JPS6130867A - 光センサ装置 - 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］ 本発明は、ファクシミリ等に用いられる光センサ装置に
係り、特に光センサからの出力の安定性の向上を企図し
た光センサ装置に関する。

［従来技術］ 従来、ファクシミリ等の画像信号処理用光電変換装置に
おいて、結晶シリコンから成る１次元のフォトダイオー
ド型長尺フォトセンサが用いられていた。この種のフォ
トセンサは作製できるシリコン単結晶の大きさおよび加
工精度の点から、その長さに限度があり、しかも製品の
歩留りが低いという欠点があった。そのために、読取り
原稿の幅が大きい場合（例えば、２１０＋ｓｍ）には、
レンズ系を用いて原画像をフォトセンサ上に縮小結像し
て読取りを行う必要があった。

しかしながら、このような縮小レンズ系を用いると、光
路長が長くなり受光部の小型化が困難であった、また、
解像度を維持するためにフォトセンサの各画像面積を小
さくすると、十分な信号電流を得るためには大きな光量
が必要となる。

このために、上記フォトセンサは読取時間を長くした低
速タイプ、又は高解像度が要求されないタイプの読取装
置に使用されている。

これに対し、最近では、アモルファスシリコン（以下、
ａ−３ｔと記す）を用いた光導電型フォトセンサが提案
されている。

この光導電型フォトセンサは、ガラス基板表面上に真空
堆積法でａ−Ｓｉ薄膜を形成することにより作製される
ために、大面積や長尺のフォトセンサを容易に作製する
ことができる。そのために、原稿の幅が大きい場合にも
等倍にて読取ることができ、読取装置の小型化が容易と
なる。

しかしながら、ａ−Ｓｉを用いた光導電型フォトセンサ
には、光を照射した時間に依存して感度特性が変化する
という性質がある。たとえば、光照射ゼロ時間のフォト
センサの光電流を１００％とすると、１００ルクスの光
を約１０００時間照射した場合、光電流は約５０％に低
下する。光電流が５０％以下に低下すると、フォトセン
サとして有効に機能することができない。

さらに、ａ−Ｓｉを用いた光導電型フォトセンサには、
環境変化に応じて光電流が変化するという性質があり、
特に温度変化によってセンサ感度が変化してしまい、読
取動作が不安定となる。

このような光照射による劣化や温度特性を補正するため
に、従来から次のような方法が採用されていた。まず、
実際の原稿を読取る前に、予め用意した基準となる白色
原稿を読取らせ、その基準値によって、実際の読取信号
を補正する、という方法である。

しかしながら、この方法では、原稿を読取る毎に差し換
える必要があり、全体として画像処理時間が延びるとい
う問題点がある。

これに対して、読取り原稿部の極近くに設けられた白色
部とフォトセンサとの間に光路を形成するために、光学
系を所定の角度だけ回転させるセンサ装置が提案されて
いる。

しかし、このような装置は、可動部を有しているために
、構造が複雑となり、調整が困難になるという問題点を
有している。

［発明の目的］ 本発明は上記従来の問題点に鑑み成されたものであり、
その目的は簡単な構成で光センサがらの出力を安定させ
る光センサ装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために、本発明による光センサ装置
は、光センサのうちの少なくとも１個に基準光を直接照
射するモニタ用光源と、基準光が照射された前記光セン
サの出力に基づいて複数の光センサの出力を補正する補
正手段と、を設けたことを特徴とする。

［発明の実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明による光センサ装装置の一実施例にお
ける光学的読取り部の断面図であり、第２図は、第１図
における光源部の斜視図である。

両図において、多数の発光素子から成るＬＥＤアレイ１
と、モニタＬＥＤ２は、基台３に固定されている。

ＬＥＤアレイｌは、その光が原稿４を照射するように配
置され、原稿４での反射光は集束型レンズ５を透過して
光センサアレイ６を照射する。

光センサアレイ６は、センサ支持体７上に固定され、セ
ンサ支持体７は基台３に固定されている。

また、モニタＬＥＤ２は、ＬＥＤアレイｌの発光素子と
同一性能を有する発光素子を１個又は複数個含む光源で
あり、光センサアレイ６を直接照射するように配置され
ている。さらに、モニタＬＥＤ２が発光した時の光セン
サ６上での照度は。

原稿４が白色の時にＬＥＤアレイｌからの反射光が光セ
ンサアレイ６を照射する照度と同一どなるように調整さ
れている。

なお、原稿４は、基台３に固定されている紙押え８によ
って表面を平らに維持されながら、図示されていない駆
動手段によって搬送される。

ｗＩＪ３図は、本実施例のブロック図である。

同図において、光センサアレイ６は、ｎ個の受光素子を
１群とするｍ個の群から成る。各群の受光素子の一端子
は共通に接続され、各々シフトレジスタ部１１の共通電
極Ｂ１〜Ｂｍに接続される。シフトレジスタ部１１は、
順次共通電極Ｂ１〜Ｂｍのひとつに所定の電圧を印加し
、受光素子を郡毎に動作状態にする。

各受光素子の他端子は、各群における同一順番を有する
ものがそれぞれ接続され、電流アンプ１２の個別電極５
１＝Ｓｎに接続される。電流アンプ１２の各出力端子は
、サンプルホールド回路１３の入力端子に、サンプルホ
ールド回路１３の出力端子はスイッチングアレイ１４の
入力端子に各々接続されている。スイッチングアレイ１
４の各スイッチングトランジスタの出力端子は共通に接
続され、アンプ１５の入力端子に接続される。

シフトレジスタ部１１、サンプルホールド回路１３およ
びスイッチングアレイ１４の各スイッチングトランジス
タは、各々クロックジェネレータ１６からのクロックパ
ルスによって動作する。

ＣＰＵ１７は、クロックジェネレータ１６の外に、ＬＥ
Ｄアレイ１およびモニタＬＥＤ２を駆動する駆動電源１
８および１９を制御する。

さらに、ＣＰＵ１７は、ゲインコントローラ２０と接続
され、ゲインコントローラ２０は差動アンプ２１の出力
に基づいてアンプ１５の利１４）を調整する。差動アン
プ２１は、アンプ１５の出力と、メモリ２２に格納され
ている基準出力とを入力し、内入力の差に対応した電圧
をゲインコントローラ２０へ出力する。

また、ＣＰＵ１７は、原稿の差し換えを検知するセンサ
２３と接続され、センサ２３からの検知出力を入力する
。また、スタートボタン２４によって、ＣＰＵ１７が動
作し、読取り動作が開始される。

このような構成を有する本実施例の動作を第４図のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

まず、スタートボタン２４をオンすると、ＣＰＵ１７は
、駆動電源１９を作動させ、モニタＬＥＤ２を点灯させ
る（ＳＴＩ）、ただし、ここではモニタＬＥＤ　２から
の光によって、第１群の受光素子Ｃ１１〜Ｃａｎが照射
されるものとする。

次に、モニタ用センサとしての受光素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎ
の出力が、次のようにして読取られる（Ｓｒ１）。

まず、ＣＰＵ１７はクロックジェネレータ１６を動作さ
せ、クロックパルスをシフトレジスタ部１１へ出力させ
る。これによって、シフトレジスタ部１１の共通電極Ｂ
１に所定の電圧が印加され、第１群の受光素子Ｃ１１〜
Ｃ１ｎに光電流が流れる。各受光素子の加電圧応答時間
が経過した後、電流アンプ１２によって増幅された信号
は、サンプルホールド回路１３に一時記憶される。そし
て、クロックジェネレータ１６からのクロックパルスに
よってスイッチングアレイ１４のスイッチングトランジ
スタが順次導通状態となり、サンプルホールド回路１３
に一時記憶されている信号をシリアル化してアンプ１５
へ出力する。

ただし、ここではモニタ用センサとして受光素子Ｃ１１
が選択されるものとする。すなわち、受光素子Ｃ１１か
らの信号Ｖに基づいて、アンプ１５の利得調整が行われ
る。

こうして受光素子Ｃ１１の出力信号■が読取られると（
Ｓｒ１）、出力信号■はアンプ１５によって増幅され、
差動アンプ２１に入力する。ここで、予めメモリ２２に
格納されている基準出力信号と比較される。

出力信号Ｖが基準出力信号と等しければ（Ｓｒ１のＹＥ
Ｓ）、差動アンプ２１の出力がゼロレベルとなる。ゼロ
レベルを入力すると、ゲインコントローラ２０は、アン
プ１５を通常の利得に設定するとともに、ＣＰＵ１７に
その旨を知らせる。

出力信号■と基準出力信号とが等しくなった時、ＣＰｔ
Ｊ１７は、駆動電源１９をオフにしてモ：りＬＥＤ２を
消灯しく５Ｔ４）、駆動電源１８をオンにしてＬＥＤア
レイｌを点灯する（Ｓｒ１）、そして光センサアレイ６
の各受光素子の出力が順次読取られる（Ｓｒ１）。

たとえば、クロックジェネレータ１６からのクロックパ
ルスによって、シフトレジスタ部１１の共通電極Ｂ１　
に電圧が印加されたとする。これによって、共通電極Ｂ
１に接続されている第１群の受光素子Ｃ１１”Ｃ１ｎに
光電流が流れる。この光電流は電流アンプ１２によって
増幅され、サンプルホールド回路１３に格納される。

続いて、クロックジェネレータ１６からのクロックパル
スによって、スイッチングアレイ１４のスイッチングト
ランジスタが順次オンとなり、サンプルホールド回路１
３に格納されている第１群の受光素子Ｃ１１〜Ｃ１ｎの
各出力信号がシリアル化されてアンプ１５に入力する。

こうしてアンプ１５から第１群の受光素子の信号が出力
される。

以下同様に、シフトレジスタ部１１の共通電極Ｂ２〜Ｂ
ｍに順次電圧が印加され、第２群から第ｍ群までの受光
素子の出力信号が順次読取られる。なお、電圧が印加さ
れていない共通電極には零電位が付与され、電流アンプ
１２の各入力電位はイマジナリゼロとなっているために
、電圧が印加されていない共通電極に接続されている受
光素子には電圧が印加されていないこととなり、電流は
流れない。

こうしてｌラインの信号を読取り、次に原稿を移動させ
るという動作を繰り返すことで、全原稿の読取りを行う
（Ｓｒ１）。

続いて、ＣＰＵ１７は、原稿の差し換えを検知するセン
サ２３からの信号の有無を判断する（Ｓｒ１）。ここで
、次原稿が有れば（Ｓｒ１のＹＥＳ）、ＬＥＤアレイ１
を消灯しく５Ｔ８）、モニタＬＥＤ２を点灯する（ＳＴ
Ｉ）、そして、モニタ用センサとして受光素子Ｃ１１の
出力信号Ｖが基準出力信号と等しい時は（Ｓｒ１のＹＥ
Ｓ）、上記動作を繰り返す。

一方、出力信号Ｖが基準出力信号と等しくない時は（Ｓ
ｒ１のＮＯ）、アンプ１５の利得補正が行われる。

出力信号■が基準出力信号よりも小さい時は（Ｓｒ１の
ＹＥＳ）、両信号の差に対応した差信号が差動アンプ２
１からゲインコントローラ２０に入力し、その差信号に
基づいてゲインコントローラ２０はアンプ１５の利得を
増加させる（ＳＴＩＯ）。

出力信号Ｖが基準出力信号よりも大きい時は（Ｓｒ１の
ＮＯ）、同じく差動アンプ２１からの差信号に基づいて
、ゲインコントローラ２０はアンプ１５の利得を減少さ
せる（ＳＴＩＩ）。

こうして、再び受光素子Ｃ１１の出力信号■を読取り（
Ｓｒ１）、出力信号■が基準出力信号と等しくなるまで
（’ＳＴ３のＹＥＳ）、以上の補正動作を繰り返す。

したがって、原稿読取る時の光センサアレイ６からの出
力信号は、常に一定のレベルに維持される。

なお、次の原稿がなければ（Ｓｒ１のＮｏ）、ＣＰＵ１
７は、継続入力を行うか否かを判断しく５Ｔ１２）、継
続入力がなければ（ＳＴ１２のＮＯ）、動作を終了する
。

なお１本実施例では、−例として、原稿毎に補正を行う
場合を示してか、これに限定されるものではなく、ｌラ
イン毎又は複数原稿毎等の所望の間隔で補正を行っても
よい。

第５図は本発明の第２実施例にお（ｆる読取り部の断面
図である。

同図において、ＬＥＤアレイ１は基台３０の凹部に固定
され、その凹部を覆うようにガラス基板３１が設けられ
ている。ガラス基板３１上には、照明窓３２を有する遮
光層３３が形成され、遮光層３３上に光センサアレイ６
が取り付けられている。そして、遮光層３３および光セ
ンサアレイ６は、透明保護層３４によって覆われている
。また、モニタＬＥＤ２は、光センサアレイ６の一部を
直接照射するように配置され、モニタＬＥＤ２と透明像
３Ｉ層３４との間を原稿４が搬送される。

したがって、ＬＥＤアレイｌからの光は、照明窓３２と
通過して、原稿４の表面で反射し、その反射光が光セン
サアレイ６によって電気信号に変換される。

なお、モニタＬＥＤ２は、第１実施例と同様に、ＬＥＤ
アレイｌの発光素子と同一性能を有する発光素子を１個
又は複数個含む光源であり、光センサアレイ６を直接照
射するように配置されている。さらに、モニタＬＥＤ２
が発光した時の光センサ６上での照度は、原稿４が白色
の時にＬＥＤアレイ１からの反射光が光センサアレイ６
を照射する照度と同一となるように調整されている。

このような構成を有する読取り部を用いても、第３図に
示される回路を使用すれば、安定した出力信号を得るこ
とができる。

なお、本発明の適用範囲は上記実施例に限定されるもの
ではなく、モニタＬＥＤの位置および発光素子数等は、
同一の機能を有する限り任意に定めることができる。

また、本発明は、ファクシミリ以外に、デジタル複写機
やその他画像入力を行う装置に適用することができる。

さらに、本実施例のように、原稿からの反射光を受光し
て情報を読取る形式の装置だけではなく、透明原稿上の
情報をＬＥＤアレイで照射し、その透過光を光センサア
レイで読取る形式の装置であって゛も、本発明は適用可
能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明による光センサ装置
は、光源と実質的に同じ特性を有するモニタ用光源を光
感応型センサに照射するために。

光感応型センサの感度特性の光照射による劣化および環
境による特性変化を同時に補正することができ、安定し
た光情報を得ることができる。

また、読取りに先立って基準白色原稿の差し換えが不要
であるために、光感応型センサの感度補正を短時間で、
かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光センサ装置の一実施例におけ
る光学的読取り部の断面図、 第２図は、第１図における光源部の斜視図、ｗＩＪ３図
は、本実施例のブロック図。 第４図は、本実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート、 第５図は、本発明の他の実施例のける光学的読取り部の
断面図である。 １　；　ＬＥＤアレイ、　２；モニタＬＥＤ　。 ６；光センサアレイ、１５；アンプ ２０、ゲインコントローラ、２１；差動アンプ２２；メ
モリ 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被読取物を介した複数の光源からの光を複数の光
   感応型センサによって電気信号に変換して読取りを行う
   光センサ装置において、 前記光感応型センサのうちの少なくとも１ 個に基準光を照射する前記光源と特性が同じか略同じモ
   ニタ用光源と、 該基準光が照射された前記光感応型センサ の出力に基づいて前記複数の光感応型センサの出力を補
   正する補正手段と、 を設けたことを特徴とする光センサ装置。
2. （２）上記被読取物を介した複数の光源からの光は、前
   記被読取物で反射した光であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光センサ装置。
3. （３）上記被読取物を介した複数の光源からの光は、前
   記被読取物を透過した光であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光センサ装置。