CN1213929A

CN1213929A - 图像读取装置

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Publication number: CN1213929A
Application number: CN98117159A
Authority: CN
Inventors: 藤本久义; 大西弘朗; 高仓敏彦; 今村典广
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 1999-04-14
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: US6133565A; TW380351B; US6376822B1; CN1148943C; US6365887B1

Abstract

一种图像读取装置,包括一作为照射文件纸光源的冷阴极管,一用于向光源提供驱动能量的换流器。连接电缆用于电连接光源与换流器。图像读取装置还包括三行不同种类的设置在主扫描方向上用于检测文件纸上反射光的光接收件。透镜簇用于将反射光聚焦到各自的光接收件行上。光接收件固定在印刷电路板上。用图像读取装置的一单独壳体支撑住光源、换流器、透镜簇及印刷电路板。

Description

图像读取装置

本发明涉及图像读取装置，更具体地涉及一种以全色方式光读取文件纸的行图像扫描仪。本发明还涉及一种最适于用于此种图像扫描仪的图像感应芯片。

附图14中示出了一种传统的图像读取装置。所示的图像读取装置包括一由冷一阴极管1’及反射镜2’构成的光源部分Ba。传统装置还包括一借助柔性电缆3’向冷阴极管1’提供驱动能量的换流器部分Bb，及一设置有反射镜4a’、4b’的光导部分Bc。传统装置还包括设置有透镜5’及图像传感器6’的图像读取部分Bd。

在工作过程中，光源部分在其上放置有将要读出的文件纸K的固定玻璃板7’下在第二扫描方向上往复移动。相应地，光导部分Bc也在第二扫描方向上往复移动。

已经发现传统的图像读取装置存在以下的不足之处。

首先，光源部分Ba、换流器部分Bb及光导部分Bc是彼此独立地被制造出的。使用这样一种结构，很难将这些部分准确地彼此相对定位。另外，由于需要制造多个独立的部分，因此生产成本也会很高。

此外，将光源部分Ba与换流器部分Bb相连的柔性电缆3’很长，从而光源部分Ba的往复运动并不会受到阻碍。然而，随着柔性电缆3’的长度增加，由反相器部分Bb向冷阴极管1’提供的驱动能量的损失也会增大。其结果是，冷阴极管17的亮度也会过度地降低。

同时传统的图像读取装置还具有下列的不足。

虽然图14中未示出，图像传感器6’包括多个图像感应芯片。每个图像感应芯片都由三行在主扫描方向上延展的光接收件构成。第一行由用于选择检测白光的红光成分的红光接收件构成。类似地，第二行由用于选择检测白光的绿光成分的绿光接收件构成，而第三行由用于选择检测白光的兰光成分的兰光接收件构成。每一行光接收件间在主扫描方向上的间距为P。同样每行光接收件间在第二扫描方向(其与主扫描方向垂直)上的间距也为P。从第二扫描方向的方向来看，每个光接收元件的长度为P/2。

为了进行颜色选择，光接收件使用了彩色滤波器。更具体地讲，每个红光接收件都被允许红光选择透过的红色滤波器所覆盖，而每个绿光接收件被允许绿光选择透过的绿色滤波器所覆盖。类似地，每个兰光接收件被允许兰光选择透过的兰色滤波器所覆盖。

在传统的图像读取装置中，并没注意到彩色滤波器的厚度，三种类型的彩色滤波器的厚度相同。而具有这样的一种结构，无法实现高保真度地再现所读取的图像。其中一个原因在于对于不同颜色的光(红、绿、兰)，彩色滤波器的性质是不同的。另外还由于对于不同颜色的光光接收件的性质也是不同的。

更具体地，如图15中所示，在三种颜色中(红、绿、兰)，传统的光接收件(例如光电晶体管)对于红色具有最高的相对灵敏度，对于绿光次之，而对于兰光的相对灵敏度最低。

图16中示出入射光波长与各彩色滤波器(红色滤波器，绿光滤波器及兰色滤波器)的透过率间的关系。如图所示，红色滤波器具有最高的透过率，绿色滤波器次之，而兰色滤波器最低。

如图17中所示，典型的冷阴极管产生出白光，其中的绿光成分与红光及兰光相比具有最高的能量比。

图18示出在五种不同的检测表(白色、红色、绿色、兰色及黑色)上红(R)、绿(G)及兰(B)光的反射率。如图所示，在这三种光中，兰光在白色检测表上反射最强。红光在红色检测表上反射最强，绿光在绿色检测表上反射最强而兰光在兰色检测表上反射最强。而当检测表为黑色时，三种颜色的光都几乎不反射。

图19是通过图16及图18的组合得到的。如图所示，当使用白色检测表时，绿光具有最高的透过率及反射率。

图20是通过图15、图17及图19的综合得到的，图20示出了当用白光辐射五种检测表(白、红、绿、兰及黑)时由三种光接收件所产生的输出电压。如其所示，当使用白色检测表时，绿光接收件产生最高的输出电压。当使用红色检测表时，红光接收件产生最高的输出电压。

另外，传统的图像读取装置还存在如下不足。

参考图21，为了对每行进行图像读取，每个图像感应芯片的光接收件8’(只示出一个)在第二扫描方向上相对于文件纸前移距离P。而在此移动过程中，光接收件8’扫描出一个长度为(P+L)的长方形，这意味着由于光接收件自身长度L的原因对每行的图像读取扫过了过大的面积。其结果，使用传统的图像读取装置无法实现纸上的图像的高保真度的打印再现。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够克服上述缺点的图像读取装置。

本发明的另一个目的是提供一种适于用在此种图像读取装置中的图像感应芯片。

根据本发明第一方面的图像读取装置包含：

一用于用光辐射文件纸的光源；

向光源提供驱动能量的电源；

用于电连接光源与电源的连接电缆；

至少一行设置在主扫描方向上用于检测文件纸所反射的光的光接收件；

用于将反射光聚焦在光接收件行上的透镜簇；

用于在其上安装光接收件行的印刷电路板；及

用于支撑光源、电源、透镜簇及印刷电路板的壳体。

图像读取装置还包含与用于容纳光源的槽形成的光反射支座。图像读取装置还可包含用于容纳光反射支座的屏蔽框架。

屏蔽框架最好接地。

根据本发明的最佳实施例，壳体形成有用于容纳光源的第一空腔部分，用于容纳电源的第二空腔部分及用于容纳透镜簇的第三空腔部分。此外，壳体还形成有用于使第一和第二空腔部分彼此相通的切口，连接电缆延伸通过切口。

光源可包含一冷阴极管，而电源可包含一换流器。

根据本发明第二方面的图像读取装置包含：

用于用光辐射文件纸的光源；

设置在主扫描方向上用于检测文件纸上反射光的红光成分的一行红光接收件，每个红光接收件在与主扫描方向垂直的第二扫描方向上的长度为L。

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光的绿光成分的绿光接收件，在第二扫描方向上绿光接收件与红光接收件的行间距为P，每个绿光接收件在第二扫描方向上的长度为L。

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光的兰光成分的兰光接收件，在第二扫描方向上兰光接收件与绿光接收件的行间距为P，每个兰光接收件在第二扫描方向上的长度为L；及

一信号选择器；

其中，在对一扫描行的图像读取过程中，信号选择器将由每个光接收件在所述每个光接收件沿第二扫描方向相对文件纸移动一个第一传送距离的期间，产生的电压采纳作为一所需的图像信号，信号选择器同样将由所述每个光接收件在所述每个光接收件沿第二扫描方向相对文件纸紧接着移动第一传送距离后移动一个第二传送距离的期间内产生的电压作为一不需要的图像信号忽略掉。

可用CPU、栅极簇或PLA(程序逻辑簇)来实现。

第一传送距离可等于(P-L)，而第二传送距离可等于L。

可替代地，第一传送距离可以小于(P-L)，而第二传送距离可以大于L。

光源可包括一冷阴极管或一发光二极管。

根据本发明第三方面的图像读取装置包含：

一用于用光辐射文件纸的光源，

一行设置在主扫描方向上用于检测文件纸上反射光的红光成分的红光接收件，每个红光接收件在与主扫描方向相垂直的第二扫描方向上的长度为L，

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光绿光成分的绿光接收件，绿光接收件与红光接收件在第二扫描方向上的行间距为P，每个绿光接收件在第二扫描方向上的长度为L；

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光的兰光成分的兰光接收件，兰光接收件在第二扫描方向上与绿光接收件的行间距为P，每个兰光接收件在第二扫描方向上的长度为L；

一光控制器；

其中，在执行对一扫描行的图像读取过程中，在每个光接收件在第二扫描方向上相对文件纸移动一第一传送距离的期间内，光控制器打开光源，同样在所述每个光接收件在第二扫描方向上相对文件纸在紧接着移动第一传送距离后又移动第二传送距离的期间内，光控制器又将光源关闭。

可用CPU、栅极簇或PLA构成光控制器。

图像读取装置还包含一输出计时控制器，用于调节来自每个光接收件的图像信号的输出，从而当光源关闭时图像信号从所述每个光接收件输出。

根据本发明第四方面的图像感应芯片包含：

一芯片基片；

形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测红光的一行红光接收件，每个红光接收件都被一红色滤波器覆盖；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测绿光的绿光接收件，每个绿光接收件被一绿色滤波器覆盖；及

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向用于检测兰光的兰光接收件，每个兰光接收件被一兰色滤波器覆盖；

其中，红、绿及兰色滤波器具有预定的厚度，红色滤波器的厚度大于绿色滤波器的厚度，而绿色滤波器的厚度大于兰色滤波器的厚度。

根据本发明第五方面的图像感应芯片包含：

一芯片基片；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测红光的红光接收件，每个红光接收件都具有一个被红色滤波器覆盖的红光接收表面；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测绿光的绿光接收件，每个绿光接收件都具有一个被绿色滤波器覆盖的绿光接收表面；及

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测兰光的兰光接收件，每个兰光接收件都具有一个被兰色滤波器覆盖的兰光接收表面；

其中，红光接收表面的面积小于绿光接收表面的面积，绿光接收表面的面积小于兰光接收表面的面积。

根据本发明第六方面的图像感应芯片包含：

一芯片基片；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测红光的红光接收件，每个红光接收件被一红色滤波器覆盖；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测绿光的绿光接收件，每个绿光接收件被一绿色滤波器覆盖；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测兰光的兰光接收件，每个兰光接收件被一兰色滤波器覆盖；

一个用于红光接收件行的第一放大器；

一个用于绿光接收件行的第二放大器；

一个用于兰光接收件行的第三放大器；

其中第一放大器的放大系数小于第二放大器的放大系数，而第二放大器的放大系数小于第三放大器的放大系数。

通过下面结合相应附图的描述会对本发明的其它特征及优点有更清楚的了解。

图1为根据本发明第一实施例的图像读取装置的分解示意图；

图2为图1的图像读取装置的主要部分的放大示意图；

图3为图2中沿Ⅲ-Ⅲ方向的剖面示意图；

图4为图2中沿Ⅳ-Ⅳ方向的剖面示意图；

图5为图1的图像读取装置的分解示意图，示出了装置组装的方法；

图6为用于图1的图像读取装置的图像感应芯片的平面示意图；

图7为图6中沿Ⅶ-Ⅶ方向的剖面示意图；

图8为图6的图像感应芯片的变形结构的平面示意图；

图9为用于图1的图像读取装置的控制系统的方框图；

图10示出了从图6的图像感应芯片的光接收件提供的图像信号的输出时间；

图11为图6的图像感应芯片的电路图；

图12示出了控制系统的变形模式；

图13为纸的输送与光源启动间的关系；

图14为传统的图像读取装置；

图15示出了光的波长与光接收件的相对灵敏度间的关系；

图16示出了光波长与彩色滤波器的透过率间关系；

图17示出从冷阴极管发射的光的波长与同一光的能量比间的关系；

图18示出各种测式表反射光的情况；

图19示出了滤波器透过率与检测表反射率的乘积的变化情况；

图20示出了图像感应芯片的输出的变化，及

图21示出了光接收件的运动情况。

下面参考相对附图对本发明的最佳实施例作具体描述。

首先参考图1，其为用于本发明第一实施例的图像读取装置的各构件的分解示意图。本实施例的图像读取装置为一种平板型行图像扫描仪A，其主要包括一壳体1、冷阴极管2、换流器3、电路板4、光反射支座5、屏蔽框架6、透镜簇7及透明盖件8。

在所述实施例中，壳体1在一个方向上(图2中的主扫描方向N₁)呈细长并且有一种箱体结构，其用于容纳冷阴极管2、换流器3、光反射支座5、屏蔽框架6及透镜簇7。壳体1支撑住从上面固定在其上的盖件8。壳体1同样支撑住从下面与其相固定的电路板4。壳体1可由如合成树脂等构成。

具有光出口表面20的冷阴极管2作为一个白光源并在主扫描方向上延伸用于在文件纸的整个宽度上用白光均匀辐射文件纸。在工作中，驱动能量(例如600V,30-160KHz、3-5mA)并联提供给冷阴极管2。如果需要的活或最好地，可用一个或多个白色LED替代冷阴极管2。

换流器3包括一上面设置有适宜电路(未示出)的电路板33。换流器3用于将低压直流电转换为高压及高频的交流电。用盖壳34盖住未示出的电路。换流器3最好还设置有用于防止电路中产生噪声的相应装置。换流器3包括设置有两个端子31a及31b用于从外部电源输入直流的电源入口部分31。如图3中所示，换流器3的电路板33的反面设置有足够大面积的接地层32。接地层32与上述端子31b电连接。将换流器3的输出电压借助两上柔性电缆30a及30b提供给冷阴极管2。

电路板4具有用于固定图像感应芯片簇的上表面(相对于壳体1的内表面)。虽然图1中未示出，电路板4的上表面形成有布线图形，下面将对每个图像感应芯片40的具体情况进行描述。

如图1所示，电路板4在主扫描方向上细长，而图像感应芯片40的簇在主扫描方向上延伸。另外，同样如图1中所示，电路板4被设置有用于与外部电路或设备建立连接的连接器49；

光反射支座5支撑住壳体1内的冷阴极管2同时高反射率地向盖件8反射白光。由于提供了光反射座5，由冷阴极管2产生的白光即被作为在主扫描方向上延伸的带或线集中地引到玻璃板9上的扫描位置P(参见图3)。

为了容纳冷阴极管2，光反射支座5设置有具有开口51的槽50，槽50具有内表面50a，为了高效地反射内表面50a最好为白色，槽50的横截面直径大于冷阴极管2的横截面直径却等于固定在冷阴极管2的两端周围的橡胶圈21的外径。

这样一种结构的好处在于可保证冷阴极管2远离光反射支座5。在此情况下，可防止由冷阴极管2产生的热量通过与光反射支座5的直接接触而扩散。其结果，可将冷阴极管2保持在适宜的温度，从而提供用于进行正常图像读取所需的足量的光。

如图3及图4中所示，光反射支座5设置有用于容纳柔性电缆30a及30b的切口52。

可通过模压加工金属板而制成的屏蔽框架6同样在主扫描方向上细长，从图1中可以看出，屏蔽框架6，冷阴极管2及光反射支座5的长度基本相同。屏蔽框架6具有长方形的截面，且无顶部侧面(参见图3或图4)。屏蔽框架6设置有切口61，用于提供柔性电缆30a-30b的通道，并具有夹子状的端子62。为屏蔽框架6接地而使用的夹状端子62可通过将端子62的整个部分弄弯而制成。

如图5中所示，壳体1形成有大到足以容下屏蔽框架6的向上开口空腔部分11(第一空腔部分)。因此，在将冷阴极管2、光反射支座5及屏蔽框架6放置在一起之后，通过将它们插入第一空腔部分11就可很容易地将它们一起安装在壳体1内。

壳体1同样形成有一个与第一空腔部分11相邻的另一个向上开口空腔部分12(第二空腔部分)。第二空腔部分12用于容纳换流器3。如图1中所示，两个空腔部分11-12通过用于提供柔性电缆30a-30b的通道的切口15彼此相通。两空腔部分11-12通过另一个用于容纳夹状端子62的切口16彼此相通。如图3中所示，接地层32及夹状端子62彼此保持相对关系，并在其间建立电连接。

用盖件8围住第一和第二空腔部分11-12。因此，不会意外地触到安放在第二空腔部分12内的换流器3的高压部分。然而，如图2中所示，电流入口部分31通过形成在壳体1的侧面内的窗口17保持暴露在外。在此结构中，通过将插头99插入窗口17可以很容易地与换流器3建立电连接。

透镜簇7包括在主扫描方向上延伸的一簇自聚焦透镜(Selfoclenses)。透镜簇7位于玻璃板9与图像感应芯片40簇之间用于将文件纸K上反射的光聚焦到图像感应芯片40上，由此形成从文件纸上读出的非放大的正像。如图5中所示，壳体1形成有另一个用于容纳透镜簇7的向上开口的空腔部分13(第三空腔部分)。

图像感应芯片40被设置用于根据文件纸上反射的光的照射能量输出图像信号。电路板4可由诸如环氧树脂或陶瓷材料等树脂材料制成。

在图示实施例中，换流器3的位置靠近冷阴极管2。通过这样一种结构，在换流器3与冷阴极管2间延伸的柔性电缆30a-30b可被相应地缩短。因此，可以降低沿柔性电缆30a-30b的能量损耗，还可大大增强由冷阴极管2产生的光量。

如上所述，借助柔性电缆30a-30b向冷阴极管2提供由换流器3产生的高频驱动能量。在此结构中，高频噪声会从柔性电缆30a-30b及/或冷阴极管2过度地散射出去。如不采取适当的防范措施，这些噪声会负面地影响从图像感应芯片40提供的图像信号，因此无法实现所读图像的高保真度的打印再现。正基于此，本发明的图像感应芯片40被用屏蔽框架6使之与冷阴极管2和柔性电缆30a-30b隔绝开来。从而上述问题被解决了。

如前所述，根据本发明，在未使用螺栓或粘结剂的情况下将冷阴极管2、光反射支座5及屏蔽框架6设置在一起。另外，仅通过将上述三个元件2,5,6的组装结构置入第一空腔部分11就可将其安放在壳体1内。类似地，仅通过简单地将换流器3及透镜簇7分别置入空腔部分12及13就可将其安放在壳体1内的相应位置。

下面参考图6，如其所示，每个俯视呈长方形的图像感应芯片40包含一承载光接收件41R,41G,41B的多行NR、NG、NB的芯片基片。每行NR,NG,NB都在主扫描方向N1上延伸，而且各行都包含有相同数目及结构的不同种类的光接收件。具体地根据所述实施例，图像感应芯片40包含红光接收件41R组成的第一行NR，绿光接收件41G组成的第二行NG，及兰光接收件41B组成的第三行NB，它们按上述顺序设置在第二扫描方向N2上。因此，绿光接收件41G的第二行NG被夹在红光接收件41R的第一行NR及兰光接收件41B的第三行NB之间。

从图1中可以看到，每个图像感应芯片40都安装在电路板4上，且其纵向轴沿主扫描方向延伸。因此，每个图像感应芯片40的光接收件41R、41G、41B组成的各行NR、NG、NB都相对于第二扫描方向与任何其它图像感应芯片的光接收件的对应行对齐。为使各图像感应芯片40准确定位在电路板4上，每个图像感应芯片40都可设有位置标记(未示出)。可根据将由图像扫描仪A读出的文件纸的宽度来选择要安装在电路板4上的图像感应芯片40的数目。

回到图6，在每个图像感应芯片40内的光接收件41R、41G、41B组成的每行NR、NG、NB中，各光接收件间在主扫描方向N1的间隔为P。第二扫描方向N2上各光接收件间的间隔也设定为P。每个光接收件在第二扫描方向上的长度为L。在所示实施例中，L等于P/2。

典型地，每个光接收件41R、41G、41B还可包含一光电晶体管，其能根据接收的光量提供一光电转换用于产生电压。可使用彩色滤波器进行光电晶体管的颜色选择。

因此，如图7所示，用允许红光选择透过的红色滤波器42R盖住每个红光接收件41R，而用允许绿光选择透过的绿色滤波器42G盖住每个绿光接收件41G，类似地，用允许兰光选择透过的兰色滤波器42B盖住每个兰光接收件41B。由适当地着色的光敏树脂或薄膜制成的每个彩色滤波器42R、42G、42B在长度及宽度上略大于相应的光接收件。如图所示，图像感应芯片40的芯片基片的表面被黑色的保护层43盖住。保护层43形成有多个在位置上分别与各光接收件41R、41G、41B相对应的通孔43a。

在这三种彩色滤波器中，红色滤波器42R具有最大的厚度。另一方面，绿色滤波器42G具有中度的厚度，而兰色滤波器42B最薄。通过这样一种结构，兰色滤波器42B具有最大的光透过率，而绿色滤波器42G的次之，红色滤波器42R的光通过率最小。在此情况下，各光接收件的灵敏度可以相等。可通过下面所述的实验方法具体确定各彩色滤波器的具体厚度。

首先，准备一张红色检测表。然后，用图像扫描仪A读出红检测表，并测量光接收件41R提供的图像信号的电平。进行类似的步骤，对光接收件41G用绿色检测表，对光接收件41B用兰色检测表。通过确定各彩色滤波器的厚度从而使由各彩色滤波器提供的图像信号的电平都相同。

可用另一种方法进行对光接收件41R、41G、41B的灵敏度控制。例如，如图8中所示，可将各光接收件的表面积变成各不相同。在所述实施例中，元件41R的长度LR最小，而元件41G的长度LG略大，元件41B的长度LB最大。在所述实施例中各元件41R、41G、41B的宽度都一样。

下面参考图9，其为本发明的图像扫描仪A的控制部分的方框图。控制部分包括一CPU(中央处理部分)101、ROM(只读存储器)102、RAM(随机存取存储器)103、及I/OIF(输入/输出接口)104。CPU101包括时间控制器101a及信号选择器101b。

CPU101负责对图像扫描仪A的整体控制。ROM102存储有操作CPU101所需的各种程序等等。RAM103为CPU101提供工作区域而同时存储诸如图像数据等数字数据。I/O接口104受CPU101的控制用于到达及/或来自图像感应芯片40、换流器3及电机105的数据传输。I/O接口104同样用于将模拟图像信号转换为数字图像信号。电机105用于启动在第二扫描方向上传输文件纸用的滚轮(未示出)。

如图11所示，每个图像感应芯片40都具有用于其工作的光电电路。更具体地讲，光电转电路装配有128位移位寄存器401、芯片选择器402、一组红光电晶体管PTR1-PTR128(构成红光接收件41R)，一组绿光电晶体管PTG1一PTG128(构成绿光接收件41G)，一组兰光电晶体管PTB1-PTB128(构成兰光接收件41B)；一组第一红光场效应晶体管FETR1-FETR128，一组第一绿光场效应晶体管FETG1-FETG128，一组第一兰光场效应晶体管FETB1-FETB128；一第二红光场效应晶体管FETR201，一第二绿光场效应晶体管FETG201，一第二兰光场效应晶体管FETB201；一第三红光场效应晶体管FETR211，一第三绿光场效应晶体管FETG211，一第三兰光场效应晶体管FETB211；一红光运算放大器OPR1、一绿光运算放大器OPG1、一兰光运算放大器OPB1；一组三个红光电阻RR1-RR3、一组三个绿光电阻RG1-RG3、一组三个兰光电阻RB1-RB3、及十一个端子接头SI、CLK、GND、AOR1、AOR2、SO、AOG1、AOG2、AOB1、AOB2、VDD。每个第一场效应晶体管FETR1-FETR128、FETG1-FETG128、FETB1-FETB128，第二场效应晶体管FETR201、FETG201、FETB201及第三场效应晶体管FETR211、FETG211、FETB211都可为MOS(金属氧化物半导体)场效应晶体管。

从接头SI、CLK、GND、AOR1、AOR2、SO、AOG1、AOG2、AOB1、AOB2、VDD中所选出的接头通过连接器49(参见图1)与外部电路(未示出)相连。接头SI接收串联信号。接头CLK被提供时钟信号，例如8MHZ。接头GND用于接地。接头AOR1输出与接收到的红光量相对应的非放大的模拟图像信号，而接头AOR2输出放大红色图像信号。接头AOG1输出与接收到的绿光量相对应的非放大的模拟图像信号，而接头AOG2输出放大的绿色图像信号。接头AOB1输出与接收到的兰光量相对应的非放大的模拟图像信号，而AOB2输出放大的兰色图像信号。接头SO输出串联行输出信号，接头VDD被提供有5V的逻辑电压。

下面对使用图像扫描仪A进行图像读取的操作实施例进行描述。

首先，文件纸K在玻璃板9上向前输送，冷阴极管2被接通以产生用于辐射文件纸K的白光。在文件纸K上反射的白光被透镜簇7收集以聚焦到图像感应芯片簇40上，从而在光接收件41R、41G、41B的各相应行处产生出非放大的正像。

根据接收到的光量，光接收件41R、41G、41B产生电信号。更具体地，在CPU101的时间控制器101a的控制下，光接收件41R、41G、41B对一扫描行输出第一组图像信号，而同时文件纸K前进距离(P-L)。然后，在时间控制器101a的控制下，光接收件41R、41G、41B对同一扫描行输出第二组图像信号，同时文件纸K又前进一距离L。

根据所述实施例，在CPU101的信号选择器101B的控制下，第一组的图像信号被作为所需信号存入RAM103中，而第二组的图像信号被作为不需要的图像信号而忽略或舍弃掉。然而，可替代地也可将第一部分的图像信号忽略掉，而将第二部分中的图像信号存入RAM103用于进一步处理。

需明确的是，当文件纸K前进了距离(P-L)时，光接收件41R、41G、41B将在第二扫描方向上扫描文件纸KP距离。因此，通过如上所述的忽略掉第二组的图像信号，当从第二扫描方向看时，可以对每一扫描行进行无重叠方式的图像读取。

现在参考图10，其中T代表文件纸K前进距离P所用的时间。分别用Rn、Rn+1、Rn+2等代表在第一个半周期T内光接收件41R产生的红光信号，而同一元件41R在第二个半周期T内所产生的红光图像信号用Rn’、Rn+1’、Rn+2’等表示。类似地，在第一个半周期T内光接收件41G产生的绿光图像信号Gn-1、Gn、Gn+1等表示。而在第二个半周期T内由同一元件41G产生的绿光图像信号用Gn-1’、Gn’、Gn+1’等表示。另外，由光接收件41B在第一个半周期T内产生的兰光图像信号用Bn-2、Bn-1、Bn等表示。而由同一元件41B在第二个半周期T内产生的兰光图像信号用Bn-2’、Bn-1’、Bn’等表示。

根据本发明，图像信号Rn、Rn+1、Rn+2…Gn-1、Gn、Gn+1、…Bn-2、Bn-1、Bn…(第一组图像信号)被采纳作为所需信号，而图像信号Rn’、Rn+1’、Rn+2’…Gn-1’、Gn’、Gn+1’、…Bn-2’、Bn-1’、Bn’…(第二组图像信号)被CPU101忽略。

下面描述图像感应芯片40的具体运行细节。图像扫描仪A的图像读取是串行地或连接地从一簇中的一个图像感应芯片40到另一个进行的。更具体的，例如，在图1所示的簇中，串行图像读取是从左端图像感应芯片40(第一图像感应芯片)开始而在右端图像感应芯片(最后的图像感应芯片)终止。在每个图像感应芯片40中的图像读取过程是依下述方式进行的。

当诸如8MHz的时钟信号输入到接头CLK时，串行输入信号被提供给接头SI。由此提供的串行输入信号被输入给芯片选择器402的一设置端。其结果，芯片选择器402从选择输出端与时钟信号同步地输出高电平选择信号。然后通过转换时钟信号而得到的高电平选择信号被输入到第二场效应晶体管FETR201、FETG201、FETB201各自的栅极，从而使得时钟信号被维持在低电平时三个晶体管导通。

另一方面，串行输入信号同样与被输入到移位寄存器401的时钟端的时钟信号同步地提供给移位寄存器401的串行输入端。当串行输入信号与时钟信号的下降同步地输入到移位寄存器401的第一位时，第一位变为导通ON将高电平信号输送到各第一场效应晶体管FETR1、FETG1、FETB1(对应于移位寄存器401的第一位)的各栅极，从而使这些晶体管导通。此时，由于时钟信号处于低电平，接收无反相时钟信号的各第三场效应晶体管FETR211、FETG211、FETB211被保持关闭。其结果，由于电荷累积在各光电晶体管PTR1、PTG1、PTB1处，并通过相关的第一场效应晶体管FETR1、FETG1、FETB1放电电流流过各电阻RR3、RG3、RB3。各电阻RR3、RG3、RB3的并联电压输入到各自的运算放大器OPR1、OPG1、OPB1的非反相端，从而按一放大系数被放大，该放大系数是由各电阻PR1、PG1、PB1中相应的一个与各电阻PR2、PG2、PB2中相应的一个间的电阻比值来决定的。由此获得的放大的电压通过被保持在导通状态的各第二场效应晶体管FETR201、FETG201、FETB201从各接头AOR2、AOG2、AOB2输出。而同时时钟信号被维持在低电平，即选择信号被维持在高电平。同时，各电阻RR3、RG3、RB3的非放大的两端间电压也从各接头AOR1、AOG1、AOB1输出。

相反地，当时钟信号从低电平上升到高电平时，各第二场效应晶体管FETR201、FETG201、FETB201截止，而各第三场效应晶体管FETR211、FETG211、FETB211导通。其结果，各接头AOR2、AOG2、AOB2无输出，而各光电晶体管PTR1、PTG1、PTB1的存留电荷通过各自的第一场效应晶体管FETR1、FETG1、FETB1及各自的第三场效应晶体管FETR211、FETG211、FETB211放电。当时钟信号接着又从高电平下降到低电平时，先前保持在移位寄存器401的第一位的串行信号被移到第二位以导通各与第二位对应的第一场效应晶体管FETR2、FETG2、FETB2，而各第二场效应晶体管FETR201、FETG201、FETB201导通。其结果，各第二位光电晶体管PTR2、PTG2、PTB2的电荷通过相关的第一场效应晶体管FETR2、FETG2、FETB2放电，由此产生各电阻的RR3、RG3、RB3的两端间电压。由此产生的电压从各接头AOR1、AOG1、AOB1无放大的输出以及在各放大器OPR1、OPG1、OPB1放大后从各接头AOR2、AOG2、AOB2输出。

通过重复上述步骤，对于各种颜色(红、绿、兰)的同一图像感应芯片40(第一图像感应芯片)的其它光电晶体管PTR3-PTR128、PTG3-PTG128、PTB3-PTB128可被接连扫描用于从各接头AOR1、AOG1、AOB1输出非放大的图像信号同时也从各接头AOR2、AOG2、AOB2输出放大的图像信号。当串行输入信号在时钟信号的相关下降沿从移位寄存器401的最后一位输出时，串行输入信号被输入到芯片选择器402的清除端，而同时被作为串行输出信号从接头SO取出。其结果，第一图像感应芯片40的芯片选择器402将选择信号保持在低电平。

来自第一图像感应芯片40(图1中左端的图像感应芯片)的接头SO的串行输出信号被作为串行输入信号输入到下一图像感应芯片40(第二图像感应芯片)的接头SI。这使得第二图像感应芯片40与第一图像感应芯片以相同的方式进行工作。

第三及任何后面的图像感应芯片40的工作方式也都与第一和第二图像感应芯片相同。

来自右端图像感应芯片或上一个图像感应芯片的模拟图像信号(对于各相应颜色)被I/O接口104转换为数字信号存入RAM103中。这里需指出的是，获得存入RAM103中的数字信号的同时文件纸K也前进了距离(P-L)。

另一方面，在所述实施例中，在第二个半个周期T内由各光接收件产生的图像信号被CPU101的信号选择器101b忽略掉。

在上述实施例中，CPU101(或信号选择器101b)选择所需的图像信号存入RAM103中。可替代地，也可通过I/O接口104进行选择。在此情况下，只将所需的模拟信号转换为数字信号而同时不需要的图像信号不被转换为数字信号，即可作出选择。

根据本发明，也可这样设计，即对于每一扫描行的所需图像信号从光接收件41R、41G、41B输出而同时文件纸K前行稍小于(P-L)的一段距离。

下面参考图12和13，其所示为本发明的第二实施例。在此实施例中，CPU101如第一实施例中一样含有一个输出时间控制器101a，及一光控制器101c，如图12中所示。对于一光源，可使用能发出白光的LEDC(发光二极管)。

根据第二实施例，在光控制器101c的控制下，光源开通同时文件纸K前行距离α，而当源被关闭时文件纸K又前进另一距离β。这里α不大于(P-L)，而(α+β)等于P。如其所示，当文件纸又前进了一距离α时，光源被打开，而当文件纸又前进了另一距离β时，光源关闭。

在上述实施例中，在输出时间控制器101a的控制下，当光源关闭时每个接收件输出一图像信号。

已对本发明的最佳实施例进行了描述。很明显其可作各种变化。

例如，可通过调节运算放大器OPR1、OPG1、OPB1的放大系数进行光接收件的灵敏度控制。在此情况下，运算放大器OPR1的放大系数为最小，运算放大器OPG1的放大系数第二小，而OPB1的最大。

此外，也可通过调节冷阴极管产生的白光的成分的亮度(红、绿、兰)进行光接收件的灵敏度控制。具体讲，使兰光成分的亮度最强，绿光成分的亮度次强，而红光成分的亮度最弱。

此类的变化不被作为是脱离了本发明了实质及范围，对本领域技术人员而言，很明显此类变化都包含在所附权利要求的范围内。

Claims

1、一种图像读取装置，其特征在于包含：

一种用于用光辐射文件纸的光源；

用于向光源提供驱动的能量的电源；

用于将光源与电源电连接的连接电缆；

至少一行设置在主扫描方向上用于检测文件纸上反射光的光接收件；

用于将反射光聚焦到光接收件的行上的透镜簇；

用于在其上固定光接收件的行的印刷电路板；及

用于支撑光源、电源、透镜簇及印刷电路板的壳体。

2、根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于还包含有一形成有用于容纳光源的槽的光反射支座。

3、根据权利要求2所述的图像读取装置，其特征在于还包含一用于容纳光反射支座的屏蔽框架。

4、根据权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于其中屏蔽框架接地。

5、根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于壳体形成有用于容纳光源的第一空腔部分，用于容纳电源的第二空腔部分及用于容纳透镜簇的第三空腔部分。

6、根据权利要求5所述的图像读取装置，其特征在于壳体形成有一切口，用于使第一第二空腔部分彼此相通，而连接电缆延伸通过切口。

7、根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于光源包含一冷阴极管，电源包含一换流器。

8、一种图像读取装置，其特征在于包含：

一用于用光辐射文件纸的光源；

一行设置在主扫描方向上用于检测文件纸上反射光的红光成分的红光接收件，每个红光接收件在与主扫描方向垂直的第二扫描方向上的长度为L；

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光的绿光成分的绿光接收件，绿光接收件的行与红光接收件的行在第二扫描方向上的相隔距离为P，每个绿光接收件在第二扫描方向上的长度为L；

一行设置在主扫描方向上用于检测反射光的兰光成分的兰光接收件，兰光接收件的行在第二扫描方向上与绿光接收件的行隔开距离P，每个兰光接收件在第二扫描方向上的长度为L；及

一信号选择器；

其中，在对一扫描行进行图像读取的过程中，当所述每个光接收件在第二扫描方向上相对文件纸移动第一传送距离时，信号选择器将该期间内由每个光接收件产生的电压采纳作为所需的图像信号，当所述每个光接收件在第二扫描方向上相对文件纸在接着第一传送距离又移动第二传送距离时，信号选择器将所述每个光接收件在这一期间产生的电压作为不需要的图像信号而舍弃。

9、根据权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于第一传送距离等于(P-L)，第二传送距离等于L。

10、根据权利要求9所述的图像读取装置，其特征在于L等于P/2。

11、根据权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于第一传送距离小于(P-L)，第二传送距离大于L。

12、根据权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于光源包含一冷阴极管。

13、根据权利要求8所述的图像读取装置，其特征在于光源包含一发光二极管。

14、一种图像读取装置，其特征在于包含：

一用于用光辐射文件纸的光源；

一光控制器；

其中，在对每一扫描行进行图像读取的过程中，当每个光接收件在第二扫描方向上相对文件纸移动第一传送距离时，光控制器在此期间内打开光源，同样当所述每个光接收件在第二扫描方向上相对于文件纸在移动第一传送距离后又移动第二传送距离时，光控制器在此期间内关闭光源。

15、根据权利要求14所述的图像读取装置，其特征在于第一传送距离等于(P-L)，第二传送距离等于L。

16、根据权利要求14所述的图像读取装置，其特征在于还包含一输出时间控制器，用于调节来自每个光接收件的图像信号的输出，从而当光源被关闭时图像信号被从所述每个光接收件输出。

17、一种图像感应芯片，其特征在于包含：

一芯片基片；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测红光的红光接收件，每个红光接收件都用红色滤波器盖住；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测绿光的绿光接收件，每个绿光接收件都用绿色滤波器盖住；及

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测兰光的兰光接收件，每个兰光接收件都用兰色滤波器盖住；

其中，红、绿及兰色滤波器具有预定的厚度，红色滤波器的厚度大于绿滤器的厚度，而绿色滤波器的厚度大于兰色滤波器的厚度。

18、一种图像感应芯片，其特征在于包含：

一芯片基片；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测红光的红光接收件，每个红光接收件都具有一被红色滤波器盖住的红光接收表面；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测绿光的绿光接收件，每个绿光接收件都具有一被绿色滤波器盖住的绿光接收表面；

一行形成在芯片基片内并设置在第一方向上用于检测兰光的兰光接收件，每个兰光接收件都具有一被兰色滤波器盖住的兰光接收表面；

19、一种图像感应芯片，其特征在于包含：

一芯片基片；

一个用于红光接收件行的第一放大器；

一个用于绿光接收件行的第二放大器；及

一个用于兰光接收件行的第三放大器；

其中，第一放大器的放大系数小于第二放大器的放大系数，而第二放大器的放大系数小于第三放大器的放大系数。