する光源用
フォトセンサ８ａ〜８ｃが画像用フォトセンサ４の各行
毎に設けられている。フォトセンサエリア２の各フォト
センサ４には、プリチャージ回路３の光源用フォトセン
サ８ａ〜８ｃにより光源の光量に対応したプリチャージ
電圧が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取装置に関し、
詳しくは、光源の光量が変動する場合にも精度よく画像
を読み出すことのできる画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像読取装置は、通常、光源を内
蔵し、フォトダイオードやＴＦＴ（Thin Film Transist
or）等からなる複数の受光素子（フォトセンサ）をマト
リックス状に配列している。そして、内蔵の光源から原
稿に照射され、この原稿で反射された反射光が、各フォ
トセンサに入射される。各フォトセンサは、読取タイミ
ング毎に、あらかじめプリチャージ電圧が与えられ、入
射光の光量に応じた電荷を発生して、その出力電圧が、
プリチャージ電圧に対応した値から入射光の光量に応じ
て低下する。この各フォトセンサの出力電圧を所定タイ
ミング毎に検出することにより、各フォトセンサに照射
された光量を検出して、画像を読み取っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像読取装置にあっては、光源の光量の如何
にかかわらず常に一定のプリチャージ電圧がフォトセン
サに印加されていたため、光源の光量が変化すると、各
フォトセンサの出力電圧も変化し、照射光量の検出誤差
が発生するという問題があった。また、従来の画像読取
装置にあっては、光源を装置内に内蔵していたため、画
像読取装置自体が大型化し、コストが高くなるととも
に、電池で駆動することが困難であるという問題があっ
た。

【０００４】特に、光源の光量が、低下すると、図７に
示すように、光照射時のフォトセンサの出力（図７中実
線Ｌ１で表示）と非光照射時のフォトセンサの出力（図
７中破線Ｌ２で表示）との差が小さくなり、照射光量の
検出誤差が発生し易くなり、正確に画像を読み取ること
ができないという問題があった。なお、図７において
は、ａで示す期間にフォトセンサのリセットを行ってフ
ォトセンサの出力を０［Ｖ］とし、ｂで示す期間中にプ
リチャージして、フォトセンサに＋１０［Ｖ］のプリチ
ャージ電圧を供給している。そして、ｃで示す期間フォ
トセンサをセンス状態とし、このセンス期間内にクロッ
クＣＫを＋１０［Ｖ］として、フォトセンサの出力を読
み出している。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、光源の光量に応じて、プリチャージ電圧を調
整することにより、光源の光量が変動しても正確な照射
光量を検出して、精度良く画像を読み取ることができ、
また、外部光を光源として利用して、装置を小型化し、
コストを低減することができるとともに、電池駆動する
ことのできる画像読取装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取装置
は、出力ラインおよびこの出力ラインに接続され画像光
を検出する画像用フォトセンサを有する画像光読取手段
と、前記出力ラインに接続され、光源の明るさに応じて
前記出力ラインに供給する電圧を変化するプリチャージ
手段と、を備えとることにより、上記目的を達成してい
る。

【０００７】この場合、前記プリチャージ手段は、例え
ば、請求項２に記載するように、光源からの光を受光し
てその明るさに応じた電流を発生する光源用フォトセン
サを有していてもよい。

【０００８】また、前記画像用フォトセンサは、例え
ば、請求項３に記載するように、照射光量検出素子と選
択用スイッチ素子が一体的に形成された構成となってい
てもよい。

【０００９】さらに、前記プリチャージ手段の光源用フ
ォトセンサは、例えば、請求項４に記載するように、光
源光量検出素子と選択用スイッチ素子が一体的に形成さ
れた構造であってもよい。

【００１０】また、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記画像用フォトセンサが、複数個マトリックス状
に配設され、前記プリチャージ手段の光源用フォトセン
サが、該マトリックス状に配設されたフォトセンサの行
毎または列毎に設けられ、該行または列に接続された各
画像用フォトセンサの各出力ラインを同時にプリチャー
ジしてもよい。

【００１１】

【作用】本発明によれば、画像光読取手段の各画像用フ
ォトセンサの出力ラインに供給するプリチャージ電圧
を、光源の明るさに応じて、変化させているので、光源
の光量が変動しても、光照射時と非光照射時とのフォト
センサの出力電圧の差を充分大きくすることができ、正
確な光量を検出して、精度良く画像を読み取ることがで
き、また、外部光を光源として利用して、装置を小型化
し、コストを低減することができるとともに、電池駆動
することができる。

【００１２】また、各画像用フォトセンサやプリチャー
ジ手段の光源用フォトセンサは、照射光量検出用素子と
選択用スイッチ素子としての機能と選択トランジスタと
しての機能とを兼ね備えているので、画像読取装置をさ
らにより一層小型化して、コストをさらにより一層低減
させることができるとともに、画素を高密度化させるこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１４】図１〜図６は、画像読取装置の一実施例を
示す図であり、図１はその画像読取装置の要部回路構成
図、図２は図１のフォトセンサの拡大断面図、図３は図
２のフォトセンサの等価回路図、図４は光量が少ないと
きのフォトセンサの信号波形と読取タイミング信号波形
を示す図、図５は光量が中程度のときのフォトセンサの
信号波形と読取タイミング信号波形を示す図、図６は光
量が多いときのフォトセンサの信号波形と読取タイミン
グ信号波形を示す図である。

【００１５】図１において、画像読取装置１は、フォト
センサエリア２とプリチャージ回路３を備えており、フ
ォトセンサエリア２は、説明を簡単化するために、９個
の画像用フォトセンサ４が３行３列にマトリックス状に
配設されたものとしている。

【００１６】各画像用フォトセンサ４は、そのトップゲ
ート電極（ＴＧ）が行方向に配線されたトップゲート線
５ａ〜５ｃに接続されており、このトップゲート線５ａ
〜５ｃには、図外のトップアドレスデコーダからそれぞ
れトップゲート電圧ＴＧ１〜ＴＧ３が供給される。ま
た、各画像用フォトセンサ４のボトムゲート電極（Ｂ
Ｇ）は、行方向に配線されたボトムゲート線６ａ〜６ｃ
に接続されており、このボトムゲート線６ａ〜６ｃに
は、図外のローアドレスデコーダからそれぞれボトムゲ
ート電圧ＢＧ１〜ＢＧ３が供給される。さらに、各画像
用フォトセンサ４は、そのドレイン電極（Ｄ）が列方向
に配線された信号線（出力ライン）７ａ〜７ｃに接続さ
れており、そのソース電極（Ｓ）は、共通接続されて接
地されている。そして、この各信号線７ａ〜７ｃは、図
外のコラムスイッチに接続されており、この信号線７ａ
〜７ｃ及びコラムスイッチを介して各画像用フォトセン
サ４の出力が読み出される。

【００１７】前記プリチャージ回路３は、上記信号線７
ａ〜７ｃ毎に配設された３個の光源用フォトセンサ８ａ
〜８ｃを備えており、各光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃ
のドレイン電極（Ｄ）は、それぞれ前記信号線７ａ〜７
ｃに接続されている。また、各光源用フォトセンサ８ａ
〜８ｃのトップゲート電極（ＴＧ）には、プリチャージ
信号線９が接続されており、このプリチャージ信号線９
には、図外の制御回路からプリチャージ信号ＰＲが入力
される。さらに、各光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃのボ
トムゲート電極（ＢＧ）には、ボトムゲート線６ｄが接
続されており、このボトムゲート線６ｄには、図外のロ
ーアドレスデコーダからボトムゲート電圧ＢＧ０が印加
される。また、各光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃのソー
ス電極（Ｓ）には、プリチャージ電源線１０が接続され
ており、プリチャージ電源線１０には、図外の電源回路
から＋１０［Ｖ］のプリチャージ電圧が供給される。こ
の光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃには、光源の光が入射
され、後述するように、各光源用フォトセンサ８ａ〜８
ｃは、そのトップゲート電極（ＴＧ）に入力されるプリ
チャージ信号ＰＲにより動作タイミングが制御されると
ともに、そのソース電極（Ｓ）に入力されるプリチャー
ジ電圧を、入射される光源の光量に応じて調整して、各
信号線７ａ〜７ｃに出力する。

【００１８】上記フォトセンサエリア２の各画像用フォ
トセンサ４とプリチャージ回路３の各光源用フォトセン
サ８ａ〜８ｃは、図２に示すように構成されている。

【００１９】すなわち、画像用フォトセンサ４および各
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、基本的には、逆スタ
ガー型薄膜トランジスタとコプラナー型薄膜トランジス
タとを半導体層を単一層にして組み合わせた同一の構成
となっている。

【００２０】図２は、画像用フォトセンサ４および光源
用フォトセンサ８ａ〜８ｃの構造の一例を示す拡大断面
図である。すなわち、ガラス等からなる透明な絶縁性基
板２０上に、ボトムゲート電極（ＢＧ）２１が形成され
ており、このボトムゲート電極（ＢＧ）２１及び絶縁性
基板２０を覆うように、窒化シリコン（ＳｉＮ）からな
るボトムゲート絶縁膜２２が形成されている。このボト
ムゲート電極（ＢＧ）２１上には、ボトムゲート電極
（ＢＧ）２１と対向する位置に、半導体層２３が形成さ
れており、半導体層２３は、ｉ型アモルファス・シリコ
ン（ｉ−ａ−Ｓｉ）で形成されている。この半導体層２
３を挟んで、該半導体層２３上に所定の間隔を有して相
対向する位置にソース電極（Ｓ）２４及びドレイン電極
（Ｄ）２５が形成されており、これらソース電極（Ｓ）
２４及びドレイン電極（Ｄ）２５は、それぞれリン等の
ドーパントが拡散されたアモルファスシリコンよりなる
ｎ⁺シリコン層２６、２７を介して半導体層２３と接続
されている。これらによりボトムトランジスタ（逆スタ
ガー型薄膜トランジスタ）が構成されており、このボト
ムトランジスタは、後述する選択用スイッチ素子として
の機能を有する。

【００２１】上記ソース電極（Ｓ）２４とドレイン電極
（Ｄ）２５及び半導体層２３のソース電極（Ｓ）２４と
ドレイン電極（Ｄ）２５の間の部分は、透明な窒化シリ
コンからなるトップゲート絶縁膜２８により覆われてお
り、トップゲート絶縁膜２８上には、前記ボトムゲート
電極（ＢＧ）２１と相対向する位置に透明な導電性材料
からなるトップゲート電極（ＴＧ）２９が形成されてい
る。トップゲート電極（ＴＧ）２９は、後述する電子−
正孔対を発生するために半導体層２３のチャンネル領域
のみでなく、図２に示すように、ｎ⁺シリコン層２６、
２７上部面も覆う大きさに形成することが望ましい。そ
して、図示しないが、このトップゲート電極（ＴＧ）２
９及びトップゲート絶縁膜２８を覆うように、窒化シリ
コンからなる透明なオーバーコート膜が形成されてお
り、保護している。上記トップゲート電極（ＴＧ）２
９、トップゲート絶縁膜２８、半導体層２３、ソース電
極（Ｓ）２４及びドレイン電極（Ｄ）２５により、トッ
プトランジスタ（コプラナー型薄膜トランジスタ）が形
成されており、このトップトランジスタは、後述する照
射光量検出素子としての機能を有する。

【００２２】この画像用フォトセンサ４および光源用フ
ォトセンサ８ａ〜８ｃは、本実施例では、図２に示すよ
うに、トップゲート電極（ＴＧ）２９側から照射光Ａが
照射され、この照射光Ａがトップゲート電極（ＴＧ）２
９及びトップゲート絶縁膜２８を透過して、半導体層２
３に照射される。なお、画像用フォトセンサ４および光
源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、上記構成からも明らか
なように、照射光Ａをトップゲート電極１側から照射す
るものに限定されるものではなく、ボトムゲート電極
（ＢＧ）２１側から照射するようにしても、以降に説明
する動作を、同様に行なわせることができる。

【００２３】このように、画像用フォトセンサ４および
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、逆スタガー型薄膜ト
ランジスタとコプラナー型薄膜トランジスタとを組み合
わせた構成となっており、その等価回路は、図３のよう
に示すことができる。

【００２４】そして、画像用フォトセンサ４および光源
用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、例えば、ボトムゲート電
極（ＢＧ）が５００Å（オングストローム）、ボトムゲ
ート絶縁膜２２が２０００Å、半導体層２３が１５００
Å、ソース電極（Ｓ）及びドレイン電極（Ｄ）が５００
Å、ｎ⁺シリコン層２６、２７が２５０Å、トップゲー
ト絶縁膜２８が２０００Å、トップゲート電極（ＴＧ）
２９が５００Å及びオーバーコート膜が２０００Åに形
成されており、半導体層２３上のソース電極（Ｓ）２４
とドレイン電極（Ｄ）２５との間隔が、７μｍに形成さ
れている。

【００２５】上記画像用フォトセンサ４および光源用フ
ォトセンサ８ａ〜８ｃは、以下のように動作する。

【００２６】すなわち、画像用フォトセンサ４および光
源用フォトセンサ８ａ〜８ｃのボトムゲート電極（Ｂ
Ｇ）２１に正電圧、例えば、＋１０［Ｖ］を印加する
と、ボトムトランジスタにｎチャンネルが形成される。
ここで、ソース電極（Ｓ）２４−ドレイン電極（Ｄ）２
５間に正電圧、例えば、＋５［Ｖ］を印加すると、ソー
ス電極（Ｓ）２４側から電子が供給され、電流が流れ
る。この状態で、トップゲート電極（ＴＧ）２９にボト
ムゲート電極（ＢＧ）２１の電界によるチャンネルを消
滅させるレベルの負電圧、例えば、−２０［Ｖ］を印加
すると、トップゲート電極（ＴＧ）２９からの電界がボ
トムゲート電極（ＢＧ）２１の電界がチャンネル層に与
える影響を減じる方向に働き、この結果、空乏層が半導
体層２３の厚み方向に伸び、ｎチャンネルをピンチオフ
する。このとき、トップゲート電極（ＴＧ）２９側から
照射光Ａが照射されると、半導体層２３のトップゲート
電極（ＴＧ）２９側に電子−正孔対が誘起される。トッ
プゲート電極（ＴＧ）２９に、−２０［Ｖ］が印加され
ているため、誘起された正孔は、チャンネル領域に蓄積
され、トップゲート電極（ＴＧ）２９の電界を打ち消
す。このため、半導体層２３のチャンネル領域にｎチャ
ンネルが形成され、電流が流れる。ソース電極（Ｓ）２
４−ドレイン電極（Ｄ）２５間に流れる電流（以下ドレ
イン電流Ｉ_DS）は、照射光Ａの光量に応じて変化する。

【００２７】このように、画像用フォトセンサ４および
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、トップゲート電極
（ＴＧ）２９からの電界がボトムゲート電極（ＢＧ）２
１からの電界によるチャンネル形成に対してそれを妨げ
る方向に働くように制御し、ｎチャンネルをピンチオフ
するものであるから、光無照射時に流れるドレイン電流
Ｉ_DSを極めて小さく、例えば、１０^-14Ａ程度にするこ
とができる。その結果、画像用フォトセンサ４および光
源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、光照射時光無照射時の
ドレイン電流Ｉ_DSとの差を充分大きくすることができ、
また、このときのボトムトランジスタの増幅率は、照射
された光量によって変化し、Ｓ／Ｎ比を大きくすること
ができる。

【００２８】また、画像用フォトセンサ４および光源用
フォトセンサ８ａ〜８ｃは、ボトムゲート電極（ＢＧ）
２１に、正電圧（＋１０［Ｖ］）を印加した状態で、ト
ップゲート電極（ＴＧ）２９を、例えば、０［Ｖ］にす
ると、半導体層２３とトップゲート絶縁膜２８との間の
トラップ準位から正孔を吐き出させてリフレッシュ、す
なわち、リセットすることができる。すなわち、画像用
フォトセンサ４および光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃ
は、連続使用されると、トップゲート絶縁膜２８と半導
体層２３との間のトラップ準位が光照射により発生する
正孔及びドレイン電極（Ｄ）２５から注入される正孔に
よって埋められていき、光無照射状態でのチャンネル抵
抗も小さくなって、光無照射時にドレイン電流Ｉ_DSが増
加する。そこで、トップゲート電極（ＴＧ）２９に０
［Ｖ］を印加し、この正孔を吐き出させて、リセットす
る。

【００２９】さらに、画像用フォトセンサ４および光源
用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、ボトムゲート電極（Ｂ
Ｇ）２１に、正電圧を印加していないときには、ボトム
トランジスタにチャンネルが形成されず、光照射を行な
っても、ドレイン電流Ｉ_DSが流れず、非選択状態とする
ことができる。すなわち、画像用フォトセンサ４および
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、ボトムゲート電極
（ＢＧ）２１に印加する電圧Ｖ_BGを制御することによ
り、選択状態と非選択状態とを制御することができる。
また、この非選択状態において、トップゲート電極（Ｔ
Ｇ）２９に０［Ｖ］を印加すると、上記同様に、半導体
層２３とトップゲート絶縁膜２８との間のトラップ準位
から正孔を吐き出させて、リセットすることができる。

【００３０】したがって、画像用フォトセンサ４および
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、トップゲート電圧Ｖ
_TGを、例えば、０［Ｖ］と−２０［Ｖ］とに制御するこ
とにより、センス状態とリセット状態を制御することが
でき、また、ボトムゲート電圧Ｖ_BGを、例えば、０
［Ｖ］と＋１０［Ｖ］とに制御することにより、選択状
態及び非選択状態を制御することができる。その結果、
トップゲート電圧Ｖ_TG及びボトムゲート電圧Ｖ_BGを制御
することにより、画像用フォトセンサ４および光源用フ
ォトセンサ８ａ〜８ｃを、それ自体で、照射光量検出素
子としての機能と、選択用スイッチ素子としての機能を
兼ね備えさたものとして、動作させることができる。

【００３１】このように、画像用フォトセンサ４および
光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、センス状態におい
て、光照射されると、ドレイン電流Ｉ_DSが流れて、その
出力電圧が低下するが、このドレイン電流Ｉ_DSの大き
さ、すなわち、出力電圧の低下は、照射光量に依存し、
また、画像用フォトセンサ４および光源用フォトセンサ
８ａ〜８ｃには、リーク電流による出力電圧の低下があ
る。したがって、フォトセンサエリア２の光源用フォト
センサ８ａ〜８ｃでは、原稿等の被検出対象の白色の度
合が同じでも、光源の光量が変化すると、光源用フォト
センサ８ａ〜８ｃの出力電圧も変化する。そこで、本実
施例では、後述するように、光源の光量に応じて光源用
フォトセンサ８ａ〜８ｃに供給するプリチャージ電圧の
電圧値を調整している。

【００３２】この画像用フォトセンサ４および光源用フ
ォトセンサ８ａ〜８ｃが、照射光量検出素子としての機
能と選択用スイッチ素子としての機能とを兼ね備えてい
ることを利用して、上記図１に示すように、フォトセン
サエリア２に適用されている。したがって、このフォト
センサエリア２は、図１に示すように、従来のフォトセ
ンサアレイが備えていた選択トランジスタを省くことが
でき、フォトセンサエリア２を集積化及び小型化するこ
とができ、フォトセンサエリア２、ひいては画像読取装
置１を小型化することができるとともに、画像読取装置
１を安価なものとすることができる。

【００３３】また、この画像読取装置１においては、光
源を内蔵しておらず、外部光源、例えば、自然光や画像
読取装置１の設置されている部屋の蛍光灯等の外部光を
その光源としている。したがって、画像読取装置１をよ
り一層小型化することができるとともに、画像読取装置
１のコストをより一層低減させることができる。

【００３４】次に、作用を説明する。

【００３５】この画像読取装置１は、いわゆる線順次読
出方式によりフォトセンサエリア２の各画像用フォトセ
ンサ４の出力の読み出しを行っている。すなわち、フォ
トセンサエリア２の各画像用フォトセンサ４は、行毎
に、図外のトップアドレスデコーダからトップゲート電
圧ＴＧ１〜ＴＧ３が印加されとともに、図外のローアド
レスデコーダからボトムゲート電圧ＢＧ１〜ＢＧ３が印
加されて、リセット状態とセンス状態とが制御されると
ともに、選択状態と非選択状態とが制御される。そし
て、各選択状態にある画像用フォトセンサ４の出力を順
次信号線７ａ〜７ｃ及び図外のコラムスイッチを介して
取り出す。

【００３６】すなわち、画像読出装置１は、図４から図
６に示すように、その読出期間Ｔを１周期として、この
読出期間Ｔ中に、各画像用フォトセンサ４のトップゲー
ト電圧ＴＧ１〜ＴＧ３やボトムゲート電圧ＢＧ１〜ＢＧ
３を以下のように切り換えることにより、各画像用フォ
トセンサ４の信号の読み出しを行っている。

【００３７】まず、図４〜図６に示すように、ａで示す
リセット期間において、トップゲート電圧ＴＧ１〜ＴＧ
３を＋５［Ｖ］として、行方向の各画像用フォトセンサ
４をリセットする。

【００３８】次に、ｂに示すプリチャージ期間におい
て、プリチャージ回路３の各光源用フォトセンサ８ａ〜
８ｃにボトムゲート電圧ＢＧ０として＋１０［Ｖ］、ト
ップゲート電圧ＴＧであるプリチャージ信号ＰＲとして
０［Ｖ］を印加して、各光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃ
をセンス状態とする。このプリチャージ期間中にプリチ
ャージ回路３の各光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃは、光
源の光量に対応したドレイン電流Ｉ_DSを各信号線７ａ〜
７ｃを介してフォトセンサエリア２の各画像用フォトセ
ンサ４の信号線（出力ライン）７ａ〜７ｃに供給し、各
画像用フォトセンサ４は、このドレイン電流Ｉ_DSによ
り、プリチャージされる。したがって、信号線（出力ラ
イン）７ａ〜７ｃに接続されたフォトセンサエリア２の
各画像用フォトセンサ４の信号線（出力ライン）７ａ〜
７ｃには、図４〜図６に示すように、光源の光量に対応
した電圧値のプリチャージ電圧が供給される。

【００３９】例えば、外部光源の光量が少ないとき（照
度が低いとき）には、図４に示すように、プリチャージ
電圧として＋１０［Ｖ］よりも低い電圧が画像用フォト
センサ４に供給され、外部光源の光量が中程度のときに
は、図５に示すように、図４のプリチャージ電圧よりは
高いが、＋１０［Ｖ］よりは低い電圧がプリチャージ電
圧として画像用フォトセンサ４の信号線（出力ライン）
７ａ〜７ｃに供給される。また、外部光源の光量が充分
多い（照度が高い）ときには、図６に示すように、プリ
チャージ電圧として＋１０［Ｖ］が画像用フォトセンサ
４の信号線（出力ライン）７ａ〜７ｃに供給される。

【００４０】このようにしてプリチャージ電圧が供給さ
れると、次に、トップゲート電圧ＶＴＧ１〜ＴＧ３を０
［Ｖ］にして、画像用フォトセンサ４をセンス状態とす
る。このとき、画像用フォトセンサ４は、上述のよう
に、照射光量に応じドレイン電流Ｉ_DSを出力するので、
図４〜図６に示すように、照射光量に応じて、その出力
電圧が上記プリチャージされた電圧から時間の経過に従
って低下する。そして、このセンス状態において、行方
向に配設された画像用フォトセンサ４の出力をクロック
ＣＫのタイミングで各信号線（出力ライン）７ａ〜７ｃ
から順次取り出す。

【００４１】ところが、各画像用フォトセンサ４には、
上述のように、光源の光量に対応した電圧値のプリチャ
ージ電圧が供給されているため、図４〜図６に示すよう
に、光照射時の画像用フォトセンサ４の出力（図４〜図
６中実線Ｌ３で表示）と、非光照射時の画像用フォトセ
ンサ４の出力（図４〜図６中破線Ｌ４で表示）との差
を、十分大きくすることができ、照射光量の検出を精度
良く行うことができる。その結果、正確に画像を読み取
ることができる。すなわち、図４に示すように、光源の
光量が少ないときには、プリチャージ電圧が低く、セン
ス状態において少ない光照射により、画像用フォトセン
サ４の放電が容易となって、光照射時の画像用フォトセ
ンサ４の出力（実線Ｌ３）と非光照射時の画像用フォト
センサ４の出力（破線Ｌ４）との差を十分大きくするこ
とができる。また、光源の光量が中程度のときには、プ
リチャージ電圧も、図５に示すように、多少高くなり、
同様に、中程度の光量が照射される光照射時の画像用フ
ォトセンサ４の出力（実線Ｌ３）と非光照射時の画像用
フォトセンサ４の出力（破線Ｌ４）との差を充分大きく
することができる。さらに、光源の光量が多いときに
は、図６に示すように、プリチャージ電圧も高くなり、
同様に、大きな光量の光が照射される光照射時の画像用
フォトセンサ４の出力（実線Ｌ３）と非光照射時の画像
用フォトセンサ４の出力（破線Ｌ４）との差を充分大き
くすることができる。

【００４２】このように、本実施例の画像読取装置１に
おいては、光源の照射光量に応じて、各画像用フォトセ
ンサ４の信号線（出力ライン）７ａ〜７ｃにあらかじめ
供給するプリチャージ電圧を光源用フォトセンサ８ａ〜
８ｃを用いて調整しているので、光源の光量が変動して
も、光照射時と非光照射時との画像用フォトセンサ４の
出力電圧の差を充分大きくすることができ、正確な光量
を検出して、精度良く画像を読み取ることができ、ま
た、外部光を光源として利用することができ、画像読取
装置１を小型化して、画像読取装置１のコストを低減す
ることができる。また、画像読取装置１を電池で駆動す
ることができ、画像読取統治１の利用性を向上させるこ
とができる。

【００４３】また、画像用フォトセンサ４やプリチャー
ジ手段に含まれる光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃを、半
導体層２３を挟んで、ソース電極（Ｓ）２４とドレイン
電極（Ｄ）２５が相対向して配され、これら半導体層２
３、ソース電極（Ｓ）２４及びドレイン電極（Ｄ）２５
を挟んでその両側にそれぞれ絶縁膜２２、２８を介して
該半導体層２３と相対向する位置に一対のゲート電極２
１、２９が配され、該一対のゲート電極２１、２９のい
ずれか一方側を光照射側とし、該光照射側から照射され
た光が、該光照射側の絶縁膜２２、２８を透過して前記
半導体層２３に照射される構成としているので、画像用
フォトセンサ４および光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃに
照射光量検出素子としての機能と選択用スイッチ素子と
しての機能とを兼ね備えさせることができ、画像読取装
置１をより一層小型化することができ、コストをより一
層低減させることができるとともに、画素を高密度化さ
せることができる。

【００４４】なお、上記実施例においては、フォトセン
サエリア２の各画像用フォトセンサ４として、いわゆる
ダブルゲート型のフォトセンサを用いているが、これに
限るものではなく、例えば、通常のフォトトランジスタ
を用いた場合にも、同様に本発明を適用することができ
る。

【００４５】また、上記実施例では、各列毎に、プリチ
ャージ用の光源用フォトセンサ８ａ〜８ｃを設けている
が、各列毎に設ける必要はなく、例えば、複数列をまと
めてプリチャージするようにしてもよく、また、プリチ
ャージ用として、ダブルゲート型フォトセンサを用いて
いるが、光源の光量に応じてプリチャージ電圧を調整で
きるものであれば、どのようなものであっても良い。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、画像光読取手段の各画
像用フォトセンサの出力ラインに供給するプリチャージ
電圧を、光源の明るさに応じて、変化させているので、
光源の光量が変動しても、光照射時と非光照射時とのフ
ォトセンサの出力電圧の差を充分大きくすることがで
き、正確な光量を検出して、精度良く画像を読み取るこ
とができ、また、外部光を光源として利用して、装置を
小型化し、コストを低減することができるとともに、電
池駆動することができる。

【００４７】また、各画像用フォトセンサやプリチャー
ジ手段の光源用フォトセンサは、照射光量検出用素子と
選択用スイッチ素子としての機能と選択トランジスタと
しての機能とを兼ね備えているので、画像読取装置をさ
らにより一層小型化して、コストをさらにより一層低減
させることができるとともに、画素を高密度化させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施例の要部回
路構成図。

【図２】図１の画像読取装置のフォトセンサエリアに適
用されるフォトセンサの拡大断面図

【図３】図２のフォトセンサの等価回路。

【図４】光源の光量が少ないときのプリチャージ電圧と
その時の光照射時と非光照射時の画像用フォトセンサの
出力を示す図。

【図５】光源の光量が中程度のときのプリチャージ電圧
とその時の光照射時と非光照射時の画像用フォトセンサ
の出力を示す図。

【図６】光源の光量が多いときのプリチャージ電圧とそ
の時の光照射時と非光照射時の画像用フォトセンサの出
力を示す図。

【図７】従来のフォトセンサによる光源の光量が少ない
ときのプリチャージ電圧とその時の光照射時と非光照射
時のフォトセンサの出力を示す図。

【符号の説明】

１画像読取装置２フォトセンサエリア３プリチャージ回路４画像用フォトセンサ５ａ〜５ｃトップゲート線６ａ〜６ｃボトムゲート線７ａ〜７ｃ信号線（出力ライン）８ａ〜８ｃ光源用フォトセンサ９プリチャージ信号線ＰＲプリチャージ電圧２０絶縁性基板２１ボトムゲート電極（ＢＧ）２２ボトムゲート絶縁膜２３半導体層２４ソース電極（Ｓ）２５ドレイン電極（Ｄ）２６、２７ｎ⁺シリコン層２８トップゲート絶縁膜２９トップゲート電極（ＴＧ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力ラインおよびこの出力ラインに接続
され画像光を検出する画像用フォトセンサを有する画像
光読取手段と、前記出力ラインに接続され、光源の明るさに応じて前記
出力ラインに供給する電圧を変化するプリチャージ手段
と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記プリチャージ手段は、光源からの光
を受光してその明るさに応じた電流を発生する光源用フ
ォトセンサを有することを特徴とする請求項１記載の画
像読取装置。
【請求項３】前記画像用フォトセンサが、照射光量検
出素子と選択用スイッチ素子が一体的に形成された構成
となっていることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の画像読取装置。
【請求項４】前記プリチャージ手段の光源用フォトセ
ンサが、光源光量検出素子と選択用スイッチ素子が一体
的に形成された構造であることを特徴とする請求項２ま
たは請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】前記画像用フォトセンサが、複数個マト
リックス状に配設され、前記プリチャージ手段の光源用
フォトセンサが、該マトリックス状に配設された画像用
フォトセンサの行毎または列毎に設けられ、該行または
列に接続された各画像用フォトセンサの各出力ラインを
同時にプリチャージすることを特徴とする請求項３また
は請求項４記載の画像読取装置。