JPS639357A - Image sensor and information input device using same - Google Patents

Image sensor and information input device using same

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Publication number
JPS639357A
JPS639357A JP61153049A JP15304986A JPS639357A JP S639357 A JPS639357 A JP S639357A JP 61153049 A JP61153049 A JP 61153049A JP 15304986 A JP15304986 A JP 15304986A JP S639357 A JPS639357 A JP S639357A
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JP
Japan
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output
bit
light
sensor
image sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP61153049A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihide Sato
嘉秀 佐藤
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS639357A publication Critical patent/JPS639357A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable read output with fidelity to information to be read independently of environmental change such as temperature change by shading one bit of sensors arranged for plural number, using the shaded bit as a reference bit so as to obtain a read output at the dark state at all times and using it as a reference thereby correcting the output. CONSTITUTION:Sandwich-shaped sensors S1-SN are arranged in a line on a board 101, an electric charge stored in a charge storage capacitor C is amplified by an amplifier A and its output is outputted sequentially via analog switches W1-WN driven by a shift register R. A read section 20 shielding a 1st sensor S1 with a shading film to obtain a reference bit, and a signal processing circuit section 300 holding the output of the sensor S1 in a hold capacitor Ch via a sampling switch SW to correct the output of each sensor sequentially based on the signal level by means of a differential amplifier As are provided. Then the read signal output V0 is outputted and the photoconductive layer 104 of only the sensor S1 is covered by a light shield film 106 and each photodetecting region is specified by a light receiving window 0 for the other sensors.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイメージセンサに係り、およびこれを用いた情
報入力装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image sensor, and to an information input device using the same.

〔従来技術およびその問題点〕[Prior art and its problems]

原稿と同一幅のセンサ部を有する長尺読み取り素子を用
いた密着型イメージセンサは、アモルファスシリコン(
a−Si)等のアモルファス半導体あるいは硫化カドミ
ウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)等の
多結晶薄膜等を先導電体層として使用することにより、
実用化が進められており、縮小光学系を必要としない大
面積デバイスとして、原稿読み取り装置の小型化への要
求に伴い、注目されているデバイスである。
A contact image sensor that uses a long reading element with a sensor section that is the same width as the document is made of amorphous silicon (
By using an amorphous semiconductor such as a-Si) or a polycrystalline thin film such as cadmium sulfide (CdS) or cadmium selenide (CdSe) as a leading conductor layer,
It is a device that is being put into practical use and is attracting attention as a large-area device that does not require a reduction optical system, as there is a demand for miniaturization of document reading devices.

このイメージセンサの基本構造の1つとしてサンドイッ
チ型センサがあげられる。このサンドイッチ型センサは
第4図(a)および(b)に示す如く、基板1上に形成
された下部電極2と、透光性の上部電極3とによって光
導電体層4を挾んだもので、密着型イメージセンサにお
いては、長尺基板上にこのサンドイッチ型センサが複数
個(例えば8ドツト/IIImの場合、日本工業規格A
列4番用としては1728個、同視IB列4番用として
は2048個)並設されている。
One of the basic structures of this image sensor is a sandwich type sensor. As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), this sandwich type sensor has a photoconductor layer 4 sandwiched between a lower electrode 2 formed on a substrate 1 and a transparent upper electrode 3. In the case of a contact type image sensor, a plurality of these sandwich type sensors are mounted on a long substrate (for example, in the case of 8 dots/IIIm, Japanese Industrial Standard A is used).
1728 pieces for column 4 and 2048 pieces for same view IB column 4) are arranged in parallel.

このようなイメージセンサの駆動方式としては、光電流
の取り出し方として、光照射により発生した1次光電流
のみを用いる蓄積型と、2次光電流を用いる光導電型と
に、また走査回路との接続方式から直接駆動型とマトリ
ックス駆動型とに分類される。
The driving methods for such image sensors include an accumulation type that uses only the primary photocurrent generated by light irradiation, a photoconductive type that uses a secondary photocurrent, and a scanning circuit. They are classified into direct drive type and matrix drive type based on the connection method.

第5図は、蓄積型で直接駆動型を用いた密着型イメージ
センサの回路構成の1部を示す等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing part of the circuit configuration of a contact type image sensor using an accumulation type and a direct drive type.

この回路はサンドイッチ型センサからなる各光電変換素
子S+’〜S ′の光電流■、により、各電荷蓄積コン
デンサC(素子容量と周辺回路の容量との合成容量C)
に蓄積された電荷を各アンプAで増幅し、その出力をシ
フトレジスタRで駆動されるアナログスイッチWを介し
て順次出力しようとするものである。ここでCKはクロ
ック入力、IAはシフトレジスタスタートパルスを示す
This circuit generates a charge storage capacitor C (combined capacitance C of the element capacitance and peripheral circuit capacitance) by the photocurrent ■ of each photoelectric conversion element S+' to S' consisting of a sandwich type sensor.
Each amplifier A amplifies the charges accumulated in the amplifier A, and the output thereof is sequentially outputted via an analog switch W driven by a shift register R. Here, CK indicates a clock input, and IA indicates a shift register start pulse.

このような回路において各センサから得られる出力信号
レベルVは、センサからの電流!Sと入力リーク電流1
gにより、次式で表わされる。
In such a circuit, the output signal level V obtained from each sensor is equal to the current from the sensor! S and input leakage current 1
g is expressed by the following formula.

=(I  +1  )−t ・・・ (1) C:電荷蓄積コンデンサの容量 t:時間 ところで、引時のセンサ電流を1 −1  、暗P 時のセンサ電流を18−I、とするとき、環境温度の変
化によって基板温度が変化すると第6図に示す如く、暗
時のセンサ電流がこれに伴なって大きく変化する。図中
たて軸は(l ogl  (1−1p 。
= (I +1) - t... (1) C: Capacity of charge storage capacitor t: Time By the way, when the sensor current at the time of withdrawal is 1 -1 and the sensor current at the time of dark P is 18-I, When the substrate temperature changes due to a change in the environmental temperature, the sensor current in the dark changes significantly as shown in FIG. In the figure, the vertical axis is (logl (1-1p).

I、I、)、横軸は基板温度Ta  (’C)とした。I, I, ), and the horizontal axis is the substrate temperature Ta ('C).

すなわち、出力信号は、引時にはv 1暗時にはV、と
して第7図に示す如く出力されるわけであるが、第6図
から明らかなように暗時の出力信号レベルは温度に応じ
て変化する。特に、暗電流■ の変化がI と−1gと
の交点以上の温度d            d (通常70〜80℃)となると大幅に変化する。
That is, the output signal is output as shown in Fig. 7, with V at the time of withdrawal and V at the time of darkness, but as is clear from Fig. 6, the output signal level at the time of darkness changes depending on the temperature. . In particular, the change in the dark current (1) changes significantly when the temperature dd (usually 70 to 80°C) is higher than the intersection of I and -1g.

ところで、例えば中間調画像を読み取るような場合、通
常特定レベルをしきい値として出力信号階調処理するわ
けであるが、暗時の出力電圧すなわち暗電圧の変化が読
み取り誤差となり、読み取り画像に対して忠実な階調濃
度を再現するのが困難になるという問題があった。
By the way, when reading a halftone image, for example, output signal gradation processing is normally performed using a specific level as a threshold, but changes in the output voltage in the dark, that is, the dark voltage, cause reading errors, and there is a difference in the read image. There is a problem in that it is difficult to reproduce faithful gradation density.

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、温度変化等
の外部環境の変化に依存することなく、画像に対して忠
実かつ安定した読み取りを行なうことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to perform faithful and stable reading of images without depending on changes in the external environment such as temperature changes.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで本発明のイメージセンサでは、基板上に配列せし
められた複数個のセンサのうちの1ビットを遮光し、こ
のビットが常に暗電圧を出力するようにしている。
Therefore, in the image sensor of the present invention, one bit of the plurality of sensors arranged on the substrate is shielded from light so that this bit always outputs a dark voltage.

また、本発明のイメージセンサを用いた情報入力装置で
は、基板上に配列せしめられた複数のセンサのうちの1
ビットを遮光して基準ビットとし、該基準ビットの出力
電圧に基づいて決定される基準レベルをホールドし、こ
の基準レベルに基づいてビット毎の出力信号を補正する
ようにしている。
Further, in the information input device using the image sensor of the present invention, one of the plurality of sensors arranged on the substrate is
The bit is shielded from light and used as a reference bit, a reference level determined based on the output voltage of the reference bit is held, and the output signal for each bit is corrected based on this reference level.

〔作用〕[Effect]

すなわち、本発明では、長尺読み取り素子におけるセン
サ1ビットを遮光し、常に暗状態の出力信号を発するよ
うにしておくことにより、この出力信号レベルに基づき
、各センサの出力から暗出力成分を差し引くようにする
ことにより、常に忠実でかつ安定した信号出力を得るこ
とが可能となる。
That is, in the present invention, one bit of the sensor in the long reading element is shielded from light so that it always emits a dark output signal, and the dark output component is subtracted from the output of each sensor based on this output signal level. By doing so, it is possible to always obtain faithful and stable signal output.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明実施例のイメージセンサを用いた情報
入力装置を示す等価回路の1部である。
FIG. 1 is a part of an equivalent circuit showing an information input device using an image sensor according to an embodiment of the present invention.

この情報入力装置は、基板上にN個のサンドイッチ型の
センサS1・・・SNを1列に配列し、電荷蓄積コンデ
ンサCに蓄積された電荷をアンプAで増幅し、その出力
をシフトレジスタRで駆動されるアナログスイッチW1
・・・WNを介して順次出力すると共に、これらのセン
サのうちの第1番目のビットS1を遮光膜で肢覆し基準
ビットとしてなる読み取り部200と、前記基準ビット
のセンサS1の出力をサンプリングスイッチSWを介し
てホールドコンデンサChにホールドせしめ、この信号
レベルに基づいて、順次、各センサの出力を補正する差
動アンプA8を含む信号処理回路部300とから構成さ
れ、読み取り信号出力Voを出力するものである。
This information input device has N sandwich-type sensors S1...SN arranged in a row on a substrate, charges accumulated in a charge storage capacitor C are amplified by an amplifier A, and the output is sent to a shift register R. Analog switch W1 driven by
. . . The first bit S1 of these sensors is outputted sequentially via the WN, and the first bit S1 of these sensors is covered with a light-shielding film to serve as a reference bit, and the output of the sensor S1 of the reference bit is sent to a sampling switch. The signal processing circuit section 300 includes a differential amplifier A8 which is held in a hold capacitor Ch via an SW and corrects the output of each sensor in sequence based on this signal level, and outputs a read signal output Vo. It is something.

また、読み取り部200の主要部は、第2図(a)(b
)および(c)にその要部を示す如く、ガラス基板10
1上に、各ビット毎に分割配置された下部電極102と
してのゲロム電極と、上部電極103としての透光性の
酸化インジウム錫電極(ITO)とによって光導電体層
104としての水素化アモルファスシリコン層で挾みサ
ンドイッチ型のセンサを形成すると共に、更にこの上層
をパッシベーション膜105を介して、第1ビットを除
いて各ビット毎に受光窓Oを存するクロム膜からなる遮
光膜106とで形成されており、第1のビットのみは遮
光膜で覆われると共に、他の各層は該受光窓0によって
各受光領域が規定されている。
The main parts of the reading section 200 are shown in FIGS. 2(a) and 2(b).
) and (c), the main parts of which are shown, the glass substrate 10
A hydrogenated amorphous silicon photoconductor layer 104 is formed on the photoconductor layer 104 by a gelom electrode as a lower electrode 102 and a translucent indium tin oxide (ITO) electrode as an upper electrode 103, which are divided and arranged for each bit. A sandwich-type sensor is formed by sandwiching the layers, and the upper layer is further formed with a light-shielding film 106 made of a chromium film having a light-receiving window O for each bit except the first bit, with a passivation film 105 in between. Only the first bit is covered with a light-shielding film, and the light-receiving areas of each of the other layers are defined by the light-receiving window 0.

かかる情報入力装置の出力Voと読み取り部の出力T 
outとの関係を第3図にタイミング図で示す。
The output Vo of this information input device and the output T of the reading section
The relationship with out is shown in a timing diagram in FIG.

T outは読み取り部200の各センサの出力を示す
(V は暗電圧、■、は明徴圧)もので、これが処理回
路部300に人力されるとまず、センサの第1ビットの
出力をS/Hに示すサンプリングパルスに同期して、■
  に示す如くホールドS/H する。この値を基準電圧vDHとして、各センサの出力
から差し引き補正出力Voとして出力するようにしてい
る。
T out indicates the output of each sensor in the reading section 200 (V is the dark voltage, ■ is the bright pressure), and when this is manually input to the processing circuit section 300, the output of the first bit of the sensor is S/ In synchronization with the sampling pulse shown in H, ■
Hold S/H as shown. This value is set as a reference voltage vDH, and is subtracted from the output of each sensor and output as a correction output Vo.

このように、常に、各ラインの信号出力が、第1ビット
(基準ビット)の出力に基づいて補正されるようになっ
ているため、温度の上昇に際しても、読み取るべき画像
に忠実でかつ安定した出力を得ることができる。
In this way, the signal output of each line is always corrected based on the output of the first bit (reference bit), so even when the temperature rises, the image to be read remains faithful and stable. You can get the output.

なお、実施例においては、第1ビットを基準ビットとし
たが、必ずしも第1ビットに限定されるものではなく、
複数のビットを基準ビットとしてもよい。通常、読み取
り幅と、駆動部との関係から駆動回路における余剰ビッ
トが出る場合が多いが、この余剰ビットを基準ビットに
利用すると有効である。また、遮光手段についてもクロ
ム膜に限ることなく、遮光性のシール部材を貼着する等
、適宜変更可能である。
In addition, in the embodiment, the first bit is used as the reference bit, but it is not necessarily limited to the first bit.
A plurality of bits may be used as reference bits. Usually, there are many surplus bits in the drive circuit due to the relationship between the reading width and the drive unit, but it is effective to use these surplus bits as reference bits. Furthermore, the light shielding means is not limited to the chromium film, and may be modified as appropriate, such as by attaching a light shielding seal member.

また、本発明は、遮光膜によって受光面を規定すること
なく、表面全体が受光面となるようなタイプのイメージ
センサ−も適用可能であり、この場合は基準ビットとす
べき所定ビット上にのみ遮光膜を形成するようにすれば
よい。
Furthermore, the present invention can also be applied to a type of image sensor in which the entire surface is the light-receiving surface without defining the light-receiving surface by a light-shielding film. A light shielding film may be formed.

更にまた、イメージセンサのあるいは信号処理回路駆動
方式についても、実施例に限定されることなく、適宜選
択可能である。
Furthermore, the driving method of the image sensor or the signal processing circuit is not limited to the embodiments, and can be selected as appropriate.

〔効果〕〔effect〕

以上説明してきたように、本発明によれば、複数個配列
されたセンサのうちの1ビットを遮光し、これを基■ビ
ットとし常に暗状態における読み取り出力が得られるよ
うにしているため、これを基準として出力を補正するこ
とにより温度変化等の環境変化に依存することなく、読
み取るべき情報に忠実で安定した読み取り出力を得るこ
とが可能となる。
As explained above, according to the present invention, one bit of a plurality of sensors arranged is shielded from light, and this is used as the base bit so that reading output in a dark state can always be obtained. By correcting the output using this as a reference, it becomes possible to obtain a stable reading output that is faithful to the information to be read, without depending on environmental changes such as temperature changes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明実施例のイメージセンサを用いた情報
人力装置の等価回路を示す図、第2図(a)(b)およ
び(C)は同イメージセンサ−の概要図、(第2図(b
)および(c)は夫々第2図(a)のA−A断面および
B−B[riljを示す図の基本構造を示す図、第5図
は、従来の密着型イメージセンサ(を用いた情報人力装
置)の等価回路図、第6図は、lB度と明電流および暗
電流との関係を示す図、第7図は、同センサの出力を示
す図である。 1.101・・・基板、2,102・・・下部電極、3
゜103・・・上部電極、4,104・・・光電変換層
、105・・・パッシベーション膜、106・・・遮光
層、200・・・読み取り部、300・・・処理回路部
、Sl・・・SN・・・センサ、C・・・電荷蓄積コン
デンサ、A・・・アンプ、R・・・シフトレジスタ、W
1〜WN・・・アナログスイッチ、Ch・・・ホールド
コンデンサ、As・・・差動アンプ、O・・・受光窓。 第2図(b) 第2図(c) 第3図 第4図(Q) 第4図(b)
FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of an information manpower device using an image sensor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. Figure (b
) and (c) are diagrams showing the basic structure of the A-A cross section and B-B[rilj in FIG. 2(a), respectively, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between 1B degrees and bright current and dark current, and FIG. 7 is a diagram showing the output of the same sensor. 1.101...Substrate, 2,102...Lower electrode, 3
103... Upper electrode, 4,104... Photoelectric conversion layer, 105... Passivation film, 106... Light shielding layer, 200... Reading section, 300... Processing circuit section, Sl...・SN...sensor, C...charge storage capacitor, A...amplifier, R...shift register, W
1~WN...Analog switch, Ch...Hold capacitor, As...Differential amplifier, O...Light receiving window. Figure 2 (b) Figure 2 (c) Figure 3 Figure 4 (Q) Figure 4 (b)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数個の光電変換素子を配列してなるイメージセ
ンサにおいて、 前記光電変換素子のうちの1ビットを受光部への光の入
射を遮る遮光手段とを具えた遮光ビットで構成したこと
を特徴とするイメージセンサ。
(1) In an image sensor formed by arranging a plurality of photoelectric conversion elements, one bit of the photoelectric conversion elements is constituted by a light-shielding bit equipped with light-shielding means for blocking light from entering the light receiving section. Featured image sensor.
(2)前記遮光手段は、前記光電変換素子の受光部上に
成膜せしめられた遮光膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載のイメージセンサ。
(2) The image sensor according to claim (1), wherein the light shielding means is a light shielding film formed on the light receiving portion of the photoelectric conversion element.
(3)前記遮光手段は、前記光電変換素子の受光部上に
貼着せしめられた遮光性のシール部材からなることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のイメージセン
サ。
(3) The image sensor as set forth in claim (1), wherein the light shielding means comprises a light shielding seal member stuck on the light receiving portion of the photoelectric conversion element.
(4)複数個の光電変換素子を配列せしめると共にこれ
ら光電変換素子のうちの1ビットを受光部への光の入射
を遮る遮光手段を具え常に暗電圧を出力する基準ビット
としての遮光ビットで構成したイメージセンサと、 該基準ビットの出力信号を基準レベルとしてホールドし
、この基準レベルに基づき、各光電変換素子の出力を補
正する信号処理回路と を具備したことを特徴とする情報入力装置。
(4) A plurality of photoelectric conversion elements are arranged, and one bit of these photoelectric conversion elements is equipped with a light-shielding means for blocking light from entering the light-receiving section, and is configured as a light-shielding bit as a reference bit that always outputs a dark voltage. What is claimed is: 1. An information input device comprising: an image sensor having the reference bit output as a reference level; and a signal processing circuit that holds the output signal of the reference bit as a reference level and corrects the output of each photoelectric conversion element based on the reference level.
JP61153049A 1986-06-30 1986-06-30 Image sensor and information input device using same Pending JPS639357A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005117281A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Image reading apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005117281A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Image reading apparatus

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