JPH0712077B2 - 読み取り装置 - Google Patents

読み取り装置

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JPH0712077B2
JPH0712077B2 JP60127499A JP12749985A JPH0712077B2 JP H0712077 B2 JPH0712077 B2 JP H0712077B2 JP 60127499 A JP60127499 A JP 60127499A JP 12749985 A JP12749985 A JP 12749985A JP H0712077 B2 JPH0712077 B2 JP H0712077B2
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photodiode
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばファクシミリ装置の小型化を目指した
もので、実質上原稿と寸法的に1:1に対応させた光電変
換素子アレイを配置した密着型イメージセンサなどの読
み取り装置に関するものである。
〔先行技術〕
密着型イメージセンサには第1図に示す通り、原稿から
の反射光を集束性ロッド・レンズ・アレイを通して検知
する型式があり、実質上原稿1と寸法的に1:1に対応さ
せた光検知部2が集束性ロッド・レンズ・アレイ3を介
して原稿1に密着している。そして、発光ダイオード4
が原稿1を投光し、その反射光が集束性ロッド・レンズ
・アレイ3を通過して光検知部2で受光するものであ
る。
又、第2図に示す通りこのアレイ3を用いないで蛍光灯
4′などの発光源により検知する型式も提案されてい
る。
本出願人は既に特願昭58年第179801号にて光検知部に使
われる光電変換素子アレイの回路図を提案した。
即ち、電荷蓄積型の電気回路を示した第3図によれば、
アモルファスシリコン半導体などによって実現されるフ
ォトダイオードD11〜D1i、D21〜D2i、D31〜D3i、・・・
・・・Dn1〜Dniは複数nのグループG1〜Gnにグループ化
される。1つのグループG1では、フォトダイオードD11
〜D1iは共通電極P1に接続される。この共通電極P1は負
荷抵抗R1を介してバイアス電源5に接続される。共通電
極P1はバッファアンプA1に接続され、ライン6に信号を
導出する。フォトダイオードD11〜D1iは、アナグロスイ
ッチ11〜S1iを介してライン7に接続され、このライン
7はバイアス電源5の他方の端子に接続されて接地され
る。アナログスイッチS11〜S1iは、シフトレジスタSRに
接続される。このようなグループG1に関する構成は、残
余のグループG2、G3、・・・・・・、Gnに関しても同様
であり、対応する参照符を付して説明を省く。シフトレ
ジスタSRはアナログスイッチS11〜S1i、S21〜S2i、S31
〜S3i、・・・・・、Sn1〜Sniを順次的に1つずつ導通
して走査する。フォトダイオードD11〜D1iは、蓄積コン
デンサC11〜C1iで示される素子並列容量を有する。
またアナログスイッチS11〜S1iには、それぞれ入力容量
SC11〜SC1iを有する。残余のグループG2、G3、・・・・
・、Gnに関しても同様である。
シフトレジスタSRがアナログスイッチS11〜Sniを順次的
に導通して走査し、例えばアナログスイッチS11が導通
した場合を想定する。この場合、フォトダイオードD11
が受光している時、バイアス電源5から負荷抵抗R1、フ
ォトダイオードD11及びアナグロスイッチS11を介して電
流が流れる。この共通電極P1におけるフォトダイオード
D11の受光量に対応した電圧は、バッファアンプA1から
ライン6に導出される。こうして残余のフォトダイオー
ドD12〜D1iも同様に検出され、また他のグループG2、G
3、・・・・・、Gnに関しても同様である。
アナログスイッチS11が導通し、このとき、フォトダイ
オードD11が受光していると、グループG1の残余のフォ
トダイオードD12〜D1iに並列接続された蓄積コンデンサ
C12〜C1i及び残余のアナログスイッチS12〜S1iの入力容
量SC12〜SC1iの電荷がフォトダイオードD11を介して流
れ、その分だけバイアス電源5から負荷抵抗R1を介する
電流値が減少することになる。この実施例では、フォト
ダイオードD11〜Dniは、複数nのグループG1〜Gnに分け
られている。したがって、例えばグループG1に含まれる
フォトダイオードの数はフォトダイオード全数よりも随
分少ない数iとなり、受光したフォトダイオードD11に
アナログスイッチS11の導通時に蓄積コンデンサC12〜C1
i、入力容量SC12〜SC1iから流れる電流は、比較的少な
い。これによって負荷抵抗R1を流れる電流の減少を制御
することができ、感度を向上させることが可能となる。
〔発明の目的〕
本発明者は、前述の電気回路を有効に発揮させるべく鋭
意研究の結果、蓄積コンデンサの容量とアナログスイッ
チの入力容量を所定の比に特定すると読み取り画像の鮮
鋭度(コントラスト比)が改善されることを知見した。
本発明は上記知見に基づいて完成されたものであり、そ
の目的は読み取り画像の鮮鋭度及び再現性を改善して忠
実な画像の読み取りが可能となった読み取り装置を提供
せんとするものである。
更に本発明の目的はフォトダイオード及び蓄積コンデン
サを実質的に同一材料で形成して前記目的を有利に達成
せんとするものであり、また製造の効率化も図られた読
み取り装置を提供せんとするものである。
〔目的を達成する手段〕
本発明によれば、電荷蓄積手段を備えた複数個の光電変
換素子が一列に配置されるとともに、電気的に接続さ
れ、上記電荷蓄積手段に蓄積された電荷が光電変換量に
対応して減少した電荷減少量をバイアス電源でもって充
電し、その充電量にともなって負荷抵抗に生じる電気信
号を光電変換素子から取り出すべくON-OFF作動するスイ
ッチを個々の光電変換素子に接続するとともに、この光
電変換素子の一方の端子は上記スイッチを介して接地さ
れ、且つ他方の端子に前記負荷抵抗が接続され、その負
荷抵抗を介してバイアス電源とも接続され、上記複数の
スイッチを順次時系列にONせしめるように成した読み取
り装置において、前記電荷蓄積手段が有する容量を前記
スイッチの寄生容量よりも大きくし、且つ前記電荷蓄積
手段の蓄積コンデンサと前記光電変換素子のフォトダイ
オードをともに光導電体で一体的に構成したことを特徴
とする読み取り装置が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
第4図は、本出願人が既に特願昭58年第179801号にて提
案した電荷蓄積型読み取り系の基本回路である。即ち、
フォトダイオードDに並列接続された蓄積コンデンサC
にはバイアス電源5aによりバイアス電圧が印加され、所
定量の電荷が蓄積されている。そして、フォトダイオー
ドDが原稿からの反射光を受光し、これによる光電変換
量に応じて蓄積コンデンサCに蓄えられた電荷を放電
し、適宜、アナログスイッチSを閉じると(ONすると)
蓄積コンデンサCに再充電される際、負荷抵抗Rに生じ
た電圧を出力端子Tに読み出し、光信号が検出されるよ
うになっている。また、TCは結合コンデンサであり、SC
及びFCはそれぞれアナログスイッチSが有している容
量、及び浮遊容量である。
この浮遊容量は第3図に示した通り光電変換素子数nが
増すことに伴って大きくなるものであり、 と表すことができる。尚、C1は蓄積コンデンサCの容量
を表す。
本発明者は次に述べる実験例が示す結果に基づき、C1
SCよりも大きな値になるように設定すると出力が大きく
なり、読み取り画像の鮮鋭度が向上するという新規知見
に到達した。
即ち、本発明者は第3図の電気回路を実施するに際し
て、次の読み取り装置を製作して実験を行った。
第5図は第1図の光検知部2に係り、本発明の読み取り
装置である。即ち、ガラス等から成る透光性基板8上
に、各光電変換素子の一方の電極を電気的に接続するよ
うにした、例えばITOなどから成る透光性共通電極9、
原稿1からの反射光の光通過孔10を設けた、例えばAl、
Crなどの蒸着金属から成る遮光性金属層11、アモルファ
スシリコンなどから成る光導電体12及び各光電変換素子
毎に設けられてAl、Crなどの蒸着金属から成る個別電極
13が順次形成されている。そして、透光性共通電極9、
遮光性金属層11及び個別電極13を覆うように保護層14が
被覆されている。この保護層14は透明度が要求されてお
らず、個別電極13の各々の隙間に光が入って読み取り画
素の分解が劣らないように透光性の低いのが望ましい。
例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など比較的安価
な樹脂を用いるとよい。尚、15はシフトレジスタ等の駆
動回路である。
本発明の装置によれば、原稿1からの反射光lは透光性
基板8側から入射し、各光電変換素子毎に対応して設け
られた光通過孔10を通り、光導電体12で光電変換して透
光性共通電極9及び個別電極13の間で読み取り信号が検
出される。
本発明者は第3図に示した電気回路を第5図に示した装
置に適用して、各光電変換素子の基本回路におけるC1
SCの比を変えて出力信号の相対値を測定したところ、第
6図の結果が得られた。
第6図によれば、C1を一定の値に決めてICの仕様により
SCを変えるとC1/SCが大きくなるのに伴って相対出力値
が大きくなることが判る。これはSCを大きくするとFCが
大きくなり、スイッチSを閉じた時、蓄積コンデンサC
への電流の回り込みを生じ、負荷抵抗Rを通る電流が減
少するためである。
また、本発明者が種々の実験を繰り返し行った結果、SC
はスイッチSの寄生容量の他に、基板上に形成した配線
パターンの線間容量の合成されたものが含まれることが
判った。
本発明者はかかる事情に鑑みて鋭意研究の結果、C1/SC
を大きくすればバラツキ発生因子の出力信号に及ぼす影
響を少なくできることを見い出したものである。
即ち、第7図によれば(イ)はC1を一定値にしてC1/SC
を変えながら、出力信号の平均値以上の出力信号増加分
をプロットしたものであり、(ロ)は同様にして出力信
号の平均値以下の出力信号減少分をプロットしたもので
ある。
第7図より明らかな通り、C1/SC>1であれば出力信号
の±10%以内に設定できることが判り、この範囲に設定
できれば実用上何ら支障のない読み取り装置が提供でき
る。好適にはC1/SC>3に設定すればC1の不均一性など
に起因した出力信号のバラツキを更に一層小さくできる
ことは明白である。
本発明者は他の実施例として第5図の装置に代えて第8
図及び第9図に示す読み取り装置を用いても上記の同じ
結果が得られた。
第8図及び第9図においては第2図の読み取り系に用い
られる光検知部であり、第9図は第8図中切断面線X-X
から見た断面図である。
光透過性の透明材料、例えばガラスなどから成る基板16
上には、共通電極P1,P2が間隔をあけて形成される。共
通電極P1,P2はクロムやアルミニウムなどが蒸着されて
形成される。共通電極P1,P2上には、フォトダイオードD
11〜D1i,D21〜D2iを形成するためのアモルファスシリコ
ン半導体などの光導電体17が形成される。光導電体17上
には、スズ−インジウム酸化物などのような光透過性の
透明の材料から成る透明電極18がスパッタまたは蒸着に
より形成される。透明電極18は、フォトダイオードD11
〜Dniに個別的に形成される。この透明電極18には、引
出し電極19が個別的に接続される。
引出し電極19は、クロムが蒸発されて形成される。最上
部には、光透過性の透明な材料、例えばガラスなどから
成る保護層20が形成される。共通電極P1、光導電体17及
び透明電極18には、光通過孔21が形成される。基板16の
背後には、光源としての螢光灯4′が配置される。保護
層20の上方には、原稿1が配置される。蛍光灯4′から
の光は、基板16、保護層20を経て、原稿1に照射され
る。原稿1の反射光は、光通過孔21付近の透明電極18を
透過し、光導電体17によって受光される。
こうして、光通過孔21の近傍にフォトダイオードD11〜D
niが形成される。光通過孔21は、原稿1の幅方向、即ち
蛍光灯4′の軸線方向に沿って間隔をあけて配置され
る。基板16上にはシフトレジスタSRなどの集積回路が搭
載される。
更に、本発明においては、第5図と第8、9図に示した
2種の読み取り装置より明らかな通り、共通電極P1、P2
上に形成するアモルファスシリコン半導体などによって
実現される光導電体はフォトダイオードD11〜Dni以外、
蓄積コンデンサC11〜Cniとして用いることができるとい
う新規知見に基づいている。
即ち、前述した通り、出力信号のバラツキの原因として
SCには基板上に形成した配線パターンの線間容量の合成
されたものも含まれるため、この影響を少なくするため
にはできるだけ配線数を少なくすればよい。本発明者は
フォトダイオードと蓄積コンデンサを実質的に同じ材
料、即ち光導電体により一体的に形成し、これによりフ
ォトダイオードと蓄積コンデンサを結合するリードを皆
無にしてそれに起因する線間容量を少なくし、SCを小さ
くするようにしている。
加えて本発明者はC1を大きくせんがためにかかる光導電
体に比較的高抵抗な材料を選択していることも本発明の
目的を有利に達成しており、前述した実施例においては
アモルファスシリコン光導電体を用いている。
かくして、アモルファスシリコン光導電体をフォトダイ
オードD11〜Dni及び蓄積コンデンサC11〜Cniに使用する
とSCに比較してC1を大きくすることができてC1/SCを大
きくできるため、バラツキの小さくなった高出力信号が
得られる。
〔発明の効果〕
上述した通り、本発明の読み取り装置は高出力信号が得
られて読み取り画像の鮮鋭度及び再現性が改善され、忠
実な画像の読み取りが可能となった。
また、アモルファスシリコン光導電体をフォトダイオー
ド及び蓄積コンデンサに使用すれば本発明の目的を達成
せんがために有効であってバラツキの小さくなった高出
力信号が得られた。加えて、両者を一体的に製造できる
という生産効率の向上という利点も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明読み取り装置の読み取り系を
示す概略図、第3図は本発明に係る電気回路図、第4図
は第3図に示した電気回路図の電荷蓄積型基本回路図、
第5図は本発明の一実施例に用いられる読み取り装置の
斜視図、第6図は本発明の実施例においてC1/SCに対す
る相対出力を示す線図、第7図は本発明の実施例におい
てC1/SCに対する出力信号のバラツキを示す線図、第8
図は本発明の他の実施例に用いられる読み取り装置の斜
視図、第9図は第8図中切断面線X-Xから見た断面図で
ある。 1……原稿、2……光検知部 8、16……基板 9……透光性共通電極 10、21……光通過孔、12、17……光導電体 13……個別電極、18……透明電極 19……引出し電極 D、D11、Dni……フォトダイオード P1〜Pn……共通電極 R、R1〜Rn……負荷抵抗 S、S11〜Sni……アナログスイッチ C1、C11〜Cni……アナログスイッチの蓄積コンデンサ SC、SC11〜SCni……アナログスイッチの入力容量 SR……シフトレジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電荷蓄積手段を備えた複数個の光電変換素
    子が一列に配置されるとともに、電気的に接続され、上
    記電荷蓄積手段に蓄積された電荷が光電変換量に対応し
    て減少した電荷減少量をバイアス電源でもって充電し、
    その充電量にともなって負荷抵抗に生じる電気信号を光
    電変換素子から取り出すべくON-OFF作動するスイッチを
    個々の光電変換素子に接続するとともに、この光電変換
    素子の一方の端子は上記スイッチを介して接地され、且
    つ他方の端子に前記負荷抵抗が接続され、その負荷抵抗
    を介してバイアス電源とも接続され、上記複数のスイッ
    チを順次時系列にONせしめるように成した読み取り装置
    において、前記電荷蓄積手段が有する容量を前記スイッ
    チの寄生容量よりも大きくし、且つ前記電荷蓄積手段の
    蓄積コンデンサと前記光電変換素子のフォトダイオード
    をともに光導電体で一体的に構成したことを特徴とする
    読み取り装置。
JP60127499A 1984-06-21 1985-06-11 読み取り装置 Expired - Lifetime JPH0712077B2 (ja)

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DE3546717A DE3546717C2 (ja) 1984-06-21 1985-06-21
DE19853522314 DE3522314A1 (de) 1984-06-21 1985-06-21 Leseeinrichtung und herstellungsverfahren dafuer
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5897862A (ja) * 1981-12-08 1983-06-10 Nec Corp 密着型イメ−ジセンサ

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