JPH05136938A - 画像読取方法及びその装置 - Google Patents

画像読取方法及びその装置

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JPH05136938A
JPH05136938A JP3326980A JP32698091A JPH05136938A JP H05136938 A JPH05136938 A JP H05136938A JP 3326980 A JP3326980 A JP 3326980A JP 32698091 A JP32698091 A JP 32698091A JP H05136938 A JPH05136938 A JP H05136938A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photodiode
drive pulse
pseudo
rises
time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3326980A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Murakami
悟 村上
Hiromi Maeda
博巳 前田
Takeji Yamawaki
竹治 山脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP3326980A priority Critical patent/JPH05136938A/ja
Publication of JPH05136938A publication Critical patent/JPH05136938A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 密着型イメージセンサにおける駆動パルスの
立ち上がり時と立ち下がり時とに生じるキャパシタンス
キックを完全に相殺することにある。 【構成】 駆動パルスV1,2,... n が立ち上がる時
に立ち下がるとともに立ち下がる時に立ち上がる疑似駆
動パルスV0 を疑似フォトダイオードPD0 に印加し、
立ち上がり時と立ち下がり時とに生じるキャパシタンス
キックの残留成分N1 ,N2 を含む区間で積分して、こ
れらを完全に相殺するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像読取方法及びその装
置に関し、さらに詳しくは、ファクシミリ、イメージス
キャナ、デジタル複写機、電子黒板等の原稿上の画像を
いわゆる電荷蓄積法によって読み取る方法及びその装置
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ファクシミリなどの原稿読み取り
部には電荷結合素子(charge coupleddevice;CCD)
を用いた縮小光学系の画像読取装置が使用されていた
が、近年は、画像を等倍で読み取ることができる画像読
取装置、いわゆる密着型イメージセンサが広く使用され
ている。
【0003】従来の画像読取装置は、たとえば図7の配
線図に示すように、逆極性で直列に接続されたm×n個
のフォトダイオードPDとブロッキングダイオードBD
とがアレイ状に配列され、m個毎にn個のブロックB1,
2,... n に区分されていて、各ブロッキングダイオ
ードBDにはブロックB1,2,... n 毎に駆動回路D
Cが接続され、各フォトダイオードPDにはブロックB
1,2,... n 間で相対的に同じ位置にあるもの同士で
電流増幅回路IV1,IV2,... IVm を介して積分回路
IN1,IN2,... INm が接続されている。さらに、こ
れらの積分回路IN1,IN2,... INm にはサンプルホ
ールド回路SH1,SH2,... SHm とマルチプレクサ回
路MPXとが接続されている。ここでは、電流増幅回路
IV1,IV2,... IVm 、積分回路IN1,IN2,...
m 、サンプルホールド回路SH1,SH2,... SHm
びマルチプレクサ回路MPXによりフォトダイオードP
Dから流れ出す電流I1,2,... m を時間積分等する
ための信号処理回路を構成している。
【0004】この画像読取装置は、光電流による信号を
フォトダイオードPDの容量に一旦蓄積させてから検出
する電荷蓄積法によって動作させられるもので、図8に
示すように、各ブロックB1,2,... nに一定時間Ti
nt おきに駆動パルスV1,2,... n がそれぞれ順番
に印加される。この駆動パルスV1,2,... n が印加
されている間にフォトダイオードPDから流れ出す電流
1,2,... m が、電流増幅回路IV1,IV2,...
m により増幅された後、積分回路IN1,IN2,...
m により時間積分されることによって、その一定時間
Tint内にフォトダイオードPDに入射した光量が電気
信号として読み出されるのである。
【0005】このように電荷蓄積法によって画像を読み
取る場合には、駆動パルスV1,2,... n の立ち上が
り時と立ち下がり時とにフォトダイオードPDの容量に
起因してキャパシタンスキックが生じるという問題があ
るが、立ち上がり時に生じるキャパシタンスキックと立
ち下がり時に生じるキャパシタンスキックとは、極性が
逆で、大きさもほぼ同じになる。そこで通常は、駆動パ
ルスV1,2,... nの立ち上がりと立ち下がりのタイ
ミングを隣接するブロックB1,2,... n 間で一致さ
せることによって、このようなキャパシタンスキックを
互いに相殺するようにしている。
【0006】また別の方法として、図9に示すように、
駆動パルスV1,2,... n の立ち上がり時と立ち下が
り時とに生じるそれぞれのキャパシタンスキックCを一
括して積分することにより相殺するようにしたものも開
示されている(特開平3−123270号公報)。キャ
パシタンスキックを一括して積分するためには、たとえ
ば前述した積分回路IN1,IN2,... INm におけるス
イッチング素子Rs を次の駆動パルスV1,2,... n
が印加される直前にオンにすることによって、その積分
コンデンサをリセットするようにすれば良い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、駆動パ
ルスV1,2,... n の立ち上がりと立ち下がりとを一
致させる方法では、キャパシタンスキックを完全に相殺
することはできないという問題があった。キャパシタン
スキックを完全に相殺するためにはブロッキングダイオ
ードBDやフォトダイオードPDなどから成る一連の系
の時定数が隣接するブロックB1,2,... n 間で完全
に一致している必要があるが、フォトダイオードPDな
どを構成している半導体層の膜厚を完全に均一にするこ
とは困難で、フォトダイオードPDの容量は隣接するブ
ロックB1,2,... n 間でわずかに異なっているため
と考えられる。
【0008】たとえば、半導体層の膜厚が第1番目のブ
ロックB1 側から第n番目のブロックBn 側へいくにし
たがって徐々に薄くなっている場合は、フォトダイオー
ドPDの容量は徐々に大きくなっていて、駆動パルスV
1,2,... n の立ち上がり時に生じるキャパシタンス
キックの方がわずかに大きくなる。したがって図8に示
すように、明出力時の出力電流Iには信号成分に加えて
キャパシタンスキックの残留成分Nが含まれている。ま
た、暗出力時の出力電流I’にはキャパシタンスキック
の残留成分Nが正のノイズとして現れる。逆に、半導体
層の膜厚が第1番目のブロックB1 側から第n番目のブ
ロックBn 側へいくにしたがって徐々に厚くなっている
場合は、暗出力時の出力電流I”にはキャパシタンスキ
ックの残留成分Nが負のノイズとして現れる。
【0009】一方、立ち上がり時と立ち下がり時とに生
じるキャパシタンスキックを一括して積分する方法で
は、同系で時定数が同じであるからキャパシタンスキッ
クを完全に相殺できるようにもみえるが、キャパシタン
スキックのレベルは信号成分のレベルに比べて10〜2
0倍と極めて大きく、積分回路IN1,IN2,... INm
の出力電圧VINがすぐに飽和してしまうため、実用的で
はなかった。
【0010】そこで、本発明者らはこれらの問題を解決
し、SN比の向上などを図るため鋭意研究を重ねた結
果、本発明に至った。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像読取方
法の要旨とするところは、フォトダイオードに一定時間
おきに駆動パルスを印加し、該駆動パルスが印加されて
いる間に該フォトダイオードから流れ出す電流を時間積
分することによって当該一定時間内に該フォトダイオー
ドに入射した光量を電気信号として読み出す画像読取方
法において、前記フォトダイオードと出力ラインを共通
にする疑似フォトダイオードに、前記駆動パルスが立ち
上がる時に立ち下がるとともに立ち下がる時に立ち上が
る疑似駆動パルスを印加し、前記駆動パルスが立ち下が
った後まで時間積分することにある。
【0012】また、出力ラインを共通にする複数のフォ
トダイオードに一定時間おきに駆動パルスをそれぞれ順
番に印加し、該駆動パルスが印加されている間に該フォ
トダイオードから流れ出す電流を時間積分することによ
って当該一定時間内に該フォトダイオードに入射した光
量を電気信号として読み出す画像読取方法において、前
記駆動パルスが印加され終わったフォトダイオードに、
当該次のフォトダイオードに印加される駆動パルスが立
ち下がる時に立ち上がるとともに当該更に次のフォトダ
イオードに印加される駆動パルスが立ち上がる時に立ち
下がる補助駆動パルスを印加し、前記駆動パルスが立ち
下がった後まで時間積分することにある。
【0013】一方、本発明に係る画像読取装置はこれら
の画像読取方法の実施に直接使用するもので、その要旨
とするところは、フォトダイオードと、該フォトダイオ
ードに一定時間おきに駆動パルスを印加する駆動回路
と、該駆動パルスが印加されている間に該フォトダイオ
ードから流れ出す電流を時間積分する信号処理回路とを
備えた画像読取装置において、前記フォトダイオードと
出力ラインを共通にする疑似フォトダイオードと、該疑
似フォトダイオードに前記駆動パルスが立ち上がる時に
立ち下がるとともに立ち下がる時に立ち上がる疑似駆動
パルスを印加する疑似駆動回路とを設け、かつ、前記信
号処理回路を前記駆動パルスが立ち下がった後まで時間
積分するように構成したことにある。
【0014】さらに、かかる画像読取装置において、前
記疑似フォトダイオードのサイズが前記フォトダイオー
ドよりも小さいことにある。
【0015】また、出力ラインを共通にする複数のフォ
トダイオードと、該フォトダイオードに一定時間おきに
駆動パルスをそれぞれ順番に印加する駆動回路と、該駆
動パルスが印加されている間に該フォトダイオードから
流れ出す電流を時間積分する信号処理回路とを備えた画
像読取装置において、前記駆動パルスが印加され終わっ
たフォトダイオードに、当該次のフォトダイオードに印
加される駆動パルスが立ち下がる時に立ち上がるととも
に当該更に次のフォトダイオードに印加される駆動パル
スが立ち上がる時に立ち下がる補助駆動パルスを印加す
る補助駆動回路を設け、かつ、前記信号処理回路を前記
駆動パルスが立ち下がった後まで時間積分するように構
成したことにある。
【0016】
【作用】かかる画像読取方法又はその装置によれば、駆
動回路などによりフォトダイオードに一定時間おきに駆
動パルスが印加され、疑似駆動回路などにより疑似フォ
トダイオードに疑似駆動パルスが印加される。この疑似
駆動パルスは駆動パルスが立ち上がる時に立ち下がると
ともに立ち下がる時に立ち上がるようにされているの
で、フォトダイオードの容量に起因して生じるキャパシ
タンスキックと疑似フォトダイオードの容量に起因して
生じるキャパシタンスキックとは互いに逆極性になっ
て、これらのほとんどは相殺されてなくなる。
【0017】しかしながら、これらの容量には差がある
のでキャパシタンスキックは完全には相殺されずに少し
だけ残留する。すなわち、フォトダイオードの容量の方
が大きい場合には、駆動パルスが立ち上がる時にキャパ
シタンスキックの残留成分は正のノイズとして現れ、駆
動パルスが立ち下がる時に負のノイズとして現れる。逆
に疑似フォトダイオードの容量の方が大きい場合には、
駆動パルスが立ち上がる時にキャパシタンスキックの残
留成分は負のノイズとして現れ、駆動パルスが立ち下が
る時に正のノイズとして現れる。これらキャパシタンス
キックの残留成分は極性が逆になるだけでなく、或る特
定のフォトダイオードと疑似フォトダイオードとの間の
容量差に起因して残留するものであるから、それらの大
きさは全く同じになる。したがって、信号処理回路など
により駆動パルスが印加されている間だけでなく駆動パ
ルスが立ち下がった後までフォトダイオードから流れ出
す電流が時間積分されることによって、これらキャパシ
タンスキックの残留成分は完全に相殺され、その一定時
間内にフォトダイオードに入射した光量だけが電気信号
として読み出されることになる。
【0018】また、駆動回路などにより複数のフォトダ
イオードに一定時間おきに駆動パルスがそれぞれ順番に
印加され、これらの駆動パルスが印加され終わったフォ
トダイオードに補助駆動回路などにより補助駆動パルス
が印加される。この補助駆動パルスはその次のフォトダ
イオードに印加される駆動パルスが立ち下がる時に立ち
上がるとともにその更に次のフォトダイオードに印加さ
れる駆動パルスが立ち上がる時に立ち下がるようにされ
ているので、駆動パルスが立ち上がる時に生じるキャパ
シタンスキックはその2つ前のフォトダイオードに印加
される補助駆動パルスが立ち下がる時に生じるキャパシ
タンスキックによって相殺され、駆動パルスが立ち下が
る時に生じるキャパシタンスキックはその1つ前のフォ
トダイオードに印加される補助駆動パルスが立ち上がる
時に生じるキャパシタンスキックによって相殺される。
【0019】このようにキャパシタンスキックのほとん
どは相殺されてなくなるが、これら3つのフォトダイオ
ードの容量には差があるのでキャパシタンスキックは完
全には相殺されずに少しだけ残留する。これらキャパシ
タンスキックの残留成分は極性が逆になるだけでなく、
或る特定のフォトダイオードと1つ前又は2つ前のフォ
トダイオードとの間の容量差に起因して残留するもので
あるから、それらの大きさはほとんど同じになる。した
がって、信号処理回路などにより駆動パルスが印加され
ている間だけでなく駆動パルスが立ち下がった後までフ
ォトダイオードから流れ出す電流が時間積分されること
によって、これらキャパシタンスキックの残留成分はほ
ぼ完全に相殺され、その一定時間内にフォトダイオード
に入射した光量だけが電気信号として読み出されること
になる。
【0020】
【実施例】次に、本発明に係る画像読取方法及びその装
置の実施例を図面に基づき詳しく説明する。
【0021】図1の配線図に示すように、本発明に係る
画像読取装置は、逆極性で直列に接続されたm×n個の
フォトダイオードPDとブロッキングダイオードBDと
がアレイ状に配列され、m個毎にn個のブロックB1,
2,... n に区分されている。さらに、ブロックB1
隣には逆極性で直列に接続されたm個の疑似フォトダイ
オードPD0 と疑似ブロッキングダイオードBD0 とが
アレイ状に配列されていて、これらによって疑似ブロッ
クB0 が構成されている。
【0022】ブロッキングダイオードBDのアノード電
極は各ブロックB1,2,... n 毎に共通するバッファ
ゲートを介して駆動回路DCに接続され、疑似ブロッキ
ングダイオードBD0 のアノード電極は疑似ブロックB
0 に共通するバッファゲートを介して疑似駆動回路DC
dに接続に接続されている。他方、フォトダイオードP
D及び疑似フォトダイオードPD0 のアノード電極はブ
ロックB1,2,... n 及び疑似ブロックB0 間で相対
的に同じ位置にあるもの同士で共通に接続され、電流増
幅回路IV1,IV2,... IVm を介して積分回路IN1,
IN2,... INm に接続されている。さらに、積分回路
IN1,IN2,... INm にはサンプルホールド回路SH
1,SH2,... SHm とマルチプレクサ回路MPXとが接
続されていて、これら電流増幅回路IV1,IV2,...
m と、積分回路IN1,IN2,... INm と、サンプル
ホールド回路SH1,SH2,... SHm と、マルチプレク
サ回路MPXとによりフォトダイオードPDから流れ出
す電流I1,2,... m を時間積分等するための信号処
理回路が構成されている。
【0023】フォトダイオードPD、ブロッキングダイ
オードBD、疑似フォトダイオードPD0 及び疑似ブロ
ッキングダイオードBD0 は、アモルファスシリコンa-
Siなどの薄膜半導体が pin型などに積層されて成り、ガ
ラスなどの絶縁性基板上に同時に形成されたものであ
る。なお、疑似フォトダイオードPD0 及び疑似ブロッ
キングダイオードBD0 は、特に遮光する必要はないの
でフォトダイオードPDやブロッキングダイオードBD
と全く同じ構造にすれば良いが、ノイズをより低減する
ために金属膜などで遮光しておいても良い。
【0024】一方、駆動回路DCは複数のDフリップフ
ロップから構成されるシフトレジスタであり、図2のタ
イムチャートに示すように、クロックパルスCLKにし
たがってフォトダイオードPDにブロックB1,2,...
n 単位で順番に駆動パルスV1,2,... n を印加す
るためのものである。なお、これらの駆動パルスV1,
2,... n は一定時間Tintおきに繰り返し印加される
ようになっている。
【0025】また、疑似駆動回路DCdはTフリップフ
ロップとDフリップフロップとから構成され、図2のタ
イムチャートに示すように、駆動パルスV1,2,...
n が立ち上がる時に立ち下がるとともに立ち下がる時に
立ち上がる疑似駆動パルスV0 を疑似フォトダイオード
PD0 に印加するためのものである。
【0026】さらに、積分回路IN1,IN2,... INm
における各スイッチング素子Rs は駆動パルスV1,
2,... n が印加される直前にオンになり、それぞれの
積分コンデンサをリセットするように構成されている。
【0027】次に、この画像読取装置の動作を図2のタ
イムチャートに基づき説明する。駆動回路DCによりフ
ォトダイオードPDにブロックB1,2,... n 単位で
順番に駆動パルスV1,2,... n が印加され、疑似駆
動回路DCdにより疑似フォトダイオードPD0 に疑似
ブロックB0 単位で疑似駆動パルスV0 が印加される。
この疑似駆動パルスV0 は駆動パルスV1,2,... n
が立ち上がる時に立ち下がるとともに立ち下がる時に立
ち上がるので、駆動パルスV1,2,... n が立ち上が
る時にフォトダイオードPDの容量に起因して生じるキ
ャパシタンスキックと、疑似駆動パルスV0が立ち下が
る時に疑似フォトダイオードPD0 の容量に起因して生
じるキャパシタンスキックとは互いに逆極性になる。ま
た同様に、駆動パルスV1,2,... n が立ち下がり、
疑似駆動パルスV0 が立ち上がる時に生じるキャパシタ
ンスキックも互いに逆極性になる。したがって、フォト
ダイオードPDの出力ラインと疑似フォトダイオードP
0 の出力ラインとが共通になっているため、これらの
キャパシタンスキックのほとんどは相殺されてなくな
る。
【0028】ところが、フォトダイオードPDと疑似フ
ォトダイオードPD0 とを構成している半導体層の膜厚
は均一になっていないので、これらの間には容量差があ
り、キャパシタンスキックは完全には相殺されず、少し
だけ残留することになる。
【0029】すなわち、半導体層の膜厚が疑似ブロック
0 側から第n番目のブロックBn 側へいくにしたがっ
て徐々に薄くなっている場合には、フォトダイオードP
Dの容量の方が大きくなっているので、フォトダイオー
ドPDの容量に起因して生じるキャパシタンスキックの
方が大きく、駆動パルスV1,2,... n が立ち上がる
時には正のキャパシタンスキックが残留し、駆動パルス
1,2,... n が立ち下がる時には負のキャパシタン
スキックが残留するのである。したがって、明出力時の
出力電流Iには信号成分に加えて正の残留成分N1 と負
の残留成分N2 とが含まれ、暗出力時の出力電流I’に
は正の残留成分N1 と負の残留成分N2 とが交互に現れ
る。
【0030】逆に、半導体層の膜厚が疑似ブロックB0
側から第n番目のブロックBn 側へいくにしたがって徐
々に厚くなっている場合には、疑似フォトダイオードP
0 の容量の方が大きくなっているので、この場合の暗
出力時の出力電流I”には、前述した場合と反対の状態
で正の残留成分N1 と負の残留成分N2 とが交互に現れ
る。
【0031】これらキャパシタンスキックの残留成分N
1 ,N2は、或る特定のフォトダイオードPDと疑似フ
ォトダイオードPD0 との間の容量差に起因して生じる
ものであるから、それらの大きさは全く同じになる。し
たがって、これら正の残留成分N1 と負の残留成分N2
とを含む区間で出力電流I,I’,I”が時間積分され
ることによって、これらの残留成分N1 ,N2 は完全に
相殺される。
【0032】さらに具体的に詳述すると、積分回路IN
1,IN2,... INm における各スイッチング素子Rs
が、駆動パルスVk (k=1,2,...n)が印加され終わった直
後ではなく、その次の駆動パルスVk+1 が印加され始め
る直前にオンになるので、明出力時の出力電流Iが積分
回路IN1,IN2,... INm により時間積分されると、
その出力電圧VINは一定時間Tint 内にフォトダイオー
ドPDに入射した光量に相当する信号成分だけとなる。
また、暗出力時の出力電流I’,I”が積分回路IN1,
IN2,... INm により時間積分されると、その出力電
圧VIN' ,VIN"は完全に0Vになる。このように、駆
動パルスV1,2,... n が立ち下がった後の残留成分
1 ,N2 を積分区間に含めることによってノイズの少
ない良好な画像を読み取ることができるのである。
【0033】この画像読取装置には、疑似フォトダイオ
ードPD0 と疑似駆動回路DCdとが設けられ、かつ、
積分回路IN1,IN2,... INm における各スイッチン
グ素子Rs が駆動パルスV1,2,... n の印加される
直前にオンになるように構成されているので、キャパシ
タンスキックは完全に相殺され、高SN比で画像を読み
取ることができる。しかも、キャパシタンスキックを疑
似駆動パルスV0 によってある程度まで相殺してから時
間積分するようにしているので、積分回路IN1,
2,... INm がすぐに飽和してしまうようなこともな
い。さらに本実施例では、疑似フォトダイオードPD0
とフォトダイオードPDとが同一構造で、これらの系の
時定数はほぼ一致しているため、キャパシタンスキック
の残留成分N1 ,N2 は極めて少なく、電流増幅回路I
1,IV2,... IVm のゲイン、つまりフィードバック
抵抗をフォトダイオードPDの信号レベルに合わせて自
由に設定することもできる。
【0034】以上、本発明に係る画像読取方法及びその
装置の一実施例を詳述したが、本発明は上述した実施例
に限定されることなく、その他の態様でも実施し得るも
のである。
【0035】上述した実施例ではフォトダイオードPD
と疑似フォトダイオードPD0 とを同一構造にしたが、
疑似フォトダイオードPD0 のサイズをフォトダイオー
ドPDよりも小さくすることも可能である。たとえば疑
似フォトダイオードPD0 を構成している対向電極の有
効面積を小さくすると、疑似フォトダイオードPD0
容量はフォトダイオードPDの容量よりも小さくなる。
このため、フォトダイオードPD0 の容量に起因して生
じるキャパシタンスキックの方がかなり大きくなり、そ
の残留成分もかなり大きくなる。しかし、これら残留成
分の大きさは全く同じであるので、これらを一括して時
間積分すれば完全に相殺することができるのである。た
だし、これらの容量差が余りに大きいと積分回路IN1,
IN2,... INm が飽和してしまうこともある。そこ
で、この限界を概算するため、以下のようなシュミレー
ションを行なった。
【0036】図3に示すように、フォトダイオードPD
や疑似フォトダイオードPD0 から成る系はそれぞれ簡
単なCR回路に置き換えることができる。フォトダイオ
ードPDから成る系はその容量Cを用いて同図(a) に示
すようなCR回路に置き換えられる。また、疑似フォト
ダイオードPD0から成る系はその容量C0 を用いて同
図(b) に示すようなCR回路に置き換えられる。
【0037】駆動パルスV、補助駆動パルスV0 がそれ
ぞれに印加され、そのt秒後にそれぞれに流れる電流i
1 ,i2 は次式で表される。 i1 =(V/R)exp(−t/τ1 ) i2 =(V0 /R)exp(−t/τ2 ) ここに、τ1 ,τ2 は各CR回路の時定数で、次式で表
される。 τ1 =C・R τ2 =C0 ・R
【0038】故に、電流増幅回路IV1,IV2,... IV
m の出力電圧VIVは、そのフィードバック抵抗をRfと
すると次式で表される。 VIV=(i1 −i2 )・Rf
【0039】ここで、V=V0 =5V、C=1.1pF ,1.
2pF ,1.5pF ,2.0pF 、N0 =1pF、R=1MΩ、Rf
= 560kΩとした場合における電流増幅回路の出力電圧
IVのシュミレーション結果を図4に示す。この結果か
ら明らかなように、疑似フォトダイオードPD0 のサイ
ズはフォトダイオードPDのサイズの約半分の場合で
も、残留成分による出力電圧VIVは0.7V程度に抑え
られる。したがってこの程度であれば、積分回路IN1,
IN2,... INm が飽和することもないので、これらの
残留成分を一括して積分することによって、キャパシタ
ンスキックを完全に相殺することができる。
【0040】このように疑似フォトダイオードPD0
占有面積を小さくしても、キャパシタンスキックを完全
に相殺することができるので、装置がそれほど大きくな
ることもない。
【0041】また図5に示すように、各ブロックB1,
2,... n に通常の駆動パルスV1,2,... n を印加
した後、各ブロックB1,2,...n に補助駆動パルス
a1, a2,...anを印加するようにしても良い。この
補助駆動パルスVak(k=1,2,...n)は、その次のブロック
k+1 に印加される駆動パルスVk+1 が立ち下がる時に
立ち上がるとともに、その次の次のブロックBk+2 に印
加される駆動パルスVk+2 が立ち上がる時に立ち下がる
ようにされていて、駆動パルスVk の立ち上がり時に生
じるキャパシタンスキックがその前の前のブロックB
k-2 に印加された補助駆動パルスVak-2の立ち下がり時
に生じるキャパシタンスキックによってほぼ相殺され、
駆動パルスVk の立ち下がり時に生じるキャパシタンス
キックがその前のブロックBk-1 に印加された補助駆動
パルスVak-1の立ち上がり時に生じるキャパシタンスキ
ックによってほぼ相殺されるようになっている。
【0042】したがって、第1番目のブロックB1 側か
ら第n番目のブロックBn 側へいくにしたがってフォト
ダイオードの容量が徐々に大きくなっている場合、明出
力時の出力電流Iには信号成分に加えてキャパシタンス
キックの正の残留成分N1 と負の残留成分N2 とが含ま
れ、暗出力時の出力電流I’には正の残留成分N1 と負
の残留成分N2 とが交互に現れる。逆に、第1番目のブ
ロックB1 側から第n番目のブロックBn 側へいくにし
たがってフォトダイオードの容量が徐々に小さくなって
いる場合、暗出力時の出力電流I”には正の残留成分N
1 と負の残留成分N2 とが前述した場合と反対の状態で
現れる。
【0043】これらの残留成分N1 ,N2 は、或る特定
のブロックBk におけるフォトダイオードと、1つ前の
ブロックBk-1 又は2つ前のブロックBk-2 におけるフ
ォトダイオードとの間の容量差に起因して生じるもので
あるから、それらの大きさはほとんど同じになってる。
したがって、これらの残留成分N1 ,N2 を一括して時
間積分するために、たとえば積分回路のスイッチング素
子Rsを次の駆動パルスVk+1 が印加される直前にオン
にするようにすれば、これらの残留成分N1 ,N2 はほ
ぼ完全に相殺されることになる。
【0044】また本実施例では、疑似フォトダイオード
でなく、読み出しの終わった通常のフォトダイオードに
補助駆動パルスVa1, a2,...anを印加することによ
ってキャパシタンスキックを相殺するようにしているの
で、これらの残留成分N1 ,N2 は比較的小さく、これ
らを良好に相殺することができる。なお本実施例では、
第1番目のブロックB1 と第2番目のブロックB2 とか
らは大きなキャパシタンスキックが現れるので、結果的
にはこれらを疑似ブロックとして用いるのが好ましい。
【0045】このような動作を行なう回路例としては、
たとえば図6に示すように、通常の駆動回路DCにおけ
るデータ入力端子の前に4段のDフリップフロップから
成るシフトレジスタSRを設け、この第1段目のDフリ
ップフロップの出力端子と第4段目のDフリップフロッ
プの出力端子とをORゲートを介して駆動回路DCのデ
ータ入力端子に接続したものなどがある。この駆動回路
DCは、フォトダイオードに駆動パルスV1,2,...
n を印加する機能だけでなく、このようにシフトレジス
タSRなどを付加することによって補助駆動パルスV
a1, a2,...anを印加する機能を付加したものであ
る。したがって本例では、駆動パルスV1,2,... n
が印加され終わったフォトダイオードに補助駆動パルス
a1, a2,...anを印加するための補助駆動回路は、
フォトダイオードに一定時間おきに駆動パルスV1,
2,... n をそれぞれ順番に印加するための駆動回路D
Cに一体的に構成されているのである。
【0046】これまでの実施例では、スイッチング素子
Rs がオンになる時期を駆動パルスV1,2,... n
印加される直前としてきたが、この時期は特に限定され
るものではなく、要するにキャパシタンスキックの残留
成分が一括して時間積分されるようになっていれば、駆
動パルスV1,2,... n が立ち下がった少し後にオン
になるように構成されていても良い。
【0047】また、駆動パルスV1,2,... n、疑似
駆動パルスV0 、補助駆動パルスVa1, a2,...an
どを正のパルスとして説明してきたが、これらは負のパ
ルスでも良いの当然で、この場合、「パルスの立ち上が
り」とはパルスの印加開始を意味し、「パルスの立ち下
がり」とはパルスの印加終了を意味する。
【0048】その他、ブロッキングダイオードでなくT
FTなどにより選択駆動を行なうタイプの画像読取装置
にも適用し得るものであり、また、マトリクス駆動方式
でなくフォトダイオードの光信号を別々に読み出すいわ
ゆる個別駆動方式の画像読取装置にも適用し得るもので
あるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲内で当業
者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態
様で実施し得るものである。
【0049】
【発明の効果】本発明に係る画像読取方法は、駆動パル
スが立ち上がる時に立ち下がるとともに立ち下がる時に
立ち上がる疑似駆動パルスを疑似フォトダイオードに印
加し、駆動パルスが立ち下がった後までフォトダイオー
ドから流れ出す電流を時間積分しているため、駆動パル
スの立ち上がり時と立ち下がり時とに生じるキャパシタ
ンスキックは完全に相殺され、高SN比で画像を読み取
ることができる。
【0050】また、この方法の実施に直接使用する本発
明に係る画像読取装置は、フォトダイオードと出力ライ
ンを共通にする疑似フォトダイオードと、疑似フォトダ
イオードに疑似駆動パルスを印加する疑似駆動回路とを
設け、かつ、信号処理回路を駆動パルスが立ち下がった
後まで時間積分するように構成しているため、前述同様
に高SN比で画像を読み取ることができる。しかも、キ
ャパシタンスキックを疑似駆動パルスによってある程度
まで相殺してから時間積分しているので、信号処理回路
などがすぐに飽和してしまうようなこともない。このた
め、フォトダイオードの信号レベルに合わせた高ゲイン
の増幅が可能であるなど、設計の自由度についても優れ
たものである。また、疑似フォトダイオードの大きさを
フォトダイオードよりも小さくすることができるため、
装置はそれほど大きくならずに済む。
【0051】一方、本発明に係る画像読取方法は、駆動
パルスが印加され終わったフォトダイオードに、その次
のフォトダイオードに印加される駆動パルスが立ち下が
る時に立ち上がるとともにその更に次のフォトダイオー
ドに印加される駆動パルスが立ち上がる時に立ち下がる
補助駆動パルスを印加し、駆動パルスが立ち下がった後
まで時間積分しているため、駆動パルスが立ち上がる時
と立ち下がる時とに生じるキャパシタンスキックは完全
に相殺され、高SN比で画像を読み取ることができる。
【0052】また、この方法の実施に直接使用する本発
明に係る画像読取装置は、駆動パルスが印加され終わっ
たフォトダイオードに補助駆動パルスを印加する補助駆
動回路を設け、かつ、信号処理回路を駆動パルスが立ち
下がった後まで時間積分するように構成しているため、
前述同様に高SN比で画像を読み取ることができる。し
かも、キャパシタンスキックを補助駆動パルスによって
ある程度まで相殺してから時間積分しているので、信号
処理回路などがすぐに飽和してしまうようなこともな
い。このため、フォトダイオードの信号レベルに合わせ
た高ゲインの増幅が可能でなるなど、設計の自由度につ
いても優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像読取装置及びその装置の一実
施例を示す配線図である。
【図2】図1に示した実施例の動作を説明するためのタ
イムチャートである。
【図3】キャパシタンスキックの残留成分の大きさをシ
ュミレーションするためのCR回路で、同図(a) はフォ
トダイオードなどから成る系のCR回路で、同図(b) は
疑似フォトダイオードなどから成る系のCR回路であ
る。
【図4】図3に示したCR回路で電流増幅回路の出力電
圧VIVをシュミレーションした結果を示すグラフであ
る。
【図5】本発明に係る画像読取装置及びその装置の他の
実施例の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図6】図5に示した動作を行なう画像読取装置の一実
施例を示す配線図である。
【図7】従来の画像読取装置の一例を示す配線図であ
る。
【図8】図7に示した画像読取装置の動作を説明するた
めのタイムチャートである。
【図9】従来の画像読取装置の他の動作を説明するため
のタイムチャートである。
【符号の説明】
PD;フォトダイオード BD;ブロッキングダイオード PD0 ;疑似フォトダイオード BD0 ;疑似ブロッキングダイオード Tint ;一定時間 V;駆動パルス V0 ;疑似駆動パルス Va1, a2,...an;補助駆動パルス DC;駆動回路 DCd;疑似駆動回路 IV1,IV2,... IVm ;電流増幅回路 IN1,IN2,... INm ;積分回路 SH1,SH2,... SHm ;サンプルホールド回路 MPX;マルチプレクサ回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトダイオードに一定時間おきに駆動
    パルスを印加し、該駆動パルスが印加されている間に該
    フォトダイオードから流れ出す電流を時間積分すること
    によって当該一定時間内に該フォトダイオードに入射し
    た光量を電気信号として読み出す画像読取方法におい
    て、 前記フォトダイオードと出力ラインを共通にする疑似フ
    ォトダイオードに、前記駆動パルスが立ち上がる時に立
    ち下がるとともに立ち下がる時に立ち上がる疑似駆動パ
    ルスを印加し、前記駆動パルスが立ち下がった後まで時
    間積分することを特徴とする画像読取方法。
  2. 【請求項2】 出力ラインを共通にする複数のフォトダ
    イオードに一定時間おきに駆動パルスをそれぞれ順番に
    印加し、該駆動パルスが印加されている間に該フォトダ
    イオードから流れ出す電流を時間積分することによって
    当該一定時間内に該フォトダイオードに入射した光量を
    電気信号として読み出す画像読取方法において、 前記駆動パルスが印加され終わったフォトダイオード
    に、当該次のフォトダイオードに印加される駆動パルス
    が立ち下がる時に立ち上がるとともに当該更に次のフォ
    トダイオードに印加される駆動パルスが立ち上がる時に
    立ち下がる補助駆動パルスを印加し、前記駆動パルスが
    立ち下がった後まで時間積分することを特徴とする画像
    読取方法。
  3. 【請求項3】 フォトダイオードと、該フォトダイオー
    ドに一定時間おきに駆動パルスを印加する駆動回路と、
    該駆動パルスが印加されている間に該フォトダイオード
    から流れ出す電流を時間積分する信号処理回路とを備え
    た画像読取装置において、 前記フォトダイオードと出力ラインを共通にする疑似フ
    ォトダイオードと、該疑似フォトダイオードに前記駆動
    パルスが立ち上がる時に立ち下がるとともに立ち下がる
    時に立ち上がる疑似駆動パルスを印加する疑似駆動回路
    とを設け、かつ、前記信号処理回路を前記駆動パルスが
    立ち下がった後まで時間積分するように構成したことを
    特徴とする画像読取装置。
  4. 【請求項4】 前記疑似フォトダイオードのサイズが前
    記フォトダイオードよりも小さいことを特徴とする請求
    項3に記載の画像読取装置。
  5. 【請求項5】 出力ラインを共通にする複数のフォトダ
    イオードと、該フォトダイオードに一定時間おきに駆動
    パルスをそれぞれ順番に印加する駆動回路と、該駆動パ
    ルスが印加されている間に該フォトダイオードから流れ
    出す電流を時間積分する信号処理回路とを備えた画像読
    取装置において、 前記駆動パルスが印加され終わったフォトダイオード
    に、当該次のフォトダイオードに印加される駆動パルス
    が立ち下がる時に立ち上がるとともに当該更に次のフォ
    トダイオードに印加される駆動パルスが立ち上がる時に
    立ち下がる補助駆動パルスを印加する補助駆動回路を設
    け、かつ、前記信号処理回路を前記駆動パルスが立ち下
    がった後まで時間積分するように構成したことを特徴と
    する画像読取装置。
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