JP2571644B2 - イメージセンサ - Google Patents

イメージセンサ

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JP2571644B2
JP2571644B2 JP2406744A JP40674490A JP2571644B2 JP 2571644 B2 JP2571644 B2 JP 2571644B2 JP 2406744 A JP2406744 A JP 2406744A JP 40674490 A JP40674490 A JP 40674490A JP 2571644 B2 JP2571644 B2 JP 2571644B2
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研介 澤瀬
弘美 緒方
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Rohm Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイメージセンサ、特に原
稿の文字や記号などのデータを光学的に読み取り、アナ
ログ電気信号として逐次出力するイメージセンサに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、原稿面に光を照射するLED
アレイなどの光源と原稿面からの反射光を受光する複数
のイメージセンサ素子が並設された受光素子アレイ、及
びこの受光素子アレイに結像する光学系を有し、原稿に
記載された文字や記号などの文書データを光学的に読み
取るファクシミリ等のイメージセンサが周知である。
【0003】図3にはこのようなイメージセンサの概略
構成図が示されており、光源としてのLEDアレイ10
からの光はガラス板12を透過して原稿14に照射され
る。原稿14からの反射光はシリンドリカルレンズアレ
イSLA16に入射し、CCDやMOSなどの受光素子
が複数個並設された受光素子アレイ18上に集光され
る。
【0004】そして、この受光素子アレイ18にて光電
変換されアナログ電気信号として出力された原稿情報は
回路基板20にてさらに所望の電気処理が行われ、原稿
情報を読み取る構成である。
【0005】ここで、受光素子アレイ18から逐次アナ
ログ電気信号を回路基板20へ出力する場合、通常は図
4に示されるようなタイミング信号を供給して行われ
る。すなわち、図4(a)に示されるシリアルイン信号
SIによりアナログ電気信号出力が指令されると図4
(b)に示されるクロック信号CLKに従い受光素子ア
レイ18が順次蓄積された電荷を出力してシリアルデー
タとして図4(c)に示されるアナログ信号AOを出力
する。なお、クロック信号CLKとしては500KHz
が主に使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
いては受光素子アレイ18から出力されたアナログ電気
信号をさらにA/D変換器などによりデジタル信号に変
換し原稿情報を読み取るが、図4(c)に示されるよう
に受光素子アレイ18から出力されるアナログ電気信号
の出力安定時間(図中s)は200〜300nsと極め
て短く、このためA/D変換器などによりアナログ電気
信号をデジタル信号に変換する場合においてもサンプリ
ングタイミングを極めて正確に設定しなければならない
という問題があった。特に、イメージセンサなどの光学
読取り装置においては、このようなサンプリングタイミ
ングのずれはグレーレベルの変動を招き、ひいては原稿
読取り率の低下を招いてしまう問題があった。
【0007】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は受光素子アレイから出力されたア
ナログ電気信号を正確にデジタル化し、原稿読取り率を
向上させることが可能なイメージセンサを提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のイメージセンサは所定のクロック信号の半
周期の間に前記受光素子から読み出されたアナログ電気
信号をクロック信号の次の半周期の間保持するサンプル
ホールド回路を有することを特徴とする。
【0009】
【作用】このように、本発明のイメージセンサは従来の
ように受光素子アレイからのアナログ電気信号を直接A
/D変換器などによりデジタル変換するのではなく、サ
ンプルホールド回路によりクロック信号の半周期分だけ
保持した後にデジタル化することにより原稿読取り率の
向上を図るものである。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係るイメー
ジセンサの好適な実施例を説明する。
【0011】本実施例のイメージセンサの全体構成は従
来とほぼ同様であり、図3に示されるように発光素子ア
レイ10からの光をガラス板12を介して原稿14に照
射し、その反射光をシリンドリカルレンズアレイSLA
16により受光素子アレイ18上に集光し、電気信号に
変換する構成である。そして、受光素子アレイ18から
出力されたアナログ電気信号は回路基板20でデジタル
変換など所定の処理が行われ原稿14の情報が読み取ら
れる構成である。
【0012】本実施例において特徴的なことは、受光素
子アレイ18から出力されたアナログ電気信号をデジタ
ル化する際、受光素子アレイ18の各受光素子から出力
されたアナログ電気信号を所定時間保持するサンプルホ
ールド回路を設け、このデジタル化を容易にしたことに
ある。
【0013】以下、図1の回路図を用いて本実施例のサ
ンプルホールド回路を詳細に説明する。図1において受
光素子アレイ18は複数の受光素子から構成され、本実
施例においてはA4サイズの原稿を読み取ることを考慮
して1728個の受光素子を配しており、8画素/mm
の解像度で原稿を読み取ることができる。図において
は、便宜上これら1728個の受光素子の各々にE1,
E2,E3,…,E1728と順に番号を付してある。
そして、これら1728個の受光素子の各々に原稿面で
反射されシリンドリカルレンズアレイSLA16にて集
光された光が入射し、その光量に応じた電荷が蓄積され
る。
【0014】各受光素子E1,E2,E3,…,E17
28はそれぞれトランスファーゲートTR1,TR2…
TR1728を介して画素電荷ライン26に接続され、
トランスファーゲートの開閉により順次各受光素子に蓄
積された電荷が画素電荷ライン26に出力される。
【0015】ここで、トランスファーゲートTR1,T
R2,TR1728のゲート端子はシフトレジスタ22
に接続されており、このシフトレジスタからの制御信号
により各トランスファーゲートの開閉が制御される。図
2に本実施例におけるタイミングチャートが示されてお
り、出力制御信号S1(図2(a))及びクロック信号
CLK(図2(b))がこのシフトレジスタ22に入力
されると、シフトレジスタ22はクロック信号CLKに
同期して1周期毎に各トランスファーゲートTR1,T
R2…TR1728を開閉すべくパルス信号を発生す
る。すなわち、クロック信号CLKの立上りから立下り
までの半周期間に受光素子E1に蓄積された電荷を出力
すべくこの受光素子E1のトランスファーゲートTR1
のゲート端子をHにして画素電荷ライン26に蓄積電荷
を出力し、次に、クロック信号CLKの次の立上りから
立下りまでの半周期間に受光素子E2に蓄積された電荷
を出力すべくこの受光素子E2のトランスファーゲート
TR2のゲート端子をHにして画素電荷ライン26に出
力する。以下同様にしてクロック信号CLKに同期して
1728個の受光素子E1,E2,…,E1728から
順次蓄積電荷を画素電荷ライン26に出力する。
【0016】また、画素電荷ライン26はリセットゲー
ト24を介してレファレンスライン28に接続されてお
り、シフトレジスタ22からのリセット信号によりリセ
ットゲート24のゲート端子がHとなり画素電荷ライン
26がレファレンス電圧に設定される。
【0017】ここで、シフトレジスタ22から供給され
るリセット信号のタイミングチャートは図2(e)に示
されているように、クロック信号CLKの立下りから次
の立上りまでの半周期間にHとなるパルス信号が出力さ
れ、この半周期間に全てのリセットゲート24が開とな
り画素電荷ライン26及びレファレンスライン28が共
にレファレンス電圧に設定される。
【0018】画素電荷ライン26及びレファレンスライ
ン28は電圧変換バッファ30によりハイインピーダン
スからローインピーダンスに変換された後オペアンプ3
2の非反転入力端子に接続される。このオペアンプ32
にて増幅された各受光素子からのアナログ電気信号及び
レファレンスはオペアンプ34に入力して差動増幅さ
れ、本実施例における特徴的構成であるサンプルホール
ド回路36に供給される。 本実施例のサンプルホール
ド回路36はホールドゲート36aを有しており、この
ホールドゲート36a、ホールドキャパシタ36b、オ
ペアンプ36c、出力制御トランジスタ36d及びリセ
ットトランジスタ36eを有しており、ホールドキャパ
シタ36bの充放電をクロック信号CLKに同期させて
制御することによりクロック信号の半周期分だけ受光素
子からのアナログ電気出力を保持する構成である。
【0019】すなわち、図2(f)に示されるようにク
ロック信号CLKに同期したホールド信号H0をホール
ドゲート36aに供給し、受光素子からのアナログ電気
信号によりホールドキャパシタ36bを充電する。そし
て、クロック信号CLKの1周期毎にリセットトランジ
スタ36eのゲート端子にリセット信号を供給してクロ
ック信号の1周期間にホールドキャパシタ36bに充電
された電荷を放電させる。
【0020】すると、オペアンプ36cの非反転入力端
子にはクロック信号CLKの半周期間その値が保持され
た受光素子からの電気信号が入力されることとなる。ま
た、クロック信号CLKの次の周期においては次の受光
素子から出力されたアナログ電気信号がホールドキャパ
シタ36bの充放電によりクロック信号CLKの半周期
間保持されることとなる。
【0021】すると、サンプルホールド回路36に入力
する前の電圧波形(図2(g)のV参照)で示されるア
ナログ電気出力が同図(h)で示されるようにクロック
信号の半周期間保持された画素出力が得られることとな
り、出力端子OUTから出力される。
【0022】サンプルホールド回路36から出力された
電気信号はさらに不図示のA/Dコンバータに入力され
デジタル化されるが、本実施例においては前述したよう
にクロック信号CLKの半周期間その値が保持されたア
ナログ電気信号が出力されているため、例えばA/Dコ
ンバータにてサンプリングを行う際のサンプリング信号
をクロック信号CLKの立下りに設定することにより
(図2(i)参照)容易にデジタル化を行うことがで
き、受光素子に蓄積された電荷量、すなわち原稿の情報
を正しく読み取ることが可能となる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイメ
ージセンサによれば、受光素子アレイから出力されたア
ナログ電気信号をサンプルホールド回路により一定時間
保持することにより、デジタル化を容易とし原稿読取り
率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るイメージセンサの一実施例の回路
図である。
【図2】同実施例のタイミングチャート図である。
【図3】イメージセンサの全体構成図である。
【図4】従来のイメージセンサにおける受光素子アレイ
の駆動タイミングチャート図である。
【符号の説明】
10 発光素子アレイ 18 受光素子アレイ 22 シフトレジスタ 26 画素電荷ライン 28 レファレンスライン 36 サンプルホールド回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子と受光素子を備え、前記発光素
    子からの光を原稿に照射してその反射光を前記受光素子
    で受光して電気信号に変換し前記原稿の情報を読み取る
    イメージセンサにおいて、所定のクロック信号の半周期の間に前記受光素子から読
    み出されたアナログ電気信号をクロック信号の次の半周
    期の間 保持するサンプルホールド回路を有することを特
    徴とするイメージセンサ。
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