JPH0394571A - 光電変換装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は光電変化装置に係り、特に被読取物に光を照射
し、反射した光を読取用センサにより読取る光電変換装
置に関する。

［従来技術Ｊ 最近、ファクシミリ、イメージリーグ等のいわゆる電子
事務機の普及に伴い、小型，低コストの画像人力装置の
需要が高まり、読み取り解像度が高く、高速度で読み取
り可能で，階調特性の良好な密着型イメージセンサが要
求されてきている，従来，密着型イメージセンサは、非
品質シリコン（ａ−Ｓｉ）等の半導体層からなる光電変
換素子を用いたものが使われている． 第６図（ａｔは従来の密着型イメージセンサの光電変換
部の概略的断面図、第６図（ｂ）は密１型イメージセン
サの処理回路部を含む模式的回路図である． 第６図ｔａ）に示すように，センサ基板２ｌは透明基体
２、遮光層３、透明保護層４の三層から成り、遮光層３
の上部には読取用センサ５が形成されている．光源２６
から出た光は窓ｌ４を通過し口−ラ７により透明保護層
４と密着させられた原稿８に入射し、画像情報によって
変化する原稿面反射光９の一部が画像情報として読取用
センサ５に入射する．この読取用センサ５は複数個アレ
ー状に並んでおりこれを第６図（ｂ）では８１〜ｓ．，
で示している．ｎの値は例えば解像度８　ｐｅｌ／ｍｍ
でＡ４版用なら通常１７２８程度、８４版用なら２０４
８程度である． 第６図（ｂｌ　に示すように、各読取用センサｓ１〜Ｓ
，，にはセンサバイアス用電源ｌにより電圧が印加され
ており、入射した光は電流に変換され読取用センサ出力
処理回路１１．増幅回路２２、Ａ／Ｄ変換器２３により
デジタル信号として順次出力される． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の密着型イメージセンサにおけ
る透明保護層４は通常、ガラス，シリコン酸化膜．シリ
コン窒化膜等の屈折率が空気よりも大きい材料で構成さ
れている．従って第６図（ａ）において窓ｌ４を通過し
た光は全て原稿８に入射するのでなく透明保護層４の表
面、つまり透明保護層４と空気との境界面で反射が起こ
り保護層表面反射光ｌＯが生じ、その一部は直接もしく
は間接的にセンサ５に入射する．また図示していないが
，透明保謹層４内に異物，気泡等の光を拡散させる要因
があると，この拡散された光ち読取用センサ５に入射す
る，以後、これら画像情報以外の光を迷光と称す．この
迷光は原稿面反射光９と共に電流に変換され、最終的に
デジタル信号となる．結果として、このデジタル信号に
は本来得たい真の画像情報の他に画像と関係のない迷光
の成分も含まれることになる．このことは、この信号が
例えばファクシミリの入力画像信号として使われた場合
、通信後，画像を復元されるさいに迷光成分が誤差とし
て扱われ、出力画像を著しく乱す原因となる．特に中間
調をディザ法．誤差拡差法等の中間調表示を行った場合
、原稿の黒を読取った場合でも灰白表示をされてしまう
等の課題があった． ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は、被読取物に照射した光の反射
光を読取る読取用センサと、 白色部材に照射した光の反射光を読取る補正用ンサと、 前記補正用センサより得られる信号を分圧する分圧手段
と、 分圧手段から出力された補正信号と前記読取用センサよ
り得られる読取信号とを入力して、減算処理を行ない補
正された読取信号を出力する手段とを有することを特徴
とする． ［作用フ 本発明の光電変換装置は、白色部材に光を照射し、この
光を補正用センサで光電変換して得られた信号を所定の
分圧比で分圧して補正信号を発生させ、被読取部に光を
照射し、この光を読取用センサで光電変換して得られた
信号と前記補正信号とを減算処理して、迷光成分の除去
された読取信号を得ようとするものである． ［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する． 第１図（ａｌは本発明の光電変換装置の第一実施例の構
成を示す概略的回路図であり、第ｌ図＋ｂ）は光電変換
部の構造を示す縦断面図である．第ｌ図ｆａｌにおいて
，Ｓ，〜Ｓａは原稿から画像情報を読取るための読取用
センサ、Ｓ　Ｃｌ〜Ｓ　ｃｍは読取用センサＳ，〜Ｓｏ
から読み出される画像信号を補正する補正情報を得るた
めの補正用センサであり、ｌは両センサにバイアスを与
えるためのセンサバイアス用電源である．読取用センサ
Ｓ，−Ｓ．、補正用センサＳ　ｅｌ〜Ｓ　（！ａの出力
は、それぞれ読取用センサ出力処理回路１１．補正用セ
ンサ出力処理回路１２によって処理される．ｌ７は補正
用センサ出力をｌ／Ｋ倍（Ｋは迷光量による決まる値）
するための分圧回路であり、ｌ３はｌ／Ｋ倍された補正
用センサ出力Ｓ　Ｃｌ〜Ｓ　ａｓ読取用センサ出力Ｓ１
〜Ｓｏとの減算処理を行うための減算回路である．なお
、必要に応じて減算処理に減算回路のかわりに差動増幅
回路を用いてもよい．第１図（ｂｌにおいて、５は読取
用センサ、６は補正用センサであり、それぞれ第１図ｆ
ａｌの読取用センサＳ，〜Ｓｎ、補正用センサＳ　ｃ＋
’％　Ｓ　ｃｓｓに対応する．３は入射光ｌ８を直接セ
ンサに照射させないための遮光層であり、４は光を透過
し且つ原稿摩擦からセンサを保護するための透明保護層
である．２は遮光層３、透明保護層４、読取用センサ５
、補正用センサ６を搭載し且つ入射光を透過する透明基
板出ある．８は原稿７を送り出すためのローラである。

１６は補正用センサ６に外光をｐｑ射させず、白による
反射光および透明保護層表面での反射光（遮光）を照射
するために設けた入射光を均一に反射する白色遮光板で
あり、透明保護層４上部かつ，読取用センサ出力に影響
のない位置に配置されている．ｌ４．１５はそれぞれ原
稿８、白色遮光板１６へ入射光を導くための窓である． 次に上記光電変換装置の動作について第ｌ図（ａｔ　（
ｂ１に基づいて説明する．第ｌ図（ｂｌにおいて窓ｌ４
および窓ｌ５を通過した入射光ｌ８は透明保護層４を通
って原稿８１３よび白色遮光板ｌ６方向へ向かうが入射
光の一部は透明保護層表面で反射され保護層表面反射光
１０となって読取用センサ５、補正用センサ６方向へ向
かう。その結果読取用センサ５には原稿面９に加えて反
射光および迷光成分となる保護層表面反射光ｌＯが照射
され、それらの出力が読取用センサ出力処理回路ｌ１に
よって処理される．一方、補正用センサ６にも白色遮光
板ｌ６の反射光成分となる保護層表面反射光ＩＯが照射
され、その出力が補正用センサ処理回路ｌ２により処理
される．補正用センサ出力は分圧回路ｌ７により１７Ｋ
倍（Ｋは迷光量により定まる値）され減算回路１３によ
り読取用センサ出力との減算処理を行う． 第２図ｆａ）は読取用センサ面照度に対するセンサ出力
特性を示すものであり、第２図ｆｂ）は原稿反射率に対
するセンサ出力特性を示すものである． 第２図ｆａｔに示すようにセンサ面照度とセンサ出力と
は比例関係にある．なお、センサ面照度値が最大となる
のは白色原稿を読取った時であるが、ここではその最大
値を１としている．図中破線で示した部分は迷光成分を
示し、その値は１／Ｋである．迷光は光源からの光出力
が変動しなければ，原稿の画像等により原稿面反射率が
変動しセンサ面照度が変わっても一定値となる．今セン
サ面照度が最大の値ｌの時のセンサ出力、すなわち白色
原稿を読み取った時のセンサ出力をＷとすると、第１図
ｆａｌ　に示すように迷光によるそれと異なる場合、あ
るいは鏡面反射光量が異なる場合においてもそれに応じ
て上記手法によりＫ値を変えることにより、容易に補正
は可能である．センサのもつ暗電流成分も全く同様であ
る．以上の手法を用いることにより原稿情報を精度よく
読み取ることが出来る．なお，第２図（ａｔにお図ｆｂ
ｌ　に示すような迷光に依存しない原稿面反射率に対す
る減算出力特性を得ることができる．定数Ｋの値は、反
射率Ｏの黒原稿を読ませてセンサ出力がＯになるように
分圧回路を設定すれば、容易に決めることができる． なお、上述の迷光成分は説明の便宜上透明保護層表面で
の反射成分のみを考えたが実際には透明保護層内部の異
物が気泡による内部拡散光も迷光として働き、補正用セ
ンサに照射されるが減算出力においては同様に除去され
る． また、白色遮光板ｌ６の反射光量が白色原稿の読み取り
が可能となる． 第３図は本発明の光電変換装置の第二実施例の光電変換
部の構造を示す縦断面図である．なお、第１図（ｂｌ　
において示した構成部材と同一構成部材については同一
符合を付して説明を略すものとする． 第ｌ図（ｂｌに示した白色遮光板１ｂは透明保護層上部
で読取用センサ出力に影響のない位置に配置されている
が、第３図に示すように透明保護層に密着した形でも全
く同様の効果があらわれる．例として白色塗料１１６を
ぬるという方法は容易であり、安価が期待される． 第４図（ａ）は本発明の光電変換装置の第三の実施例の
構成を示す概略的回路図であり、第４図（ｂｌ　は、各
構成部材の各部のタイミングチャートである．前述した
第一実施例及び第二の実施例においては読取用センサと
補正用センサとの双方に別々に処理回路を設けてあるが
、本第三実施例は第４図（ａ）に示すように、読取用セ
ンサＳ１〜Ｓｎと補正用センサＳ　ｃ＋〜Ｓ　Ｃｍとを
並列に設置し、処理回路を１つにしている．２０ｌは読
取用センサ出力信号を減算回路の゛十”入力へ導くため
のアナログスイッチａであり、２０２は補正用センサ出
力を１／Ｋ倍に分圧された信号を減算回路１３の”−”
入力へ導くためのアナログスイッチｂである．１７は補
正用センサ出力を１／Ｋ倍に分圧するための分圧回路で
ある．２０３は補正用センサ出力をｌ／Ｋ倍に分圧され
た信号を保持するためのコンデンサである． 以下、第４図（ｂ）のタイミングチャートを用いて上記
光電変換装置の動作について説明する．第４図ｆｂ）に
おいて、センサ出力処理回路３０１からの読取用センサ
出力及び補正用センサ出力（第４図中Ａ点の出力）は波
形Ａで示される．アナログスイッチａを制御とすること
により読取用センサ出力のみが選択され、第４図中Ｂ点
の波形Ｂが得られる．一方、ｌ／Ｋ倍に分圧された補正
用センサ出力はアナログスイッチｂを制御とすることに
より補正用センサ出力のみが選択され，コンデンサ２０
３によりサンプルホールドされた出力、すなわち、第４
図内Ｃ点の波形Ｃが得られる．Ｂ点、Ｃ点の減算出力が
波形Ｄ（第４図中Ｄ点の出力）である６センサ信号処理
回路３０１を１つにすることにより補正精度が前述した
第一実施例及び第二実施例と同じでありながら安価でか
つ小型の光電変換装置を提供することが可能となる． 第５図は、読取用センサの他に処理回路を含む場合の光
電変換部の平面図である。

同図において、ｌａは原稿からの反射光を光電変換する
光電変換素子部であり．２ａは処理回路部である．電極
３ａ，４ａ間の不図示の光導電層で光電変換された信号
電荷は電極４ａスルーホールを通して、電極９ａの一部
と電極５ａとで誘導体層を挟んで構成される蓄積コンデ
ンサ部に蓄積される．蓄積コンデンサ部に蓄積された信
号電荷は転送用トランジスタ部６ａを介して信号線８ａ
により転送される．蓄積コンデンサ部に残留した電荷は
ゲート線１０ａによって制御されるリセット用トランジ
スタ部７ａを介して放電される．また、ｌｂは白色遮光
板からの反射光を光電変換する光電変換素子部であり．
２ｂは処理回路部である．なお基本構成は上記光電変換
素子部ｌａ、処理回路部２ａと同等なので数字を同一と
して（なお符合ａとは符合ｂとしてある）説明を省略す
る． ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
光電変換装置の光電変換部における反射，拡散等の光学
的作用による原稿の情報以外の迷光成分を除去すること
ができ、良好な画像に復元可能な精度の高い信号を得る
ことができる光電変換装置を実現できる．

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の光電変換装置の第一実施例の構
成を示す概略的回路図であり、第１図（ｂｌは光電変換
部の構造を示す縦断面図である．第２図ｆａｌは読取用
センサ面照度に対するセンサ出力特性を示すものであり
、第２図（ｂ）は原稿反射率に対するセンサ出力特性を
示すものである． 第３図は本発明の光電変換装置の第二実施例の光電変換
部の構造を示す縦断面図である．第４図（ａ）は本発明
の光電変換装置の第三の実例の構成を示す概略的回路図
であり、第４図（ｂｌは各構成部材の各部のタイミング
チャートである． 第５図は、読取用センサの他に処理回路を含む場合の光
電変換部の平面図である． 第６図ｆａ）は従来の密着型イメージセンサの光電変換
部の概略的断面図、第６図１ｂ）は密着型イメージセン
サの処理部を含む模式的回路図である． １：センサバイアス用電源、２：透明基板、３：遮光層
、４：透明保護層、５：読取用センサ、６：補正用セン
サ、７：ローラ８：原稿、９：原稿面反射光、１０：保
護層表面反射光、１ｌ：読取用センサ出力処理回路、ｌ
２：補正用センサ出力処理回路、１３：減算回路、ｌ６
：白色遮光板、ｌ７：分圧回路．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被読取物に照射した光の反射光を読取る読取用セ
   ンサと、 白色部材に照射した光の反射光を読取る補正用センサと
   、 前記補正用センサより得られる信号を分圧する分圧手段
   と、 分圧手段から出力された補正信号と前記読取用センサよ
   り得られる読取信号とを入力して、減算処理を行ない補
   正された読取信号を出力する手段とを有する光電変換装
   置。