圖像讀取裝置的制作方法

專利名稱：圖像讀取裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像讀取裝置，更具體地涉及一種以全色方式光讀取文件紙的行圖像掃描儀。本發明還涉及一種最適于用于此種圖像掃描儀的圖像感應芯片。
背景技術：
附圖14中示出了一種傳統的圖像讀取裝置。所示的圖像讀取裝置包括一由冷陰極管1′及反射鏡2′構成的光源部分Ba。傳統裝置還包括一借助柔性電纜3′向冷陰極管1′提供驅動能量的換流器部分Bb，及一設置有反射鏡4a′、4b′的光導部分Bc。傳統裝置還包括設置有透鏡5′及圖像傳感器6′的圖像讀取部分Bd。
在工作過程中，光源部分在其上放置有將要讀出的文件紙K的固定玻璃板7′下在第二掃描方向上往復移動。相應地，光導部分Bc也在第二掃描方向上往復移動。
已經發現傳統的圖像讀取裝置存在以下的不足之處。
首先，光源部分Ba、換流器部分Bb及光導部分Bc是彼此獨立地被制造出的。使用這樣一種結構，很難將這些部分準確地彼此相對定位。另外，由于需要制造多個獨立的部分，因此生產成本也會很高。
此外，將光源部分Ba與換流器部分Bb相連的柔性電纜3′很長，從而光源部分Ba的往復運動并不會受到阻礙。然而，隨著柔性電纜3′的長度增加，由換流器部分Bb向冷陰極管1′提供的驅動能量的損失也會增大。其結果是，冷陰極管1’的亮度也會過度地降低。
同時傳統的圖像讀取裝置還具有下列的不足。
雖然圖14中未示出，圖像傳感器6′包括多個圖像感應芯片。每個圖像感應芯片都由三行在主掃描方向上延展的光接收件構成。第一行由用于選擇檢測白光的紅光成分的紅光接收件構成。類似地，第二行由用于選擇檢測白光的綠光成分的綠光接收件構成，而第三行由用于選擇檢測白光的蘭光成分的蘭光接收件構成。每一行光接收件間在主掃描方向上的間距為P。同樣每行光接收件間在第二掃描方向(其與主掃描方向垂直)上的間距也為P。從第二掃描方向的方向來看，每個光接收元件的長度為P/2。
為了進行顏色選擇，光接收件使用了彩色濾波器。更具體地講，每個紅光接收件都被允許紅光選擇透過的紅色濾波器所覆蓋，而每個綠光接收件被允許綠光選擇透過的綠色濾波器所覆蓋。類似地，每個蘭光接收件被允許蘭光選擇透過的蘭色濾波器所覆蓋。
在傳統的圖像讀取裝置中，并沒注意到彩色濾波器的厚度，三種類型的彩色濾波器的厚度相同。而具有這樣的一種結構，無法實現高保真度地再現所讀取的圖像。其中一個原因在于對于不同顏色的光(紅、綠、蘭)，彩色濾波器的性質是不同的。另外還由于對于不同顏色的光光接收件的性質也是不同的。
更具體地，如圖15中所示，在三種顏色中(紅、綠、蘭)，傳統的光接收件(例如光電晶體管)對于紅色具有最高的相對靈敏度，對于綠光次之，而對于蘭光的相對靈敏度最低。
圖16中示出入射光波長與各彩色濾波器(紅色濾波器，綠光濾波器及蘭色濾波器)的透過率間的關系。如圖所示，紅色濾波器具有最高的透過率，綠色濾波器次之，而蘭色濾波器最低。
如圖17中所示，典型的冷陰極管產生出白光，其中的綠光成分與紅光及蘭光相比具有最高的能量比。
圖18示出在五種不同的測試表(白色、紅色、綠色、蘭色及黑色)上紅(R)、綠(G)及蘭(B)光的反射率。如圖所示，在這三種光中，蘭光在白色測試表上反射最強。紅光在紅色測試表上反射最強，綠光在綠色測試表上反射最強而蘭光在蘭色測試表上反射最強。而當測試表為黑色時，三種顏色的光都幾乎不反射。
圖19是通過圖16及圖18的組合得到的。如圖所示，當使用白色測試表時，綠光具有最高的透過率及反射率。
圖20是通過圖15、圖17及圖19的綜合得到的，圖20示出了當用白光輻射五種測試表(白、紅、綠、蘭及黑)時由三種光接收件所產生的輸出電壓。如其所示，當使用白色測試表時，綠光接收件產生最高的輸出電壓。當使用紅色測試表時，紅光接收件產生最高的輸出電壓。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種能夠克服上述缺點的圖像讀取裝置。
根據本發明第一方面的圖像感應芯片，包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都用紅色濾波器蓋住；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都用綠色濾波器蓋住；及一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都用蘭色濾波器蓋住；一個用于紅光接收件行的第一放大器；一個用于綠光接收件行的第二放大器；及一個用于蘭光接收件行的第三放大器；其中，第一放大器的放大系數小于第二放大器的放大系數，而第二放大器的放大系數小于第三放大器的放大系數。
根據本發明第二方面的圖像感應芯片，包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都具有一被紅色濾波器蓋住的紅光接收表面；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都具有一被綠色濾波器蓋住的綠光接收表面；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都具有一被蘭色濾波器蓋住的蘭光接收表面；其中，紅光接收表面的面積小于綠光接收表面的面積，綠光接收表面的面積小于蘭光接收表面的面積。
根據本發明第三方面的圖像感應芯片，包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都用紅色濾波器蓋住；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都用綠色濾波器蓋住；及一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都用蘭色濾波器蓋住；一個用于紅光接收件行的第一放大器；一個用于綠光接收件行的第二放大器；及一個用于蘭光接收件行的第三放大器；其中，第一放大器的放大系數小于第二放大器的放大系數，而第二放大器的放大系數小于第三放大器的放大系數。


通過下面結合相應附圖的描述會對本發明的其它特征及優點有更清楚的了解。
圖1為根據本發明第一實施例的圖像讀取裝置的分解示意圖；圖2為圖1的圖像讀取裝置的主要部分的放大示意圖；圖3為圖2中沿III-III方向的剖面示意圖；圖4為圖2中沿IV-IV方向的剖面示意圖；圖5為圖1的圖像讀取裝置的分解示意圖，示出了裝置組裝的方法；圖6為用于圖1的圖像讀取裝置的圖像感應芯片的平面示意圖；圖7為圖6中沿VII-VII方向的剖面示意圖；圖8為圖6的圖像感應芯片的變形結構的平面示意圖；圖9為用于圖1的圖像讀取裝置的控制系統的方框圖；圖10示出了從圖6的圖像感應芯片的光接收件提供的圖像信號的輸出時間；圖11為圖6的圖像感應芯片的電路圖；圖12示出了控制系統的變形模式；圖13為紙的輸送與光源啟動間的關系；圖14為傳統的圖像讀取裝置；及圖15示出了光的波長與光接收件的相對靈敏度間的關系；圖16示出了光波長與彩色濾波器的透過率間關系；圖17示出從冷陰極管發射的光的波長與同一光的能量比間的關系；圖18示出各種測式表反射光的情況；
圖19示出了濾波器透過率與測試表反射率的乘積的變化情況；圖20示出了圖像感應芯片的輸出的變化。
具體實施例方式
下面參考相對附圖對本發明的最佳實施例作具體描述。
首先參考圖1，其為用于本發明第一實施例的圖像讀取裝置的各構件的分解示意圖。本實施例的圖像讀取裝置為一種平板型行圖像掃描儀A，其主要包括一殼體1、冷陰極管2、換流器3、電路板4、光反射支座5、屏蔽框架6、透鏡簇7及透明蓋件8。
在所述實施例中，殼體1在一個方向上(圖2中的主掃描方向N1)呈細長并且有一種箱體結構，其用于容納冷陰極管2、換流器3、光反射支座5、屏蔽框架6及透鏡簇7。殼體1支撐住從上面固定在其上的蓋件8。殼體1同樣支撐住從下面與其相固定的電路板4。殼體1可由如合成樹脂等構成。
具有光出口表面20的冷陰極管2作為一個白光源并在主掃描方向上延伸用于在文件紙的整個寬度上用白光均勻輻射文件紙。在工作中，驅動能量(例如600V，30-160KHz、3-5mA)并聯提供給冷陰極管2。如果需要的話或最好地，可用一個或多個白色LED替代冷陰極管2。
換流器3包括一上面設置有適宜電路(未示出)的電路板33。換流器3用于將低壓直流電轉換為高壓及高頻的交流電。用蓋殼34蓋住未示出的電路。換流器3最好還設置有用于防止電路中產生噪聲的相應裝置。換流器3包括設置有兩個端子31a及31b用于從外部電源輸入直流的電源入口部分31。如圖3中所示，換流器3的電路板33的反面設置有足夠大面積的接地層32。接地層32與上述端子31b電連接。將換流器3的輸出電壓借助兩根柔性電纜30a及30b提供給冷陰極管2。
電路板4具有用于固定圖像感應芯片簇的上表面(相對于殼體1的內表面)。雖然圖1中未示出，電路板4的上表面形成有布線圖形，下面將對每個圖像感應芯片40的具體情況進行描述。
如圖1所示，電路板4在主掃描方向上細長，而圖像感應芯片40的簇在主掃描方向上延伸。另外，同樣如圖1中所示，電路板4被設置有用于與外部電路或設備建立連接的連接器49；光反射支座5支撐住殼體1內的冷陰極管2同時高反射率地向蓋件8反射白光。由于提供了光反射座5，由冷陰極管2產生的白光即被作為在主掃描方向上延伸的帶或線集中地引到玻璃板9上的掃描位置P(參見圖3)。
為了容納冷陰極管2，光反射支座5設置有具有開口51的槽50，槽50具有內表面50a，為了高效地反射內表面50a最好為白色，槽50的橫截面直徑大于冷陰極管2的橫截面直徑卻等于固定在冷陰極管2的兩端周圍的橡膠圈21的外徑。
這樣一種結構的好處在于可保證冷陰極管2遠離光反射支座5。在此情況下，可防止由冷陰極管2產生的熱量通過與光反射支座5的直接接觸而擴散。其結果，可將冷陰極管2保持在適宜的溫度，從而提供用于進行正常圖像讀取所需的足量的光。
如圖3及圖4中所示，光反射支座5設置有用于容納柔性電纜30a及30b的切口52。
可通過模壓加工金屬板而制成的屏蔽框架6同樣在主掃描方向上細長，從圖1中可以看出，屏蔽框架6，冷陰極管2及光反射支座5的長度基本相同。屏蔽框架6具有長方形的截面，且無頂部側面(參見圖3或圖4)。屏蔽框架6設置有切口61，用于提供柔性電纜30a-30b的通道，并具有夾子狀的端子62。為屏蔽框架6接地而使用的夾狀端子62可通過將端子62的整個部分弄彎而制成。
如圖5中所示，殼體1形成有大到足以容下屏蔽框架6的向上開口空腔部分11(第一空腔部分)。因此，在將冷陰極管2、光反射支座5及屏蔽框架6放置在一起之后，通過將它們插入第一空腔部分11就可很容易地將它們一起安裝在殼體1內。
殼體1同樣形成有一個與第一空腔部分11相鄰的另一個向上開口空腔部分12(第二空腔部分)。第二空腔部分12用于容納換流器3。如圖1中所示，兩個空腔部分11-12通過用于提供柔性電纜30a-30b的通道的切口15彼此相通。兩空腔部分11-12通過另一個用于容納夾狀端子62的切口16彼此相通。如圖3中所示，接地層32及夾狀端子62彼此保持相對關系，并在其間建立電連接。
用蓋件8圍住第一和第二空腔部分11-12。因此，不會意外地觸到安放在第二空腔部分12內的換流器3的高壓部分。然而，如圖2中所示，電流入口部分31通過形成在殼體1的側面內的窗口17保持暴露在外。在此結構中，通過將插頭99插入窗口17可以很容易地與換流器3建立電連接。
透鏡簇7包括在主掃描方向上延伸的一簇自聚焦透鏡(Selfoclenses)。透鏡簇7位于玻璃板9與圖像感應芯片40簇之間用于將文件紙K上反射的光聚焦到圖像感應芯片40上，由此形成從文件紙上讀出的非放大的正像。如圖5中所示，殼體1形成有另一個用于容納透鏡簇7的向上開口的空腔部分13(第三空腔部分)。
圖像感應芯片40被設置用于根據文件紙上反射的光的照射能量輸出圖像信號。電路板4可由諸如環氧樹脂或陶瓷材料等樹脂材料制成。
在圖示實施例中，換流器3的位置靠近冷陰極管2。通過這樣一種結構，在換流器3與冷陰極管2間延伸的柔性電纜30a-30b可被相應地縮短。因此，可以降低沿柔性電纜30a-30b的能量損耗，還可大大增強由冷陰極管2產生的光量。
如上所述，借助柔性電纜30a-30b向冷陰極管2提供由換流器3產生的高頻驅動能量。在此結構中，高頻噪聲會從柔性電纜30a-30b及/或冷陰極管2過度地散射出去。如不采取適當的防范措施，這些噪聲會負面地影響從圖像感應芯片40提供的圖像信號，因此無法實現所讀圖像的高保真度的打印再現。正基于此，本發明的圖像感應芯片40被用屏蔽框架6使之與冷陰極管2和柔性電纜30a-30b隔絕開來。從而上述問題被解決了。
如前所述，根據本發明，在未使用螺栓或粘結劑的情況下將冷陰極管2、光反射支座5及屏蔽框架6設置在一起。另外，僅通過將上述三個元件2，5，6的組裝結構置入第一空腔部分11就可將其安放在殼體1內。類似地，僅通過簡單地將換流器3及透鏡簇7分別置入空腔部分12及13就可將其安放在殼體1內的相應位置。
下面參考圖6，如其所示，每個俯視呈長方形的圖像感應芯片40包含一承載光接收件41R，41G，41B的多行NR、NG、NB的芯片基片。每行NR，NG，NB都在主掃描方向N1上延伸，而且各行都包含有相同數目及結構的不同種類的光接收件。具體地根據所述實施例，圖像感應芯片40包含紅光接收件41R組成的第一行NR，綠光接收件41G組成的第二行NG，及蘭光接收件41B組成的第三行NB，它們按上述順序設置在第二掃描方向N2上。因此，綠光接收件41G的第二行NG被夾在紅光接收件41R的第一行NR及蘭光接收件41B的第三行NB之間。
從圖1中可以看到，每個圖像感應芯片40都安裝在電路板4上，且其縱向軸沿主掃描方向延伸。因此，每個圖像感應芯片40的光接收件41R、41G、41B組成的各行NR、NG、NB都相對于第二掃描方向與任何其它圖像感應芯片的光接收件的對應行對齊。為使各圖像感應芯片40準確定位在電路板4上，每個圖像感應芯片40都可設有位置標記(未示出)。可根據將由圖像掃描儀A讀出的文件紙的寬度來選擇要安裝在電路板4上的圖像感應芯片40的數目。
回到圖6，在每個圖像感應芯片40內的光接收件41R、41G、41B組成的每行NR、NG、NB中，各光接收件間在主掃描方向N1的間隔為P。第二掃描方向N2上各光接收件間的間隔也設定為P。每個光接收件在第二掃描方向上的長度為L。在所示實施例中，L等于P/2。
典型地，每個光接收件41R、41G、41B還可包含一光電晶體管，其能根據接收的光量提供一光電轉換用于產生電壓。可使用彩色濾波器進行光電晶體管的顏色選擇。
因此，如圖7所示，用允許紅光選擇透過的紅色濾波器42R蓋住每個紅光接收件41R，而用允許綠光選擇透過的綠色濾波器42G蓋住每個綠光接收件41G，類似地，用允許蘭光選擇透過的蘭色濾波器42B蓋住每個蘭光接收件41B。由適當地著色的光敏樹脂或薄膜制成的每個彩色濾波器42R、42G、42B在長度及寬度上略大于相應的光接收件。如圖所示，圖像感應芯片40的芯片基片的表面被黑色的保護層43蓋住。保護層43形成有多個在位置上分別與各光接收件41R、41G、41B相對應的通孔43a。
在這三種彩色濾波器中，紅色濾波器42R具有最大的厚度。另一方面，綠色濾波器42G具有中度的厚度，而蘭色濾波器42B最薄。通過這樣一種結構，蘭色濾波器42B具有最大的光透過率，而綠色濾波器42G的次之，紅色濾波器42R的光通過率最小。在此情況下，各光接收件的靈敏度可以相等。可通過下面所述的實驗方法具體確定各彩色濾波器的具體厚度。
首先，準備一張紅色測試表。然后，用圖像掃描儀A讀出紅測試表，并測量光接收件41R提供的圖像信號的電平。進行類似的步驟，對光接收件41G用綠色測試表，對光接收件41B用蘭色測試表。通過確定各彩色濾波器的厚度從而使由各彩色濾波器提供的圖像信號的電平都相同。
可用另一種方法進行對光接收件41R、41G、41B的靈敏度控制。例如，如圖8中所示，可將各光接收件的表面積變成各不相同。在所述實施例中，元件41R的長度LR最小，而元件41G的長度LG略大，元件41B的長度LB最大。在所述實施例中各元件41R、41G、41B的寬度都一樣。
下面參考圖9，其為本發明的圖像掃描儀A的控制部分的方框圖。控制部分包括一CPU(中央處理部分)101、ROM(只讀存儲器)102、RAM(隨機存取存儲器)103、及I/OIF(輸入/輸出接口)104。CPU101包括時間控制器101a及信號選擇器101b。
CPU101負責對圖像掃描儀A的整體控制。ROM102存儲有操作CPU101所需的各種程序等等。RAM103為CPU101提供工作區域而同時存儲諸如圖像數據等數字數據。I/O接口104受CPU101的控制用于到達及/或來自圖像感應芯片40、換流器3及電機105的數據傳輸。I/O接口104同樣用于將模擬圖像信號轉換為數字圖像信號。電機105用于啟動在第二掃描方向上傳輸文件紙用的滾輪(未示出)。
如圖11所示，每個圖像感應芯片40都具有用于其工作的光電電路。更具體地講，光電轉電路裝配有128位移位寄存器401、芯片選擇器402、一組紅光電晶體管PTR1-PTR128(構成紅光接收件41R)，一組綠光電晶體管PTG1-PTG128(構成綠光接收件41G)，一組蘭光電晶體管PTB1-PTB128(構成蘭光接收件41B)；一組第一紅光場效應晶體管FETR1-FETR128，一組第一綠光場效應晶體管FETG1-FETG128，一組第一蘭光場效應晶體管FETB1-FETB128；一第二紅光場效應晶體管FETR201，一第二綠光場效應晶體管FETG201，一第二蘭光場效應晶體管FETB201；一第三紅光場效應晶體管FETR211，一第三綠光場效應晶體管FETG211，一第三蘭光場效應晶體管FETB211；一紅光運算放大器OPR1、一綠光運算放大器OPG1、一蘭光運算放大器OPB1；一組三個紅光電阻RR1-RR3、一組三個綠光電阻RG1-RG3、一組三個蘭光電阻RB1-RB3、及十一個端子接頭SI、CLK、GND、AOR1、AOR2、SO、AOG1、AOG2、AOB1、AOB2、VDD。每個第一場效應晶體管FETR1-FETR128、FETG1-FETG128、FETB1-FETB128，第二場效應晶體管FETR201、FETG201、FETB201及第三場效應晶體管FETR211、FETG211、FETB211都可為MOS(金屬氧化物半導體)場效應晶體管。
從接頭SI、CLK、GND、AOR1、AOR2、SO、AOG1、AOG2、AOB1、AOB2、VDD中所選出的接頭通過連接器49(參見圖1)與外部電路(未示出)相連。接頭SI接收串聯信號。接頭CLK被提供時鐘信號，例如8MHZ。接頭GND用于接地。接頭AOR1輸出與接收到的紅光量相對應的非放大的模擬圖像信號，而接頭AOR2輸出放大紅色圖像信號。接頭AOG1輸出與接收到的綠光量相對應的非放大的模擬圖像信號，而接頭AOG2輸出放大的綠色圖像信號。接頭AOB1輸出與接收到的蘭光量相對應的非放大的模擬圖像信號，而AOB2輸出放大的蘭色圖像信號。接頭SO輸出串聯行輸出信號，接頭VDD被提供有5V的邏輯電壓。
下面對使用圖像掃描儀A進行圖像讀取的操作實施例進行描述。
首先，文件紙K在玻璃板9上向前輸送，冷陰極管2被接通以產生用于輻射文件紙K的白光。在文件紙K上反射的白光被透鏡簇7收集以聚焦到圖像感應芯片簇40上，從而在光接收件41R、41G、41B的各相應行處產生出非放大的正像。
根據接收到的光量，光接收件41R、41G、41B產生電信號。更具體地，在CPU101的時間控制器101a的控制下，光接收件41R、41G、41B對一掃描行輸出第一組圖像信號，而同時文件紙K前進距離(P-L)。然后，在時間控制器101a的控制下，光接收件41R、41G、41B對同一掃描行輸出第二組圖像信號，同時文件紙K又前進一距離L。
根據所述實施例，在CPU101的信號選擇器101B的控制下，第一組的圖像信號被作為所需信號存入RAM103中，而第二組的圖像信號被作為不需要的圖像信號而忽略或舍棄掉。然而，可替代地也可將第一部分的圖像信號忽略掉，而將第二部分中的圖像信號存入RAM103用于進一步處理。
需明確的是，當文件紙K前進了距離(P-L)時，光接收件41R、41G、41B將在第二掃描方向上掃描文件紙KP距離。因此，通過如上所述的忽略掉第二組的圖像信號，當從第二掃描方向看時，可以對每一掃描行進行無重疊方式的圖像讀取。
現在參考圖10，其中T代表文件紙K前進距離P所用的時間。分別用Rn、Rn+1、Rn+2等代表在第一個半周期T內光接收件41R產生的紅光信號，而同一元件41R在第二個半周期T內所產生的紅光圖像信號用Rn′、Rn+1′、Rn+2′等表示。類似地，在第一個半周期T內光接收件41G產生的綠光圖像信號Gn-1、Gn、Gn+1等表示。而在第二個半周期T內由同一元件41G產生的綠光圖像信號用Gn-1′、Gn′、Gn+1′等表示。另外，由光接收件41B在第一個半周期T內產生的蘭光圖像信號用Bn-2、Bn-1、Bn等表示。而由同一元件41B在第二個半周期T內產生的蘭光圖像信號用Bn-2′、Bn-1′、Bn′等表示。
根據本發明，圖像信號Rn、Rn+1、Rn+2…Gn-1、Gn、Gn+1、…Bn-2、Bn-1、Bn…(第一組圖像信號)被采納作為所需信號，而圖像信號Rn′、Rn+1′、Rn+2′…Gn-1′、Gn′、Gn+1′、…Bn-2′、Bn-1′、Bn′…(第二組圖像信號)被CPU101忽略。
下面描述圖像感應芯片40的具體運行細節。圖像掃描儀A的圖像讀取是串行地或連接地從一簇中的一個圖像感應芯片40到另一個進行的。更具體的，例如，在圖1所示的簇中，串行圖像讀取是從左端圖像感應芯片40(第一圖像感應芯片)開始而在右端圖像感應芯片(最后的圖像感應芯片)終止。在每個圖像感應芯片40中的圖像讀取過程是依下述方式進行的。
當諸如8MHz的時鐘信號輸入到接頭CLK時，串行輸入信號被提供給接頭SI。由此提供的串行輸入信號被輸入給芯片選擇器402的一設置端。其結果，芯片選擇器402從選擇輸出端與時鐘信號同步地輸出高電平選擇信號。然后通過轉換時鐘信號而得到的高電平選擇信號被輸入到第二場效應晶體管FETR201、FETG201、FETB201各自的柵極，從而使得時鐘信號被維持在低電平時三個晶體管導通。
另一方面，串行輸入信號同樣與被輸入到移位寄存器401的時鐘端的時鐘信號同步地提供給移位寄存器401的串行輸入端。當串行輸入信號與時鐘信號的下降同步地輸入到移位寄存器401的第一位時，第一位變為導通ON將高電平信號輸送到各第一場效應晶體管FETR1、FETG1、FETB1(對應于移位寄存器401的第一位)的各柵極，從而使這些晶體管導通。此時，由于時鐘信號處于低電平，接收無反相時鐘信號的各第三場效應晶體管FETR211、FETG211、FETB211被保持關閉。其結果，由于電荷累積在各光電晶體管PTR1、PTG1、PTB1處，并通過相關的第一場效應晶體管FETR1、FETG1、FETB1放電電流流過各電阻RR3、RG3、RB3。各電阻RR3、RG3、RB3的并聯電壓輸入到各自的運算放大器OPR1、OPG1、OPB1的非反相端，從而按一放大系數被放大，該放大系數是由各電阻PR1、PG1、PB1中相應的一個與各電阻PR2、PG2、PB2中相應的一個間的電阻比值來決定的。由此獲得的放大的電壓通過被保持在導通狀態的各第二場效應晶體管FETR201、FETG201、FETB201從各接頭AOR2、AOG2、AOB2輸出。而同時時鐘信號被維持在低電平，即選擇信號被維持在高電平。同時，各電阻RR3、RG3、RB3的非放大的兩端間電壓也從各接頭AOR1、AOG1、AOB1輸出。
相反地，當時鐘信號從低電平上升到高電平時，各第二場效應晶體管FETR201、FETG201、FETB201截止，而各第三場效應晶體管FETR211、FETG211、FETB211導通。其結果，各接頭AOR2、AOG2、AOB2無輸出，而各光電晶體管PTR1、PTG1、PTB1的存留電荷通過各自的第一場效應晶體管FETR1、FETG1、FETB1及各自的第三場效應晶體管FETR211、FETG211、FETB211放電。當時鐘信號接著又從高電平下降到低電平時，先前保持在移位寄存器401的第一位的串行信號被移到第二位以導通各與第二位對應的第一場效應晶體管FETR2、FETG2、FETB2，而各第二場效應晶體管FETR201、FETG201、FETB201導通。其結果，各第二位光電晶體管PTR2、PTG2、PTB2的電荷通過相關的第一場效應晶體管FETR2、FETG2、FETB2放電，由此產生各電阻的RR3、RG3、RB3的兩端間電壓。由此產生的電壓從各接頭AOR1、AOG1、AOB1無放大的輸出以及在各放大器OPR1、OPG1、OPB1放大后從各接頭AOR2、AOG2、AOB2輸出。
通過重復上述步驟，對于各種顏色(紅、綠、蘭)的同一圖像感應芯片40(第一圖像感應芯片)的其它光電晶體管PTR3-PTR128、PTG3-PTG128、PTB3-PTB128可被接連掃描用于從各接頭AOR1、AOG1、AOB1輸出非放大的圖像信號同時也從各接頭AOR2、AOG2、AOB2輸出放大的圖像信號。當串行輸入信號在時鐘信號的相關下降沿從移位寄存器401的最后一位輸出時，串行輸入信號被輸入到芯片選擇器402的清除端，而同時被作為串行輸出信號從接頭SO取出。其結果，第一圖像感應芯片40的芯片選擇器402將選擇信號保持在低電平。
來自第一圖像感應芯片40(圖1中左端的圖像感應芯片)的接頭SO的串行輸出信號被作為串行輸入信號輸入到下一圖像感應芯片40(第二圖像感應芯片)的接頭SI。這使得第二圖像感應芯片40與第一圖像感應芯片以相同的方式進行工作。
第三及任何后面的圖像感應芯片40的工作方式也都與第一和第二圖像感應芯片相同。
來自右端圖像感應芯片或上一個圖像感應芯片的模擬圖像信號(對于各相應顏色)被I/O接口104轉換為數字信號存入RAM103中。這里需指出的是，獲得存入RAM103中的數字信號的同時文件紙K也前進了距離(P-L)。
另一方面，在所述實施例中，在第二個半個周期T內由各光接收件產生的圖像信號被CPU101的信號選擇器101b忽略掉。
在上述實施例中，CPU101(或信號選擇器101b)選擇所需的圖像信號存入RAM103中。可替代地，也可通過I/O接口104進行選擇。在此情況下，只將所需的模擬信號轉換為數字信號而同時不需要的圖像信號不被轉換為數字信號，即可作出選擇。
根據本發明，也可這樣設計，即對于每一掃描行的所需圖像信號從光接收件41R、41G、41B輸出而同時文件紙K前行稍小于(P-L)的一段距離。
下面參考圖12和13，其所示為本發明的第二實施例。在此實施例中，CPU101如第一實施例中一樣含有一個輸出時間控制器101a，及一光控制器101c，如圖12中所示。對于一光源，可使用能發出白光的LEDC(發光二極管)。
根據第二實施例，在光控制器101c的控制下，光源開通同時文件紙K前行距離α，而當光源被關閉時文件紙K又前進另一距離β。這里α不大于(P-L)，而(α+β)等于P。如其所示，當文件紙又前進了一距離α時，光源被打開，而當文件紙又前進了另一距離β時，光源關閉。
在上述實施例中，在輸出時間控制器101a的控制下，當光源關閉時每個接收件輸出一圖像信號。
已對本發明的最佳實施例進行了描述。很明顯其可作各種變化。
例如，可通過調節運算放大器OPR1、OPG1、OPB1的放大系數進行光接收件的靈敏度控制。在此情況下，運算放大器OPR1的放大系數為最小，運算放大器OPG1的放大系數第二小，而OPB1的最大。
此外，也可通過調節冷陰極管產生的白光的成分的亮度(紅、綠、蘭)進行光接收件的靈敏度控制。具體講，使蘭光成分的亮度最強，綠光成分的亮度次強，而紅光成分的亮度最弱。
此類的變化不被作為是脫離了本發明的實質及范圍，對本領域技術人員而言，很明顯此類變化都包含在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種圖像感應芯片，其特征在于包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都用紅色濾波器蓋住；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都用綠色濾波器蓋住；及一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都用蘭色濾波器蓋住；其中，紅、綠及蘭色濾波器具有預定的厚度，紅色濾波器的厚度大于綠濾器的厚度，而綠色濾波器的厚度大于蘭色濾波器的厚度。
2.一種圖像感應芯片，其特征在于包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都具有一被紅色濾波器蓋住的紅光接收表面；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都具有一被綠色濾波器蓋住的綠光接收表面；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都具有一被蘭色濾波器蓋住的蘭光接收表面；其中，紅光接收表面的面積小于綠光接收表面的面積，綠光接收表面的面積小于蘭光接收表面的面積。
3.一種圖像感應芯片，其特征在于包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都用紅色濾波器蓋住；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都用綠色濾波器蓋住；及一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測蘭光的蘭光接收件，每個蘭光接收件都用蘭色濾波器蓋住；一個用于紅光接收件行的第一放大器；一個用于綠光接收件行的第二放大器；及一個用于蘭光接收件行的第三放大器；其中，第一放大器的放大系數小于第二放大器的放大系數，而第二放大器的放大系數小于第三放大器的放大系數。
全文摘要
本發明公開一種圖像感應芯片，包含一芯片基片；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測紅光的紅光接收件，每個紅光接收件都用紅色濾波器蓋住；一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測綠光的綠光接收件，每個綠光接收件都用綠色濾波器蓋住；及一行形成在芯片基片內并設置在第一方向上用于檢測藍光的藍光接收件，每個藍光接收件都用藍色濾波器蓋住；其中，紅、綠及藍色濾波器具有預定的厚度，紅色濾波器的厚度大于綠濾器的厚度，而綠色濾波器的厚度大于藍色濾波器的厚度。
文檔編號G02B27/00GK1496097SQ20031010149
公開日2004年5月12日 申請日期1998年8月12日 優先權日1997年9月5日
發明者藤本久義, 大西弘朗, 高倉敏彥, 今村典廣, 廣, 彥, 朗 申請人:羅姆股份有限公司