JPH0728017B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH0728017B2
JPH0728017B2 JP61237068A JP23706886A JPH0728017B2 JP H0728017 B2 JPH0728017 B2 JP H0728017B2 JP 61237068 A JP61237068 A JP 61237068A JP 23706886 A JP23706886 A JP 23706886A JP H0728017 B2 JPH0728017 B2 JP H0728017B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/191Photoconductor image sensors

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、画像読取装置に関し、例えば一次元ラインセ
ンサを有し、その一次元ラインセンサ上に対し密着させ
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
画像情報を読取るファクシミリ装置、イメージリーダ等
に適用して好適な画像読取装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、一次元ラインセンサを用いる画像読取り装置とし
ては、長さ数cmの一次元ラインセンサに縮小光学系を用
いて原稿像を結像させて原画像情報の読取りを行うもの
が知られている。しかしながら、この種の画像読取り装
置は縮小ないし結像を行うために大なる光路長を要し、
しかも光学系の体積が大きいために読取装置を小型に構
成することは困難であった。
一方、原稿幅と同じ長さの長尺一次元ラインセンサを用
いる等倍光学系を用いる場合においては、光学系の体積
は著しく減少でき、読取り装置の小型化を図ることがで
きる。かかる等倍光学系を実現する方法としては、集束
性ファイバーを用いる方法やコンタクトレンズアレイを
用いる方法等が知られている。また、こうしたファイバ
ーやレンズアレイを全く用いないで、一次元ラインセン
サ上を密着状態で原稿を移動させつつ読取りを行うコン
タクト方式の原稿読取り方法(特開昭55-74262号,特開
昭55-75271号,特開昭56-45084号,特開昭56-122172
号)が本出願人の先出願に係るものとして既に開発され
ている。
第8図は、上記コンタクト方式の画像読取装置の要部を
一部破断して示す側断面図である。該装置を概略説明す
るに、8はガラス等透明の基板11上に図面に直交する方
向に配列されて一次元ラインセンサを構成するセンサ部
である。
このセンサ8において、ガラス等の透明基板11上には、
金属等の遮光層12および絶縁層13が形成され、その上に
光導電層としてのGdS・Seや水素化アモルファスシリコ
ン(以下a-Si:Hと称する)等の半導体層14が形成されて
いる。更にオーミックコンタクト用のドーピング半導体
層15を介して一対の主電極16および17が形成され、その
間に受光窓18が形成されている。
かかる構成において、透明基板11の入射窓19を通して入
射した光L(この入射光に対してはセンサ部8は遮光層
12によって遮光されている)で原稿Pを照明し、その反
射光をセンサ部8で受けて不図示の電極配線を介して読
み取り信号が取り出される。すなわち、例えば主電極16
の電位を基準として主電極17に高電位の駆動電圧が印加
されているとき、受光窓18を介して反射光Lが半導体層
14の表面に入射すると、キャリアが増加するために抵抗
が下がり、この変化を画像情報として読取ることができ
る。
一方、原稿Pとセンサ部8との間の間隔は、通常0.1mm
程度として4〜8本/mmの読取り解像力が得られるが、
このような解像力を確保するために上記間隔は厳密に制
御されなければならない。該間隔の制御は、透明の保護
層20をセンサ部8の上面に被覆形成することによって行
われる。
このような光センサ部8が、第8図中紙面に直交する方
向(矢印で示す原稿Pの移動方向に直向する幅方向)に
複数個数ライン状に配列されて、1次元ラインセンサが
構成され、原稿P上に担持された画像情報がその移動に
従って幅方向1ライン毎に読取られて行く。
第9図(A)および(B)はこのような従来のラインセ
ンサを有する画像読取装置の構成の2例を示す平面図で
あり、入射窓と光センサ部との配置状態を示している。
これら図に示すように、従来入射窓19は、各光センサ部
8に対して矩形状(第9図(A)の符号19′)または光
センサ部8の配列方向に平行なライン状(第9図(B)
の符号19″)に形成されていた。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、画像読取装置においては一般に、原稿Pの搬
送機構で原稿Pと光センサ部8との距離を一定に保つの
は困難であり、第10図に示すように紙のばたつき等によ
って距離lが変動することがある。
このような距離lの変動Δlがあると、光路長が変化す
るため、従来の画像読取装置では第11図に示すように、
光センサ部8に入射される光量が変動し(ΔP)、この
結果光センサ部8の出力が変動することになり、従って
画像情報を正確に読取れなくなるという問題点を有して
いた。
第12図(A)〜(C)および第13図を用いて原稿面まで
の距離変動に対する光量中の変動についてさらに詳述す
る。
第12図(A)〜(C)に示すように、光センサ部8から
Aの距離、Bの距離およびCの距離にそれぞれ同一寸法
の窓19A,19Bおよび19Cが開口している場合を考える。ま
ず、第12図(A)の位置に窓19Aがある場合、原稿面ま
での距離lを0から徐々に大きくとると、第13図に示す
ように、直ちに光が光センサ部8に入射しはじめ、この
とき光量Pは大きなピークをもった曲線PAを描いて変化
する。逆に、第12図(C)の位置に窓19Cがある場合、
距離lを0から徐々に大きくしても、光はなかなか光セ
ンサ部8に入射せず、このとき光量はピークの小さい曲
線PCを描いて変化する。これらの中間の第12図(B)の
位置では、光量PはPAおよびPCの中間の曲線PBを描く。
すなわち、 となる。
窓19A,19Bおよび19Cを同一基板上に開口した場合には第
9図(A)または(B)と等しくなるが、このとき光量
は第13図中破線で示すPA+PB+PCの曲線を描き、これは
第11図示の曲線に他ならない。
従来の画像読取装置では、このように原稿Pのばたつき
によって生じる問題点に加え、それ以外にも光量Pすな
わち光センサ出力が変化してしまうことがあった。すな
わち画像読取装置では光センサ部8と原稿Pとの距離を
規定すべく保護層20が設けられているが、この保護層20
の厚みが均一に形成されていなかった場合、このばらつ
きによっても距離lが変化してしまうことになる。この
ような場合には、位置の画像読取装置において光センサ
毎に出力にばらつきが生じるのみならず、画像読取装置
の均一な製品化が不可能となり、従って歩留りも低下す
ることになる。
本発明は、これら従来の問題点を除去し、搬送時の原稿
のばたつきや保護層の形成状態によって生じる距離lの
変動に拘ず安定した光量が光センサに入射されるように
なし、以て正確な画像読取が行える画像読取装置を提供
することにある。
[問題点を解決するための手段] そのために、本発明は、光を透過させるための窓部が設
けられた基板上に該窓部と並置して設けられた光センサ
を具備し、前記基板の一方の面側より前記窓部を介して
前記基板の他方の面側に配された原稿面に光を照射し、
該原稿面からの反射光を前記光センサにて受容する構成
の画像読取装置において、前記窓部は、前記光センサか
らの距離に応じて該窓部を透過する光の光量が異なる部
分を含んでいることを特徴とする。
[作用] すなわち、本発明によれば、光センサからの距離に応じ
て窓部を通過する光の光量、すなわち原稿面に照射され
る光ないし光センサに入射される光の光量を制御できる
ことになる。従って、光センサからその上方の原稿面ま
での距離によらず、安定した入射光量を光センサ上で確
保できることになる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図本発明を適用した画像読取装置の一実施例であ
り、第8図と同様に構成できる各部については対応箇所
に同一符号を付してある。図において190が本例に係る
入射窓である・ 第2図は入射窓190の一実施例を説明するために第1図
示の画像読取装置は模式的に示す上面図である。本例に
おいては、入射窓190を光センサ8からの距離が大とな
るにつれて寸法を増す3つの部分190A,190B,190Cを有す
るものとして形成してある。
ここで、第3図(A)〜(C)を用いて第12図(A)〜
(C)と同様に各部190A〜190Cをそれぞれ光センサ部8
からA〜Cの距離に別途形成したものとして本例を考察
する。窓190A〜190Cを通過する光の光量は、光センサ8
からの距離に応じて寸法が増すためこの順に大となる。
従って、光センサ部8と原稿面との距離l、すなわち光
路長が増すにつれて原稿面は大なる光量で照射され、結
果として光センサ部8に入射される光の光量が補償され
ることになる。
第4図は第3図(A)〜(C)に示した窓190A〜190Cを
通過した光の反射光により照射される光センサ部8の受
光量pの距離lに対する変化曲線PA〜PCを示すもので、
それぞれほぼ等しい光量のピーク値を有している。これ
ら窓190A〜190Cを第2図示のように同一基板上に形成す
れば、このとき光量は第4図中破線で示すPA+PB+PCの
曲線を描く。
この曲線から明らかなように、光センサ部8との距離に
応じて入射窓の寸法を変化させ、光センサ部8と原稿面
との距離lによらず光量変化が少ない領域Sが得られる
ように入射窓190の形状を選択すればよいことがわか
る。すなわち、これにより、光センサ部8上距離lによ
らずその変化による影響を補償して光量変化の少ない領
域を広く確保できることになる。
第5図は本発明に係る入射窓190の他の実施例を示す。
上述の例では入射窓を3つの部分190A〜190Cに分けたも
のとしたが、本例はこれを無限大に分けることにより、
光センサ部8に最も近接した部分に1つの頂点を有し、
最遠部分に底辺を有する三角形状の入射窓190としたも
のである。かくすることにより、一層平坦な受光量曲線
を得ることが可能となる。
第1図および第2図または第5図に示した画像読取装置
は、画像読取の1ビットに対応したものであるが、基板
11上にこれをライン状に複数個数整列させて、1次元ラ
インセンサを構成することもできる。例えば、原稿Pの
幅方向に1728個の光センサ部および入射窓を配列するこ
とができる。
さらに、光センサ部と、光センサ部の出力を蓄積する電
荷蓄積部(コンデンサ部)と、当該蓄積された電荷を転
送して信号処理に供するためのスイッチ部と、必要な配
線パターン等とを同一の製造工程で基板上に形成しても
よい。
第6図(A),(B)および(C)は、それぞれこのよ
うな光センサ部と、電荷蓄積部とスイッチ部等とを一体
に形成した形態の画像読取装置の一実施例を示す平面
図、そのB-B線断面図およびC-C線断面図を示す。
これら図において、210はマトリクス配線部、208は光セ
ンサ部、212は電荷蓄積部、213は転送用スイッチ213aお
よび電荷蓄積部212の電荷をリセットする放電用スイッ
チ213bを含むスイッチ部、214は転送用スイッチの信号
出力を後述の信号処理部に接続する配線、223は転送用
スイッチ213aによって転送される電荷を蓄積し、読み出
すための負荷コンデンサである。
本実施例では光センサ部208、転送用スイッチ213aおよ
び放電用スイッチ213bを構成する光電導性半導体層14と
してa-Si:H膜が用いられ、絶縁層203としてグロー放電
による窒化シリコン膜(SiNH)が用いられている。
なお、第6図(A)においては、煩雑さを避けるため
に、上下二層の電極配線のみ示し、光導電性半導体層14
および絶縁層203は図示していない。また光導電性半導
体層204および絶縁層203は光センサ部208、電荷蓄積部2
12、転送用スイッチ213aおよび放電用スイッチ213bに形
成されているほか、上層電極配線と基板との間にも形成
されている。さらに上層電極配線と光導電性半導体層と
の界面にはn+にドープされたa-Si:H層205が形成され、
オーミック接合がとられている。
また、本実施例のラインセンサの配線パターンにおいて
は、各センサ部から出力される信号経路はすべて他の配
線と交差しないように配線されており、各信号成分間の
クロストーク並びにゲート電極配線からの誘導ノイズの
発生を防いでいる。
光センサ部208において、216および217は上層電極配線
である。入射窓219から入力し、原稿面で反射された光
はa-Si:Hたる光導電性半導体層14の導電率を変化させ、
くし状に対向する上層電極配線216,217間に流れる電流
を変化させる。なお、202は適宜の駆動部に接続された
金属の遮光層である。
電荷蓄積部212は下層電極配線214と、この下層電極配線
214上に形成された絶縁層203と光導電性半導体14との誘
電体と、光導電性半導体層204上に形成されて光センサ
部の上層電極配線217に連続した配線とから構成され
る。この電荷蓄積部212の構造はいわゆるMISコンデンサ
(Metal-Insulater-Semiconductor)と同じ構造であ
る。バイアス条件は正負いずれでも、用いることができ
るが、下層電極配線214を常に負にバイアスする状態で
用いることにより、安定な容量と周波数特性を得ること
ができる。
図中(C)は転送用スイッチ213aおよび放電用スイッチ
213bを含むTFT構造のスイッチ部213を示し、転送用スイ
ッチ213aは、ゲート電極たる下層電極配線224と、ゲー
ト絶縁層をなす絶縁層203と、光導電性半導体層14と、
ソース電極たる上層電極配線225と、ドレイン電極たる
上層電極配線217等とから構成される。放電用スイッチ2
13bのゲート絶縁層および光導電性半導体層は絶縁層203
および光導電性半導体層14と同一層であり、ソース電極
は上層電極配線217、ゲート電極は下層電極配線227、ド
レイン電極は上層電極配線226である。また、234は転送
用スイッチ213aのゲート電極に接続される下層配線であ
る。
前述したように、上層電極配線217,225および226と光導
電性半導体層14との界面には、a-Si:Hのn+層205が介在
し、オーミック接触を形成している。
以上のように本例に係るラインセンサは、光センサ部、
電荷蓄積部、転送用スイッチ、放電用スイッチ、マトリ
クス配線部の各構成部のすべてが光導電性半導体層およ
び絶縁層等の積層構造を有するので、各部を同一プロセ
スにより同時形成することができる。
なお、第6図(A)に示した例では、入射窓219を第2
図示の形状としたが、これを第5図示のような形状とし
てもよい。また、このようなラインセンサを具えた画像
読取装置では、種々の要因により光センサ部208の位置
に応じて出力が変化すること、すなわち端部において出
力が低く、中央部では高くなることが知られていること
から、配設位置に応じて適切な形状,寸法を入射窓219
を光センサ208に対応させて設ければ、センサ出力を入
射窓219を通過する光の光量で補償することもできる。
さらに、実際上画像読取装置は、光の入射角度,保護層
20の厚み、屈折率、紙のばたつき量、照明源30の光量等
種々の要因により、第2図または第5図のような単純な
形状としても第4図破線で示すような曲線が得られない
ことも考えられる。このような場合には、第7図(A)
〜(G)に示すように、それら要因を考慮して、入射窓
190の形状,寸法等を適宜選択することができる。な
お、第7図(A)〜(G)に示す入射窓190の形状のう
ち、本発明を適用した好ましい形状としては同図
(A),(B)および(D)〜(G)に示すものであ
る。
さらに加えて、上述では入射窓190,219の形状,寸法等
を選択することにより光量調整を行うようにしたが、第
9図(A)または(B)に示すような構成であっても、
例えばこの部分において適宜の表面処理を基板11に施す
ことにより、光量調整を行うことも可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、搬送時における
原稿のばたつきや保護層の形成状体によって生じる光セ
ンサと原稿面との距離の変動によらず、安定した光量が
光センサ部に入射されるので、正確な画像読取が行える
ようになるとともに、画像読取装置の製造の歩留りも向
上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す側
断面図、 第2図は本発明に係る画像読取装置の入射窓の一実施例
を示す模式的平面図、 第3図(A)〜(C)および第4図は第2図示の実施例
による作用効果を説明するための説明図、 第5図は本発明に係る入射窓の他の実施例を示す模式的
平面図、 第6図(A),(B)および(C)は、それぞれ、本発
明を適用可能な画像読取装置として、入射窓、光センサ
部、電荷蓄積部およびスイッチ部等を一体に形成した形
態の画像読取装置の一実施例を示す平面図、そのB-B線
段面図、およびC-C線断面図、 第7図(A)〜(G)は本発明に係る入射窓のさらに他
の諸実施例を示す模式的平面図、 第8図は従来の画像読取装置の一例を示す側断面図、 第9図(A)および(B)は従来装置における入射窓の
2例を示す模式的平面図、 第10図〜第13図は光センサと原稿面との距離の変化によ
る光量変化を説明するための説明図である。 8,208…光センサ部、11,201…透明基板、12…遮光層、1
3,203…絶縁層、14,204…半導体層、16,17,216,217…電
極(配線)、19,190,219…入射窓、20…保護層、212…
電荷蓄積部、213…スイッチ部、213a…転送用スイッチ
部、213b…放電用スイッチ部、246…ゲート駆動部、A,
B,C…光センサ部と原稿面との距離、l…光センサ部と
原稿面との距離、P,PA,PB,PC…光量。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光を透過させるための窓部が設けられた基
    板上に該窓部と並置して設けられた光センサを具備し、
    前記基板の一方の面側より前記窓部を介して前記基板の
    他方の面側に配された原稿面に光を照射し、該原稿面か
    らの反射光を前記光センサにて受容する構成の画像読取
    装置において、 前記窓部は、前記光センサからの距離が遠くなるにつれ
    て該窓部を透過する光の光量が増加する部分を含むこと
    を特徴とする画像読取装置。
  2. 【請求項2】光を透過させるための複数の窓部が設けら
    れた基板と、該基板上に該窓部と並置して設けられた複
    数の光センサと、該基板の一方の面側に設けられた光源
    と、を具備し、前記複数の窓部を介して前記基板の他方
    の面側に設けられた原稿面に前記光源より光を照射し該
    原稿面からの反射光を前記複数の光センサにて受容する
    構成の画像読取装置において、 各窓部は、対応する光センサからの距離が遠くなるにつ
    れて該窓部を透過する光の光量が増加する部分を含むこ
    とを特徴とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項に記載の画像読取装
    置において、前記窓部の幅が前記光センサからの距離に
    応じて増加することによって光量が増加することを特徴
    とする画像読取装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第3項に記載の画像読取装
    置において、前記窓部は三角形状であることを特徴とす
    る画像読取装置。
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