JPS61144169A - 光学的イメージ・センサの信号の処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光学的イメージ・センサからの情報を処理
する技術に関し、特に、光電イメージ・センサからの信
号を、センサ信号の特性に関する情報を含むディジタル
信号に変換する新しく改良された回路およびその方法に
関する。

［従来技術］ この発明の利用分野の１つは、光の入射の仕方によって
決定される特性をもつ出力信号を与える光電タイプの固
体イメージ・センサをともなうものである。このような
センサでは光電素子が一直線状に、パターン状にまたは
アレイ状に並べられており、これらの素子は周期的かつ
電気的にサンプリングまたは走査されて一連の出力信号
もしくはパルスを発生する。これらのパルスの振巾はセ
ンサ上に入射した光の量や位置に関する情報を含んでい
る。このアナログ情報を情報処理のためにディジタル形
式に変換する方法として従来は、このような一連のパル
スによって規定される曲線の下方の面積を決定する積分
技法が用いられてきた。

しかしながら、絶対値または振巾に関する情報を各パル
スごとに得ることがより有用である場合がある。これは
、たとえ゛ばパルス毎の振巾を比較して情報の変化率を
得ようとする場合である。したがって、この種の情報を
一般的な光電イメージ・センサから得ることができる信
号処理回路を提供することが望まれている。

［発明が解決しようとする問題点］ したがって、この発明の主要目的は、光電イメージ・セ
ンサからの信号を、センサ信号の特性に関する情報を含
むディジタル信号に変換する回路およびその方法を提供
することにある。

この発明の他の目的は、センサからの各信号の絶対値ま
たは振巾に関する情報が得られる回路および方法を提供
することにある。

この発明のさらに別の目的は、直線にそって。

またはパターン状もしくはアレイ状に配置された光電素
子を備え、これらの光電素子が周期的に走査されること
により出力信号を発生するセンサに使用される回路およ
びその方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、パルス対パルスの振巾比較と情
報の変化率の検出とが可能な回路およびその方法を提供
することにある。

この発明のさらに他の目的は、構造が簡単で作動効果と
動作効率が高い上記のような回路を提供することにある
。

［問題を解決するための手段］ この発明による光学的イメージ・センサ信号の処理装置
は、光電イメージ・センサ手段、ピーク検出回路手段、
およびＡ−Ｄ変換手段から構成されている。光電イメー
ジ・センサは、光のセンサへの入射形態によって決定さ
れる特性をもつ出力パルスを発生する。この入射光の形
態は、光源とセンサとの間の光路にある光に影響を与え
る媒体により決定される。この発明によれば、センサか
らの各信号のピーク振巾値が決定され２次にピーク振巾
に関する情報を含むディジタル信号に変換される。この
変換は、各センサ信号のピーク振巾への立上りを検出し
、センサ信号が立下るときには、センサ信号の振巾がデ
ィジタル信号を得るためにまたはディジタル信号に変換
するのに要する時間と少なくとも等しい時間の間、セン
サ信号のピーク・レベルに対応する信号レベルを保持す
ることにより達成される。特に、光電イメージ・センサ
に作動的に接続されたピーク検出回路手段がセンサ信号
のピーク振巾を検出し、さらに、ピーク検出回路手段に
作動的に接続されたＡ−Ｄ変換手段がセンサ信号のピー
ク振巾に関する情報を含むディジタル信号を与える。上
記のピーク検出回路は、各センサ信号のピーク振巾への
立上りに応答する手段と、センサ信号の振巾が立下ると
きには、Ａ−Ｄ変換手段の変換時間に少なくとも等しい
時間の間、各センサ信号のピークΦレベルに対応する信
号レベルを保持する手段とを含んでいる。

［実施例の説明］ 第１図において、この発明による回路部０は、光電イメ
ージ・センサの形態の感光性手段１２からの信号を、感
光性手段１２からの信号の特性に関する情報を含むディ
ジタル信号に変換するものである。感光性手段１２は次
のようにしてイメージを受光する。すなわち、光源ＩＢ
は光路１８に沿って出力光線を与える。光線はレンズ等
の光学的手段２０によって集光されまたは他の光学的な
やり力で斥作される。光学的手段２０からの光は光路２
２に沿って進み、後で説明する各種形態の光影響媒体（
光に影響を与える媒体）２４に入射する。媒体２４によ
って影響された光は光路２６に沿って進み、レンズ等の
光学的手段２８により集光されまたは他の光学的なやり
方で操作される。光学的手段２８からの光は光路３０に
沿って進みセンサ１２に入る。センサ１２に入射する光
の量と位置は、後で説明する光影響媒体２４の光学的特
性によりて決定される。

光電イメージ・センサ１２は光電タイプのもので、光が
センサに入射する形態によって決定される特性を有する
出力信号を発生する。センサ１２は比較的狭いダイナミ
ック・レンジをもち、入射光の量と位置の関数としての
出力信号を与える。センサ１２は、多数の光電素子が一
直線に、またはパターン状もしくはアレイ状に配列され
ている固体状のもので、光電素子は周期的にかつ電気的
にサンプリングまたは走査されて一連の出力信号または
パルスを出力する。これらのパルスの振巾は。

センサに入射する光の量と位置に関する情報を含む。こ
のアナログ情報が、情報処理のために、後述するように
ディジタル形式に変換される。

センサ１２への入射光の量と位置は媒体２４の性質また
は特性により影響される。これは第１図の装置が用いら
れるシステムの性質に依る。たとえば、生物学的標本や
ＩＣチップの顕微鏡検査のような映像技術や端部検出に
利用できる。この場合標本やチップが媒体２４である。

この発明によれば、センサ１２の出力信号は。

ディジタル形式に変換されて各パルスの絶対値または振
巾に関する情報を与える。センサＩ２の出力信号はライ
ン３４によって回路ｌＯの他の回路部分に供給され、信
号処理されてＡ−Ｄ変換される。これらの回路は、走査
中にセンサ１２から得られる信号のピーク振巾を検出す
るためのこの発明によるピーク検出回路４０を含んでい
る。ピーク検出回路４０は入力４４．４６と出力４８を
もつ・入力増巾器４２を含んでいる。ライン３４上に現
われるセンサ１２の増幅された出力信号は、抵抗５０を
介して増巾器入力端子４４に印加される。フィードバッ
ク抵抗５２が、増巾器出力４８と入力端子４４との間に
接続されている。入力端子４４とフィードバック抵抗５
２の接続点は、抵抗５４を介してポテンショメータ５６
のワイパ・アームに接続されている。増巾器４２の他の
入力端子は接地されている。増巾器４２のバイアス回路
はコンデンサ５ｇ、　６０．８２をもつ。

ピーク検出回路はさらに、一対の入力６８．７０と出カ
フ２をもつ増巾器６Ｂを備えている。増巾器入力Ｇ８は
増巾器４２の出力４８に接続されている。クランプ・ダ
イオード７４のカソードは増巾益田カフ２に接続され、
そのアノードは接地されている。

ピーク検出回路はさらに、ベース、エミッタ。

コレクタ端子８０．８２．８４をもつトランジスタ７８
を含んでいる。ベース端子８θは増巾器６６の出カフ２
に接続されている。エミック端子８２はコンデンサ８６
を介して接地され、かつライン８８を介してリセット回
路９０に接続されている。このリセット回路９０は、後
で説明する回路のタイミング動作を行う。

ピーク検出回路はさらに、！圧フォロアとじて接続され
た増［１１器９４を含み、この増巾器は一対の入力９６
．９８とライン１０２で増巾器入力９６に接続された出
力１００とを有している。トランジスタ７８のエミッタ
端子８２はライン１０４で増巾器入力９Ｂに接続され、
この入力はまた。ライン１０６で第１図の増巾器６６の
入カフ０に接続されている。

第１図の回路はさらに、ピーク検出回路の出力１００に
接続された入力１１２をもつＡ−Ｄコンバータ　１１０
を有している。コンバータ　１１０は、ライン１１２上
の入力信号を、第１図ではまとめて表わされた複数の出
力ライン１１４上に現われる多ビット・ディジタル出力
に変換する。したがって、ライン１１４上のディジタル
信号が、センサ１２からの各パルスのディジタル化され
た振巾を表わす。

第１図の回路は次のように動作する。センサＩ２の出力
はライン３４上に現われる。この出力信号は、各走査に
おいて発生した一連のパルス（画素信号）からなる。各
１個のパルスはセンサ１２のフォトダイオードのような
各１個の光電素子を走査したときに発生する。パルスの
振巾はセンサ１２への入射光の露光量に比例する。これ
らのパルスはピーク検出回路４０に与えられる。このピ
ーク検出回路は、出力ライン　１１４に現われる信号に
含まれるディジタル情報の精度を高めるために重要な役
割りを果す。特に、情報はセンサ１２の各出力パルスの
絶対値または振巾に関係するものとして与えられ、所望
の正確度を得るために、パルス対パルスの比較を行なう
ことが可能となり、また情報の変化率を求めることがで
きるようになる。

ピーク検出回路４０によって、センサ１２からの各パル
スの振巾情報が確実に得られてシステムで使用される。

特に、Ａ−Ｄコンバータ　１１Ｇの変換時間がセンサ１
２からの個々のパルス、のパルス中よりも大きいときに
は、ピーク検出回路４０は振巾情報をつかむよう機能す
る。センサ１２からの各パルスは増ｌＪ器４２で増巾さ
れ増巾器θＢの入力６８に印加される。増巾器６Ｂ（差
動増巾器）は、入力６８の信号が入カフ０の信号より大
きいときに出力を発生する。ダイオード７４は出カフ２
を所定レベル、たとえば０，７ｖにクランプする。各パ
ルスがそのピーク振巾まで立上るまでの間、トランジス
タ７８がオンし、コンデンサ８Ｂを充電する。ピーク振
巾に達し次にパルスが立下り始めると、コンデンサ８Ｂ
はパルスのピーク振巾に対応するレベルを保持する。

入力６Ｂの信号が立下ると、増巾益田カフ２が零になり
トランジスタ７８をオフにする。コンデンサ８Ｂに保持
されたレベルは増巾器９４を介してＡ−Ｄコンバータ　
１１０に与えられる。したがって、少なくともコンバー
タ　１１０の変換時間に等しい時間の間は、パルスのピ
ーク振巾に対応するこのレベルが得られることになる。

その後、リセット回路９０の制御の下にコンデンサ８Ｂ
の放電路がライン８８を通して形成される。上記の動作
はセンサ１２からライン３４に現われる各パルス（画素
信号）毎に繰り返される。コンデンサ８６のレベルは各
パルスのピーク振中値に依存してその都度具る。

この発明を第２図の回路でさらに説明する。第２図では
光学的イシージ・センサがリニア・スキヤント・アレイ
（線状に走査されるアレイ）１２０の形態で示されてい
る。簡単に説明すると、アレイ・ディバイス１２０は、
１列に配列されたシリコン・フォトダイオードからなる
モノリミックな自走査線状（セルフ−スキャニング・リ
ニア）フォトダイオード・アレイであり、各フォトダイ
オードには光電流を積分する充電コンデンサが備えられ
、またシフトレジスタ走査集積回路によって周期的に読
出すためのマルチプレックスφスイッチが設けられてい
る。アレイの各走査中において。

各フォトダイオードの電荷が、ダイオード感度と光強度
または輝度の積である光電流により取出される。−例と
して１図示の回路では、アレイ・ディバイス　１２０は
、カルフォルニヤ州、サニバレーのＥＧ＆Ｇ　Ｒｅｔｉ
ｃｏｎから人手できるＧ−シリーズ・ソリッド・ステー
ト・ライン・スキャナ・モデルＲＬ１０２４Ｇである。

このアレイは１０２４個のフォトダイオード素子を含む
。このディバイス　１２０の構造や動作についての詳し
い情報に関しては、　ＥＧ＆ＧＲｅｔｉｃｏｎ社のＮｏ
、　１１１２２０　　ｒ　Ｇ−シリーズ・ソリッドφス
テート・ライン拳スキャナーズ１２ｇ、　２５６゜５１
２．１０２４素子」を参照されたい。

アレイ・ディバイス　１２０をともなう回路において、
アレイ　１２０の各端子にクロック・パルス、再充電パ
ルス、スタート中パルスがそれぞれライン１２２、１２
４．１２８を介して与えられる。これらの信号は後で説
明するタイミング部より得られる。アレイ　１２０は適
宜な仕方で適正な正、負動作電圧およびバイアス電圧に
接続されている。アレイ　１２０の出力信号は、第１図
のピーク検出回路４０と同じピーク検出回路４０°の入
力に接続されている。したがりて、同じ構成要素にはダ
ッシュ　（°）をつけた同一参照番号をつけることにす
る。ピーク検出回路４０−の出力はライン１００°によ
りＡ−Ｄコンｔ＜−夕ｔｔｏ°の入力１１２°に接続さ
れている。コンバータ１１０°は、ライン１１２’の入
力信号を第２図の８つの出力ライン１１４°上に現われ
る８ビツト・ディジタル出力に変換する。出力１１４°
は、システム・バス部１３ｇとインターフェイスするた
めに。

ラッチ回路１３４の入力に接続されている。８ビツトの
ラッチ出力はライン１３Ｂ上に現われ、各走査中に得ら
れる１０２４個のアレイ出力パルスの各々のディジタル
値を表わす。ラッチ　１３４の存在により、ディジタル
情報のシステム・バスに対する入出力速度が増大する。

コンバータ１１０“の動作のためのタイミング・パルス
は、システムのタイミング信号源に接続されたライン１
４０に与えられる。

コンバータ１１０°からの同期信号はライン１４２上に
現われ、インバータ　１４４とライン１４Ｇを介してコ
ンバータ１１０°の動作と同期すべき他の構成要素に印
加される。この同期信号はまたライン１４ｇを介してラ
ッチ１３４にも与えられる。ラッチ　１３４はまた。Ｏ
Ｒゲート１５４の対応する入力に接続されたライン１５
０．１５２によりシステムの他の部分に接続されている
。ＯＲゲート　１５４の出力はライン１５６によってラ
ッチ１３４の適宜な端子に接続されている。

一例として１図示の回路では、増巾器４２°はＣＡ　３
１００タイプのもの、増巾器６６°、９４°はＬＰ　３
５６タイプのもの、コンバータ１１０°は増巾器ＡＤＣ
０８２０タイプのもの、ラッチ１３４は７４ＬＳ　３７
３タイプのものである。

第２図の回路はさらに、Ｄフリップフロップ１（ｉｏと
一対のＣＭＯＳパイラテラルφスイッチ１６２゜１６４
とから構成されるピーク検出回路４０′用のリセット回
路をもつ。スイッチ１８２．１８４はオフ状態で漏れ電
流が小さいものが望ましい。フリップフロップ１８０は
Ａ−Ｄコンバータ１１Ｏ゛からのライン１４Ｂに接続さ
れた入力　ＬＩｌｌＢをもつ。フリップフロップ１６０
はシステムのタイミング番パルス源から得られるタイミ
ング・パルスのライン１７０に接続されたクロック入力
　１６８をもつ。フリップフロップ１６０の出力は、ラ
イン　１７２でスイッチ１８２の入力へ、ライン１７４
でスイッチ１８４の入力に接続されている。スイッチ１
８２．１６４の出力はそれぞれライン１７（ｉ、　１７
８によってピーク検出回路４０°に導かれるライン８８
°に接続されている。

第２図の回路はさらに、アレイ　１２０を駆動するイン
ターフェイス部を有している。システムの信号源から得
られたライン１７０上の既に述べたタイミング信号は増
巾器１８０の入力に与えられ、増巾器１８０の出力はク
ロック・パルス・ライン１２２に接続されている。また
、Ｄフリップフロップ１８４があり、このＤフリップフ
ロップは、Ａ−Ｄコンバータ１１０゛からのライン　１
４６に接続された入力１８Ｂと、ライン１７０に接続さ
れタイミング・パルスを受けるクロック入力１８１１と
、増巾器１９２の入力に接続された出力１９０とを持っ
ている。増巾器１９２の出力は再充電信号ライン１２４
に接続されている。フリップフロップ１Ｂ４の入力１８
Ｂに与えられる信号はライン１９４によりシステム・コ
ントロールにも与えられる。さらに、アレイ　１２０用
のスタート・パルスは適宜なシステム信号源からライン
１９Ｂを介して得られる。ライン１９Ｂはインバータ　
１９８を通りライン２０Ｇを介して増巾器２０２の入力
に結合されている。増巾器２０２の出力はアレイ　１２
０に接続されたスタート・パルス・ライン１２Ｂに接続
されている。インバータ　１９ｇの出力はまた。ライン
２０４によってシステム・コントロールに接続されてい
る。

第２図の回路は次のように動作する。まずリニア・スキ
ヤント・アレイ　１２０は一列のシリコン・フォトダイ
オードからなり、各々のダイオードは光電流を積分する
コンデンサを持ち、シフトレジスタ走査集積回路を介し
て周期的読み出を行うマルチプレックス・スイッチと関
連している。アレイ　１２０は充電記憶モードで動作す
る。ここでは。

各ダイオードの充電出力は、非飽和の下で、露光量、す
なわち光の強度と積分時間（連続するスタート・パルス
の時間間隔）との積に比例する。

アレイ　１２０の光検出領域は不透明マスクの開口部で
限定された長細い矩形領域であり、すべてのフォトダイ
オードが開口部を横切って延びている。フォトダイオー
ド間に入射した光により発生する光電流は最も近いダイ
オードに集められるので、開口部全体が感光性をもつ。

アレイ　１２０のマルチプレックス・スイッチはシフト
レジスタ走査回路によって１クロック周期毎に順次閉じ
られるので、各セルを一定のレベルたとえば５ｖまで再
充電し、電荷たとえば容量で約３　ｐ、ｃ、の電荷を蓄
える。走査回路はライン１２２のクロック・パルスで駆
動され１周期的スタート・パルスはライン１２Ｂに導入
されて上記の各走査をスタートさせる。セルからセルへ
のサンプリング率は、クロック周波数、すなわちライン
１２２上のパルスの周波数である。ライン走査問の全時
間はライン１２Ｂのスタート・パルス間の時間である。

このライン時間の間に、アレイ　１２０の各フォトダイ
オードに蓄えられた電荷が光電流により徐々に移送され
る。

光電流はダイオード感度と光強度の積である。各セルか
ら移送された全電荷は光電流とライン時間との積である
。この電荷は、ダイオードがサンプリングされかつ各走
査毎にリセットされると、第２図の再充電ライン　１２
４の電圧で置き換えられる。

第３図のタイミング書ダイヤグラムの波形を用いてさら
に説明する。波形２２０は第２図のライン１２Ｂに印加
される２つの連続するまたは近接するスタート・パルス
信号２２４と２２６を示す二第３図の２つのスタート・
パルス２２４と２２８との間の時間は、アレイ　１２０
の全素子を１回完全に走査する時間に対応する。−例と
して１図示゛のシステムではアレイ　１２０は１０２４
個の素子からなり、２つの近接するスタート・パルス間
の゛時間、すなわち１走査時間は８０ｉｓである。波形
２２８は、第２図のライン１２２に印加される２つの連
続するまたは近接するクロック・パルス信号２３０．２
３２を示す。第３図の２つのアレイ−クロック・パルス
２３０と２３２との間の時間は、ピーク検出回路４０°
の１つのパルスの信号処理時間にコンバータ１１０゛の
Ａ−Ｄ変換時間を加えた時間である。−例として、２つ
のアレイやクロック・パルス間の時間はＢＯμＳである
。

波形２３４は、第２図のライン１２４上の再充電信号で
ある。これはオフ参レベル２３６とオンφレベル２３８
をもち、オン・レベル力（アレイ　１２０に対して上述
の再充電機能を与える。オフ・レベルからオン・レベル
への移行２４０は各アレイ・クロックφパルス、たとえ
ば第３図のパルス２３０のエツジ（立下り）と時間的に
一致する。オンからオフへの移行２４２は次のアレイ・
クロック・パルスたとえばパルス２３２の時間的に前方
で起こる。

波形２４４は増巾器６６−°の入力８８゛の信号を表わ
し、増巾器４２°で増巾されたアレイ　１２０からのパ
ルスである。この波形は傾斜状の立上り　２４６と。

比較的平坦な水平部２４８と、再充電信号２３４の推移
２４２と一致する時間で立下がり始める立下り２５０と
からなる。再充電信停の推移２４２は信号２４４をドロ
ップ・オフするために用いられる。波形２５２は増巾器
９４°の出力ｔｏｏ　’の信号を表わす。

これは信号２４４と同一波形であり、波形２４４の立上
、リ　２４Ｂと時間的に一致する傾斜状立上り　２５４
と、比較的平坦な水平部２５６と、波形２４４の立下り
　２５０と一致する立下り　２５８とからなる。立゛下
り２５８は、第２図のフリップフロップ１６０およびス
イッチ１６２．１６４の動作によるコンデンサ８６°の
゛ライン８８°を介した放電によって生じる。

波形゛２ＢＯは、第２図のコンバータ１１０°へのライ
ン　１４０の信号である。これはコンバータ１１０°の
動作を指令するパルス２６２をもつ。パルス２６２ハ第
２図の信号源からのクロック信号によりトリガされる。

アレイ・クロック・パルス２３０の立下りとパルス２６
２の１７ドりとの間の遅れ時間がＡ−Ｄ変換のためのセ
ツティング・タイムで約３μｓである。波形　２６４は
コンバータ１１０°からインバータ１４４に印加される
信号であり、このインバータ１４４はライン　１４６に
よって第２図のフリップフロップ１８０．１８４に、ま
たライン１９４にってシステム・コントロールにそれぞ
れ接続されている。この波形はコンバータ１１０゛によ
るＡ−Ｄ変換の完了を知らせるパルス２６６をもつ。変
換時間、すなわちコンバータ１１０°の動作はパルス２
６２と　２６６の間で測定され、約２．５μｓである。

パルス２６６の立下りでフリップフロップ１６０がトリ
ガされ、コンデンサ８８゛の放電を引き起こしそれは波
形２５２の立下りに反映する。またパルス２８１３の立
下りによってフリップフロップ１８４がトリガされ、再
充電信号２３４がスイッチ・オンされる。

Ａ／Ｄコンバータ１１０°の８つの出力パルスは各アレ
イ出力パルスのディジタル値を表わしている゛。ピーク
検出回路４０°により処理されるパルスの比較平坦な水
平頂部（２４８，２５６）がコンバータ１１０°による
イ、：号のディジタル化能力を与える。８つのパルスは
各画素パルス振巾のディジタル値に対して２進形式で０
から２５５のレンジ、すなわち２８の範囲を与える。同
一の出力量がラッチ１３４からも得られてバス部１３Ｂ
との信号の入出力速度を促進する。

第２図の回路では、光イメージ・センサはリニアやスキ
ヤント・アレイ形式のものである。センサの他の形式と
して、　ｇｅｔｉｃｏｎのソリッド・ステートφイメー
ジ９センサ・アレイＲＡ−５０゜ＲＡ−３２、Ｆａｉｒ
ｃｈｉｌｄのＣＣＤ２１１．　ＣＣＤ２２１素子アレイ
のような面センサを用いることもできる。イメージ・セ
ンサの他の形式としてビディコン撮影管もある。この場
合には、そのアナログ出力信号は、スキヤント・アレイ
の一連の出力パルスと類似させるために時間的にスライ
スされる。

この発明の回路は光電タイプの光学的イメージ・センサ
からの各パルスの絶対値または振巾に関する情報を得る
ことが必要な場合に用いられる。

この情報は映像技術のような分野で高精度を与える。映
像技術とは、映像操作、映像端部検出、標本の端縁また
は面の細ピにわたる顕微鏡検査。

ＩＣ不良（割れ等）の顕微鏡検査等を含む。この発明の
回路および方法についての他の例は、自動ディジタル屈
折率計における使用である。この自動ディジタル屈折率
計については同一出願人により本願と同時に出願されて
いる。

以上の説明により、この発明がその目的を達成できるこ
とは明らかである。この発明の実施例を詳細に説明した
が、これは−例であワて、この発明を限定するものでは
ない。

［発明の効果］ この発明による信号処理装置は、比較的簡単な構成で、
しかも高い動作効率で光電イメージ・センサからの信号
をセンサ信号の特性情報を含むディジタル信号に変換し
、センサからの各信号の絶対値または振巾に関する情報
が得られる。した−　かって、パルス対パルスの振巾比
較を行なうことや、情報の変化率の検出が可能となると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光電イメージ・センサからの信号をセンサ信
号の特性に関する情報を含むディジタル信号に変換する
この発明による回路と方法とを示す回路図、第２図は、
典型的な形式の光電イメージ・センサを有するこの発明
の回路と方法とを示す回路図、第３図は第２図の回路の
動作を説明する波形図である。 １０・・・信号処理回路。 １２・・・光電イメージ・センサ。 １Ｂ・・・光源。 ２４・・・光に影響を与える媒体。 ６Ｌ　８６°・・・差動増巾器。 ９０・・・リセット回路。 １１０、１１０°・・・Ａ−Ｄコンバータ。 １２０・・・リニア・スキヤント・アレイ。 １８２、１６４・・・パイラテラル・スイッチ。 １６０、１８４・・・Ｄフリップフロップ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の光電素子からなるイメージ・センサと、光
   路内の媒体により影響をうける位置で上記センサ上に光
   を指向させる手段とを備え、上記センサが光のセンサへ
   の入射形態によって決定される振巾をもつ信号を発生す
   る電子−光システムにおいて、 （ａ）上記センサに動作的に接続され、上記センサから
   得られる各信号のピーク振巾を検出するピーク検出回路
   手段、および （ｂ）上記ピーク検出回路手段に動作的に接続され、上
   記センサ信号のピーク振巾に関する情報を含むディジタ
   ル信号を与えるＡ−Ｄ変換手段、を備えたことを特徴と
   する光学的イメージ・センサの信号処理装置。
2. （２）上記ピーク検出回路手段が、 （ａ）各センサ信号のピーク振巾への立上りに応答する
   手段と、 （ｂ）上記センサ信号の振巾が立下るときに、少なくと
   も上記変換手段の変換時間に等しい時間の間、各センサ
   信号のピーク・レベルに対応する信号レベルを保持する
   手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の装置。
3. （３）上記ピーク検出回路手段が、 （ａ）第１および第２入力と１つの出力とをもち、第１
   入力が上記イメージ・センサに結合された差動増巾手段
   と、 （ｂ）上記差動増巾手段の出力に接続されたクランプ手
   段と、 （ｃ）コンデンサ手段と、 （ｄ）上記差動増巾手段の出力に接続された制御端子を
   もち、上記コンデンサ手段のための充電路を形成するよ
   うに上記コンデンサ手段に接続された半導体スイッチ手
   段と、 （ｅ）上記コンデンサ手段に動作的に接続され、上記コ
   ンデンサ手段のための制御可能な放電路を形成する手段
   と、 （ｆ）上記コンデンサ手段の信号レベルを上記Ａ−Ｄ変
   換手段に結合する手段と、 （ｇ）上記コンデンサ手段の信号レベルを上記差動増巾
   手段の第２入力に印加する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の装置。
4. （４）上記結合手段が電圧フォロワとして構成された増
   巾器であることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項
   記載の装置。
5. （５）上記センサが、電気的にサンプリングされて一連
   の出力信号を与える光電素子の配列であって、その出力
   信号の振巾が上記センサへの入射光の量と位置に関する
   情報を含むものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の装置。
6. （６）Ａ−Ｄコンバータに導入するために光電イメージ
   ・センサの信号を処理する回路であって、上記センサは
   センサに入射する光の形態によって決定される振巾をも
   つ出力信号を発生し、上記Ａ−Ｄコンバータがセンサの
   出力信号の振巾に関する情報を含むディジタル信号を与
   えるものにおいて、上記センサと動作的に接続され、上
   記センサから得られる信号のピーク振巾を検出するピー
   ク検出回路手段を備えたことを特徴とする光学的イメー
   ジ・センサの信号の処理装置。
7. （７）上記ピーク検出回路手段が、 （ａ）各センサ信号のピーク振巾への立上りに応答する
   手段と、 （ｂ）上記センサ信号の振巾が立下るときに、少なくと
   も上記Ａ−Ｄコンバータの変換時間に等しい時間の間、
   各センサ信号のピーク・レベルに対応する信号レベルを
   保持する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記
   載の装置。
8. （８）上記ピーク検出回路手段が、 （ａ）第１および第２入力と１つの出力とをもち、第１
   入力が上記イメージ・センサに結合された差動増巾手段
   と、 （ｂ）上記差動増巾手段の出力に接続されたクランプ手
   段と、 （ｃ）コンデンサ手段と、 （ｄ）上記差動増巾手段の出力に接続された制御端子を
   もち、上記コンデンサ手段のための充電路を形成するよ
   うに上記コンデンサ手段に接続された半導体スイッチ手
   段と、 （ｅ）上記コンデンサ手段に動作的に接続され、上記コ
   ンデンサ手段のための制御可能な放電路を形成する手段
   と、 （ｆ）上記コンデンサ手段の信号レベルを上記Ａ−Ｄコ
   ンバータに結合する手段と、 （ｇ）上記コンデンサ手段の信号レベルを上記差動増巾
   手段の第２入力に印加する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記
   載の装置。
9. （９）上記結合手段が電圧フォロワとして構成された増
   巾器であることを特徴とする特許請求の範囲第（８）項
   記載の装置。
10. （１０）上記センサが、電気的にサンプリングされて一
    連の出力信号を与える光電素子の配列であって、その出
    力信号の振巾が上記センサへの入射光の量と位置に関す
    る情報を含むものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第（６）項記載の装置。
11. （１１）センサに入射する光の形態によって決定される
    振巾をもつ信号を出力する光電タイプの光電イメージ・
    センサからのその出力信号を処理する方法において、 （ａ）各センサ信号のピーク振巾を検出するステップと
    、 （ｂ）ピークが検出されたセンサ信号を振巾情報を含む
    ディジタル信号に変換するステップと、からなることを
    特徴とする光学的イメージ・センサの信号の処理方法。
12. （１２）各センサ信号のピーク振巾を検出する上記ステ
    ップが、次のステップ、すなわち （ａ）各センサ信号のピーク振巾への立上りを検出し、
    そして （ｂ）上記センサ信号が立下るときに、上記ディジタル
    信号に変換するために要求される時間と少くとも等しい
    時間の間、各センサ信号のピーク・レベルに対応する信
    号レベルを保持する、 からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項
    記載の方法。
13. （１３）（ａ）光に影響を及ぼす媒体に光を案内し、そ
    して （ｂ）上記媒体により影響を受けた光を上記センサに案
    内してセンサ信号を発生させる ステップをさらに有することを特徴とする特許請求の範
    囲第（１１）項記載の方法。
14. （１４）センサ信号を得るために、上記センサの複数の
    光電素子を電気的に走査するステップをさらに有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載の方法
    。