JPH06163979A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 マルチチップ型イメージセンサ８のセンサチ
ップつなぎ目位置１０上に光強度分布の高い領域が生じ
るように点光源を配列する。 【効果】 センサチップつなぎ目部のＳ／Ｎ比を高くし
て、画質上問題となるチップ毎の出力オフセットの差を
目立たなくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置や複
写機、スキャナ等に利用することが可能な光電変換装置
に関するものである。

【０００２】さらに詳述すれば本発明は、複数の光電変
換素子を配列して形成したイメージセンサチップを、基
板上に複数個配置してなる所謂マルチチップ型イメージ
センサを用いた光電変換装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来技術１ 従来から、読み取り画素を直線状に配列して構成したリ
ニアイメージセンサはファクシミリ，スキャナ等におけ
る画像読取装置に多く用いられている。この種のリニア
イメージセンサは、シリコンウエハ上に作成されるた
め、そのセンサ長はウエハサイズにより制限を受け、画
像読取装置で読取られる原稿と同一長さのリニアイメー
ジセンサチップを作成することは困難である。

【０００４】このため、従来では原稿からの反射光を光
学系を用いて縮小し、リニアイメージセンサ上に縮小投
影を行って画像を読取っていた。しかしこのような縮小
光学系を使用する画像読取装置では、光学系の配設空間
を大きく取らねばならず、また解像度も良好でなくな
る。そこで、これを解決するため特開昭６０−１２７６
０号公報等において、リニアイメージセンサのチップを
複数個直線上に配列した所謂マルチチップ型イメージセ
ンサ（密着型イメージセンサ）が提案されている。

【０００５】図４に、このようなマルチチップ型イメー
ジセンサの光電変換部を示す。本図は平面図に相当する
ものであり、３はラインセンサチップである。ここでは
主走査方向に５つ直線状に並べられている。８はライン
センサチップ３を配置するためにセラミック等で形成さ
れたモジュール基板である。

【０００６】このようなマルチチップ型のセンサは、各
センサチップの特性上のバラツキにより、出力の感度や
オフセットがセンサチップ毎に異なるという欠点を有す
る。特に、各センサチップにおける出力オフセットの差
は、階調の違いからチップの幅で画像の濃淡の差となっ
て現れる。

【０００７】この結果、チップのつなぎ目上（図４の１
０）には、画像の濃淡の差からスジが見かけ上生じるこ
とになり、画質上特に問題になり易い。

【０００８】図５は、上述したマルチチップ型イメージ
センサに用いられている光学系の模式図を示す。本図に
おいて、７は点光源を直線状に配列したアレイ光源であ
る。ここで、７１，７２，７３はそれぞれ第１，第２，
第３の点光源を示す。７４は、ガラエポ等で形成され
た、点光源を駆動するための回路を有した基板である。

【０００９】これらの点光源からの照射光により得られ
た原稿５からの反射光は、適当な結像手段４（例えば円
筒レンズアレイ）により、センサチップ３の各画素３１
上に結像され、センサ出力として読み出される。

【００１０】図５で用いられている光源は、アレイ光源
７を構成している各点光源毎の光量のバラツキや、各点
光源がセンサ主走査方向に対して離散的に存在している
ことによる光量ムラを伴うという欠点を有している。

【００１１】図６は、このような点光源によって照射さ
れる原稿面での光強度分布を示している。点光源の光強
度の不均一性は、各画素の感度の不均一性と同じ意味を
持ち、画質に影響を与える。このため、こうした感度ム
ラをなくすような白補正処理（シェーディング補正処
理）が併せて用いられることが多い。

【００１２】図７は、こうしたシェーディング補正を説
明する図である。本図において、１１は白基準板を読み
取ったときの補正前の信号出力であり、１２はこの信号
により補正を行った後の１００％信号出力（白基準）で
ある。また、Ｇ₁ およびＧ₂は、Ａ点およびＢ点のそれ
ぞれで補正時に読み取りデータに乗算される補正係数で
ある。ここで、補正前のＡ，Ｂ両点に同じ大きさのノイ
ズが存在した場合（Ｓ／Ｎ比は当然Ｂ点の方が低くな
る）、補正後のＢ点のノイズはＡ点のＧ₂ ／Ｇ₁倍に増
幅される。

【００１３】図８は、図４に示したマルチチップ型イメ
ージセンサと、そのセンサ出力信号と、アレイ光源との
関係を示した図である。ここで９は、白基準板を読み取
ったときのセンサ出力信号を表している。

【００１４】従来技術２ 上述したとおり、ファクシミリや複写機、スキャナ等に
利用する原稿読み取り装置として、センサアレイを用
い、読み取り画像を１対１に結像させ、読み取り原稿と
同一サイズで読み取る密着型イメージセンサが知られて
いる。

【００１５】図１１は、この密着型イメージセンサの平
面図（Ａ）および側面図（Ｂ）を示す。図示された密着
型イメージセンサは、センサアレイと、短焦点結像素子
アレイと、光源と（いずれも図示せず）、移動する原稿
を保持するカバーガラス１０３と、その他の部品で構成
され、これらの部材をフレーム１０４の内部に収納して
いる。

【００１６】このような原稿読み取り装置では、原稿読
み取り装置を駆動するための電源や信号のほか、原稿読
み取り装置からの出力信号等の入出力用の接続機構部品
１１０が使用されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】課題１ しかしながら、図８に示した従来例では、各センサチッ
プ３のつなぎ目間隔（周期）と、点光源の間隔（周期）
に相関がないため、チップつなぎ目位置に光量の小さな
領域が来る可能性がある。

【００１８】すなわち図８に示したＣ点のように、光量
の低い領域にセンサチップのつなぎ目位置がある場合に
は、図７に関して述べたとおり、チップ間におけるセン
サ出力のオフセット差が白補正時のゲイン倍に増幅され
てしまうことになる。

【００１９】その結果として、画質上目立ち易いチップ
つなぎ目位置の“スジ”が、さらに強調されることにな
る。

【００２０】このような画質劣化は、センサの高階調化
を図る際には、特に問題となる。

【００２１】よって本発明の第１の目的は上述の点に鑑
み、センサチップのつなぎ目部におけるＳ／Ｎ比を高く
して、出力オフセットの差をなくすよう構成した光電変
換装置を提供することにある。

【００２２】課題２ また、図１１に示した従来例では、原稿読み取り装置を
駆動するための電源や信号、さらには原稿読み取り装置
からの出力信号等の入出力用の接続機構部品１１０を、
原稿読み取り装置本体に保持するためには、その接続機
構部品１１０を固定するための基板１２０や、これらを
固定するビス１３０等が必要となる。

【００２３】さらに、接続機構部品１１０は原稿読み取
り装置の最外部に保持されるために、原稿読み取り装置
を駆動するための電源や信号、さらには原稿読み取り装
置からの出力信号に浮遊ノイズが重畳するという問題が
ある。

【００２４】よって本発明の第２の目的は、外部との電
気的接続のための機構を簡略化すると共に、耐ノイズ性
にも優れた光電変換装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】手段１ 本発明の第１の目的を達成するために、本発明は複数の
センサチップを配列してなるマルチチップ型イメージセ
ンサを備えた光電変換装置において、前記センサチップ
のつなぎ目位置上に光強度分布の高い領域を形成するよ
う配列した点光源を具備したものである。

【００２６】ここで、前記点光源の配列周期は、前記セ
ンサチップの配列周期の１／ｎ倍（ｎ＝１，２，３…）
周期とするのが好適である。

【００２７】また、前記点光源のうち前記センサチップ
のつなぎ目位置上に対応する点光源は、他の点光源と比
較して光強度の強いものを用いることも可能である。

【００２８】手段２ 本発明の第２の目的を達成するために、本発明は複数の
センサチップを配列してなるマルチチップ型イメージセ
ンサを備えた光電変換装置において、前記複数のセンサ
チップを実装したセンサアレイ基板の一端に、電気的接
続をなす接続機構部を設けたものである。

【００２９】ここで、前記接続機構部は、プリント基板
にプリント配線された金属片を有し、当該金属片を挾持
することにより外部との電気的接続をなす。

【００３０】

【作用】作用１ 本発明の上記構成（手段１）によれば、マルチチップ型
イメージセンサのセンサチップつなぎ目位置上に光強度
分布の高い領域が生じるように点光源を配列することに
より、センサチップつなぎ目部のＳ／Ｎ比を高くして、
画質上問題となるチップ毎の出力オフセットの差を目立
たなくすることができる。

【００３１】作用２ 本発明の上記構成（手段）によれば、電気的接続機構部
品（コネクタ）を装置本体に固定するための基板および
ビスが不要となるばかりでなく、センサアレイ基板上の
センサチップと最短距離で電気的接続をなすことが可能
となるので、信号線等へのノイズの重畳を防止すること
ができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００３３】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例によるマルチチップ型イ
メージセンサを示す。本図において、３はラインセンサ
チップであり、ここでは主走査方向に５つ直線状に並べ
られている。８は、ラインセンサチップ３を配置するた
めのセラミック等で形成されたモジュール基板である。
７は点光源であり、７４はガラエポ等で形成された光源
用の基板である。９は、センサ出力信号である。ここで
は、点光源，センサ，センサ出力のｘ方向の位置関係が
一致するように示してある。

【００３４】本実施例では、チップつなぎ目１０におい
て、基板７４上の点光源の密度が高くなるように点光源
が配列してある。これにより、チップつなぎ目１０上の
Ｓ／Ｎ比は常に高くなり、白補正時におけるチップつな
ぎ目位置上のノイズは、他の部分のノイズに比べて相対
的に抑圧される。

【００３５】実施例２ 図２は、本発明の第２の実施例によるマルチチップ型イ
メージセンサである。本実施例では、点光源は一定の間
隔で配列され、その周期はセンサチップの周期の１／ｎ
倍周期（ｎ＝１，２…）であり、かつ、チップつなぎ目
位置上に点光源がくるように配置されている。その他の
構成は実施例１と同じである。

【００３６】この結果、チップつなぎ目位置上は必ず光
量が高くなるため、同周期でチップつなぎ目位置からず
れて光源が置かれている場合と比較して、チップつなぎ
目位置におけるノイズの影響が減少し、画質が向上す
る。

【００３７】実施例３ 図３は、本発明の第３の実施例によるマルチチップ型イ
メージセンサである。本実施例では、点光源として、７
５および７６の二種類の光源を用いている。ここで点光
源７５は７６と比べ、光強度が強いものである。

【００３８】点光源の周期は、センサチップの１／ｎ倍
周期（ｎ＝１，２…）であり、チップつなぎ目位置に点
光源７５の位置が一致するように配置されている以外
は、実施例２と同じ構成である。これにより、チップつ
なぎ目における信号成分をさらに大きくし、チップつな
ぎ目部のＳ／Ｎ比をさらに向上させている。

【００３９】実施例４ 図９は、本発明の第４の実施例によるマルチチップ型イ
メージセンサを示す。本図の（Ａ）は同イメージセンサ
の平面図、（Ｂ）はその側面図である。

【００４０】本図において、１００は接続機構部であ
り、センサチップを実装するためのセンサアレイ基板の
一端にプリント配線を施してある。また、１０３はセン
サチップを保護するためのカバーガラス、１０４はセン
サアレイ基板を収納するためのフレームである。

【００４１】図９に示した接続機構部１００は、プリン
ト基板を挾持すると共に電気接点を備えたコネクタ（図
示せず）と組み合せることにより、外部からの電源供給
ならびに外部との信号接続を、直接的に行うことが可能
となる。すなわち、外部装置と光電変換装置とを結ぶた
めの接続コードおよびそのコネクタが不要となるので、
ノイズの重畳を防ぐうえからも、有効である。

【００４２】実施例５ 図１０は、本発明の第５の実施例によるマルチチップ型
イメージセンサを示す。本実施例では、外部との接続機
構部２００を図の下方に突出させている点のみが、実施
例４と異なっている。すなわち、センサアレイ基板の一
端にこの接続機構部を一体的形成した点については、変
わりはない。

【００４３】

【発明の効果】効果１ 本発明（手段１）によれば、マルチチップ型イメージセ
ンサのチップつなぎ目位置上に光強度分布の高い領域が
生じるように点光源を配列し、チップつなぎ目における
Ｓ／Ｎ比を向上させる構成としてあるので、製造コスト
を上げることなく、また構成をほとんど変更せずに、白
補正時における画質の向上ならびに高階調化が図れる。

【００４４】効果２ 本発明（手段２）によれば、センサアレイ基板の一端に
接続機構部を一体構成することができるので、コネク
タ，接続コード，ビス等が不要となるばかりでなく、ノ
イズの重畳を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す模式図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す模式図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す模式図である。

【図４】マルチチップ型イメージセンサの光電変換部を
示す平面図である。

【図５】マルチチップ型イメージセンサの光学系を示す
模式図である。

【図６】図５に示した点光源による光強度分布を示す図
である。

【図７】シェーディング補正の説明図である。

【図８】従来例を示す模式図である。

【図９】本発明の第４の実施例を示す模式図である。

【図１０】本発明の第５の実施例を示す模式図である。

【図１１】従来例における原稿読み取り装置の外観図で
ある。

【符号の説明】

３ センサチップ ５ 原稿 ７ アレイ光源 ８ モジュール基板 ９ センサ出力信号 １０ チップのつなぎ目 １１ 白補正前のセンサ出力 １２ 白補正後のセンサ出力 ３１ センサ画素 ５１ 原稿面 ７１，７２，７３ 点光源 ７４ 点光源用基板 ７５ 点光源（光強度：大） ７６ 点光源（光強度：小） １００ 接続機構部 １０３ カバーガラス １０４ フレーム １１０ 接続機構部品 １２０ 基板 １３０ ビス ２００ 接続機構部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセンサチップを配列してなるマル
   チチップ型イメージセンサを備えた光電変換装置におい
   て、前記センサチップのつなぎ目位置上に光強度分布の
   高い領域を形成するよう配列した点光源を具備したこと
   を特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記点光源の配列周
   期は、前記センサチップの配列周期の１／ｎ倍（ｎ＝
   １，２，３…）周期であることを特徴とする光電変換装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記点光源のうち前
   記センサチップのつなぎ目位置上に対応する点光源は、
   他の点光源と比較して光強度の強いものを用いたことを
   特徴とする光電変換装置。
4. 【請求項４】 複数のセンサチップを配列してなるマル
   チチップ型イメージセンサを備えた光電変換装置におい
   て、前記複数のセンサチップを実装したセンサアレイ基
   板の一端に、電気的接続をなす接続機構部を設けたこと
   を特徴とする光電変換装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記接続機構部は、
   プリント基板にプリント配線された金属片を有し、当該
   金属片を挾持することにより外部との電気的接続をなす
   ことを特徴とする光電変換装置。