JPH06189065A - 定電流回路を有するイメージセンサ及び画像情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストアップの要因となる外部の複雑な回路
を必要とせず、クロック信号の周波数を高くして、高速
読出しを可能とする。 【構成】 受光要素2-1-1 〜2-1-n を有するイメージセ
ンサチップ1-1 が複数個配列されたマルチチップ型のイ
メージセンサにおいて、受光要素2-1-1 〜2-1-nによる
光信号を増幅する光信号増幅手段6-1 と、光信号増幅手
段6-1 の定電流回路に対応するイメージセンサチップの
光信号出力期間のみ定常状態の電流を流し、光信号出力
期間外は電流を流さない第１の定電流制御手段5-1 と、
少なくとも光信号出力期間外に定電流回路に定常状態よ
り低減した定電流を流す第２の定電流制御手段10-1と、
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサ及びそれ
を用いた画像情報処理装置に係り、特に受光要素の光電
変換によりイメージ読取りを行なうイメージセンサ及び
それを用いた画像情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リニアイメージセンサはファクシ
ミリ、スキャナ等に読取り装置として多用されている。
これらのリニアイメージセンサは、シリコンウェハー上
に作成されるため、そのセンサ長はウェハーサイズによ
り制限を受け、原稿と同一長さのリニアイメージセンサ
チップを作ることは困難であり、センサ長の短いものし
か得られないことが多い。

【０００３】このため、一つのリニアイメージセンサで
読取装置を構成する場合には、原稿からの反射光を光学
系を用いて縮少してリニアイメージセンサ上に縮小投影
して画像を読取っている。しかし、このような縮小光学
系を使用する読取り装置では、光学系のスペースを大き
く取らなければならず、また解像度も充分ではない。そ
こでこの問題を解決するものとしてリニアイメージセン
サを複数個直線上に並べたマルチチップ型のイメージセ
ンサを用いた読取り装置がある。

【０００４】図５は従来のイメージセンサチップを用い
たマルチチップ型のイメージセンサの構成を示し、図６
は動作波形（タイミングチャート）を示す図である。

【０００５】図５において、１−１，１−２，・・・
・，１−ｍはそれぞれイメージセンサチップであり、各
々のチップ（以下イメージセンサチップを略してチップ
と言うことがある。）は接続されてマルチチップ型のイ
メージセンサを構成している。イメージセンサチップ１
−１において、２−１−１〜２−１−ｎは受光要素であ
り、入力される光信号を電気信号に変換する。

【０００６】本マルチチップ型のイメージセンサは受光
要素を２−１−１から２−ｍ−ｎまで配列して接続する
ことにより、センサ長を長くとり、大きな原稿サイズに
も対応可能としている。

【０００７】本マルチチップ型のイメージセンサは、ク
ロック端子９からのクロック信号により同期をとり、第
１番目のチップ１−１に対してスタート端子８からスタ
ート信号が入力されることにより、動作が開始される。
このスタート信号を受けてシフトレジスタ４−１−１〜
４−１−ｎはクロック信号に同期して順次ＭＯＳスイッ
チ３−１−１〜３−１−ｎをＯＮとし、各ＭＯＳスイッ
チに接続されている受光要素２−１−１〜２−１−ｎを
作動させて光信号を読み出す。

【０００８】この光信号は光信号出力増幅器６−１によ
り増幅され、出力端子７に光出力信号として出力され
る。また光信号出力増幅器６−１は常に動作状態にして
おくと消費電力の増大を招くため、光信号出力増幅器６
−１の定電流回路を動作状態と非動作状態に切換えるた
めの定電流制御回路５−１を設けている。この定電流制
御回路５−１は、最初のシフトレジスタ４−１−１がス
タート信号を受け取ると、ほぼ同時に定電流回路を動作
状態として、光信号出力増幅器６−１を作動可能とす
る。

【０００９】またチップ１−１の最終段のシフトレジス
タ４−１−ｎからの出力は、最終段のＭＯＳスイッチ３
−１−ｎをＯＮすると同時にチップ１−１の外部に出力
され、次のチップ１−２の最初のシフトレジスタ４−２
−１にスタート信号として入力される。

【００１０】次段のチップ１−２でも上述したチップ１
−１と同様の動作が行なわれ、更に次段のチップ１−３
（不図示）にスタート信号が出力される。このように順
次次段のチップにスタート信号を出力することにより、
センサ長の光信号の読取り動作が実行されていく。

【００１１】図６は上述したマルチチップ型のイメージ
センサの動作波形（タイミングチャート）を示す図であ
る。同図においてチップ１−２に対するスタート信号の
出力から時間Ｓの後にチップ１−２の受光要素２−２−
１による光信号が読出されており、チップ１−２は、こ
の時間Ｓの間に増幅器の定電流回路を立ち上げねばなら
ないことがわかる。また、クロック周波数を高くすると
時間Ｓも小さくなるため、定電流回路の立ち上げ時間も
短い時間で行わなければならなくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとしている課題】以上説明した様
に、上記従来例では、スタート信号の入力による受光要
素２−１−１からの光信号読出しとその光信号を増幅す
る光信号出力増幅器６−１の定電流回路の立ち上げが、
ほぼ同時であるため、定電流回路が完全に立上がった後
に光信号の読出しを行なうためには、クロック信号の周
波数を低くして１画素当たりの受光要素の読出し時間を
十分長く取る必要がある。

【００１３】ここで、読出し時間を短縮して高速化する
ために、クロック信号の周波数を高くしようとすると、
定電流回路が完全に立上がらず、即ち光信号出力増幅器
６−１が完全に動作状態に入る前に受光要素からの光信
号が出力されてしまい、正確な信号増幅を行なうことが
できないという問題点がある。なお、各チップの最初の
受光要素に対するクロックのみ、周波数を遅くするとい
う方法もあるが、これには外部に複雑な回路を設けなけ
ればならず、コストアップの要因となる問題がある。

【００１４】したがって、マルチチップ型のイメージセ
ンサの光信号読出し時間を短縮して高速な読出しをする
べく、クロック信号の周波数を高くしようとしても、定
電流回路の立ち上がり時間によって制限されていた。

【００１５】本発明の目的は上述したコストアップの要
因となる外部の複雑な回路を必要とせず、クロック信号
の周波数を高くして、高速読出しの可能なマルチチップ
型のイメージセンサを実現することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
は、受光要素を有するイメージセンサチップが複数個配
列されたマルチチップ型のイメージセンサにおいて、前
記受光要素による光信号を増幅する光信号増幅手段と、
この光信号増幅手段の定電流回路に対応するイメージセ
ンサチップの光信号出力期間のみ定常状態の電流を流
し、光信号出力期間外は電流を流さない第１の定電流制
御手段と、少なくとも該光信号出力期間外に該定電流回
路に定常状態より低減した定電流を流す第２の定電流制
御手段と、を有することを特徴とする。

【００１７】また本発明のイメージセンサは、受光要素
と、該受光要素の光信号を増幅する光信号増幅回路と、
該光信号増幅回路の定電流回路に電流を流す為の定電流
制御回路と、を有するイメージセンサにおいて、前記定
電流制御回路は、前記イメージセンサの光信号出力を出
力する出力期間に第１の定電流を流し非出力期間には該
第１の定電流を流さない第１の制御回路と、前記非出力
期間に前記第１の定電流とは異なる第２の定電流を流す
為の第２の制御回路と、を含むことを特徴とする。

【００１８】また本発明の画像情報処理装置は、受光要
素を有するイメージセンサチップが複数個配列されたマ
ルチチップ型のイメージセンサと、該イメージセンサか
らの光信号を処理する回路と、を有する画像情報処理装
置において、各イメージセンサチップが、前記受光要素
による光信号を増幅する光信号増幅手段と、この光信号
増幅手段の定電流回路に対応するイメージセンサチップ
の光信号出力期間のみ定常状態の電流を流し、光信号出
力期間外は電流を流さない第１の定電流制御手段と、少
なくとも該光信号出力期間外に該定電流回路に定常状態
より低減した定電流を流す第２の定電流制御手段と、を
有することを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明は、受光要素による光信号を増幅する光
信号増幅手段の定電流回路にイメージセンサチップの光
信号出力期間のみ定常状態の電流を流し、光信号出力期
間外は電流を流さない第１の定電流制御手段と、少なく
とも該光信号出力期間外に該定電流回路に定常状態より
低減した定電流を流す第２の定電流制御手段と、を設け
ることにより、光信号出力期間外にも光信号増幅手段の
定電流回路に定電流を流し、定電流回路の立ち上がり時
間を短縮するものである。その結果、コストアップの要
因となる外部の複雑な回路を必要とせず、クロック信号
の周波数を高くして、高速読出しが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２１】図１は本発明によるイメージセンサチップ
及び、それを用いたマルチチップ型のイメージセンサの
一実施例の構成を示す図である。なお、図５と同一構成
部材には同一符号を付して説明を省略する。

【００２２】図１に示すように、イメージセンサチップ
１−１，１−２，・・・・１−ｍが配列されて設けられ
ており、各イメージセンサチップ１−１〜１−ｍには、
光信号出力増幅器６−１〜６−ｍの定電流回路を動作状
態と非動作状態に切換えるための定電流制御回路５−１
〜５−ｍ（第１の定電流制御手段となる）の他に、光信
号出力増幅器６−１〜６−ｍの定電流回路に、定電流制
御回路５−１〜５−ｍより低減した定電流を流す定電流
制御回路（第２の定電流制御手段となる）１０−１〜１
０−ｍを設けている。

【００２３】図２は本発明のイメージセンサチップに設
けられた定電流制御回路と光信号出力増幅器の一例を示
す図である。同図において、トランジスタＱ１〜Ｑ３、
ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる回路（図中、
Ａ部）は図１に示される各定電流制御回路５−１〜５−
ｍを構成する。またトランジスタＱ４，Ｑ５、ダイオー
ドＤ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる回路（図中、Ｂ部）は
図１に示される各定電流制御回路１０−１〜１０−ｍを
構成する。またトランジスタＱ６〜Ｑ１５、ダイオード
Ｄ３，Ｄ４からなる回路は図１に示される各光信号出力
増幅器６−１〜６−ｍを構成する。１１は電源端子、１
２は定電流制御端子、１３は接地端子、１４，１５は増
幅器入力端子である。

【００２４】次に、上記イメージセンサチップ及び、そ
れを用いたマルチチップ型のイメージセンサの動作につ
いて説明する。

【００２５】まず、最初のシフトレジスタ４−１−１が
スタート信号を受け取ると定電流制御回路５−１は、図
６のマルチチップ型のイメージセンサの動作波形で示す
ごとく時間Ｓの間に光信号出力増幅器６−１の定電流回
路を立ち上げる。また定電流制御回路１０−１は定電流
制御回路５−１とは異なり、常に光信号出力増幅器６−
１の定電流回路に、定電流制御回路５−１より低減した
定電流を流している。

【００２６】この動作について図２を用いてさらに説明
すると、定電流制御回路５−１（図２中、Ａ部）はイメ
ージセンサチップの光信号出力期間のみトランジスタＱ
１がオフしてトランジスタＱ６，Ｑ７，Ｑ１２の増幅器
の定電流回路に電流を流し、光信号出力期間外はトラン
ジスタＱ１がオンしてトランジスタＱ６，Ｑ７，Ｑ１２
の増幅器の定電流回路に電流を流さない。しかし、定電
流制御回路１０−１（図２中、Ｂ部）によりトランジス
タＱ６，Ｑ７，Ｑ１２の定電流回路には通常より低減し
た電流が流されている。この結果、増幅器の各節点の電
位は光信号出力期間外も一定値に保持され、定電流制御
回路５−１が動作してから、増幅器が動作可能となる時
間は短縮される。これは図６で示す時間Ｓを短かくする
ことが可能となることを意味する。

【００２７】なお、図２で示したＮＰＮトランジスタ，
ＰＮＰトランジスタ，ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑ１５
の導電型は特に限定されるものでなく、また定電流制御
回路、増幅回路の形式も特に限定されるものではない。
また、本発明の受光要素としては、ホトダイオード又は
ホトトランジスタが適用される。より好ましくはホトト
ランジスタを用いて容量負荷を含むエミッタホロア回路
とすることが望ましい。

【００２８】以下、上記マルチチップ型のイメージセン
サを用いた密着型センサユニット及びそれを用いた画像
情報処理装置について説明する。

【００２９】図３は密着型センサユニットの構成を示す
断面図であり、同図に示すように、筺体１２００の上面
に、原稿面に接する透明ガラス板１２０１を取付けると
ともに、出射光１２１２が、上記透明ガラス板１２０１
の上面に接する原稿面で反射されるような所定の角度
で、ＬＥＤ１２１１が基板１２１０上に配列された状態
で筺体１２００内に設けられ、また透明ガラス板１２０
１の反射光１２１３を通す光学系１２０９、およびこの
光学系に対応して基板１００６上に設けられたマルチチ
ップ型のイメージセンサ１００１を筺体１２００内に具
備している。

【００３０】マルチチップ型のイメージセンサ１００１
は、基板１００６上において保護膜１２０６で覆われ、
金属細線１２０８により基板１００６上の所望の回路に
電気的に接続され、また基板１００６は、筺体１２００
に係合された底板１２０５に、ゴム板１２０７を介して
支えられている。なお筺体１２００の両端には、端板１
２０３がビス１２０４で装着されている。また筺体１２
００には、例えばファクシミリ本体などの、外部におけ
る電源、制御信号などの入出力用のコネクターが設けら
れている。

【００３１】図４は、上記密着型センサユニットを用い
て構成した画像情報処理装置として通信機能を有するフ
ァクシミリの一例を示す概略的構成図である。

【００３２】同図において、Ｅは画像読取部、１１０８
は原稿１１１８を読み取り位置に向けて給送するための
給送手段としての給送ローラ、１１１７は原稿１１１８
を一枚ずつ確実に分離給送するための分離片である。１
１１６はセンサユニット１１１０に対して読み取り位置
に設けられて原稿１１１８の被読み取り面を規制すると
ともに原稿１１１８を搬送する搬送手段としてのプラテ
ンローラである。

【００３３】１１１４は図示の例ではロール紙形態をし
た記録媒体であり、センサユニット１１１０により読み
取られた画像情報あるいはファクシミリ装置等の場合に
は外部から送信された画像情報が取り出された記録紙に
再生される。１１１１は当該画像形成をおこなうための
記録手段としての記録ヘッドで、サーマルヘッド、イン
クジェット記録ヘッド等種々のものを用いることができ
る。また、この記録ヘッドは、シリアルタイプのもので
も、ラインタイプのものでもよい。１１１５は記録ヘッ
ド１１１１による記録位置に対して記録媒体１１１４を
搬送するとともにその被記録面を規制する搬送手段とし
てのプラテンローラである。

【００３４】１１０１は、入力／出力手段としての操作
入力を受容するスイッチやメッセージその他、装置の状
態を報知するための表示部等を配したオペレーションパ
ネルである。

【００３５】１１１２は制御手段としてのシステムコン
トロール基板であり、各部の制御を行なう制御部（コン
トローラー）や、光電変換素子の駆動回路（ドライバ
ー）、画像情報の処理部（プロセッサー）、送受信部等
が設けられる。１１１３は装置の電源、１１１４は原稿
挿入口のガイドステージ、１１０９はセンサユニットを
固定する金具である。

【００３６】上記情報処理装置に用いられる記録手段と
しては、例えば米国特許第4723129号明細書、同第47407
96 号明細書にその代表的な構成や原理が開示されてい
るものが好ましい。この方式は液体（インク）が保持さ
れているシートや液路に対応して配置されている電気熱
変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速
な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加す
ることによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的に
この駆動信号に一対一に対応した液体（インク）内の気
泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、収縮
により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させ
て、少なくとも一つの滴を形成する。

【００３７】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良い。

【００３８】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体にインクタンクを一体的に設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
有効である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光信号出力期間のみ定常状態の電流を流し、光信号出力
期間外は電流を流さない第１の定電流制御手段とは別
に、光信号出力期間外も定常状態より低減した定電流を
流す第２の定電流制御手段を設けたことにより、コスト
アップの要因となる外部の複雑な回路を必要とせず、ク
ロック信号の周波数を高くして、高速読出し可能なマル
チチップ型のイメージセンサを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるイメージセンサチップ及び、それ
を用いたマルチチップ型のイメージセンサの一実施例の
構成を示す図である。

【図２】本発明のイメージセンサチップの定電流制御回
路及び光信号出力増幅回路の一実施例を示す図である。

【図３】密着型センサユニットの構成を示す断面図であ
る。

【図４】密着型センサユニットを用いて構成した画像情
報処理装置として通信機能を有するファクシミリの一例
を示す概略的構成図である。

【図５】従来のイメージセンサチップを用いたマルチチ
ップ型のイメージセンサの構成を示図である。

【図６】動作波形（タイミングチャート）を示す図であ
る。

【符号の説明】

１−１〜１−ｍ イメージセンサチップ ２−１−１〜２−ｍ−ｎ 受光要素 ３−１−１〜３−ｍ−ｎ 受光要素切換えＭＯＳスイッ
チ ４−１−１〜４−ｍ−ｎ シフトレジスタ ５−１〜５−ｍ 定電流制御回路 ６−１〜６−ｍ 光信号出力増幅器 ７ 出力端子 ８ スタート端子 ９ クロック端子 １０−１〜１０−ｍ 定電流制御回路 １１ 電源端子 １２ 定電流制御端子 １３ 接地端子 １４，１５ 増幅器入力端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光要素を有するイメージセンサチップ
   が複数個配列されたマルチチップ型のイメージセンサに
   おいて、 前記受光要素による光信号を増幅する光信号増幅手段
   と、この光信号増幅手段の定電流回路に対応するイメー
   ジセンサチップの光信号出力期間のみ定常状態の電流を
   流し、光信号出力期間外は電流を流さない第１の定電流
   制御手段と、少なくとも該光信号出力期間外に該定電流
   回路に定常状態より低減した定電流を流す第２の定電流
   制御手段と、を有することを特徴とするイメージセン
   サ。
2. 【請求項２】 受光要素と、該受光要素の光信号を増幅
   する光信号増幅回路と、該光信号増幅回路の定電流回路
   に電流を流す為の定電流制御回路と、を有するイメージ
   センサにおいて、 前記定電流制御回路は、前記イメージセンサの光信号出
   力を出力する出力期間に第１の定電流を流し非出力期間
   には該第１の定電流を流さない第１の制御回路と、前記
   非出力期間に前記第１の定電流とは異なる第２の定電流
   を流す為の第２の制御回路と、を含むことを特徴とする
   イメージセンサ。
3. 【請求項３】 受光要素を有するイメージセンサチップ
   が複数個配列されたマルチチップ型のイメージセンサ
   と、該イメージセンサからの光信号を処理する回路と、
   を有する画像情報処理装置において、 各イメージセンサチップが、前記受光要素による光信号
   を増幅する光信号増幅手段と、この光信号増幅手段の定
   電流回路に対応するイメージセンサチップの光信号出力
   期間のみ定常状態の電流を流し、光信号出力期間外は電
   流を流さない第１の定電流制御手段と、少なくとも該光
   信号出力期間外に該定電流回路に定常状態より低減した
   定電流を流す第２の定電流制御手段と、を有することを
   特徴とする画像情報処理装置。