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Dokumentenidentifikation DE69736479T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000924770
Titel BILDSENSORPLÄTTCHEN, HERSTELLUNGSVERFAHREN UND BILDSENSOR
Anmelder Rohm Co. Ltd., Kyoto, Kyoto, JP
Erfinder FUJIMOTO, Hisayoshi, Rohm Co., Ltd., Kyoto-shi, Kyoto 615, JP;
MASAOKA, Hiroaki, Rohm Co., Ltd., Kyoto-shi, Kyoto 615, JP
Vertreter Grosse, Bockhorni, Schumacher, 45133 Essen
DE-Aktenzeichen 69736479
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.04.1997
EP-Aktenzeichen 979157302
WO-Anmeldetag 15.04.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/JP97/01305
WO-Veröffentlichungsnummer 1997039486
WO-Veröffentlichungsdatum 23.10.1997
EP-Offenlegungsdatum 23.06.1999
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse H01L 27/14(2006.01)A, F, I, 20051224, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04N 5/335(2006.01)A, L, I, 20051224, B, H, EP   

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bildsensorchip und ein Herstellungsverfahren und einen Bildsensor dafür.

STAND DER TECHNIK

JP-A-1-208974 offenbart die Merkmale der Präambel des Anspruchs 1.

11 zeigt die allgemeine Struktur eines herkömmlichen Bildsensors 10, der in bildabtastenden Geräten oder in den Bildleseinheiten von Faxmaschinen verwendet wird.

Mehrere Bildsensorchips 13 sind in einem Bereich befestigt, dessen Länge der Lesebreite auf einem Substrat 12 entspricht, das auf der unteren Fläche eines Gehäuses 11 angeordnet ist, welches aus einem Harz oder dergleichen hergestellt ist. Eine transparente Glasabdeckung 14 ist auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 11 angeordnet und eine Stablinsenanordnung 15 zum Konvergieren eines Kontrastbildes, das mit einer auf der Glasabdeckung 14 markierten Leselinie L ausgerichtet ist, als ein aufrechtes Bild derselben Größe auf der Bildsensorchipanordnung, ist zwischen der Leslinie L und den Bildsensorchips 13 angeordnet. Mehrere LEDs 16, die als Lichtquellen zum Beleuchten eines Dokumentes D durch die hintere Oberfläche der Glasabdeckung 14 dienen, sind auf einem Substrat 17 im Inneren des Gehäuses 11 montiert.

Beispielsweise muss ein 1728-Bit Fotorezeptor vorgesehen sein, um einen derartigen Bildsensor zu erhalten, um ein A4-Dokument mit 8 Pixeln pro mm zu lesen, und 18 Bildsensorchips 13 sollten auf dem Substrat 12 montiert sein, um beispielsweise einen einzelnen Bildsensorchip mit einem 96-Bit Fotorezeptor zu schaffen. Hier beträgt die Länge eines einzelnen Bildsensorchips 13 etwa 12 mm.

Ein Bildsensorchip 13 wird hergestellt, indem mehrere Fototransistoren, die den Fotorezeptoren entsprechen, analoge Schalter, die in Reihe mit jedem der Fototransistoren geschaltet sind, Schieberegister zum aufeinander folgenden Auswählen und Anschalten der analogen Schalter entsprechend Taktimpulsen, und dergleichen integriert werden. Die Ausgangsseite jedes der analogen Schalter wird zum Ausgangsanschluss des Chips herausgeführt.

Ein elektrischer Strom, der der während eines Lesezyklus empfangenen Lichtmenge entspricht, fließt durch jeden Fototransistor. Wenn ein derartiger Bildsensorchip ausgewählt wird, werden die analogen Schalter aufeinander folgend angeschaltet, beispielsweise während des abfallenden Zyklus von Taktsignalen, mit dem Ergebnis, dass analoge Mikrostrom-Daten, die der von jedem Fototransistor empfangenen Lichtmenge entsprechen, seriell an den Ausgangsanschluss des Chips ausgegeben werden. Der Ausgangsanschluss des Chips ist mit einem Lastwiderstand auf dem Substrat verbunden und die Potenzialdifferenz an einem Anschluss dieses Lastwiderstands wird durch einen Verstärkungsstromkreis, der auf dem Substrat montiert ist, verstärkt.

Derartige konventionelle Bildsensoren und darauf montierte Bildsensorchips arbeiten somit nach dem Prinzip, dass der Ausgangsmikrostrom aus den Bildsensorchips durch die Last auf das Substrat fließt, und das Potenzial an den Enden dieser Last wird durch einen Verstärkungsstromkreis verstärkt.

Ein erster Nachteil besteht daher darin, dass die analogen Datensignale, die von derartigen Bildsensorchips ausgegeben werden, Mikrosignale in der Form eines hochohmigen Ausgangs sind, wodurch grundsätzlich die Aufnahme von Rauschen begünstigt und damit die Lesefähigkeit des Bildsensors beschränkt wird. Insbesondere werden Taktimpulssignale mit mehreren hundert Kilohertz zur Verwendung bei der Datenverschiebung in das Substrat 12, auf dem die Bildsensorchips 13 montiert sind, eingeleitet, und diese Taktimpulssignale sind somit letztendlich als Wechselstromkomponenten den analogen Datensignalen (wie in 12 dargestellt) überlagert, was die Ausgangseigenschaften nachteilig beeinflusst.

Verfahren, die üblicherweise angewendet werden, um die Effekte derartigen Rauschens zu minimieren, umfassen das Umgeben der analogen Datenleitungen auf den Substrat mit geerdeten Leitungen und Anordnen der Taktsignalleitungen auf der Rückseite des Substrats an einer Stelle, die soweit wie möglich von den Sensorchips entfernt ist.

Im Ergebnis können Produkte, die mit Leitungsmustern sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite versehen sind, ausschließlich für das Substrat 12 verwendet werden 8wie es auch in 11 dargestellt ist). Dies macht die Verfahren, die bei der Herstellung derartiger Produkte und beim Montieren von Komponenten darauf eingesetzt werden, kompliziert, erfordert das Ausbilden von Unregelmäßigkeiten für die Komponenten auf der Rückseite des Substrats 12, lenkt vom ästhetischen Gesamtbild des Bildsensors ab, erfordert mehr Platz in der Breitenrichtung zum Installieren eines derartigen Bildsensors und macht es schwieriger, eine kompakte Gerätschaft mit derartigen Bildsensoren zu entwerfen.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die ICs, Kondensatoren und Widerstände, die den Verstärkungsstromkreis bilden, die Varistoren zum Einstellen des Verstärkungsfaktors des Verstärkungsstromkreises, und eine Vielzahl anderer elektronischer Komponenten auf dem Substrat separat von den Bildsensorchips montiert werden müssen, wodurch die bei der Herstellung des Bildsensorsubstrats verwendeten Schritte kompliziert sind. Insbesondere sind die verschiedenen elektronischen Komponenten selbst teuer, es ist eine Ausrüstung erforderlich, um diese elektronischen Komponenten auf dem Substrat zu montieren und die Varistoren müssen individuell eingestellt werden, während die Ausgabe des Verstärkungsstromkreises gemessen wird, um den Verstärkungsfaktor des Verstärkungsstromkreises entsprechend den Spezifikationsanforderungen des Kunden einzustellen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Im Licht des Vorstehenden besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Bildsensorchip zur Verwendung beim Konstruieren eines Bildsensors vom Kontakttyp zu schaffen, so dass das Substrat, auf dem diese Komponenten montiert sind, sehr einfach herstellbar ist, und einen kleineren und dünneren Bildsensor zu schaffen, bei dem das Substrat keine Rauschvermeidung erfordert und bei dem ein Substrat verwendet werden kann, das auf lediglich einer Seite Leitungen aufweist.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bildsensorchip geschaffen, der integriert enthält: eine Anzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente; analoge Schalter, die mit den entsprechenden fotoelektrischen Umwandlungselementen in Reihe geschaltet sind; einen Schalterstromkreis zum aufeinander folgenden Anschalten der analogen Schalter im Einklang mit Taktsignalen; eine Ausgangslast, die zusammen mit einem entsprechenden Satz aus jedem fotoelektrischen Umwandlungselement und einem entsprechenden analogen Schalter in Reihe geschaltet ist; und einen Verstärkungsstromkreis zum Verstärken eines Potentials der Ausgangslast auf der Seite der fotoelektrischen Umwandlungselemente; dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslast einen Lastwiderstand und einen Lastkondensator umfasst, die miteinander parallel verbunden sind.

Gemäß einer bevorzugten Anordnung umfasst der Bildsensor einen Energieversorgungsanschluss, einen Masseanschluss, einen Eingangsanschluss für ein Taktsignal, einen Ausgangsanschluss für ein analoges Signal, fotoelektrische Umwandlungselemente, die in regelmäßigen Abständen in einer Reihe angeordnet und an einem Ende mit dem Energieversorgungsanschluss verbunden sind, analoge Schalter, die mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen der fotoelektrischen Umwandlungselemente verbunden sind, einen Schalterstromkreis zum aufeinander folgenden Anschalten der analogen Schalter im Einklang mit Taktsignalen, und Ausgangslastkomponenten, die gemeinsam zwischen dem Masseanschluss und den Ausganganschlüssen der analogen Schalter eingesetzt sind, wobei der Chip so konfiguriert ist, dass die Ausgabe des Verstärkungsstromkreises an dem Ausgangsanschluss für das analoge Signal ausgegeben wird.

In der bevorzugten Ausführungsform wird ferner ein verstärkungseinstellender Widerstand des Verstärkungsstromkreises in integrierter Form hergestellt und der verstärkungseinstellende Widerstand umfasst mehrere Widerstände, die in Reihe geschaltet sind, und unterbrechbare Überbrückungsleitungen, die für alle oder einige der mehreren Widerstände bereitgestellt sind.

Ein weiteres Merkmal der bevorzugten Ausführungsform besteht darin, dass der Verstärkungsstromkreis ein Operationsverstärker ist, dass der verstärkungseinstellende Widerstand eine Widerstandsgruppe, die zwischen einem invertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers geschaltet ist, und eine Widerstandsgruppe umfasst, die zwischen den Massenanschluss und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers geschaltet ist; und dass jede Widerstandsgruppe mehrere Widerstände, die in Reihe geschaltet sind, und unterbrechbare Überbrückungsleitungen aufweist, die für alle oder einige dieser Widerstände bereitgestellt sind.

Der Bildsensorchip gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit hergestellt, indem Ausgangslastkomponenten für fotoelektrische Umwandlungselemente, sowie ein Verstärkungsstromkreis zum Verstärken eines Anschlusspotenzials dieser Ausgangslastkomponenten , in einen einzigen Chip integriert werden zusätzlich zur Grundstruktur des Bildsensorchips, umfassend eine vorgebende Anzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente, die als Fotorezeptoren dienen, analoge Schalter, die mit den entsprechenden fotoelektrischen Umwandlungselementen in Reihe geschaltet sind, einen Schalterstromkreis zum aufeinander folgenden Anschalten der analogen Schalter im Einklang mit Taktsignalen und dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner ein Widerstand zum Einstellen der Verstärkung des Verstärkungsstromkreises in den Chip integriert.

In einem derartigen Bildsensorchip werden die Mikrostromsignale, die als Bildlesesignale aus den fotoelektrischen Umwandlungselementen ausgegeben werden, nach außen als analoge Spannungssignale ausgegeben (ohne ihnen zu gestatten, vom Bildsensorchip zu entweichen), die durch Verstärken mittels eines Verstärkungsstromkreises des Potenzials der Ausgangslastkomponenten auf der Seite der fotoelektrischen Umwandlungselemente erhalten werden. Es ist damit möglich, die üblicherweise beobachtete unerwünschte Verschlechterung bei der Bildleseleistungsfähigkeit infolge taktsignalinduzierten Rauschens erheblich zu verringern oder vollständig zu verhindern. Im Ergebnis besteht keine Notwendigkeit, das Substrat zum Montieren derartiger Bildsensorchips mit Verstärkungsstromkreisen oder verwandten Komponenten zu versehen, oder spezielle Leitungsmuster für eine Rauschverringerung auszubilden, wodurch es möglich wird, die Bildsensorchips auf einer Seite des Substrats anzuordnen und eine Energieversorgung zu schaffen, um die Bildsensoren zu vervollständigen.

Wenn dies geschehen ist, wird ein Substrat, das durch Montieren von Bildsensorchips und lichtemittierenden Elementen (Lichtquellen) auf einer Seite auf derartige Weise erhalten worden ist, an der unteren Fläche eines Gehäuses befestigt, eine Glasabdeckung wird auf die obere Fläche des Gehäuses aufgesetzt und ein Bildsensor wird konfiguriert, so dass das von einem Dokument auf der Glasabdeckung, beleuchtet durch die lichtimittierenden Elemente, reflektierte Licht auf die fotoelektrischen Umwandlungselemente der Bildsensorchips konvergiert wird, so dass in diesem Fall die Rückseite des Substrats, die der umgekehrten Seite dieses Bildsensors zugewandt ist, frei von Unregelmäßigkeiten ist, die durch das Vorhandensein elektronischer Komponenten hervorgerufen werden, wodurch eine verbesserte Erscheinung nach außen bewirkt wird. Die Dickendimension des Bildsensors selbst kann dadurch ferner verringert werden und ein schmalerer Platz reicht aus, um den Bildsensor in einem Instrument unterzubringen, das zur Verwendung mit solchen Bildsensoren ausgelegt ist. In ihrer Gesamtheit können diese Faktoren erheblich dazu beitragen, die Größe eines zusammengesetzten Gerätes, das solche Bildsensoren enthält, zu verringern.

Wenn als die Ausgangslast des Verstärkungschaltkreises eine Widerstandslast verwendet wird, kann die gewünschte analoge Ausgangswellenform erhalten werden, indem ein geeigneter Widerstand für die Last gewählt wird. Insbesondere sollte die analoge Ausgangswellenform eine Rechteckwelle nachbilden, das heißt sie sollte einen horizontalen oder grob horizontalen oberen Abschnitt aufweisen, um ein genaues Erfassen des Ausgangspegels zu erzielen, und die wünschenswerte Ausgangswellenform kann durch geeignetes Auswählen des Widerstandswertes des Lastwiderstands erhalten werden.

Wenn ein Lastkondensator als die Ausgangslast des Verstärkungsstromkreises verwendet wird, können korrekte Dunkelpegel-Lesewerte erhalten werden, da das Setzen der Kapazität dieses Kondensators auf einen geeigneten Pegel es ermöglicht, dass die in den fotoelektrischen Umwandlungselementen im Einklang mit der Menge empfangenen Lichts gesammelten elektrischen Ladungen als ein Stromstoß durch diesen Lastkondensator fließen, wenn die fotoelektrischen Umwandlungselemente zum Lesen ausgewählt werden. Insbesondere ist es möglich, die Ladungsmenge zu verringern, die in den fotoelektrischen Umwandlungselementen während des Ausgebens der Ausgangssignale verbleibt, und die unerwünschten Bedingungen zu unterdrücken, bei denen während des Dunkelpegel-Lesezyklus, bei dem die fotoelektrischen Umwandlungselemente kein Licht empfangen, eine Ausgabe, die der durch den Empfang schwachen Lichts erzeugten ähnelt, durch die Ladung erzeugt wird, die in den fotoelektrischen Umwandlungselementen aus dem vorangegangenen Hellpegel-Lesezyklus verbleibt. Das heißt, wenn ein Dokument, dass feine horizontale gezogene Linien auf einem weißen Hintergrund enthält, gelesen wird, solche horizontalen gezogenen Linien mit ausreichender Genauigkeit lesbar sind.

Erfindungsgemäß werden die kombinierten Vorteile der Verwendung einer Widerstandslast und eines Lastkondensators erhalten, wenn diese Widerstandslast und der Lastkondensator parallel miteinander verbunden sind, und zwar als die Ausgangslastkomponenten des Verstärkungsstromkreises.

In einem Bildsensorchip entsprechend der bevorzugten Ausführungsform umfasst der verstärkungseinstellende Widerstand für den Verstärkungsstromkreis, der in dem Chip integriert ist, insbesondere mehrere Widerstände, die in Reihe geschaltet sind, und unterbrechbare Überbrückungsleitungen, die für alle oder einige der mehreren Widerstände bereitgestellt sind. Wenn ein Operationsverstärker als der Verstärkungsstromkreis verwendet wird, kann diese Widerstandstruktur angepasst werden für die Widerstände, die zwischen dem Masseeingang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers geschaltet sind, und/oder für die Widerstände, die zwischen dem invertierenden Eingangs- und dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet sind. Beispielsweise kann, wenn vier Widerstände von 20 k&OHgr;, 40 k&OHgr;, 80 k&OHgr; bzw. 160 k&OHgr; in Reihe geschaltet sind und entsprechende Überbrückungsleitungen zu diesen Widerständen vorgesehen sind, um eine Widerstandsgruppe zu vervollständigen, der Widerstand der gesamten Widerstandsgruppe in 20 k&OHgr; Schritten in einem Bereich von 0 k&OHgr; bis 300 k&OHgr; dadurch ausgewählt werden, dass aus den vier Widerständen die Überbrückungsleitung ausgewählt wird, die zu unterbrechen ist. Das Unterberechen der Überbrückungsleitungen kann sehr einfach durch Laserschneiden bei der Waferstufe erzielt werden, wie weiter unten beschrieben ist.

Im Bildsensorchip gemäß einer derartigen Ausführungsform wird sogar die Verstärkung des eingebauten Verstärkungsstromkreises voreingestellt, was es möglich macht, auf die unpraktischen Prozeduren, die früher verwendet wurden, zu verzichten, beispielsweise das Montieren von Varistoren auf dem Substrat, das Beobachten des analogen Ausgangs jedes Substrats unter vorgegebenen Bedingungen, und das Einstellen der Varistoren zum Einstellen des Verstärkungsstromkreises. Dies trägt erheblich zu einer Vereinfachung der Herstellung der Substrate für Bildsensoren bei.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bildsensortyps gemäß dem ersten Aspekt geschaffen, wie es mit Anspruch 5 beansprucht ist. Das Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensorchip, der durch den ersten Aspekt geschaffen wird, als eine Komponenteneinheit verwendet wird, ein Wafer, der durch Integration mehrerer derartiger Einheiten erhalten wird, hergestellt wird, die Verstärkung des Verstärkungsstromkreises eingestellt wird, indem mittels eines Lasers die Überbrückungsleitungen von Widerständen unterbrochen werden, die aus einer Vielzahl von Widerständen ausgewählt sind, die den verstärkungseinstellenden Widerstand jeder Chipeinheit bei der Waferstufe bilden, und der Wafer in Bildsensorchips durch Unterteilung vereinzelt wird.

Das Ausbilden einer Maske auf dem Wafer ermöglicht es, mehrere hundert Bildsensorchips in einem einzigen Los herzustellen, die die in Bezug auf den ersten Aspekt beschriebenen Schaltkreiseigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften variieren manchmal von Wafer zu Wafer infolge kleiner Fehler bei den Maskenarbeitsbedingungen. Die analogen Ausgaben, die von jedem Chipbereich unter vorgegebenen Beleuchtungsbedingungen erzeugt werden, werden bei der Waferstufe geprüft. In der Zwischenzeit werden die Spannungsbedingungen für die analoge Ausgabe im Einklang mit den Kundenanforderungen und dergleichen ermittelt. Die Verstärkung des Verstärkungsstromkreises, die erforderlich ist, um die Ausgangsspannungsbedingungen zu erhalten, wird auf der Basis der so geprüften Analogausgabe eingestellt. Sobald die Verstärkung so eingestellt ist, wird der eingestellte Wert des verstärkungseinstellenden Widerstands bestimmt, es wird eine Entscheidung getroffen in Bezug darauf, welche der mehreren Widerstände, die die Widerstandsgruppe bilden, ausgelassen werden soll, um einen derartigen eingestellten Wert zu erzielen, und die Überbrückungsleitungen, die diesen Widerständen entsprechen, werden unterbrochen. Die Überbrückungsleitungen können einfach und schnell beispielsweise durch Abtasten des Wafers mit einem Excimer-Laserstrahl, während der Strahl auf gesteuerte Weise ein- und ausgeschaltet wird, unterbrochen werden. Ein Verstärkungsstromkreis oder ein Bildsensorchip mit einer geeignet eingestellten Verstärkungsstromkreisverstärkung können so hergestellt werden.

Wenn ein Bildsensor durch Montieren mehrerer derartiger Bildsensorchips konfiguriert ist, wird die Verstärkung des Verstärkungstromkreises für jeden der Bildsensorchips eingestellt und der Ausgangspegel wird geglättet, was es ermöglicht, ausreichend zu verhindern, dass die Leseleistungsfähigkeit durch die Ausgabevariationen in der Hauptabtastrichtung infolge von Unterschieden im Ausgangspegel unter den Chips nachteilig beeinflusst wird.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen klarer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine lückenhafte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Bildsensors.

2 ist eine Querschnittsansicht des in 1 dargestellten zusammengebauten integrierten Schaltkreises.

3 ist eine vergrößerte Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Bildsensorchips.

4 ist eine lückenhafte vergrößerte Draufsicht auf ein Substrat für den Bildsensor.

5 ist ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer ersten Ausführungsform des Bildsensorchips entsprechend der vorliegenden Erfindung.

6 ist ein Kurvendiagramm, das den Betrieb eines Bildsensorchips mit der in 5 dargestellten Schaltkreisstruktur illustriert.

7 ist ein Diagramm, das den Betrieb eines Bildsensorchips mit der in 5 dargestellten Struktur illustriert.

8 ist eine Ausgangswellenformdarstellung, die den Betrieb eines Bildsensorchips mit der Schaltkreisstruktur, die in 5 dargestellt ist, illustriert.

9 ist ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer Anordnung eines Bildsensorchips.

10 ist ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer weiteren Anordnung eines Bildsensorchips.

11 ist eine Querschnittsansicht eines Bildsensors entsprechend eines herkömmlichen Beispiels.

12 ist eine den Betrieb des herkömmlichen Beispiels illustrierende Darstellung.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.

Die Gesamtstruktur eines Bildsensors 20 wird zuerst beschrieben, hauptsächlich mit Bezugnahme auf 1 und 2.

Wie in 1 und 2 dargestellt ist der Bildsensor 20 so konfiguriert, dass ein Substrat 23, das mehrere LEDs 21 (Beleuchtungslichtquellen) und mehrere Bildsensorchips 22 (Bildleseelemente) trägt, am Boden des Gehäuses 24 angeordnet ist, eine transparente Glasabdeckung 25 auf der oberen Fläche des Gehäuses 24 angeordnet ist, und eine lichtleitende Platte 26 zum wirksamen Beleuchten der Dokumentoberfläche D auf der Glasabdeckung 25 mit dem Licht aus den LEDs 21 (Lichtquellen) im Inneren des Gehäuses 24 zusammen mit einer Stablinsenanordnung 27 zum Konvergieren reflektierten Lichts von der Dokumentoberfläche D auf die Bildsensorchips 22 als ein nicht invertiertes Bild derselben Größe angeordnet sind. Beispielsweise müssen 1728 lichtempfangene Elemente in einer Reihe in gleichmäßigen Abständen angeordnet sein, um zu ermöglich, dass ein A4-Dokument mit einer Hauptabtastdichte von 8 Pixel pro mm gelesen werden kann. Solche lichtempfangenen Elemente können realisiert werden, indem in einer Reihe mehrere Bildsensorchips 22 angeordnet werden, die jeweils mehrere lichtempfangene Elemente 28 aufweisen. Wenn, beispielsweise, Bildsensorchips 22 mit 96 lichtempfangenden Elementen verwendet werden, werden 18 Bildsensorchips 22 benachbart zueinander auf dem Substrat 23 in der Längsrichtung derart angeordnet, dass alle lichtempfangenden Elemente eine konstante Teilung aufweisen.

3 zeigt schematisch eine ebene Anordnung jedes Bildsensorchips 22. Der Bildsensorchip 22 wird durch Integrieren vorgegebener Elemente oder Anschlüsse in einem Siliziumwafer durch Ausbilden einer Maske darauf, und durch Vereinzeln des Wavers in einzelne Chips durch Unterteilung erhalten. Die lichtempfangenden Elemente 28 werden gleich beabstandet mit einer Teilung von 8 Elementen pro mm entlang einer Kante der oberen Oberfläche angeordnet, und entlang der anderen Kante der oberen Oberfläche werden Lötaugen angeordnet für Anschlüsse Seriell-ein (serial-in, SI), Takt (clock, CLK), logische Energieversorgung (logic power supply, VDD), Masse (ground, GND), Analog-aus (analog-out, AO), Seriell-aus (serial-out, SO) und für weitere Anschlüsse. Diese Anschluss-Lötaugen werden durch Drahtbonding mit den vorgegebenen Leitungsmustern auf dem Substrat 23, auf dem der Bildsensorchip 22 montiert ist, verbunden.

5 zeigt eine äquivalente Schaltkreisstruktur für jeden Bildsensorchip 22. Mehrere (beispielsweise 96) fotoelektrische Umwandlungselemente (lichtempfangende Elemente) wie etwa Fototransistoren 28 sind gemeinsam mit ihren Emittern an eine logische Energieversorgung (VDD) angeschlossen. Analoge Schalter 29 sind in Reihe mit den Kollektoren der entsprechenden Fototransistoren 28 verbunden. Diese analogen Schalter 29 werden aufeinander folgend durch einen Schalterstromkreis 30 angeschaltet, der durch Taktsignale betätigt wird, wenn dieser Bildsensorchip 22 ausgewählt ist. Ein Schieberegister ist geeignet für die Verwendung als ein derartiger Schalterstromkreis. Seriell-ein (SI) Signale und Takt (CLK) Signale werden daher in dieses Schieberegister 30 eingegeben.

Eine Widerstandslast 31 eines vergebenen Widerstands wird gemeinsam in Reihe geschaltet zwischen die Masse (GND) Anschlüsse und die Ausgabeanschlüsse der analogen Schalter 29. Ein Lastkondensator 40 wird parallel zu der Widerstandslast 31 zwischengeschaltet. In dieser Ausführungsform wirken die Widerstandslast 31 und der Lastkondensator 40 zusammen, um eine Ausgangslast für den Fototransistor 28 zu bilden. Insbesondere werden die Anschlussabschnitte dieser Widerstandslast 31 und dieses Lastkondensators 40 auf der Seite der fotoelektrischen Umwandlungselemente mit dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 32 (Verstärkungsstromkreis) verbunden. Ein verstärkungseinstellender Widerstand R, der eine Widerstandsgruppe Ra und eine Widerstandsgruppe Rb umfasst, ist derart mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 32 verbunden, dass die Gruppe Ra zwischen den invertierenden Eingang und Masse zwischengeschaltet ist, und die Gruppe Rb zwischen dem invertierenden Eingang und den Ausgabeanschluss des Operationsverstärkers 32 zwischengeschaltet ist. Wie bekannt ist, wird die Verstärkung oder der Verstärkungsfaktor G des Operationsverstärkers 32 als G = 1 + (Rb/Ra) ausgedrückt.

Genauer wird der verstärkungseinstellende Widerstand R auf die nachfolgende Weise konfiguriert. Insbesondere wird die Widerstandsgruppe Ra derart konfiguriert, dass vier einstellende Widerstände Ra1, Ra2, Ra3 und Ra4 von 2 k&OHgr;, 4 k&OHgr;, 8 k&OHgr; bzw. 16 k&OHgr; in Reihe mit einem 20-k&OHgr; Referenzwiderstand Ra0 geschaltet werden, und dass jeder einstellende Widerstand mit einer entsprechenden Überbrückungsleitung 50 in einer parallelen Anordnung versehen ist. Zudem ist die Widerstandsgruppe Rb derart konfiguriert, dass vier einstellende Widerstände Rb1, Rb2, Rb3 und Rb4 von 20 k&OHgr;, 40 k, &OHgr; 80 k&OHgr; bzw. 160 k&OHgr; in Reihe mit einem 200-k&OHgr; Referenzwiderstand Rb0 verbunden sind, und dass jeder einstellende Widerstand mit einer entsprechenden Überbückungsleitung 50 in einer parallelen Anordnung versehen ist. Die Überbrückungsleitungen 50 sind feine Aluminiumleitungen, die auf einem Siliziumwafer ausgebildet sind. Die Widerstandsgruppe Ra ist derart, dass nur der Referenzwiderstand Ra0 aktiv ist, wenn alle Überbrückungsleitungen 50 verbunden sind, und der Gesamtwiderstand dieser Widerstandsgruppe beträgt daher 20 k&OHgr;. Gleichfalls beträgt der Gesamtwiderstand der Widerstandsgruppe Rb 200 k&OHgr;, wenn alle Überbrückungsleitungen 50 verbunden sind. Die Verstärkung G des Operationsverstärkers 32 beträgt in diesem Zustand somit G = 1 + (200/20) = 11.

Der Gesamtwiderstand der Widerstandsgruppe Rb sollte erhöht werden, um die Verstärkung G zu erhöhen. Der Gesamtwiderstand der Widerstandsgruppe Ra sollte erhöht werden, um die Verstärkung G zu verringern. Um den gesamten Widerstand der Widerstandsgruppe Ra oder Rb zu erhöhen, wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, welcher der seriell verbundenen einstellenden Widerstände Ra1, Ra2, Ra3, Ra4, Rb1, Rb2, Rb3, und Rb4, die diese Gruppen bilden, aktiviert werden soll, und die Überbrückungsleitung 50 des ausgewählten Widerstands wird unterbrochen. In der illustrierten Ausführungsform umfasst die Widerstandsgruppe Ra beispielsweise vier einstellende Widerstände Ra1, Ra2, Ra3 und Ra4 mit 2 k&OHgr;, 22 k&OHgr;, 23 k&OHgr;, 24 k&OHgr;, wodurch es möglich ist, einen Widerstand im Bereich zwischen 20 k&OHgr; und 50 k&OHgr; in 2-k&OHgr; Schritten durch Auswahl eines der einstellenden Widerstände auszuwählen. Gleichfalls ermöglicht es die Widerstandsgruppe Rb, einen Widerstand im Bereich zwischen 200 k&OHgr; und 500 k&OHgr; in 20-k&OHgr; Schritten auszuwählen. Die Verstärkung wird eingestellt unter Verwendung einer Prozedur, bei der die analoge Ausgabe für jede Chipfläche unter vorgegebenen Beleuchtungsbedingungen geprüft wird, bevor der Wafer in einzelne Chips durch Unterteilung vereinzelt worden ist, wobei die für den Verstärker 32 erforderliche Verstärkung zum Erzielen der vom Kunden oder dergleichen geforderten analogen Ausgangspegel für den analogen Ausgang, der an dieser Stelle verfügbar ist, berechnet wird, und die Überbrückungsleitung 50 des ausgewählten einstellenden Widerstands durch einen Laser unterbrochen wird, um den gewünschten Gesamtwiderstand der Widerstandsgruppe Ra und der Widerstandsgruppe Rb herzustellen. Eine derartige Unterbrechung mit mittels Laser kann beispielsweise durch Abtasten des Wafers mit einem Excimer-Laserstrahl einfach erreicht werden, während der Strahl auf gesteuerte Weise ein- und aus geschaltet wird.

Zwischenzeitlich wird ein analoger Schalter 35 parallel zwischengeschaltet mit einer Ausgangslast, die die Widerstandslast 31 und den Lastwiderstand 40 umfasst, und dieser analoge Schalter 35 wird an und aus geschaltet durch Signale von einem Chipauswahlstromkreis 36. Zudem wird ein analoger Schalter 37 zwischen dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 32 und einem Analog-aus (AO) Anschluss zwischengeschaltet, und dieser analoge Schalter 37 wird durch Signale vom Chipauswahlstromkreis 36 an und aus geschaltet. Ein Ende des Schieberegisters 30 ist mit einem Seriell-aus (SO) Anschluss und mit dem Chipauswahlstromkreis 36 verbunden, und Seriell-ein (SI) Signale und Takt (CLK) Signale werden dem Chipauswahlstromkreis 36 zugeführt.

Der Chipauswahlstromkreis 36 hält die analogen Schalter 37 eingeschaltet von dem Moment an, zu dem ein Impulssignal dem Seriell-ein (SI) Anschluss zugeführt wird, bis zu dem Moment, zu dem ein Impulssignal aus dem Ausgang des Schieberegisters 30 ausgegeben wird, und lässt den analogen Schalter 35 während jeder abfallender Periode des Taktimpulses ausgeschaltet.

Der Bildsensorchip 22, der so gebildet ist, ist auf nachfolgende Weise mit dem Substrat 23 fest verbunden. Insbesondere, wie es 4 dargestellt ist, ist der logische Energieversorgungsanschluss (VDD) jedes Bildsensorchips 22 gemeinsam durch Drahtbonding mit einem Energieversorgungsleitungsmuster 38VDD auf dem Substrat 23 verbunden, ist der Masse (GND) Anschluss mit einem Masseleitungsmuster 38GND auf dem Substrat verbunden, ist der Taktsignal (CLK) Anschluss mit einem Taktsignalleitungsmuster 38CLK auf dem Substrat verbunden und ist der Analog-aus (AO) Anschluss mit einem Analog-aus Leitungsmuster 38AO auf dem Substrat verbunden. Diese Anschlüsse sind ferner in einer Kaskade zwischen den Seriell-aus (SO) Anschlüssen und den Seriell-ein (SI) Anschlüssen benachbarter Bildsensorchips über ein Leitungsmuster 38S auf dem Substrat verbunden.

Das Substrat 23 ist ferner mit Leitungsmustern 38LED zum Installieren mehrerer LED Chips 21 als Beleuchtungslichtquellen versehen und diese Leitungsmuster werden verwendet, um die Vielzahl von LED Chips 21 in regelmäßigen Abständen anzuordnen.

Das Substrat 23 kann beispielsweise erhalten werden, indem die Leitungsmuster auf einem Substratmaterial ausgebildet werden, das aus einer Aluminiumoxidkeramik zusammengesetzt ist. Die Leitungsmuster können beispielsweise durch Siebdruck unter Verwendung von Goldpaste geeignet ausgebildet werden. Jedes Leitungsmuster ist in einer vorgegebenen Position auf dem Substrat 23 konzentriert und für eine Verbindung nach außen dadurch vorbereitet, dass es mit geeigneten Verbindern oder dergleichen versehen ist.

Nachfolgend wird der Betrieb des Bildsensors 20 beschrieben mit einer Gewichtung des Betriebs des Bildsensorchips 22.

Das Kontrastbild eines Dokuments D auf einer Leselinie L, die auf der Glasabdeckung 25 markiert ist, wird auf 1728 lichtempfangende Elemente 28 konvergiert. Insbesondere trifft Licht, dessen Intensität dem Kontrastbild auf der Leselinie L entspricht, auf die 1728 lichtempfangenden Elemente, die in einer Reihe angeordnet sind, auf.

Wie durch das Zeitdiagramm der 6 illustriert, schaltet der Chipauswahlschaltkreis 36 die analogen Schalter 37 am Analog-aus (AO) Anschluss an, wenn ein Impulssignal vom Seriell-ein (SI) Anschluss in diesen Chip eingegeben worden ist, und dieser Zustand wird aufrecht erhalten, bis ein Impulssignal aus dem Schieberegister 30 ausgegeben (SO) wird. Insbesondere werden die Bildlesedaten seriell aus dem Analog-aus (AO) Anschluss ausgegeben, während der analoge Schalter 37 an ist.

Impulssignale, die an einem Ende des Schieberegisters 30 eingegeben werden, werden aufeinander folgend durch Taktimpulse weitergeschoben, und dies wird begleitet durch das aufeinander folgende Ansteuern der analogen Schalter 29, die in Reihe mit den Fototransistoren 28 verbunden sind. Die Fototransistoren 28 zum Ausgeben von Lesesignalen werden daher aufeinander folgend ausgewählt. In der Zwischenzeit schaltet der Chipauswahlstromkreis 36 die analogen Schalter 35 während jedes Ansteigezyklus der Taktimpulse an, und schaltet die analogen Schalter 35 während des Abfallzyklus der Taktimpulse aus, mit dem Ergebnis, dass, wie es in dem Zeitdiagramm der 6 dargestellt ist, eine elektrische Ladung, die proportional zur Intensität des durch die aufeinander folgend ausgewählten Fototransistoren 28 empfangenen Lichts ist, durch die Ausgangslast fließt, die aus der Widerstandslast 31 und dem Lastkondensator 40 gebildet ist, und zwar während der abfallenden Zyklen der Taktimpulse und der vorgegebenen Lesezyklen der Fototransistoren. Die entsprechenden Mikrostromsignale werden als das Potential der Ausgangslasten 31 und 40 auf der Fototransistorseite erfasst, wobei dieses Potential in eine Spannungswellenform umgewandelt und entsprechend einer vorgegebenen Verstärkung durch den Operationsverstärker 32 verstärkt wird, und die zu einer derartigen Spannungswellenform umgewandelten analogen Daten werden vom Analog-aus (AO) Anschluss ausgegeben. Die Impulssignale, die durch das Schieberegister 30 ausgegeben werden, werden vom Seriellaus (SO) Anschluss über das Muster auf dem Substrat zum benachbarten Chip übertragen, und die Signale, die von den Fototransitoren auf dem benachbarten Chip erfasst werden, werden als serielle Daten auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben gelesen.

6 zeigt ferner die Ausgangswellenform des Bildsensorchips 22 entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform für eine variable Intensität des beleuchtenden Lichts. Es folgt aus der Zeichnung, dass beim Dunkelpegel (wenn es keine Beleuchtung mit Licht gibt) Taktimpulse nicht als Wechselstromkomponenten der Ausgangswellenform überlagert sind auf die Weise, wie sie in den üblichen Beispielen, die in 11 und 12 dargestellt sind, die Ausgangswellenform überlagern. Der Grund dafür besteht darin, dass der Bildsensorchip 22 derart ausgestaltet ist, dass der Verstärkungsstromkreis 32 und die Ausgangslasten 31 und 40 in den Bildsensorchip 22 integriert sind, so dass ein hochohmiger Ausgang, der dazu neigt, Rauschen aufzunehmen, nicht auf die Weise an das Substrat herausgeführt ist, wie es in den herkömmlichen Beispielen der Fall ist. Folglich stimmt die Ausgangswellenform exakt mit der Intensität des durch jeden Fototransistor empfangenen Lichts überein und die Bildleseleistungsfähigkeit dieses Bildsensorchips ist im Ergebnis drastisch verbessert.

Es wird angemerkt, dass die vorstehend beschriebene Ausführungsform eine Anordnung enthält, bei der eine Widerstandslast 31 und ein Lastkondensator 40 als Lasten für die Fototransistoren 28 (lichtempfangende Elemente) zusammenwirken. Wie vorstehend beschrieben geben die Fototransistoren 28 einen elektrischen Strom aus, der proportional ist zur Menge von Licht, die während des Lesezyklus in der Periode, in der der analoge Schalter 35 an ist, empfangen wird. Wegen der speziellen Eigenschaften des Kondensators, der als eine Ausgangslast arbeitet, fließen die Ladungen, die von den Fototransistoren 28 angestaut worden sind, unmittelbar zu diesem Kondensator zu dieser Zeit, was es ermöglicht, die Menge verbleibender Ladung zu verringern, insbesondere an den Basen der Fototransistoren 28, wenn der Aus-Zyklus des analogen Schalters 35 geendet hat.

7 zeigt summarisch experimentelle Ergebnisse, die erhalten worden sind, wenn verschiedene Pegel als Ausgangslasten für die Fototransistoren 28 gewählt werden, um eine analoge Ausgabe durch Trennen des Dokuments D in „weiße" und „schwarze" Abschnitte und Lesen der schwarzen Abschnitte nach Lesen der weißen Abschnitte zu erhalten. Insbesondere werden die Ausgaben von „weißen" und „schwarzen" Ablesungen quantitativ in 7 dargestellt, wobei 7a einen Fall betrifft, in dem ein Widerstand von 47 k&OHgr; als die Ausgangslast gewählt ist, 7b den Fall betrifft, in dem ein Widerstand von 100 k&OHgr; als die Ausgangslast gewählt ist, 7c den Fall betrifft, in dem ein Kondensator eine Kapazität von 33 pF als die Ausgangslast ausgewählt ist, 7d den Fall betrifft, in dem ein Kondensator eine Kapazität von 100 pF aufweist und als die Ausgangslast gewählt ist, 7e den Fall betrifft, in dem ein Kondensator mit einer Kapazität von 200 pF als die Ausgangslast gewählt ist. Die entsprechende Versorgungsspannung beträgt 5V, die Lichtenergie der Beleuchtungslichtquelle 0,796 &mgr;W, der Lesezyklus 5ms und die Verstärkung des Operationsverstärkers 10. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass ein bestimmter Ausgangspegel selbst für eine Schwarzablesung existiert, bei der im Idealfall ein Ausgangspegel von 0 erzeugt werden sollte. Dies ist das Ergebnis eines Prozesses, bei dem die in den Fototransistoren während einer Weißablesung gesammelte Ladung, und insbesondere die in den Basen verbleibende Ladung, während einer Schwarzablesung ausgegeben werden. Insbesondere entspricht die analoge Ausgabe einer Schwarzablesung der Menge von Ladungen, die während der unmittelbar vorhergehenden Weißablesung übrig geblieben sind.

Aus 7 wird klar, dass dann, wenn ein Widerstand als eine Ausgangslast bereitgestellt wird, das Verhältnis aus verbleibender Ladung zur Weißableseausgabe 26% überschreitet, wenn jedoch ein Kondensator als die Ausgangslast bereitgestellt wird, das Verhältnis sogar bis auf etwa 16% verringert werden kann, indem eine geeignete Kapazität bewirkt wird. Die Genauigkeit, mit der feine horizontale gezogene Linien gelesen werden, steigt mit einer Verringerung des Verhältnisses der verbleibenden Ladungen, wodurch es möglich wird, dass der Bildsensorchip gemäß dieser Ausführungsform auch eine verbesserte Leistungsfähigkeit hinsichtlich des Lesens horizontal gezogener Linien liefern kann.

Wie auch in 8 dargestellt ist, kann die Hellausgabewellenform, die aus dem Analog-aus (AO) Anschluss ausgegeben wird, dadurch variiert werden, dass die Widerstandslast 31 in die Ausgangslast auf diese Weise aufgenommen wird, und ein geeigneter Widerstand für diese Widerstandslast gewählt wird. Insbesondere resultiert eine vergleichsweise große Widerstandslast in einer Ausgangswellenform, die rechts ansteigt und eine Sägezahnform aufweist (wie in 8a dargestellt), jedoch neigt die abfallende Flanke des oberen Abschnitts der Wellenform dazu, mit einer Verringerung der Widerstandslast sich zu verringern. Die Hellausgabewellenform sollte so nah wie möglich an einer Rechteckwelle sein und einen horizontalen oder grob horizontalen oberen Abschnitt (wie in 8 dargestellt) aufweisen, um eine optimale Verarbeitung von Bildlesedaten zu erreichen. Eine derartige Wellenform kann erhalten werden, in dem der Widerstand der Widerstandslast geeignet gewählt wird.

Die vorliegende Erfindung bewirkt somit wie vorstehend beschrieben, dass die Ausgabe aus dem Bildsensorchip eine Spannungswellenform repräsentiert, die rauschfrei ist und bereits auf den gewünschten Verstärkungspegel verstärkt ist, wodurch die Notwendigkeit entfällt, rauschunterdrückende Maßnahmen für das Substrat zu ergreifen oder Verstärkungsschaltkreise zu montieren, Varistoren einzustellen, oder andere elektronische Komponenten auf dem Substrat zu verwenden. Es ist somit möglich, Produkte zu verwenden, die erhalten werden, indem Leitungsmuster auf einer Seite ausgebildet werden. Solche Substrate können durch Durchführen des einfachen Schritts hergestellt werden, bei dem Leitungsmuster auf Aluminiumoxidkeramik-Substraten mittels Siebdruck ausgebildet werden. Eine derartige Herstellung kann weiter vereinfach werden, da die Leitungsmuster auf nur einer Seite ausgebildet werden können. Zusätzlich kann der Ausgangspegel jedes Bildsensorchips individuell eingestellt werden, was es ermöglicht, zu verhindern, dass Leseeigenschaften nachteilig durch Variationen in den Lesepegeln jedes Chips an verschiedenen Stellen in der Hauptabtastrichtung beeinflusst werden.

Der vorgeschlagene Bildsensorchip 22 oder Bildsensor 20, der durch Anpassen eines Substrats 23, an dem die Bildsensorchips und LED Chips (Lichtquellen) auf einer Seite auf vorbeschriebene Art und Weise montiert sind, wie es in 1 und 2 dargestellt ist, ist daher frei von den Unregelmäßigkeiten, die erzeugt werden, wenn äußere Komponenten an der Rückseite montiert werden, weist eine exzellente Erscheinungsform auf, ist sehr einfach zu handhaben und ist kleiner in der Dickenrichtung.

Es ist klar, dass der Bereich dieser Erfindung nicht beschränkt ist auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die analogen Schalter, die in Reihe mit den fotoelektrischen Umwandlungselementen verbunden sind, können ferner mit den Anschlüssen der fotoelektrischen Umwandlungselemente auf der Energieversorgungsseite verbunden sein. Zudem kann der Lastkondensator 40 und die Widerstandslast 31, anders als gemeinsam mit den fotoelektrischen Umwandlungselementen auf der Masseseite (wie in den Beispielen) verbunden zu sein, auch gemeinsam mit der Energieversorgungsseite verbunden sein, und die Potenzialdifferenz zwischen ihren Anschlüssen kann durch einen Verstärkungsstromkreis verstärkt werden.

Eine Widerstandslast 31 und ein Lastkondensator 40, die parallel verbunden waren, sind als die Ausgangslastkomponenten der Fototransistoren in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet worden. In alternativen Anordnungen, die nicht Teil der Erfindung sind, wird eine Last verwendet, die ausschließlich aus der Widerstandslast 31 (wie in 9 gezeigt) oder dem Lastkondensator 40 (wie in 10 gezeigt) besteht.

GEWERBLICHE VERWERTBARKEIT

Der Bildsensorchip der beanspruchten Erfindung ist geeignet zur Verwendung als ein Element, das den Bildsensor eines Faxgeräts, eines Bildscanners oder eines anderen Bildlesers bildet.


Anspruch[de]
Bildsensorchip, der integriert enthält: eine Anzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente (28); analoge Schalter (29), die mit den entsprechenden fotoelektrischen Umwandlungselementen (28) in Reihe geschaltet sind; einen Schalterstromkreis (30) zum aufeinander folgenden Anschalten der analogen Schalter im Einklang mit Taktsignalen; eine Ausgangslast (31, 40), die zusammen mit einem entsprechenden Satz aus jedem fotoelektrischen Umwandlungselement (28) und einem entsprechenden analogen Schalter (29) in Reihe geschaltet ist; und einen Verstärkungsstromkreis (32) zum Verstärken eines Potentials der Ausgangslast (31, 40) auf der Seite der fotoelektrischen Umwandlungselemente (28); dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangslast einen Lastwiderstand (31) und einen Lastkondensator (40) umfasst, die miteinander parallel verbunden sind. Bildsensorchip nach Anspruch 1, der ferner integriert umfasst: einen Energieversorgungsanschluss (VDD), einen Masseanschluss (GND), einen Eingangsanschluss (CLK) für ein Taktsignal und einen Ausgangsanschluss (AO) für ein analoges Signal, wobei die fotoelektrischen Umwandlungselemente (28) in regelmäßigen Abständen in einer Reihe angeordnet und an einem Ende mit dem Energieversorgungsanschluss (VDD) verbunden sind, wobei die analogen Schalter (29) mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen der fotoelektrischen Umwandlungselemente (28) verbunden sind, wobei die Ausgangslast (31, 40) gemeinsam zwischen dem Masseanschluss (GND) und einem Ausgangsanschluss jedes analogen Schalters (29) zwischengeschaltet ist; wobei ein Ausgang des Verstärkungsstromkreises (32) zum Ausgangsanschluss (AO) für ein analoges Signal geliefert wird. Bildsensorchip nach Anspruch 1, wobei der Verstärkungsstromkreis (32) eine verstärkungseinstellende Widerstandseinheit (Ra, Rb) aufweist, die in dem Bildsensorchip integriert ausgebildet ist, wobei die verstärkungseinstellende Widerstandseinheit (Ra, Rb) mehrere Widerstände (Ra0–Ra4, Rb0–Rb4), die in Reihe geschaltet sind, und eine unterbrechbare Überbrückungsleitung (50) aufweist, die für wenigstens einen der mehreren Widerstände (Ra–Ra4, Rb0–Rb4) bereitgestellt ist. Bildsensorchip nach Anspruch 3, wobei der Verstärkungsstromkreis einen Operationsverstärker (32) umfasst; wobei der verstärkungseinstellende Widerstand eine Widerstandsgruppe (Rb), die zwischen einem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers und einem Ausgang desselben Operationsverstärkers (32) geschaltet ist, sowie eine weitere Widerstandsgruppe (Ra) aufweist, die zwischen dem Masseanschluss (GND) und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (32) geschaltet ist; wobei jede Widerstandsgruppe (Ra, Rb) mehrere Widerstände (Ra0–Ra4, Rb0–Rb4), die in Reihe geschaltet sind, und eine unterbrechbare Überbrückungsleitung (50) aufweist, die für wenigstens einen dieser Widerstände bereitgestellt ist. Verfahren zum Herstellen von Bildsensorchips (22), von denen jeder die in Anspruch 4 definierte Struktur aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Herstellen eines Wafers, der mehreren derartigen Bildsensorchips (22) entspricht;

Durchführen einer Verstärkungseinstellung des Verstärkungsstromkreises (32) durch Unterbrechen der Überbrückungsleitung (50) für einen ausgewählten oder für ausgewählte der Widerstände (Ra0–Ra4, Rb0–Rb4) mittels eines Lasers; und

Vereinzeln des Wafers für eine Unterteilung in die mehreren individuellen Bildsensorchips (22).
Bildsensorsubstrat, das als auf eine Oberfläche davon montiert umfasst:

mehrere Bildsensorchips (22) zusammen mit wenigstens einem lichtemmitierenden Element (21), wobei jeder der Bildsensorchips (22) die in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierte Struktur aufweist.
Bildsensor, umfassend: ein Gehäuse (24) mit einem Boden, der mit einem Bildsensorsubstrat (23), wie es in Anspruch 6 definiert ist, versehen ist, einer Glasabdeckung (25), die auf das Gehäuse (24) aufgesetzt ist, wobei von einem Dokument (D) auf der Glasabdeckung (25), die von den lichtemmitierenden Elementen beleuchtet wird, reflektiertes Licht auf die fotoelektrischen Umwandlungselemente (28) des Bildsensorchips (22) konvergiert wird.






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