JP2789853B2 - Image sensor reading circuit - Google Patents
Image sensor reading circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやイメー
ジスキャナの画像読み取りに使用されるイメージセンサ
の読取回路に関し、特に、極性を逆向きに直列に接続さ
れた2個のダイオードから構成される受光素子をライン
状に複数個配列してなるイメージセンサの読取回路に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reading circuit of an image sensor used for reading an image of a facsimile or an image scanner, and more particularly to a light receiving circuit composed of two diodes connected in series with opposite polarities. The present invention relates to a reading circuit of an image sensor having a plurality of elements arranged in a line.
【0002】[0002]
【従来の技術】ファクシミリ等の画像読み取りに使用さ
れるイメージセンサは、例えば原稿幅と略同一長さの受
光素子ラインを用い、ライン方向の電気的走査により原
稿面の1ラインの画像信号を読み取るとともに、原稿送
り装置により原稿を移動させ(副走査方向)、順次前記
電気的走査を行なって原稿面全体を読み取る構成をと
る。この種のイメージセンサには、例えば図6に示すよ
うに、フォトダイオードPDとブロッキングダイオード
BDとが互に逆極性になるように直列に接続して一つの
受素子61を形成し、この受光素子61を複数個ライン
状に一次元に配列して構成するものが提案されている。2. Description of the Related Art An image sensor used for reading an image of a facsimile or the like uses, for example, a light receiving element line having substantially the same length as the width of a document, and reads an image signal of one line on the document surface by electrical scanning in a line direction. At the same time, the original is moved by the original feeder (in the sub-scanning direction), and the electrical scanning is sequentially performed to read the entire original surface. In this type of image sensor, for example, as shown in FIG. 6, a photodiode PD and a blocking diode BD are connected in series so that they have opposite polarities to form one receiving element 61. A configuration has been proposed in which a plurality of 61 are arranged one-dimensionally in a line.
【0003】上記イメージセンサの画像信号の読み取り
は、次のようにして行なわれる。すなわち、既に充電さ
れているフォトダイオードPDに原稿面(図示せず)か
らの反射光が照射され、その光の照射光量に比例した光
電流がフォトダイオードPDのアノード側に流れ込み、
フォトダイオードPDに蓄積された電荷が放電する(蓄
積期間)。続いて、シフトレジスタSRにより個別駆動
線62を介してブロッキングダイオードBDのアノード
側に駆動パルスが印加され、ブロッキングダイオードB
Dが順方向にバイアスされてダイオード間のカソード電
圧を略一定の値にリセットする(信号読取期間)。従っ
て、蓄積期間内に光電流として流出したカソード電極の
正の電荷と同量の電荷が、信号読取動作により外部より
補充(充電)される。この電荷の補充分を共通信号線6
3を介して積分器64で電圧として検出することによ
り、画像信号出力を得ることができる。以上の動作が各
受光素子61についてシフトレジスタSRの各端子から
順次駆動パルスが印加される毎に行なわれ、原稿上の1
ラインの画像信号を時系列的に得ることができる。The reading of the image signal from the image sensor is performed as follows. That is, reflected light from the original surface (not shown) is irradiated to the already charged photodiode PD, and a photocurrent proportional to the irradiation amount of the light flows into the anode side of the photodiode PD,
The charge accumulated in the photodiode PD is discharged (accumulation period). Subsequently, a drive pulse is applied to the anode side of the blocking diode BD via the individual drive line 62 by the shift register SR, and the blocking diode B
D is biased forward to reset the cathode voltage between the diodes to a substantially constant value (signal reading period). Accordingly, the same amount of charge as the positive charge of the cathode electrode flowing out as a photocurrent during the accumulation period is supplemented (charged) from the outside by the signal reading operation. The replenishment of the charge is transferred to the common signal line 6.
An image signal output can be obtained by detecting as a voltage by the integrator 64 via 3. The above operation is performed each time a drive pulse is sequentially applied to each light receiving element 61 from each terminal of the shift register SR.
Line image signals can be obtained in time series.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記イメ
ージセンサの画像信号の読み取りによると、次のような
問題点があった。ダイオードの半導体がアモルファスシ
リコンで形成されたイメージセンサにより、図7(a)
に示すような副走査方向に白,黒,白と並んだチャート
を読んだ場合、図7(c)の再生画像に対応するよう
に、A領域では黒レベルより更に黒いレベル、B領域で
は白レベルより更に白いレベルの出力信号(図7
(b))が出力される。すなわち、原稿面での白黒濃度
が急変する箇所においては、原稿画像を正確に読むこと
ができないという問題点があった。However, the reading of the image signal from the image sensor has the following problems. FIG. 7A shows an image sensor in which a diode semiconductor is formed of amorphous silicon.
When a chart in which white, black, and white are arranged in the sub-scanning direction as shown in FIG. 7 is read, as shown in FIG. An output signal having a whiter level than the level (FIG. 7)
(B)) is output. In other words, there is a problem that a document image cannot be read accurately at a place where the black and white density on the document surface changes suddenly.
【0005】この現象について図8及び図9を参照して
イメージセンサの一画素について説明すると、シフトレ
ジスタSRからの駆動パルス図9(a)をブロッキング
ダイオードBDのアノード側に印加して、光によって放
電した電荷を再充電して初期状態にリセットした後に、
駆動パルスが「Low」レベル(GND)に戻った以
後、図9(b)斜線部で示すように、充電電流(順方向
電流、これを積分したものが画像信号となる)の1%以
下の微小電流(逆方向電流)が駆動パルスが「Hig
h」の時の電流とは逆方向に流れる。これが全画素につ
いて重なり合うため前記現象が生じる。尚、図9(b)
の電流波形は、積分時間を十分長いものとした場合を示
している。This phenomenon will be described with reference to FIGS. 8 and 9 for one pixel of the image sensor. The driving pulse shown in FIG. 9 (a) from the shift register SR is applied to the anode side of the blocking diode BD and light is After recharging the discharged charge and resetting it to the initial state,
After the drive pulse returns to the “Low” level (GND), as shown by the hatched portion in FIG. 9B, the charging current (a forward current, the integration of which becomes an image signal) is 1% or less. When the driving pulse is “Hig”
h "flows in the opposite direction to the current. Since this overlaps for all pixels, the above phenomenon occurs. FIG. 9 (b)
The current waveform shown in the figure shows a case where the integration time is sufficiently long.
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、極性を逆向きに直列に接続された2個のダイオード
から構成される受光素子をライン状に複数個配列してな
るイメージセンサから画像信号を出力する際、原稿に忠
実な画像信号を得ることができる読取回路を提供するこ
とを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an image sensor comprising an array of a plurality of light-receiving elements formed of two diodes connected in series with opposite polarities is used to form an image. It is an object of the present invention to provide a reading circuit capable of obtaining an image signal faithful to a document when outputting a signal.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
消するため本発明に係るイメージセンサの読取回路は、
極性を逆向きに直列に接続された2個のダイオードから
構成される受光素子をライン状に複数個配列してなるイ
メージセンサと、前記各受光素子の一端に順次駆動パル
スを印加する駆動手段と、前記各受光素子の他端を共通
に接続する共通信号線と、該共通接続線に接続した積分
器とを有するイメージセンサの読取回路において、前記
駆動パルス印加後に受光素子の一端がGNDレベルにな
る際に生じる逆方向電流と極性のみ異なる補償電流を付
加回路で発生させ、積分器の入力に帰還するよう構成す
る。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a reading circuit of an image sensor according to the present invention comprises:
An image sensor in which a plurality of light receiving elements composed of two diodes connected in series with opposite polarities are arranged in a line, and driving means for sequentially applying a driving pulse to one end of each light receiving element. A reading circuit of an image sensor having a common signal line commonly connecting the other end of each of the light receiving elements and an integrator connected to the common connection line, wherein one end of the light receiving element is set to a GND level after the driving pulse is applied. A compensating current that differs only in polarity from the reverse current generated when the current is generated is generated by the additional circuit, and is fed back to the input of the integrator.
【0008】すなわち請求項1の読取回路は、積分器出
力に比例した電荷を充電するコンデンサ部と、前記電荷
を所定の時定数で放電させるリーク部と、該リーク部の
出力を前記積分器の入力へ帰還させる抵抗とを具備して
いる。That is, a reading circuit according to a first aspect of the present invention includes a capacitor section for charging an electric charge proportional to the output of the integrator, a leak section for discharging the electric charge with a predetermined time constant, and an output of the leak section to the integrator. And a resistor for feedback to the input.
【0009】上記構成を等価回路で示すと図5のように
なる。定電荷源1(クロックが一定なら定電流源)はイ
メージセンサのセンサ出力(順方向電流)に比例した逆
方向電流を発生させるため設けている。コンデンサ2
は、前記逆方向電流が全画素からの電流の総和であるこ
とから、前記定電荷源1の出力を溜めるため設けてい
る。リーク抵抗3は、逆方向電流がある時定数で減衰す
ることから、この時定数と一致させるためコンデンサ2
に並列に接続されている。帰還抵抗4は、コンデンサ2
及びリーク抵抗3の並列回路の端子電圧を積分器の入力
へ帰還するよう接続されている。FIG. 5 shows the above configuration in an equivalent circuit. The constant charge source 1 (constant current source if the clock is constant) is provided to generate a reverse current proportional to the sensor output (forward current) of the image sensor. Capacitor 2
Is provided to store the output of the constant charge source 1 because the reverse current is the sum of the currents from all the pixels. Since the reverse current is attenuated by a certain time constant in the leak resistor 3, the capacitor 2
Are connected in parallel. The feedback resistor 4 is connected to the capacitor 2
The terminal voltage of the parallel circuit of the leakage resistor 3 is connected back to the input of the integrator.
【0010】また、請求項2の読取回路は、積分器出力
側に接続されるローパスフィルタと、該ローパスフィル
タの出力を前記積分器の入力へ帰還させる帰還抵抗とを
具備している。前記ローパスフィルタは、逆方向電流が
減衰する際の時定数と同じ時定数を有している。The reading circuit according to a second aspect of the present invention includes a low-pass filter connected to an output of the integrator, and a feedback resistor for feeding an output of the low-pass filter back to an input of the integrator. The low-pass filter has the same time constant as the time constant when the reverse current attenuates.
【0011】[0011]
【作用】請求項1記載の発明によれば、コンデンサ部と
リーク部とにより逆方向電流と極性のみ異なる補償電流
を発生させ、帰還抵抗を介して積分器の入力側に帰還さ
せたので、逆方向電流を補償電流で相殺させることがで
きる。According to the first aspect of the invention, a compensation current having only a polarity different from the reverse current is generated by the capacitor portion and the leak portion, and the compensation current is fed back to the input side of the integrator through the feedback resistor. The direction current can be offset by the compensation current.
【0012】請求項2記載の発明によれば、ローパスフ
ィルタで逆方向電流と極性のみ異なる補償電流を発生さ
せ、帰還抵抗を介して積分器の入力側に帰還させたの
で、逆方向電流を補償電流で相殺させることができる。According to the second aspect of the present invention, the low-pass filter generates a compensation current that differs only in polarity from the reverse current, and feeds it back to the input side of the integrator via the feedback resistor. It can be offset by current.
【0013】[0013]
【実施例】本発明のイメージセンサの読取回路の一実施
例について図面を参照しながら説明する。図1はイメー
ジセンサの読取回路の全体構成図で、一次元イメージセ
ンサ10と、不完全積分器20と、リーク再生回路30
と、補償回路40とから構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a reading circuit of an image sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a reading circuit of an image sensor, which includes a one-dimensional image sensor 10, an incomplete integrator 20, and a leak reproducing circuit 30.
And a compensation circuit 40.
【0014】一次元イメージセンサ10は、フォトダイ
オードPDとブロッキングダイオードBDとを極性を逆
向きに直列に接続して受光素子11を形成し、これを一
画素としてライン状に複数個配列して構成されている。
各受光素子11は、図2に示すように、絶縁基板101
上に形成した下部電極102(例えば金属膜で形成され
ている)上に、n層及びi層を積層したアモルファスシ
リコンから成る2つの半導体層103a,103bを分
離して形成し、この半導体層103a,103b上にそ
れぞれ上部電極104a,104b(例えば透明導電膜
で形成されている)を積層することにより、2個のダイ
オードを対向して配置させ、極性を逆向きに直列に接続
することができる。前記上部電極104a,104b
は、絶縁層105に形成されたコンタクトホール106
a,106bを介してアルミニウムで形成された個別駆
動線12,共通信号線13にそれぞれ接続されている。The one-dimensional image sensor 10 is formed by connecting a photodiode PD and a blocking diode BD in series with opposite polarities to form a light receiving element 11, and arranging a plurality of these as one pixel in a line. Have been.
Each light receiving element 11 is, as shown in FIG.
On the lower electrode 102 (formed of, for example, a metal film) formed thereon, two semiconductor layers 103a and 103b made of amorphous silicon in which an n layer and an i layer are stacked are formed separately. , 103b, the upper electrodes 104a, 104b (formed of, for example, a transparent conductive film) are stacked on each other, so that two diodes can be arranged to face each other and connected in series with opposite polarities. . The upper electrodes 104a, 104b
Is a contact hole 106 formed in the insulating layer 105.
a, 106b are connected to the individual drive line 12 and the common signal line 13 made of aluminum, respectively.
【0015】各受光素子11を構成するブロッキングダ
イオードBDのアノード側は、各個別駆動線12を介し
てシフトレジスタSRの各端子に接続されている。ま
た、各フォトダイオードPDのアノード側は一本の共通
信号線13に接続されている。シフトレジスタSRに
は、データ端子DATAとクロック端子CKが設けら
れ、データ端子DATAから入力されたデータパルスが
シフトされ、シフトレジスタSRの各端子より順次駆動
パルスとして出力される。そして、この駆動パルスは個
別駆動線12を介して各受光素子に印加され、この駆動
パルスが「High」となった場合に、受光素子11で
生じる光電流に対応するセンサ出力電流Iが共通信号線
13より外部に取り出される。The anode side of the blocking diode BD constituting each light receiving element 11 is connected to each terminal of the shift register SR via each individual drive line 12. The anode side of each photodiode PD is connected to one common signal line 13. The shift register SR is provided with a data terminal DATA and a clock terminal CK, and data pulses input from the data terminal DATA are shifted and sequentially output as drive pulses from each terminal of the shift register SR. Then, this drive pulse is applied to each light receiving element via the individual drive line 12, and when this drive pulse becomes “High”, the sensor output current I corresponding to the photocurrent generated in the light receiving element 11 is communicated. It is taken out from the line 13 outside.
【0016】不完全積分器20は高周波では積分器とし
て、低周波では電流電圧増幅器として動作するもので、
積分コンデンサ21を負帰還部に有する完全積分器22
と、この完全積分器22の出力を電圧増幅する非反転増
幅器23と、この非反転増幅器23の出力側と前記完全
積分器22の入力側間に接続した抵抗24とで構成して
いる。完全積分器22は非反転入力と反転入力とを有
し、非反転入力は接地されるとともに、反転入力側には
前記一次元イメージセンサ10の共通接続線13が接続
されている。また、抵抗25,26で分圧された出力電
圧が非反転増幅器23に入力されるように構成してい
る。抵抗24は、非反転増幅器23の出力でコンデンサ
21をリークさせるように動作する。The incomplete integrator 20 operates as an integrator at a high frequency and as a current-voltage amplifier at a low frequency.
Complete integrator 22 having integration capacitor 21 in the negative feedback section
And a non-inverting amplifier 23 for voltage-amplifying the output of the perfect integrator 22, and a resistor 24 connected between the output side of the perfect integrator 23 and the input side of the perfect integrator 22. The complete integrator 22 has a non-inverting input and an inverting input. The non-inverting input is grounded, and the common connection line 13 of the one-dimensional image sensor 10 is connected to the inverting input side. The output voltage divided by the resistors 25 and 26 is input to the non-inverting amplifier 23. The resistor 24 operates to leak the capacitor 21 at the output of the non-inverting amplifier 23.
【0017】リーク再生回路30は、一端側をそれぞれ
前記非反転増幅器23の出力に接続したコンデンサ3
1,32と、該コンデンサ31,32の他端側に接続し
た定電流源33,34と、前記コンデンサ31,32の
他端側に接続したリセットスイッチ35,36と、同じ
くコンデンサ31,32の他端側に接続したサンプルホ
ールド回路37,38とから構成されている。定電流源
33,34は、不完全積分器20の出力電圧値に略比例
した電流値を出力させるように構成されている。また、
リセットスイッチ35,36は、基準電源Vosに接続さ
れている。The leak recovery circuit 30 includes a capacitor 3 having one end connected to the output of the non-inverting amplifier 23.
1, 32, constant current sources 33, 34 connected to the other ends of the capacitors 31, 32, reset switches 35, 36 connected to the other ends of the capacitors 31, 32, and It comprises sample and hold circuits 37 and 38 connected to the other end. The constant current sources 33 and 34 are configured to output a current value substantially proportional to the output voltage value of the incomplete integrator 20. Also,
The reset switches 35 and 36 are connected to the reference power supply Vos.
【0018】このリーク再生回路30においては、コン
デンサ31,32の一端は不完全積分器20の出力で駆
動され、コンデンサ31,32の他端側には、ここに接
続された定電流源33,34によって抵抗24によるリ
ーク分が補償され、前記センサ出力電流Iを積分した出
力がここにあらわれる。積分終了後は、リセットスイッ
チ35,36により一定の基準電位にリセットされ、再
び積分を開始する。上記した積分及びリセットの動作
は、コンデンサ31(32),定電流源33(34),
リセットスイッチ35(36)の二組の回路で交互に相
補的に行なわれるため、リーク再生回路30としては常
に積分モードに設定できるので、リセットスイッチ3
5,36のスイッチング時間によるロスで動作速度が制
限されない。In the leak reproducing circuit 30, one ends of the capacitors 31, 32 are driven by the output of the incomplete integrator 20, and the other ends of the capacitors 31, 32 are connected to the constant current sources 33, 34 compensates for the leakage due to the resistor 24, and an output obtained by integrating the sensor output current I appears here. After the completion of the integration, the reset switches 35 and 36 reset the potential to a constant reference potential, and restart the integration. The integration and reset operations described above are performed by the capacitor 31 (32), the constant current source 33 (34),
Since the two sets of reset switches 35 and 36 are used alternately and complementarily, the leak recovery circuit 30 can always be set to the integration mode.
The operating speed is not limited by the loss due to the switching time of 5, 36.
【0019】補償回路40は、サンプルホールド回路3
7,38を介した二系統の信号出力線41,42を一系
統に統合するマルチプレクサ43と、各信号出力線4
1,42にカソード側を接続したダイオード44,45
と、ベース側を前記ダイオード44,45のアノード側
に接続したトランジスタ46と、該トランジスタ46の
エミッタ側と前記基準電源Vosとの間に接続された抵抗
47と、トランジスタ46のコレクタ側に互に並列に接
続されたコンデンサ48及びリーク抵抗49と、トラン
ジスタ46のコレクタ側と不完全積分器20の入力側と
の間に接続された帰還抵抗50とから構成されている。The compensation circuit 40 includes the sample-and-hold circuit 3
A multiplexer 43 for integrating the two signal output lines 41 and 42 via the signal lines 7 and 38 into one system;
Diodes 44, 45 having cathode sides connected to 1, 42
A transistor 46 having a base connected to the anodes of the diodes 44 and 45; a resistor 47 connected between the emitter of the transistor 46 and the reference power supply Vos; It comprises a capacitor 48 and a leak resistor 49 connected in parallel, and a feedback resistor 50 connected between the collector of the transistor 46 and the input of the incomplete integrator 20.
【0020】すなわち、基準電源Vosによるリセット電
位と、サンプルホールド回路37,38の出力端子を用
いることで簡易な電流源を構成している。トランジスタ
46のエミッタ側に流れる電流はクロック周期に反比例
するように決める。電流源入力(トランジスタ46のベ
ース側)に設けられた二つのダイオード44,45は、
信号出力線41,42より低い電位がトランジスタ46
のベース電位を決定するようになっており、これにより
全画素の電流補正を可能としている。That is, a simple current source is constituted by using the reset potential by the reference power supply Vos and the output terminals of the sample and hold circuits 37 and 38. The current flowing on the emitter side of the transistor 46 is determined so as to be inversely proportional to the clock cycle. Two diodes 44 and 45 provided at the current source input (the base side of the transistor 46)
The potential lower than the signal output lines 41 and 42 is
Is determined, thereby enabling current correction of all pixels.
【0021】また、電流源出力(トランジスタ46のコ
レクタ側)からコンデンサ48に蓄積された電荷は、時
定数τ(コンデンサ48の容量をC,抵抗49の値をR
とした場合、τ=CR)で放電する。抵抗49は演算誤
差を発生させないように、帰還抵抗50よりも十分小さ
くする必要がある。また、コンデンサ48の容量Cは、
受光素子11に印加される駆動パルスの立ち下がりで生
じる逆方向電流の時定数に前記CRが一致するように決
められる。The charge accumulated in the capacitor 48 from the current source output (collector side of the transistor 46) is represented by a time constant τ (the capacitance of the capacitor 48 is C and the value of the resistor 49 is R
Τ = CR). The resistance 49 needs to be sufficiently smaller than the feedback resistance 50 so as not to cause an operation error. The capacitance C of the capacitor 48 is
The CR is determined so as to match the time constant of the reverse current generated at the fall of the drive pulse applied to the light receiving element 11.
【0022】次に上記構成の回路の動作について図3を
参照しながら説明する。シフトレジスタSRの端子から
駆動パルス71が印加され、受光素子11のブロッキン
グダイオードBD1 のアノード側が「High」になる
と、フォトダイオードPD1 のアノード側から順方向に
電流(センサ出力電流)が流れる。次に、ブロッキング
ダイオードBD1 のアノード側が「Low」になるとと
もに、受光素子11のブロッキングダイオードBD2 の
アノード側が駆動パルス72の印加により「High」
になり、フォトダイオードPD1 には逆方向に電流(逆
方向電流)が流れるとともに、フォトダイオードPD2
に順方向の電流(センサ出力電流)が流れる。更に、駆
動パルス73,74……によって、各受光素子11につ
いて同様の動作が行なわれる。図3においては、説明の
簡略化を図るため、シフトレジスタSRに入力されるク
ロック周期を長くし、積分時間を十分長くとった場合の
電流波形を示している。Next, the operation of the circuit having the above configuration will be described with reference to FIG. When the drive pulse 71 is applied from the terminal of the shift register SR and the anode side of the blocking diode BD1 of the light receiving element 11 becomes "High", a current (sensor output current) flows from the anode side of the photodiode PD1 in the forward direction. Next, the anode side of the blocking diode BD1 becomes “Low”, and the anode side of the blocking diode BD2 of the light receiving element 11 becomes “High” by application of the drive pulse 72.
The current (reverse current) flows in the photodiode PD1 in the reverse direction, and the photodiode PD2
, A forward current (sensor output current) flows. Further, the same operation is performed for each light receiving element 11 by the driving pulses 73, 74. FIG. 3 shows a current waveform in a case where the clock cycle input to the shift register SR is lengthened and the integration time is sufficiently long for simplification of the description.
【0023】以上の画像信号読み取り動作を全画素(説
明の簡略化のため4画素とした)について行なったとき
共通信号線13に流れる電流を、順方向電流(センサ出
力電流)合計と逆方向電流合計とに分けて示すと、図3
のようになる。これらの出力をそれぞれ積分すると、順
電流積分及び逆電流積分となる。従来の読取回路による
と、順電流積分及び逆電流積分を合計した順逆積分合成
が積分器から出力される画像信号となり、原稿面の画像
を正確に電気信号に変換できない。上記実施例では、順
電流積分値に比例した電荷をクロック毎にコンデンサ4
8に蓄積し、この電荷を逆方向電流と同じ時定数を持つ
ように並列に挿入した抵抗49を介してリークさせる。
そして、このコンデンサ48の端子電圧から帰還抵抗5
0を介して不完全積分器10の入力に補償電流として帰
還させる。この補償電流は、図3に示すように、逆方向
電流と符号が逆で大きさが等しいものであり、順方向電
流,逆方向電流,補償電流を合計すると補償電流合成積
分のようになり、マルチプレクサ43から出力される画
像信号を原稿面に忠実な信号とすることができる。When the above-described image signal reading operation is performed for all pixels (four pixels for simplicity of description), the current flowing through the common signal line 13 is defined as the sum of the forward current (sensor output current) and the reverse current. Fig. 3
become that way. When these outputs are respectively integrated, they become forward current integration and reverse current integration. According to the conventional reading circuit, the forward / backward integration obtained by summing the forward current integration and the reverse current integration becomes an image signal output from the integrator, and the image on the document surface cannot be accurately converted into an electric signal. In the above embodiment, the charge proportional to the forward current integrated value is transferred to the capacitor 4 for each clock.
8 and leak this charge via a resistor 49 inserted in parallel so as to have the same time constant as the reverse current.
Then, the feedback resistor 5 is obtained from the terminal voltage of the capacitor 48.
The signal is fed back to the input of the incomplete integrator 10 via 0 as a compensation current. As shown in FIG. 3, the compensation current has a sign opposite to that of the reverse current and has the same magnitude. When the forward current, the reverse current, and the compensation current are totaled, the compensation current becomes a compensation current composite integral. The image signal output from the multiplexer 43 can be a signal faithful to the document surface.
【0024】次に、上記実施例の読取回路における逆方
向電流の値について計算により求める。逆方向電流Ir
は順方向電流の大きさに比例し以下の式で表される。 Ir=−k・If・exp(−t/τ) ここで、τはダイオードの半導体であるアモルファスシ
リコンで決まる定数、kは比例定数、Ifは順方向電
流、である。シフトレジスタSRからの駆動パルスが立
ち上がる時間をnΔtとするとフォトダイオードPDの
t秒後における逆方向電流は Ir=−k・If・exp(−(t+nΔt)/τ) これらを0〜m画素加算すると、 If(n)=If(n+1)=……=If(m)=If として、 ΣIr(n)=−k・If・exp(−t/τ) −k・If・exp(−(t+Δt)/τ) −k・If・exp(−(t+2Δt)/τ) ………… −k・If・exp(−(t+mΔt)/τ) =k・If・exp(-t/τ)・(1-exp(-m・Δt/τ))/(1-exp(-Δt/τ)) mが1に対して十分大きく、τがΔtに対して十分大き
い場合、 (1−exp(−m・Δt/τ))=1 (1−exp(−Δt/τ))=Δt/τ と近似できるので、 ΣIr(n)=k・If・τ/Δ
t・exp(−t/τ) となる。ここでクロック周期(積分時間)Δtが一定で
あれば、 k・If・τは定数となり、 ΣIr(n)=Constant・exp(−t/τ) ………式(1) となる。Next, the value of the reverse current in the reading circuit of the above embodiment is obtained by calculation. Reverse current Ir
Is proportional to the magnitude of the forward current and is expressed by the following equation. Ir = −k · If · exp (−t / τ) Here, τ is a constant determined by amorphous silicon which is a semiconductor of the diode, k is a proportional constant, and If is a forward current. Assuming that the time when the drive pulse from the shift register SR rises is nΔt, the reverse current of the photodiode PD after t seconds is Ir = −k · If · exp (− (t + nΔt) / τ). , If (n) = If (n + 1) =... = If (m) = If, ΣIr (n) = − k · If · exp (−t / τ) −k · If · exp (− (t + Δt) / Τ) -k • If • exp (-(t + 2Δt) / τ) ………… -k • If • exp (− (t + mΔt) / τ) = k • If • exp (-t / τ) • (1 -exp (-m · Δt / τ)) / (1-exp (-Δt / τ)) When m is sufficiently large with respect to 1 and τ is sufficiently large with respect to Δt, (1-exp (−m · Δt / τ)) = 1 (1−exp (−Δt / τ)) = Δt / τ, so that ΣIr (n) = k · If · τ / Δ
t · exp (−t / τ). Here, if the clock cycle (integration time) Δt is constant, k · If · τ is a constant, and ΔIr (n) = Constant · exp (−t / τ) (1)
【0025】上述の式(1)は、τの時定数を持つCR
のローパスフィルタの出力を表わす式に相当する。上記
実施例で説明したように、補償電流を得るためには、ク
ロック毎に不完全積分器20の出力に比例した電荷をコ
ンデンサ48に蓄積させながら時定数τで放電させ、こ
のときのコンデンサ48の端子電圧から帰還抵抗50を
通して不完全積分器20の入力に補償電流としてフィー
ドバックする。この補償電流は、クロック(積分時間)
が固定なら式(1)から解るように、ローパスフィルタ
の出力と同じになる。従って、図4に示すように、不完
全積分器20の出力をローパスフィルタ51を通した
後、帰還抵抗50を介して不完全積分器20の入力に帰
還するように構成すれば上記実施例と同様の効果を得る
ことができる。図4における他の構成は図1と同様であ
り、同一符号を付して詳細な説明を省略する。The above equation (1) represents a CR having a time constant of τ.
Corresponds to the expression representing the output of the low-pass filter. As described in the above embodiment, in order to obtain the compensation current, the electric charge proportional to the output of the incomplete integrator 20 is discharged in the time constant τ while accumulating the electric charge in the capacitor 48 every clock. Is fed back to the input of the incomplete integrator 20 through the feedback resistor 50 as a compensation current. This compensation current is calculated by the clock (integration time)
Is fixed, the output is the same as the output of the low-pass filter, as can be seen from equation (1). Therefore, as shown in FIG. 4, if the output of the imperfect integrator 20 is passed through the low-pass filter 51 and then fed back to the input of the imperfect integrator 20 via the feedback resistor 50, the above-described embodiment will be described. Similar effects can be obtained. The other components in FIG. 4 are the same as those in FIG. 1, and are denoted by the same reference numerals and detailed description is omitted.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、駆動パルスの立ち下が
りで生じる逆方向電流に対して、極性のみ異なる補償電
流を発生させる付加回路を設け、帰還抵抗を介して積分
器の入力側に帰還させたので、逆方向電流を補償電流で
相殺させることができる。その結果、センサ出力におけ
る逆方向電流の影響を防止し、原稿画像に忠実な画像信
号を得ることができる。According to the present invention, an additional circuit for generating a compensation current having only a different polarity with respect to a reverse current generated at the fall of a drive pulse is provided, and feedback is provided to the input side of the integrator via a feedback resistor. Therefore, the reverse current can be offset by the compensation current. As a result, the effect of the reverse current on the sensor output can be prevented, and an image signal faithful to the original image can be obtained.
【図1】 本発明の一実施例を示すイメージセンサの読
取回路の等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a reading circuit of an image sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】 受光素子の断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory sectional view of a light receiving element.
【図3】 読取回路の動作を説明するための波形図であ
る。FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the reading circuit.
【図4】 他の実施例を示すイメージセンサの読取回路
の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a reading circuit of an image sensor according to another embodiment.
【図5】 本発明の構成を示す概略等価回路図である。FIG. 5 is a schematic equivalent circuit diagram showing a configuration of the present invention.
【図6】 従来のイメージセンサの読取回路の等価回路
図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a reading circuit of a conventional image sensor.
【図7】 従来例の問題点を説明するための図であり、
(a)はチャート、(b)はチャートに対応する出力波
形、(c)は出力波形に対応する再生画像である。FIG. 7 is a diagram for explaining a problem of a conventional example;
(A) is a chart, (b) is an output waveform corresponding to the chart, and (c) is a reproduced image corresponding to the output waveform.
【図8】 イメージセンサの一画素に対応する等価回路
図である。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram corresponding to one pixel of the image sensor.
【図9】 (a)はシフトレジスタより出力される駆動
パルス波形、(b)は受光素子に流れる電流波形であ
る。9A is a driving pulse waveform output from a shift register, and FIG. 9B is a current waveform flowing to a light receiving element.
1…電荷源、 2…コンデンサ、 3…リーク抵抗、
4…帰還抵抗、 10…一次元イメージセンサ、 11
…受光素子、 12…個別駆動線、 13…共通信号
線、 20…不完全積分器、 30…リーク再生回路、
40…補償回路、44…ダイオード、 45…ダイオ
ード、 46…トランジスタ、 47…抵抗、 48…
コンデンサ、 49…リーク抵抗、 50…帰還抵抗、
51…ローパスフィルタ1 ... charge source, 2 ... capacitor, 3 ... leakage resistance,
4: feedback resistor, 10: one-dimensional image sensor, 11
... light receiving element, 12 ... individual drive line, 13 ... common signal line, 20 ... incomplete integrator, 30 ... leak reproduction circuit,
40 ... compensation circuit, 44 ... diode, 45 ... diode, 46 ... transistor, 47 ... resistor, 48 ...
Capacitor, 49: Leakage resistance, 50: Feedback resistance,
51 ... Low-pass filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/024 - 1/036 H04N 1/40 - 1/409──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 1/024-1/036 H04N 1/40-1/409
Claims (2)
ダイオードから構成される受光素子をライン状に複数個
配列してなるイメージセンサと、前記各受光素子の一端
に順次駆動パルスを印加する駆動手段と、前記各受光素
子の他端を共通に接続する共通信号線と、該共通接続線
に接続した積分器と、を有するイメージセンサの読取回
路において、前記積分器出力に比例した電荷を充電する
コンデンサ部と、前記電荷を所定の時定数で放電させる
リーク部と、該リーク部の出力を前記積分器の入力へ帰
還させる帰還抵抗と、を具備することを特徴とするイメ
ージセンサの読取回路。An image sensor comprising a plurality of light-receiving elements, each of which is composed of two diodes connected in series with opposite polarities, arranged in a line, and a drive pulse is sequentially applied to one end of each of the light-receiving elements. In a reading circuit of an image sensor, comprising: a driving unit for applying a voltage; a common signal line commonly connecting the other ends of the light receiving elements; and an integrator connected to the common connection line. An image sensor, comprising: a capacitor section for charging an electric charge; a leak section for discharging the electric charge at a predetermined time constant; and a feedback resistor for feeding an output of the leak section back to an input of the integrator. Reading circuit.
ダイオードから構成される受光素子をライン状に複数個
配列してなるイメージセンサと、前記各受光素子の一端
に順次駆動パルスを印加する駆動手段と、前記各受光素
子の他端を共通に接続する共通信号線と、該共通接続線
に接続した積分器と、を有するイメージセンサの読取回
路において、前記積分器出力側に接続されるローパスフ
ィルタと、該ローパスフィルタの出力を前記積分器の入
力へ帰還させる帰還抵抗と、を具備することを特徴とす
るイメージセンサの読取回路。2. An image sensor in which a plurality of light receiving elements composed of two diodes connected in series with opposite polarities are arranged in a line, and a driving pulse is sequentially applied to one end of each light receiving element. In the reading circuit of the image sensor, the driving circuit for applying, a common signal line connecting the other end of each light receiving element in common, and an integrator connected to the common connection line, the read circuit is connected to the output side of the integrator. A read-out circuit for an image sensor, comprising: a low-pass filter, and a feedback resistor that feeds back an output of the low-pass filter to an input of the integrator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3156144A JP2789853B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Image sensor reading circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3156144A JP2789853B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Image sensor reading circuit |
Publications (2)
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JPH04355563A JPH04355563A (en) | 1992-12-09 |
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1991
- 1991-05-31 JP JP3156144A patent/JP2789853B2/en not_active Expired - Fee Related
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