(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に配置され、光信号を電気信号に変換する複数の光電変換素子、これらの光電変換素子の出力を選択するよう上記光電変換素子にそれぞれ対応して配置された複数のアナログスイッチ、クロックに同期して所定の順序で動作し、それぞれが上記アナログスイッチのゲートに制御信号を出力する複数のシフトレジスタ、隣接するシフトレジスタ間にそれぞれ配置され、解像度の切替えを指示する解像度切替信号に応じてシフトレジスタ間の接続を変更する複数のセレクタを備え、
上記セレクタは、上記解像度切替信号が入力される解像度切替端子と、順次後段のシフトレジスタの入力に結線され、上記解像度切替端子に入力される解像度切替信号に応じて切替えられる複数の出力ポートを有し、解像度切替信号の論理により、上記出力ポートを切り替えて、上記光電変換素子の出力を間引きし、解像度の切替えを行うことを特徴とするイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直線上に配置された複数の光電変換素子を有するイメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ、コピー機、ハンドスキャナ等に用いられる密着型イメージセンサは、直線上に配置された複数の光電変換素子を有し、各光電変換素子からの出力信号を、各素子にそれぞれ接続されたスイッチをシフトレジスタによって閉じることにより順次取り出して、画像情報を時系列の電気信号に変換するものである。
図８は、従来の画像読みとり装置の構成を示す概略図である。
図８において、１はイメージセンサユニット、２はイメージセンサユニット１の光電変換素子回路ＩＣで、このＩＣの変換素子列は、例えば１ｍｍあたり８個、すなわちＡ４版の原稿用紙に対しては全体で１７２８個の光電変換素子から構成されている。３はイメージセンサユニット１によって読み取られる原稿、４はイメージセンサユニット１と原稿３との間で、原稿の像が光電変換素子に結ぶように配置されたセルフォックレンズアレイ、５はセルフォックレンズアレイ４の両側に配置された発光ダイオード列で、この発光ダイオード列５の光で原稿３が照射される。光電変換素子回路ＩＣ２には、ＩＣ化されたシフトレジスタ、アナログスイッチ及び信号増幅回路が配置されている。
【０００３】
このイメージセンサユニット１を駆動するための基本回路とタイミングチャートを各々図９、図１０に示す。
図９は、従来のイメージセンサを駆動する基本回路を示す図である。
図９において、６は１２８個の光電変換素子であり、順に番号が付され、薄膜のフォトダイオードあるいは光導電薄膜によって構成される。図には示していないが、各々の光電変換素子６は、共通電極を持っており、接地されるか、適当なバイアス電圧が印加されている。７はアナログスイッチ、８は出力信号線であるＳＩＧ端子、９はシフトレジスタ、１０はシフトレジスタ９のスタート信号が入力されるＳＩ端子である。１１はクロックが入力されるＣＬＫ端子、１２はシフトレジスタ９のエンド信号が出力されるＳＯ端子である。
図９の光電変換素子６は、１対１でアナログスイッチ７のゲートに電圧を印加することにより、出力信号線であるＳＩＧ端子８に導通する。各アナログスイッチ７のゲートは、シフトレジスタ（図の場合は１２８段）９の各段に接続され、シフトレジスタ９からの信号により、アナログスイッチ７を開閉する。
【０００４】
図１０は、図９の回路のタイミングチャートである。
次に、動作について説明する。
図１０に示すようにシフトレジスタ９のＳＩ端子１０にスタート信号が入力されると、シフトレジスタ９が動作を始め、ＣＬＫ端子１１に入力されるクロックパルスに従って、順次第１ゲート、第２ゲートを閉じていく。第１２８ゲートが閉じられると同時にエンド信号がＳＯ端子１２に出力される。ＳＯ端子１２と、次の光電変換素子回路ＩＣ２のＳＩ端子１０とを接続しておけば、順次光電変換素子６のゲート７を開閉することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１は、従来のイメージセンサの解像度切替回路を示す図である。
図１１において、６〜１２は図９におけるものと同一のものである。１３は解像度切替信号が入力される解像度切替端子である。１４はシフトレジスタ９の前段に配置されたセレクタであり、ＳＩ端子１０と解像度切替端子１３に接続されている。なお、シフトレジスタは、８ドット／ｍｍのシフトレジスタ９ａと、４ドット／ｍｍのシフトレジスタ９ｂから構成されている。
イメージセンサの解像度を、例えば図９のような８ドット／ｍｍから４ドット／ｍｍに変換する場合は、図１１のようにシフトレジスタ前にセレクタ１４を設け、ＳＩ端子１０にスタート信号が入力されると、セレクタ１４に入力される解像度切替端子１３の論理により、８ドット／ｍｍのシフトレジスタ９ａまたは４ドット／ｍｍのシフトレジスタ９ｂのどちらかのシフトレジスタに、ＳＩ信号が入力され、解像度の切替が可能となる。
【０００６】
図１１のような回路では、シフトレジスタ９ａの他に、シフトレジスタ９ｂを備えなければならず、シフトレジスタ回路が多くなってしまう。それ以上の低解像度化に対しては、例えば２ドット／ｍｍの解像度については、４ドット／ｍｍのシフトレジスタ９ｂの半分のシフトレジスタを、もう一段設けなければならず、より付属回路が複雑になったり、光電変換素子回路ＩＣ２の規模が、より大きくなる。
【０００７】
また、図１１のような、シフトレジスタ９ｂを追加するような低解像度化では、部分的に解像度を高くしたり、部分的に解像度を低くする動作は、同じ光電変換素子回路ＩＣ２上ではできない。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、シフトレジスタの数を増やすことなく、解像度を自在に切り替えることができるイメージセンサを得ることを目的にしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るイメージセンサは、直線状に配置され、光信号を電気信号に変換する複数の光電変換素子、これらの光電変換素子の出力を選択するよう光電変換素子にそれぞれ対応して配置された複数のアナログスイッチ、クロックに同期して所定の順序で動作し、それぞれがアナログスイッチのゲートに制御信号を出力する複数のシフトレジスタ、隣接するシフトレジスタ間にそれぞれ配置され、解像度の切替えを指示する解像度切替信号に応じてシフトレジスタ間の接続を変更する複数のセレクタを備え、
セレクタは、解像度切替信号が入力される解像度切替端子と、順次後段のシフトレジスタの入力に結線され、解像度切替端子に入力される解像度切替信号に応じて切替えられる複数の出力ポートを有し、解像度切替信号の論理により、出力ポートを切り替えて、光電変換素子の出力を間引きし、解像度の切替えを行うものである。
【００１０】
また、解像度切替信号は、２ビットで構成されているものである。
また、解像度切替信号は、Ｎビットで構成されているものである。
【００１１】
さらに、解像度切替信号は、クロックに同期して論理が変更されるものである。
また、解像度切替信号の論理の変更は、光電変換素子に読み取られる原稿の一部分に対応するように行われるものである。
また、解像度切替信号は、一定周期で論理が変更されるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１によるイメージセンサユニットの全体構成は、図８と同じである。
図１は、この発明の実施の形態１によるイメージセンサのセレクタを用いた解像度切替回路を示す図である。
図１において、６は１２８個の光電変換素子であり、順に番号が付され、薄膜のフォトダイオードあるいは光導電薄膜によって構成される。図には示していないが、各々の光電変換素子６は、共通電極を持っており、接地されるか、適当なバイアス電圧が印加されている。７は光電変換素子６の出力を制御するアナログスイッチ、８は出力信号線であるＳＩＧ端子、９は光電変換素子６に対応するように配置され、アナログスイッチ７のゲートに信号を出力するシフトレジスタ、１０はシフトレジスタ９のスタート信号が入力されるＳＩ端子である。１１はクロックが入力されるＣＬＫ端子、１２はシフトレジスタ９のエンド信号が出力されるＳＯ端子である。１３は２ビットの解像度切替信号が入力される解像度切替端子である。１４はシフトレジスタ９の各段の間に配置されたセレクタであり、解像度切替端子１３が接続されている。
【００１３】
図１の回路の基本的な動作は、図９で述べたものと同じであり、光電変換素子６は、１対１でアナログスイッチ７のゲートに電圧を印加することにより、選択されて、出力信号線であるＳＩＧ端子８に導通する。各アナログスイッチ７のゲートは、シフトレジスタ（図の場合は１２８段）９の各段に接続され、シフトレジスタ９から所定の順序で与えられる信号により、アナログスイッチ７を開閉する。
図２は、この発明の実施の形態１によるイメージセンサのセレクタの論理を示す図である。
図２において、１４はセレクタである。
図３は、この発明の実施の形態１によるイメージセンサのタイミングチャートである。
【００１４】
次に、動作について説明する。
シフトレジスタ９の間には、セレクタ１４が設けられており、そのセレクタ１４の動作論理を、図２のとおりとすると、例えば光電変換素子６が８ドット／ｍｍの解像度（Ｙ０から出力）であり、その半分の４ドット／ｍｍの出力を得たい場合、セレクタ１４の解像度切替端子１３の入力を、Ａ［０：１］＝１にすれば、光電変換素子６の出力を、図３に示されるタイミングチャートのように、第１、３、５・・・と１ドットを間引いて出力（Ｙ１から出力）することが可能となる。
また、解像度を８ドット／ｍｍの１／３である２．６７ドット／ｍｍとしたい場合は、セレクタ１４の解像度切替端子１３の入力を、Ａ［０：１］＝２にすればよく（Ｙ２から出力）、また解像度を８ドット／ｍｍの１／４である２ドット／ｍｍにしたい場合は、Ａ［０：１］＝３にする（Ｙ３から出力）ことで、画像の解像度を変更することが可能となる。
【００１５】
実施の形態１によれば、シフトレジスタを増やすことなく、自在に解像度の切り替えが可能となる。
【００１６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるイメージセンサのタイミングチャートである。
図５は、この発明の実施の形態２によるイメージセンサの原稿内の高解像度部を示す図である。
図５において、３は原稿、１５は高解像度領域、１６は低解像度領域である。
【００１７】
図１のような回路において、実施の形態１のような使用方法だけでなく、部分的に解像度を変更することも可能である。
その場合のタイミングチャートは、図４のように、セレクタ１４の入力信号Ａ１をクロックに同期させて論理を変更することによって、その際のシフトレジスタ９の間引き数（レジスタを飛ばす数）を変更することが可能となる。
それによって、例えば図５のように、読み取り原稿３に、高解像度読み取りが必要な高解像度領域１５が部分的にあり、その他は低解像度である低解像度領域１６でもよい場合など、図５の高画像度領域１５の部分のみ、セレクタ１４の解像度切替端子１３を、入力信号Ａ［０：１］＝０に設定して高解像度を得て、その他はセレクタ１４の解像度切替端子１３を、入力信号Ａ［０：１］＝３に設定することで、部分的に高解像度な画像を得ることができる。
【００１８】
実施の形態２によれば、部分的に高解像度の画像を読み取ることにより、画像全体を高解像度で読み取る場合より、原稿全体を早く読み取ることが可能となる。
【００１９】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるイメージセンサのタイミングチャートである。
図１のような回路構成において、セレクタ１４を図６に示されるようなタイミングで、まずＳＩ端子１０（ＳＩ２）から信号を与えてやり、解像度切替端子１３を、入力信号をＡ［０：１］＝１とＡ［０：１］＝２とに、クロックごとに切り替えて間引き数を変更すれば、出力ビットも第３、５、８、１０、１３（２ビット飛ばし、１ビット飛ばし、２ビット・・・）のように、変則的な出力ビットを得ることができる。これによって、光電変換素子６が、例えば８ドット／ｍｍとすると、擬似的に３．２ドット／ｍｍ（８÷５×２ドット／ｍｍ）の解像度を得ることができ、より多くの解像度に対応できるようになる。
なお、上述では、クロック毎に解像度切替信号の論理を切替える場合について説明したが、一定周期で解像度切替信号を切替えれば、擬似的な解像度を形成することができる。
【００２０】
実施の形態３によれば、一定周期ごとに、解像度を切り替えることにより、擬似的な解像度を得ることができ、より多くの解像度に対応することができる。
【００２１】
実施の形態４．
実施の形態１〜３においては、セレクタ１４の解像度切替端子１３への入力を２ビットの場合で説明を行ったが、それ以上のビット数であっても何ら支障はない。
図７のように３ビットにすれば、７個のビットを間引く（飛ばす）ことが可能となる。例えば光電変換素子６が８ドット／ｍｍとすると、最小１ドット／ｍｍまで更に低解像度化が可能となり、より多くの解像度について対応できるようになる。
【００２２】
実施の形態４によれば、解像度切替端子への入力ビット数を増やすことにより、より多くの解像度に対応することができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
直線状に配置され、光信号を電気信号に変換する複数の光電変換素子、これらの光電変換素子の出力を選択するよう光電変換素子にそれぞれ対応して配置された複数のアナログスイッチ、クロックに同期して所定の順序で動作し、それぞれがアナログスイッチのゲートに制御信号を出力する複数のシフトレジスタ、隣接するシフトレジスタ間にそれぞれ配置され、解像度の切替えを指示する解像度切替信号に応じてシフトレジスタ間の接続を変更する複数のセレクタを備え、
セレクタは、解像度切替信号が入力される解像度切替端子と、順次後段のシフトレジスタの入力に結線され、解像度切替端子に入力される解像度切替信号に応じて切替えられる複数の出力ポートを有し、解像度切替信号の論理により、出力ポートを切り替えて、光電変換素子の出力を間引きし、解像度の切替えを行うので、新たにシフトレジスタを設けることなく、解像度の切り替えを自在に行うことができる。
【００２４】
また、解像度切替信号は、２ビットで構成されているので、４種類の解像度の切替えが可能である。
また、解像度切替信号は、Ｎビットで構成されているので、多種類の解像度の切替えが可能である。
【００２５】
さらに、解像度切替信号は、クロックに同期して論理が変更されるので、クロックに同期して解像度を切替えることができる。
また、解像度切替信号の論理の変更は、光電変換素子に読み取られる原稿の一部分に対応するように行われるので、部分的に高解像度の原稿に対応することができる。
【００２６】
また、解像度切替信号は、一定周期で論理が変更されるので、解像度を擬似的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるイメージセンサのセレクタを用いた解像度切替回路を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるイメージセンサのセレクタの論理を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態１によるイメージセンサのタイミングチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態２によるイメージセンサのタイミングチャートである。
【図５】  この発明の実施の形態２によるイメージセンサの原稿内の高解像度部を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態３によるイメージセンサのタイミングチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態４によるイメージセンサのセレクタの論理を示す図である。
【図８】  従来の画像読みとり装置の構成を示す概略図である。
【図９】  従来のイメージセンサを駆動する基本回路を示す図である。
【図１０】  図９の回路のタイミングチャートである。
【図１１】  従来のイメージセンサの解像度切替回路を示す図である。
【符号の説明】
１  センサユニット、２  光電変換素子回路ＩＣ、３  原稿、
４  セルフォックレンズアレイ、５  発光ダイオード列、
６  光電変換素子、７  アナログスイッチ、８  ＳＩＧ端子、
９  シフトレジスタ、１０  ＳＩ端子、１１  ＣＬＫ端子、
１２  ＳＯ端子、１３  解像度切替端子、１４  セレクタ、
１５  高解像度領域、１６  低解像度領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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