專(zhuān)利名稱(chēng)：用于讀圖像的圖像傳感器和包括圖像傳感器的圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器。更明確地說(shuō)，本發(fā)明涉及用作讀取諸如文檔這樣圖像的接觸(contact)型圖像傳感器(CIS)的MOS類(lèi)型圖像傳感器，以及諸如使用圖像傳感器的傳真機(jī)(facsimile machine)這樣的圖像讀取裝置。
2.涉及領(lǐng)域的說(shuō)明通常，與諸如傳真機(jī)這樣的圖像讀取裝置一起使用的有兩種類(lèi)型的圖像傳感器時(shí)，這兩種類(lèi)型的圖像傳感器是CCD類(lèi)型圖像傳感器和MOS類(lèi)型圖像傳感器。其中，MOS類(lèi)型線性圖像傳感器經(jīng)常被用作接觸型圖像傳感器。
圖17示出了傳統(tǒng)MOS型線性圖像傳感器100。該圖像傳感器100包括許多將被文檔表面反射的光轉(zhuǎn)換為作為模擬圖像信號(hào)的電信號(hào)的許多光電轉(zhuǎn)換元件(光電晶體管或光電二極管)101，用于從光電轉(zhuǎn)換元件101中讀出模擬圖像信號(hào)的許多開(kāi)關(guān)元件(模擬開(kāi)關(guān))102，以及用于按時(shí)間順序控制開(kāi)關(guān)元件102的控制單元(移位寄存器)103。這些元件101、102和103被集成到單片芯片(single chip)LSI中。
然而，上面提到的常規(guī)圖像傳感器，其中許多光電轉(zhuǎn)換元件是以主掃描方向放置的，若要滿足高分辨力和高讀取速度的要求，則該傳感器存在以下問(wèn)題。
第一，需要將能進(jìn)行高速切換操作的模擬開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)元件102。另外，需要能將從光電轉(zhuǎn)換元件中高速讀取的圖像信號(hào)放大的模擬放大器104。
第二，需要將包括與開(kāi)關(guān)元件102一樣多的觸發(fā)器電路的移位寄存器作為控制單元103。另外，需要放置觸發(fā)器電路的大面積區(qū)域，以使芯片尺寸變大。
第三，隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘頻率增加，很難消除時(shí)鐘信號(hào)的高頻組件。結(jié)果，就出現(xiàn)了電磁干擾(EMI)噪聲這樣的問(wèn)題。
第四，下面的例子是在假設(shè)需要具有以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件的圖像傳感器來(lái)讀取高分辨力圖像的前提下說(shuō)明的。若讀取條件改變以滿足低分辨力讀取需求，則需要稀疏圖像信號(hào)或平均分布圖像信號(hào)的強(qiáng)度以在高速讀取后轉(zhuǎn)換該分辨力。因此，盡管有低分辨力讀取，讀圖像的時(shí)間周期是長(zhǎng)的。這樣，就很難滿足將比分辨力更高的優(yōu)先級(jí)置于讀取速度上的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供能高速讀取，而不增加時(shí)鐘信號(hào)頻率的圖像傳感器。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供其中并未迫使開(kāi)關(guān)元件或模擬放大器高速工作的圖像傳感器。
本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供通過(guò)減少觸發(fā)器電路的數(shù)量以及將移位寄存器占據(jù)的面積小型化以獲得緊密尺寸的圖像讀取裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供抑制EMI噪聲的圖像讀取裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是如果必要的話，提供能以低分辨力高速讀文檔的圖像讀取裝置。
本發(fā)明提供了包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件的圖像傳感器。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)都產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光(incident light)數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。不止一個(gè)開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件的每一個(gè)連接在一起?？刂茊卧憫?yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。不止一個(gè)開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件的每一個(gè)連接在一起?？刂茊卧憫?yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。信號(hào)輸出線被賦予等于N的數(shù)量。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括與圖像傳感器的信號(hào)輸出線相連的多路復(fù)用器，其用來(lái)多路傳輸通過(guò)信號(hào)輸出線傳送的圖像信號(hào)，該圖像讀取裝置還包括將由多路復(fù)用器多路傳輸?shù)膱D像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。不止一個(gè)開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件的每一個(gè)連接在一起。控制單元響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。信號(hào)輸出線被賦予等于N的數(shù)量。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括分別與每條信號(hào)輸出線相連的許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其用來(lái)將通過(guò)信號(hào)輸出線傳送的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。不止一個(gè)開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件的每一個(gè)連接在一起?？刂茊卧憫?yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。信號(hào)輸出線被賦予等于N的數(shù)量。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括與圖像傳感器的信號(hào)輸出線相連的采樣-保持電路，其用來(lái)暫時(shí)保存從其中一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件通過(guò)相應(yīng)的其中一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和信號(hào)輸出線傳送的圖像信號(hào)。該圖像讀取裝置還包括多路傳輸暫時(shí)保存在采樣-保持電路中圖像信號(hào)的多路復(fù)用器，以及將由多路復(fù)用器多路傳輸?shù)膱D像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。許多開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)相連。控制單元響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。信號(hào)輸出線被賦予等于N的數(shù)量。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括與圖像傳感器相連的多路復(fù)用器，其用來(lái)多路傳輸通過(guò)相應(yīng)的其中一個(gè)輸出信號(hào)線從其中一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件傳送的圖像信號(hào)，該圖像讀取裝置還包括與圖像傳感器相連的采樣-保持電路，其用來(lái)暫時(shí)保存從其中一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件通過(guò)相應(yīng)的其中一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和信號(hào)輸出線傳送的圖像信號(hào)。該多路復(fù)用器被配置為與圖像傳感器相連，以使一條輸出信號(hào)線將圖像傳感器與多路復(fù)用器直接連接起來(lái)，而其它的輸出信號(hào)線通過(guò)采樣-保持電路將圖像傳感器與多路復(fù)用器連接起來(lái)。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。許多開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)相連。控制單元響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。信號(hào)輸出線被賦予等于N的數(shù)量。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括模擬前端IC，這包括放大通過(guò)許多信道的其中一個(gè)接收的模擬輸入信號(hào)的模擬放大器，多路傳輸由模擬放大器放大的模擬輸入信號(hào)的多路復(fù)用器，以及將由多路復(fù)用器多路傳輸?shù)拿總€(gè)信道的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。信號(hào)輸出線作為模擬前端IC的許多信道而起作用。該模擬前端電路與圖像傳感器相連，以使模擬前端IC作為模擬輸入信號(hào)接收通過(guò)相應(yīng)其中一條信號(hào)輸出線從每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件傳送的圖像信號(hào)。
本發(fā)明提供包括圖像傳感器的圖像讀取裝置。該圖像傳感器包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件。這許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光數(shù)量的模擬圖像信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，這許多組中的每一個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。許多開(kāi)關(guān)元件分別與許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)相連?？刂茊卧憫?yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制許多開(kāi)關(guān)元件，以同步輸出來(lái)自許多組其中之一中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。許多組的每一個(gè)中預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件可分別通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與每條信號(hào)輸出線相連，以把圖像信號(hào)從預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件輸出到信號(hào)輸出線。該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括具有數(shù)量等于N的信號(hào)輸入端的多路復(fù)用器和信號(hào)輸出端，該多路復(fù)用器與圖像傳感器相連，以使多路復(fù)用器通過(guò)信號(hào)輸入端并行地、同時(shí)地接收來(lái)自屬于其中一組的許多光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器與多路復(fù)用器的信號(hào)輸出端相連，用來(lái)將從多路復(fù)用器順序給出的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。分辨力開(kāi)關(guān)單元選擇其中一個(gè)高分辨力模式，其中屬于每一組來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的所有圖像信號(hào)被順序提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該分辨力開(kāi)關(guān)單元選擇其中一個(gè)低分辨力模式，其中圖像信號(hào)被稀疏，然后該信號(hào)被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器。


結(jié)合這里的附圖，下面的說(shuō)明解釋了本發(fā)明上述的方面和其它特性。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像傳感器電路圖；圖2是圖像傳感器電路結(jié)構(gòu)部分細(xì)節(jié)的圖表；圖3是使用圖像傳感器的的圖像讀取裝置的方框圖；圖4是解釋圖像讀取裝置操作的時(shí)間圖表；圖5是解釋圖像讀取裝置操作的時(shí)間圖表；圖6是依據(jù)第二實(shí)施例的圖像讀取裝置的方框圖；圖7是解釋第二實(shí)施例圖像讀取裝置操作的時(shí)間圖表；圖8是第三實(shí)施例圖像讀取裝置的方框圖；圖9是第四實(shí)施例的圖像讀取裝置的方框圖；圖10是解釋第四實(shí)施例圖像讀取裝置操作的時(shí)間圖表；圖11是第五實(shí)施例的圖像讀取裝置的方框圖；圖12是第六實(shí)施例的圖像傳感器的電路圖；圖13是第七實(shí)施例的圖像傳感器的電路圖；圖14是第八實(shí)施例的圖像傳感器的方框圖；圖15是另一個(gè)實(shí)施例圖像傳感器部分的電路圖；圖16是另一個(gè)實(shí)施例圖像讀取裝置的圖表；圖17是傳統(tǒng)圖像傳感器的電路圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖1示出了依據(jù)第一實(shí)施例的MOS型線性圖像傳感器10。該圖像傳感器10是用在諸如傳真機(jī)這樣的文檔讀取裝置中的接觸型圖像傳感器(CIS)。
如圖1所示，圖像傳感器(CIS)10包括許多光晶體管P1-Pn和許多模擬開(kāi)關(guān)SW1-SWn，它們每一個(gè)分別與每個(gè)光晶體管P1-Pn連接在一起。每個(gè)光晶體管P1-Pn產(chǎn)生具有相應(yīng)于由待掃描文檔表面反射的其上入射光數(shù)量強(qiáng)度的模擬圖像信號(hào)。
許多光晶體管P1-Pn以預(yù)定間隔被放置在沿著主掃描方向擴(kuò)展的線上，以組成所謂的線性圖像傳感器。應(yīng)注意到的是可根據(jù)圖像傳感器的最佳分辨力來(lái)改變預(yù)定的間隔。
許多光晶體管P1-Pn被分為許多組，每一組包括預(yù)定數(shù)量(N)的相鄰光晶體管。當(dāng)來(lái)自預(yù)定數(shù)量(N)光晶體管的許多圖像信號(hào)被同時(shí)讀出時(shí)，與相應(yīng)其中一個(gè)光晶體管相連的模擬開(kāi)關(guān)被同時(shí)開(kāi)啟了。
就是，當(dāng)圖像傳感器具有1728個(gè)以主掃描方向放置的光晶體管時(shí)，這些光晶體管被分為576組，每一組包括3個(gè)(N＝3)鄰近光晶體管。一組中的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)(SW1-SW3，SW4-SW6，……，或SW1726-SW1728)被配置為同時(shí)開(kāi)啟，以使屬于每一組的3個(gè)光晶體管(P1-P3，P4-P6，……，或P1726-P1728)的圖像信號(hào)可被同時(shí)讀出。
移位寄存器11包括與傳統(tǒng)裝置的觸發(fā)器電路相同的許多觸發(fā)器電路，以通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)而按時(shí)間順序控制模擬開(kāi)關(guān)SW1-SWn。在這個(gè)實(shí)施例中，移位寄存器11包括576個(gè)觸發(fā)器電路，該數(shù)字576與開(kāi)關(guān)組的全部數(shù)量相等。
組成移位寄存器11的觸發(fā)器電路的全部576個(gè)輸出端分別與開(kāi)關(guān)組相連。因此，一組開(kāi)關(guān)中的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)(SW1-SW3，SW4-SW6，……，或SW1726-SW1728)在每次觸發(fā)器電路的輸出被發(fā)送到相應(yīng)其中一個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)被同時(shí)開(kāi)啟。
這樣，在給出啟動(dòng)脈沖SP后，寄存器11響應(yīng)外部給出的時(shí)鐘信號(hào)，控制信號(hào)Sa1，Sa2，……被順序從觸發(fā)器電路的輸出端供給到相應(yīng)的開(kāi)關(guān)組。例如，當(dāng)發(fā)出控制信號(hào)Sa1時(shí)，屬于第一組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)(SW1-SW3)被同時(shí)開(kāi)啟。接下來(lái)，當(dāng)發(fā)出控制信號(hào)Sa2時(shí)，屬于第二組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)(SW4-SW6)被同時(shí)開(kāi)啟。然后，屬于諸如第三組、第四組等這樣下一組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)被同時(shí)開(kāi)啟。最后，當(dāng)傳送控制信號(hào)Sa576時(shí)，屬于第576組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)(SW1726-SW1728)被同時(shí)開(kāi)啟。
進(jìn)一步，本實(shí)施例的圖像傳感器10包括3條信號(hào)輸出線L1-L3。信號(hào)輸出線的數(shù)量與屬于一組開(kāi)關(guān)的光晶體管P(模擬開(kāi)關(guān)SW)的數(shù)量相等。與屬于一組開(kāi)關(guān)的許多光晶體管P相連的許多模擬開(kāi)關(guān)SW是與不同的信號(hào)輸出線L1-L3連接在一起的，以使來(lái)自屬于一組許多(3個(gè))光晶體管P的圖像信號(hào)被并行供給到每條信號(hào)輸出線L1-L3。例如，每組的第一模擬開(kāi)關(guān)(SW1，SW4，……或SW1726)與第一信號(hào)輸出線L1連接，每組的第二模擬開(kāi)關(guān)(SW2，SW5，……或SW1727)與第二信號(hào)輸出線L2連接，每組的第三模擬開(kāi)關(guān)(SW3，SW6，……或SW1728)與第三信號(hào)輸出現(xiàn)L3連接。
另外，分別向多個(gè)(3條)信號(hào)輸出線L1-L3提供了模擬放大器AMP1-AMP3，用于放大來(lái)自光晶體管P1-Pn的圖像信號(hào)，該圖像信號(hào)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SW1-SWn讀出。作為3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3的讀信號(hào)通過(guò)按相應(yīng)信號(hào)輸出線L1-L3布置的3個(gè)輸出端OUT1-OUT3從圖像傳感器中外部提取。
圖2示出了本實(shí)施例光晶體管P和模擬開(kāi)關(guān)SW的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖像傳感器10包括總共1728個(gè)光晶體管P1-Pn和模擬開(kāi)關(guān)SW1-SWn、由576個(gè)觸發(fā)器電路組成的移位寄存器11以及3個(gè)模擬放大器AMP1-AMP3，這些都置于單片半導(dǎo)體襯底上。換言之，所有的光晶體管P1-Pn、模擬開(kāi)關(guān)SW1-SWn、移位寄存器11以及模擬放大器AMP1-AMP3被集成到單片芯片LSI上以形成單圖像傳感器10。
圖3示出了使用具有上述結(jié)構(gòu)圖像傳感器10的圖像讀取裝置的例子。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)圖像傳感器10的3個(gè)輸出端OUT1-OUT3作為3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3傳送的模擬讀信號(hào)由多路復(fù)用器20轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并順序供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中，每個(gè)讀信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
共同控制圖像傳感器10和圖像讀取裝置的控制電路60由特定用途集成電路(ASIC)制成。在本實(shí)施例中，控制電路60包括CIS控制部分61、模擬前端控制部分62和存儲(chǔ)器控制部分63。
在CPU的共同控制下CIS控制部分61被提供用于供給啟動(dòng)脈沖SP以及到圖像傳感器10的移位寄存器11的信號(hào)時(shí)鐘CLK。
模擬前端控制部分62被提供用于供給到多路復(fù)用器20的選擇信號(hào)SEL1和SEL2以及用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)，如時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK，其用于決定到由多路復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30制成的模擬前端電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換的定時(shí)。
通過(guò)響應(yīng)多路復(fù)用器的選擇信號(hào)SEL1和SEL2，做出選擇，即從圖像傳感器10中提取的3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3中的哪個(gè)信號(hào)要供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。另外，模擬前端控制部分62具有選擇對(duì)要被讀取的文檔分辨力的功能。通過(guò)外部裝置或操作面板從“高分辨力模式”或“低分辨力模式”中選擇分辨力。通過(guò)響應(yīng)選擇的分辨力模式，模擬前端控制部分62產(chǎn)生選擇信號(hào)SEL1和SEL2。若未指定分辨力，則模擬前端控制部分62通常被設(shè)置為用高分辨力模式來(lái)讀文檔。
存儲(chǔ)器控制部分63對(duì)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣，然后將已進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)順序?qū)懭雸D像存儲(chǔ)器(RAM)的預(yù)定區(qū)域。
進(jìn)一步，時(shí)鐘信號(hào)CLK、選擇信號(hào)SEL1和SEL2以及用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK按圖4所示的時(shí)序設(shè)定發(fā)送。另外，通過(guò)響應(yīng)控制電路60產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)產(chǎn)生每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK、選擇信號(hào)SEL1和SEL2以及用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK。應(yīng)注意到的是系統(tǒng)時(shí)鐘具有比時(shí)鐘信號(hào)CLK、選擇信號(hào)SEL1和SEL2或時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK更高的頻率。
接下來(lái)，將參考圖4所示的時(shí)序圖表來(lái)說(shuō)明使用具有上述結(jié)構(gòu)的圖像傳感器10的圖像讀取裝置的操作。
第一，當(dāng)光晶體管P1-Pn接收到反射光時(shí)，電荷就依照被文檔(要讀取的物體)反射光的強(qiáng)度累積在光晶體管P1-Pn中。當(dāng)控制信號(hào)Sa1通過(guò)響應(yīng)供給到圖像傳感器10的時(shí)鐘信號(hào)CLK從移位寄存器11發(fā)出，屬于第一組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)SW1-SW3被同時(shí)開(kāi)啟，以使累積在光晶體管P1-P3中的電荷被作為模擬圖像讀取信號(hào)發(fā)送到輸出信號(hào)線L1-L3。接下來(lái)，已經(jīng)讀取的圖像讀取信號(hào)由模擬放大器AMP1-AMP3放大，然后作為3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3從輸出端OUT1-OUT3提取出來(lái)。
之后，當(dāng)信道輸出信號(hào)CH1-CH3到達(dá)預(yù)定電平并維持該電平一段預(yù)定時(shí)間時(shí)，選擇第一信道輸出信號(hào)CH1的信號(hào)、SEL1和SEL2電平(SEL1和SEL2均有“高”電平)的某種組合被供給到多路復(fù)用器20。然后，第一信道輸出信號(hào)CH1，如來(lái)自光晶體管P1的讀信號(hào)(第一像素圖像信號(hào))被中繼到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。接下來(lái)，作為包括預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D1的第一信道輸出信號(hào)CH1在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中同步于用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK而產(chǎn)生。進(jìn)一步，選擇第一信道輸出信號(hào)CH1的信號(hào)是將第一信號(hào)輸入端IN1與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
之后，當(dāng)選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)，信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1有“高”電平，SEL2有“低”電平)的另一種組合被供給到多路復(fù)用器20時(shí)，第二信道輸出信號(hào)CH2，如來(lái)自光晶體管P2的讀信號(hào)(第二像素圖像信號(hào))被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。接下來(lái)，作為包括預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D2的第二信道輸出信號(hào)CH2在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中同步于用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK而產(chǎn)生。選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)是將第二信號(hào)輸入端IN2與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
之后，當(dāng)選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)，選擇信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1有“低”電平，SEL2有“高”電平)的其它組合被供給到多路復(fù)用器20時(shí)，第三信道輸出信號(hào)CH3，如來(lái)自光晶體管P3的讀信號(hào)(第三像素圖像信號(hào))被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。接下來(lái)，作為包括預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D3的來(lái)自光晶體管P3的讀信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中同步于用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK而產(chǎn)生。選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)是將第三信號(hào)輸入端IN3與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
接下來(lái)，當(dāng)控制信號(hào)Sa2通過(guò)響應(yīng)供給到圖像傳感器10的時(shí)鐘信號(hào)CLK從移位寄存器11發(fā)出時(shí)，屬于第二組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)SW4-SW6被同時(shí)開(kāi)啟了，以使累積在光晶體管P4-P6中的電荷作為輸出信號(hào)線L1-L3中的模擬圖像信號(hào)而被讀出。這些讀出的圖像信號(hào)由模擬放大器AMP1-AMP3放大，然后作為3個(gè)信道輸出信號(hào)信號(hào)CH1-CH3從輸出端OUT1-OUT3中提取出來(lái)。
之后，當(dāng)信道輸出信號(hào)CH1-CH3到達(dá)預(yù)定電平并維持該電平一段預(yù)定時(shí)間時(shí)，選擇第一信道輸出信號(hào)CH1的信號(hào)、選擇信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1和SEL2均有“高”電平)的某種組合被供給到多路復(fù)用器20。然后，第一信道輸出信號(hào)CH1，如來(lái)自光晶體管P4的讀信號(hào)(第四像素圖像信號(hào))被中繼到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。該讀信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中被轉(zhuǎn)換為包括與用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK同步的預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D4。進(jìn)一步，選擇第一信道輸出信號(hào)CH1的信號(hào)是將第一信號(hào)輸入端IN1與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
之后，當(dāng)選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)，信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1有“高”電平，SEL2有“低”電平)的第二組合被供給到多路復(fù)用器20時(shí)，第二信道輸出信號(hào)CH2，即來(lái)自光晶體管P5的讀信號(hào)(第五像素圖像信號(hào))被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。接下來(lái)，該讀信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中被轉(zhuǎn)換為包括與用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK同步的預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D5。選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)是將第二信號(hào)輸入端IN2與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
接下來(lái)，當(dāng)選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)，選擇信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1有“低”電平，SEL2有“高”電平)的其它組合被供給到多路復(fù)用器20時(shí)，第三信道輸出信號(hào)CH3，如來(lái)自光晶體管P6的讀信號(hào)(第六像素圖像信號(hào))被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。接下來(lái)，該讀信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中被轉(zhuǎn)換為包括與用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)A/D-CLK同步的預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D6。選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)是將第三信號(hào)輸入端IN3與信號(hào)輸出端OUT相連的信號(hào)。
之后，以相同的方法，每次當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK被供給到圖像傳感器10時(shí)，移位寄存器11就移位包含在其中的控制信號(hào)Sa，以使控制信號(hào)Sa的輸出目的單元格(destination)依次移動(dòng)。供給控制信號(hào)Sa的屬于該組的3個(gè)模擬開(kāi)關(guān)SW通過(guò)響應(yīng)控制信號(hào)Sa而同時(shí)開(kāi)啟了。然后，3個(gè)像素圖像信號(hào)從該組中的光晶體管P中并行讀出，并作為包括預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)D，通過(guò)多路復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30提取出來(lái)。
因此，當(dāng)包括預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼并在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中順序產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通過(guò)存儲(chǔ)器寫(xiě)控制部分63保存在圖像存儲(chǔ)器(RAM)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)，讀圖像數(shù)據(jù)能以主掃描方向的放置順序來(lái)保存。
依據(jù)上述實(shí)施例，時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率與傳統(tǒng)圖像傳感器相比，可減到1/3。另外，不需要使用作為模擬開(kāi)關(guān)SW的執(zhí)行高速切換操作的開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步，使用模擬放大器AMP時(shí)可進(jìn)行低速操作。另外，由于移位寄存器11中觸發(fā)器電路的數(shù)量可減少到1/3，所以可縮小整個(gè)傳感器的尺寸。進(jìn)一步，由于可由低速時(shí)鐘信號(hào)CLK高速讀取，所以這就抑制了EMI噪聲的產(chǎn)生。
應(yīng)注意到的是，可改變包括在同時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉一組中的光電轉(zhuǎn)換元件的數(shù)量(N)。因此，可依據(jù)包括在一組中光電轉(zhuǎn)換元件的數(shù)量來(lái)減少時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率。同樣的，不需要有高速切換操作的任何開(kāi)關(guān)。也不需要有高速操作的模擬放大器。
這樣，為了達(dá)到高分辨力掃描的目的，可通過(guò)準(zhǔn)備多路復(fù)用器20和如適合進(jìn)行高速操作的模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，在包括以主掃描方向放置許多光晶體管的圖像傳感器中進(jìn)行高速讀取操作。進(jìn)一步，可用光電二極管來(lái)代替光電晶體管。
接下來(lái)，將參考圖5說(shuō)明由包括上述不同分辨力的圖像傳感器10的圖像讀取裝置進(jìn)行的讀取文件操作。
在多路復(fù)用器20中，從模擬前端控制部分62供給的選擇信號(hào)SEL1和SEL2具有不包括時(shí)間順序切換的常數(shù)電平。
當(dāng)選擇“高分辨力模式”時(shí)，其中通過(guò)將來(lái)自圖像傳感器10的像素信號(hào)(圖像讀取信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行高分辨力讀取，模擬前端控制部分62將選擇信號(hào)發(fā)送到多路復(fù)用器20，用來(lái)按時(shí)間順序切換第一到第三信號(hào)輸入端IN1-IN3。另一方面，當(dāng)選擇“低分辨力模式”時(shí)，其中由外部裝置或操作面板進(jìn)行低分辨力讀取操作，模擬前端控制部分62將選擇信號(hào)發(fā)送到多路復(fù)用器20，而不包括時(shí)間順序切換，即將第一信號(hào)輸入端IN1固定連接到信號(hào)輸出端OUT的選擇信號(hào)(選擇信號(hào)中SEL1和SEL2均固定為“高”電平)。
因此，在“低分辨力模式”中，在3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3中僅有第一信道輸出信號(hào)CH1通過(guò)多路復(fù)用器20被連續(xù)供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。從而當(dāng)從移位寄存器11發(fā)出控制信號(hào)Sal時(shí)，來(lái)自光晶體管P1的讀信號(hào)(第一像素信號(hào))如圖5所示被提取為數(shù)字信號(hào)。接下來(lái)，當(dāng)發(fā)出控制信號(hào)Sa2時(shí)，來(lái)自光晶體管P4的讀信號(hào)(第四像素信號(hào))被提取為數(shù)字信號(hào)。之后，同樣的，每次當(dāng)控制信號(hào)Sa順序移位時(shí)，第七、第十、……和第1726個(gè)像素信號(hào)作為數(shù)字信號(hào)傳遞。
這樣，在“低分辨力模式”中，在其中提取讀圖像信號(hào)的有效像素的數(shù)量減為1/3。例如，假設(shè)在“高分辨力模式”下讀取分辨力是“600dpi”，那么就以“200dpi”進(jìn)行“低分辨力模式”下的讀取，這是“高分辨力模式”下讀取分辨力的1/3。
另外，每次控制信號(hào)Sa在這個(gè)“低分辨力模式”下移位時(shí)，僅進(jìn)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換操作。因此，與需要3個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換操作的“高分辨力模式”比較，可增加時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率，以便能進(jìn)行高速讀取。
因此，在有必要將比讀取分辨力更高的優(yōu)先級(jí)置于讀取速度上的情況下，方便進(jìn)行低分辨力模式下的讀取。
盡管在上述“低分辨力模式”下，多路復(fù)用器20沒(méi)有按時(shí)間順序切換，但是甚至當(dāng)選擇“低分辨力”時(shí)，可依照分辨力的類(lèi)型進(jìn)行時(shí)序切換。
例如，當(dāng)選擇以“400dpi”的分辨力讀取，而“高分辨力模式”下的讀取分辨力是“600dpi”，3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3中的任何兩個(gè)信號(hào)可按時(shí)間順序被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，以便能獲得具有“400dpi”分辨力的讀取信號(hào)。
在這種情況下，每次當(dāng)移動(dòng)控制信號(hào)Sa時(shí)，就進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換操作兩次。因此，與需要3次模數(shù)轉(zhuǎn)換操作的“高分辨力”模式比較，可增加時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率，以便能進(jìn)行高速讀取。
進(jìn)一步，在上述的實(shí)施例中，以圖像傳感器10的主掃描方向放置的許多光晶體管P被分為許多組，每組包括3個(gè)鄰近光晶體管，以便在“高分辨力模式”下獲得“600dpi”的分辨力。在另一個(gè)實(shí)施例中，若以主掃描方向放置的許多光晶體管P被分為許多組，每組包括4個(gè)鄰近光晶體管。通過(guò)改變鄰近晶體管之間的間隔，可獲得具有“600dpi”、“450dpi”、“300dpi”或“150dpi”分辨力的讀信號(hào)。
也就是，提供了具有相應(yīng)于4個(gè)信道信號(hào)輸出CH1-CH4的4個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN4的多路復(fù)用器。當(dāng)該多路復(fù)用器的所有信號(hào)輸入端IN1-IN4按時(shí)間順序切換，來(lái)將光電轉(zhuǎn)換元件P1-Pn的輸出信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可產(chǎn)生具有比“600dpi”高的高分辨力的讀信號(hào)。另外，4個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN4的其中一個(gè)與輸出端OUT固定相連，而不涉及時(shí)序切換，使得僅有一個(gè)信道輸出信號(hào)被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。這樣，可產(chǎn)生具有分辨力“150dpi”的讀信號(hào)。
另外，可時(shí)序切換4個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN4中的任何兩個(gè)，以使任何兩個(gè)信道輸出信號(hào)可順序供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。這樣，可傳遞具有“300dpi”分辨力的讀信號(hào)。作為另外選擇，可按時(shí)間順序切換4個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN4中的任何3個(gè)，以使任何3個(gè)信道輸出信號(hào)可順序供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。這樣，可傳遞具有“450dpi”分辨力的讀信號(hào)。
同樣地，當(dāng)圖像傳感器10的光晶體管P被分為組，每組包括6個(gè)光晶體管。通過(guò)以主掃描方向放置的鄰近光晶體管P之間的間隔，可獲得具有“600dpi”、“500dpi”、“400dpi”或“300dpi”、“200dpi”或“100dpi”分辨力的讀信號(hào)。
若增加屬于一組的光晶體管P的數(shù)量，則可能需要高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。然而，當(dāng)與一組中的光晶體管P具有相同數(shù)量的信號(hào)輸出線被分為幾組，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供給信號(hào)輸出線的每一組，即使模數(shù)轉(zhuǎn)換器以較低速度工作，還可從總體上進(jìn)行高速讀取操作。
圖6和圖7示出了依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像讀取裝置。除圖1所示圖像讀取裝置的元件之外，圖6所示的圖像讀取裝置包括暫時(shí)存儲(chǔ)3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3的采樣-保持電路50，以便將暫時(shí)由采樣-保持電路50存儲(chǔ)的信號(hào)供給到多路復(fù)用器20。也就是，未直接將圖像傳感器10的3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3從光電轉(zhuǎn)換元件供給到多路復(fù)用器20。
換言之，如圖7所示，即使將圖像傳感器10的3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3穩(wěn)定在預(yù)定的輸出電平上需要一定的時(shí)間，采樣-保持電路50當(dāng)信道輸出信號(hào)的電平到達(dá)預(yù)定電平，且保持該電平特定時(shí)間段時(shí)，通過(guò)響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)S/H-CLK來(lái)暫時(shí)保存3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3的電平，該時(shí)鐘信號(hào)S/H-CLK用于進(jìn)行從模擬前端控制部分62供給的采樣保持。應(yīng)注意的是當(dāng)信道輸出信號(hào)到達(dá)比最大電平低的第二最大電平時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)S/H-CLK從模擬前端控制部分62發(fā)出。
當(dāng)將選擇第一信道輸出信號(hào)CH1的信號(hào)供給到處于上述狀態(tài)的多路復(fù)用器20，以選擇第一信道輸出信號(hào)CH1時(shí)，由采樣保持電路50暫時(shí)保存的第一信道輸出信號(hào)CH1被傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，然后在模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中從模擬的轉(zhuǎn)換為數(shù)字的。為了選擇第一信道輸出信號(hào)CH1，SEL1和SEL2均有“高”電平。
接下來(lái)，當(dāng)將選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)供給到多路復(fù)用器20，以選擇第二信道輸出信號(hào)CH2時(shí)，由采樣保持電路50暫時(shí)保存的第二信道輸出信號(hào)CH2被發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器30從模擬的轉(zhuǎn)換為數(shù)字的。關(guān)于選擇第二信道輸出信號(hào)CH2的信號(hào)，SEL1為“高”電平而SEL2為“低”電平。
進(jìn)一步，當(dāng)將選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)供給到多路復(fù)用器20，以選擇第三信道輸出信號(hào)CH3時(shí)，由采樣保持電路50暫時(shí)保存的第三信道輸出信號(hào)CH3通過(guò)多路復(fù)用器20被發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器30從模擬的轉(zhuǎn)換為數(shù)字的。關(guān)于選擇第三信道輸出信號(hào)CH3的信號(hào)，SEL1為“低”電平而SEL2為“高”電平。
因此，在第二實(shí)施例中，信道輸出信號(hào)CH1-CH3可通過(guò)利用供給對(duì)采樣保持的時(shí)鐘信號(hào)S/H-CLK的時(shí)間段從模擬的轉(zhuǎn)換為數(shù)字的，該時(shí)間段如供給到移位寄存器11的時(shí)鐘信號(hào)CLK時(shí)間段。因此，不需要多路復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30如上述第一實(shí)施例中的多路復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30一樣高速工作。
第二實(shí)施例中的采樣保持電路50不必暫時(shí)保存所有3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3。例如，如圖8所示的第三實(shí)施例，可提供暫時(shí)保存第二信道輸出信號(hào)CH2和第三信道輸出信號(hào)CH3的采樣保持電路50a，以便獲得與第二實(shí)施例中相同的效果。
也是在第二和第三實(shí)施例中，可通過(guò)將不涉及時(shí)序切換的選擇信號(hào)發(fā)送到多路復(fù)用器20，用與上述第一實(shí)施例相同的方法進(jìn)行“低分辨力模式”讀取，該選擇信號(hào)如用于將第一信號(hào)輸入端IN1固定連接到信號(hào)輸出端OUT的選擇信號(hào)(選擇信號(hào)SEL1和SEL2均為“低”電平)。特別的，在圖8所示的第三實(shí)施例中，在選擇“低分辨力模式”的情況下，可中止采樣-保持電路50a的功能。
圖9示出了第四實(shí)施例的圖像讀取裝置?？梢罁?jù)應(yīng)用情況選擇“低分辨力模式(以下稱(chēng)第一低分辨力模式)”和“第二低分辨力模式”中的任何一個(gè)。該“第一低分辨力模式”可在上述第一到第三實(shí)施例中選擇，而“第二低分辨力模式”是通過(guò)將預(yù)定數(shù)量的像素平均以獲得具有平均信號(hào)電平的一個(gè)像素而獲取的。
第四實(shí)施例的圖像讀取裝置，除具有與上述第一實(shí)施例相同結(jié)構(gòu)的多路復(fù)用器20外，還提供了具有3個(gè)輸入和1個(gè)輸出的第二多路復(fù)用器40。
提供第二多路復(fù)用器40用來(lái)將從圖像傳感器10中產(chǎn)生的3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3進(jìn)行平均化。構(gòu)造第二多路復(fù)用器40以使信道輸出信號(hào)CH1-CH3通過(guò)組成平均電路的一部分的電阻70被供給到多路復(fù)用器40的3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3。每個(gè)電阻70通過(guò)用于將信道輸出信號(hào)CH1-CH3進(jìn)行平均的預(yù)定比率來(lái)減少信道輸出信號(hào)的電平。電阻70具有依賴(lài)于要被平均的信道輸出信號(hào)數(shù)量的電阻。在多路復(fù)用器20中產(chǎn)生的平均信號(hào)被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。
也就是，第二多路復(fù)用器40通過(guò)響應(yīng)通過(guò)模擬前端控制部分62供給的3個(gè)選擇信號(hào)SEL3-SEL5，可具有下面的5種狀態(tài)。一種是第一選擇狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3中沒(méi)有一個(gè)與輸出端OUT相連。另一個(gè)是第二選擇狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，所有的3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3與輸出端OUT相連。在第三到第五選擇狀態(tài)中，3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3的任何兩個(gè)(第一和第二信號(hào)輸入端IN1和IN2，或第一和第三信號(hào)輸入端IN1和IN3，或第二和第三信號(hào)輸入端IN2和IN3)分別與輸出端OUT連接在一起。特別在第二選擇狀態(tài)下，第二多路復(fù)用器40作為平均電路工作，該平均電路與用來(lái)對(duì)3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3進(jìn)行平均的電阻合作以及將已經(jīng)平均的信號(hào)供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。
進(jìn)一步，用與多路復(fù)用器20相同的方法構(gòu)造第二多路復(fù)用器40，該第二多路復(fù)用器40包括許多模擬開(kāi)關(guān)。然而，應(yīng)注意到的是構(gòu)造第二多路復(fù)用器40，并不能執(zhí)行該多路復(fù)用器的內(nèi)在操作，如順序開(kāi)啟許多模擬開(kāi)關(guān)。
在第四實(shí)施例中，若通過(guò)外部裝置、操作面板選擇“高分辨力模式”或“第一低分辨力模式”，第二多路復(fù)用器40則首先被切換為第一選擇狀態(tài)(在該狀態(tài)下，3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3中沒(méi)有一個(gè)與輸出端OUT相連)，然后，多路復(fù)用器20的3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3按與上述第一實(shí)施例中相同的方法按時(shí)間順序切換。這樣，該多路復(fù)用器20可將3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3順序供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，以便能進(jìn)行高分辨力讀取。另外，當(dāng)多路復(fù)用器20的第一信號(hào)輸入端IN1與輸出端OUT固定連接在一起時(shí)，僅將第一信道輸出信號(hào)CH1供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30，以便通過(guò)僅使用每3個(gè)圖像信號(hào)中的1個(gè)就能用所謂的稀疏(thinning-out)進(jìn)行低分辨力讀取。
另外，依照從模擬前端控制部分62供給的選擇信號(hào)SEL1和SEL2(SEL1和SEL2均為“低”電平狀態(tài))，當(dāng)多路復(fù)用器20保持在3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3中沒(méi)有一個(gè)與輸出端OUT相連的狀態(tài)下時(shí)，第二多路復(fù)用器40可切換到第二選擇狀態(tài)(在該狀態(tài)下，所有3個(gè)信號(hào)輸入端IN1-IN3與輸出端OUT相連)。既然這樣，第二多路復(fù)用器40可將3個(gè)信道輸出信號(hào)CH1-CH3的經(jīng)平均的信號(hào)供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。
因此，如圖10所示，例如，在當(dāng)控制信號(hào)Sa1從移位寄存器11發(fā)出的時(shí)間點(diǎn)處，來(lái)自光電晶體管P1-P3的讀信號(hào)(第一到第三像素信號(hào))的平均信號(hào)作為相應(yīng)于第一組的數(shù)字信號(hào)而產(chǎn)生。在控制信號(hào)Sa2發(fā)出的時(shí)間點(diǎn)處，來(lái)自光電晶體管P4-P6的讀信號(hào)(第四到第六像素信號(hào))的平均信號(hào)作為相應(yīng)于第二組的數(shù)字信號(hào)而產(chǎn)生。同樣的，每次當(dāng)控制信號(hào)Sa的輸出目標(biāo)在光電晶體管P的組中順序移位時(shí)，就產(chǎn)生作為相應(yīng)于每組的數(shù)字信號(hào)的第七到第九，第十到第十二，……或第1726到第1728個(gè)像素信號(hào)的平均信號(hào)。
這樣，也是在“第二低分辨力模式”中，以在“第一低分辨力模式”中相同的方法，作為讀圖像信號(hào)而產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)量可減為1/3。因此，若例如在“高分辨力模式”中讀取分辨力為“600dpi”，則在“200dpi”的分辨力下進(jìn)行讀取。
另外，也是在“第二低分辨力模式”中，每次控制信號(hào)Sa的輸出目標(biāo)在光電晶體管P的組中移位時(shí)，可執(zhí)行一次模數(shù)轉(zhuǎn)換操作。因此，與對(duì)每個(gè)控制信號(hào)Sa需要3次模數(shù)轉(zhuǎn)換操作的“高分辨力模式”相比較，可增加時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率以進(jìn)行高速讀取。
因此，對(duì)當(dāng)確保維持細(xì)線(thin lines)連續(xù)性時(shí)需要高速讀取的情況而言，在低分辨力模式下讀取是有利的。
進(jìn)一步，第二多路復(fù)用器40可在第三到第五選擇狀態(tài)之間切換，以平均3個(gè)頻道輸出信號(hào)CH1-CH3之中的任何兩個(gè)頻道信號(hào)，并將該經(jīng)平均的信號(hào)供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器30中。因此，在“低分辨力模式”中可產(chǎn)生作為讀圖像信號(hào)的不同圖像信號(hào)。
圖11示出了依據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的圖像讀取裝置。該圖像讀取裝置包括具備有必要對(duì)不同類(lèi)型MOS圖像傳感器和CCD圖像傳感器的輸出進(jìn)行數(shù)字化的所有模擬和混合信號(hào)功能的IC，這些功能如相關(guān)雙采樣(correlationdouble sampling)(CDS)功能、增益/偏差校正功能以及模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。也就是，該圖像讀取裝置具有圖像傳感器處理系統(tǒng)的模擬前端IC(集成電路)。
圖11所示的模擬前端IC 40具有與商業(yè)模擬前端IC相同的構(gòu)造。也就是，該模擬前端IC 40包括相關(guān)雙采樣電路41a-41c、偏差調(diào)節(jié)電路(offsetadjustment circuits)42a-42c、可編程增益放大器43a-43c、多路復(fù)用器44、模數(shù)轉(zhuǎn)換器45、接口46以及寄存器部分47。
通常，這種類(lèi)型的模擬前端IC 40包括3個(gè)頻道以支持產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)輸出信號(hào)的彩色圖像傳感器。因此，模擬前端IC 40包括上述的相關(guān)雙采樣電路41a-41c、偏差調(diào)節(jié)電路42a-42c以及每個(gè)頻道的可編程增益放大器43a-43c。
提供相關(guān)雙采樣電路41a-41c用來(lái)消除可能引起來(lái)自由CCD類(lèi)型圖像傳感器帶來(lái)像素信號(hào)的噪聲和誤差的組件。熟知的相關(guān)雙采樣電路41a-41c在兩個(gè)不同的時(shí)間對(duì)接收自CCD類(lèi)型圖像傳感器的像素信號(hào)進(jìn)行兩次采樣以消除當(dāng)移位寄存器(CCD)的時(shí)鐘從“低”電平改變?yōu)椤案摺彪娖綍r(shí)由電荷引起的誤差電壓。然而，當(dāng)使用本發(fā)明的MOS類(lèi)型圖像傳感器10時(shí)，相關(guān)雙采樣電路41a-41c被設(shè)置為不具有其相關(guān)雙采樣功能(CDS關(guān)閉模式設(shè)置)。在這個(gè)實(shí)施例中，相關(guān)雙采樣電路41a-41c作為采樣-保持電路工作，其用來(lái)暫時(shí)保存對(duì)每個(gè)頻道的接收來(lái)自MOS型圖像傳感器10的像素信號(hào)。
每個(gè)偏差調(diào)節(jié)電路42a-42c包括對(duì)每個(gè)頻道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC和加法器ADD，以使偏移電壓加到每個(gè)頻道的輸出信號(hào)中。也就是，提供的寄存器部分47有偏差寄存器OFF-REG，其記憶表示由對(duì)每個(gè)頻道的偏差調(diào)節(jié)電路42a-42c使用的偏移電壓的偏差設(shè)置值。對(duì)每個(gè)頻道的每個(gè)偏差調(diào)節(jié)電路42a-42c首先將相應(yīng)于記憶在偏差寄存器OFF-REG中的其偏差設(shè)置值的偏移電壓附加到從相關(guān)雙采樣電路41a-41c發(fā)送的圖像信號(hào)上。接下來(lái)，每個(gè)偏差調(diào)節(jié)電路42a-42c將附加有偏移電壓的圖像信號(hào)供給到可編程增益放大器43a-43c的相應(yīng)頻道。
可編程增益放大器43a-43c是熟知的可調(diào)節(jié)到輸入信號(hào)增益的模擬放大器。每個(gè)可編程增益放大器43a-43c通過(guò)相應(yīng)于記憶在寄存器部分47的增益寄存器GAIN-REG中的對(duì)每個(gè)頻道的增益設(shè)置值的增益來(lái)放大相應(yīng)頻道的圖像信號(hào)。然后，被放大的圖像信號(hào)被供給到多路復(fù)用器44。
多路復(fù)用器44和模數(shù)轉(zhuǎn)換器45與上述第一到第三實(shí)施例中的多路復(fù)用器20和模數(shù)轉(zhuǎn)換器30相同的方式工作。多路復(fù)用器44從3個(gè)可編程增益放大器43a-43c中選擇其中一個(gè)輸入圖像信號(hào)，以輸出已選擇的信號(hào)。多路復(fù)用器44將由每個(gè)可編程增益放大器43a-43c放大的圖像信號(hào)順序供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器45。模數(shù)轉(zhuǎn)換器45將接收自多路復(fù)用器44的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定位數(shù)量數(shù)字代碼的數(shù)字信號(hào)，然后將該數(shù)字信號(hào)發(fā)送到外部。
提供接口46用來(lái)通過(guò)控制電路60的模擬前端控制部分62將許多類(lèi)型的數(shù)據(jù)寫(xiě)入寄存器部分47中。接口46將在實(shí)際掃描之前的預(yù)掃描(pre-scanning)中通過(guò)校準(zhǔn)操作而獲取的偏差最佳設(shè)置值和最佳增益設(shè)置值寫(xiě)入相應(yīng)于每個(gè)頻道的寄存器部分47的存儲(chǔ)器部分。
在具有依據(jù)第五實(shí)施例上述結(jié)構(gòu)的裝置中，可使用通用模擬前端IC來(lái)將從圖像傳感器10的信號(hào)輸出線發(fā)送的3個(gè)頻道讀圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于每個(gè)像素信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。因此，與上述第一到第三實(shí)施例相比較，電路結(jié)構(gòu)圖表可充分簡(jiǎn)化。
另外，可利用模擬前端IC的偏差調(diào)節(jié)功能或增益調(diào)節(jié)功能來(lái)容易和適當(dāng)?shù)丶m正多個(gè)頻道之間的變化。進(jìn)一步，由于不必要有進(jìn)行采樣保持的專(zhuān)門(mén)電路，所以不需要對(duì)電路連接的布線(wiring)，因此這就減少了外部噪聲。
上述實(shí)施例的構(gòu)造并不局限于闡明的那個(gè)構(gòu)造。本發(fā)明的圖像讀取裝置可具有作為第六實(shí)施例的圖12中所示的構(gòu)造。該圖像傳感器10包括具有與上述多路復(fù)用器20相同功能的多路復(fù)用器電路20a。另外，該圖像讀取裝置可包括具有與采樣-保持電路50和50a相同功能的采樣-保持電路(未闡明)。
若圖像傳感器10包括多路復(fù)用器20a，則可如圖13第七實(shí)施例所示，隨后將模擬放大器AMP提供到多路復(fù)用器電路20a。該圖像讀取裝置在成本方面是有利的。
進(jìn)一步，在上述的實(shí)施例中，多路復(fù)用器20將3個(gè)頻道信號(hào)輸出進(jìn)行多路傳輸，以便由單個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器30將這些頻道信號(hào)輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。然而，如圖14第八實(shí)施例所示，可提供對(duì)相應(yīng)于3個(gè)頻道輸出信號(hào)CH1-CH3的每個(gè)頻道的3個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器30a-30c。
在該構(gòu)造中，即使需要高速讀取操作，也不需要速度非常高的模數(shù)轉(zhuǎn)換器30。另外，不必要高速操作的多路復(fù)用器20也是有利的。
盡管上面說(shuō)明了具體說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例，依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器和使用該圖像傳感器的圖像讀取裝置并不局限于上述實(shí)施例，而是能以不同的方式來(lái)具體體現(xiàn)。例如，圖像傳感器10的光電轉(zhuǎn)換元件不局限于圖2中所示的光電晶體管，該光電轉(zhuǎn)換元件也可為圖15中所示的作為圖像傳感器的光電二極管。進(jìn)一步，可使用任何適當(dāng)類(lèi)型的光電轉(zhuǎn)換元件。
另外，若圖像傳感器10是接觸型圖像傳感器(CIS)，則當(dāng)要讀取文檔的寬度在主掃描方向變大時(shí)，有必要有很長(zhǎng)時(shí)間處于主掃描方向的圖像傳感器。然而，在單半導(dǎo)體芯片上制造大的圖像傳感器是有限制的。
為解決上述問(wèn)題，可將許多圖像傳感器10排列為如圖16中所示的圖像傳感器一樣沿著主掃描方向。在其操作中，組成每個(gè)圖像傳感器10的移位寄存器11的最終觸發(fā)器電路(final flip-flop circuit)的輸出可被作為啟動(dòng)脈沖SP供給到鄰近圖像傳感器10。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，這些光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，每組包括預(yù)定數(shù)量(N)的鄰近光電轉(zhuǎn)換元件、許多切換元件和控制許多切換元件的控制單元，以便依照外部時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)對(duì)每組從屬于每組的許多光電轉(zhuǎn)換元件中讀取圖像信號(hào)。依據(jù)本結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘信號(hào)的頻率與傳統(tǒng)圖像傳感器相比可減少為1/N。這樣，就不需要能進(jìn)行高速切換的切換元件了。另外，由于包括在控制單元中移位寄存器觸發(fā)器電路的數(shù)量也可減少為1/N，所以也可減小整個(gè)傳感器的尺寸。另外，可在低速時(shí)鐘信號(hào)下進(jìn)行高速讀取，所以可抑制EMI噪聲的出現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器，來(lái)自許多光電轉(zhuǎn)換元件的讀圖像信號(hào)被發(fā)送到圖像傳感器內(nèi)部相應(yīng)的信號(hào)輸出線。信號(hào)輸出線的數(shù)量與屬于其中一組的光電轉(zhuǎn)換元件的數(shù)量(N)相等。因此，來(lái)自圖像傳感器輸出信號(hào)終端的數(shù)量可最小化，以便能簡(jiǎn)化到后續(xù)多路復(fù)用器或后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電連接。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器，將用于放大圖像信號(hào)的模擬放大器提供到圖像傳感器中的每條信號(hào)輸出線。因此，可從作為具有充分電平的模擬信號(hào)的圖像傳感器中提取來(lái)自每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的讀圖像信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器，對(duì)來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)進(jìn)行了多路復(fù)用，以從圖像傳感器中提取作為串行數(shù)據(jù)的來(lái)自許多(N)光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。因此，可最小化用于輸出來(lái)自圖像傳感器信號(hào)的終端數(shù)量，以便能簡(jiǎn)化到后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電連接。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器，對(duì)來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)進(jìn)行了多路復(fù)用，以從圖像傳感器中提取作為圖像傳感器中串行數(shù)據(jù)的從許多(N)光電轉(zhuǎn)換元件中產(chǎn)生的圖像信號(hào)。因此，可最小化用于輸出來(lái)自圖像傳感器信號(hào)的終端數(shù)量，以便能簡(jiǎn)化到后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電連接。
依據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器，來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的讀圖像信號(hào)通過(guò)采樣-保持電路暫時(shí)存儲(chǔ)，然后該讀圖像信號(hào)由多路復(fù)用器進(jìn)行多路復(fù)用。之后，從圖像傳感器中提取作為串行數(shù)據(jù)的圖像信號(hào)。因此，當(dāng)從來(lái)自每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的讀信號(hào)被模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí)，可充分提供有必要進(jìn)行轉(zhuǎn)換過(guò)程的時(shí)間。因此，高速工作的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是不必要的。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，在圖像傳感器外部提供了用于對(duì)從圖像傳感器的信號(hào)輸出線供給的圖像信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的多路復(fù)用器、用于將由多路復(fù)用器進(jìn)行多路復(fù)用的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)從光電轉(zhuǎn)換元件供給的每個(gè)圖像信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，從光電轉(zhuǎn)換元件供給的許多圖像信號(hào)可被單個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，從圖像傳感器的信號(hào)輸出線供給的許多圖像信號(hào)中每個(gè)可被許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的每個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因此，即使模數(shù)轉(zhuǎn)換器以相對(duì)低的速度運(yùn)行，也可進(jìn)行高速讀取操作。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，從信號(hào)輸出線供給的許多讀圖像信號(hào)由采樣-保持電路暫時(shí)存儲(chǔ)，由多路復(fù)用器進(jìn)行多路復(fù)用并作為串行數(shù)據(jù)從圖像傳感器中提取出來(lái)。因此，當(dāng)來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件的讀信號(hào)被模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí)，可保證用于轉(zhuǎn)換工作所需的時(shí)間周期。因此，不需要高速工作的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，從圖像傳感器的信號(hào)輸出線供給的許多讀圖像信號(hào)可通過(guò)使用模擬前端IC被轉(zhuǎn)換為用于每個(gè)像素信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，以便能充分簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。
另外，分辨力切換單元通過(guò)使用多路復(fù)用器進(jìn)行來(lái)自許多光電轉(zhuǎn)換元件圖像信號(hào)的時(shí)間順序切換。這樣，通過(guò)僅將圖像信號(hào)的一部分供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器就既可進(jìn)行高分辨力讀取，也可進(jìn)行低分辨力讀取。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，僅來(lái)自多路復(fù)用器許多信號(hào)輸入端其中一個(gè)的圖像信號(hào)可被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，以便能容易并高速地獲取低分辨力讀圖像信號(hào)。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，多路復(fù)用器許多信號(hào)輸入端中的一些被按時(shí)間順序切換，以使從許多信號(hào)輸入端選擇的圖像信號(hào)被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，可容易地獲取例如相應(yīng)于高速模式中2/3分辨力的低分辨力。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，從屬于其中一組的許多光電轉(zhuǎn)換元件中選擇的一些圖像信號(hào)可被平均，并被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，若有必要，除了由僅利用以恒定點(diǎn)距(pitch)圖像信號(hào)的所謂簡(jiǎn)單稀疏進(jìn)行的低分辨力讀取之外，可通過(guò)將許多圖像信號(hào)進(jìn)行平均化來(lái)容易地進(jìn)行低分辨力讀取。
依據(jù)本發(fā)明的圖像讀取裝置，來(lái)自每組光電轉(zhuǎn)換元件所有信號(hào)平均的信號(hào)通過(guò)有效使用所有圖像信號(hào)被供給到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，若當(dāng)通過(guò)確保保持為細(xì)線而需要高速讀取時(shí)，則這是非常有用的。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到前面的說(shuō)明和附圖闡明了當(dāng)前時(shí)間的本發(fā)明的較佳實(shí)施例。當(dāng)然，根據(jù)前述的學(xué)說(shuō)(teaching)，在不背離揭示的發(fā)明的主旨和范圍的前提下，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可明顯進(jìn)行不同的修改、附加和選擇性設(shè)計(jì)。這樣，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于所揭示的實(shí)施例，而是可應(yīng)用于附加權(quán)利要求書(shū)的全部范圍。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；以及控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以在所述許多組其中一個(gè)中同步輸出來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像傳感器，進(jìn)一步包括數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與相應(yīng)的所述每條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述相應(yīng)的信號(hào)輸出線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像傳感器，進(jìn)一步包含與每個(gè)所述信號(hào)輸出線相連的放大器，所述放大器將通過(guò)所述相應(yīng)的所述開(kāi)關(guān)元件之一接收的來(lái)自相應(yīng)的所述每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)進(jìn)行放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像傳感器，進(jìn)一步包含在放大器之后提供的多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器將從每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)送的圖像信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，然后由所述放大器放大。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2的圖像傳感器，進(jìn)一步包含與每個(gè)所述信號(hào)輸出線相連的多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器將從每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件發(fā)送的圖像信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像傳感器，進(jìn)一步包含放大器，其將來(lái)自所述光電轉(zhuǎn)換元件之一發(fā)送的圖像信號(hào)放大，然后該信號(hào)由所述多路復(fù)用器進(jìn)行多路復(fù)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像傳感器，進(jìn)一步包含在所述多路復(fù)用器之前提供的采樣-保持電路，其暫時(shí)保存從每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件接收的圖像信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的圖像傳感器，進(jìn)一步包含在所述多路復(fù)用器之前提供的采樣-保持電路，其暫時(shí)保存從所述光電轉(zhuǎn)換元件之一發(fā)送的圖像信號(hào)。
9.圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件，許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接，控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以在所述許多組其中一個(gè)中同步輸出來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，以及數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與所述每條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；多路復(fù)用器，其與所述圖像傳感器的所述信號(hào)輸出線相連，用于多路復(fù)用通過(guò)所述信號(hào)輸出線傳遞的圖像信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將由所述多路復(fù)用器多路復(fù)用的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像讀取裝置，進(jìn)一步包含與所述相應(yīng)的一條信號(hào)輸出線單獨(dú)相連的許多模擬放大器，用于將通過(guò)所述相應(yīng)的切換元件接收自每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)放大。
11.一種圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以在所述許多組其中一個(gè)中同步輸出來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，以及數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與所述相應(yīng)一條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；以及許多模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與所述相應(yīng)的信號(hào)輸出線單獨(dú)相連，用于將通過(guò)所述信號(hào)輸出線傳遞的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的圖像讀取裝置，其特征在于每條所述信號(hào)輸出線被提供有模擬放大器，該放大器用于將從所述相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件之一通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)元件傳遞的圖像信號(hào)放大。
13.一種圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以在所述許多組其中一個(gè)中同步輸出來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，以及數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與所述相應(yīng)的一條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；采樣-保持電路，其與所述圖像傳感器的所述信號(hào)輸出線相連，用于暫時(shí)保存從一組中的所述光電轉(zhuǎn)換元件通過(guò)所述相應(yīng)的一個(gè)所述切換元件和所述信號(hào)輸出線傳遞的圖像信號(hào)；多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用暫時(shí)保存在所述采樣-保持電路中的圖像信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將由所述多路復(fù)用器多路復(fù)用的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的圖像讀取裝置，其特征在于每條所述信號(hào)輸出線被提供有模擬放大器，該放大器用于將從所述相應(yīng)的一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件通過(guò)所述相應(yīng)的一個(gè)切換元件傳遞的圖像信號(hào)進(jìn)行放大。
15.圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以在所述許多組其中一個(gè)中同步輸出來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，以及數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與所述相應(yīng)的一條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；多路復(fù)用器，其與所述圖像傳感器相連，用于通過(guò)所述相應(yīng)的其中一條所述輸出信號(hào)線多路復(fù)用來(lái)自其中一個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)；采樣-保持電路，其與用于暫時(shí)保存從一組中的所述光電轉(zhuǎn)換元件傳遞到所述相應(yīng)的其中一個(gè)切換元件和信號(hào)輸出線的圖像信號(hào)；其特征在于所述多路復(fù)用器被配置為與所述圖像傳感器相連，以使一條輸出信號(hào)線將所述圖像傳感器直接連接到所述多路復(fù)用器，而其它的輸出信號(hào)線通過(guò)所述采樣-保持電路將所述圖像傳感器連接到所述多路復(fù)用器。
16.圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以同步輸出來(lái)自所述許多組之一中的所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，以及數(shù)量等于N的信號(hào)輸出線，其特征在于所述許多組每個(gè)中的所述預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件可通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件單獨(dú)與所述相應(yīng)的一條信號(hào)輸出線相連，以便將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；模擬前端IC，所述模擬前端IC包括模擬放大器，用于將通過(guò)許多頻道之一接收的模擬輸入信號(hào)放大；多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用由所述模擬放大器放大的模擬輸入信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將由所述多路復(fù)用器多路復(fù)用的每個(gè)頻道的模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；其中，所述信號(hào)輸出線作為所述模擬前端IC的許多頻道而起作用，且所述模擬前端IC與所述圖像傳感器相連，以使所述模擬前端IC通過(guò)所述相應(yīng)的一條信號(hào)輸出線作為所述模擬輸入信號(hào)接收來(lái)自每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件傳遞的圖像信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的圖像讀取裝置，其特征在于每條所述信號(hào)輸出線被提供有模擬放大器，用于將通過(guò)所述相應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)元件從每個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換元件傳遞的圖像信號(hào)放大。
18.圖像讀取裝置，其特征在于，包含圖像傳感器，所述圖像傳感器包括許多光電轉(zhuǎn)換元件，其以主掃描方向放置，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件中的每個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)于其上入射光量的模擬圖像信號(hào)，所述許多光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，所述許多組中的每個(gè)包括預(yù)定數(shù)量(N)的所述光電轉(zhuǎn)換元件；許多開(kāi)關(guān)元件，其與所述許多光電轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的一個(gè)單獨(dú)連接；以及控制單元，其通過(guò)響應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)控制所述許多開(kāi)關(guān)元件以同步輸出來(lái)自所述許多組之一的所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)，其中，每個(gè)所述許多組中預(yù)定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件可與所述每條信號(hào)輸出線單獨(dú)相連，以將來(lái)自所述預(yù)定數(shù)量光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)輸出到所述信號(hào)輸出線；多路復(fù)用器，其具有數(shù)量等于N的信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端，所述多路復(fù)用器與所述圖像傳感器相連，以使所述多路復(fù)用器通過(guò)所述信號(hào)輸入端同時(shí)從屬于其中一個(gè)所述組的許多光電轉(zhuǎn)換元件接收所述圖像信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與所述多路復(fù)用器的信號(hào)輸出端相連，用于將從所述多路復(fù)用器順序供給的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及分辨力切換單元，其選擇高分辨力模式和低分辨力模式的其中一個(gè)，在高分辨力模式中，來(lái)自屬于每個(gè)所述組光電轉(zhuǎn)換元件的所有圖像信號(hào)被順序供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，而在低分辨力模式中，所述圖像信號(hào)被稀疏了，然后被供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的圖像讀取裝置，其特征在于當(dāng)選擇所述低分辨力模式時(shí)，所述分辨力切換單元被配置為將接收來(lái)自僅一個(gè)所述信號(hào)輸入端的圖像信號(hào)供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的圖像讀取裝置，其特征在于所述分辨力切換單元被配置為在所有所述信號(hào)輸入端中選擇所述信號(hào)輸入端，以便當(dāng)選擇所述低分辨力模式時(shí)，通過(guò)按時(shí)間順序切換所述已選擇的信號(hào)輸入端將來(lái)自所述已選擇的信號(hào)輸入端的圖像信號(hào)供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的圖像讀取裝置，進(jìn)一步包含平均電路，其用于將在接收自屬于所述組之一的許多光電轉(zhuǎn)換元件的圖像信號(hào)中選擇的圖像信號(hào)進(jìn)行平均，其特征在于，除高和低分辨力模式之外，所述分辨力切換單元選擇另一種低分辨力模式，其中所述平均電路被用來(lái)降低所述圖像的分辨力，其特征在于當(dāng)選擇所述另一種低分辨力時(shí)，所述平均電路的輸出信號(hào)被供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的圖像讀取裝置，其特征在于所述平均電路被配置為將接收自屬于所述組之一的光電轉(zhuǎn)換元件的所有信號(hào)進(jìn)行平均，并將所述已平均的信號(hào)供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的圖像讀取裝置，其特征在于所述平均電路被配置為將接收自屬于所述組之一的光電轉(zhuǎn)換元件的所有信號(hào)進(jìn)行平均，并將所述已平均的信號(hào)供給到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
包括以主掃描方向放置的許多光電轉(zhuǎn)換元件的圖像傳感器，與對(duì)應(yīng)的一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件單獨(dú)連接的許多切換元件以及用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制切換元件的控制器。該光電轉(zhuǎn)換元件被分為許多組，每組包括預(yù)定數(shù)量(N)的光電轉(zhuǎn)換元件。通過(guò)響應(yīng)由控制器發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)讀出來(lái)自一組中光電轉(zhuǎn)換元件的輸出，從而獲得文檔的高速讀取。
文檔編號(hào)H04N1/40GK1476227SQ0317870
公開(kāi)日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者佐藤龍也, 也, 加藤哲也 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社