JPS59168771A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPS59168771A JPS59168771A JP58044823A JP4482383A JPS59168771A JP S59168771 A JPS59168771 A JP S59168771A JP 58044823 A JP58044823 A JP 58044823A JP 4482383 A JP4482383 A JP 4482383A JP S59168771 A JPS59168771 A JP S59168771A
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- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
- H04N1/192—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line
- H04N1/193—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
- H04N1/1931—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays with scanning elements electrically interconnected in groups
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、受光素子アレイを用いた光電変換装置、特
に受光素子アレイのマド１ノクス駆動方式の光電変換装
置に関するものである。
に受光素子アレイのマド１ノクス駆動方式の光電変換装
置に関するものである。
従来、ファクシミリ、光学文字読取装置（ＯＣＲ）など
には、フォトダイオードアレイと、走置回路をモノリシ
ックＩＣ技術に、により集積化しｔこＩＣイメージセン
ナが用いられている。上記ＩＣイメージセンサのセンサ
間隔は、通常７〜２５μｍであシ、上記ＩＣイメージセ
ンサを用いて、ｚｏｏ朋を越える幅の原稿を、８ドツト
／闘程度の解像度で読みとろうとすると、第１図に示す
ような、縮小光学系が必要となる。図において（ロ）は
原稿、（２）は照明用の螢光灯、αｊはレンズ、α吻は
ＩＣイメージセンサである。こめような縮小光学系を用
いると、上記原稿αηよ、Ｑ、ＩＣイメージセンサα荀
までの距ＩＩｉは、数十鋼とな多、この糊の光電変換装
置の小形化に対する大きな障害となっている。
には、フォトダイオードアレイと、走置回路をモノリシ
ックＩＣ技術に、により集積化しｔこＩＣイメージセン
ナが用いられている。上記ＩＣイメージセンサのセンサ
間隔は、通常７〜２５μｍであシ、上記ＩＣイメージセ
ンサを用いて、ｚｏｏ朋を越える幅の原稿を、８ドツト
／闘程度の解像度で読みとろうとすると、第１図に示す
ような、縮小光学系が必要となる。図において（ロ）は
原稿、（２）は照明用の螢光灯、αｊはレンズ、α吻は
ＩＣイメージセンサである。こめような縮小光学系を用
いると、上記原稿αηよ、Ｑ、ＩＣイメージセンサα荀
までの距ＩＩｉは、数十鋼とな多、この糊の光電変換装
置の小形化に対する大きな障害となっている。
そこで、′原稿幅と、同一寸法をもった大形イメージセ
ンサを用い、これを、原稿ａυとほぼ密着さセルコトに
よシ、光電変換装置を小形化させることが考えられる。
ンサを用い、これを、原稿ａυとほぼ密着さセルコトに
よシ、光電変換装置を小形化させることが考えられる。
第２図はその一例である。図において、馨りは、螢光灯
（６）によシ照明された原稿＠の等倍の実像を大形イメ
ージセンサ勾の面上に結像させるためのファイバーレン
ズアレイである。
（６）によシ照明された原稿＠の等倍の実像を大形イメ
ージセンサ勾の面上に結像させるためのファイバーレン
ズアレイである。
第２図のような構成音とることにょシ、原稿面とセンサ
との距離は数ぼとなり、装置全体としての大幅な小形化
が実現できる。
との距離は数ぼとなり、装置全体としての大幅な小形化
が実現できる。
一力、上記大形イメージセンサ（２）′に馬えると、上
述したようなモノリシックＩＣ技術を用いて製作スルコ
とは長尺のＳｉ単結晶基板が必要になるなど、技術的に
もコスト的にも不利である。そこで、受光部には、シリ
コン、ＣｄＳなどの非晶質半導体が有利テあｐ、走査方
式としては、サーマルヘッドなどでよく用いられている
マトリクス駆動方式がコスト的に有利であると、考えら
れる。ところが、受光素子に、非晶質半導体を用いたフ
ォトダイオードなどを用いると、十分な感度ｒ得るため
には、後述する蓄積方式で動作させる必要がある。
述したようなモノリシックＩＣ技術を用いて製作スルコ
とは長尺のＳｉ単結晶基板が必要になるなど、技術的に
もコスト的にも不利である。そこで、受光部には、シリ
コン、ＣｄＳなどの非晶質半導体が有利テあｐ、走査方
式としては、サーマルヘッドなどでよく用いられている
マトリクス駆動方式がコスト的に有利であると、考えら
れる。ところが、受光素子に、非晶質半導体を用いたフ
ォトダイオードなどを用いると、十分な感度ｒ得るため
には、後述する蓄積方式で動作させる必要がある。
上記蓄積方式は、上記ＩＣイメージセンサＱ４では一般
に用いられる方式であるが、マトリクス構成をと９上記
蓄積刃式を用いて光電変換しようとすると、通常配線容
量等の影響で、正常な、蓄積動作が得られない。
に用いられる方式であるが、マトリクス構成をと９上記
蓄積刃式を用いて光電変換しようとすると、通常配線容
量等の影響で、正常な、蓄積動作が得られない。
この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので
、安価で高性能な光電変換装置を提供することを目的と
している。
、安価で高性能な光電変換装置を提供することを目的と
している。
第８図は、この発明の一夾施例に用いられるイメージセ
ンサの等価回路を示したものである。
ンサの等価回路を示したものである。
第８図において、瞥はフォトダイオード、＠りは、逆流
防止用のブロッキングダイオード、（８１ａ）（８１ｂ
） ・・・（８１ｃ） （８５ａ） （８５ｂ） −（
８５ｃ）は、切換えスイッチ素子、（胴は電源、（３７
１はマトリクス配線部の浮遊容量−に蓄えられた電荷を
放電させるためのスイッチ素子、關はインピーターンス
変換用の演算増幅器、−は出力端子であシ、弼は、上記
フォトダイオード嗅の容量成分を表わしている。
防止用のブロッキングダイオード、（８１ａ）（８１ｂ
） ・・・（８１ｃ） （８５ａ） （８５ｂ） −（
８５ｃ）は、切換えスイッチ素子、（胴は電源、（３７
１はマトリクス配線部の浮遊容量−に蓄えられた電荷を
放電させるためのスイッチ素子、關はインピーターンス
変換用の演算増幅器、−は出力端子であシ、弼は、上記
フォトダイオード嗅の容量成分を表わしている。
また、第４図は、第８図の動作を示すタイミング図、第
５図は、フォトダイオード１累子による光電変換方式を
示す図である。第５図に工・いて、（ハ）はスイッチ素
子、図はフォトダイオード瞥の容量成分、（５旬は出力
端子である。
５図は、フォトダイオード１累子による光電変換方式を
示す図である。第５図に工・いて、（ハ）はスイッチ素
子、図はフォトダイオード瞥の容量成分、（５旬は出力
端子である。
次に、第６図を用いて、上記フォトダイオード鞄１素子
の場合の光電変換方式について説明する。・上記スイッ
チ素子國は、同図（ｂ）の（ロ）に示すように、周期Ｔ
で一定時間Ｔｃだけ閉じる。上記スイッチ國が閉じると
、フォトダイオード瞥の容量成分Ｃｎｔ６４）に電源例
より、充電が行われ、電荷ＱＤが蓄積される。Ｊ：、記
スイッチ素子１５２１が開くと、上記容量成分ｃＤ圓に
蓄えられた電荷ＱＤは、フォトダイオードの光電流ＩＬ
によって、放電され、出力端子１５四〇）電位は、上記
スイッチ素子−が開いている時間ｔｄ （蓄積時間とい
う）徐々に減少する。したがって、第５図（ｂ）（７）
（（）のような強度の光が上記フォトダイオード瞥に
入射されると、上記出力端子（５ＦＡの電位は、同図（
ｂｌの（ハ）のようになり、容量成分ｃＤへの充電の直
前の電位を出力信号とすることによシ、上記蓄積時間ｔ
ｄの間に入射した光量に比例した光電変換出力を得るこ
とができる。このような、光電変換方式を蓄積方式と呼
ぶ。
の場合の光電変換方式について説明する。・上記スイッ
チ素子國は、同図（ｂ）の（ロ）に示すように、周期Ｔ
で一定時間Ｔｃだけ閉じる。上記スイッチ國が閉じると
、フォトダイオード瞥の容量成分Ｃｎｔ６４）に電源例
より、充電が行われ、電荷ＱＤが蓄積される。Ｊ：、記
スイッチ素子１５２１が開くと、上記容量成分ｃＤ圓に
蓄えられた電荷ＱＤは、フォトダイオードの光電流ＩＬ
によって、放電され、出力端子１５四〇）電位は、上記
スイッチ素子−が開いている時間ｔｄ （蓄積時間とい
う）徐々に減少する。したがって、第５図（ｂ）（７）
（（）のような強度の光が上記フォトダイオード瞥に
入射されると、上記出力端子（５ＦＡの電位は、同図（
ｂｌの（ハ）のようになり、容量成分ｃＤへの充電の直
前の電位を出力信号とすることによシ、上記蓄積時間ｔ
ｄの間に入射した光量に比例した光電変換出力を得るこ
とができる。このような、光電変換方式を蓄積方式と呼
ぶ。
次に、第８図の実施例の動作について説明する。
各フォトダイオード關における動作は、基本的には、上
述した蓄積方式と同様である。走査は、スイッチ素子（
８１ａ）（８１ｂ） ゛・（８１ｃ）（８５ａ）（８５
ｂ） ＝ （８５ｃ） ｆ用いて行い、その開閉のタイ
ミングは、スイッチ素子（８１ａ）は第４図（ロ）、ス
イッチ素子（８１ｂ）は第４図（ハ）、スイッチ素子（
８５ａ）は第４図に）、スイッチ素子（８５ｂ）は第４
図（ホ）、スイッチ素子（８５ｃ）は第４図（へ）にそ
れぞれ示しである。また第４図（イ）には、スイッチ素
子−の開閉のタイミングを示している。第４図（ト）に
示すように、各フォトダイオードの選択時間１″ｂは、
８つの区間から成っている。
述した蓄積方式と同様である。走査は、スイッチ素子（
８１ａ）（８１ｂ） ゛・（８１ｃ）（８５ａ）（８５
ｂ） ＝ （８５ｃ） ｆ用いて行い、その開閉のタイ
ミングは、スイッチ素子（８１ａ）は第４図（ロ）、ス
イッチ素子（８１ｂ）は第４図（ハ）、スイッチ素子（
８５ａ）は第４図に）、スイッチ素子（８５ｂ）は第４
図（ホ）、スイッチ素子（８５ｃ）は第４図（へ）にそ
れぞれ示しである。また第４図（イ）には、スイッチ素
子−の開閉のタイミングを示している。第４図（ト）に
示すように、各フォトダイオードの選択時間１″ｂは、
８つの区間から成っている。
第８図の第１のブロックの２番目のフォトダイオード（
３３１を選択する場合を考える。第１の区間Ｔａ−にお
いては、スイッチ素子（８１ａ）は接地倶１に接続され
、スイッチ素子（８５ｂ）は、演算増幅器（ハ）に接続
され、スイッチ素子（３ηは、閉じているため・電源電
圧Ｅに充電されていた電極の浮遊容量Ｃ５ｆ４（Ｉが放
電される。第２の区間ＴＯでは、スイッチ素子（３乃が
開さ、スイッチ素子（８１ａ）が、電源に接続されるた
め、フォトダイオード關の容量成分ＣＤ（２）ニ蓄えら
れていた電荷に応じた電゛圧が、出力端子＠９）に出力
される。（上記容量成分ｃＤは、充電された電荷Ｑｏ
（＝ Ｃｒｙ均が、蓄積時間ｔｄ経過後、光電流ＩＬに
よってＱｏ −ＱＬに減少したとすると、と記出力端子
但９）に出力されゐ電圧ＶＯは、Ｖｏ ： ＱＬ／（Ｃ
Ｄ ＋ ０５ ）となる。）さらに第８の区間Ｔｃでは
、スイッチ素子に７１が再び閉じるため、上記容量成分
ＣＤ−は、充電され、電荷ＱＤ （”ＣＤＥ ）が蓄積
される。このような走査を順次各フォトダイオード瞥に
ついて行い、さらに一定時間ｔｄ経過後、再び上記走査
を行う。
３３１を選択する場合を考える。第１の区間Ｔａ−にお
いては、スイッチ素子（８１ａ）は接地倶１に接続され
、スイッチ素子（８５ｂ）は、演算増幅器（ハ）に接続
され、スイッチ素子（３ηは、閉じているため・電源電
圧Ｅに充電されていた電極の浮遊容量Ｃ５ｆ４（Ｉが放
電される。第２の区間ＴＯでは、スイッチ素子（３乃が
開さ、スイッチ素子（８１ａ）が、電源に接続されるた
め、フォトダイオード關の容量成分ＣＤ（２）ニ蓄えら
れていた電荷に応じた電゛圧が、出力端子＠９）に出力
される。（上記容量成分ｃＤは、充電された電荷Ｑｏ
（＝ Ｃｒｙ均が、蓄積時間ｔｄ経過後、光電流ＩＬに
よってＱｏ −ＱＬに減少したとすると、と記出力端子
但９）に出力されゐ電圧ＶＯは、Ｖｏ ： ＱＬ／（Ｃ
Ｄ ＋ ０５ ）となる。）さらに第８の区間Ｔｃでは
、スイッチ素子に７１が再び閉じるため、上記容量成分
ＣＤ−は、充電され、電荷ＱＤ （”ＣＤＥ ）が蓄積
される。このような走査を順次各フォトダイオード瞥に
ついて行い、さらに一定時間ｔｄ経過後、再び上記走査
を行う。
ここで、上記フォトダイオードｃ１３１の１素子につい
てみると、他のフォトダイオード關を選択してい′る時
間ｔｄが蓄積時間となる。このため、本夾施例において
は、上記容量成分ｃＤ（財）の電荷ＱＤが、光電流ＩＬ
基以外電流によって増減することがないように、上記ブ
ロッキングダイオード＠りには蓄積時間中に、必ず逆バ
イアスがかかシ、さらに上記ブロッキングダイオード曽
の逆バイアス時の容量ｃＢは、上記フォトン−イオード
曽の容量ＣＤよシも小さくなっている。
てみると、他のフォトダイオード關を選択してい′る時
間ｔｄが蓄積時間となる。このため、本夾施例において
は、上記容量成分ｃＤ（財）の電荷ＱＤが、光電流ＩＬ
基以外電流によって増減することがないように、上記ブ
ロッキングダイオード＠りには蓄積時間中に、必ず逆バ
イアスがかかシ、さらに上記ブロッキングダイオード曽
の逆バイアス時の容量ｃＢは、上記フォトン−イオード
曽の容量ＣＤよシも小さくなっている。
なお、上記実施例では、電圧検出のために、演算増＠器
（ハ）を用いたが負荷抵抗で終端してもより。
（ハ）を用いたが負荷抵抗で終端してもより。
また、上記実施例では、受光素子としてフォトダイオー
ドを用いたものを示したが、受光素子は光導電セルを用
いてもよく上紀笑施例と同様に蓄積方式を用いて動作さ
せることができる。
ドを用いたものを示したが、受光素子は光導電セルを用
いてもよく上紀笑施例と同様に蓄積方式を用いて動作さ
せることができる。
以上のように、この発明によれば、受光素千金マトリク
ス構成とし、蓄積方式を用いて、クロスドータの少ない
走査を行うことができるため、高感度、低コストの光電
変換装置を得ることができる。
ス構成とし、蓄積方式を用いて、クロスドータの少ない
走査を行うことができるため、高感度、低コストの光電
変換装置を得ることができる。
第１図は、従来の光電変換装置を示す斜視図、第２図は
、大形イメ・−ジセンサを用いた光電変換装置の一例を
示す斜視図、第８図はこの発明の一実施例による光電変
換装置のセンサ部の等価回路を示す回路図、第４図は第
８図の等価回路の各部の波形を示すタイミング図、第５
図はこの発明の一実施例において用いる光電変換方式を
示す回路図およびタイミング図。 図において、０Ｍ・・・原稿、＠・・・螢光灯、σ３・
・・レン、’：、（１４・・・ＩＣイメージセンサ、ｖ
幻・・・ファイバーレンズアレイ、固・・・大形イメー
ジセンサ、（８１ａ）（８１ｂ）（８１ｃ）（８５ａＸ
８５ｂ）（８５ｃ）藺−スイッチ素子、＠’Ａ−・・ブ
ロッキングダイオード、−・・・フォトダイオード、（
財）・・・コンデンサ、（ト）・・・電源、−・・・演
算増幅器、０９）・・・出力端子、霞・・・スイッチ素
子、輪・・・フォトダイオード、−・・・コンデンサ、
開・・・端子・なお、図中、同一符号は同一、又は相当
部分を示す。 代理人 為野信− 第１図 １１ 第２図 １
、大形イメ・−ジセンサを用いた光電変換装置の一例を
示す斜視図、第８図はこの発明の一実施例による光電変
換装置のセンサ部の等価回路を示す回路図、第４図は第
８図の等価回路の各部の波形を示すタイミング図、第５
図はこの発明の一実施例において用いる光電変換方式を
示す回路図およびタイミング図。 図において、０Ｍ・・・原稿、＠・・・螢光灯、σ３・
・・レン、’：、（１４・・・ＩＣイメージセンサ、ｖ
幻・・・ファイバーレンズアレイ、固・・・大形イメー
ジセンサ、（８１ａ）（８１ｂ）（８１ｃ）（８５ａＸ
８５ｂ）（８５ｃ）藺−スイッチ素子、＠’Ａ−・・ブ
ロッキングダイオード、−・・・フォトダイオード、（
財）・・・コンデンサ、（ト）・・・電源、−・・・演
算増幅器、０９）・・・出力端子、霞・・・スイッチ素
子、輪・・・フォトダイオード、−・・・コンデンサ、
開・・・端子・なお、図中、同一符号は同一、又は相当
部分を示す。 代理人 為野信− 第１図 １１ 第２図 １
Claims (4)
- （１）絶縁基板上に１列に配設されたｍＸｎ個のブロッ
キングダイオードと受光素子によ多構成された光電変換
素子と、該光電変換素子列をｍ個ごとに１ブロツクとし
てｎブロックに分割し、各ブロックごとに上記光電変換
素子の一方の端子を共通に接続する共通電極部と、各ブ
ロックのそれぞれ対応する上記光電変換素子の他方の端
子を共通に接続する個別側電極部と、上記共通ｉｔ電極
部よび個別９１１１！極部ｔそれぞれ走査する手段と、
上記受光素子が上記走査手段によシ選択される時以外は
常に対応するブロッキングダイオードを逆バイアスまた
は零バー「アスに保つ手段とｔ−備えたことを特徴とす
る光電変換装置。 - （２）共通電極部が共通電極とこの共通電極の浮遊容量
に蓄えられた電荷を放電するための手段とを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置
。 - （３）個別電極部が個別電極とこの個別電極の浮遊容量
に蓄えられた電荷を放電するための手段とを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換装置
。 - （４）上記受光素子がフォトダイオードでおって、該フ
ォトダイオードの端子間容量成分ｃＤと、フ゛ロッキン
グダイオードの端子間容量成分ｃＢとの間番コ、ＣＢ
（Ｃｐなる関係があることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第８項のいずれ力ｘｉこ記載の光電変換装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044823A JPS59168771A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044823A JPS59168771A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59168771A true JPS59168771A (ja) | 1984-09-22 |
Family
ID=12702169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044823A Pending JPS59168771A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59168771A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59229966A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | Hitachi Ltd | 光学読取装置 |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP58044823A patent/JPS59168771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59229966A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-24 | Hitachi Ltd | 光学読取装置 |
| JPH0142186B2 (ja) * | 1983-06-13 | 1989-09-11 | Hitachi Seisakusho Kk |
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