JPH05219302A

JPH05219302A - イメージセンサ回路

Info

Publication number: JPH05219302A
Application number: JP4219499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maruyama; 宏志丸山
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1992-08-19
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】イメージセンサの各光センサに付随して演算増
幅器が組み込まれるイメージセンサ回路の映像信号列の
精度を向上する。【構成】イメージセンサ10内の光センサ11等のそれぞれ
にその検出信号Sdを増幅する演算増幅器30とそれへの供
給電流を制御する電流制御手段36を含む増幅回路20を設
け、指令回路40から各増幅回路20に対し動作開始指令S1
等とその増幅信号Saの出力指令T1等を順次に与え、出力
指令T1等を受けた増幅回路20からその演算増幅器30への
供給電流を増加させた状態で共通の出力回路60に増幅信
号Saを送って映像信号列VSとして出力させることによ
り、演算増幅器30の出力回路60の出力トランジスタ61の
ゲート容量cgに対する駆動能力を強化して映像信号列VS
の精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数個の光センサからな
るイメージセンサから増幅された映像信号列を取り出す
ための回路であって、光センサとして電荷蓄積形フォト
ダイオードを用いる場合にとくに適するイメージセンサ
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージセンサは関連回路とともに半導
体集積回路チップ内に組み込んだ形で広範な用途に利用
されるに至っているが、最近ではその映像検出の感度と
速度の向上が益々強く要求されている。例えばファクシ
ミリ用のイメージセンサでは、電送すべき原稿の映像を
感度よく中間トーンを含めて忠実に検出する必要がある
ので、その光センサに検出感度に優れる電荷蓄積形の例
えばフォトダイオードを用い、各光センサによる光検出
信号を一定の周期でアナログないしディジタルな映像信
号列の形で取り出すようにするのが有利である。

【０００３】映像検出速度を向上するにはこの映像信号
列の取り出し周期を短縮する必要があるが、各光センサ
の電荷蓄積時間がそれに相応して短くなるので光検出信
号が微弱になって感度が低下しやすく、光センサごとの
取り出し時間も短くなるので精度が低下しやすい。この
ように、イメージセンサでは映像検出の感度や精度が検
出速度とトレードオフ関係になる問題があり、この改善
のために最近ではその光センサに光検出信号を増幅する
演算増幅器を組み込むことが試みられている。本発明は
かかる演算増幅機能が組み込まれたイメージセンサ回路
に関し、図５を参照してその従来例の構成と動作の概要
を以下に説明する。

【０００４】図５の上部に示されたイメージセンサ10は
ｎ個の光センサ11〜1nを備え、この光センサ11等は図の
例では電圧Ｖを逆バイアス方向に受けるフォトダイオー
ドであって、その光電流を 0.5〜１pFのごく小さな接合
容量cjに電荷の形で蓄積する電荷蓄積動作を行なう。光
センサごとに設けられる演算増幅器30は一方の入力に共
通の基準電圧Vrを受け, 他方の入力が対応する光センサ
11〜lnにそれぞれ接続され, 出力に例えば１〜２pFのキ
ャパシタＣが接続された電圧増幅形であって、図では電
界効果トランジスタで示されたリセットスイッチ21がそ
の他方の入力と出力の間に, 出力スイッチ22が出力側に
それぞれ接続される。

【０００５】イメージセンサ10内の光センサ11〜1nの電
荷蓄積動作は順次にないし循環的に行なわれ、その動作
を開始させるには動作開始指令S1〜Snを各光センサ11〜
1nに対応するリセットスイッチ21に順次与えて短時間ず
つオンさせ、演算増幅器30の他方の入力を基準電圧Vrと
実質上同じ電位に置くことにより、光センサ11〜1nの接
合容量cjを電圧Ｖと基準電圧Vrの差の電圧に充電すると
ともにキャパシタＣの電圧を基準電圧Vrにリセットす
る。これ以後は各光センサ11〜1nの接合容量cjが光電流
により放電されるに伴いその充電電圧が低下して行き、
それに応じて演算増幅器30の出力側のキャパシタＣが光
センサ11〜1nの受光量に応じて充電されてその電圧が上
昇して行く。

【０００６】各光センサ11〜1nの受光量を表すかかるキ
ャパシタＣの電圧であるアナログな増幅信号は、その各
電荷蓄積時間が経過した図５のイメージセンサ回路の１
動作周期後に出力スイッチ22に出力指令T1〜Tnを順次与
えることにより、共通の出力トランジスタ61を介して映
像信号列VSの形で順次取り出される。例えばこの出力ト
ランジスタ61は図のように増幅信号をゲートに, 電源電
圧Vdをドレインにそれぞれ受け、ソース側から映像信号
列VSを取り出すソースフォロワ動作形で、そのゲートに
接続したリセットトランジスタ62を各出力指令T1〜Tnの
直前にクロックパルスCPによりオンさせ、ゲート容量cg
を放電させた後に増幅信号を受け入れるようになってい
る。なお、ディジタルな映像信号列VSが必要な場合は出
力トランジスタ61のかわりないしその後段にＡＤ変換器
が用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のイメージセンサ
回路でもこの図５のように電荷蓄積形の光センサ11〜1n
ごとに演算増幅器30を設け、その接合容量cjの電圧をキ
ャパシタＣの電圧に置換ないしは電圧増幅した上で映像
信号列VSとして取り出すことにより、映像検出の感度が
高めることができ、かつこれに応じて映像信号列VSの精
度もかなりの程度まで改善できるが、イメージセンサ内
の光センサ数が多い時に検出速度を高めて行くと映像検
出精度が低下して来る問題がある。これは光センサ数が
多いほど，また演算増幅器の増幅信号の取り出し周期が
短いほど増幅信号１個あたりの取り出し時間が短くなっ
て来るので、この単位時間内に図５の出力トランジスタ
61のゲート容量cgを充分に充電できなくなって来るから
である。

【０００８】例えばファクシミリ用イメージセンサでは
A4版の原稿を電送する場合は2000個近くの光センサがあ
り、電送速度を高めるには各光センサに対応する増幅信
号を１μＳ以下の時間内に取り出す必要がある。図５の
出力トランジスタ61のゲート容量cgより大な静電容量の
キャパシタＣを各演算増幅器30の出力側に作り込むとチ
ップ面積が著しく大きくなるので、静電容量の小なキャ
パシタＣの電荷を出力スイッチ22のオン抵抗を介して出
力トランジスタ61に移し、そのゲート容量cgをこの短時
間内に充電し切るのは困難である。このため、ゲート容
量cgが不充分な充電状態のままで映像信号列VSが取り出
されてしまいその精度が低下して来る。本発明の目的は
かかる問題点を解決して、イメージセンサの映像検出速
度を高めないしその光センサ数を増やした場合にも、映
像信号列を高精度で取り出し得るイメージセンサ回路を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上述の目
的は、複数個の光センサからなるイメージセンサと、光
センサごとに設けられその検出信号を増幅する演算増幅
器とそれに対する供給電流を制御する電流制御手段を含
む増幅回路と、各増幅回路ないし各光センサに対する動
作開始指令と各増幅回路に対する増幅信号の出力指令と
を順次に発する指令回路と、複数個の増幅回路に対し共
通に設けられ指令回路の動作に同期して各増幅回路の増
幅信号を順次受けて映像信号列として出力する出力回路
とによりイメージセンサ回路を構成し、指令回路からの
出力指令に応じて各増幅回路内の電流制御手段により演
算増幅器への供給電流を増加させ、あるいは演算増幅器
に供給電流を与えるようにすることによって達成され
る。

【００１０】なお、上記構成にいう電流制御手段には例
えば電界効果トランジスタを用い、そのゲートに演算増
幅器に対する供給電流の増加分ないしは発停を指定する
制御電圧を与えるようにし、あるいはそのゲートに与え
る制御電圧を供給電流を増加させないしは発停させるよ
うに切り換えることでよい。また、この電流制御手段に
より動作が制御される演算増幅器には、光センサの検出
信号と基準信号をそれぞれ受ける１対の差動トランジス
タと，それらに動作電流を供給する電流ミラー回路とを
設け、その電流ミラー回路の基準電流を電流制御手段に
よって制御するのが有利である。

【００１１】

【作用】本発明は、演算増幅器の増幅信号を取り出す際
にはその出力側のキャパシタに充電されていた電荷が出
力回路内の出力トランジスタのゲート容量等に単に移し
変えられてそれを充電するだけでなく、取り出し時間中
にも演算増幅器から出力されている増幅信号がその充電
に貢献する点に着目し、前項の構成にいうようにこの取
り出し時間内だけ演算増幅器に対し供給電流を増加さ
せ、あるいはそれに電流を供給することにより、いずれ
の場合もその駆動能力を上げて出力回路内の静電容量の
充電時間を短縮し、各増幅回路の増幅信号の取り出し時
間内にこれを従来より充分に充電することによって課題
を解決するものである。

【００１２】なお、イメージセンサの多数の光センサご
とに設けられる演算増幅器に対する供給電流を単に増加
させるのではイメージセンサ回路の消費電流が徒に増大
する結果になるので、本発明では前項の構成にいうよう
増幅回路が指令回路から出力指令を受けた短時間内に限
り電流制御手段によりその演算増幅器への供給電流を増
加させ、あるいは演算増幅器に対し電流を供給すること
によりイメージセンサ回路の消費電流の増加を抑える。
増幅信号の取り出し時間は光センサの電荷蓄積時間と比
べてずっと短いから、かかる本発明の構成によりイメー
ジセンサ回路の消費電流を実質上増加させることなく演
算増幅器の動作電流を充分増加させて、出力回路から取
り出す映像信号列の精度を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明によるイメージセンサ回路の一実施例
を示す回路図、図２はそれに関連する主な信号の波形
図、図３は本発明のイメージセンサ回路の異なる実施例
を示す回路図、図４はそれに関連する主な信号の波形図
であり、前に説明した図５との対応部分に同じ符号が付
けられているので重複部分に対する説明は適宜に省略す
ることとする。なお、図１と図３のいずれの実施例でも
増幅回路の電流制御手段は演算増幅器内に組み込まれる
ものとし、その態様例が図１(b) と図１(c) および図３
(b) に示されている。また、いずれの実施例でもイメー
ジセンサはフォトダイオードである電荷蓄積形の光セン
サにより構成されるものとするが、本発明はこれに限ら
ず種々な形式のイメージセンサへの適用が可能である。

【００１４】図１(a) の実施例回路図の上部に示すイメ
ージセンサ10は前述のようにｎ個の光センサ11〜1nを含
むが、図ではその内の２個の光センサ11と12のみが示さ
れている。その下側に一点鎖線で囲んで示された増幅回
路20は光センサ11や12ごとに設けられ、後述の電流制御
手段を含む演算増幅器30のほか従来と同様にリセットス
イッチ21と出力スイッチ22とを備え、演算増幅器30の出
力側にキャパシタＣを接続するのも同じであるが、本発
明ではその静電容量は演算増幅器30の電圧増幅作用に必
要な最低限あれば足り、従来より小さな例えば１pF程度
で済ませることができる。演算増幅器30はその一方の入
力に基準電圧Vrを受け、他方の入力に光センサ11等によ
る検出信号Sdを受けてその増幅信号Saを出力するのは従
来と同じであるが、本発明ではそれに組み込まれた電流
制御手段に出力指令T1やT2を出力スイッチ22と並列に受
ける。

【００１５】図１(a) の下部に示された指令回路40は各
増幅回路20に動作開始指令S1やS2と出力指令T1やT2とを
クロックパルスCPに同期して順次に発するもので、図示
の例では各段51等の段出力を動作開始指令S1やS2として
発するシフトレジスタ50と,その段出力とクロックパル
スCPのインバータ40ａによる補信号を受けて出力指令T1
やT2を発するアンドゲート41からなる。出力回路60はイ
メージセンサ10に付随する複数個の増幅回路20に対して
共通に設けられ、この実施例でも従来と同様にソースフ
ォロワ動作を行なう出力トランジスタ61とそのゲート容
量cgの放電用のリセットトランジスタ62とからなる。こ
のリセットトランジスタ62にはクロックパルスCPがその
ゲートに与えられる。

【００１６】図１(b) に演算増幅器30に電流制御手段を
組み込んだ回路構成例を示す。この例では演算増幅器30
はアナログ動作の電界効果トランジスタから構成され、
基準電圧Vrと光センサによる検出信号Sdをそれぞれゲー
トに受ける１対の差動トランジスタ31と32と, それらに
電圧Vdの電源から電流を供給する電流ミラー回路用のト
ランジスタ33および34と, 電流設定トランジスタ35を備
え、トランジスタ32と34の相互接続点から増幅信号Saを
取り出す通常の構成の演算増幅回路であるが、図示の例
ではこの演算増幅器に電流制御手段としてトランジスタ
36とその動作の切換用のトランジスタ37との直列回路を
電流設定トランジスタ35に対して並列に追加した回路構
成となっている。

【００１７】かかる図１(b) の演算増幅器30において、
出力指令Ｔがローで動作切換トランジスタ37がオフの状
態では、電流設定トランジスタ35が受ける電圧V1だけで
指定された電流が差動トランジスタ31と32に流れている
が、出力指令Ｔがハイになり動作切換トランジスタ37が
オンすると電流制御トランジスタ36が受ける電圧V2で指
定された電流が差動トランジスタ31と32に流れる電流に
加わるので、この出力指令Ｔによって同時にオンする図
１(a) の出力スイッチ22を介して増幅信号Saを受ける出
力回路60に対する演算増幅器30の駆動力が強められる。
この図１(b) の回路構成では、電圧V1とV2によって例え
ばそれぞれ10μＡの電流を指定して出力指令Ｔを受けた
時の演算増幅器30の駆動能力を倍増させる。

【００１８】図１(c) に演算増幅器30の異なる回路構成
例を示す。この実施態様では、電流設定トランジスタ35
を電流制御手段として用い、そのゲートに与える制御電
圧を出力指令Ｔに応じて図１(b) と同じ電圧V1からそれ
より高い電圧V3に切り換えることにより差動トランジス
タ31と32に流す電流を増加させる。このため電流設定ト
ランジスタ35のゲートに対して図のように電圧V1を受け
るトランスミッションゲート38ａと, 電圧V3を受けるト
ランスミッションゲート38ｂとを接続し、その開閉状態
を出力指令Ｔとインバータ38ｃによるその補信号により
交互に切り換え制御する。この図１(c) の回路構成で
は、例えば電圧V1により10μＡの電流を,電圧V3により2
0μＡの電流をそれぞれ指定するようにする。

【００１９】ついで、図２を参照して以上のように構成
された図１のイメージセンサ回路の動作を説明する。イ
メージセンサ回路は図１の増幅回路20から増幅信号Saを
取り出す周期を指定する図２(a) のクロックパルスCPに
同期して動作するが、絶えずその動作を循環的に繰り返
すので指令回路40から各増幅回路20に出力指令T1等を与
えて増幅信号Saを取り出した直後に動作開始指令S1等を
与えて光センサ11等に電荷蓄積動作を開始させるように
なっている。このため、指令回路40内のシフトレジスタ
50にはそのｎ個の段51等の前に前段50₀が置かれる。

【００２０】イメージセンサ回路の各循環動作を開始さ
せるにはまず図２(b) のデータＤを指令回路40のシフト
レジスタ50のデータ入力に与えて、クロックパルスCPの
立ち下がりに応じこれを前段50₀に取り込ませてその図
２(b) に示す段出力S0をハイにさせる。指令回路40内の
前段50₀に対応するアンドゲート41はこの段出力S0とク
ロックパルスCPの補信号を受け、図２(d) の出力指令T1
を作って光センサ11に対応する増幅回路20に与えて増幅
信号Saを出力スイッチ22を介して出力回路60に出力させ
る。演算増幅器30内ではこの出力指令T1に応じて供給電
流が増加され、出力回路60はそれから増幅信号Saを受け
て図２(g) に示す映像信号列VSの最初の波形をその出力
トランジスタ61から出力した後に、次にクロックパルス
CPが立ち上がった時にリセットトランジスタ62がオンし
て、出力トランジスタ61のゲート容量cgを放電させてそ
の動作をリセットないし初期化する。

【００２１】次にクロックパルスCPが立ち下がったと
き、シフトレジスタ50内のデータＤは前段50₀から次の
段51に移され、その段出力である図１(e) の動作開始指
令S1が光センサ11に対応する駆動回路20に与えられる。
これによりその演算増幅器30の状態が基準電圧Vrに初期
化され、動作開始指令S1が立ち下がった時に光センサ11
の電荷蓄積動作が開始される。同時にこの動作開始指令
S1とクロックパルスCPの補信号とを受けるアンドゲート
41から図２(f) の出力指令T2が光センサ12に対応する増
幅回路20に与えられ、出力回路60から図２(g) の映像信
号列VSの次の波形が出力される。これ以降は上述と同じ
動作が繰り返される。

【００２２】以上のイメージセンサ回路の一連の動作中
において、出力指令T1やT2を受けた各増幅回路20から増
幅信号Saを表すキャパシタＣ内の蓄積電荷が出力スイッ
チ22を介して出力回路60に送られるが、本発明ではそれ
と同時にその演算増幅器30の供給電流を増加させて駆動
能力を強めるので、出力回路60の出力トランジスタ61の
ゲート容量cgが従来より速やかにかつ増幅信号Saのアナ
ログ値まで充分に充電される。図２(g) に示すように、
本発明では映像信号列VSの波形が増幅信号Saの各取り出
し期間の終期で飽和しており、図で破線で示した従来の
完全には上がり切らない波形に比べて映像信号列VSの精
度が向上することがわかる。

【００２３】次に、本発明によるイメージセンサ回路の
異なる実施例を図３を参照しながら説明する。図３(a)
はこのイメージセンサ回路の全体回路図であり、図３
(b) は光センサ11に対応する増幅回路20の具体回路例,
図３(c) は演算増幅器30の具体回路例をそれぞれ示し、
これらの図１に対応する部分には同じ符号が付けられて
いるので以下では重複を避けるため図１の実施例と異な
る点についてのみ説明を加えることとする。

【００２４】図３(a) に簡略に示された増幅回路20がイ
メージセンサ10内のｎ個の光センサ11〜1nにそれぞれ対
応して設けられるのは前実施例と同じであり、指令回路
40のシフトレジスタ50のｎ個の段51〜5nの各段出力を対
応する増幅回路20に対し出力指令T1〜Tnとして発するの
も同様であるが、この実施例ではシフトレジスタ50は図
１(a) の前段50₀のかわりに追加段5rを備え、かつ各段
出力を前段に対応する増幅回路20に動作開始指令として
与える。従って、例えば光センサ11に対応する増幅回路
20は次の光センサ12に対応する増幅回路用の出力指令T2
を動作開始指令として受ける。なお、図３(a) はｎ個,
例えば64個の光センサ用の集積回路で、実際にはこの集
積回路が複数個用いられ、シフトレジスタ50は前の集積
回路から入力データDiを受けて上述の出力指令T1〜Tnを
発した後に終段5nの段出力を出力データDoとして後の集
積回路に与えるようになっている。

【００２５】また、イメージセンサ10の最後の光センサ
1nに対応する増幅回路20に対してはシフトレジスタ50の
追加段5rの段出力を動作開始指令Srとして与える。さら
に、指令回路40内にフリップフロップ42を設けて、これ
をシフトレジスタ50の初段51からの出力指令T1でセット
し, 追加段5rの段出力でリセットして、そのＱ出力をイ
ネーブル信号Enとして出力回路60に与える。この出力回
路60はソースフォロワ動作の出力トランジスタ61を備え
るのは前実施例と同じであるが、それから映像信号列VS
を取り出すためトランスミッションゲート63を設け、上
述のイネーブル信号EnとクロックパルスCPのインバータ
66による補信号を受けるアンドゲート65によりこれをオ
ンオフ制御する。クロックパルスCPを受けるトランスミ
ッションゲート64はオン動作により映像信号列VSを接地
電位に置く。

【００２６】図３(b) に示す増幅回路20は光センサ11に
対応するもので、前実施例と同様に演算増幅器30とリセ
ットスイッチ23と出力スイッチ24とを設けるが、この実
施例ではスイッチ23と24にトランスミッションゲートを
用い、演算増幅器30の出力側には図１(a) のようにキャ
パシタＣを接続せず、かつ演算増幅器30に流す電流の制
御手段としてオアゲート25を設けて出力指令T1と前述の
動作開始指令としての出力指令T2を与え、これらの指令
のいずれかを受けた時に限って演算増幅器30に電流を供
給して動作させる。また、演算増幅器30にはその増幅動
作時の帰還用にキャパシタcfをその入出力間に図のよう
に接続する。

【００２７】演算増幅器30の具体回路例を図３(c) に示
す。この実施例では演算増幅器30を上述のように光セン
サの動作開始時とその増幅信号Saの出力時にのみ動作さ
せるので、電流設定トランジスタ35を図３(b) のオアゲ
ートの出力に応じてオンオフ動作させて、例えば電流源
39で指定される電流の１対の差動トランジスタ31と32に
対する供給を発停させる。

【００２８】このように構成された図３のイメージセン
サ回路の動作を図４の波形図を参照して説明する。この
実施例でも回路の動作を図４(a) のクロックパルスCPに
同期して進め、イメージセンサ10の各光センサ11〜1nに
対応する増幅回路20から増幅信号Saを順次取り出したつ
どその光センサに電荷蓄積動作を開始させるのは前の実
施例と同じである。回路動作は指令回路40内のシフトレ
ジスタ50が図４(b) のデータ入力Diを受けた時から始ま
り、まずその初段51から光センサ11に対応する増幅回路
20に図４(c) の出力指令T1が与えられ、同時にこれによ
り指令回路40のフリップフロップ42がセットされてそれ
から図４(g) に示すイネーブル信号Enが出力回路60のア
ンドゲート65に与えられる。

【００２９】出力指令T1を受けた図３(b) の増幅回路20
では出力スイッチ24がオンし、オアゲート25から発せら
れる動作指令DSにより演算増幅器30が動作する。この時
には動作開始スイッチ23はもちろんオフの状態なので、
演算増幅器30は光センサ11の接合容量cjの電荷蓄積電圧
としての検出信号Sdを接合容量cjと帰還容量cfの比で決
まる帰還率で電圧増幅し、この増幅信号Saにより出力ス
イッチ24のオン抵抗を介して出力トランジスタ61のゲー
トを駆動する。この際の演算増幅器30の正常な増幅動作
に要する帰還用のキャパシタcfの静電容量は光センサ11
の接合容量cjと例えば同じ程度でよいので、図１(a) の
キャパシタＣと比べるとその作り込みに要するチップ面
積を３分の１以下に減少させることができる。

【００３０】この際、図３(a) の出力回路60側では増幅
信号Saにより出力トランジスタ61のゲート容量cgの充電
状態が変化しており、クロックパルスCPがハイの状態に
ある間はトランスミッションゲート64がオンしている
が、クロックパルスCPがローに切り換わるとアンドゲー
ト65が開いてトランスミッションゲート63がそのかわり
にオンするので、それを介してソースフォロワ形の出力
トランジスタ61から映像信号VSが図４(h) に示すように
出力される。

【００３１】図４(d) の出力指令T2が指令回路40から図
３(a) の光センサ12に対応する増幅回路20に与えられる
と、上と同様にして図４(h) の映像信号VSが出力される
が、これと同時に光センサ11に対応する増幅回路20はこ
の出力指令T2を動作開始指令として受けて図３(b) のリ
セットスイッチ23がオンし、前実施例の場合と同様に光
センサ11の検出信号Sdを基準電圧Vrに初期化することに
よりこの光センサ11の電荷蓄積動作を開始させる。

【００３２】これからわかるように、図３の実施例では
イメージセンサ10のｎ個の光センサ11〜1nに対応する例
えば64回の繰り返し回路動作中で演算増幅器30を動作さ
せるのは映像信号VSの取り出し動作中および光センサの
リセット動作中の２回だけで済むので、演算増幅器20の
平均消費電力を約30分の１に減少させることができ、逆
にその分だけ演算増幅器20に与える電流を増加させて出
力回路60の出力トランジスタ61に対する駆動能力を増大
させることができる。

【００３３】以上説明した動作が繰り返し進行した後に
図４(e) の出力指令Tnが指令回路40から発せられると光
センサ1nに対応する図４(f) の映像信号VSが出力され、
かつ同時に出力指令Tnが図３(a) の出力データDoとして
後段のイメージセンサ回路に与えられる。さらに次のク
ロックパルスCPに応じてシフトレジスタ50の追加段5rか
ら図４(f) の動作開始指令Srが発せられると、これに応
じ最後の光センサ1nの電荷蓄積動作が開始し、同時にフ
リップフロップ42がリセットされて図４(g) に示すよう
出力回路60に対するイネーブル信号Enが消失し、これに
より図３(a) のイメージセンサ回路の１回の動作が完了
する。

【００３４】

【発明の効果】本発明のイメージセンサ回路では、複数
の光センサをもつイメージセンサと、光センサごとに設
けられその検出信号を増幅する演算増幅器とそれへの供
給電流を制御する電流制御手段を含む増幅回路と、各光
センサに対する動作開始指令と各増幅回路に対する出力
指令を順次発する指令回路と、複数個の増幅回路に対し
共通に設けられ指令回路の動作に同期して各増幅回路の
増幅信号を順次に受けて映像信号列として出力する出力
回路とを設け、出力指令に応じて各増幅回路内の電流制
御手段により演算増幅器への供給電流を増加させ、ある
いは演算増幅器に動作電流を供給することにより、次の
効果を得ることができる。

【００３５】(a) 出力指令に基づいて演算増幅器から増
幅信号を取り出す際、キャパシタ内の充電電荷を出力回
路に移すだけでなく、演算増幅器への供給電流を増加さ
せてその駆動能力を上げるようにしたので、出力回路内
の静電容量の充電時間を短縮して増幅信号の取り出し時
間内にこれを充分に充電することにより、映像信号列の
精度を従来より向上させることができる。

【００３６】(b) 増幅回路が指令回路から出力指令を受
けた時に限って演算増幅器への供給電流を増加させる態
様では、イメージセンサ回路の消費電流の増加を抑えな
がら演算増幅器への供給電流を増加させてその駆動能力
を上げ、映像信号列の精度を一層向上させることができ
る。 (c) 演算増幅器の駆動能力が供給電流の増加により強め
られるので、増幅回路内のキャパシタの静電容量は演算
増幅器の増幅動作に必要な最低限あれば足り、キャパシ
タを従来よりも小容量で済ませてイメージセンサ回路を
集積回路装置に作り込む際のチップ面積を縮小すること
ができる。

【００３７】(d) 増幅回路が指令回路から出力指令を受
けた時に限りその演算増幅器に動作電流を供給する態様
では、演算増幅器に出力回路に対する所定の駆動能力を
賦与するに必要な平均供給電流を減少させてイメージセ
ンサ回路の消費電力を抑えることができ、あるいは消費
電力を抑えながら演算増幅器の駆動能力を高めて映像信
号列の精度を大幅に向上させることができる。

【００３８】(e) また、この態様では演算増幅器に付随
してその帰還動作上に必要最低限の静電容量のキャパシ
タを作り込めばよいのでイメージセンサ回路用の集積回
路のチップ面積を一層縮小することができる。本発明は
映像信号列を取り出す周期が短いファクシミリ用のイメ
ージセンサ等への適用にとくに有利で、その検出精度を
向上させる上述の効果のほかその検出速度の一層の向上
を可能にする効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるイメージセンサ回路の一実施例の
回路図であり、同図(a) はその全体回路図、同図(b) お
よび同図(c) は演算増幅器の互いに異なる回路構成例の
部分回路図である。

【図２】図１の実施例に関連する主な信号の波形を示
し、同図(a) はクロックパルス、同図(b) は指令回路内
のシフトレジスタに与えるデータ、同図(c) はこのシフ
トレジスタの前段の段出力、同図(d) は先頭の光センサ
用の増幅回路に対する出力指令、同図(e) はこの増幅回
路に対する動作開始指令, 同図(f) は次の光センサ用の
増幅回路に対する出力指令、同図(g) は出力回路から出
力される映像信号列の波形図である。

【図３】本発明によるイメージセンサ回路の異なる実施
例の回路図であり、同図(a) はその全体回路図、同図
(b) は増幅回路の回路構成例を示す部分回路図、同図
(c)は演算増幅器の回路構成例を示す部分回路図であ
る。

【図４】図３の実施例に関連する主な信号の波形を示
し、同図(a) はクロックパルス、同図(b) は指令回路内
のシフトレジスタに与える入力データ、同図(c) は先頭
の光センサ用の増幅回路に対する出力指令、同図(d) は
２番目の光センサ用の増幅回路に対する出力指令、同図
(e) は最後尾の光センサ用の増幅回路に対する出力指
令、同図(f) は最後尾の光センサに対する動作開始指
令、同図(g) は指令回路から出力回路に与えられるイネ
ーブル信号、同図(h) は出力回路から出力される映像信
号列の波形図である。

【図５】従来のイメージセンサ回路の回路図である。

【符号の説明】

10 イメージセンサ 11 光センサ 12 光センサ 1n 光センサ 20 増幅回路 25 電流制御手段としてのオアゲート 30 演算増幅器 36 電流制御手段としてのトランジスタ 40 指令回路 50 シフトレジスタ 60 出力回路 61 出力トランジスタＣキャパシタ cf 演算増幅器の帰還容量 cg 出力トランジスタのゲート容量 cj 光センサとしてのフォトダイオードの接合容量 Sa 増幅回路の増幅信号 Sd 光センサの検出信号 S1 動作開始指令 S2 動作開始指令 Sr 動作開始指令Ｔ出力指令 T1 出力指令 T2 出力指令 Tn 出力指令 V2 演算増幅器への供給電流の増加分を指定する電
圧 V3 演算増幅器への増加させた供給電流を指定する
電圧 VS 映像信号ないしは映像信号列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の光センサからなるイメージセンサ
と、光センサごとに設けられその検出信号を増幅する演
算増幅器とそれに対する供給電流を制御する電流制御手
段を含む増幅回路と、各増幅回路に対し動作開始指令と
その増幅信号の出力指令を順次に発する指令回路と、複
数個の増幅回路に対し共通に設けられ指令回路の動作に
同期して各増幅回路の増幅信号を順次に受け映像信号列
として出力する出力回路とを備え、指令回路からの出力
指令に応じそれを受けた各増幅回路の演算増幅器への供
給電流を電流制御手段により増加させるようにしたこと
を特徴とするイメージセンサ回路。
【請求項２】請求項１に記載の回路において、光センサ
が電荷蓄積形フォトダイオードであり、増幅回路がその
検出信号の電圧増幅回路であることを特徴とするイメー
ジセンサ回路。
【請求項３】請求項１に記載の回路において、演算増幅
器が光センサの検出信号と基準信号をそれぞれ受ける１
対の差動トランジスタと，それらにそれぞれ電流を供給
する電流ミラー回路とを含み、電流制御手段により電流
ミラー回路の基準電流を制御するようにしたことを特徴
とするイメージセンサ回路。
【請求項４】複数個の光センサからなるイメージセンサ
と、光センサごとに設けられその検出信号を増幅する演
算増幅器およびそれへの供給電流を制御する電流制御手
段を含む増幅回路と、各光センサに対する動作開始指令
と増幅回路に対する増幅信号の出力指令とを順次発する
指令回路と、複数個の増幅回路に対し共通に設けられ指
令回路の動作に同期して各増幅回路の増幅信号を順次に
受けて映像信号列として出力する出力回路とを備え、指
令回路からの出力指令に応じて各増幅回路の電流制御手
段により演算増幅器に対し供給電流を与えるようにした
ことを特徴とするイメージセンサ回路。
【請求項５】請求項４に記載の回路において、指令回路
による各光センサに対する動作開始指令に応じて各増幅
回路の電流制御手段により演算増幅器に対し供給電流を
与えるようにしたことを特徴とするイメージセンサ回
路。