JP2000011150A - Output circuit for image reading device - Google Patents

Output circuit for image reading device

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JP2000011150A
JP2000011150A JP10176870A JP17687098A JP2000011150A JP 2000011150 A JP2000011150 A JP 2000011150A JP 10176870 A JP10176870 A JP 10176870A JP 17687098 A JP17687098 A JP 17687098A JP 2000011150 A JP2000011150 A JP 2000011150A
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output
voltage
capacitor
circuit
image reading
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JP10176870A
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Yoichi Nakamura
陽一 中村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an output circuit for image reading device operable only with a single positive power source to reduce power consumption and cost by improving the deterioration of S/N due to the secureness of fact reading and depth of focus. SOLUTION: In this output circuit in which an image sensor output is used as the input voltage of a DC level shift circuit or a first impedance converter, an analog switch 7 and a capacitor 8 are connected in series between the output terminal and reference potential of the DC level shift circuit or the first impedance converter, the analog switch 7 is constituted so as to be turned ON/OFF based upon a sensor driving signal, and a voltage generated at the capacitor 8 is set as the operating point of an amplifier through a second impedance converter 10. Thus, the output circuit of the image reading device operable only with a single positive power source is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリやパ
ーソナルコンピューター等における画像読取装置の出力
回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output circuit of an image reading device in a facsimile, a personal computer, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像読取装置の中で、ファクシミ
リやパーソナルコンピューター用に使用される密着型イ
メージセンサーは、ハンディスキャナー用途やカラース
キャナー用途が増加し、焦点深度が深く、高速読み取り
が可能なものが求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, among image reading apparatuses, contact image sensors used for facsimile and personal computers have been increasingly used for handy scanners and color scanners, and have a large depth of focus and high-speed reading. Things are sought.

【0003】ところで焦点深度が深くなると、レンズの
開口角を狭くする必要があり、従来、開口角が20度で
あったものが、8.7度まで狭くなる。これにより、複
列のレンズを使用しても光量比は20%以下となり、セ
ンサー素子への露光量は激減する。また、読取時間も従
来10ms/l〜5ms/lが主流であったが、2.5
ms/l以下の要望が主流となりつつあり、電荷蓄積型
のイメージセンサーは、さらに光量が低下する。
[0003] When the depth of focus becomes deeper, the aperture angle of the lens must be narrowed, and the aperture angle which has been conventionally 20 degrees is reduced to 8.7 degrees. As a result, even when a double-row lens is used, the light amount ratio becomes 20% or less, and the amount of exposure to the sensor element is drastically reduced. In addition, the reading time is conventionally 10 ms / l to 5 ms / l, but the reading time is 2.5 ms / l.
The demand of ms / l or less is becoming mainstream, and the charge accumulation type image sensor further reduces the amount of light.

【0004】このような場合、照明光源の輝度をアップ
してS/N比を良くする手段がとられるが、バッテリー
駆動が基本のモバイルハンディースキャナーでは、容易
に光源電流を増加できない。したがって、良好なS/N
比を有する画像読取装置を前記条件を満足して実現する
ことが望まれている。また、消費電力低減およびファク
シミリ等の製品コストを廉価に抑えるため、従来、正負
両電源を画像読取装置側へ供給していたが、正電源単一
化への動向にあって、従来の技術では対応できない課題
が生じている。
In such a case, a measure is taken to improve the S / N ratio by increasing the luminance of the illumination light source. However, a mobile handy scanner that is basically driven by a battery cannot easily increase the light source current. Therefore, good S / N
It is desired to realize an image reading device having a ratio satisfying the above conditions. Conventionally, both positive and negative power supplies have been supplied to the image reader in order to reduce power consumption and reduce the cost of products such as facsimile machines. There are issues that cannot be addressed.

【0005】以下、従来の技術について、図面を用いて
説明する。図3は、従来の画像読取装置の両電源駆動時
の出力回路の回路図を示しており、この出力回路は正負
両電源で増幅回路を動作させるようになっている。
Hereinafter, a conventional technique will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram of an output circuit of a conventional image reading apparatus when driven by dual power supplies. This output circuit operates an amplifier circuit with positive and negative power supplies.

【0006】この出力回路は、イメージセンサー素子1
と、センサー駆動周波数でスイッチングするアナログス
イッチ2と、イメージセンサー素子1の光電変換電流を
電圧に変換するためのコンデンサー3と、演算増幅器に
よる非反転増幅器9と、非反転増幅器9の増幅度を決定
する帰還抵抗11、12を備えて構成されている。
This output circuit is composed of an image sensor element 1
An analog switch 2 for switching at a sensor driving frequency, a capacitor 3 for converting a photoelectric conversion current of the image sensor element 1 into a voltage, a non-inverting amplifier 9 by an operational amplifier, and a degree of amplification of the non-inverting amplifier 9 The feedback resistors 11 and 12 are provided.

【0007】以上のように構成された従来の画像読取装
置の出力回路について、その動作を説明する。イメージ
センサー素子1の出力は、A点電圧に示す駆動ブロック
で1画素毎に順次出力される。前記イメージセンサー素
子1は、駆動ブロックのLow期間で光電流を出力し、
コンデンサー3に充電し、駆動ブロックのHigh期間
で充電された電荷をアナログスイッチ2を閉じて放電
し、次画素の光電流に影響がないようにする。
The operation of the output circuit of the conventional image reading apparatus configured as described above will be described. The output of the image sensor element 1 is sequentially output for each pixel in the drive block indicated by the voltage at the point A. The image sensor element 1 outputs a photocurrent during a Low period of the driving block,
The capacitor 3 is charged, and the electric charge charged during the High period of the drive block is discharged by closing the analog switch 2 so that the photocurrent of the next pixel is not affected.

【0008】上記信号出力を図3のB点に示す。非反転
増幅器9は、0vを基準電位として正負両電源で動作し
ており、帰還抵抗11、12でその増幅度を決定する。
The signal output is shown at point B in FIG. The non-inverting amplifier 9 operates on both positive and negative power supplies with 0v as a reference potential, and the feedback resistors 11 and 12 determine the degree of amplification.

【0009】次に図4は、従来の画像読取装置の単一電
源駆動時の出力回路の回路図を示している。
FIG. 4 is a circuit diagram of an output circuit of the conventional image reading apparatus when a single power supply is driven.

【0010】この出力回路は、図3の出力回路に、非反
転増幅器9の動作点を決定する分圧抵抗4、5と、PN
Pコレクタ接地のPNPトランジスタよりなるインピー
ダンス変換器(エミッタフォロア用のPNPトランジス
タで以下PNPトランジスタという)6と、演算増幅器
によるインピーダンス変換器10と、非反転増幅器9の
動作点を決定する分圧抵抗13、14と、平滑コンデン
サー15を付加して構成されている。
This output circuit includes voltage dividing resistors 4 and 5 for determining the operating point of the non-inverting amplifier 9 and PN
An impedance converter (PNP transistor for emitter follower, hereinafter referred to as a PNP transistor) 6 composed of a PNP transistor with a grounded P collector, an impedance converter 10 composed of an operational amplifier, and a voltage dividing resistor 13 for determining an operating point of the non-inverting amplifier 9. , 14 and a smoothing capacitor 15.

【0011】以上のように構成された従来の画像読取装
置の正電源単一駆動の出力回路の動作について説明す
る。
The operation of the output circuit driven by a single positive power supply of the conventional image reading apparatus configured as described above will be described.

【0012】イメージセンサー素子1からの出力は、前
記図3に示すB点電圧と同様の出力となっている。ここ
で、イメージセンサー素子1からの電圧は、0v基準の
出力電圧となっているため、演算増幅器や差動増幅器を
単一電源で動作させ、適正な増幅度を得るためには、一
定の直流バイアスを加える必要がある。よって、PNP
トランジスタ6のVBEと、分圧抵抗4、5の比で適正な
動作点になるように設計される。
The output from the image sensor element 1 is the same as the output at the point B shown in FIG. Here, since the voltage from the image sensor element 1 is an output voltage based on 0 V, in order to operate the operational amplifier and the differential amplifier with a single power supply and obtain an appropriate amplification degree, a constant DC voltage is required. Bias needs to be applied. Therefore, PNP
An appropriate operating point is designed based on the ratio of V BE of the transistor 6 to the voltage dividing resistors 4 and 5.

【0013】前記分圧抵抗4、5をR4、R5とし、PN
Pトランジスタ6のベース・エミッタ間電圧をVBEとす
れば、非反転増幅器9の入力電圧Vinは下式で表され
る。
The voltage dividing resistors 4 and 5 are R 4 and R 5 and PN
Assuming that the base-emitter voltage of the P transistor 6 is V BE , the input voltage Vin of the non-inverting amplifier 9 is represented by the following equation.

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】ここでVBは、PNPトランジスタ6のベ
ース電圧、すなわちイメージセンサー出力信号分を表
す。
Here, V B represents a base voltage of the PNP transistor 6, that is, an image sensor output signal.

【0016】一方、分圧抵抗13、14からなる非反転
増幅器9の動作点を設定する分圧回路は、前記(数1)
の直流バイアス成分と等しくなるように設定され、イン
ピーダンス変換器10により出力インピーダンスを下げ
て、帰還抵抗12に接続される。
On the other hand, the voltage dividing circuit for setting the operating point of the non-inverting amplifier 9 composed of the voltage dividing resistors 13 and 14 is as described in the above (Equation 1).
Is set to be equal to the DC bias component, and the output impedance is lowered by the impedance converter 10 and connected to the feedback resistor 12.

【0017】これにより、分圧抵抗13、14からなる
分圧器の出力をEとすると、Eは下式で表される。
Thus, if the output of the voltage divider composed of the voltage dividing resistors 13 and 14 is E, E is represented by the following equation.

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】上記(数2)と、前記(数1)の直流バイ
アス項を等しくするには、下式を満足できるようにす
る。
In order to make the DC bias term of the above (Equation 2) equal to that of the above (Equation 1), the following equation must be satisfied.

【0020】[0020]

【数3】 (Equation 3)

【0021】以上の構成によれば、非反転増幅器9の出
力は、
According to the above configuration, the output of the non-inverting amplifier 9 is

【0022】[0022]

【数4】 (Equation 4)

【0023】で表され、(Vin−E)でDCバイアス分
を減算し、信号分だけを増幅する。そして動作点は、最
終項Eで決定される。
The DC bias is subtracted by (Vin-E), and only the signal is amplified. The operating point is determined by the final term E.

【0024】前記の従来の技術では、単一電源動作時に
決定される直流バイアスが、PNPトランジスタ6のV
BEおよび、分圧抵抗4、5の分圧比で決定されると同時
に、分圧抵抗13、14で決定される分圧比を等しく設
定しなければならず、もし、両電圧間に差が生じた場合
は、オフセット電圧となり、帰還抵抗11、12で決定
される増幅度でオフセット電圧が増幅され、イメージセ
ンサー出力の飽和やリニアリティーの劣化等が発生す
る。これを防止するため、分圧抵抗14もしくは13を
可変抵抗に変え、オフセット電圧除去調整を行うが、コ
ストの面では不利となっていた。
In the above-described conventional technique, the DC bias determined at the time of single power supply operation is the
At the same time, the voltage dividing ratio determined by the BE and the voltage dividing resistors 4 and 5 must be set at the same time, and the voltage dividing ratio determined by the voltage dividing resistors 13 and 14 must be set equal. In this case, the offset voltage becomes an offset voltage, and the offset voltage is amplified by the amplification degree determined by the feedback resistors 11 and 12, thereby causing saturation of the output of the image sensor, deterioration of linearity, and the like. In order to prevent this, the voltage dividing resistor 14 or 13 is changed to a variable resistor to perform offset voltage removal adjustment, but this is disadvantageous in terms of cost.

【0025】また、密着型イメージセンサーの場合、読
取り原稿幅に対し、1:1の結像を行うために長尺化す
る。これにより、各イメージセンサーチップ間のアース
パターン抵抗値がばらつき、各画素の出力信号に電位差
が生じる。従来の技術の場合は、非反転増幅器9の動作
基準電圧Eが、VCCを抵抗分割した直流電圧であるた
め、各画素の出力信号の電位差にそのまま増幅度が乗
じ、電位差分をも増幅してしまう。
Further, in the case of a contact type image sensor, the length is increased in order to form an image at a ratio of 1: 1 with respect to the width of the read original. As a result, the resistance value of the ground pattern between the image sensor chips varies, and a potential difference occurs in the output signal of each pixel. In the case of the conventional technique, since the operation reference voltage E of the non-inverting amplifier 9 is a DC voltage obtained by dividing V CC by resistance, the potential difference of the output signal of each pixel is directly multiplied by the amplification factor, and the potential difference is also amplified. Would.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術では、単一電源動作出力回路内の動作点を決定する
分圧抵抗値のばらつきにより生じるオフセット電圧を吸
収するために、可変抵抗器による調整や、分圧抵抗のば
らつき範囲を狭くする等の対策が必要となり、コスト面
で不利であった。また、プリント配線板のアースパター
ン抵抗値のばらつき等で生じる各画素の出力信号の電位
差は、非反転増幅器により増幅され、S/N比改善が困
難であった。
As described above, in the prior art, the variable resistor is used to absorb the offset voltage caused by the variation of the voltage dividing resistor which determines the operating point in the single power supply operation output circuit. Therefore, it is necessary to take measures such as adjustment with a heater and narrowing the range of variation of the voltage dividing resistor, which is disadvantageous in cost. Further, the potential difference of the output signal of each pixel caused by the variation of the resistance value of the earth pattern of the printed wiring board is amplified by the non-inverting amplifier, and it is difficult to improve the S / N ratio.

【0027】本発明は、単一電源動作時のオフセット電
圧の発生とプリント配線板のアースパターンの抵抗値ば
らつき等によるイメージセンサー暗出力信号のうねりの
改善を廉価な回路構成で、かつ、可変抵抗器による調整
や抵抗値ばらつき許容範囲を狭くする等の対策を不要と
する画像読取装置の出力回路を提供することを目的とす
る。
According to the present invention, an inexpensive circuit configuration and a variable resistor are used to reduce the swell of an image sensor dark output signal due to the generation of an offset voltage during the operation of a single power supply and the variation in the resistance value of the ground pattern of a printed wiring board. It is an object of the present invention to provide an output circuit of an image reading apparatus which does not require any countermeasures such as adjustment by an image reader and narrowing of an allowable range of resistance value variation.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像読取装置の出力回路は、光電変換素子
の出力端子に並列に第1の容量と第1の電気的スイッチ
を接続し、前記光電変換素子の出力信号端子を直流レベ
ルシフト回路もしくは、第1のインピーダンス変換器に
接続し、前記直流レベルシフト回路もしくは第1のイン
ピーダンス変換器の入力電圧とする画像読取装置の出力
回路であって、センサー駆動信号でスイッチングする第
2の電気的スイッチ素子と第2の容量を直列に接続し、
前記第2の電気的スイッチ素子と第2の容量を、前記直
流レベルシフト回路もしくは第1のインピーダンス変換
器の出力端子と基準電位間に接続し、前記第2の容量の
両端電圧を第2のインピーダンス変換器に加え、前記増
幅器の動作電圧にするように構成される。
In order to achieve the above object, an output circuit of an image reading apparatus according to the present invention comprises a first capacitor and a first electric switch connected in parallel to an output terminal of a photoelectric conversion element. An output circuit of the image reading device, wherein an output signal terminal of the photoelectric conversion element is connected to a DC level shift circuit or a first impedance converter, and is used as an input voltage of the DC level shift circuit or the first impedance converter. Wherein a second electrical switch element that switches with a sensor drive signal and a second capacitor are connected in series,
The second electric switch element and the second capacitor are connected between the output terminal of the DC level shift circuit or the first impedance converter and a reference potential, and the voltage across the second capacitor is changed to the second voltage. In addition to the impedance converter, the operating voltage of the amplifier is configured.

【0029】これにより、抵抗値のばらつきによるオフ
セット電圧の発生や、プリント配線板のアースパターン
抵抗等のばらつきによる各画素の出力信号の電位差を改
善できる画像読取装置の出力回路を提供できる。
Thus, it is possible to provide an output circuit of an image reading apparatus capable of improving the generation of an offset voltage due to a variation in resistance value and the potential difference between output signals of respective pixels due to a variation in ground pattern resistance of a printed wiring board.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、原稿より反射された光を電気信号に変換する光電変
換素子の出力端子に並列に第1の容量と第1の電気的ス
イッチを接続し、前記光電変換素子の出力信号端子を直
流レベルシフト回路もしくは第1のインピーダンス変換
器に接続し、前記光電変換素子の出力を直流レベルシフ
ト回路もしくは第1のインピーダンス変換器の入力電圧
とする画像読取装置の出力回路であって、センサー駆動
信号でスイッチングする第2の電気的スイッチ素子と第
2の容量を直列に接続し、前記第2の電気的スイッチ素
子と第2の容量を、前記直流レベルシフト回路もしくは
第1のインピーダンス変換器の出力端子と基準電位間に
接続し、第2の容量の両端電圧を第2のインピーダンス
変換器に加え、前記増幅回路の動作電圧とした画像読取
装置の出力回路であり、センサー駆動信号でON/OF
Fするスイッチング素子により、光電変換素子信号出力
に加えられた直流バイアス分をコンデンサーに充電し、
前記コンデンサーの両端電圧をインピーダンス変換器に
加えて非反転増幅器の動作電圧とすることにより、直流
バイアス分のばらつきを常にコンデンサーの両端電圧に
することができる。これにより、直流バイアス分と、非
反転増幅器の動作電圧は等しくなり、信号成分のみに増
幅度を乗じることが可能となり、オフセット電圧および
各画素の出力信号の電位差の増幅によるS/N比劣化を
改善できるという作用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a first capacitor and a first electrical element are connected in parallel to an output terminal of a photoelectric conversion element for converting light reflected from an original into an electric signal. A switch is connected, an output signal terminal of the photoelectric conversion element is connected to a DC level shift circuit or a first impedance converter, and an output of the photoelectric conversion element is connected to an input voltage of the DC level shift circuit or the first impedance converter. An output circuit of an image reading device, wherein a second electric switch element and a second capacitor that are switched by a sensor drive signal are connected in series, and the second electric switch element and the second capacitor are connected to each other. Connected between the output terminal of the DC level shift circuit or the first impedance converter and a reference potential, and applying a voltage across the second capacitor to the second impedance converter; An output circuit of the image reading apparatus and the operating voltage of the width circuit, ON / OF in the sensor drive signal
The switching element that performs F charges the capacitor with a DC bias applied to the photoelectric conversion element signal output,
By adding the voltage across the capacitor to the impedance converter and setting it as the operating voltage of the non-inverting amplifier, the variation in the DC bias can always be the voltage across the capacitor. As a result, the DC bias and the operating voltage of the non-inverting amplifier become equal, and it becomes possible to multiply only the signal component by the amplification degree, and to reduce the S / N ratio deterioration due to the amplification of the offset voltage and the potential difference of the output signal of each pixel. It has the effect of being able to improve.

【0031】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1の画像
読取装置の出力回路の回路図、図2は、図1の回路図中
のA点〜E点の各出力電圧波形図、図5は、各画素の信
号出力の電位差の改善について説明するための図1中の
A点〜E点までの各電圧波形図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram of an output circuit of an image reading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an output voltage waveform diagram at points A to E in the circuit diagram of FIG. And FIG. 5 are voltage waveform diagrams from point A to point E in FIG. 1 for explaining improvement of the potential difference of the signal output of each pixel.

【0032】図1中、1はイメージセンサー素子、2は
センサー駆動周波数でスイッチングするアナログスイッ
チ、3はイメージセンサー素子1の光電変換電流を電圧
に変換するためのコンデンサー、4、5は直流バイアス
を決定する分圧抵抗、6はエミッタフォロアとして使用
しているPNPトランジスタ、9は非反転増幅器、10
は演算増幅器を用いたインピーダンス変換器、11、1
2は非反転増幅器9の増幅度を決定する帰還抵抗を示し
ており、これらは前記従来例と同様に構成されている。
In FIG. 1, 1 is an image sensor element, 2 is an analog switch for switching at a sensor driving frequency, 3 is a capacitor for converting the photoelectric conversion current of the image sensor element 1 into a voltage, and 4 and 5 are DC biases. 6 is a PNP transistor used as an emitter follower, 9 is a non-inverting amplifier, 10
Are impedance converters using operational amplifiers, 11, 1
Reference numeral 2 denotes a feedback resistor for determining the degree of amplification of the non-inverting amplifier 9, which is configured in the same manner as in the conventional example.

【0033】本実施の形態1の特徴は、センサー駆動周
波数でスイッチングするアナログスイッチ7と、C点の
直流電圧分を充電するためのコンデンサー8を設けたこ
とにある。図1中の1点鎖線部が前記の特徴部を示して
いる。
The first embodiment is characterized in that an analog switch 7 for switching at a sensor drive frequency and a capacitor 8 for charging a DC voltage at point C are provided. The one-dot chain line portion in FIG. 1 indicates the above-mentioned characteristic portion.

【0034】イメージセンサー素子1は、図2中のA点
電圧に見られる駆動クロックで、順次、各画素の光電変
換電流を出力しており、本実施の形態1では、駆動クロ
ックのLow期間でイメージセンサー素子1の信号出力
をコンデンサー3に充電し、クロックのHigh期間で
アナログスイッチ2をONし、コンデンサー3に蓄えら
れた光電変換電荷を放電し、次画素への影響を防止して
いる。
The image sensor element 1 sequentially outputs the photoelectric conversion current of each pixel in accordance with the drive clock seen at the voltage at point A in FIG. 2, and in the first embodiment, in the low period of the drive clock. The signal output of the image sensor element 1 is charged in the capacitor 3, the analog switch 2 is turned on during the High period of the clock, and the photoelectric conversion charge stored in the capacitor 3 is discharged to prevent the next pixel from being affected.

【0035】以上により得られた信号波形を図2のB点
電圧波形に示す。ここで理想的には、各画素の出力は、
クロックのHigh期間でアナログスイッチ2により接
地されるため、クロックのHigh期間の電圧出力の電
位は0vに安定している。このB点に発生する信号電圧
をPNPトランジスタ6と、分圧抵抗4、5からなるエ
ミッタフォロアで、非反転増幅器9の入力電圧幅の範囲
内に入るよう直流バイアスを加える。直流バイアスの設
定は、前記(数1)で示される式で表され、廉価な演算
増幅器の場合、入力電圧範囲は、VCC=5vVEE=0v
の場合、VCC−1.5v>Vin>VEE+1.5vの範囲
内に収める必要がある。図2中のC点電圧は、適切な直
流バイアスが加えられたセンサー信号出力電圧波形を示
す。
The signal waveform obtained as described above is shown as a voltage waveform at point B in FIG. Here, ideally, the output of each pixel is
Since the analog switch 2 is grounded during the High period of the clock, the potential of the voltage output during the High period of the clock is stable at 0V. A DC voltage is applied to the signal voltage generated at the point B by an emitter follower including the PNP transistor 6 and the voltage dividing resistors 4 and 5 so as to fall within the range of the input voltage width of the non-inverting amplifier 9. The setting of the DC bias is represented by the above equation (1). In the case of an inexpensive operational amplifier, the input voltage range is V CC = 5 vV EE = 0 v
In the case of, there is a need to fall within the range of V CC -1.5v>Vin> V EE + 1.5v. The point C voltage in FIG. 2 indicates a sensor signal output voltage waveform to which an appropriate DC bias has been applied.

【0036】次にアナログスイッチ2と同期して、クロ
ックでスイッチングするアナログスイッチ7とコンデン
サー8は、C点に発生する直流バイアスを加えたイメー
ジセンサー信号出力で、CLKのHigh期間の信号部
分の電圧をアナログスイッチ7をONすることによりコ
ンデンサー8に充電する。クロックのHigh期間は、
前記のように理想的には接地されており、前記PNPト
ランジスタ6のエミッタフォロアで加えられる直流バイ
アス分が発生している。よって、コンデンサー8の容量
を小容量に設定し、1クロックの半周期で十分に充電可
能な時定数となるよう設定することにより、コンデンサ
ー8の両端電圧は、C点の直流バイアス分と同様の電圧
を発生させる。
Next, in synchronization with the analog switch 2, the analog switch 7 and the capacitor 8, which are switched by a clock, are an image sensor signal output to which a direct current bias generated at the point C is applied, and the voltage of the signal portion of the CLK high period is output. The capacitor 8 is charged by turning the analog switch 7 ON. The High period of the clock is
As described above, it is ideally grounded, and a DC bias component applied by the emitter follower of the PNP transistor 6 is generated. Therefore, by setting the capacity of the capacitor 8 to a small capacity and setting a time constant that allows sufficient charging in one half cycle of one clock, the voltage across the capacitor 8 is the same as the DC bias at the point C. Generate voltage.

【0037】よって、前記(数3)で要求されるC点直
流バイアスとD点の電圧Eの関係は自動的に成立させる
ことができ、オフセット電圧の発生を防止することがで
きる。
Therefore, the relationship between the DC bias at the point C and the voltage E at the point D required in the above (Formula 3) can be automatically established, and the occurrence of an offset voltage can be prevented.

【0038】よって前記のように、Therefore, as described above,

【0039】[0039]

【数5】 (Equation 5)

【0040】の関係で成立するSIG.OUTを得るこ
とができる。以上は、イメージセンサー出力が理想的に
0v基準で得られた場合を示すが、実際は、密着型イメ
ージセンサーのような場合、読取り原稿幅とイメージセ
ンサー長は1:1の関係にあり、長尺化する。これによ
り、イメージセンサーチップ間のプリント配線板のアー
スパターン抵抗値のばらつきにより、各画素の出力電圧
に電位差が生じる。図1中のB点電圧の実際の波形を図
5のB点電圧波形に示す。B点電圧波形の点線部は、明
出力(白原稿読取り出力)、実線は暗出力を示す。
SIG. OUT can be obtained. The above shows the case where the image sensor output is ideally obtained on the basis of 0 V. However, in the case of a contact type image sensor, the width of the read original and the length of the image sensor have a 1: 1 relationship, Become As a result, a potential difference occurs in the output voltage of each pixel due to a variation in the resistance value of the ground pattern of the printed wiring board between the image sensor chips. The actual waveform of the point B voltage in FIG. 1 is shown in the point B voltage waveform of FIG. A dotted line portion of the voltage waveform at point B indicates a bright output (white original reading output), and a solid line indicates a dark output.

【0041】上記のようなイメージセンサー素子1の出
力電圧の電位差は、ファクシミリ等の階調分解能に影響
を与えるため、極力小さい方が望ましい。従来の技術で
説明したように、D点電圧が直流電圧で固定される場
合、上記のような電位差が発生した場合、(数4)で表
されるVinが(Vin±△Vin)となり、±△Vin分につ
いては、非反転増幅器の増幅度が直接影響し、ノイズ分
となる電位差を信号分と同様に増幅してしまい、S/N
比は改善できない。
Since the potential difference of the output voltage of the image sensor element 1 as described above affects the gradation resolution of a facsimile or the like, it is desirable that the potential difference be as small as possible. As described in the related art, when the voltage at the point D is fixed at the DC voltage, when the above-described potential difference occurs, Vin expressed by (Equation 4) becomes (Vin ± △ Vin), and ± As for the ΔVin component, the amplification degree of the non-inverting amplifier directly affects, and the potential difference serving as the noise component is amplified in the same manner as the signal component, and the S / N
The ratio cannot be improved.

【0042】しかし本実施の形態1によれば、1画素ご
とのC点電圧の変動に追従してB電圧が変化するため、
(数4)は、
However, according to the first embodiment, the B voltage changes following the fluctuation of the C point voltage for each pixel.
(Equation 4) is

【0043】[0043]

【数6】 (Equation 6)

【0044】となるため、非反転増幅器9の増幅度はノ
イズ分である各画素の電位差分に影響せず、直流分の変
化にのみ影響する。
Therefore, the amplification degree of the non-inverting amplifier 9 does not affect the potential difference of each pixel, which is the noise component, but only the change of the DC component.

【0045】仮に、各画素の電位差のピーク・トゥ・ピ
ークが10mVppで、明出力が100mVであれば、
従来の技術で増幅度10倍とすると、100mVppの
ノイズに対し、1000mVの明信号出力となり、S/
N=20dbとなるが、本実施の形態1によれば10m
Vppのノイズに対し1000mVの明信号出力とな
り、S/N=40dbとすることができる。
If the peak-to-peak potential difference of each pixel is 10 mVpp and the bright output is 100 mV,
Assuming that the amplification degree is 10 times in the conventional technology, a bright signal output of 1000 mV is obtained for a noise of 100 mVpp.
N = 20 db, but according to the first embodiment, 10 m
A bright signal output of 1000 mV with respect to Vpp noise is obtained, and S / N = 40 db can be achieved.

【0046】本実施の形態1は、イメージセンサーの出
力がコンデンサー3とアナログスイッチ2により0v基
準で出力される例を示すが、イメージセンサーからの出
力が任意の基準電圧に基づき出力される場合でも同様の
効果が得られることは容易に分かる。
The first embodiment shows an example in which the output of the image sensor is output on the basis of 0 V by the capacitor 3 and the analog switch 2. However, even when the output from the image sensor is output based on an arbitrary reference voltage. It is easy to see that a similar effect is obtained.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、オフセッ
ト電圧の発生による信号出力の飽和やリニアリティーの
劣化を防止でき、かつ、プリント配線板のアースパター
ン抵抗値のばらつき等による各画素の出力電位差を改善
し、良好なS/N比を有する画像読取装置の出力回路を
実現できる。
As described above, according to the present invention, the saturation of the signal output and the deterioration of the linearity due to the generation of the offset voltage can be prevented, and the output of each pixel due to the variation of the resistance value of the earth pattern of the printed wiring board can be prevented. It is possible to realize an output circuit of an image reading apparatus with an improved potential difference and a good S / N ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の画像読取装置の出力回
路の回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of an output circuit of an image reading device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路図中のA点〜E点の各出力電圧波形
FIG. 2 is a diagram showing output voltage waveforms at points A to E in the circuit diagram of FIG.

【図3】従来の画像読取装置の両電源駆動時の出力回路
の回路図
FIG. 3 is a circuit diagram of an output circuit when the conventional image reading apparatus is driven by dual power supplies.

【図4】従来の画像読取装置の単一電源駆動時の出力回
路の回路図
FIG. 4 is a circuit diagram of an output circuit when a conventional image reading apparatus is driven by a single power supply.

【図5】各画素の信号出力の電位差の改善について説明
するための図1中のA点〜E点までの各電圧波形図
FIG. 5 is a diagram showing voltage waveforms at points A to E in FIG. 1 for describing improvement of a potential difference in signal output of each pixel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イメージセンサー素子 2 アナログスイッチ 3 コンデンサー 4 分圧抵抗 5 分圧抵抗 6 PNPトランジスタ 7 アナログスイッチ 8 コンデンサー 9 非反転増幅器 10 インピーダンス変換器 11 帰還抵抗 12 帰還抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image sensor element 2 Analog switch 3 Capacitor 4 Divider resistor 5 Divider resistor 6 PNP transistor 7 Analog switch 8 Capacitor 9 Non-inverting amplifier 10 Impedance converter 11 Feedback resistor 12 Feedback resistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原稿より反射された光を電気信号に変換す
る光電変換素子の出力端子に並列に第1の容量と第1の
電気的スイッチを接続し、前記光電変換素子の出力信号
端子を直流レベルシフト回路もしくは第1のインピーダ
ンス変換器に接続し、前記光電変換素子の出力を直流レ
ベルシフト回路もしくは第1のインピーダンス変換器の
入力電圧とする画像読取装置の出力回路であって、セン
サー駆動信号でスイッチングする第2の電気的スイッチ
素子と第2の容量を直列に接続し、前記第2の電気的ス
イッチ素子と第2の容量を、前記直流レベルシフト回路
もしくは第1のインピーダンス変換器の出力端子と基準
電位間に接続し、第2の容量の両端電圧を第2のインピ
ーダンス変換器に加え、前記増幅回路の動作電圧とした
ことを特徴とする画像読取装置の出力回路。
A first capacitor and a first electrical switch are connected in parallel to an output terminal of a photoelectric conversion element for converting light reflected from a document into an electric signal, and an output signal terminal of the photoelectric conversion element is connected to the first capacitor. An output circuit of an image reading device connected to a DC level shift circuit or a first impedance converter and using the output of the photoelectric conversion element as an input voltage of the DC level shift circuit or the first impedance converter, wherein A second electrical switch element and a second capacitor that are switched by a signal are connected in series, and the second electrical switch element and the second capacitor are connected to the DC level shift circuit or the first impedance converter. It is connected between an output terminal and a reference potential, and a voltage across the second capacitor is applied to a second impedance converter to obtain an operating voltage of the amplifier circuit. The output circuit of the image reading apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110456853A (en) * 2018-05-07 2019-11-15 深迪半导体(上海)有限公司 The reading circuit of capacitance type sensor

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