JPS58125952A - 原稿読取装置 - 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】 本発明はファクシミリ等に用いられる原稿読取装置に間
する６更に詳しくは、従来の原稿読取装置に用いられて
いるＭＯＢ７オトダイオードアレイ、あるいはＯＯＤイ
メージセンサに対して、最近新たに開発されている原稿
読取装置に関する。

原稿読取装置（以下大型イメージセンサと称力は、絶縁
体基板上に複数個の光電変換素子を形成し、該素子をス
イッチング走査する回路を上記同一基板上に設けるか、
もしくは外部に設けることによって構成され、かつ光電
変換素子のアレイの長さが原稿と同一サイズを有するも
ので、オプチカル・ファイバ・アレイ又はレンズ・アレ
イ等の光学系を用いて一対一結像により原稿を枕取るた
め、結像光路長を短くすることを可能にし、かつ原稿読
取装置の大輪な小型化を達成するものであるＯ 第１図（＆）、　（ｂ＞に従来の大型イメージセンサの
駆動（ロ）路およびその概略構成図を示し、第１図（Ｑ
）は第１図（ｂ）の１−Ａ′断面図である。受光素子５
は光導電性薄ＷＩ８３の上下を導電性薄膜２による分割
された電極と倍明導寛性薄膜４による連続した電極でサ
ンドインチ状に挾むことにより作られたもので、等価的
にはフォトダイオードＰＤとコンデンサＯＤにより構成
される。

＆取のサイクルに入るに先立ってシフトレジスタ８によ
りＭＯＳ）ランジスタフ□〜７ｎが順次ＯＮされ、バイ
アス電源１０により、受光素子５〜５．は充電される。

次に読取のサイクルに入ると、受光素子５に入射した光
量に応じて、コンデンサＯＤに蓄えられた電性はフォト
ダイオードＰＤにより放電され、次にシフトレジスタ８
によりＭ０８トランジスタ７．７　・・・７ｎを触法　
　　　２ ０ＭにしてコンデンサＯＤを再充電し、その際の光電々
流を信号１１１２を通して負荷抵抗９により検出するこ
とにより光情報を読み出す−Ｃ，即ち光が当って放電し
た部分では、再充電の為の電流が流れ、又黒字部で放電
が起らない部分では充電々流が流れない。この様にして
その受光素子部での原稿の読取を行う事ができる・ 上記受光素子５は例えは８ドツ）７ｍ重の密度で２１０
ｍｍの原稿−サイズの長さで絶縁体基板１０上に形成さ
れており、これに対応して上記Ｍ０８）ランジス”７ｅ
７　　・・・７　およびシー２　　　　　　　　　ｍ ７トレジスタ８は６、両者を集積化したスイッチング回
路６として基板１上に塔載し、ワイヤポンディング１１
等の方法により受光素子５とｍｂされている。

この結果信号線１２は、その長さが非常に長くなり、そ
れに伴う弊害がいくつか生じる。

第１に、信号線１２に雑音が晒起されて、Ｓ／Ｎ比を著
しく劣化させる。雑音としては、主なものにシフトレジ
スタ８を駆動するためのクロックによる雑音とＭＯＳ）
ランジスタフ１・・・７ユのゲートから混入するスパイ
ク雑音である。第２に信号線１２の寄生容量１６が増加
することにより読出回路においてＯＲ時定数を増加させ
、前記充電々流の波形を鈍らせる結果、読取速度を遅く
する。前記寄生容量１６は信号＋！１ｉ１１２の浮遊容
量およびＭＯ８Ｉ１１ランジスタフ　・４・７　のソー
ス・１　　　　　　　　　ｎ グランド間容量の合成容量であり、信号線１２の長さお
よびＭＯＳ）ランジスタの数が増すに従って増加する。

以上のような弊答が原因して従来の大型イメージセンサ
を用いた原稿読取装置は読取速度の高速化と原種照明光
源の低消費電力化が着しく妨げられていた。

本発明は前記従来技術の欠点を解消するために案出され
たもので、雑音を低減化して８７　Ｉ比を向上させ、か
つ読取速度を高速にすることを目的とするものである。

即ち、同−Ｈｉｋｋ人が昭和５６年１１月１３日付出願
の発明「原稿読取装置」を更に改良したものである。

本発明はＭＯｆ９）ランジスタに接続されている信号線
を２本設け、ＭＯ！ｉ）ランジスタの隣り合うものいく
つかずつを上記信号線に交互に接続し、かつＭＯＳ）ラ
ンジスタの動作を信号出力のためと、雑音出力のためと
２度行ない、上記２本の信号機力らの信号を差動増幅す
るとともに、この壕な続敢素子詳及びこれを駆動するＵ
路をもつグループ（読取装置）を複数個設け、前記信号
線を複数個に分割し、その各々に前記差動増幅の為の増
幅器を接続し、各々の差動増幅器の出力を演算増巾器に
入力し、これよりの出力を読取信号とする。

ことを特徴とする。　　　　一 本発明の実施例を第２図に従って詳細に説明する。受光
素子５およびＭＯＳ）ランジスタフ＆・・・７　、シフ
トレジスタ８によって構成されるイメージセンサ（読取
装置ｉｔ）を１５Ａ、Ｂ、０゜Ｄに示すように適当な敵
のブロックに分割する。

信号線として１２ａと１２′ｂをブロックあたり２本設
け、ＭＯＳ）ランジス４１７　・・・７ｈのソ−ス１６
を数個ずつ交互に上記信号機１２１Ｌ、１２ｂに接続す
る。

第２図の例ではソース１６を２個ずつ交互に配線してい
るが、この限りではなく、１個以上数十個の範囲でまと
めることが可能である。動作の手触をブロック１５ａに
ついて第６図に示すタイミングチャート記従って説明す
る。

信号ａはシフトレジスタ８を駆動するためのクリックで
ある。信号ｂ〜１はシフトレジスタ８によりＭＯＳ）ラ
ンジスタフ＆〜７ｈのゲートに印加される信号の々イミ
ングを示し、ＬレベルでＭ０８）ランジスタをＯＮにし
、ＢレベルでＭＯ８トランジスタをｏｙｙにする。

第１に信号す、Ｃを順次りにして、パルスｂ−１゜ｏ−
１によりＭＯＳ）ランジスタフａｅ７ｂを順次ＯＮにす
る。この結果信号線１２＆には信号ｊとして、パルスｊ
　　Ｌｊ　　２に示すような、光信号と雑音の混ざった
信号が出力される。ノぜルスｊ−１において斜線で示し
た部分が光信号に対応している。

第２に上記動作に引き続いて、信号ｄ、ｅを順次りにし
て、パルスｄ−１，・−１によりＭＯＳトランジスタ７
６．７１１を順次ＯＮにする。コノ結果、信号１！１２
ｂには信号にとしてパルスｋ　−１、に−２に示すよう
な光信号と雑音の混ざった信号が出力される。上記動作
と同時に信号す、　。

を順次りにし、パルスｂ−２，０−２によりＭＯＳトラ
ンジスタ７ａｔ７ｂを再度ＯＮにする。このようにして
スイッチング回路はリングカウンター動作を行なう。こ
の場合、前回のパルスｂ−１゜０、−１によるスイッチ
ングから短時間しか経過していないため、受光素子５に
よる元信号の蓄積は小さく無視できるため、信号ｍ１２
ａには信号ｊとしてパルスｊ−３，ｊ−４に示すような
雑音のみの信号−が出力される。以上の動作と同様のｊ
＆ｌＪ汁を信号ｄ＋　６＋　ｆｅ　ｇ＋　ｈ＋　Ｌにつ
いても何なうことにより、信号−１２ａ、１２ｆｆｉに
は信号ｊ。

ｋで示されるように光信号と雑音が混ざったイぎ号と、
雑音のみの信号が交互に出力される。次いで信号ｍ１２
＆、１２ｂを差動増１１１Ｗ１４＆の入力に接続し、信
号ｊと信号ｋを摂動増幅することによりノイズ部分がキ
ャンセルされ出力１５には信号ｌにおいてパルスｔ−３
〜ｔ−Ｂに示すように、元信号のみからなる信号が得ら
れる。この場合１２ａの信号は反転しているが、これは
１２ｊＬが差動増幅器１４１Ｌの反転側に入力された為
である。

信号ｌにおいてパルスｔ−１，ｔ−２，ｌ−９゜！−１
０には雑音が残っているか、これは後述の実り例におけ
る処理により消去される。

第２図における信号線１２ａ、１２ｂに対する寄生容量
１３ａ、１３ｂは第１図における奇生容１ｉｔ１３に比
ベブロック化により着しく小さくなっている。−例とし
てはブロック１５の分−畝を４個（１５ムｔ　１５”ｅ
　１５０ｔ　１５に＋）即ち１本の信号線に４つのＭ０
８トランジスタのソースを接続した時、寄生容量１３＆
ｔ１３ｂの大きさは寄生容量１３の１／８以下になる。

この結果続出回路のＯＲ時定数が着しく小さくなり、そ
の為読取速度を高速にすることが可能となる。

次に第２図に示す本発明による装置の信号処理回路の実
施例を第４図に示す。信号線はプルツク１５ム〜Ｄのｏ
、ｍで示される点から出力されている。０は信号１！１
２＆に、Ｉは信号線１２ｍ）に対応している。

上記０．ＩＣからの出力は差動増幅器１４＆〜ｄの反転
入力、非反転入力にそれぞれ接続されており、差動増幅
器１４ａ、ａの出力は、抵抗１７＆〜・および演算増幅
器１８によって構成される加算回路により加算され１９
に出力されるＯ上記信号処理のプロ七スを第５図に示す
タイミング・チャートに従って説明する。信号ｌは第３
図に示す信号！と同一で時間軸を圧縮しｌ）たちのであ
る。信号ｍは信号ｌを模式的に示したもので、斜線部が
雑音、白抜部が光信号に対応している。

即ち信号ｌは第３図１で示した様にｌ　　１１／　　２
゜ｔ−９ｓ　　ｔ−１ｓ部分にノイズ成分をもっている
０個号ｍ、ｏ、ｐ、ｑはそれぞれ差動増幅器１４＆〜ｄ
の出力に対応している。

上記信号ｍ’、ｏ、ｐ、ｑを前記倣抗１７ａ〜１７１１
および演算増幅器１８による加′ｎ器により加算すると
、斜線で示す雑音成分は互いに打ち消されて１９での出
力は、信号ｒで示されるように光信号のみの信号が僧ら
れる。

本発明による回路の他の実施例を第６図に示す。

第４図と異なる点は、０９ＩＣからの出力が、差動増幅
器１４−ａ、ａでは反転、非反転入力にそれぞれ接続さ
れており、差動増幅器１４−ｂ、ａでは辷れと逆に非反
転、反転入力にそれぞれ接続されている点である。史に
差動増幅ｔｔ１４−ａｔｂｔｃ、ｄめ出力は抵抗１７＆
〜ｆおよび演算増幅器１８によって構成される前減算回
路により演真され１９に出力される。

上記信号処理のプルセスを第７図のタイミングチャート
に示す。信号口、ｔ、ｕ、ｖはｍ６ＷＪにおける差動増
幅器１４＆〜ｄの出力に対応している。上記信号−、ｔ
、ｕ、マを加減算し■＋猛−１−マなる信号を作ると斜
線で示される雑音成分は互いに打ち消されて１９におけ
る出力は信号Ｗで示されるように光信号のみの信号が得
られる。

第１図、第２図においてＭＯＳ）ランジスタフおよびシ
フトレジスタ８は従来の結晶シリコンによる工０技術に
より作製されることは言うまでもないが、他の方法とし
て、基板上に前記光導電性＊ｍに用いるのと同様の材料
により形成された薄膜トランジスタを用いることも可能
である◎その場合、本発明においてはアモルファス・シ
リコンあるいは多結晶シリコンを用いるのが最適である
。

又、前記実施例では増幅器１４．１８はブロック１５＆
〜ｄの外部に接続されている例を示したが１、前記Ｍ（
ｌ）ランジスタ、シフトレジスタと同一基板上に集積化
することも可能である。

以上述べたように本発明による大型イメージセンサは、
出力信号のＳ　／　Ｎ比が良好でかつ読取速度の高速化
が可能であるため原稿照明光源として低パワーのものが
使用可能となり、この結果、小型、高速、低消費電力の
原稿読取装置の集塊が可能になるなど都その効果は極め
て大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ロ））、　Ｃｂ＞はそれぞれ従来の大振イメー
ジセンサの等価回路概略の構成図、 第１図（０）は第１図伽）のＡ−Ａ’１ｌｙｉ面図、第
２図は本発明の大型イメージセンサの等価回路、 第３図は第２図の動作を説明する為のタイミング・チャ
ート 第４図は本発明の信号処理回路、 ′＠５図は第４図の動作を説明する為のタイミングチャ
ート、 第６図は本発明の信号処理回路、 第７図は第６図の動作を説明する為のタイミングチャー
ト。 図中符号。 １・・絶縁体基板　　　２−導電性薄膜５−光４電性薄
展　　４−透明導電性薄膜５・・受光素子　　　　６・
・スイッチング回路７・・ＭＯＳ）ランジスタ ８・・シフトレジスタ　、９・・負荷抵抗１０・・バイ
アス電源　１１・・ワイヤボンデング１２・・信号＃　
　　　　１３−・浮遊容量１４・・差動増幅器　　１５
−出　力 １６−ソース　　　　　１５ム〜１５Ｉ）−読取素子１
７１〜１７・−抵抗 １８°−ｉｉ欺増輻響　　１９・・出　力第　　３　　
図 １４ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光素子からの信号を読取るためのＭＯｇ）ランジスタ
   に接続するための信号線を２本設け、該Ｍｏ１）ランジ
   スタの隣合う１つ以上の素子を該信号線に交互に接続し
   、該ＭＯ８）ランジスタのスイッチングを継続して２度
   行ない、該信号線の一方が光信号を出力しているとき他
   方は線量を出力するように瞭スイッチングを制御せしめ
   る読取装置をＩｌ＆個設け、上記両出力を差動増巾瀞を
   介し各々差動増巾された出力を複合して演算増巾器に入
   力し、得られた出力を読取信号とする事を特做とする原
   稿読取装置・