JP3894603B2 - イメージセンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はファクシミリやスキャナ等で画像を読み取るために使用されるセンサIC(integrated circuit)を備えたイメージセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のセンサICとそれを用いた接触形イメージセンサ(以下「CIS(contact image sensor)」という)について図2及び図3を用いて説明する。図2において、CISは複数のセンサIC21を使って構成されている。1つのセンサIC21にはホトトランジスタ等の受光素子23が例えば96個並べられている。各受光素子23が画素に対応する。
【0003】
センサIC21の近傍にLED(light emitting diode)20が設けられている。LED20から光を原稿紙等に照射する。そして、原稿紙等からの反射光に応じて受光素子23は電気信号を出力する。センサIC21はその信号を受光素子23ごとに順次出力する。別々のセンサIC21であっても、制御信号等を用いることにより順次信号を出力する。センサIC21より出力される信号は微小であるため、外付け部品の増幅器22で信号を増幅する。そして、このような走査を繰り返して画像を読み取る。
【0004】
一方、図3のCISにおいては、個々のセンサIC24に増幅回路部25が内蔵されている。受光素子23からの信号を増幅回路部25で増幅した後にセンサIC24より出力する。センサIC24より出力された信号がCISの出力となる。尚、図3において、図2と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の場合、増幅器22(図2参照)が外付け部品であるため設置スペースが必要になるとともに、配線箇所が増えて信頼性の低下をきたしたり、価格が高くなったりしていた。一方、後者の場合、センサIC24(図3参照)に内蔵されている増幅回路部25のオフセット電圧にセンサIC24ごとに微妙なばらつきがあるため、反射光がないときの出力電圧(以下「暗出力」と称す)に差が生じる。そのため、暗出力電圧を一定にするためにトリミング等の対策が必要となるが、その対策が難しいという問題があった。
【0006】
本発明は上記課題を解決し、外付け部品を減らして信頼性を高めるとともに、部品の購入費や維持費等を低くし、且つ別々のセンサICでも暗出力に差が生じないCISを提供することを目的とする。
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の第1の構成では、複数の受光素子を有し、この受光素子の出力を順次出力させるセンサ回路部と、前記センサ回路部と独立に設けられた増幅回路部と、前記センサ回路部の出力を外部へ導出するための第1の出力端子と、外部からの信号を前記増幅回路部に導くための入力端子と、前記増幅回路部の出力を外部へ導出するための第2の出力端子とを備えるセンサICを複数備え、これらのセンサICの前記第1の出力端子を1つのセンサICの前記入力端子に接続している。
【0008】
このような構成によると、イメージセンサは複数のセンサICから出力される信号を1つの増幅回路部で増幅する。そのため、複数のセンサICより出力される信号をイメージセンサは均一に増幅する。
【0009】
また、本発明の第2の構成では、上記第1の構成において、前記増幅回路部の入力側をセンサICの内部でグランド電圧ラインに接続している。
【0010】
このような構成では、センサ内部において増幅回路部の入力側がグランド電圧ラインに接続されているため、その増幅回路部を使用しないときでも、増幅回路の入力側の電圧が安定する。これにより、センサIC全体も安定する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図1を用いて説明する。図1は本実施形態のCISの主要部分の回路図である。センサIC2を(a)、(b)・・・(r)の位置に例えば18個並べる。センサIC2の近傍にLED1が設けられ、光源として使用される。各センサIC2の端子9は電源電圧Vccのラインに接続され、端子10はグランド電圧ラインGNDにワイヤボンディングによりそれぞれ接続される。
【0014】
センサIC2にはホトダイオード7が例えば96個内蔵される。画像を読み取るときにLED1より光を原稿紙等に照射する。その原稿紙等からの反射光に応じてホトダイオード7は電気信号を出力する。各ホトダイオード7が画素に対応する。そして、トランジスタ3で信号を増幅する。
【0015】
ビットセレクトスイッチ制御回路6は、スイッチング素子4、5を選択的にオン/オフ制御するように構成されている。スイッチング素子4はホトダイオード7に対応して設けられている。スイッチング素子4、5には例えばスイッチ用のトランジスタが使用される。図示していないが、各センサIC2には例えば各ホトダイオードの出力をし終えたことを次段のセンサIC2にしらせるための制御信号を送れるように構成されており、その制御信号とクロック信号に基づいてビットセレクトスイッチ制御回路6はスイッチング素子4、5を順次オン/オフ制御するようになっている。そして、図示しないマイクロコンピュータ等から制御信号を受けることにより、全てのホトダイオードの出力を順次出力するようになっている。
【0016】
スイッチング素子5がオンすると、スイッチング素子4が選択しているホトダイオード7からの信号が端子14より出力される。一方、スイッチング素子5がオフすると、センサIC2より信号が出力されなくなる。スイッチング素子4はビットセレクトスイッチ制御回路6により順番に1つずつオンする。これにより、信号が順次出力される。別々のセンサIC2でも同様に順次信号を出力していく。
【0017】
センサIC2に増幅回路部8が内蔵されているが、増幅回路部8を使用するのは本実施形態では(r)の位置にあるセンサIC2だけである。それ以外のセンサIC2では端子11〜13は各ラインのいずれにも接続しない。(r)を除く(a)(b)・・・の位置にあるセンサIC2では各ラインに対して同様の配線パターンとなっている。
【0018】
これらのセンサIC2の増幅回路部8が不安定となるのを防止するためにセンサIC2の内部で増幅回路部8の入力側を抵抗Rを介してロジックのグランドGNDのラインに接続する。これにより、増幅回路部8の入力側の電圧が安定する。そのため、増幅回路部8を使用していないセンサIC2では、ワイヤボンディングにより端子11〜13を出力ライン、アナログのグランドGNDのラインや信号線S等に接続しなくても増幅回路部8の状態が安定する。そのため、センサIC2全体も安定する。また、このような構成によりこれらの増幅回路部8には消費電流が流れないようになるので、そのときには増幅回路部8で電力が消費されない。
【0019】
ホトダイオード7からの信号はセンサIC2より信号線Sに出力される。信号線Sは複数のセンサIC2と接続するため長くなっているとともに増幅回路部8を介していないのでインピーダンスが比較的良くなっている。そのため、電源電圧VccとグランドGNDの両ラインで挟み込むように基板配線する。これにより、信号線Sにノイズが入り込みにくくなる。
【0020】
信号線Sは(r)の位置にあるセンサIC2の端子16とワイヤボンディングにより接続される。これにより、各センサIC2より出力される信号が(r)の位置にある増幅回路部8に接続される。また、アナログのグランドGNDのラインと端子15が接続される。端子17と出力ラインが接続される。(r)の位置にある増幅回路部8は入力される信号を増幅し、出力ラインに出力する。これにより、外付け部品の増幅器を設ける必要がなくなる。
【0021】
このように、増幅回路部8を使用しているのは(r)の位置にあるセンサIC2だけとなって、その他のセンサIC2では増幅回路部8を使用していないが、増幅回路部8を使用するものと使用しないものと区別することなく製造することができ、CISを組み立てるときにも、どの増幅回路部8でも使用することができるので組み立て作業も簡単となる。
【0022】
また、各センサIC2について増幅回路部8の特性にばらつきがあっても使用する増幅回路部8は共通となっているので、上記従来のCIS(図3)で問題となった暗出力の差によるオフセットの変動も本実施形態では問題とならない。上記請求項1に係るセンサ回路部は、ホトダイオード7、トランジスタ3、スイッチング素子4、5及びビットセレクトスイッチ制御回路6に相当する。
【0023】
尚、LED1を3色用意することにより、CISをカラー対応とすることができる。また、ホトダイオード7はホトトランジスタ等の受光素子でもよい。言うまでもなく、増幅回路部8を使用するセンサIC2は(r)の位置でなく他の位置でもよい。また、本実施形態では端子15をアナログのグランドGNDに接続するようにしたが、デジタルのグランド電圧GNDラインのノイズが問題ない場合には、各グランドラインを共通にしても良い。
【0024】
【発明の効果】
上述したように本発明によると、例えば同一構成のセンサICを複数用いてイメージセンサを構築するとき、外部配線によって1つのセンサICの入力端子に他のセンサICの第1の出力端子を接続するとともに当該1つのセンサICの第1出力端子もその入力端子に接続し、当該1つのセンサICの増幅回路部で全てのセンサICの出力を増幅するように構成でき、このようにすると、全てのセンサICの出力は1つの前記増幅回路部で均一に増幅することができ、増幅回路部によるセンサ信号のばらつきを生じない。また、増幅回路部はセンサIC内に設けられているので、外部において別途増幅器を用意する必要がなく、信頼性が向上するとともに低コストとなる。
【0025】
また、増幅回路部の入力側がグランド電圧ラインにセンサIC内部で接続されているので、増幅回路部を使用しない場合においても増幅回路部の入力側が安定し、センサICも安定する。そのため、増幅回路部を使用しない場合でも、増幅回路部に対して安定化のためのワイヤボンディング等による新たな配線を必要としなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のCISの主要部分の回路図。
【図2】 従来のセンサICとCISの主要部分の回路図。
【図3】 従来の別のセンサICとCISの主要部分の回路図。
【符号の説明】
1 LED
2 センサIC
7 ホトダイオード
6 ビットセレクトスイッチ制御回路
8 増幅回路部
Claims (2)
- 複数の受光素子を有し、この受光素子の出力を順次出力させるセンサ回路部と、
前記センサ回路部と独立に設けられた増幅回路部と、
前記センサ回路部の出力を外部へ導出するための第1の出力端子と、
外部からの信号を前記増幅回路部に導くための入力端子と、
前記増幅回路部の出力を外部へ導出するための第2の出力端子と
を備えるセンサICを複数備え、
これらのセンサICの前記第1の出力端子を1つのセンサICの前記入力端子に接続したことを特徴とするイメージセンサ。 - 前記増幅回路部の入力側をセンサICの内部でグランド電圧ラインに接続したことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサ。
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