JP2000253202A - イメージスキャナ - Google Patents
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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- H04N2201/0081—Image reader
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- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像への光照射量を弱めた消費電力の少ない
イメージスキャナを提供する。 【解決手段】 イメージスキャナは、センサ部1、I−
V変換器2、積分器3、及び、基準電圧発生回路4で構
成される。基準電圧発生回路4は、I−V変換器2及び
積分器3が微少な信号を取り扱えるように働くので、セ
ンサ部1への入射光が弱くても、読み取り可能となる。
従って、イメージスキャナは、消費電力の大きい画像へ
の光照射量を弱めることができる。
イメージスキャナを提供する。 【解決手段】 イメージスキャナは、センサ部1、I−
V変換器2、積分器3、及び、基準電圧発生回路4で構
成される。基準電圧発生回路4は、I−V変換器2及び
積分器3が微少な信号を取り扱えるように働くので、セ
ンサ部1への入射光が弱くても、読み取り可能となる。
従って、イメージスキャナは、消費電力の大きい画像へ
の光照射量を弱めることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子を用
いたイメージスキャナに係り、より詳細には、低消費電
力化に関するものである。
いたイメージスキャナに係り、より詳細には、低消費電
力化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年のOA化等に伴い、コンピュータに
画像情報を入力するイメージスキャナの開発も進んでい
る。小型イメージスキャナとして、手で握りながら移動
させて紙面の画像情報を読み取る形式の、特に携帯性に
優れたペン型イメージスキャナが知られている。
画像情報を入力するイメージスキャナの開発も進んでい
る。小型イメージスキャナとして、手で握りながら移動
させて紙面の画像情報を読み取る形式の、特に携帯性に
優れたペン型イメージスキャナが知られている。
【0003】図8は、従来のイメージスキャナの回路図
である。イメージスキャナは、センサー部1、電流−電
圧変換部(以下、I−V変換部と呼ぶ)2、及び、積分
器3で構成される。センサー部1は、主走査方向にn個の
光電変換器がアレイ状に配置されているが、その中で、
1番目のみを図示している。各光電変換器は、フォトダ
イオードに入射した光量に対応するセンサ電流信号を出
力し、I−V変換部2は、これをセンサ電圧信号Voに
変換する。積分器3は、センサ電圧信号Voを積分して
出力信号Voutを出力する。
である。イメージスキャナは、センサー部1、電流−電
圧変換部(以下、I−V変換部と呼ぶ)2、及び、積分
器3で構成される。センサー部1は、主走査方向にn個の
光電変換器がアレイ状に配置されているが、その中で、
1番目のみを図示している。各光電変換器は、フォトダ
イオードに入射した光量に対応するセンサ電流信号を出
力し、I−V変換部2は、これをセンサ電圧信号Voに
変換する。積分器3は、センサ電圧信号Voを積分して
出力信号Voutを出力する。
【0004】I−V変換部2のオペアンプOP1で発生
するオフセット及びノイズ成分は、センサー部1からの
センサ電流信号Ii1が微少なため、センサ電圧信号Vo
に影響を与え、イメージスキャナが画像を正しく読み取
れない原因になっていた。そこで、照射する光の強度や
照射時間を大きくしセンサ電流信号Ii1を強めることに
よって、この問題に対応していたものの、Ii1を大きく
することは、消費電力の増大の原因となっていた。
するオフセット及びノイズ成分は、センサー部1からの
センサ電流信号Ii1が微少なため、センサ電圧信号Vo
に影響を与え、イメージスキャナが画像を正しく読み取
れない原因になっていた。そこで、照射する光の強度や
照射時間を大きくしセンサ電流信号Ii1を強めることに
よって、この問題に対応していたものの、Ii1を大きく
することは、消費電力の増大の原因となっていた。
【0005】特開平7−72180号公報には、I−V
変換部のオペアンプで発生するオフセットを軽減する技
術が記載されている。図9は、該公報に記載のイメージ
スキャナの詳細を示している。イメージスキャナは、I
−V変換部21、積分回路22、コントローラ23、及
び、サンプルホールド回路24で構成される。I−V変
換部21は、フォトダイオードPDから送られてくるセ
ンサ電流信号IiをI−V変換し、センサ電圧信号Vo
を積分回路22の反転入力とサンプルホールド回路24
のサンプル入力とに出力する。コントローラ23は、リ
セット信号S1に基づいてサンプルホールド回路24を
制御する制御信号S2を生成する。サンプルホールド回
路24は、制御信号S2によって開閉するスイッチS
W、及び、センサ電圧信号Voによって充電されるキャ
パシタC2で構成される。積分回路22は、非反転入力
に入力されるサンプルホールド回路24のキャパシタC
2の充電電圧を基準入力として、反転入力に入力される
センサ電圧信号Voを積分し、処理信号Voを出力す
る。
変換部のオペアンプで発生するオフセットを軽減する技
術が記載されている。図9は、該公報に記載のイメージ
スキャナの詳細を示している。イメージスキャナは、I
−V変換部21、積分回路22、コントローラ23、及
び、サンプルホールド回路24で構成される。I−V変
換部21は、フォトダイオードPDから送られてくるセ
ンサ電流信号IiをI−V変換し、センサ電圧信号Vo
を積分回路22の反転入力とサンプルホールド回路24
のサンプル入力とに出力する。コントローラ23は、リ
セット信号S1に基づいてサンプルホールド回路24を
制御する制御信号S2を生成する。サンプルホールド回
路24は、制御信号S2によって開閉するスイッチS
W、及び、センサ電圧信号Voによって充電されるキャ
パシタC2で構成される。積分回路22は、非反転入力
に入力されるサンプルホールド回路24のキャパシタC
2の充電電圧を基準入力として、反転入力に入力される
センサ電圧信号Voを積分し、処理信号Voを出力す
る。
【0006】リセット信号S1は、センサ電流信号Ii
がI−V変換部21に入力されるのに同期して発生する
ので、サンプルホールド回路24のキャパシタC2は、
I−V変換部21のオフセット電圧で充電される。つま
り、積分回路22は、この入力されるオフセット電圧を
同相成分としてキャンセルすることとなる。
がI−V変換部21に入力されるのに同期して発生する
ので、サンプルホールド回路24のキャパシタC2は、
I−V変換部21のオフセット電圧で充電される。つま
り、積分回路22は、この入力されるオフセット電圧を
同相成分としてキャンセルすることとなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の技術
は、I−V変換部21で発生するオフセットを軽減する
ことはできるものの、SN比の改善には有効ではなかっ
た。つまり、SN比を低く抑えるためには、依然として
センサ電流信号Iiを大きくする必要があり、消費電力
の低減は不満足なものであった。
は、I−V変換部21で発生するオフセットを軽減する
ことはできるものの、SN比の改善には有効ではなかっ
た。つまり、SN比を低く抑えるためには、依然として
センサ電流信号Iiを大きくする必要があり、消費電力
の低減は不満足なものであった。
【0008】本発明は、上記したような従来の技術が有
する問題点を解決するためになされたものであり、微少
なセンサ電流信号を検出可能とすることで、SN比を改
善し消費電力を低減することができる小型のイメージス
キャナを提供することを目的とする。
する問題点を解決するためになされたものであり、微少
なセンサ電流信号を検出可能とすることで、SN比を改
善し消費電力を低減することができる小型のイメージス
キャナを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のイメージスキャナは、光電変換素子を有
し、センサ電流信号を出力するセンサ部と、前記センサ
電流信号を変換してセンサ電圧信号を出力する電流−電
圧変換部と、前記センサ電圧信号を積分して処理信号を
出力する積分器と、を有するイメージスキャナにおい
て、前記センサ電流信号を増幅する電流増幅器を前記電
流−電圧変換部の前段に備えることを特徴とする。
め、本発明のイメージスキャナは、光電変換素子を有
し、センサ電流信号を出力するセンサ部と、前記センサ
電流信号を変換してセンサ電圧信号を出力する電流−電
圧変換部と、前記センサ電圧信号を積分して処理信号を
出力する積分器と、を有するイメージスキャナにおい
て、前記センサ電流信号を増幅する電流増幅器を前記電
流−電圧変換部の前段に備えることを特徴とする。
【0010】本発明のイメージスキャナによると、電流
増幅器を電流−電圧変換部の前段に備えた構成により、
SN比を改善し消費電力を低減することができる。
増幅器を電流−電圧変換部の前段に備えた構成により、
SN比を改善し消費電力を低減することができる。
【0011】本発明のイメージスキャナでは、I−V変
換部の入力に低雑音タイプの接合型電界効果トランジス
タ(以下、接合型トランジスタと呼ぶ)を有することが
好ましく、このようにすることで特に微少なセンサ電流
信号が検出可能となり、画像に照射する光を弱めて消費
電力をより低減できる。
換部の入力に低雑音タイプの接合型電界効果トランジス
タ(以下、接合型トランジスタと呼ぶ)を有することが
好ましく、このようにすることで特に微少なセンサ電流
信号が検出可能となり、画像に照射する光を弱めて消費
電力をより低減できる。
【0012】また、本発明のイメージスキャナは、前記
I−V変換部で発生するオフセット電圧を抑え、また前
記積分器で発生するオフセット電圧を抑えることが更に
好ましい。この場合、前記I−V変換部及び前記積分器
のゲインを大きくできるので、更に小さなセンサ電流信
号が検出できる。
I−V変換部で発生するオフセット電圧を抑え、また前
記積分器で発生するオフセット電圧を抑えることが更に
好ましい。この場合、前記I−V変換部及び前記積分器
のゲインを大きくできるので、更に小さなセンサ電流信
号が検出できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例のイメ
ージスキャナについて図面を参照して説明する。なお、
以下に説明する各実施形態例では、MOSトランジスタ
としてNチャネル型を採用した例について説明する。
ージスキャナについて図面を参照して説明する。なお、
以下に説明する各実施形態例では、MOSトランジスタ
としてNチャネル型を採用した例について説明する。
【0014】図1は、本発明の第1実施形態例のイメー
ジスキャナを示すブロック図である。本実施形態例のイ
メージスキャナには、図示の構成要素の他に、出力信号
Voutを取り扱う後段のアナログーデジタル変換器
(ADC)やインターフェイス部、及び、画像へ光を照
射する前段の光照射部等の図示しない構成要素も含まれ
るが、その図示及び説明は省略する。
ジスキャナを示すブロック図である。本実施形態例のイ
メージスキャナには、図示の構成要素の他に、出力信号
Voutを取り扱う後段のアナログーデジタル変換器
(ADC)やインターフェイス部、及び、画像へ光を照
射する前段の光照射部等の図示しない構成要素も含まれ
るが、その図示及び説明は省略する。
【0015】イメージスキャナは、センサ部1、I−V
変換部2、積分器3、及び、基準電圧発生回路4で構成
される。センサ部1は、一次元のアレイ状に配列された
複数の光電変換器から構成され、画像からの反射光をホ
トダイオードで受け、センサ電流信号Ii1〜Iin(図面
上ではIi1のみを例示した)をI−V変換部2に順次に
出力する。I−V変換部2は、入力した微少なセンサ電
流信号Ii1を増幅しこれをI−V変換し、センサ電圧信
号Voとして積分器3の反転入力に入力する。基準電圧
発生回路4は、I−V変換部2で発生するオフセットを
検出し、オフセットに対応する基準電圧を積分器3の非
反転入力に出力する。積分器3は、この基準電圧を基準
値として入力したセンサ電圧信号Voを積分し、出力信
号Voutを出力する。
変換部2、積分器3、及び、基準電圧発生回路4で構成
される。センサ部1は、一次元のアレイ状に配列された
複数の光電変換器から構成され、画像からの反射光をホ
トダイオードで受け、センサ電流信号Ii1〜Iin(図面
上ではIi1のみを例示した)をI−V変換部2に順次に
出力する。I−V変換部2は、入力した微少なセンサ電
流信号Ii1を増幅しこれをI−V変換し、センサ電圧信
号Voとして積分器3の反転入力に入力する。基準電圧
発生回路4は、I−V変換部2で発生するオフセットを
検出し、オフセットに対応する基準電圧を積分器3の非
反転入力に出力する。積分器3は、この基準電圧を基準
値として入力したセンサ電圧信号Voを積分し、出力信
号Voutを出力する。
【0016】図2は、図1のイメージスキャナの詳細を
示す回路図である。センサ部1は、ガラス基板上に形成
された複数の画素から成り、各画素は、MOSトランジ
スタQ1、ホトダイオードPD1、及び、蓄積容量CS
1の3つの要素から構成される。センサ部1は、イメー
ジスキャナの光信号読取り部分を構成している。センサ
部1は、主走査方向にアレイ状に配置されたn個の光電
変換器から構成されているが、その内の1番目のみを図
示する。各ホトダイオードPD1と蓄積容量CS1とは
並列接続し、このホトダイオードPD1のカソード側
は、TFT素子を成すMOSトランジスタQ1を介して
電源電圧VBに接続する。ホトダイオードPD1のアノ
ード側から取り出されるセンサ電流信号Ii1は、I−V
変換器2に入力する。画素選択信号φ1〜φnは、対応
するMOSトランジスタQ1〜Qnのゲートに接続す
る。
示す回路図である。センサ部1は、ガラス基板上に形成
された複数の画素から成り、各画素は、MOSトランジ
スタQ1、ホトダイオードPD1、及び、蓄積容量CS
1の3つの要素から構成される。センサ部1は、イメー
ジスキャナの光信号読取り部分を構成している。センサ
部1は、主走査方向にアレイ状に配置されたn個の光電
変換器から構成されているが、その内の1番目のみを図
示する。各ホトダイオードPD1と蓄積容量CS1とは
並列接続し、このホトダイオードPD1のカソード側
は、TFT素子を成すMOSトランジスタQ1を介して
電源電圧VBに接続する。ホトダイオードPD1のアノ
ード側から取り出されるセンサ電流信号Ii1は、I−V
変換器2に入力する。画素選択信号φ1〜φnは、対応
するMOSトランジスタQ1〜Qnのゲートに接続す
る。
【0017】I−V変換器2は、接合型トランジスタT
r2、抵抗R1、抵抗R3、及び、オペアンプOP1で
構成される。接合型トランジスタTr2のソースは、基
準電圧Vref3に接続し、接合型トランジスタTr2
のドレインは、オペアンプOP1の非反転入力、及び、
抵抗R3を介して電源電圧VDに接続する。基準電圧V
ref3は、接合型トランジスタTr2のバイアスを決
めるための電圧であり、抵抗R1及びキャパシタC3を
介してGNDに接続する。
r2、抵抗R1、抵抗R3、及び、オペアンプOP1で
構成される。接合型トランジスタTr2のソースは、基
準電圧Vref3に接続し、接合型トランジスタTr2
のドレインは、オペアンプOP1の非反転入力、及び、
抵抗R3を介して電源電圧VDに接続する。基準電圧V
ref3は、接合型トランジスタTr2のバイアスを決
めるための電圧であり、抵抗R1及びキャパシタC3を
介してGNDに接続する。
【0018】オペアンプOP1の反転入力は、基準電圧
Vref1に接続する。接合型トランジスタTr2のゲ
ートには、抵抗R1を介してオペアンプOP1の出力を
接続し、センサ電流信号Ii1を入力する。基準電圧Vr
ef1は、OP1のバイアスを決めるための電圧であ
り、抵抗R6を介してVCCに接続し、抵抗R7を介し
てGNDに接続する。センサ電圧信号Voを与えるオペ
アンプOP1の出力は、積分器3の入力に接続する。
Vref1に接続する。接合型トランジスタTr2のゲ
ートには、抵抗R1を介してオペアンプOP1の出力を
接続し、センサ電流信号Ii1を入力する。基準電圧Vr
ef1は、OP1のバイアスを決めるための電圧であ
り、抵抗R6を介してVCCに接続し、抵抗R7を介し
てGNDに接続する。センサ電圧信号Voを与えるオペ
アンプOP1の出力は、積分器3の入力に接続する。
【0019】積分器3は、MOSトランジスタTr1、
キャパシタC1、オペアンプOP2、及び、抵抗R2で
構成される。MOSトランジスタTr1とキャパシタC
1とは並列接続し、このMOSトランジスタTr1及び
キャパシタC1はオペアンプOP2の反転入力と出力と
の間に接続する。センサ電圧信号Voは、抵抗R2を介
してオペアンプOP2の反転入力に入力する。オペアン
プOP2の非反転入力は、基準電圧発生回路4の出力に
接続する。リセット信号φrstは、MOSトランジス
タTr1のゲートに入力する。
キャパシタC1、オペアンプOP2、及び、抵抗R2で
構成される。MOSトランジスタTr1とキャパシタC
1とは並列接続し、このMOSトランジスタTr1及び
キャパシタC1はオペアンプOP2の反転入力と出力と
の間に接続する。センサ電圧信号Voは、抵抗R2を介
してオペアンプOP2の反転入力に入力する。オペアン
プOP2の非反転入力は、基準電圧発生回路4の出力に
接続する。リセット信号φrstは、MOSトランジス
タTr1のゲートに入力する。
【0020】基準電圧発生回路4は、MOSトランジス
タTr3及びキャパシタC2で構成される。センサ電圧
信号Voは、MOSトランジスタTr3を介して基準電
圧発生回路4の出力に入力し、基準電圧発生回路4の出
力は、キャパシタC2を介して基準電圧Vref2に接
続する。本実施形態例では、基準電圧Vref2は、イ
ンピーダンスが低ければ、原理的に電圧に依存しないの
で、直接GNDに接続する。リセット信号φrstは、
MOSトランジスタTr3のゲートに接続する。
タTr3及びキャパシタC2で構成される。センサ電圧
信号Voは、MOSトランジスタTr3を介して基準電
圧発生回路4の出力に入力し、基準電圧発生回路4の出
力は、キャパシタC2を介して基準電圧Vref2に接
続する。本実施形態例では、基準電圧Vref2は、イ
ンピーダンスが低ければ、原理的に電圧に依存しないの
で、直接GNDに接続する。リセット信号φrstは、
MOSトランジスタTr3のゲートに接続する。
【0021】図3は、本実施形態例のイメージスキャナ
における信号波形のタイミングチャートである。画素選
択信号φ1〜φnは、センサ部1の1〜n番目の光電変
換器を主走査方向に走査するために順次に発生する信号
である。リセット信号φrstは、この画素選択信号φ
1〜φnの立上りに先立って一定周期で発生する。イメ
ージスキャナは、副走査方向に移動する一定の距離ごと
に、リセット信号φrst及び画素選択信号φ1〜φn
を繰り返し発生させて、画像を2次元情報として読み取
る。
における信号波形のタイミングチャートである。画素選
択信号φ1〜φnは、センサ部1の1〜n番目の光電変
換器を主走査方向に走査するために順次に発生する信号
である。リセット信号φrstは、この画素選択信号φ
1〜φnの立上りに先立って一定周期で発生する。イメ
ージスキャナは、副走査方向に移動する一定の距離ごと
に、リセット信号φrst及び画素選択信号φ1〜φn
を繰り返し発生させて、画像を2次元情報として読み取
る。
【0022】センサ部1は、まず画素選択信号φ1をH
レベルにし、MOSトランジスタQ1をオンさせて、ホ
トダイオードPD1に並列接続された蓄積容量CS1を
充電する。この蓄積容量の充電を各画素に対して順次に
行うことによって主走査が行われる。蓄積容量CS1
は、対応する画素の一つの選択時と次の選択時との間
に、ホトダイオードPD1に入射した光強度に応じて放
電される。センサ部1は、次の選択時にこの放電した蓄
積容量CS1を充電することで、その充電電流をセンサ
電流信号Ii1として出力する。
レベルにし、MOSトランジスタQ1をオンさせて、ホ
トダイオードPD1に並列接続された蓄積容量CS1を
充電する。この蓄積容量の充電を各画素に対して順次に
行うことによって主走査が行われる。蓄積容量CS1
は、対応する画素の一つの選択時と次の選択時との間
に、ホトダイオードPD1に入射した光強度に応じて放
電される。センサ部1は、次の選択時にこの放電した蓄
積容量CS1を充電することで、その充電電流をセンサ
電流信号Ii1として出力する。
【0023】I−V変換器2は、高出力インピーダンス
であるセンサ部1からのセンサ電流信号Ii1を、オペア
ンプOP1によって、センサ電圧信号Voに変換する。
I−V変換器2は、微少なセンサ電流信号Ii1でも取り
扱えるように、入力に接合型トランジスタTr2を備え
て、SN比を維持したままゲインを上げている。接合型
トランジスタTr2には、特に低雑音タイプのものを選
定し、基準電圧Vref1とVref3を所定値に設定
して、約60〜80dBの利得を持たせている。
であるセンサ部1からのセンサ電流信号Ii1を、オペア
ンプOP1によって、センサ電圧信号Voに変換する。
I−V変換器2は、微少なセンサ電流信号Ii1でも取り
扱えるように、入力に接合型トランジスタTr2を備え
て、SN比を維持したままゲインを上げている。接合型
トランジスタTr2には、特に低雑音タイプのものを選
定し、基準電圧Vref1とVref3を所定値に設定
して、約60〜80dBの利得を持たせている。
【0024】基準電圧発生回路4のMOSトランジスタ
Tr3は、リセット信号φrstがHレベルになるとオ
ンし、キャパシタC2をその時点のセンサ電圧信号Vo
で充電する。従って、基準電圧発生回路4の出力は、I
−V変換器2のオフセット電圧になる。
Tr3は、リセット信号φrstがHレベルになるとオ
ンし、キャパシタC2をその時点のセンサ電圧信号Vo
で充電する。従って、基準電圧発生回路4の出力は、I
−V変換器2のオフセット電圧になる。
【0025】積分器3のMOSトランジスタTr1は、
リセット信号φrstがHレベルになるとオンし、キャ
パシタC1を放電する。次に、積分器3は、基準電圧発
生回路4からのオフセット電圧を基準電圧として、I−
V変換器2からのセンサ電圧信号Voを積分し、出力信
号Voutを出力する。
リセット信号φrstがHレベルになるとオンし、キャ
パシタC1を放電する。次に、積分器3は、基準電圧発
生回路4からのオフセット電圧を基準電圧として、I−
V変換器2からのセンサ電圧信号Voを積分し、出力信
号Voutを出力する。
【0026】上記実施形態例によれば、微少なセンサ電
流信号が検出可能となるため、対象画像への光照射のた
めの消費電力が抑えられる。特に、上記のように構成し
たI−V変換器2は、オペアンプOP1に低雑音タイプ
のものを選定しゲインを上げた場合に比べて、コストや
デバイスの選定について有利となる。
流信号が検出可能となるため、対象画像への光照射のた
めの消費電力が抑えられる。特に、上記のように構成し
たI−V変換器2は、オペアンプOP1に低雑音タイプ
のものを選定しゲインを上げた場合に比べて、コストや
デバイスの選定について有利となる。
【0027】図4は、本発明の第2実施形態例のイメー
ジスキャナを示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、基準電圧発生回路4に代えて、I−V変
換器2の仮想接地点Vp1を直接オペアンプOP2の非
反転入力に接続する構成を採用した点において先の実施
形態例とは異なる。
ジスキャナを示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、基準電圧発生回路4に代えて、I−V変
換器2の仮想接地点Vp1を直接オペアンプOP2の非
反転入力に接続する構成を採用した点において先の実施
形態例とは異なる。
【0028】積分器3のオペアンプOP2の非反転入力
は、I−V変換器2の仮想接地点Vp1でもあるMOS
トランジスタTr2のゲートに接続する。
は、I−V変換器2の仮想接地点Vp1でもあるMOS
トランジスタTr2のゲートに接続する。
【0029】I−V変換器2は、オペアンプOP1でI
−V変換器を構成しているので、センサ電流信号Ii1=
0であれば、Vp1=Voとなっている。接合型トラン
ジスタTr2のゲート・ソース間には、温度によって電
圧ドリフト分ΔVgsが発生し、センサ電圧信号Voに
加わるが、積分器3のオペアンプOP2の非反転入力も
Voと同電位となる。
−V変換器を構成しているので、センサ電流信号Ii1=
0であれば、Vp1=Voとなっている。接合型トラン
ジスタTr2のゲート・ソース間には、温度によって電
圧ドリフト分ΔVgsが発生し、センサ電圧信号Voに
加わるが、積分器3のオペアンプOP2の非反転入力も
Voと同電位となる。
【0030】積分器3は、オペアンプOP2の反転入力
と非反転入力とが同電位になるため、接合型トランジス
タのゲート・ソース間電圧のドリフト分ΔVgsによる
影響がない。
と非反転入力とが同電位になるため、接合型トランジス
タのゲート・ソース間電圧のドリフト分ΔVgsによる
影響がない。
【0031】図5は、本発明のイメージスキャナの第3
実施形態例を示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、基準電圧発生回路4に代えて、I−V変
換器2の仮想接地点Vp1とグラウンドとの間に抵抗R
4及びキャパシタC2を接続する構成を採用した点にお
いて先の実施形態例とは異なる。
実施形態例を示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、基準電圧発生回路4に代えて、I−V変
換器2の仮想接地点Vp1とグラウンドとの間に抵抗R
4及びキャパシタC2を接続する構成を採用した点にお
いて先の実施形態例とは異なる。
【0032】積分器3Aは、MOSトランジスタTr
1、キャパシタC1、オペアンプOP2、及び、抵抗R
2と、新たに追加した抵抗R4及びキャパシタC2とで
構成される。
1、キャパシタC1、オペアンプOP2、及び、抵抗R
2と、新たに追加した抵抗R4及びキャパシタC2とで
構成される。
【0033】積分器3AのオペアンプOP2の非反転入
力は、I−V変換器2の仮想接地点Vp1に抵抗R4を
介して接続し、キャパシタC2を介して基準電圧Vre
f2に接続する。基準電圧Vref2は、GNDに接続
する。
力は、I−V変換器2の仮想接地点Vp1に抵抗R4を
介して接続し、キャパシタC2を介して基準電圧Vre
f2に接続する。基準電圧Vref2は、GNDに接続
する。
【0034】抵抗R4は、高インピーダンスに設定し、
C2とR4の時定数Tcr(C2×R4)は十分大き
く、且つ温度ドリフトの時定数に対しては、十分小さく
設定する。
C2とR4の時定数Tcr(C2×R4)は十分大き
く、且つ温度ドリフトの時定数に対しては、十分小さく
設定する。
【0035】I−V変換器2は、オペアンプOP2の入
力容量が大きくても、その影響が少ない。積分器3A
は、オペアンプOP2の非反転入力の電位変動を抑えら
れるため、より動作が安定する。
力容量が大きくても、その影響が少ない。積分器3A
は、オペアンプOP2の非反転入力の電位変動を抑えら
れるため、より動作が安定する。
【0036】図6は、本発明のイメージスキャナの第4
実施形態例を示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、新たに抵抗R5と可変抵抗VR1を追加
した基準電圧発生回路4Aを有する点において先の実施
形態例とは異なる。
実施形態例を示す回路図である。本実施形態例のイメー
ジスキャナは、新たに抵抗R5と可変抵抗VR1を追加
した基準電圧発生回路4Aを有する点において先の実施
形態例とは異なる。
【0037】基準電圧発生回路4Aは、MOSトランジ
スタTr3及びキャパシタC2と、新たに追加した抵抗
R5及び可変抵抗VR1とで構成される。可変抵抗VR
1は、MOSトランジスタTr3とキャパシタC2との
ノードと、オペアンプOP2の非反転入力との間に追加
する。抵抗R5は、抵抗R2、キャパシタC1、及び、
MOSトランジスタTr1のノードと、オペアンプOP
2の反転入力との間に追加する。
スタTr3及びキャパシタC2と、新たに追加した抵抗
R5及び可変抵抗VR1とで構成される。可変抵抗VR
1は、MOSトランジスタTr3とキャパシタC2との
ノードと、オペアンプOP2の非反転入力との間に追加
する。抵抗R5は、抵抗R2、キャパシタC1、及び、
MOSトランジスタTr1のノードと、オペアンプOP
2の反転入力との間に追加する。
【0038】図7は、図6のオペアンプOP2のオフセ
ット電圧及びバイアス電流を考慮した積分器3及び基準
電圧発生回路4Aの等価回路である。オフセット電圧V
sは、OP2の反転入力及び非反転入力が夫々持つ電位
レベルの差であり、OP2の反転入力及び非反転入力の
開放端電圧である。バイアス電流Ib1〜Ib2は、オ
ペアンプの内部で、各入力端子に接続されたトランジス
タが動作する際に必要な電流であり、OP2の反転入力
及び非反転入力を接地した場合の夫々の電流である。一
般的に、このバイアス電流Ib1〜Ib2は、バイポー
ラ入力の場合には数十nA〜数mAであり、ユニポーラ
入力の場合には殆ど零である。従って、オフセット電圧
Vs及びバイアス電流Ib1〜Ib2は、本発明のよう
に取り扱う信号量が微少な程、これらの影響を受けない
対策が重要となる。
ット電圧及びバイアス電流を考慮した積分器3及び基準
電圧発生回路4Aの等価回路である。オフセット電圧V
sは、OP2の反転入力及び非反転入力が夫々持つ電位
レベルの差であり、OP2の反転入力及び非反転入力の
開放端電圧である。バイアス電流Ib1〜Ib2は、オ
ペアンプの内部で、各入力端子に接続されたトランジス
タが動作する際に必要な電流であり、OP2の反転入力
及び非反転入力を接地した場合の夫々の電流である。一
般的に、このバイアス電流Ib1〜Ib2は、バイポー
ラ入力の場合には数十nA〜数mAであり、ユニポーラ
入力の場合には殆ど零である。従って、オフセット電圧
Vs及びバイアス電流Ib1〜Ib2は、本発明のよう
に取り扱う信号量が微少な程、これらの影響を受けない
対策が重要となる。
【0039】センサ電流信号Ii1=0で、MOSトラン
ジスタTr3を理想的なスイッチと仮定すると、オペア
ンプOP2のオフセット分によってキャパシタC1の両
端に発生する電位差ΔVc1は、
ジスタTr3を理想的なスイッチと仮定すると、オペア
ンプOP2のオフセット分によってキャパシタC1の両
端に発生する電位差ΔVc1は、
【0040】 ΔVc1=C1×Trst/R2×{Vo−(Vo+Ib1×VR1+Vs− Ib2×R5)} ・・・ (式1) Trstは、図3のリセット信号φrstの周期であ
る。
る。
【0041】式1より、ΔVc1=0となる条件をVR
1について求めると、次式のように表せる。 VR1=(Ib2×R5−Vs)/Ib1 ・・・ (式2)
1について求めると、次式のように表せる。 VR1=(Ib2×R5−Vs)/Ib1 ・・・ (式2)
【0042】VR1の値を式1のように設定すれば、オ
ペアンプOP2のオフセット電圧及びバイアス電流によ
る電位差ΔVc1を零にできるので、積分器3のゲイン
を大きくすることができる。また、MOSトランジスタ
Tr3のゲート容量を通してキャパシタC2に充電され
る電圧分によるオペアンプOP2の影響も、VR1を調
整することで吸収できる。
ペアンプOP2のオフセット電圧及びバイアス電流によ
る電位差ΔVc1を零にできるので、積分器3のゲイン
を大きくすることができる。また、MOSトランジスタ
Tr3のゲート容量を通してキャパシタC2に充電され
る電圧分によるオペアンプOP2の影響も、VR1を調
整することで吸収できる。
【0043】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明のイメージスキャナは、上記
実施形態例の構成にのみ限定されるものでなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したイメー
ジスキャナも、本発明の範囲に含まれる。
づいて説明したが、本発明のイメージスキャナは、上記
実施形態例の構成にのみ限定されるものでなく、上記実
施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したイメー
ジスキャナも、本発明の範囲に含まれる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のイメージ
スキャナによると、電流増幅器を電流−電圧変換部の前
段に備えた構成により、SN比が改善し画像への光照射
量が抑えられるので、消費電力を低減することができ
る。
スキャナによると、電流増幅器を電流−電圧変換部の前
段に備えた構成により、SN比が改善し画像への光照射
量が抑えられるので、消費電力を低減することができ
る。
【図1】本発明の第1実施形態例のイメージスキャナを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図2】図1のイメージスキャナをより詳細に示す回路
図である。
図である。
【図3】本実施形態例のイメージスキャナにおける信号
波形のタイミングチャートである。
波形のタイミングチャートである。
【図4】本発明の第2実施形態例のイメージスキャナを
示す回路図である。
示す回路図である。
【図5】本発明の第3実施形態例のイメージスキャナを
示す回路図である。
示す回路図である。
【図6】本発明の第4実施形態例のイメージスキャナを
示す回路図である。
示す回路図である。
【図7】図6の積分器と基準電圧発生回路の等価回路で
ある。
ある。
【図8】従来のイメージスキャナの回路図である。
【図9】特開平7−72180号公報に記載のI−V変
換回路のブロック図である。
換回路のブロック図である。
1 センサ部 2 I−V変換部 3 積分器 4 基準電圧発生回路 21 I−V変換部 22 積分回路 23 コントローラ 24 サンプルホールド回路 VB,VD 供給電源 Vref1〜Vref3 基準電圧 PD,PD1 ホトダイオード OP1〜OP2 オペアンプ Tr1,Tr3,Q1 MOSトランジスタ Tr2 接合型トランジスタ CS1 蓄積容量 C1〜C3 キャパシタ R1〜R8 抵抗 VR1 可変抵抗 SW スイッチ Ii,Ii1 センサ電流信号 Vo センサ電圧信号 Vout 出力信号 Vs オフセット電圧 Ib1 バイアス電流(非反転入力用) Ib2 バイアス電流(反転入力用) φrst リセット信号 φ1〜φn 充電信号 S1 リセット信号 S2 制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C051 AA01 BA02 DA02 DB01 DB15 DE13 EA09 FA02 5C072 AA01 BA06 EA04 FB16 PA10 UA05
Claims (6)
- 【請求項1】 光電変換素子を有し、センサ電流信号を
出力するセンサ部と、前記センサ電流信号を変換してセ
ンサ電圧信号を出力する電流−電圧変換部と、前記セン
サ電圧信号を積分して処理信号を出力する積分器と、を
有するイメージスキャナにおいて、 前記センサ電流信号を増幅する電流増幅器を前記電流−
電圧変換部の前段に備えることを特徴とするイメージス
キャナ。 - 【請求項2】 前記センサ電流信号の入力に先立ってリ
セット信号を発生し、該リセット信号に応答して、前記
電流−電圧変換部で発生するオフセット電圧を前記積分
器の基準電圧入力端子に入力する基準電圧発生回路を備
える、請求項1に記載のイメージスキャナ。 - 【請求項3】 前記センサ部の出力が、前記積分器の基
準電圧入力端子に入力される、請求項1に記載のイメー
ジスキャナ。 - 【請求項4】 前記積分器が、前記センサ電圧信号入力
端子と出力とを接続する積分キャパシタと、前記センサ
電圧信号入力端子に接続され前記センサ電流信号が入力
される積分抵抗と、前記リセット信号に応答して前記積
分キャパシタを短絡するトランジスタとを有する、請求
項1〜3の何れかに記載のイメージスキャナ。 - 【請求項5】 前記積分器が、前記積分キャパシタと前
記積分抵抗とを接続するノードと前記センサ電圧信号入
力端子との間に接続された固定抵抗と、前記基準電圧発
生回路と前記基準電圧入力端子との間に接続された可変
抵抗とを有する、請求項4に記載のイメージスキャナ。 - 【請求項6】 前記センサ電圧信号入力端子及び前記基
準電圧入力端子を開放した時のオフセット電圧をVs、
前記センサ電圧信号入力端子及び前記基準電圧入力端子
を接地した時の前記センサ電圧信号入力端子及び前記基
準電圧入力端子から流出する電流を夫々Ib2及びIb
1、前記固定抵抗の値をRとしたときに、前記可変抵抗
の抵抗値を(Ib2×R−Vs)/Ib1と設定する、
請求項5に記載のイメージスキャナ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11052368A JP2000253202A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | イメージスキャナ |
TW089103562A TW484299B (en) | 1999-03-01 | 2000-03-01 | Image scanner |
KR1020000010390A KR20000062713A (ko) | 1999-03-01 | 2000-03-02 | 이미지 스캐너 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11052368A JP2000253202A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | イメージスキャナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000253202A true JP2000253202A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12912879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11052368A Pending JP2000253202A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | イメージスキャナ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000253202A (ja) |
KR (1) | KR20000062713A (ja) |
TW (1) | TW484299B (ja) |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11052368A patent/JP2000253202A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-01 TW TW089103562A patent/TW484299B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-03-02 KR KR1020000010390A patent/KR20000062713A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20000062713A (ko) | 2000-10-25 |
TW484299B (en) | 2002-04-21 |
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