JPH0414366A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
- Publication number
- JPH0414366A JPH0414366A JP2118133A JP11813390A JPH0414366A JP H0414366 A JPH0414366 A JP H0414366A JP 2118133 A JP2118133 A JP 2118133A JP 11813390 A JP11813390 A JP 11813390A JP H0414366 A JPH0414366 A JP H0414366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- light
- charge
- output
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
投佐分互
本発明は、画像読取装置に関し、より詳細には、完全密
着型の等倍センサを用いた画像読取装置に関する。例え
ば、二次元等倍センサを用いた画像読取装置に適用され
るものである。
着型の等倍センサを用いた画像読取装置に関する。例え
ば、二次元等倍センサを用いた画像読取装置に適用され
るものである。
従来艮先
本発明に係る従来技術を記載した公知文献としては、例
えば、特開昭62−36961号公報及び特開昭64−
15970号公報がある。
えば、特開昭62−36961号公報及び特開昭64−
15970号公報がある。
まず、特開昭62−36961号公報は、読み取りに用
いられる原稿幅と1対1に対応する大きさを有し、原稿
に密着して読み取る密着型イメージセンサに関するもの
で、透明保護層上部に透光性導電層を形成して静電気の
放電による信号処理回路の該動作や光電変換素子等の破
壊を防止することを目的としており、多階調化が可能で
あるかどうかについては記載されていない。
いられる原稿幅と1対1に対応する大きさを有し、原稿
に密着して読み取る密着型イメージセンサに関するもの
で、透明保護層上部に透光性導電層を形成して静電気の
放電による信号処理回路の該動作や光電変換素子等の破
壊を防止することを目的としており、多階調化が可能で
あるかどうかについては記載されていない。
また、特開昭64−15970号公報は、−次元ライン
センサ上に対して密着された状態で画像読取りに係る原
稿を相対的に移動させつつ画像情報を読取る画像読取装
置に関するもので、光透過性の基板表面に配置された遮
光層と、該遮光層上に配置された絶縁層と、該絶縁層上
に配置された光センサと、該光センサ上に配置された保
護層を有し、前記基板の裏面側より原稿面に照射された
光の反射光を光センサで受けて画像情報を読取るもので
、前記基板の側面と保護層の表面及び側面の少なくとも
一部に遮光手段を設けたものである。
センサ上に対して密着された状態で画像読取りに係る原
稿を相対的に移動させつつ画像情報を読取る画像読取装
置に関するもので、光透過性の基板表面に配置された遮
光層と、該遮光層上に配置された絶縁層と、該絶縁層上
に配置された光センサと、該光センサ上に配置された保
護層を有し、前記基板の裏面側より原稿面に照射された
光の反射光を光センサで受けて画像情報を読取るもので
、前記基板の側面と保護層の表面及び側面の少なくとも
一部に遮光手段を設けたものである。
しかしながら、この公報に提案されている画像読取装置
は、具体的な遮光手段や裏面光によるセンサ出力の増加
を防ぐ方法を述べたものであるが、これでは多階調化が
可能かどうかは示唆されていない。
は、具体的な遮光手段や裏面光によるセンサ出力の増加
を防ぐ方法を述べたものであるが、これでは多階調化が
可能かどうかは示唆されていない。
また、先に提案された「イメージセンサ」は、端部から
の迷光によるセンサ出力(主に、裏面照射時のセンサ暗
時)の増加に寄与したものであるが、多階調性を確保す
るためのノイズの定義を行っていないため、多階調化が
可能かどうかについては示唆されていないものである。
の迷光によるセンサ出力(主に、裏面照射時のセンサ暗
時)の増加に寄与したものであるが、多階調性を確保す
るためのノイズの定義を行っていないため、多階調化が
可能かどうかについては示唆されていないものである。
完全密着型のセンサにおいては、たとえば、光源や原稿
、また原稿を送るためのモーターなどが。
、また原稿を送るためのモーターなどが。
イメージセンサの近くに配置されることになる。
つまり、光源を点灯させるために生じるノイズ、モータ
ーからのノイズ、また原稿が送られることきの摩擦によ
って生じる静電気的ノイズなどが、イメージセンサ、特
に、その光電変換部や駆動回路へ侵入しやすく成ってし
まうことを意味する。
ーからのノイズ、また原稿が送られることきの摩擦によ
って生じる静電気的ノイズなどが、イメージセンサ、特
に、その光電変換部や駆動回路へ侵入しやすく成ってし
まうことを意味する。
そういった小型化に伴うノイズの増加により、画像情報
読み取り時のS/N比の低下や、多階調読み取りが難し
く成る可能性を密めでいる。これに対する対応策が提案
されているが、前記「イメージセンサ」もその1つであ
る。しかしながら、N階調性を確保するための条件とは
ならないものであった。
読み取り時のS/N比の低下や、多階調読み取りが難し
く成る可能性を密めでいる。これに対する対応策が提案
されているが、前記「イメージセンサ」もその1つであ
る。しかしながら、N階調性を確保するための条件とは
ならないものであった。
■−−二咋
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
完全密着型の等倍センサによるN階調以上の多階調読み
取りを可能とする画像読取装置を提供することを目的と
してなされたものである。
完全密着型の等倍センサによるN階調以上の多階調読み
取りを可能とする画像読取装置を提供することを目的と
してなされたものである。
監−一部
本発明は、上記目的を達成するために、(1)透明基板
と、該透明基板上に配列された光電変換素子と、該光電
変換素子上に形成された透明保護層とから成り、該透明
保護層を原稿に密着させ、前記透明基板の裏面から照明
光を照射し、前記原稿からの反射光を前記光電変換素子
で受光するように構成され、N階調以上の蓄積読み取り
の完全密着型等倍センサにおいて、前記透明基板の裏面
からの入力光により、完全暗時に比べて増加するノイズ
量は、前記等倍センサの白出力に対して1/ (2N)
X100%以内であること、或いは、(2)透明基板と
、該透明基板上に配列された光電変換素子と、該光電変
換素子上に形成された透明保護層とから成り、該透明保
護層を原稿に密着させ、前記透明基板の裏面から照明光
を照射し、前記原稿からの反射光を前記光電変換素子で
受光するように構成され、N階調以上の蓄積読み取りの
完全密着型等倍センサにおいて、該等倍センサ出力のノ
イズの電荷量の幅が、該等倍センサの白出力の電荷量に
対して1/ (2N)X100%以内であることを特徴
としたものである。以下、本発明の実施例に基づいて説
明する。
と、該透明基板上に配列された光電変換素子と、該光電
変換素子上に形成された透明保護層とから成り、該透明
保護層を原稿に密着させ、前記透明基板の裏面から照明
光を照射し、前記原稿からの反射光を前記光電変換素子
で受光するように構成され、N階調以上の蓄積読み取り
の完全密着型等倍センサにおいて、前記透明基板の裏面
からの入力光により、完全暗時に比べて増加するノイズ
量は、前記等倍センサの白出力に対して1/ (2N)
X100%以内であること、或いは、(2)透明基板と
、該透明基板上に配列された光電変換素子と、該光電変
換素子上に形成された透明保護層とから成り、該透明保
護層を原稿に密着させ、前記透明基板の裏面から照明光
を照射し、前記原稿からの反射光を前記光電変換素子で
受光するように構成され、N階調以上の蓄積読み取りの
完全密着型等倍センサにおいて、該等倍センサ出力のノ
イズの電荷量の幅が、該等倍センサの白出力の電荷量に
対して1/ (2N)X100%以内であることを特徴
としたものである。以下、本発明の実施例に基づいて説
明する。
まず、現在の完全密着型の等倍センサにおいて、多階読
み取り時に我々の目標とするのは、16階調であり、少
なくとも、全電荷量を16等分できるように配分を行う
必要がある。そうすると、全電荷量の6%が1階調に必
要な電荷量となる。しかしγ特性(センサ出力と露光量
の傾き)の曲率や、階調性の公差を予想すると、その半
分の3%に設定することが妥当と考えられ、さらに、3
%に設定することで隣接した階調との差異を優位に保つ
ことも、これで可能となる。
み取り時に我々の目標とするのは、16階調であり、少
なくとも、全電荷量を16等分できるように配分を行う
必要がある。そうすると、全電荷量の6%が1階調に必
要な電荷量となる。しかしγ特性(センサ出力と露光量
の傾き)の曲率や、階調性の公差を予想すると、その半
分の3%に設定することが妥当と考えられ、さらに、3
%に設定することで隣接した階調との差異を優位に保つ
ことも、これで可能となる。
第4図は、階調性を考慮したγ特性カーブを示す図で、
第5図は、白波形平坦度(PRNU)を考慮に入れた場
合のγ特性カーブである。
第5図は、白波形平坦度(PRNU)を考慮に入れた場
合のγ特性カーブである。
第4図に示すように、露光量に対してのセンサ出力の特
性カーブより検討すると、16階調の場合には、単純に
は全電荷量の6%のリーク電荷量換算になるが、γ特性
の曲率と、階調性の公差を予想すると、前述のようにそ
の半分の3%に設定することが妥当と考えられ、またそ
れにより、となりの階調との判別を明らかにすることも
可能となる。
性カーブより検討すると、16階調の場合には、単純に
は全電荷量の6%のリーク電荷量換算になるが、γ特性
の曲率と、階調性の公差を予想すると、前述のようにそ
の半分の3%に設定することが妥当と考えられ、またそ
れにより、となりの階調との判別を明らかにすることも
可能となる。
また、γ特性に対しても白波形平坦度(PRNU)の影
響を考慮する必要があり、それを考慮すると第5図に示
すような事が考えられる。つまり、γ特性カーブもバラ
ツキのあることを意味し、それは先の3%に含まれる。
響を考慮する必要があり、それを考慮すると第5図に示
すような事が考えられる。つまり、γ特性カーブもバラ
ツキのあることを意味し、それは先の3%に含まれる。
このなかで、特に問題になるものが、完全密着状態での
裏面光によるセンサ出力の増加である。これは、特に、
センサ部への遮光が十分に実施されていないためと、ま
た、センサ端面からの迷光成分によるものが多い。この
ように、光透過性の基板を用いた画像読み取り装置では
、基板の側面で反射した光や光源からの直接光が、直接
にまたは、上部遮光層で反射したり、または、センサb
it間の漏れ光により、光電変換素子を照射することと
なる。その結果、本来の画像情報としての原稿からの反
射光による光電流の他に、前記した迷光。
裏面光によるセンサ出力の増加である。これは、特に、
センサ部への遮光が十分に実施されていないためと、ま
た、センサ端面からの迷光成分によるものが多い。この
ように、光透過性の基板を用いた画像読み取り装置では
、基板の側面で反射した光や光源からの直接光が、直接
にまたは、上部遮光層で反射したり、または、センサb
it間の漏れ光により、光電変換素子を照射することと
なる。その結果、本来の画像情報としての原稿からの反
射光による光電流の他に、前記した迷光。
漏れ光による光電流が生じ、S/N比を低下させてしま
うこととなる。これを示したものが第3図(a)、(b
)である。
うこととなる。これを示したものが第3図(a)、(b
)である。
第3図(a)、(b)はセンサ出力の迷光及び漏れ光の
光経路を示す図で、図中、21はセンサ部、22は遮光
部、23は薄板ガラス、24は接着剤、25は基板、2
6は支持体、27はXeランプである。
光経路を示す図で、図中、21はセンサ部、22は遮光
部、23は薄板ガラス、24は接着剤、25は基板、2
6は支持体、27はXeランプである。
第3図(a)は、センサ基板端部がらの迷光成分を示す
図で、センサ基板幅方向で考えると、裏面からの光はセ
ンサ直下の遮光部以外の光の回り込みにより、光を照射
した状態ではセンサ部に迷光成分となってあられれる。
図で、センサ基板幅方向で考えると、裏面からの光はセ
ンサ直下の遮光部以外の光の回り込みにより、光を照射
した状態ではセンサ部に迷光成分となってあられれる。
この状態では、思出力は上昇する。これは特に、原稿面
が黒状態の読み取り時に問題となる。つまり、光の照射
時に思出力が面内でばらつきを持つ原因となり、γのば
らつきとなる。このため、階調性に関しての直線性が損
なわれる。
が黒状態の読み取り時に問題となる。つまり、光の照射
時に思出力が面内でばらつきを持つ原因となり、γのば
らつきとなる。このため、階調性に関しての直線性が損
なわれる。
第3図(b)は、センサ基板のbit間漏れ光成分を示
す図で、センサ基板の長手方向で考えると、裏面からの
光はセンサ直下の遮光以外の光の漏れ光によるため、光
を照射した状態ではセンサ部に漏れ光成分となって現れ
る。この状態では、思出力は、先と同じように上昇する
。これは特に、JM稿面が黒状態の読み取り時に問題と
なる。つまり、光の照射時でばらつきをもつ原因となり
、γのばらつきとなる。このため、階調性に関して直線
性が損なわれる。
す図で、センサ基板の長手方向で考えると、裏面からの
光はセンサ直下の遮光以外の光の漏れ光によるため、光
を照射した状態ではセンサ部に漏れ光成分となって現れ
る。この状態では、思出力は、先と同じように上昇する
。これは特に、JM稿面が黒状態の読み取り時に問題と
なる。つまり、光の照射時でばらつきをもつ原因となり
、γのばらつきとなる。このため、階調性に関して直線
性が損なわれる。
第1図は、基板裏面からの光照射によるセンサ暗時状態
の出力状況を示す図で、思出力増加を白出力に対応させ
て示したもので、ランプを照射することで出力が増加す
ることがわかる。γのばらつき現象は、種々の対応策を
行っても完全には除去できない。しかし、N階調性を確
保するための条件を満たせば、多階調読み取りが可能と
なる。
の出力状況を示す図で、思出力増加を白出力に対応させ
て示したもので、ランプを照射することで出力が増加す
ることがわかる。γのばらつき現象は、種々の対応策を
行っても完全には除去できない。しかし、N階調性を確
保するための条件を満たせば、多階調読み取りが可能と
なる。
ここで、第1図に示す出力は、蓄積型センサでは電荷量
で記述される。つまり、白出力の電荷量Qtに対して、
思出力の増加量はQmとなり、N階調性を得るためには
下記の条件が必要となる。
で記述される。つまり、白出力の電荷量Qtに対して、
思出力の増加量はQmとなり、N階調性を得るためには
下記の条件が必要となる。
Qt 2N
これは、第2図に示すように、思出力の増加分に対して
露光量とセンサ出力の直線性をとったものである。特に
低露光量側での直線性が悪化する。
露光量とセンサ出力の直線性をとったものである。特に
低露光量側での直線性が悪化する。
これを避けるためには低露光量側の出力の増加を押さえ
なくてはならない。一方、この出力の増加は、白出力時
に対しても影響を与えるがその絶対値の量によっては無
視することが出来る。
なくてはならない。一方、この出力の増加は、白出力時
に対しても影響を与えるがその絶対値の量によっては無
視することが出来る。
第6図は、完全密着型センサの出力波形を示す図である
。通常は、このように、センサの白出力に対して思出力
のノイズはN階調性を持たせるならば、l/ (2N)
×100%以内であることが必要である。これは、これ
らの出力は電荷量換算が可能であり、センサの白出力の
電荷量Qtに対してのノイズによる電荷量Qnは下記の
関係を満だすことが必要とされている。
。通常は、このように、センサの白出力に対して思出力
のノイズはN階調性を持たせるならば、l/ (2N)
×100%以内であることが必要である。これは、これ
らの出力は電荷量換算が可能であり、センサの白出力の
電荷量Qtに対してのノイズによる電荷量Qnは下記の
関係を満だすことが必要とされている。
Qt 2N
この条件を満たす完全密着型の等倍センサは。
N階調信号の信号の読み取りが可能となる。このノイズ
の幅に換算される電荷量は白出力状態や、思出力状態に
かかわらず発生し、これらをγ特性カーブの直線領域で
押さえる必要がある。
の幅に換算される電荷量は白出力状態や、思出力状態に
かかわらず発生し、これらをγ特性カーブの直線領域で
押さえる必要がある。
なお、このノイズの範囲は、白出力、思出力、及び1b
it単位の時間的な変化、また、面内均一性によるもの
がある。これを示したものが思出力の1bitの時間的
な変化をQnl、思出力の面内のばらつきをQ n 2
、白出力の1bitの時間的な変化をQn 3.白出
力の面内ばらつきをQn4とすると、 を満たすことが必要である。
it単位の時間的な変化、また、面内均一性によるもの
がある。これを示したものが思出力の1bitの時間的
な変化をQnl、思出力の面内のばらつきをQ n 2
、白出力の1bitの時間的な変化をQn 3.白出
力の面内ばらつきをQn4とすると、 を満たすことが必要である。
これを示したものが第7図である。この第7図には露光
量とセンサ出力をとり、その特性カーブを描いている。
量とセンサ出力をとり、その特性カーブを描いている。
このように、γの直線性がいかに良くてもその中にノイ
ズによるばらつきの要因が入ってくると、この直線性は
ゆがみを帯び多階調性が損なわれることになる。このと
き、この多階調性の損なわれる限界はN階調の完全密着
型の等倍センサにおいては先に述べた条件であることは
言うまでもない。
ズによるばらつきの要因が入ってくると、この直線性は
ゆがみを帯び多階調性が損なわれることになる。このと
き、この多階調性の損なわれる限界はN階調の完全密着
型の等倍センサにおいては先に述べた条件であることは
言うまでもない。
第8図は、MSSセンザの断面構成図で、図中。
31は原稿、32は5iON (1,cim)、33は
5iON (5000人)、34はP1型a −S i
(アモーファスシリコン):OH(400人)、35は
a−8i: OH(200人)、36はa−8i:H(
5000人)、37はAn(1μm)、38はCr(3
00人)、39はITO(インジウム・スズ酸化物、7
5o人)、4oはCr(1000人)、41は採光窓で
ある。また、第9図はT F T (Thin Fil
m Transistor)の断面構成図で、図中、5
1はゲート電極ポリシリコン(3500人)、52はゲ
ート酸化膜(850人)、53はポリシリコン(750
人)、54はAQ (1μm)、55は5iON(1μ
m)、56ハ5iON (5000人)、57は510
2(1500人)、58はNch、Pchの拡散層であ
る。
5iON (5000人)、34はP1型a −S i
(アモーファスシリコン):OH(400人)、35は
a−8i: OH(200人)、36はa−8i:H(
5000人)、37はAn(1μm)、38はCr(3
00人)、39はITO(インジウム・スズ酸化物、7
5o人)、4oはCr(1000人)、41は採光窓で
ある。また、第9図はT F T (Thin Fil
m Transistor)の断面構成図で、図中、5
1はゲート電極ポリシリコン(3500人)、52はゲ
ート酸化膜(850人)、53はポリシリコン(750
人)、54はAQ (1μm)、55は5iON(1μ
m)、56ハ5iON (5000人)、57は510
2(1500人)、58はNch、Pchの拡散層であ
る。
第10図(a)〜(k)は、等倍センサの形成工程を示
す図で、図(、)において石英基板上にCVD法により
、活性層となるポリシリコン(1150人)を堆積後、
図(b)においてNchtTFTの活性の活性層にB”
(ボロン)によりチャンネルドープを5E12 (5
X1012)1/ca+2で実施する。そして、102
0’Cのドライ02中で熱酸化を行い、ゲート酸化膜(
850人)を形成する。次に図(c)においてゲート電
極とするポリシリコン(3000人)をCVD法により
堆積する。その後、図(d)においてドライエッチによ
りゲート電極を形成して、フォトリングラフィによりN
ch活性層を選択してP4′型を4E15 (4X10
1s)1/cm2を注入する。
す図で、図(、)において石英基板上にCVD法により
、活性層となるポリシリコン(1150人)を堆積後、
図(b)においてNchtTFTの活性の活性層にB”
(ボロン)によりチャンネルドープを5E12 (5
X1012)1/ca+2で実施する。そして、102
0’Cのドライ02中で熱酸化を行い、ゲート酸化膜(
850人)を形成する。次に図(c)においてゲート電
極とするポリシリコン(3000人)をCVD法により
堆積する。その後、図(d)においてドライエッチによ
りゲート電極を形成して、フォトリングラフィによりN
ch活性層を選択してP4′型を4E15 (4X10
1s)1/cm2を注入する。
その後、図(e)において全面にB+を2E15(2X
101″) 1 /cm’注入してPchの拡散層を
形成する。同時にポリシリコンゲートの低抵抗化も行う
。つづいて、図(f)において、眉間絶縁膜用のSin
、膜を減圧CVD法により1500人堆積させ、5in
2膜の密度を増して平坦化を促進させるために、02雰
囲気中で9oo℃アニールを施す。これは、拡散層、ポ
リシリコンゲートの活性化を兼ねている。図(g)にお
いて受光部の下部電極となるCrを1000人堆積し、
図(h)において受光部となるセンサ部をa−8i:I
−((5000人) 、a−5i: OH(200人)
、そして、P+型a−8i:OHを(400λ)を堆積
する。図(i)において、その上に素子の接合用のIT
O膜(750人)、Cr膜(300人)を形成する。そ
して図(j)において、受光部とTPTからの金属配線
を可能にするために、眉間絶縁膜プラズマCVD法よ’
JSiONlli(5000人)を形成し、コンタクト
ボールをはじめ、受光部、TFT側に同時にA1電極(
lum)を施す。次に図(k)において、その上から、
素子のパッシベーションとなる5iON膜(1μm)を
プラズマCVD法によって堆積させる。その後、上部に
接着剤、薄膜ガラス(耐摩耗層用のガラス)を張り付け
る。以上のように、センサ基板が形成される。
101″) 1 /cm’注入してPchの拡散層を
形成する。同時にポリシリコンゲートの低抵抗化も行う
。つづいて、図(f)において、眉間絶縁膜用のSin
、膜を減圧CVD法により1500人堆積させ、5in
2膜の密度を増して平坦化を促進させるために、02雰
囲気中で9oo℃アニールを施す。これは、拡散層、ポ
リシリコンゲートの活性化を兼ねている。図(g)にお
いて受光部の下部電極となるCrを1000人堆積し、
図(h)において受光部となるセンサ部をa−8i:I
−((5000人) 、a−5i: OH(200人)
、そして、P+型a−8i:OHを(400λ)を堆積
する。図(i)において、その上に素子の接合用のIT
O膜(750人)、Cr膜(300人)を形成する。そ
して図(j)において、受光部とTPTからの金属配線
を可能にするために、眉間絶縁膜プラズマCVD法よ’
JSiONlli(5000人)を形成し、コンタクト
ボールをはじめ、受光部、TFT側に同時にA1電極(
lum)を施す。次に図(k)において、その上から、
素子のパッシベーションとなる5iON膜(1μm)を
プラズマCVD法によって堆積させる。その後、上部に
接着剤、薄膜ガラス(耐摩耗層用のガラス)を張り付け
る。以上のように、センサ基板が形成される。
センサユニットの形成に関しては、プリント基板への実
装とXeランプの実装を施して完成する。
装とXeランプの実装を施して完成する。
第11図は、完全密着型等倍センサの回路構成図で、受
光部、駆動回路部、及び読み取り回路系をあられしてい
る。1つの画素は、MSS(Metal −Sem1c
onductor −Sem1insulator )
ダイオードとその容量(Cs)から構成されている。
光部、駆動回路部、及び読み取り回路系をあられしてい
る。1つの画素は、MSS(Metal −Sem1c
onductor −Sem1insulator )
ダイオードとその容量(Cs)から構成されている。
駆動回路部は、TPTによるアナログスイッチ(ASW
)とダイナミックシフトレジスタ(DS/R)からなる
。その各々は画素1ドツトに対して1ビツト配置されて
いる。ダイナミックシフトレジスタは、クロックドCM
O8とデータ出力用のCMO8により構成されており、
データの保持はCMO8側のゲートとソース間の容量(
Cgs)に電荷を蓄積させることにより可能としている
。
)とダイナミックシフトレジスタ(DS/R)からなる
。その各々は画素1ドツトに対して1ビツト配置されて
いる。ダイナミックシフトレジスタは、クロックドCM
O8とデータ出力用のCMO8により構成されており、
データの保持はCMO8側のゲートとソース間の容量(
Cgs)に電荷を蓄積させることにより可能としている
。
そのデータ転送(D in)は、外部からの2相のクロ
ック(ψ、ψ)により制御されている。
ック(ψ、ψ)により制御されている。
読み取り回路系は、ダイオードからの充電電流をオペア
ンプで読み取り、その出力を後段の積分出力に送り、そ
の出力をピークホールド回路で階調化する。その後リセ
ット信号ψRにより積分出力をキャンセルする。また、
読み取り出力に内在するノイズに関しては、前段ビット
のオフセットレベルを検出し、キャンセルアウトするこ
とにより低減している。
ンプで読み取り、その出力を後段の積分出力に送り、そ
の出力をピークホールド回路で階調化する。その後リセ
ット信号ψRにより積分出力をキャンセルする。また、
読み取り出力に内在するノイズに関しては、前段ビット
のオフセットレベルを検出し、キャンセルアウトするこ
とにより低減している。
次に、受光部の読み取り系の動作について説明する。完
全密着型等倍センサの受光部の読み取り系の動作は、(
1)W種動作、(2)充電動作。
全密着型等倍センサの受光部の読み取り系の動作は、(
1)W種動作、(2)充電動作。
(3)リセット動作の3つからなっている。各部の電位
変位を第12図に示す。前記第9図と第10図に従い受
光部と、読み取り系の各動作を1bitに着目して説明
する。
変位を第12図に示す。前記第9図と第10図に従い受
光部と、読み取り系の各動作を1bitに着目して説明
する。
(1)蓄積動作
まず、画像読み取りの前に一度受光部の容量Csを充電
する。これにより、すべての受光部はQt=Cs−Va
mpのセンサとしての全電荷量を持つことになる。これ
で、受光部への電荷の蓄積状態が終了したものとし、そ
の後、この受光部に光が照射されると、その光の露光量
に比例してMSSダイオードが放電電流を流す。その結
果、受光部の容量Csの電荷量Qtは減少する。その減
少量ΔQtは下記の式で示すとおりになる。ここで、I
pは光照射時のMSSダイオードの電流値、Tsave
は一度受光部が選択されてから次にその受光部が選択さ
れるまでの蓄積時間を示す。
する。これにより、すべての受光部はQt=Cs−Va
mpのセンサとしての全電荷量を持つことになる。これ
で、受光部への電荷の蓄積状態が終了したものとし、そ
の後、この受光部に光が照射されると、その光の露光量
に比例してMSSダイオードが放電電流を流す。その結
果、受光部の容量Csの電荷量Qtは減少する。その減
少量ΔQtは下記の式で示すとおりになる。ここで、I
pは光照射時のMSSダイオードの電流値、Tsave
は一度受光部が選択されてから次にその受光部が選択さ
れるまでの蓄積時間を示す。
ΔQt= I p 1Tsave
△Vsense=△Qt/C5
(2)充電動作
上記の蓄積動作の後、再び受光部をアナログスイッチに
より選択すると、受光部の容量Csが失った電荷ΔQt
を補うだけの充電電流が流れる。
より選択すると、受光部の容量Csが失った電荷ΔQt
を補うだけの充電電流が流れる。
これを第11図に示すオペアンプOPが検出して電流−
電圧変換を実施する。この出力電圧は帰還用の抵抗Rf
eedにより決定される。その出力電圧Vopは、下記
の式であられされる。ここでI 5enseは受光部に
流れる充電電流である。
電圧変換を実施する。この出力電圧は帰還用の抵抗Rf
eedにより決定される。その出力電圧Vopは、下記
の式であられされる。ここでI 5enseは受光部に
流れる充電電流である。
Vop= I 5ense 3Rfeedまた、充電電
流の波形は容量Csへの充電電流であるために微分波形
となる。ここでその微分波形を式にあられすと下記のよ
うになる。ここで、I、は微分電流の最大値、tは時間
を表わす6(3)リセット動作 オペアンプから出力された微分波形は、その後積分回路
Σで積分され、微分波形は受光部の充電電荷に比例した
形で出力される。その出力をピークホールド回路で読み
取る。そのあと、積分回路の容量Csigmaに蓄えら
れた電荷をスイッチMsigmaのオンにより放電させ
て積分出力をリセットする。これにより積分出力電位は
接地電位に落ちる。その後、各々の受光ビットの出力が
正確に読み取れる。ψRのリセットのタイミングは制御
信号クロックの立ち上がりの手前で発生させている。
流の波形は容量Csへの充電電流であるために微分波形
となる。ここでその微分波形を式にあられすと下記のよ
うになる。ここで、I、は微分電流の最大値、tは時間
を表わす6(3)リセット動作 オペアンプから出力された微分波形は、その後積分回路
Σで積分され、微分波形は受光部の充電電荷に比例した
形で出力される。その出力をピークホールド回路で読み
取る。そのあと、積分回路の容量Csigmaに蓄えら
れた電荷をスイッチMsigmaのオンにより放電させ
て積分出力をリセットする。これにより積分出力電位は
接地電位に落ちる。その後、各々の受光ビットの出力が
正確に読み取れる。ψRのリセットのタイミングは制御
信号クロックの立ち上がりの手前で発生させている。
以上、1 bitに対しての動作を説明したが、実際は
1760bitの受光部で形成されており、クロックの
半周期ごとに読み取り出力が検出されるようになってい
る。
1760bitの受光部で形成されており、クロックの
半周期ごとに読み取り出力が検出されるようになってい
る。
次に、駆動回路部の動作を説明する。
駆動回路はダイナミック型のシフトレジスタにより構成
されており、電荷の保持は0MO8のゲート・ソース間
の容量の電荷を蓄積させることで可能となっている。
されており、電荷の保持は0MO8のゲート・ソース間
の容量の電荷を蓄積させることで可能となっている。
この駆動回路部の動作は、(1)データの読み込み、(
2)データの保持、(3)データの出力の3つにより構
成されている。回路図及び各部の電位変位を第11図と
第13図に示す。それらに従い能動回路の各動作を説明
する。ここで、■1、■2、v3、v4、v5は各々の
0MO8の入出力端子の電圧を示す。
2)データの保持、(3)データの出力の3つにより構
成されている。回路図及び各部の電位変位を第11図と
第13図に示す。それらに従い能動回路の各動作を説明
する。ここで、■1、■2、v3、v4、v5は各々の
0MO8の入出力端子の電圧を示す。
(1)データの読み込み
まず、データはDin側から負論理で入力され、そのと
きクロックドCMO5(a)はアクティブ状態となるよ
うに、両側のクロック制御の0MO8をオン状態にする
。この状態ではデータは正論理でクロックドCMOS
(a )から出力され、その出力は後段の0MO8(b
)が次のクロックCMO5(c)に伝達させる。この状
態では次段のクロックCMOS (c )は逆相のクロ
ック信号が入っているためにアクティブ状態になってい
ない。つまり、これは、制御信号がデータを1ビツトず
つ転送していることを示している。
きクロックドCMO5(a)はアクティブ状態となるよ
うに、両側のクロック制御の0MO8をオン状態にする
。この状態ではデータは正論理でクロックドCMOS
(a )から出力され、その出力は後段の0MO8(b
)が次のクロックCMO5(c)に伝達させる。この状
態では次段のクロックCMOS (c )は逆相のクロ
ック信号が入っているためにアクティブ状態になってい
ない。つまり、これは、制御信号がデータを1ビツトず
つ転送していることを示している。
(2)データの保持
データの保持はクロックドCMO8(a)よりでた電荷
を次段の0MO8(b)の容量Cgslに蓄積させる。
を次段の0MO8(b)の容量Cgslに蓄積させる。
そして、容量Cgslの放電時間内に0MO8(b)の
出力を次のクロックCMO5(c)の入力ゲートに注入
し、クロック信号が反転する間、この状態を維持させる
ように設計しである。この状態では、特に、データの保
持の能力は、クロックのなまりτΦrise、τΦfa
llに依存する。これを示したのが第13図で、ちょう
どこの信号の変位区間では、データ保持のCMO5(b
)のCgslの電荷が放電されやすい状態となる。しか
しながら、クロックのなまりτΦrise。
出力を次のクロックCMO5(c)の入力ゲートに注入
し、クロック信号が反転する間、この状態を維持させる
ように設計しである。この状態では、特に、データの保
持の能力は、クロックのなまりτΦrise、τΦfa
llに依存する。これを示したのが第13図で、ちょう
どこの信号の変位区間では、データ保持のCMO5(b
)のCgslの電荷が放電されやすい状態となる。しか
しながら、クロックのなまりτΦrise。
τΦfallの値をTPTのIonとの最適化をおこな
うことで、放電されやすい状態を避けることができる。
うことで、放電されやすい状態を避けることができる。
(3)データの出力
クロックドCMO8(a)と0MO8(b)から出力さ
れたデータは、データ転送のみならず、アナログスイッ
チをアクティブにする機能を持つ。
れたデータは、データ転送のみならず、アナログスイッ
チをアクティブにする機能を持つ。
この場合、シフトレジスタを構成するCMO5(b)よ
り出力されたデータはその上部に設置されたCMO3(
e)、(f)、(g)の2連で形成するバッファの入力
ゲートに伝達される。このバッファはシフトレジスタか
ら出方された歪みゃすい出力波形を整形させる働きを持
ち、アナログスイッチASWの立ち上がりと立ち下がり
特性を改善する。これにより、アナログスイッチASW
はシフトレジスタが選択されると自動的に出方を受光部
に伝達することができる。
り出力されたデータはその上部に設置されたCMO3(
e)、(f)、(g)の2連で形成するバッファの入力
ゲートに伝達される。このバッファはシフトレジスタか
ら出方された歪みゃすい出力波形を整形させる働きを持
ち、アナログスイッチASWの立ち上がりと立ち下がり
特性を改善する。これにより、アナログスイッチASW
はシフトレジスタが選択されると自動的に出方を受光部
に伝達することができる。
なお、先の裏面光による蒸出力の増加に関しては第14
図(a)、(b)の方法により検証することができる。
図(a)、(b)の方法により検証することができる。
図(a)は完全ダークの場合で。
図(b)は下方Xe照射の場合である。完全密着型のセ
ンサの完全暗時での蒸出力を測定し、その後下方からの
光照射によりそのノイズの上昇分を測定する。その測定
に関しては、第11図に示すような積分回路の出力値に
より、電荷量を電圧に換算し直して測定を実施する。
ンサの完全暗時での蒸出力を測定し、その後下方からの
光照射によりそのノイズの上昇分を測定する。その測定
に関しては、第11図に示すような積分回路の出力値に
より、電荷量を電圧に換算し直して測定を実施する。
また、第15図は、本発明による等倍センサの断面図で
、図中、lは薄板ガラス、2は接着剤、3は石英基板、
4はパンシベーション、5はTPT、6は採光窓、7は
光センサ、8は一次電極、9はAQ電極、10はセンサ
基板、11は支持体、12はランプ、13は押えローラ
、14は原稿である。
、図中、lは薄板ガラス、2は接着剤、3は石英基板、
4はパンシベーション、5はTPT、6は採光窓、7は
光センサ、8は一次電極、9はAQ電極、10はセンサ
基板、11は支持体、12はランプ、13は押えローラ
、14は原稿である。
石英基板(透明基板)3上に光センサ(光電変換部)7
を配列させ、該光センサ7の上には接着剤2を介して薄
板ガラス(透明保護層)lが設けられている。該薄板ガ
ラス1を原稿14に密着させ、前記石英基板3の裏面か
ら採光窓6を通してランプ12より照明光を原稿14に
照射し、前記原稿14からの反射光を光センサ7で受光
する。
を配列させ、該光センサ7の上には接着剤2を介して薄
板ガラス(透明保護層)lが設けられている。該薄板ガ
ラス1を原稿14に密着させ、前記石英基板3の裏面か
ら採光窓6を通してランプ12より照明光を原稿14に
照射し、前記原稿14からの反射光を光センサ7で受光
する。
肱−一果
以上の説明から明らかなように、完全密着型の等倍セン
サにおいて、電荷の増加が1/(2N)×100%以内
であるので、写真等のN階調読み取りが可能になる。
サにおいて、電荷の増加が1/(2N)×100%以内
であるので、写真等のN階調読み取りが可能になる。
第1図は、本発明による画像読取装置における基板裏面
からの光照射によるセンサ暗時状態の出力状況を示す図
、第2図は、γ特性カーブを示す図、第3図は、センサ
出力の迷光及び漏れ光の光経路を示す図、第4図は、階
調性を考慮したγ特性カーブを示す図、第5図は、白波
形平担度(PRNU)を考慮したγ特性カーブを示す図
、第6図は、本発明のセンサ出力を示す図、第7図は、
第6図の場合のγ特性カーブを示す図、第8図は、MS
Sセンサの断面図、第9図は、TPTの断面図、第10
図は、等倍センサの形成工程を示す図、面11図は、等
倍センサの回路構成図、第12図は、等倍センサの回路
の各部の電位を示す図、第13図は、等倍センサの駆動
回路内の各部の電位変化を示す図、第14図は、白出力
のリーク電流依存性を調べる実験環境を示す図、第15
図は1本発明による等倍センサの断面図である。 1・・・薄板ガラス(透明保護層)、3・・・石英基板
(透明基板)、5・・・TPT (薄膜トランジスタ)
、6・・・採光窓、7・・・光センサ(光電変換素子)
、12・・・ランプ、14・・・原稿。 特許出願人 株式会社 リ コ (ばか1名) 第1図 第3図 (a) (b) 第2図 第4図 第5図 露光量 n几I 露光量 第 図 第 図 露光量 第 図 +a1 活性層形成 poly−sr (b) ch、ド ブ カン(Boron)注入 cd) S、O形tL −1(N−chan) リン(P)注入 (e) S、D形成 2(P chan) ポbン(Boron)住人 (h) o−si、−大電極形へ エツチング tJノ 二次電極形成 (kン パッシベーション形成 第 図 l 第 図 I 躯 第 図 第16図 読み込み 保持
からの光照射によるセンサ暗時状態の出力状況を示す図
、第2図は、γ特性カーブを示す図、第3図は、センサ
出力の迷光及び漏れ光の光経路を示す図、第4図は、階
調性を考慮したγ特性カーブを示す図、第5図は、白波
形平担度(PRNU)を考慮したγ特性カーブを示す図
、第6図は、本発明のセンサ出力を示す図、第7図は、
第6図の場合のγ特性カーブを示す図、第8図は、MS
Sセンサの断面図、第9図は、TPTの断面図、第10
図は、等倍センサの形成工程を示す図、面11図は、等
倍センサの回路構成図、第12図は、等倍センサの回路
の各部の電位を示す図、第13図は、等倍センサの駆動
回路内の各部の電位変化を示す図、第14図は、白出力
のリーク電流依存性を調べる実験環境を示す図、第15
図は1本発明による等倍センサの断面図である。 1・・・薄板ガラス(透明保護層)、3・・・石英基板
(透明基板)、5・・・TPT (薄膜トランジスタ)
、6・・・採光窓、7・・・光センサ(光電変換素子)
、12・・・ランプ、14・・・原稿。 特許出願人 株式会社 リ コ (ばか1名) 第1図 第3図 (a) (b) 第2図 第4図 第5図 露光量 n几I 露光量 第 図 第 図 露光量 第 図 +a1 活性層形成 poly−sr (b) ch、ド ブ カン(Boron)注入 cd) S、O形tL −1(N−chan) リン(P)注入 (e) S、D形成 2(P chan) ポbン(Boron)住人 (h) o−si、−大電極形へ エツチング tJノ 二次電極形成 (kン パッシベーション形成 第 図 l 第 図 I 躯 第 図 第16図 読み込み 保持
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、透明基板と、該透明基板上に配列された光電変換素
子と、該光電変換素子上に形成された透明保護層とから
成り、該透明保護層を原稿に密着させ、前記透明基板の
裏面から照明光を照射し、前記原稿からの反射光を前記
光電変換素子で受光するように構成され、N階調以上の
蓄積読み取りの完全密着型等倍センサにおいて、前記透
明基板の裏面からの入力光により、完全暗時に比べて増
加するノイズ量は、前記等倍センサの白出力に対して1
/(2N)×100%以内であることを特徴とする画像
読取装置。 2、透明基板と、該透明基板上に配列された光電変換素
子と、該光電変換素子上に形成された透明保護層とから
成り、該透明保護層を原稿に密着させ、前記透明基板の
裏面から照明光を照射し、前記原稿からの反射光を前記
光電変換素子で受光するように構成され、N階調以上の
蓄積読み取りの完全密着型等倍センサにおいて、該等倍
センサ出力のノイズの電荷量の幅が、該等倍センサの白
出力の電荷量に対して1/(2N)×100%以内であ
ることを特徴とする画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118133A JPH0414366A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2118133A JPH0414366A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414366A true JPH0414366A (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=14728866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2118133A Pending JPH0414366A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0414366A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521443A (en) * | 1993-10-12 | 1996-05-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery residual capacity display and operating device for an electric vehicle |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2118133A patent/JPH0414366A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521443A (en) * | 1993-10-12 | 1996-05-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery residual capacity display and operating device for an electric vehicle |
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