JP2855356B2 - 読み取り装置の信号処理方法 - Google Patents
読み取り装置の信号処理方法Info
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- JP2855356B2 JP2855356B2 JP2077793A JP7779390A JP2855356B2 JP 2855356 B2 JP2855356 B2 JP 2855356B2 JP 2077793 A JP2077793 A JP 2077793A JP 7779390 A JP7779390 A JP 7779390A JP 2855356 B2 JP2855356 B2 JP 2855356B2
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- semiconductor integrated
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Description
【発明の詳細な説明】 『発明の技術分野』 複数の受光素子を一次元に配列し、原稿等の光信号を
電気的に検出し読み取る装置で、受光素子選択および信
号処理方法に関する。
電気的に検出し読み取る装置で、受光素子選択および信
号処理方法に関する。
『従来の技術』 一次元配列された受光素子より受光々量に比例した電
気信号検出する方法に関して、電荷蓄積型イメージセン
サの場合、従来は第１図に示す様な動作原理を基とする
第２図および第３図等の回路方法が使用されていた。
気信号検出する方法に関して、電荷蓄積型イメージセン
サの場合、従来は第１図に示す様な動作原理を基とする
第２図および第３図等の回路方法が使用されていた。
第１図での信号読み取り回路は、一定間隔で開閉する
スイッチ（S1〜7...n）部とスイッチを順番に切替えて
走査するためのフリップフロップ部（FF1〜7...n）、お
よび光信号を受光し電荷蓄積を使用できるように、逆バ
イアス電圧が印可されたフォトダイオードセンサアレイ
（３）とスイッチにより選択された受光素子よりの微小
電荷信号を後処理用信号レベルまで増幅する増幅器
（１）より構成される。
スイッチ（S1〜7...n）部とスイッチを順番に切替えて
走査するためのフリップフロップ部（FF1〜7...n）、お
よび光信号を受光し電荷蓄積を使用できるように、逆バ
イアス電圧が印可されたフォトダイオードセンサアレイ
（３）とスイッチにより選択された受光素子よりの微小
電荷信号を後処理用信号レベルまで増幅する増幅器
（１）より構成される。
又、この様な回路を使用した読み取り動作は一定間隔
で開閉されるスイッチ（S1〜7...n）で周期的に行わ
れ、スイッチ閉によりVBIAS（２）より受光素子ｄ（１
〜7...n）に接続された電荷蓄積コンデンサＣ（１〜
7...n）がRLを通して流れる電流ICHGにより充電される
ことにより一周期が始まる。
で開閉されるスイッチ（S1〜7...n）で周期的に行わ
れ、スイッチ閉によりVBIAS（２）より受光素子ｄ（１
〜7...n）に接続された電荷蓄積コンデンサＣ（１〜
7...n）がRLを通して流れる電流ICHGにより充電される
ことにより一周期が始まる。
次にスイッチ開で、受光素子ｄ（１〜7...n）および
電荷蓄積コンデンサＣ（１〜7...n）がRLと増幅器
（１）より電気的に切り離され、以後受光素子ｄ（１〜
7...n）が入射した光により光電変換した電流で電荷蓄
積コンデンサＣ（１〜7...n）の電荷が放電されてゆ
く。
電荷蓄積コンデンサＣ（１〜7...n）がRLと増幅器
（１）より電気的に切り離され、以後受光素子ｄ（１〜
7...n）が入射した光により光電変換した電流で電荷蓄
積コンデンサＣ（１〜7...n）の電荷が放電されてゆ
く。
一定時間後に再びスイッチ閉とすると、電荷蓄積コン
デンサに放電により消失した電荷分を充電するためにRL
を通して電流ICHGを流して一周期を終了する。
デンサに放電により消失した電荷分を充電するためにRL
を通して電流ICHGを流して一周期を終了する。
この電流ICHGは光信号を電荷放電として消失した電荷
と同量の電荷信号を有し（電流ICHG）×RLの電圧信号に
変換された後、増幅器（１）により増幅され、以後ピー
クホールド回路、積分器等により受光信号に処理され読
み取り信号となって外部にとりだされる。
と同量の電荷信号を有し（電流ICHG）×RLの電圧信号に
変換された後、増幅器（１）により増幅され、以後ピー
クホールド回路、積分器等により受光信号に処理され読
み取り信号となって外部にとりだされる。
第２図は第１図でのスイッチ部（S1〜7...n）とフリ
ップフロップ部（FF1〜7...n）から成るシフトレジスタ
ー部を集積化した（第１図の（４）部）物を利用した回
路で、複数の半導体集積回路にてセンサセルアレイ
（３）を走査する回路例である。
ップフロップ部（FF1〜7...n）から成るシフトレジスタ
ー部を集積化した（第１図の（４）部）物を利用した回
路で、複数の半導体集積回路にてセンサセルアレイ
（３）を走査する回路例である。
第３図は第２図でのスイッチ選択出力（５）に含まれ
るノイズを除去するために、本来の出力（６）の他にIC
内部からダミースイッチ選択出力信号（７）を出力し、
差動増幅器（９）により半導体集積回路や配線等による
ノイズを低減させる回路例である。
るノイズを除去するために、本来の出力（６）の他にIC
内部からダミースイッチ選択出力信号（７）を出力し、
差動増幅器（９）により半導体集積回路や配線等による
ノイズを低減させる回路例である。
『従来の技術の問題点』 第２図の回路方式では、特に半導体集積回路内部のス
イッチに対し低ノイズ化を施した物であっても電源変動
および配線（５）等に混入するノイズで読み取り信号の
S/N比の劣化は著しかった。
イッチに対し低ノイズ化を施した物であっても電源変動
および配線（５）等に混入するノイズで読み取り信号の
S/N比の劣化は著しかった。
又、差動増幅器（９）を用いて信号読み取りを行う第
３図の回路の場合、半導体集積回路部に本来の選択用ス
イッチの他、このスイッチと同等の電気的な特性を持ち
ながら、かつ同数のダミースイッチを回路内に併設しな
ければ選択信号よりノイズの除去性能が向上しなかっ
た。
３図の回路の場合、半導体集積回路部に本来の選択用ス
イッチの他、このスイッチと同等の電気的な特性を持ち
ながら、かつ同数のダミースイッチを回路内に併設しな
ければ選択信号よりノイズの除去性能が向上しなかっ
た。
よって、第１図の基本回路より発展した第２図および
第３図の回路では使用する半導体集積回路に対し本来の
走査選択スイッチ機能の他にノイズ低減化およびダミー
スイッチ併設等の特別な機能や対策が必要であるため、
回路性能が半導体集積回路の付加機能により大きく左右
された。また、このような付加機能を有する半導体集積
回路は高価であり読み取り装置のコストの上昇につなが
った。
第３図の回路では使用する半導体集積回路に対し本来の
走査選択スイッチ機能の他にノイズ低減化およびダミー
スイッチ併設等の特別な機能や対策が必要であるため、
回路性能が半導体集積回路の付加機能により大きく左右
された。また、このような付加機能を有する半導体集積
回路は高価であり読み取り装置のコストの上昇につなが
った。
『目的』 本発明は上記の問題を解決するものであり、読み取り
回路で走査選択スイッチICを使用する場合に走査選択ス
イッチ機能の他に特に重要な付加機能がなくても、良好
なS/N比で光信号を検出し電気信号に変換、読み取る方
法を提案することを目的とする。
回路で走査選択スイッチICを使用する場合に走査選択ス
イッチ機能の他に特に重要な付加機能がなくても、良好
なS/N比で光信号を検出し電気信号に変換、読み取る方
法を提案することを目的とする。
『発明の構成』 本発明の新読み取り回路の構成としては、受光素子選
択読み取り部を第４図に、信号処理部を第５図に示す。
択読み取り部を第４図に、信号処理部を第５図に示す。
第４図は従来の回路である第２図および第３図と同様
な機能を有するが、センサ素子部（３）に接続された半
導体集積回路をセンサ素子部の端部より連続して番号を
ふった場合の奇数番号の半導体集積回路（I
C1,3,5....）および偶数番号の半導体集積回路（IC
2,4,6....）の各半導体集積回路の選択出力先が組分け
され、それぞれの共通選択出力先として（６）及び
（７）が差動増幅器（９）に連結されており極性反転増
幅器（８）により奇数番号半導体集積回路選択時および
偶数番号半導体集積回路選択時の極性反転を片側極性の
みに変換することを特長とした回路構成になっている。
な機能を有するが、センサ素子部（３）に接続された半
導体集積回路をセンサ素子部の端部より連続して番号を
ふった場合の奇数番号の半導体集積回路（I
C1,3,5....）および偶数番号の半導体集積回路（IC
2,4,6....）の各半導体集積回路の選択出力先が組分け
され、それぞれの共通選択出力先として（６）及び
（７）が差動増幅器（９）に連結されており極性反転増
幅器（８）により奇数番号半導体集積回路選択時および
偶数番号半導体集積回路選択時の極性反転を片側極性の
みに変換することを特長とした回路構成になっている。
又、第５図のサンプルホールド回路の構成を従来の第
２図および第３図等の電荷出力波形を読み取り信号に処
理していたピークホールド、積分器の代わりに使用し本
発明の第４図の回路構成に加えると、サンプルホールド
回路（10）により、電荷出力波形に含まれる遷移点での
ノイズを避けて、選択出力することができ、読み取り信
号のS/N比を向上させることを特長とする。次段の出力
コントロールはサンプルホールド回路動作時に不要信号
が読み取り信号に含まれないようにコントロールされ
る。
２図および第３図等の電荷出力波形を読み取り信号に処
理していたピークホールド、積分器の代わりに使用し本
発明の第４図の回路構成に加えると、サンプルホールド
回路（10）により、電荷出力波形に含まれる遷移点での
ノイズを避けて、選択出力することができ、読み取り信
号のS/N比を向上させることを特長とする。次段の出力
コントロールはサンプルホールド回路動作時に不要信号
が読み取り信号に含まれないようにコントロールされ
る。
第６図に第４図、第５図の各部の動作タイミングおよ
び波形を示す。第４図の回路構成により奇数番号の半導
体集積回路および偶数番号の半導体集積回路または配線
（６）（７）に混入する同相のノイズや外乱は差動増幅
器（９）により除去される。
び波形を示す。第４図の回路構成により奇数番号の半導
体集積回路および偶数番号の半導体集積回路または配線
（６）（７）に混入する同相のノイズや外乱は差動増幅
器（９）により除去される。
また、走査選択スイッチ部から混入するスイッチング
ノイズ等（第６図の（12）（13））はサンプルホールド
回路のホールド点（第６図のホールド信号で示す）をノ
イズ等が減衰した点（第６図の（14）（15））で行うこ
とにより安定した読み取り信号を検出できる。
ノイズ等（第６図の（12）（13））はサンプルホールド
回路のホールド点（第６図のホールド信号で示す）をノ
イズ等が減衰した点（第６図の（14）（15））で行うこ
とにより安定した読み取り信号を検出できる。
第５図の出力コントロール回路にて第６図 ホールド
出力（明）の時に見られるホールド点以前の不要信号を
除去する。
出力（明）の時に見られるホールド点以前の不要信号を
除去する。
以下に実施例を示す。
『実施例１』 第７図にフォトダイオードを1664個使用したイメージ
センサの光信号読み取り回路を示す。
センサの光信号読み取り回路を示す。
このセンサの動作は従来からの電荷蓄積型イメージセ
ンサと同様であるが、受光素子を走査選択する半導体集
積回路IC1〜IC26の選択出力は新読み取り方式である奇
数番号の半導体集積回路および偶数番号の半導体集積回
路の組分けを行っている。組分けられた信号線（６）
（７）は差動増幅器（９）により同相のノイズが除去さ
れ、極性反転回路（８）により偶数番号の半導体集積回
路の時に信号の極性反転処理を行い、サンプルホールド
回路（10）および出力コントロール回路（11）にて安定
した信号を読み取り出力として出力する。動作波形は第
６図のようになる。ここで出力信号の（暗）はフォトダ
イオード受光部を遮光した時で（明）は100lxの明るさ
の信号出力となる。この時実施したS/N比の測定では読
み取り出力＝1.5〔Ｖ〕時（＝明るさ100lx）に28dBを記
録した。
ンサと同様であるが、受光素子を走査選択する半導体集
積回路IC1〜IC26の選択出力は新読み取り方式である奇
数番号の半導体集積回路および偶数番号の半導体集積回
路の組分けを行っている。組分けられた信号線（６）
（７）は差動増幅器（９）により同相のノイズが除去さ
れ、極性反転回路（８）により偶数番号の半導体集積回
路の時に信号の極性反転処理を行い、サンプルホールド
回路（10）および出力コントロール回路（11）にて安定
した信号を読み取り出力として出力する。動作波形は第
６図のようになる。ここで出力信号の（暗）はフォトダ
イオード受光部を遮光した時で（明）は100lxの明るさ
の信号出力となる。この時実施したS/N比の測定では読
み取り出力＝1.5〔Ｖ〕時（＝明るさ100lx）に28dBを記
録した。
『実施例２』 第８図に第７図に示した実施例１の変則回路を示す。
第８図では実施例１とは異なり、1728個のフォトダイ
オードを使用し、走査選択ICの数は27個必要となる。従
って、本発明の方法を適用するには奇数番号の半導体集
積回路の数と偶数番号の半導体集積回路の数とを同数に
して差動増幅器に入るノイズ成分を同相とすることが好
ましいが、本実施例のように、その比率が13対14の構成
となっても、実用上はこの比率ではS/N比の劣化は認め
られず十分に安定した出力信号をとりだすことができ
た。
オードを使用し、走査選択ICの数は27個必要となる。従
って、本発明の方法を適用するには奇数番号の半導体集
積回路の数と偶数番号の半導体集積回路の数とを同数に
して差動増幅器に入るノイズ成分を同相とすることが好
ましいが、本実施例のように、その比率が13対14の構成
となっても、実用上はこの比率ではS/N比の劣化は認め
られず十分に安定した出力信号をとりだすことができ
た。
この構成でのS/N比の測定結果は28dBで、実施例１と
大差ない。よって新読み取り回路を使用する場合、奇数
番号の半導体集積回路と偶数番号の半導体集積回路の構
成比が適性であれば走査選択用の半導体集積回路の数を
自由に設定可能で、フォトダイオード数の自由度が新読
み取り回路により制限されない。
大差ない。よって新読み取り回路を使用する場合、奇数
番号の半導体集積回路と偶数番号の半導体集積回路の構
成比が適性であれば走査選択用の半導体集積回路の数を
自由に設定可能で、フォトダイオード数の自由度が新読
み取り回路により制限されない。
『効果』 読み取り回路に使用する走査選択スイッチの部品選択
の自由度が拡がり、特別な対策・付加機能（スイッチン
グノイズ低減、ダミースイッチ等）を考慮しなくても十
分な安定したS/N比をもった読み取り信号を出力するこ
とができる。
の自由度が拡がり、特別な対策・付加機能（スイッチン
グノイズ低減、ダミースイッチ等）を考慮しなくても十
分な安定したS/N比をもった読み取り信号を出力するこ
とができる。
これにより、特別な機能を有する半導体集積回路が必
要なくなり、より安価に読み取り装置を提供できるよう
になった。
要なくなり、より安価に読み取り装置を提供できるよう
になった。
第１図、第２図、及び第３図は従来の読み取り装置の信
号処理回路の概略を示す。 第４図、第５図、第７図、及び第８図は本発明の読み取
り装置の信号処理方法の概略を示す。 第６図は本発明の信号処理方法のタイミングチャートを
示す。 ３……センサ部 6,7……信号線 ８……極性反転回路 ９……差動アンプ 10……サンプルホールド回路 11……出力コントロール回路
号処理回路の概略を示す。 第４図、第５図、第７図、及び第８図は本発明の読み取
り装置の信号処理方法の概略を示す。 第６図は本発明の信号処理方法のタイミングチャートを
示す。 ３……センサ部 6,7……信号線 ８……極性反転回路 ９……差動アンプ 10……サンプルホールド回路 11……出力コントロール回路
Claims (1)
- 【請求項１】センサ素子部に入射した光を電気信号に置
き換えて、原稿上の情報を読み取る装置の信号処理方法
であって、センサ素子部に接続され、出力が２つの信号
線に組分けされた複数の半導体集積回路を有し、前記２
つの信号線を差動増幅器、及び極性反転回路、該回路の
出力が接続されたサンプルホールド回路、及び出力コン
トロール回路を通すことにより外部に読み取り信号とし
て出力する読み取り装置において、前記極性反転回路の
信号が立ち上がってノイズが減衰した点でサンプルホー
ルドを行うことを特徴とする読み取り装置の信号処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077793A JP2855356B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 読み取り装置の信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077793A JP2855356B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 読み取り装置の信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03276967A JPH03276967A (ja) | 1991-12-09 |
| JP2855356B2 true JP2855356B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=13643874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077793A Expired - Fee Related JP2855356B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | 読み取り装置の信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855356B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442186A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Komatsu Mfg Co Ltd | Gas laser apparatus |
| JPH01277067A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Ricoh Co Ltd | 光電変換装置 |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP2077793A patent/JP2855356B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03276967A (ja) | 1991-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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