JP6331674B2 - Photoelectric conversion element, image reading apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion element, an image reading apparatus, and an image forming apparatus.
スキャナには光電変換素子として従来CCD(Charge Coupled Device)が使われていたが、近年、高速化の要求により、CMOSリニアセンサが注目されている。CMOSリニアセンサは、入射光をフォトダイオードによって光電変換する点がCCDと同じであるが、画素付近で電荷−電圧変換を行って後段に出力する点が異なる。また、CMOSリニアセンサは、CMOSプロセスが使用できることからADC(Analog to Digital Converter)や高速ロジック回路を内蔵することが可能であり、高速性の面ではCCDより有利と言える。 Conventionally, a CCD (Charge Coupled Device) has been used as a photoelectric conversion element in the scanner, but in recent years, a CMOS linear sensor has attracted attention due to a demand for higher speed. A CMOS linear sensor is the same as a CCD in that incident light is photoelectrically converted by a photodiode, but differs in that charge-voltage conversion is performed near a pixel and output to a subsequent stage. In addition, since the CMOS linear sensor can use a CMOS process, it can incorporate an ADC (Analog to Digital Converter) and a high-speed logic circuit, and can be said to be more advantageous than a CCD in terms of high-speed performance.
しかし、CMOSリニアセンサは、高速動作を行う場合、単純な処理速度だけでなく、電荷蓄積時間(ライン周期)を短くすることが要求される。これは、スキャナを高速化するためには、解像度が同じであれば、単位時間当たりの走査速度、すなわち蓄積時間を短くする必要がある為である。PD(Photo−Diode)は、照射される光によって蓄積する電荷量が決められるが、電荷の蓄積時間が短くされるほど感度やS/Nが低下してしまう。特に、S/Nを補うためには、絶対的に光量を増やす必要があるという問題があった。 However, when performing a high-speed operation, the CMOS linear sensor is required to shorten not only a simple processing speed but also a charge accumulation time (line cycle). This is because in order to increase the speed of the scanner, it is necessary to shorten the scanning speed per unit time, that is, the accumulation time if the resolution is the same. In PD (Photo-Diode), the amount of charge accumulated by the irradiated light is determined, but the sensitivity and S / N decrease as the charge accumulation time is shortened. In particular, in order to compensate for the S / N, there is a problem that it is absolutely necessary to increase the amount of light.
上記問題に対して、例えば特許文献1には、互いに異なるタイミングで被写体光における同一色の読み取りを行う、複数の画素列と、各画素列の画素により読み取られた、それぞれ読み取りタイミングが異なる、同一被写体の露光による各信号電荷を合算して蓄積する蓄積部と、蓄積部から転送された合算された各信号電荷を、信号電圧に変換するために蓄積し、TDI(Time Delay Integration;時間遅延積分)動作を用いた固体撮像素子が開示されている。
For example,
しかしながら、従来のTDI方式のCMOSリニアセンサは、各画素の信号成分のみを蓄積する構成であるため、CDS(Correlated Double Sampling)を行ってもFPN(Fixed−Pattern−Noise;固定パターンノイズ)を十分に除去することができないという問題があった。 However, since the conventional TDI type CMOS linear sensor is configured to accumulate only the signal components of each pixel, even if CDS (Correlated Double Sampling) is performed, FPN (Fixed-Pattern-Noise) is sufficient. There was a problem that could not be removed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像の読取り精度を向上させることができる光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element, an image reading apparatus, and an image forming apparatus that can improve image reading accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被写体から受光する光の色毎に複数の画素列を構成し、画素内に設けられて光電変換をそれぞれ行う複数の受光素子と、前記画素がそれぞれリセットされて出力した基準レベルをそれぞれ伝達する複数の第1伝達回路と、前記受光素子がそれぞれ受光して光電変換することにより出力した信号レベルをそれぞれ伝達する複数の第2伝達回路と、前記被写体における略同じ位置からの光を異なる時間に受光すべき前記画素それぞれがリセットされて前記第1伝達回路が伝達した基準レベルを前記色毎に加算し、前記被写体における略同じ位置からの光を異なる時間に受光した前記受光素子それぞれが光電変換して前記第2伝達回路が伝達した信号レベルを前記色毎に加算する加算部と、前記被写体における略同じ位置からの光を受光した複数の前記画素に対し、前記加算部が前記色毎に加算した信号レベルと、前記加算部が前記色毎に加算した基準レベルとの差分を前記色毎に算出する複数の減算部と、を有し、前記第1伝達回路及び前記第2伝達回路は、それぞれ構成が略同じであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a plurality of light-receiving elements that constitute a plurality of pixel rows for each color of light received from a subject and perform photoelectric conversion provided in the pixels. A plurality of first transmission circuits that transmit reference levels output after the pixels are reset, and a plurality of second transmission circuits that transmit signal levels output by the light receiving elements respectively receiving light and performing photoelectric conversion. The reference level transmitted by the first transmission circuit is reset for each of the pixels that are to receive light from the transmission circuit and light from substantially the same position in the subject at different times, and is added for each color. An adder that photoelectrically converts each of the light receiving elements that receive light from a position at different times and adds the signal level transmitted by the second transmission circuit for each color; The difference between the signal level added by the adder for each color and the reference level added by the adder for each color for the plurality of pixels receiving light from substantially the same position in the subject is A plurality of subtraction units that calculate for each color, and the first transmission circuit and the second transmission circuit have substantially the same configuration.
本発明によれば、画像の読取り精度を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the image reading accuracy.
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる画像読取装置を説明する。図1は、実施形態にかかる画像読取装置の構成例を示す図である。図1に示すように、画像読取装置は、本体100内に、光電変換素子10を備えたセンサ基板101、レンズユニット102、第1キャリッジ104及び第2キャリッジ106を有する。光電変換素子10は、例えばCMOSカラーリニアセンサである。第1キャリッジ104は、LED(Light Emitting Diode)光源108及びミラー110を有する。第2キャリッジ106は、ミラー112,114を有する。また、画像読取装置は、上面にコンタクトガラス116及び基準白板118が設けられている。
Hereinafter, an image reading apparatus according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image reading apparatus according to an embodiment. As illustrated in FIG. 1, the image reading apparatus includes a
画像読取装置は、読取動作において、第1キャリッジ104及び第2キャリッジ106が待機位置(ホームポジション)から副走査方向に移動しながらLED光源108が光を上方に向けて照射する。そして、第1キャリッジ104及び第2キャリッジ106は、原稿からの反射光を、レンズユニット102を介して光電変換素子10上に結像させる。
In the image reading apparatus, in the reading operation, the
また、画像読取装置は、電源ON時などには、基準白板118からの反射光を読取って基準を設定する。即ち、画像読取装置は、第1キャリッジ104が基準白板118直下に移動し、LED光源108を点灯させて基準白板118からの反射光を光電変換素子10上に結像させることによりゲイン調整を行う。
Further, when the power is turned on, the image reading apparatus reads the reflected light from the reference
次に、光電変換素子10について詳述する。図2は、光電変換素子10の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、光電変換素子10は、例えば変換処理部12、タイミング制御部(Timing Generator;TG)14及びパラレルシリアル変換部(PS)16を有する。
Next, the
変換処理部12は、RGBの色毎に一方向(例えば原稿の主走査方向)に配列された複数の画素(図示せず)により原稿からの反射光を受光すると、RGBの色毎に光電変換を行い、色毎の画像データを主走査方向のデジタルデータとしてパラレルに出力する。
When the
また、変換処理部12は、図3を用いて詳述するTDI(Time Delay Integration)の機能を有する。TDIは、主にリニアセンサで使用され、同一被写体(被写体における同じ位置)からの反射光を複数の画素列で光電変換し(読み出し)、その結果を加算(積分)する方式である。つまり、TDIは、画素列数倍の高感度化・高S/N化を可能にする。
Further, the
ただし、TDIにおいては、複数の画素列で同一の被写体を読むことが重要である。例えば、CCDにおけるTDIでは、被写体の読取速度と、蓄積電荷を次のラインに転送する転送速度とを同じにすることにより、同一被写体の読取と電荷の加算を実現する。このとき加算する電荷は、遅延したものが加算されるため、“時間遅延積分”と呼ばれる。 However, in TDI, it is important to read the same subject with a plurality of pixel columns. For example, in TDI in a CCD, reading of the same subject and addition of charges are realized by making the reading speed of the subject the same as the transfer speed of transferring the accumulated charge to the next line. Charges added at this time are called “time delay integration” because delayed charges are added.
なお、一般には、CCDが電荷を順次後段の画素列に転送して電荷を加算するのに対し、CMOSセンサでは、画素近傍で電荷を電圧に変換してしまうため、CCDのようなTDI方式を採用することはできない。 In general, the CCD sequentially transfers the charges to the subsequent pixel column and adds the charges. On the other hand, the CMOS sensor converts the charges into a voltage near the pixels. It cannot be adopted.
タイミング制御部14は、変換処理部12及びパラレルシリアル変換部16の動作タイミングを制御する各制御信号を出力する。パラレルシリアル変換部16は、変換処理部12がパラレルに出力したデジタルデータをシリアルデータに変換して出力する。
The
(変換処理部12の第1実施例)
次に、変換処理部12の第1実施例について、図3〜図5を用いて説明する。図3は、変換処理部12の第1実施例の構成概要を示すブロック図である。図4は、変換処理部12が有する複数のフォトダイオード(PD;受光素子)及びその周辺を示す図である。図3に示すように、変換処理部12は、第1光電変換部120a〜第6光電変換部120f、第1画素回路列122a〜第6画素回路列122f、加算部列124、共通画素回路列126、及び減算部列(CDS列)128を有する。
(First Example of Conversion Processing Unit 12)
Next, a first embodiment of the
第1光電変換部120a(図3)は、図示しないRのフィルタが設けられて光電変換するフォトダイオード(PD1:図4)が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。第2光電変換部120bは、第1光電変換部120aに対して平行に配置され、図示しないRのフィルタが設けられて光電変換するフォトダイオード(PD2)が一方向に例えば約7000個配列されている。このように、変換処理部12は、1つの色(例えばR)を受光するフォトダイオードが例えば2列に並べられている。以下、フォトダイオードなどの2列に並べられた同じ構成(又は信号)に対し、1列目に含まれる構成の末尾に1を付し、2列目に含まれる構成の末尾に2を付して区別することがある。なお、色毎の列数は2列に限定されない。
In the first
各PD2は、例えば図1に示した画像読取装置において光電変換素子10が被写体を等倍率で読取る場合に、対向する各PD1が1ライン周期前に読取った被写体における位置と同じ位置をそれぞれ読取るように、各PD1に対してそれぞれ間隔があけられている。つまり、図4に示したPD1とPD2は、被写体における同じ位置からの光を受光する。
For example, when the
第1画素回路列122a(図3)は、各PD1が光電変換した信号をそれぞれ伝達する画素回路200a(図4)が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。画素回路200aは、それぞれ電荷を転送する転送トランジスタTQ1を有する。第2画素回路列122bは、各PD2が光電変換した信号をそれぞれ伝達する画素回路200bが一方向に例えば約7000個配列されている。画素回路200bは、それぞれ電荷を転送する転送トランジスタTQ2を有する。
In the first
ここで、図4に示したPD1及び画素回路200aは、Rの光を光電変換する画素20aを構成するものとする。また、図4に示したPD2及び画素回路200bは、Rの光を光電変換する画素20bを構成するものとする。また、画素20aは、変換処理部12が備えてRの光を光電変換する1つの画素として、R1と記すことがある。また、画素20bは、変換処理部12が備えてRの光を光電変換する1つの画素として、R2と記すことがある。つまり、変換処理部12は、Rの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素R1,R2を有する。
Here, the
加算部列124は、加算部204が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各加算部204は、トランジスタ(スイッチ)HQ及び容量CXを有する。容量CXは、PD1及びPD2がそれぞれ光電変換した電荷を蓄積することによって加算する。なお、容量CXは、スイッチHQの動作に応じて、電荷の蓄積及び転送を行う。
For example, about 7000
共通画素回路列126は、共通画素回路202が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各共通画素回路202は、フローティングディフュージョン(Floating Diffusion;FD)、リセットトランジスタRQ、ソースフォロワSF、及び色選択スイッチSQを有する。リセットトランジスタRQは、FDをリセットする。ソースフォロワSFは、信号をバッファして後段に対して出力する。色選択スイッチSQは、出力する信号の色を選択する。そして、各共通画素回路202は、容量CXが蓄積した電荷(信号レベル)を電圧に変換して伝達するとともに、FDをリセットする。
In the common
減算部列128は、減算部206が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各減算部206は、それぞれ相関二重サンプリング回路(Correlated Double Sampling;CDS)である。例えば、各減算部206は、図示しない3つのメモリ(コンデンサ)を備え、読み取られた光量(容量CXが蓄積した電荷)に応じた信号レベルと、FDがリセットされたリセットレベルとの差分を算出する減算を色毎に順次に行い、減算結果(差分)を色毎にパラレルシリアル変換部16に対して出力する。
In the
第3光電変換部120c及び第5光電変換部120e(図3)は、設けられているフィルタがそれぞれG,Bであることを除いて、第1光電変換部120aと同様に構成されている。第4光電変換部120d及び第6光電変換部120fは、設けられているフィルタがそれぞれG,Bであることを除いて、第2光電変換部120bと同様に構成されている。
The third
第3画素回路列122c及び第5画素回路列122eは、第1画素回路列122aと同様に構成されている。第4画素回路列122d及び第6画素回路列122fは、第2画素回路列122bと同様に構成されている。つまり、変換処理部12は、Gの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素G1,G2と、Bの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素B1,B2とを有する。
The third pixel circuit column 122c and the fifth
また、変換処理部12は、1組の画素G1,G2毎に共通画素回路202及び加算部204を有し、1組の画素B1,B2毎に共通画素回路202及び加算部204を有する。また、変換処理部12は、被写体における同じ位置からの光を受光する6つの画素R1,R2,G1,G2,B1,B2が1つのカラムに含まれ、カラム毎に減算部206が設けられた構成となっている。
The
図5は、変換処理部12の第1実施例の動作を示すタイミングチャートである。図5に示すように、変換処理部12は、まず、制御信号SHがONにされ、制御信号T1がONにされると、PD1からの電荷を容量CXに蓄積する。次に、変換処理部12は、制御信号T2がONにされると、PD2からの電荷を容量CXに蓄積する。ここで、容量CXは、画素R1の電荷と、画素R2の電荷とを加算して蓄積する。
FIG. 5 is a timing chart illustrating the operation of the
共通画素回路202は、容量CXが電荷を加算した後、制御信号SHがOFFにされ、制御信号SがONにされて色選択スイッチSQがONにされた状態で制御信号RSがONにされると、FDがリセットされる。変換処理部12における色毎のリセットレベルは、減算部206の図示しないメモリに保持される。
In the
その後、変換処理部12は、制御信号SHがONにされると、容量CXが加算して蓄積した電荷がFDに転送され、FDが電荷−電圧変換した信号が信号レベルとして減算部206に入力される。減算部206は、信号レベルとリセットレベルとの差分を算出する減算を行ない、減算結果をパラレルシリアル変換部16に対して出力する。
Thereafter, when the control signal SH is turned ON, the
このように、変換処理部12の第1実施例を有する光電変換素子10は、信号を加算(蓄積)する加算部204を有することにより、TDIを実現している。ただし、変換処理部12の第1実施例を有する光電変換素子10は、CMOSセンサにおいて問題となる固定パターンノイズ(Fixed Pattern Noise;FPN)を十分に除去しきれない場合がある。これは、減算部206が用いるリセットレベルがFDをリセットした時のリセットノイズであるのに対し、信号レベルはFDのリセットノイズに加算部204のスイッチHQのノイズやオフセットが加算されているためである。即ち、変換処理部12の第1実施例を有する光電変換素子10は、TDIのために設けられた加算部204によるFPNが減算部206では除去できない。
Thus, the
(変換処理部12の第2実施例)
次に、変換処理部12の第2実施例(変換処理部12a)について、図6〜図10を用いて説明する。図6は、変換処理部12の第2実施例(変換処理部12a)の構成概要を示すブロック図である。図7は、変換処理部12aが有する複数のフォトダイオード(PD:受光素子)及びその周辺を示す図である。図6に示すように、変換処理部12aは、第1光電変換部300a〜第6光電変換部300f、第1画素回路列302a〜第6画素回路列302f、遅延メモリ列303、加算部列304、ADC列305、及び減算部列(CDS列)306を有する。
(Second Example of Conversion Processing Unit 12)
Next, a second embodiment (
第1光電変換部300a(図6)は、図示しないRのフィルタが設けられて光電変換するフォトダイオード(PD1:図7)が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。第2光電変換部300bは、第1光電変換部300aに対して平行に配置され、図示しないRのフィルタが設けられて光電変換するフォトダイオード(PD2)が一方向に例えば約7000個配列されている。このように、変換処理部12aは、1つの色(例えばR)を受光するフォトダイオードが例えば2列に並べられている。なお、色毎の列数は2列に限定されない。
In the first
各PD2は、例えば図1に示した画像読取装置において光電変換素子10が被写体を等倍率で読取る場合に、対向する各PD1が1ライン周期前に読取った被写体における位置と同じ位置をそれぞれ読取るように、各PD1に対してそれぞれ間隔があけられている。つまり、図7に示したPD1とPD2は、被写体における同じ位置からの光を受光する。
For example, when the
第1画素回路列302a(図6)は、各PD1が光電変換した信号をそれぞれ伝達する画素回路400a(図7)が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。画素回路400aは、それぞれ転送トランジスタTQ1、フローティングディフュージョン1(FD1)、リセットトランジスタRQ1、及びソースフォロワSF1を有する。リセットトランジスタRQ1は、FD1をリセットする。ソースフォロワSF1は、信号をバッファして後段に対して出力する。そして、画素回路400aは、PD1が光電変換した電荷(信号レベル)を電圧に変換して伝達するとともに、FD1をリセットしたリセットレベルを伝達する。
In the first
第2画素回路列302bは、各PD2が光電変換した信号をそれぞれ伝達する画素回路400bが一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。画素回路400bは、それぞれ転送トランジスタTQ2、フローティングディフュージョン2(FD2)、リセットトランジスタRQ2、及びソースフォロワSF2を有する。リセットトランジスタRQ2は、FD2をリセットする。ソースフォロワSF2は、信号をバッファして後段に対して出力する。そして、画素回路400bは、PD2が光電変換した電荷(信号レベル)を電圧に変換して伝達するとともに、FD2をリセットしたリセットレベルを伝達する。
In the second
ここで、図7に示したPD1及び画素回路400aは、Rの光を光電変換する画素40aを構成するものとする。また、図7に示したPD2及び画素回路400bは、Rの光を光電変換する画素40bを構成するものとする。また、画素40aは、変換処理部12aが備えてRの光を光電変換する1つの画素として、R1と記すことがある。また、画素40bは、変換処理部12aが備えてRの光を光電変換する1つの画素として、R2と記すことがある。つまり、変換処理部12aは、Rの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素R1,R2を有する。
Here, the
第3光電変換部300c及び第5光電変換部300e(図6)は、設けられているフィルタがそれぞれG,Bであることを除いて、第1光電変換部300aと同様に構成されている。第4光電変換部300d及び第6光電変換部300fは、設けられているフィルタがそれぞれG,Bであることを除いて、第2光電変換部300bと同様に構成されている。
The third
第3画素回路列302c及び第5画素回路列302eは、第1画素回路列302aと同様に構成されている。第4画素回路列302d及び第6画素回路列302fは、第2画素回路列302bと同様に構成されている。つまり、変換処理部12aは、Gの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素G1,G2と、Bの光を光電変換するそれぞれ約7000個の画素B1,B2とを有する。ここで、画素R1,R2が出力する信号を、それぞれPIXOUT_R1,PIXOUT_R2とする。また、画素G1,G2が出力する信号を、それぞれPIXOUT_G1,PIXOUT_G2とし、画素B1,B2が出力する信号を、それぞれPIXOUT_B1,PIXOUT_B2とする。
The third
図8は、遅延メモリ列303が有する遅延メモリ403の構成例を示す図である。遅延メモリ列303は、遅延メモリ403が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各遅延メモリ403は、PIXOUT_R1,PIXOUT_R2,PIXOUT_G1,PIXOUT_G2,PIXOUT_B1,PIXOUT_B2をそれぞれ受入れるように構成されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the
遅延メモリ403は、被写体における同じ位置からの光を受光する6つの画素R1,R2,G1,G2,B1,B2それぞれのリセットレベル及び信号レベルを、タイミング制御部14の制御に応じてそれぞれ遅延させながら伝達するように保持する。また、遅延メモリ403は、画素R1,R2,G1,G2,B1,B2それぞれの信号を画素毎に保持するので、同時露光(グローバルシャッタ)も可能にしている。
The
変換処理部12aにおいても、上述したように同じ色の複数画素列(例えば画素R1の列と、画素R2の列)が1ライン周期に相当する間隔で物理的にずれて配置されている場合、等倍読取時には原稿面上の1ラインずれた位置をそれぞれ読んでいる。よって、同一の時刻には、画素R1と画素R2とは、読取位置が異なる。つまり、画素R1が任意の読取位置を読み取った1ライン周期後には、画素R2も同一の読取位置を読み取ることになる。よって、遅延メモリ403は、画素R1の信号を1ライン周期分遅延させて、画素R2の信号に加算させるように信号を遅延させる。同一被写体からの光を受光する画素からでない信号が加算されるTDIでは、感度やS/N向上の効果は得られるが、解像度やMTF(Modulation Transfer Function)が劣化する。
Also in the
図8に示すように、遅延メモリ403は、複数の容量(記憶部)、スイッチ及びバッファが組み合わされて構成されている。遅延メモリ403は、例えばPIXOUT_R1,PIXOUT_R2に対して、リセットレベル用アナログメモリCrr1,Crr2と、信号レベル用アナログメモリCsr1,Csr2が設けられている。リセットレベル用アナログメモリCrr1,Crr2は、制御信号WRに応じて動作するスイッチを介して信号を蓄積して保持する。信号レベル用アナログメモリCsr1,Csr2は、制御信号WSに応じて動作するスイッチを介して信号を蓄積して保持(記憶)する。
As shown in FIG. 8, the
また、PIXOUT_R1の信号を保持するCrr1,Csr1には、さらに制御信号TDに応じて動作するスイッチとバッファbがそれぞれ接続され、バッファbの出力側にはそれぞれエクストラメモリCxrr1,Cxsr1が設けられている。エクストラメモリCxrr1,Cxsr1は、それぞれ画素R1からの信号を1ライン周期分遅延させる。つまり、エクストラメモリCxrr1は、被写体における略同じ位置からの光を最後に受光すべきPD2に対応したFD2が出力したリセットレベルがアナログメモリCrr2に記憶されるまで、PD1に対応したFD1が出力したリセットレベルを記憶する。また、エクストラメモリCxsr1は、被写体における略同じ位置からの光を最後に受光したPD2が出力した信号レベルがアナログメモリCsr2に記憶されるまで、PD1が出力した信号レベルを記憶する。 Further, a switch that operates according to the control signal TD and a buffer b are connected to Crr1 and Csr1 that hold the signal of PIXOUT_R1, and extra memories Cxrr1 and Cxsr1 are provided on the output side of the buffer b, respectively. . The extra memories Cxrr1 and Cxsr1 respectively delay the signal from the pixel R1 by one line period. That is, the extra memory Cxrr1 resets the reset level output by the FD1 corresponding to the PD1 until the reset level output by the FD2 corresponding to the PD2 that should receive light from substantially the same position on the subject is stored in the analog memory Crr2. Remember the level. Further, the extra memory Cxsr1 stores the signal level output by the PD1 until the signal level output by the PD2 that lastly received light from substantially the same position in the subject is stored in the analog memory Csr2.
制御信号TDは、アナログメモリCrr1,Csr1からエクストラメモリCxrr1,Cxsr1に信号をそれぞれ転送(移動)させるための信号である。エクストラメモリCxrr1,Cxsr1と、アナログメモリCrr2,Csr2が保持した信号(つまり画素R2に対して1ライン周期分遅延した画素R1の信号(1ライン前の画素R1の信号)と、画素R2の信号)は、読出し用の制御信号RDR_R1,RDR_R2,RDS_R1,RDS_R2に同期して順次に読み出され、出力信号RDOUTとして出力される。 The control signal TD is a signal for transferring (moving) signals from the analog memories Crr1 and Csr1 to the extra memories Cxrr1 and Cxsr1, respectively. Signals held in the extra memories Cxrr1 and Cxsr1 and the analog memories Crr2 and Csr2 (that is, the signal of the pixel R1 delayed by one line period with respect to the pixel R2 (the signal of the pixel R1 one line before) and the signal of the pixel R2) Are sequentially read out in synchronization with the read control signals RDR_R1, RDR_R2, RDS_R1, RDS_R2, and output as an output signal RDOUT.
また、遅延メモリ403は、PIXOUT_G1,PIXOUT_G2,PIXOUT_B1,PIXOUT_B2に対しても、PIXOUT_R1,PIXOUT_R2に対する遅延と同様に遅延させる構成を有する。
The
ここで、アナログメモリCrr1、バッファb、及びエクストラメモリCxrr1などは、画素R1のリセットレベルを加算部404へ伝達する伝達回路を構成している。また、アナログメモリCsr1、バッファb、及びエクストラメモリCxsr1などは、画素R1のPD1の信号レベルを加算部404へ伝達する伝達回路を構成している。また、アナログメモリCrr2は、画素R2のリセットレベルを伝達する伝達回路であり、アナログメモリCsr2は、画素R2のPD2の信号レベルを伝達する伝達回路である。
Here, the analog memory Crr1, the buffer b, the extra memory Cxrr1, and the like constitute a transmission circuit that transmits the reset level of the pixel R1 to the adding
なお、遅延メモリ403は、画素R2の信号に対して画素R1の信号を遅延させることに限定されることなく、順序を逆にされてもよい。また、遅延メモリ403が遅延させる時間は、1ライン周期分に限定されることなく、例えば遅延時間に応じたエクストラメモリが設けられて2ライン周期分以上の遅延にされてもよい。
Note that the
図9は、加算部列304が有する加算部404の構成例を示す図である。加算部列304は、加算部404が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各加算部404は、色毎の画素列数と同じ数である2つの容量C1,C2と、複数のスイッチが組み合わされて構成され、遅延メモリ403が順次に出力する出力信号RDOUT(リセットレベル及び信号レベルをそれぞれ)を色毎に順次に加算する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the
例えば、加算部404は、遅延メモリ403から読み出された画素R1のリセットレベルを制御信号SEL1,SEL2に応じて容量C1に保持し、画素R2のリセットレベルを制御信号SEL1,2に応じて容量C2に保持する。そして、加算部404は、制御信号ADDに応じて容量C1と容量C2とを直列接続することにより、容量C1のリセットレベルと容量C2のリセットレベルを加算(電圧加算)して出力する。同様に、加算部404は、Rの信号レベル、並びにG,Bのリセットレベル及び信号レベルをそれぞれ順次に加算して出力する。
For example, the adding
ADC列305は、各加算部404が順次に出力する加算結果をそれぞれAD変換する例えば約7000個のAD変換器(図示せず)が一方向(主走査方向)に配列されている。なお、ADC列305の前段に、アナログ信号をそれぞれ増幅させる例えば約7000個のPGA(Programmable Gain Amplifier)が設けられていてもよい。
In the
減算部列306は、デジタル値によってCDSを行う例えば約7000個のD−CDS回路(デジタルCDS回路:図示せず)が一方向(主走査方向)に配列されている。各D−CDS回路は、それぞれ図示しないメモリを備え、ADC列305が出力する信号レベルとリセットレベルとの差分を算出する減算を色毎に順次に行い、減算結果(差分)を色毎にパラレルシリアル変換部16に対して出力する。なお、減算部列306は、ADC列305におけるFPNも除去することが可能となっている。ただし、減算部列306は、アナログ値によってCDSを行うように構成されていてもよい。
In the
図10は、変換処理部12の第2実施例(変換処理部12a)の動作を示すタイミングチャートである。なお、図10においては、ADC列305及び減算部列306の動作は示されていない。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the second embodiment (
図10に示すように、変換処理部12aは、例えばまず画素R1,R2に対し、制御信号RS1,RS2がONにされると、FD1,FD2がそれぞれリセットされる。そして、制御信号WRがONにされると、画素R1,R2それぞれのリセットレベルがアナログメモリCrr1,Crr2に保持される。
As shown in FIG. 10, in the
次に、リセットされたFD1,FD2に対し、PD1,PD2が光電変換した電荷を転送するために制御信号T1,T2がONにされ、制御信号WSがONにされると、画素R1,R2それぞれの信号レベルがアナログメモリCsr1,Csr2にそれぞれ保持される。 Next, when the control signals T1 and T2 are turned on to transfer the charges photoelectrically converted by the PD1 and PD2 to the reset FD1 and FD2, and the control signal WS is turned on, the pixels R1 and R2 are respectively turned on. Are held in the analog memories Csr1 and Csr2, respectively.
エクストラメモリCxrr1,Cxsr1に転送されて保持された画素R1のリセットレベル及び信号レベルと、アナログメモリCrr2,Csr2に保持された画素R2のリセットレベル及び信号レベルは、読出し用の制御信号RDR_R1,RDR_R2,RDS_R1,RDS_R2に同期して順次に読み出される。ここで、RDR_R1→RDR_R2→RDS_R1→RDS_R2→RDR_G1→RDR_G2→・・・のように、色毎にリセットレベル及び信号レベルが順次に読み出される。 The reset level and signal level of the pixel R1 transferred to and held in the extra memories Cxrr1 and Cxsr1, and the reset level and signal level of the pixel R2 held in the analog memories Crr2 and Csr2 are the control signals RDR_R1, RDR_R2, Data are sequentially read in synchronization with RDS_R1 and RDS_R2. Here, the reset level and the signal level are sequentially read out for each color as RDR_R1 → RDR_R2 → RDS_R1 → RDS_R2 → RDR_G1 → RDR_G2 →.
遅延メモリ403から各信号(各RDOUT)が読み出される場合、加算部404は、制御信号SEL1,SEL2がタイミング制御部14の制御に応じて切替えられる。そして、画素R1,G1,B1のリセットレベル及び信号レベルが順次に容量C1に保持され、画素R2,G2,B2のリセットレベル及び信号レベルが順次に容量C2に保持される。容量C1,C2に保持されたリセットレベル及び信号レベルは、制御信号ADDに応じて、保持された順に加算(電圧加算)されて出力される。
When each signal (each RDOUT) is read from the
また、画素R1,G1,B1のリセットレベル(又は信号レベル)が順次に容量C1に保持されると、制御信号TDがONにされることにより、アナログメモリCrr1(又はアナログメモリCsr1)に保持されていたリセットレベル(又は信号レベル)がエクストラメモリCxrr1(又はエクストラメモリCxsr1)に転送され、次のラインの読出し動作で読み出されることになる。なお、制御信号RS1,RS2と、制御信号T1,T2は、それぞれが同時にONにされることにより、全画素同時露光を実現させている。 When the reset levels (or signal levels) of the pixels R1, G1, and B1 are sequentially held in the capacitor C1, the control signal TD is turned on to hold the analog memory Crr1 (or the analog memory Csr1). The reset level (or signal level) that has been transferred is transferred to the extra memory Cxrr1 (or the extra memory Cxsr1), and is read by the read operation of the next line. Note that the control signals RS1 and RS2 and the control signals T1 and T2 are simultaneously turned on to realize all-pixel simultaneous exposure.
(遅延メモリ403の第1変形例)
図11は、遅延メモリ403の第1変形例(遅延メモリ413)の構成例を示す図である。図8に示した遅延メモリ403では、画素R1側にのみエクストラメモリCxrr1,Cxsr1が設けられている。遅延メモリ403は、FPNの観点では、リセットレベルと信号レベルが同じ構成によって伝達されているために問題はない。しかし、上述したように、TDIを行う上では、同一被写体からの受光した光の信号レベルを加算することが重要である。遅延メモリ403は、画素R1側と、画素R2側とでは互いに構成が異なっているため、画素毎に同一特性が得られにくい。即ち、TDIにおける加算精度が必ずしも十分とは言えない場合がある。
(First Modification of Delay Memory 403)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a first modification (delay memory 413) of the
図11に示した遅延メモリ413は、画素R1,G1,B1側だけでなく、画素R2,G2,B2側にもエクストラメモリCxrr2,Cxsr2がそれぞれ設けられている。ここで、アナログメモリCrr2、バッファb、及びエクストラメモリCxrr2などは、画素R2のPD2に対応したFD2のリセットレベルを伝達する伝達回路を構成している。また、アナログメモリCsr2、バッファb、及びエクストラメモリCxsr2などは、画素R2のPD2の信号レベルを伝達する伝達回路を構成している。
The
これにより、遅延メモリ413は、画素R1,G1,B1側と、画素R2,G2,B2側とが色毎にそれぞれ同じ回路構成となるため、TDIにおける加算精度を上げることができる。
Thereby, the
図12は、遅延メモリ403の第1変形例(遅延メモリ413)を備えた変換処理部12aの動作例を示すタイミングチャートである。図12に示したタイミングチャートでは、図10に示したタイミングチャートに対し、画素R2,G2,B2用のエクストラメモリCxrr2,Cxsr2にリセットレベル及び信号レベルを転送する制御信号TD2が追加されている。なお、図12における制御信号TD1は、図10における制御信号TDと実質的に同じである。
FIG. 12 is a timing chart illustrating an operation example of the
図12に示すように、遅延メモリ413は、信号レベルをアナログメモリCrr2に保持させる制御信号WRがONとなった直後(1ライン周期分の遅延をさせることなく)に、制御信号TD2がONとなり、画素R2,G2,B2用のエクストラメモリCxrr2,Cxsr2にリセットレベル及び信号レベルを転送する。遅延メモリ413は、制御信号TD2のONにより、遅延を0としながらも画素R1側と同じ回路構成によってリセットレベル及び信号レベルを転送している。
As shown in FIG. 12, in the
(遅延メモリ403の第2変形例)
図13は、遅延メモリ403の第2変形例(遅延メモリ423)の構成例を示す図である。図6に示した変換処理部12aは、遅延メモリ列303と加算部列304とが独立して設けられている。これに対し、遅延メモリ423は、遅延メモリ列303の機能と、加算部列304の機能とを兼ねる構成となっている。
(Second Modification of Delay Memory 403)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a second modification (delay memory 423) of the
具体的には、遅延メモリ423は、図11に示した遅延メモリ413に対して、バッファbの出力側に制御信号TD1又は制御信号TD2により動作するスイッチが加えられている。さらに、遅延メモリ423は、エクストラメモリCxrr2,Cxsr2のGND側に、制御信号TD2により動作するスイッチと、制御信号RDR_R又は制御信号RDS_Rにより動作するスイッチとが加えられている。
Specifically, in the
制御信号RDR_Rにより動作するスイッチは、エクストラメモリCxrr1のバッファb側と、エクストラメモリCxrr2のGND側とを接続するスイッチである。制御信号RDS_Rにより動作するスイッチは、エクストラメモリCxsr1のバッファb側と、エクストラメモリCxsr2のGND側とを接続するスイッチである。なお、遅延メモリ423は、G,Bに対しても、Rと同様の構成が加えられている。
The switch operated by the control signal RDR_R is a switch that connects the buffer b side of the extra memory Cxrr1 and the GND side of the extra memory Cxrr2. The switch operated by the control signal RDS_R is a switch for connecting the buffer b side of the extra memory Cxsr1 and the GND side of the extra memory Cxsr2. The
遅延メモリ423は、エクストラメモリCxrr1とエクストラメモリCxrr2とが直列に接続されることにより、リセットレベルを加算する。また、遅延メモリ423は、容量性負荷であるエクストラメモリCxsr1とエクストラメモリCxsr2とが直列に接続されることにより、信号レベルを加算する。
The
つまり、変換処理部12aが遅延メモリ423を備える場合、加算部列304を設ける必要がなくなる。また、遅延メモリ423からの出力信号は、RGBの加算後のリセットレベルと信号レベル(即ち6つ)となり、遅延メモリ413の信号数の1/2となる。また、遅延メモリ423からの読出スイッチは、色毎に2個となり、遅延メモリ413の読出しスイッチの数の1/2になる。
That is, when the
図14は、遅延メモリ403の第2変形例(遅延メモリ423)を備えた変換処理部12aの動作例を示すタイミングチャートである。図14に示したタイミングチャートでは、図12に示したタイミングチャートに対し、制御信号SEL1,SEL2,ADDがない点が異なっている。遅延メモリ423は、加算を行うためにアナログメモリCrr1,Csr1,Crr2,Csr2、又はエクストラメモリCxrr1,Cxsr1,Cxrr2,Cxsr2が信号を保持し、制御信号RDR_R,RDS_Rによって加算結果が読み出される。
FIG. 14 is a timing chart illustrating an operation example of the
(変換処理部12の第3実施例)
次に、変換処理部12の第3実施例(変換処理部12b)について、図15〜図19を用いて説明する。図15は、変換処理部12の第3実施例(変換処理部12b)の構成概要を示すブロック図である。図15に示すように、変換処理部12bは、第1光電変換部300a〜第6光電変換部300f、第1画素回路列302a〜第6画素回路列302f、アナログメモリ列307、ADC列308、減算部列(CDS列)309、遅延メモリ列310、及び演算部列312を有する。なお、図15に示した変換処理部12bの構成部分のうち、変換処理部12a(図6)に示した構成部分と同じものには、同一の符号が付してある。
(Third embodiment of the conversion processor 12)
Next, a third embodiment (
図16は、アナログメモリ列307が有するアナログメモリ部420の構成例を示す図である。アナログメモリ列307は、アナログメモリ部420が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。各アナログメモリ部420は、PIXOUT_R1,PIXOUT_R2,PIXOUT_G1,PIXOUT_G2,PIXOUT_B1,PIXOUT_B2をそれぞれ受入れるように構成されている。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the
アナログメモリ部420は、図11に示した遅延メモリ413からエクストラメモリCxrr1,Cxrr2,Cxsr1,Cxsr2が削除された構成となっており、容量、スイッチ、バッファb及びこれらの制御信号が低減されている。アナログメモリ部420は、TDIのために信号を遅延させる機能が不要であり、同時露光を可能にするために信号を保持する機能を持つ。ここで、アナログメモリCrr1,Crr2は、それぞれリセットレベルを伝達する伝達回路である。また、アナログメモリCsr1,Csr2は、それぞれ信号レベルを伝達する伝達回路である。
The
ADC列308は、アナログメモリ部420が順次に出力する信号をそれぞれAD変換する例えば約7000個のAD変換器(図示せず)が一方向(主走査方向)に配列されている。
In the
減算部列309は、デジタル値によってCDSを行う例えば約7000個のD−CDS回路(デジタルCDS回路:図示せず)が一方向(主走査方向)に配列されている。各D−CDS回路は、それぞれ図示しないメモリを備え、ADC列308が出力する信号レベルとリセットレベルとの差分を算出する減算を色毎に順次に行い、減算結果(差分)を色毎にパラレルシリアル変換部16に対して出力する。なお、減算部列309は、ADC列308におけるFPNも除去することが可能となっている。
In the
図17は、遅延メモリ列310が有する遅延メモリ422の構成例を示す図である。遅延メモリ列310は、遅延メモリ422が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。図17に示すように、遅延メモリ422は、色毎に信号を保持するラインメモリ(記憶部)430,432を有する。ラインメモリ430は、最初にデータを色毎にR(0)、G(0)、B(0)として保持する。ラインメモリ432は、ラインメモリ430から転送される1ライン前のデータを色毎にR(1)、G(1)、B(1)として保持する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the
ここで、ラインメモリ430,432は、最初に画素R1,G1,B1のデータを保持し、次に画素R2,G2,B2のデータを保持する。つまり、現在のラインの画素R2,G2,B2のデータと、1ライン前の画素R1,G1,B1のデータとが同時に読み出される。ラインメモリ430,432は、ラッチなどによって構成されてもよい。
Here, the
図18は、演算部列312が有する演算部425の構成例を示す図である。演算部列312は、演算部425が一方向(主走査方向)に例えば約7000個配列されている。図18に示すように、演算部425は、加算部426、平均化部427及び選択部428を有する。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the
加算部426は、1ライン前の画素R1,G1,B1のデータと、現在のラインの画素R2,G2,B2のデータとをそれぞれ加算する。つまり、加算部426は、同一被写体からの光に対応する信号の加算を色毎に行う。平均化部427は、1ライン前の画素R1,G1,B1のデータと、現在のラインの画素R2,G2,B2のデータとの平均値をそれぞれ算出する。つまり、平均化部427は、同一被写体からの光に対応する信号の平均値を色毎に算出する。選択部428は、加算部426が加算した結果と、平均化部427が算出した結果のいずれかを、タイミング制御部14の制御に応じて選択して出力する。
The
よって、変換処理部12bは、信号の加算による高感度モード(信号増加)と、信号の平均化による高S/Nモード(ノイズ低減)のように、動作モードを切替えることを可能にする。
Therefore, the
このように、変換処理部12bは、減算部列309がデジタルCDSを行うまで画素毎に同じ処理を行い、デジタル値によってTDIを行うため、変換処理部12aに比べて構成が簡易となる。変換処理部12bは、データを遅延させるための容量の数が削減されるため、回路規模も小さくなる。また、変換処理部12bは、デジタル値によってTDI等の処理を行うため、ノイズの影響も低減できる。
In this way, the
図19は、変換処理部12の第3実施例(変換処理部12b)の動作を示すタイミングチャートである。変換処理部12bは、RS1〜RDS_R2・・・までの動作については、変換処理部12aと略同じであり、全画素の信号がアナログメモリ列307から順次に読み出される。
FIG. 19 is a timing chart showing the operation of the third example (
アナログメモリ列307から読み出された信号は、順次ADC列308によってAD変換され、減算部列309によって信号レベルとリセットレベルの差分データが算出される。なお、図19においては、信号がアナログメモリ列307から読み出されると同時にAD変換され、CDSが行われるように記載されている。
The signal read from the
減算部列309から出力される1ライン前の画素R1,G1,B1のデータが遅延メモリ列310に入力されると、遅延メモリ422における制御信号WM_R1,WM_G1,WM_B1がONにされ、ラインメモリ430に画素R1,G1,B1のデータが保持される。
When the data of the pixels R1, G1, and B1 one line before output from the
次に、画素R2,G2,B2のデータが遅延メモリ列310に入力されると、遅延メモリ422におけるRM_RGB2がONにされ、入力されたデータがそのまま読み出される。このとき、制御信号RM_R1,RM_G1,RM_B1がONにされ、ラインメモリ432は、転送された1ライン前のデータが同時に読み出される。
Next, when the data of the pixels R2, G2, and B2 are input to the
ラインメモリ432が保持していたデータが読み出されると、制御信号TMがONにされ、ラインメモリ430が保持していたデータがラインメモリ432へ転送される。つまり、遅延メモリ422は、現在のラインの入力された画素R2,G2,B2のデータがそのまま読み出されると同時に、1ライン前の画素R1,G1,B1のデータが読み出される。
When the data held in the
遅延メモリ列310から読み出されたデータは演算部列312に入力される。そして、制御信号ADD_ONがONにされることにより、演算部列312が加算した結果又は平均化した結果が出力される。
Data read from the
次に、実施形態にかかる画像読取装置を備えた画像形成装置について説明する。図20は、光電変換素子10を有する画像読取装置60を備えた画像形成装置50の概要を示す図である。画像形成装置50は、画像読取装置60と画像形成部70とを有する例えば複写機やMFP(Multifunction Peripheral)などである。
Next, an image forming apparatus including the image reading apparatus according to the embodiment will be described. FIG. 20 is a diagram illustrating an outline of an
画像読取装置60は、例えば光電変換素子10、LEDドライバ(LED_DRV)600及びLED602を有する。LEDドライバ600は、タイミング制御部(TG)14が出力するライン同期信号などに同期して、LED602を駆動する。LED602は、原稿に対して光を照射する。光電変換素子10は、ライン同期信号などに同期して、原稿からの反射光を受光して図示しない複数のPDが電荷を発生させて蓄積を開始する。そして、光電変換素子10は、TDI及びパラレルシリアル変換等を行った後に、画像データを画像形成部70に対して出力する。
The
画像形成部70は、処理部80とプリンタエンジン82とを有し、処理部80とプリンタエンジン82とがインターフェイス(I/F)84を介して接続されている。
The
処理部80は、LVDS800、画像処理部802及びCPU804を有する。CPU804は、光電変換素子10などの画像形成装置50を構成する各部を制御する。また、CPU804(又はタイミング制御部14)は、各PDが受光量に応じて電荷を発生させることを略同時に開始するよう制御する。
The
光電変換素子10は、LVDS800に対して例えば画像読取装置60が読取った画像の画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどを出力する。LVDS800は、受入れた画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどをパラレル10ビットデータに変換する。画像処理部802は、変換された10ビットデータを用いて画像処理を行い、画像データなどをプリンタエンジン82に対して出力する。プリンタエンジン82は、受入れた画像データを用いて印刷を行う。
The
このように、実施形態にかかる光電変換素子は、リセットレベルを加算するための構成と、信号レベルを加算するための構成とが略同じであるため、精度よくCDSを実行することができ、画像の読取り精度を向上させることができる。また、上述した複数の実施形態及び実施例などは、さらにそれぞれ任意の組合せが可能である。また、実施形態にかかる光電変換素子においては、フローティングディフュージョンがリセットされた場合に伝達される信号をリセットレベルとすることを例に説明したが、リセットレベルはこれに限定されない。リセットレベルは、画素毎に受光素子(フォトダイオード)が受光によって光電変換した真の電荷量(受光による真の信号レベル)を示すための基準となる基準レベルである。つまり、基準レベルは、画素毎に受光によらず伝達される信号のレベル(画素がリセットされた場合の信号のレベル)である。例えば、フォトダイオードがリセットされている場合も基準レベルとなり得る。 As described above, since the configuration for adding the reset level and the configuration for adding the signal level are substantially the same in the photoelectric conversion element according to the embodiment, CDS can be executed with high accuracy, and the image Reading accuracy can be improved. Further, the above-described plurality of embodiments and examples can be further arbitrarily combined. In the photoelectric conversion element according to the embodiment, the signal transmitted when the floating diffusion is reset is described as an example of the reset level. However, the reset level is not limited to this. The reset level is a reference level that serves as a reference for indicating the true charge amount (true signal level by light reception) photoelectrically converted by the light receiving element (photodiode) by light reception for each pixel. That is, the reference level is a level of a signal transmitted for each pixel regardless of light reception (a level of a signal when the pixel is reset). For example, the reference level can also be obtained when the photodiode is reset.
10 光電変換素子
12、12a、12b 変換処理部
14 タイミング制御部
16 パラレルシリアル変換部
40a、40b 画素
50 画像形成装置
60 画像読取装置
70 画像形成部
300a〜300f 第1光電変換部〜第6光電変換部
302a〜302f 第1画素回路列〜第6画素回路列
303、310 遅延メモリ列
304 加算部列
305、308 ADC列
306、309 減算部列
307 アナログメモリ列
312 演算部列
400a、400b 画素回路
403、413、422、423 遅延メモリ
404、426 加算部
420 アナログメモリ部
425 演算部
427 平均化部
428 選択部
430、432 ラインメモリ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記画素がそれぞれリセットされて出力した基準レベルをそれぞれ伝達する複数の第1伝達回路と、
前記受光素子がそれぞれ受光して光電変換することにより出力した信号レベルをそれぞれ伝達する複数の第2伝達回路と、
前記被写体における略同じ位置からの光を異なる時間に受光すべき前記画素それぞれがリセットされて前記第1伝達回路が伝達した基準レベルを前記色毎に加算し、前記被写体における略同じ位置からの光を異なる時間に受光した前記受光素子それぞれが光電変換して前記第2伝達回路が伝達した信号レベルを前記色毎に加算する加算部と、
前記被写体における略同じ位置からの光を受光した複数の前記画素に対し、前記加算部が前記色毎に加算した信号レベルと、前記加算部が前記色毎に加算した基準レベルとの差分を前記色毎に算出する複数の減算部と、
を有し、
前記第1伝達回路及び前記第2伝達回路は、それぞれ構成が略同じであることを特徴とする光電変換素子。 A plurality of light-receiving elements that form a plurality of pixel rows for each color of light received from the subject and that perform photoelectric conversion provided in the pixels,
A plurality of first transmission circuits for transmitting respective reference levels reset and outputted by the pixels;
A plurality of second transmission circuits each transmitting a signal level output by receiving and photoelectrically converting each of the light receiving elements;
The reference level transmitted from the first transmission circuit is reset for each of the pixels that should receive light from substantially the same position in the subject at different times, and light from the substantially same position in the subject is added. An adder for photoelectrically converting each of the light receiving elements that received light at different times and adding the signal level transmitted by the second transmission circuit for each color;
The difference between the signal level added by the adder for each color and the reference level added by the adder for each color for the plurality of pixels receiving light from substantially the same position in the subject is A plurality of subtraction units for each color;
Have
The first transmission circuit and the second transmission circuit have substantially the same configuration, respectively.
前記画素がリセットされて出力した基準レベルをそれぞれ記憶する第1記憶部を有し、
前記第2伝達回路は、
前記受光素子が受光して光電変換することにより出力した信号レベルをそれぞれ記憶する第2記憶部を有し、
前記第1記憶部は、
前記被写体における略同じ位置からの光を最後に受光すべき前記画素が出力した基準レベルが記憶されるまで、前記画素が出力した基準レベルをそれぞれ記憶し、
前記第2記憶部は、
前記被写体における略同じ位置からの光を最後に受光した前記受光素子が出力した信号レベルが記憶されるまで、前記受光素子が出力した信号レベルをそれぞれ記憶すること
を特徴とする請求項1に記載の光電変換素子。 The first transmission circuit includes:
A first storage unit for storing each of the reference levels output by resetting the pixels;
The second transmission circuit includes:
A second storage unit that stores each of the signal levels output by the light receiving element receiving light and performing photoelectric conversion;
The first storage unit
Each of the reference levels output by the pixels is stored until the reference level output by the pixel to be finally received light from substantially the same position in the subject is stored,
The second storage unit
2. The signal level output by the light receiving element is stored until the signal level output by the light receiving element that has received light from substantially the same position in the subject last is stored. Photoelectric conversion element.
前記被写体における略同じ位置からの光を前記受光素子のいずれかが受光する毎に、基準レベルを順次に移動させつつ記憶し、
前記第2記憶部は、
前記被写体における略同じ位置からの光を前記受光素子のいずれかが受光する毎に、信号レベルを順次に移動させつつ記憶すること
を特徴とする請求項2に記載の光電変換素子。 The first storage unit
Each time one of the light receiving elements receives light from substantially the same position in the subject, the reference level is sequentially moved and stored,
The second storage unit
The photoelectric conversion element according to claim 2, wherein each time one of the light receiving elements receives light from substantially the same position on the subject, the signal level is stored while being sequentially moved.
前記受光素子毎に設けられた略同じ構成により、基準レベルをそれぞれ伝達し、
前記第2伝達回路は、
前記受光素子毎に設けられた略同じ構成により、信号レベルをそれぞれ伝達すること
を特徴とする請求項2又は3に記載の光電変換素子。 The first transmission circuit includes:
With substantially the same configuration provided for each of the light receiving elements, each transmits a reference level,
The second transmission circuit includes:
4. The photoelectric conversion element according to claim 2, wherein a signal level is transmitted by substantially the same configuration provided for each of the light receiving elements. 5.
それぞれ直列接続可能にされた容量性負荷により、前記加算部の機能を兼ねること
を特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の光電変換素子。 The first storage unit and the second storage unit are
5. The photoelectric conversion element according to claim 2, wherein each of the photoelectric conversion elements also functions as the addition unit by a capacitive load that can be connected in series.
前記画素がそれぞれリセットされて出力した基準レベルをそれぞれ伝達する複数の第1伝達回路と、
前記受光素子がそれぞれ受光して光電変換することにより出力した信号レベルをそれぞれ伝達する複数の第2伝達回路と、
前記第1伝達回路が伝達した基準レベル、及び前記第2伝達回路が伝達した信号レベルをそれぞれ順次にAD変換するAD変換部と、
前記AD変換部がAD変換した信号レベルと、前記AD変換部がAD変換した基準レベルとの差分を前記画素毎に算出する複数の減算部と、
前記被写体における略同じ位置からの光を異なる時間に受光した複数の前記画素に対し、前記減算部が算出した結果を前記色毎に加算する加算部と、
を有し、
前記第1伝達回路及び前記第2伝達回路は、それぞれ構成が略同じであることを特徴とする光電変換素子。 A plurality of light-receiving elements that form a plurality of pixel rows for each color of light received from the subject and that perform photoelectric conversion provided in the pixels,
A plurality of first transmission circuits for transmitting respective reference levels reset and outputted by the pixels;
A plurality of second transmission circuits each transmitting a signal level output by receiving and photoelectrically converting each of the light receiving elements;
An AD converter that sequentially AD converts the reference level transmitted by the first transmission circuit and the signal level transmitted by the second transmission circuit;
A plurality of subtraction units for calculating a difference between the signal level AD-converted by the AD conversion unit and the reference level AD-converted by the AD conversion unit for each pixel;
An adder that adds the result calculated by the subtractor for each of the plurality of pixels that receive light from substantially the same position in the subject at different times; and
Have
The first transmission circuit and the second transmission circuit have substantially the same configuration, respectively.
を特徴とする請求項6に記載の光電変換素子。 The subtraction unit calculates until the difference between the signal level of the pixel that received light last and the reference level is calculated for a plurality of the pixels that received light from substantially the same position in the subject at different times. The photoelectric conversion element according to claim 6, further comprising a storage unit that stores a result for each color.
前記加算部が加算した結果、又は前記平均化部が平均化した結果のいずれを出力するかを選択する選択部と、
を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の光電変換素子。 An averaging unit that averages the results calculated by the subtraction unit for each of the plurality of pixels that receive light from substantially the same position in the subject at different times;
A selection unit that selects which of the result of addition by the addition unit or the result of averaging by the averaging unit is output;
The photoelectric conversion element according to claim 6 or 7, characterized by comprising:
を特徴とする画像読取装置。 An image reading apparatus comprising the photoelectric conversion element according to claim 1.
前記画像読取装置が読取った画像データに基づく画像を形成する画像形成部と
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image reading apparatus according to claim 9,
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image based on image data read by the image reading apparatus.
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