JPH06311312A - Image sensor and reading method thereof - Google Patents
Image sensor and reading method thereofInfo
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- JPH06311312A JPH06311312A JP5119279A JP11927993A JPH06311312A JP H06311312 A JPH06311312 A JP H06311312A JP 5119279 A JP5119279 A JP 5119279A JP 11927993 A JP11927993 A JP 11927993A JP H06311312 A JPH06311312 A JP H06311312A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、スキャ
ナ、ディジタル複写機、光学式文字読取装置(オプティ
カルキャラクタリーダー)等の画像入力装置に用いられ
るイメージセンサに係り、特に読取速度を遅くすること
なく、原稿照射用光源の光量をモニタし、適切なセンサ
出力が得られるように調整できるイメージセンサ及びそ
の読取方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor used in an image input device such as a facsimile, a scanner, a digital copying machine, an optical character reader (optical character reader), etc., without slowing the reading speed. The present invention relates to an image sensor capable of monitoring the light amount of a light source for illuminating an original and adjusting so as to obtain an appropriate sensor output, and a reading method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の画像入力装置に用いられるイメー
ジセンサでは、特に、光源となる照明ランプからの光を
原稿に照射し、原稿からの反射光を読み取るタイプのイ
メージセンサがある。このタイプのイメージセンサにお
いて、光源の光量が変化してしまった場合に、適正な読
み取りが行えなくなるという問題点があった。2. Description of the Related Art Among image sensors used in conventional image input devices, there is an image sensor of a type in which a document is irradiated with light from an illumination lamp as a light source and the reflected light from the document is read. This type of image sensor has a problem in that proper reading cannot be performed when the light amount of the light source changes.
【0003】この問題点を解決する為に、特開平1−1
65264号公報に開示されているように、光検出器で
照明ランプの光束の一部をモニタし、光検出器の出力が
所定の値になるように調光する画像読み取り装置が提案
されている。これにより、光源の部分的な光量の低下
や、イメージセンサの感度が温度特性をもつ場合でも正
常に調光を行い、シェーディング補正を正常に動作させ
ることができるものである。In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 1-11
As disclosed in Japanese Patent No. 65264, an image reading device has been proposed in which a photodetector monitors a part of the luminous flux of an illumination lamp and dimms light so that the output of the photodetector reaches a predetermined value. . As a result, even if the light amount of the light source is partially reduced or the sensitivity of the image sensor has a temperature characteristic, normal light control can be performed and shading correction can be normally operated.
【0004】また、特開平2−228875号公報に開
示されているように、原稿の読取走査に先立ち基準濃度
被写体を照射し、基準濃度被写体からの反射光を撮像素
子で受光させ、予め定めた基準値に一致するようにフィ
ードバック動作により撮像素子の電荷蓄積時間を可変に
する原稿読取装置が提案されている。これにより、光源
の光量が低温時等で低下した場合に、予熱点灯なしに直
線性・階調性及びS/N比の優れた画像信号を得ること
ができるものである。Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 228875/1990, a reference density subject is irradiated prior to the scanning of the reading of the original document, and the reflected light from the reference density subject is received by the image pickup device to be predetermined. A document reading apparatus has been proposed in which the charge storage time of the image sensor is changed by a feedback operation so as to match the reference value. This makes it possible to obtain an image signal having excellent linearity / gradation and S / N ratio without preheating when the light amount of the light source is reduced at a low temperature.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像又は原稿読取装置では、以下に説明する問題点
があった。まず、特開平1−165264号公報記載の
画像読み取り装置では、調光回路を使って調光できる光
量には限度があり、例えば、冷陰極管では、最も明るい
時の輝度を100%とすると、たかだか100%〜60
%程度の範囲で調光可能であり、光量の調光範囲に限界
があるという問題点があった。However, the above-mentioned conventional image or document reading device has the following problems. First, in the image reading device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-165264, there is a limit to the amount of light that can be dimmed using a dimming circuit. For example, in the case of a cold cathode tube, if the brightness at the brightest time is 100%, At most 100% to 60
There is a problem that the light control is possible within the range of about%, and the light control range of the light amount is limited.
【0006】一方、光源である照明ランプの光量変化量
が調光により一定に保てる範囲以上に大きい場合があ
り、例えば、図8に示すように、冷陰極管において、最
も明るい時の輝度を100%とすると、時間と共に輝度
が20%〜100%の範囲で変化するような場合は、調
光により光量を一定に保持できなくなり、その結果、図
9に示すように、センサ出力を一定に保持できない調光
不能領域が発生し、センサ出力を一定に保持できないと
いう問題点があった。On the other hand, there are cases where the amount of change in the amount of light of the illumination lamp, which is the light source, is larger than the range in which it can be kept constant by dimming. For example, as shown in FIG. %, When the brightness changes with time in the range of 20% to 100%, it becomes impossible to keep the light amount constant by light control, and as a result, the sensor output is kept constant as shown in FIG. There is a problem in that an undimmable area cannot be generated and the sensor output cannot be held constant.
【0007】更に、調光回路により調光を行うと、光量
を落とした場合に光源における発光が不安定となってし
まうことがあり、光源のちらつきが増大するという問題
点もあった。Further, when light control is performed by the light control circuit, the light emission from the light source may become unstable when the light amount is reduced, which causes a problem that the flicker of the light source increases.
【0008】次に、特開平2−228875号公報記載
の原稿読取装置では、フィードバック動作により撮像素
子での電荷蓄積時間を制御するものであるため、基本的
には1走査毎に予め基準濃度被写体の読み取りを行う必
要があり、走査に時間が掛かるという問題点があった。Next, in the document reading apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-228875, the charge accumulation time in the image pickup device is controlled by a feedback operation. However, there is a problem that scanning takes time.
【0009】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、調光回路により調光可能な範囲以上に光量が変化し
た場合においてもセンサの出力を一定に保持でき、更に
読取速度を遅くすることのないイメージセンサ及びその
読取方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and the output of the sensor can be kept constant even when the amount of light is changed beyond the dimmable range by the dimming circuit, and the reading speed is further reduced. An object of the present invention is to provide an image sensor and a reading method thereof.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、イメージセンサに
おいて、光源から照射される光量を検出する光量検出手
段と、前記検出された光量から照度を算出する照度計算
手段と、前記算出された照度と予め設定された適正光量
値から受光素子における電荷の蓄積時間を算出する蓄積
時間計算手段と、前記算出された蓄積時間に従って前記
受光素子に印加するバイアス電圧の印加時間を制御する
バイアス電圧制御手段とを有することを特徴としてい
る。According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example, in an image sensor, a light amount detecting means for detecting the amount of light emitted from a light source, and the detected light amount. Illuminance calculation means for calculating the illuminance from the light quantity, storage time calculation means for calculating the charge storage time in the light receiving element from the calculated illuminance and a preset appropriate light quantity value, and the light reception according to the calculated storage time. And a bias voltage control means for controlling the application time of the bias voltage applied to the element.
【0011】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、イメージセンサの読取方法におい
て、光源から照射された光量を検出し、前記検出した光
量から照度を算出し、前記算出された照度と予め設定さ
れた適正光量値から受光素子における電荷の蓄積時間を
算出し、前記算出された蓄積時間に従って前記受光素子
に印加するバイアス電圧の印加時間を制御することを特
徴としている。According to a second aspect of the present invention for solving the problems of the conventional example, in the image sensor reading method, the amount of light emitted from the light source is detected, the illuminance is calculated from the detected amount of light, and the illuminance is calculated. A feature is that the charge accumulation time in the light receiving element is calculated from the calculated illuminance and the preset appropriate light amount value, and the application time of the bias voltage applied to the light receiving element is controlled according to the calculated accumulation time. .
【0012】上記従来例の問題点を解決するための請求
項3記載の発明は、イメージセンサにおいて、光源から
照射される光量を検出する光量検出手段と、前記検出さ
れた光量から照度を算出する照度計算手段と、前記算出
された照度と予め設定された適正光量値から受光素子に
おける電荷の蓄積時間を算出する蓄積時間計算手段と、
前記算出された蓄積時間に従って前記受光素子に残留す
る電荷をリセットするリセットスイッチのリセットタイ
ミングを制御するリセットタイミング制御手段とを有す
ることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example, in an image sensor, a light amount detecting means for detecting a light amount emitted from a light source, and an illuminance is calculated from the detected light amount. Illuminance calculation means, storage time calculation means for calculating charge storage time in the light receiving element from the calculated illuminance and a preset appropriate light amount value,
Reset timing control means for controlling the reset timing of the reset switch for resetting the electric charge remaining in the light receiving element according to the calculated storage time.
【0013】上記従来例の問題点を解決するための請求
項4記載の発明は、イメージセンサの読取方法におい
て、光源から照射された光量を検出し、前記検出した光
量から照度を算出し、前記算出された照度と予め設定さ
れた適正光量値から受光素子における電荷の蓄積時間を
算出し、前記算出された蓄積時間に従って前記受光素子
に残留する電荷をリセットするリセットスイッチのリセ
ットタイミングを制御することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems of the conventional example, in the image sensor reading method, the amount of light emitted from the light source is detected, and the illuminance is calculated from the detected amount of light. Calculating the charge accumulation time in the light receiving element from the calculated illuminance and a preset appropriate light quantity value, and controlling the reset timing of a reset switch that resets the charges remaining in the light receiving element according to the calculated accumulation time. Is characterized by.
【0014】[0014]
【作用】請求項1記載の発明によれば、光量検出手段で
検出した光源の光量に対応した受光素子での電荷蓄積時
間を蓄積時間計算手段で算出し、該蓄積時間に基づいて
受光素子に印加するバイアス電圧の印加時間を制御する
イメージセンサとしているので、実際の光源の光量に対
応した適正な蓄積時間をもって読取りを行うことがで
き、光源の光量が大きく変化してもセンサ出力を安定に
保つことができる。According to the invention described in claim 1, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the light quantity of the light source detected by the light quantity detecting means is calculated by the accumulation time calculating means, and the light receiving element is determined based on the accumulation time. Since it is an image sensor that controls the application time of the applied bias voltage, reading can be performed with an appropriate accumulation time that corresponds to the actual light intensity of the light source, and the sensor output is stable even if the light intensity of the light source changes significantly. Can be kept.
【0015】請求項2記載の発明によれば、検出した光
源の光量に対応した受光素子での電荷蓄積時間を算出
し、該蓄積時間に基づいて受光素子に印加するバイアス
電圧の印加時間を制御するイメージセンサの読取方法と
しているので、実際の光源の光量に対応した適正な蓄積
時間をもって読取りを行うことができ、光源の光量が大
きく変化してもセンサ出力を安定に保つことができる。According to the second aspect of the invention, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the detected light amount of the light source is calculated, and the application time of the bias voltage applied to the light receiving element is controlled based on the accumulation time. Since the image sensor reading method described above is used, the reading can be performed with an appropriate accumulation time corresponding to the actual light amount of the light source, and the sensor output can be stably maintained even when the light amount of the light source largely changes.
【0016】請求項3記載の発明によれば、光量検出手
段で検出した光源の光量に対応した受光素子での電荷蓄
積時間を蓄積時間計算手段で算出し、該蓄積時間に基づ
いてリセットスイッチのリセットタイミングを制御する
イメージセンサとしているので、実際の光源の光量に対
応した適正な蓄積時間をもって読取りを行うことがで
き、光源の光量が大きく変化してもセンサ出力を安定に
保つことができる。According to the third aspect of the invention, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the light quantity of the light source detected by the light quantity detection means is calculated by the accumulation time calculation means, and the reset switch operation is performed based on the calculated accumulation time. Since the image sensor controls the reset timing, the reading can be performed with an appropriate accumulation time corresponding to the actual light amount of the light source, and the sensor output can be kept stable even if the light amount of the light source changes significantly.
【0017】請求項4記載の発明によれば、検出した光
源の光量に対応した受光素子での電荷蓄積時間を算出
し、該蓄積時間に基づいてリセットスイッチのリセット
タイミングを制御するイメージセンサの読取方法として
いるので、実際の光源の光量に対応した適正な蓄積時間
をもって読取りを行うことができ、光源の光量が大きく
変化してもセンサ出力を安定に保つことができる。According to the fourth aspect of the invention, the reading of the image sensor for calculating the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the detected light amount of the light source and controlling the reset timing of the reset switch based on the accumulated time. Since this method is used, the reading can be performed with an appropriate accumulation time corresponding to the actual light amount of the light source, and the sensor output can be kept stable even if the light amount of the light source changes significantly.
【0018】[0018]
【実施例】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。図1は、本発明の一実施例に係るイメージ
センサの等価回路図である。本実施例のイメージセンサ
は、図1に示すように、フォトダイオードPの受光素子
11″は、n個を1ブロックとし、Nブロックで受光素
子アレイ11を形成している。そして、受光素子11″
のフォトダイオードPは電荷転送部12の電荷転送用薄
膜トランジスタTTのドレイン電極にそれぞれ接続され
ている。そして、電荷転送用薄膜トランジスタTTのソ
ース電極はマトリクス配線13を介して共通信号線14
に接続され、更に駆動用IC15に接続されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an image sensor according to an embodiment of the present invention. In the image sensor of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the number of the light receiving elements 11 ″ of the photodiode P is one block, and the light receiving element array 11 is formed by N blocks. ″
The photodiodes P are connected to the drain electrodes of the charge transfer thin film transistors TT of the charge transfer unit 12, respectively. The source electrode of the charge transfer thin film transistor TT has a common signal line 14 via the matrix wiring 13.
And to the driving IC 15.
【0019】また、電荷転送用薄膜トランジスタTTの
ゲート電極はブロック単位に転送用ゲート信号線GTを
介してゲートパルスを発生させるゲートパルス用シフト
レジスタ16に接続されている。The gate electrode of the charge transfer thin film transistor TT is connected to a gate pulse shift register 16 for generating a gate pulse via a transfer gate signal line GT in block units.
【0020】更に、本実施例のイメージセンサは、図1
に示すように、フォトダイオードPにバイアス電圧VB
を印加するバイアス用シフトレジスタ21がブロック単
位に接続され、光量センサ26で感知した光量から各ブ
ロックにおけるバイアス電圧を印加する時間を計算し、
バイアス用シフトレジスタ21におけるバイアス電圧印
加時間を制御するバイアス用シフトレジスタ制御回路2
2が設けられている。尚、光量センサ26は、受光素子
のフォトダイオードを用いている。Further, the image sensor of this embodiment is similar to that shown in FIG.
As shown in, the bias voltage VB is applied to the photodiode P.
The bias shift register 21 for applying is connected in block units, and the time for applying the bias voltage in each block is calculated from the amount of light detected by the light amount sensor 26.
Bias shift register control circuit 2 for controlling the bias voltage application time in the bias shift register 21
Two are provided. The light amount sensor 26 uses a photodiode as a light receiving element.
【0021】ここで、バイアス用シフトレジスタ制御回
路22は、光量センサ26で感知された光量から照度を
算出する照度計算回路23と、照度計算回路23からの
値によりバイアス電圧印加時間を計算するバイアス電圧
印加時間計算回路24と、バイアス電圧印加時間計算回
路24で算出された値を基にバイアス電圧印加時間に関
するデータを作成するシフトレジスタ用データ作成回路
25とから構成されている。ここで、照度計算回路23
及びバイアス電圧印加時間計算回路24は、AD変換回
路とCPUとにより構成され、シフトレジスタ用データ
作成回路25は、論理回路により構成されている。The bias shift register control circuit 22 includes an illuminance calculation circuit 23 for calculating the illuminance from the amount of light detected by the light amount sensor 26, and a bias for calculating the bias voltage application time based on the value from the illuminance calculation circuit 23. It comprises a voltage application time calculation circuit 24 and a shift register data creation circuit 25 which creates data relating to the bias voltage application time based on the value calculated by the bias voltage application time calculation circuit 24. Here, the illuminance calculation circuit 23
The bias voltage application time calculation circuit 24 is composed of an AD conversion circuit and a CPU, and the shift register data creation circuit 25 is composed of a logic circuit.
【0022】本実施例のイメージセンサの特徴部分であ
るバイアス用シフトレジスタ制御回路22を具体的に説
明する前にバイアス電圧印加時間を制御する制御原理に
ついて説明する。本実施例のイメージセンサにおいて、
経過時間に対して光源光量及び受光素子での蓄積時間を
示した図2から、経過時間tと共に光源光量Lが増大す
るように変化した場合、光源光量Lが低い場合には蓄積
時間ts を増大させセンサ出力を上げ、光源光量Lが多
い場合には蓄積時間ts を減少させセンサ出力を下げる
ようにすればセンサ出力を一定となるように制御できる
ことがわかる。Before specifically explaining the bias shift register control circuit 22 which is a characteristic part of the image sensor of this embodiment, the control principle for controlling the bias voltage application time will be described. In the image sensor of this embodiment,
From FIG. 2 which shows the light source light amount and the accumulation time in the light receiving element with respect to the elapsed time, when the light source light amount L changes so as to increase with the elapsed time t, when the light source light amount L is low, the accumulation time ts is increased. It can be understood that the sensor output can be controlled to be constant by increasing the sensor output and decreasing the accumulation time ts to decrease the sensor output when the light source light amount L is large.
【0023】センサ感度をS[V/1x・sec]、照
度をE[1x]、蓄積時間をts [sec]とすると、
センサ出力Vo[V]は以下の式で表される。 Vo=S×E×ts 尚、E×ts が光量となる。ここで、一定に保持したい
センサ出力Voとセンサ感度Sは予め決まっており、照
度Eが光量センサ26と照度計算回路23とから常に検
出されるものであるから、蓄積時間ts は以下の式で求
められる。 ts =Vo/(S×E) 上記式に従って算出された蓄積時間ts でバイアス電圧
印加時間を制御すれば、一定のセンサ出力Voが得られ
ることになる。When the sensor sensitivity is S [V / 1x · sec], the illuminance is E [1x], and the storage time is ts [sec],
The sensor output Vo [V] is represented by the following formula. Vo = S × E × ts E × ts is the light quantity. Here, the sensor output Vo and the sensor sensitivity S that are desired to be kept constant are predetermined, and the illuminance E is always detected by the light amount sensor 26 and the illuminance calculation circuit 23. Therefore, the accumulation time ts is calculated by the following formula. Desired. ts = Vo / (S × E) If the bias voltage application time is controlled by the accumulation time ts calculated according to the above equation, a constant sensor output Vo can be obtained.
【0024】次に、バイアス用シフトレジスタ制御回路
22について図3を使って具体的に説明する。図3は、
バイアス電圧制御処理を示す説明図である。光源27と
しては、冷陰極管、EL(エレクトロルミネッセンス)
シート、LED(ライトエミッティングダイオード)ア
レイ、その他の面状光源のいずれを用いても構わない。Next, the bias shift register control circuit 22 will be specifically described with reference to FIG. Figure 3
It is explanatory drawing which shows a bias voltage control process. As the light source 27, a cold cathode tube, EL (electroluminescence)
Any of a sheet, an LED (light emitting diode) array, and other planar light sources may be used.
【0025】光源27から照射された光はフォトダイオ
ードの光量センサ26でその光量が読み取られ、この光
量を光電変換作用により電気信号に変換してバイアス用
シフトレジスタ制御回路22内の照度計算回路23に伝
送される。照度計算回路23では、受け取った電気信号
を基に実測の照度Em を計算し、該照度Em をバイアス
電圧印加時間計算回路24に出力する。実測の照度Em
の計算方法は、受け取った電気信号をAD変換回路で数
値化すると光量センサ26での光量値Lm となり、この
光量値Lm を実際の照射時間tm で割ると実測の照度E
m を算出できる。つまり、Em =Lm /tm で求められ
る。The amount of light emitted from the light source 27 is read by the light amount sensor 26 of the photodiode, and this amount of light is converted into an electric signal by photoelectric conversion, and the illuminance calculation circuit 23 in the bias shift register control circuit 22 is read. Be transmitted to. The illuminance calculation circuit 23 calculates the actually measured illuminance Em based on the received electric signal and outputs the illuminance Em to the bias voltage application time calculation circuit 24. Measured illuminance Em
When the received electric signal is digitized by the AD conversion circuit, it becomes a light quantity value Lm at the light quantity sensor 26, and when this light quantity value Lm is divided by the actual irradiation time tm, the measured illuminance E
m can be calculated. That is, Em = Lm / tm.
【0026】そして、バイアス電圧印加時間計算回路2
4では、Vo (理想的センサ出力)=S(センサ感度)
×Eo (理想的照度)×tso(理想的蓄積時間)の計算
式により、予め求められた理想的な適正光量値Lo (=
Eo ×tso)と、照度計算回路23から与えられた実測
の照度Em とを読み取り、適正光量値Lo と実測の照度
Em とから適正なバイアス電圧印加時間(蓄積時間ts
)を計算する。蓄積時間ts の計算方法は、適正光量
値Lo を実測の照度Em で割ると蓄積時間ts を算出で
きる。つまり、ts =Lo /Em で求められる。The bias voltage application time calculation circuit 2
In 4, Vo (ideal sensor output) = S (sensor sensitivity)
An ideal proper light amount value Lo (=) obtained in advance by a calculation formula of × Eo (ideal illuminance) × tso (ideal storage time)
Eo × tso) and the actually measured illuminance Em given from the illuminance calculation circuit 23 are read, and an appropriate bias voltage application time (accumulation time ts) is obtained from the appropriate light amount value Lo and the actually measured illuminance Em.
) Is calculated. As a method of calculating the accumulation time ts, the accumulation time ts can be calculated by dividing the appropriate light amount value Lo by the actually measured illuminance Em. That is, ts = Lo / Em.
【0027】算出された適正な蓄積時間ts は、シフト
レジスタ用データ作成回路25に出力され、シフトレジ
スタ用データ作成回路25でバイアス電圧印加のON/
OFFのタイミングを決定するデータが作成され、この
データがバイアス用シフトレジスタ21に与えられ、該
データに従ってバイアス用シフトレジスタ21からバイ
アス電圧が受光素子のフォトダイオードPに特定時間
(蓄積時間ts )印加されるものである。The calculated appropriate accumulation time ts is output to the shift register data creation circuit 25, and the bias voltage application is turned ON / OFF in the shift register data creation circuit 25.
Data for determining the OFF timing is created, the data is given to the bias shift register 21, and the bias voltage is applied from the bias shift register 21 to the photodiode P of the light receiving element for a specific time (accumulation time ts) according to the data. It is what is done.
【0028】図3に示したバイアス用シフトレジスタ制
御回路22を用いた本実施例のイメージセンサでは、光
量センサ26で検出された光量に基づいて照度計算回路
23で算出された照度Em に対応した適正な蓄積時間t
s を適正光量値Lo から計算し、この蓄積時間ts でバ
イアス電圧印加時間を制御するようにしているので、光
源27の光量が大きく変化した場合でもセンサ出力Vo
を一定に保持でき、画像信号の出力のばらつきを少なく
できる効果がある。また、光量を光量センサ26で検出
しながら蓄積時間ts を求めて蓄積時間ts を制御する
ようにしているので、イメージセンサの読取速度を遅く
することなく画像の読取りを行うことができる効果があ
る。The image sensor of this embodiment using the bias shift register control circuit 22 shown in FIG. 3 corresponds to the illuminance Em calculated by the illuminance calculation circuit 23 based on the light quantity detected by the light quantity sensor 26. Appropriate accumulation time t
Since s is calculated from the appropriate light quantity value Lo and the bias voltage application time is controlled by this accumulation time ts, even if the light quantity of the light source 27 changes significantly, the sensor output Vo
Can be held constant, and variations in the output of the image signal can be reduced. Further, since the accumulation time ts is obtained and the accumulation time ts is controlled while detecting the light quantity by the light quantity sensor 26, it is possible to read an image without slowing the reading speed of the image sensor. .
【0029】上記の実施例では、例えば、光源27の光
量が低い場合には、照度計算回路23で求められた実測
の照度Em が小さくなり、適正光量値Lo に対する適正
な蓄積時間ts は長くなり、従ってバイアス用シフトレ
ジスタ21から受光素子に印加されるバイアス電圧印加
時間も長くなるように制御され、センサ出力Vo を一定
に保持できるものである。In the above embodiment, for example, when the light amount of the light source 27 is low, the actually measured illuminance Em obtained by the illuminance calculation circuit 23 becomes small, and the appropriate accumulation time ts for the appropriate light amount value Lo becomes long. Therefore, the bias voltage application time from the bias shift register 21 to the light receiving element is controlled to be long, and the sensor output Vo can be kept constant.
【0030】次に、別の実施例のイメージセンサについ
て図4及び図5を使って具体的に説明する。図4は、別
の実施例の1次元イメージセンサの等価回路図であり、
図5は、図4のイメージセンサにおけるリセットタイミ
ング制御処理を示す説明図である。尚、図1及び図3の
イメージセンサと同様の構成をとる部分については同一
の符号を付して説明する。Next, an image sensor of another embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a one-dimensional image sensor of another embodiment,
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a reset timing control process in the image sensor of FIG. It should be noted that portions having the same configurations as those of the image sensor of FIGS. 1 and 3 will be described with the same reference numerals.
【0031】別の実施例のイメージセンサは、図4に示
すように、フォトダイオードPの受光素子11″は、n
個を1ブロックとし、Nブロックで受光素子アレイ11
を形成している。そして、受光素子11″のフォトダイ
オードPは電荷転送部12の電荷転送用薄膜トランジス
タTTのドレイン電極にそれぞれ接続され、更にリセッ
ト用薄膜トランジスタTRのドレイン電極にもそれぞれ
接続されている。そして、リセット用薄膜トランジスタ
TRのソース電極は接地され、電荷転送用薄膜トランジ
スタTTのソース電極はマトリクス配線13を介して共
通信号線14に接続され、更に駆動用IC15に接続さ
れている。In an image sensor of another embodiment, as shown in FIG. 4, the light receiving element 11 "of the photodiode P is n
The light receiving element array 11 is made up of N blocks, each of which is one block.
Is formed. The photodiode P of the light receiving element 11 ″ is connected to the drain electrode of the charge transfer thin film transistor TT of the charge transfer unit 12, and is also connected to the drain electrode of the reset thin film transistor TR. The source electrode of TR is grounded, and the source electrode of the charge transfer thin film transistor TT is connected to the common signal line 14 via the matrix wiring 13 and further connected to the driving IC 15.
【0032】また、電荷転送用薄膜トランジスタTTの
ゲート電極はブロック単位に転送用ゲート信号線GTを
介してゲートパルスを発生させるゲートパルス用シフト
レジスタ16に接続され、リセット用薄膜トランジスタ
TRのゲート電極もブロック単位にリセット用ゲート信
号線GRを介してゲートパルス用シフトレジスタ16に
接続されている。Further, the gate electrode of the charge transfer thin film transistor TT is connected to the gate pulse shift register 16 for generating a gate pulse via the transfer gate signal line GT in block units, and the gate electrode of the reset thin film transistor TR is also blocked. The unit is connected to the gate pulse shift register 16 via the reset gate signal line GR.
【0033】更に、ゲートパルス用シフトレジスタ16
にゲートパルス用シフトレジスタ制御回路22′が接続
され、ゲートパルス用シフトレジスタ16からリセット
用薄膜トランジスタTRのゲート電極に出力されるパル
ス(リセットを行うタイミングとなるパルス)を制御す
るようになっている。そして、ゲートパルス用シフトレ
ジスタ制御回路22′に光源27からの光量を検知する
光量センサ26が接続されている。Further, the gate pulse shift register 16
A gate pulse shift register control circuit 22 'is connected to the gate pulse shift register control circuit 22', and controls a pulse output from the gate pulse shift register 16 to the gate electrode of the reset thin film transistor TR (a pulse at which resetting is performed). . A light amount sensor 26 for detecting the light amount from the light source 27 is connected to the gate pulse shift register control circuit 22 '.
【0034】図4及び図5のイメージセンサは、図1及
び図3のイメージセンサと比較すると、光量センサ26
で光源27からの光量を検出し、照度計算回路23で照
度Em を求めて受光素子での電荷蓄積時間ts を計算す
るまでは同様であるが、その後の処理を異にする。The image sensor of FIGS. 4 and 5 has a light quantity sensor 26 as compared with the image sensors of FIGS.
The procedure is the same until the amount of light from the light source 27 is detected and the illuminance calculation circuit 23 obtains the illuminance Em to calculate the charge storage time ts in the light receiving element, but the subsequent processing is different.
【0035】図3に示す回路と図5に示す回路とを比較
すると、図4では、バイアス用シフトレジスタ制御回路
22の代わりにゲートパルス用シフトレジスタ制御回路
22′が、バイアス電圧印加時間計算回路24の代わり
に蓄積時間計算回路24′が設けられ、シフトレジスタ
用データ作成回路25′がゲートパルス用シフトレジス
タ16での制御データを作成するものであり、従ってシ
フトレジスタ用データ作成回路25′にゲートパルス用
シフトレジスタ16が接続している。但し、バイアス電
圧印加時間計算回路24と蓄積時間計算回路24′とは
同様の構成で同様の処理が為されるものである。Comparing the circuit shown in FIG. 3 with the circuit shown in FIG. 5, in FIG. 4, instead of the bias shift register control circuit 22, the gate pulse shift register control circuit 22 ′ has a bias voltage application time calculation circuit. A storage time calculation circuit 24 'is provided in place of 24, and the shift register data creation circuit 25' creates control data in the gate pulse shift register 16, and therefore the shift register data creation circuit 25 'is provided. The gate pulse shift register 16 is connected. However, the bias voltage application time calculation circuit 24 and the storage time calculation circuit 24 'have the same configuration and perform the same processing.
【0036】算出された蓄積時間ts がシフトレジスタ
用データ作成回路25′に与えられると、シフトレジス
タ用データ作成回路25′は、蓄積時間ts を基にゲー
トパルス用シフトレジスタ16でのリセット用薄膜トラ
ンジスタTRをオン/オフするタイミングを制御するデ
ータを作成し、該データをゲートパルス用シフトレジス
タ16に出力するものである。When the calculated storage time ts is given to the shift register data creation circuit 25 ', the shift register data creation circuit 25' determines the reset thin film transistor in the gate pulse shift register 16 based on the storage time ts. Data for controlling the timing of turning on / off the TR is created, and the data is output to the gate pulse shift register 16.
【0037】ここで、蓄積時間ts とリセット用薄膜ト
ランジスタTRをオン/オフするタイミングとの関係に
ついて説明する。一般的にリセット用薄膜トランジスタ
TRの動作は、電荷転送用薄膜トランジスタTTがオン
して受光素子に蓄積された電荷をマトリクス配線13に
転送した後に、受光素子に残留する電荷をリセットする
ものであるが、このリセット用薄膜トランジスタTRが
オフになった時点から受光素子における電荷の蓄積が開
始され、電荷転送用薄膜トランジスタTTがオンする時
点で蓄積が終了することから、特にリセット用薄膜トラ
ンジスタTRのリセットのタイミングを任意に設定する
ことで蓄積時間を制御することができるものである。Here, the relationship between the accumulation time ts and the timing for turning on / off the reset thin film transistor TR will be described. Generally, the operation of the reset thin film transistor TR is to reset the charge remaining in the light receiving element after the charge transfer thin film transistor TT is turned on to transfer the charge accumulated in the light receiving element to the matrix wiring 13. Accumulation of charges in the light receiving element starts from the time when the reset thin film transistor TR is turned off, and ends when the charge transfer thin film transistor TT is turned on. Therefore, the reset timing of the reset thin film transistor TR is set at an arbitrary timing. The storage time can be controlled by setting to.
【0038】従って、シフトレジスタ用データ作成回路
25′では、例えば、電荷転送用薄膜トランジスタTT
がオンする時点を固定とし、リセット用薄膜トランジス
タTRがオフする時点から電荷転送用薄膜トランジスタ
TTがオンする時点までの時間が蓄積時間ts に等しく
なるように、リセット用薄膜トランジスタTRのオン/
オフのタイミングを制御するデータを作成する。そし
て、該データに従ってゲートパルス用シフトレジスタ1
6でリセットオン/オフのタイミングが制御され、セン
サ出力Vo を一定に保つことができる理想的な電荷の蓄
積時間が設定されるものである。よって、図4及び図5
のイメージセンサも図1及び図3のイメージセンサと同
様の効果を得ることができる。Therefore, in the shift register data generation circuit 25 ', for example, the charge transfer thin film transistor TT is used.
Is fixed, and the reset thin film transistor TR is turned on / off so that the time from the time when the reset thin film transistor TR is turned off to the time when the charge transfer thin film transistor TT is turned on is equal to the accumulation time ts.
Create data that controls the timing of off. Then, according to the data, the gate pulse shift register 1
6, the reset on / off timing is controlled, and an ideal charge accumulation time for keeping the sensor output Vo constant is set. Therefore, FIG. 4 and FIG.
This image sensor can also obtain the same effect as that of the image sensor of FIGS.
【0039】上記本実施例及び別の実施例では、1次元
イメージセンサについて説明したが、図6に示すよう
に、2次元イメージセンサに応用することができる。図
6は、2次元イメージセンサに本実施例の光量センサ2
6とバイアス用シフトレジスタ制御回路22を付加した
等価回路図である。Although the one-dimensional image sensor has been described in the present embodiment and the other embodiments, it can be applied to a two-dimensional image sensor as shown in FIG. FIG. 6 shows a two-dimensional image sensor and a light amount sensor 2 of this embodiment.
6 is an equivalent circuit diagram in which 6 and a shift register control circuit for bias 22 are added.
【0040】特に、2次元イメージセンサでは、1次元
イメージセンサと比べて複数ライン走査することになる
ため、受光素子における電荷の蓄積時間が長くなり過ぎ
る傾向があり、図6に示す2次元イメージセンサとし
て、図3に示した蓄積時間を制御する読取方法とするこ
とで、センサ出力の飽和を有効に抑制できる効果があ
る。また、当然に図3で説明したセンサ出力を一定に保
持できる効果も実現できる。In particular, since the two-dimensional image sensor scans a plurality of lines as compared with the one-dimensional image sensor, the charge accumulation time in the light receiving element tends to be too long, and the two-dimensional image sensor shown in FIG. As a result, the reading method for controlling the accumulation time shown in FIG. 3 has an effect of effectively suppressing the saturation of the sensor output. Further, naturally, the effect that the sensor output described in FIG. 3 can be kept constant can be realized.
【0041】また、図4及び図5で説明したリセットタ
イミングを制御する別の実施例を、2次元イメージセン
サに応用することも上記同様に考えられ、上記同様の効
果が得られる。It is also possible to apply another embodiment for controlling the reset timing described in FIGS. 4 and 5 to a two-dimensional image sensor in the same manner as described above, and the same effect as described above can be obtained.
【0042】尚、受光素子の電荷蓄積時間が長くなる
と、暗電流ノイズ成分も増加し、電荷転送用薄膜トラン
ジスタTTのゲ−トがオンになる前に飽和して、原稿読
み取りが不能となってしまうため、本実施例のイメージ
センサの読取方法のように蓄積時間を制御することで、
読取不能を防止し、暗出力も低く抑えてイメージセンサ
の実効的出力範囲(ダイナミックレンジ)を確保するこ
とができる。この場合、センサ感度は、図7のセンサ感
度の蓄積時間依存性を示す説明図に示すように、蓄積時
間に正比例する特性となるため、センサ感度は1%程度
から100%まで制御可能となる。When the charge storage time of the light receiving element becomes long, the dark current noise component also increases and is saturated before the gate of the charge transfer thin film transistor TT is turned on, making it impossible to read the document. Therefore, by controlling the accumulation time as in the image sensor reading method of the present embodiment,
Unreadable reading can be prevented and dark output can be suppressed to a low level to secure an effective output range (dynamic range) of the image sensor. In this case, the sensor sensitivity has a characteristic that it is directly proportional to the accumulation time as shown in the explanatory view showing the dependency of the sensor sensitivity on the accumulation time in FIG. 7, so that the sensor sensitivity can be controlled from about 1% to 100%. .
【0043】[0043]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光量検出
手段で検出した光源の光量に対応した受光素子での電荷
蓄積時間を蓄積時間計算手段で算出し、該蓄積時間に基
づいて受光素子に印加するバイアス電圧の印加時間を制
御するイメージセンサとしているので、実際の光源の光
量に対応した適正な蓄積時間をもって読取りを行うこと
ができ、光源の光量が大きく変化してもセンサ出力を安
定に保つことができる効果がある。According to the first aspect of the invention, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the light quantity of the light source detected by the light quantity detection means is calculated by the accumulation time calculation means, and the light reception is performed based on the accumulation time. Since it is an image sensor that controls the application time of the bias voltage applied to the element, it is possible to read with an appropriate accumulation time that corresponds to the actual light intensity of the light source, and even if the light intensity of the light source changes significantly, the sensor output It has the effect of keeping it stable.
【0044】請求項2記載の発明によれば、検出した光
源の光量に対応した受光素子での電荷蓄積時間を算出
し、該蓄積時間に基づいて受光素子に印加するバイアス
電圧の印加時間を制御するイメージセンサの読取方法と
しているので、実際の光源の光量に対応した適正な蓄積
時間をもって読取りを行うことができ、光源の光量が大
きく変化してもセンサ出力を安定に保つことができる効
果がある。According to the second aspect of the invention, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the detected light amount of the light source is calculated, and the application time of the bias voltage applied to the light receiving element is controlled based on the accumulation time. Since the image sensor reading method is used, reading can be performed with an appropriate accumulation time corresponding to the actual light amount of the light source, and the sensor output can be kept stable even if the light amount of the light source changes significantly. is there.
【0045】請求項3記載の発明によれば、光量検出手
段で検出した光源の光量に対応した受光素子での電荷蓄
積時間を蓄積時間計算手段で算出し、該蓄積時間に基づ
いてリセットスイッチのリセットタイミングを制御する
イメージセンサとしているので、実際の光源の光量に対
応した適正な蓄積時間をもって読取りを行うことがで
き、光源の光量が大きく変化してもセンサ出力を安定に
保つことができる効果がある。According to the third aspect of the present invention, the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the light quantity of the light source detected by the light quantity detection means is calculated by the accumulation time calculation means, and the reset switch of the reset switch is calculated based on the calculated accumulation time. Since it is an image sensor that controls the reset timing, it is possible to read with an appropriate accumulation time that corresponds to the actual light intensity of the light source, and the sensor output can be kept stable even if the light intensity of the light source changes significantly. There is.
【0046】請求項4記載の発明によれば、検出した光
源の光量に対応した受光素子での電荷蓄積時間を算出
し、該蓄積時間に基づいてリセットスイッチのリセット
タイミングを制御するイメージセンサの読取方法として
いるので、実際の光源の光量に対応した適正な蓄積時間
をもって読取りを行うことができ、光源の光量が大きく
変化してもセンサ出力を安定に保つことができる効果が
ある。According to the fourth aspect of the invention, the reading of the image sensor for calculating the charge accumulation time in the light receiving element corresponding to the detected light amount of the light source and controlling the reset timing of the reset switch based on the accumulated time. Since this method is used, reading can be performed with an appropriate accumulation time corresponding to the actual light amount of the light source, and there is an effect that the sensor output can be kept stable even if the light amount of the light source changes significantly.
【図1】 本発明の一実施例に係る1次元イメージセン
サの等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a one-dimensional image sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】 経過時間に対する光源光量と蓄積時間の関係
を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a light source light amount and an accumulation time with respect to an elapsed time.
【図3】 バイアス電圧制御処理を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a bias voltage control process.
【図4】 別の実施例の1次元イメージセンサの等価回
路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a one-dimensional image sensor of another embodiment.
【図5】 図4のイメージセンサにおけるリセットタイ
ミング制御処理を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing a reset timing control process in the image sensor of FIG.
【図6】 2次元イメージセンサへの応用例を示す等価
回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing an application example to a two-dimensional image sensor.
【図7】 センサ感度の蓄積時間依存性を示す説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram showing accumulation time dependency of sensor sensitivity.
【図8】 光源ONからの経過時間に対する光源光量を
示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a light amount of a light source with respect to an elapsed time from turning on the light source.
【図9】 従来の光源光量に対するセンサ出力の関係を
示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between sensor output and light amount of a conventional light source.
11…受光素子アレイ、 12…電荷転送部アレイ、
13…マトリクス配線、 14…共通信号線、 15…
駆動用IC、 16…ゲ−トパルス用シフトレジスタ、
21…バイアス用シフトレジスタ、 22…バイアス
用シフトレジスタ制御回路、 22′…ゲートパルス用
シフトレジスタ制御回路、 23…照度計算回路、 2
4…バイアス電圧印加時間計算回路、 24′…蓄積時
間計算回路、 25,25′…シフトレジスタ用データ
作成回路、 26…光量センサ、27…光源11 ... Light receiving element array, 12 ... Charge transfer section array,
13 ... Matrix wiring, 14 ... Common signal line, 15 ...
Driving IC, 16 ... Shift register for gate pulse,
21 ... Bias shift register, 22 ... Bias shift register control circuit, 22 '... Gate pulse shift register control circuit, 23 ... Illuminance calculation circuit, 2
4 ... Bias voltage application time calculation circuit, 24 '... Accumulation time calculation circuit, 25, 25' ... Shift register data creation circuit, 26 ... Light intensity sensor, 27 ... Light source
Claims (4)
検出手段と、前記検出された光量から照度を算出する照
度計算手段と、前記算出された照度と予め設定された適
正光量値から受光素子における電荷の蓄積時間を算出す
る蓄積時間計算手段と、前記算出された蓄積時間に従っ
て前記受光素子に印加するバイアス電圧の印加時間を制
御するバイアス電圧制御手段とを有することを特徴とす
るイメージセンサ。1. A light amount detecting means for detecting a light amount emitted from a light source, an illuminance calculating means for calculating an illuminance from the detected light amount, and a light receiving element from the calculated illuminance and a preset appropriate light amount value. 2. An image sensor, comprising: an accumulation time calculating means for calculating an accumulation time of charges in 1); and a bias voltage control means for controlling an application time of a bias voltage applied to the light receiving element according to the calculated accumulation time.
検出した光量から照度を算出し、前記算出された照度と
予め設定された適正光量値から受光素子における電荷の
蓄積時間を算出し、前記算出された蓄積時間に従って前
記受光素子に印加するバイアス電圧の印加時間を制御す
ることを特徴とするイメージセンサの読取方法。2. The amount of light emitted from a light source is detected, the illuminance is calculated from the detected light amount, and the charge accumulation time in a light receiving element is calculated from the calculated illuminance and a preset appropriate light amount value, A method for reading an image sensor, comprising controlling an application time of a bias voltage applied to the light receiving element according to the calculated storage time.
検出手段と、前記検出された光量から照度を算出する照
度計算手段と、前記算出された照度と予め設定された適
正光量値から受光素子における電荷の蓄積時間を算出す
る蓄積時間計算手段と、前記算出された蓄積時間に従っ
て前記受光素子に残留する電荷をリセットするリセット
スイッチのリセットタイミングを制御するリセットタイ
ミング制御手段とを有することを特徴とするイメージセ
ンサ。3. A light amount detecting means for detecting a light amount emitted from a light source, an illuminance calculating means for calculating an illuminance from the detected light amount, and a light receiving element based on the calculated illuminance and a preset appropriate light amount value. And a reset timing control means for controlling the reset timing of a reset switch for resetting the charges remaining in the light receiving element according to the calculated storage time. Image sensor.
検出した光量から照度を算出し、前記算出された照度と
予め設定された適正光量値から受光素子における電荷の
蓄積時間を算出し、前記算出された蓄積時間に従って前
記受光素子に残留する電荷をリセットするリセットスイ
ッチのリセットタイミングを制御することを特徴とする
イメージセンサの読取方法。4. A light amount emitted from a light source is detected, an illuminance is calculated from the detected light amount, and a charge accumulation time in a light receiving element is calculated from the calculated illuminance and a preset appropriate light amount value, A method of reading an image sensor, comprising controlling a reset timing of a reset switch that resets charges remaining in the light receiving element according to the calculated storage time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5119279A JPH06311312A (en) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Image sensor and reading method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5119279A JPH06311312A (en) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Image sensor and reading method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06311312A true JPH06311312A (en) | 1994-11-04 |
Family
ID=14757452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5119279A Pending JPH06311312A (en) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | Image sensor and reading method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06311312A (en) |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP5119279A patent/JPH06311312A/en active Pending
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