JPH05122437A - イメージセンサの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回路構成の大幅な変更なく駆動速度の高速化を
可能とし、これにより回路規模および開発期間や開発プ
ロセスが増大を防止する。 【構成】双極性の所定振幅の動作電圧で動作して読取原
稿からの反射光に応じた電気信号を発生するセンサ３
と、外部から与えられる制御信号（ラインスタートパル
スＬＳＴおよびクロックパルスＣＬＫ）に基づき、セン
サ３を駆動するための所定パターン、かつ前記動作電圧
と同じ振幅の駆動信号（スタートパルスＳＴ、転送クロ
ックφ１，φ２およびリセットパルスＲＳ）を発生す
る、タイミング発生回路１およびレベル変換回路２より
なる駆動部と、前記動作電圧と同じ振幅の電圧で動作
し、センサ３から出力された電気信号に対して所定の処
理を行い、画信号を生成する、バッファ回路４、クラン
プ回路５、増幅回路６よりなる信号処理部とから構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の光電変換素子を
配列してなり原稿の画像に対応した画信号を生成するイ
メージセンサの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージセンサの電気系は大別して、セ
ンサ、駆動部および信号処理部に分けられる。駆動部は
外部（当該イメージセンサが適用される例えばファクシ
ミリ装置等の装置）から与えられるクロックパルスや制
御信号に基づいて、転送クロックやリセット信号などの
センサの駆動信号を生成し、この駆動信号によってセン
サを駆動する。また信号処理部はセンサで生成された信
号のレベル調整などの処理を行って必要とする形態の画
信号とする。

【０００３】さて、センサは大きな容量性の負荷である
ために、駆動信号の電圧を高めることによって高速駆動
が可能となる。そこで駆動部では、外部から与えられる
ＴＴＬレベル（「Ｌ」レベル＝０Ｖ、「Ｈ」レベル＝＋
５Ｖ）の信号に基づいて、このＴＴＬレベルよりも高レ
ベルの駆動信号（例えば、「Ｌ」レベル＝０Ｖ、「Ｈ」
レベル＝＋１２Ｖ）を生成し、センサに供給している。

【０００４】ところが、このように信号のレベルを上げ
るためには、この信号レベルに対応する電圧を発生する
ための電源を新たに設けなければならない。また、イメ
ージセンサの駆動回路は一般的にＬＳＩとして集積化さ
れるが、電圧の上昇は回路設計を複雑とし、開発期間や
開発プロセスを増大させる。さらに電圧が高くなれば回
路規模も増大し、チップサイズが大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のイ
メージセンサの駆動回路では、センサを高速駆動するた
めに駆動信号のレベルを上げるため、回路規模が増大す
る、開発期間や開発プロセスが増大する等の不具合があ
った。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、回路構成の大
幅な変更なく駆動速度の高速化を可能とし、これにより
回路規模および開発期間や開発プロセスが増大を防止す
ることができるイメージセンサの駆動回路を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部から与え
られる制御信号に基づき、イメージセンサを駆動するた
めの、前記イメージセンサの動作電圧と同じ振幅で双極
性の駆動信号を発生する、例えばタイミング発生回路お
よびレベル変換回路よりなるセンサ駆動手段と、前記動
作電圧と同じ振幅の双極性の電圧で動作し、前記センサ
から出力された電気信号に対して所定の処理を行い、画
信号を生成する、例えばバッファ回路、クランプ回路、
増幅回路よりなる信号処理手段とから構成した。

【０００８】

【作用】このような手段を講じたことにより、センサ
は、センサ駆動手段で生成された双極性の所定振幅の駆
動信号によって駆動される。またセンサ駆動手段および
センサで生成された電気信号を処理して画信号とする信
号処理手段は双極性の所定振幅の動作電圧で動作され
る。従って、センサの駆動信号の電圧を高くしても、そ
の接地レベルを基準とする電位は比較的小さくなる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例に付
き説明する。図１は本実施例に係るイメージセンサの駆
動回路の構成を示すブロック図である。図中、１はタイ
ミング発生回路である。このタイミング発生回路１は、
外部（例えば本イメージセンサが適用されるファクシミ
リ装置）から与えられるラインスタートパルスＬＳＴお
よびクロックパルスＣＬＫに基づいて、駆動パルス（ス
タートパルスＳＴ、転送クロックφ１，φ２、リセット
パルスＲＳ）およびクランプパルスＣＬＭＰを生成出力
する。ここで駆動パルスおよびクランプパルスＣＬＭＰ
はＴＴＬレベルの信号である。２はレベル変換回路であ
る。このレベル変換回路２は、タイミング発生回路１か
らＴＴＬレベルで出力された駆動パルスおよびクランプ
パルスＣＬＭＰのそれぞれを、「Ｈ」レベル＝＋５Ｖ、
「Ｌ」レベル＝−７Ｖの双極性の信号にレベル変換し、
センサ３に与える。以上のタイミング発生回路１および
レベル変換回路２は駆動部を構成する。センサ３は例え
ばインライン形のマルチチップセンサであり、駆動パル
スに基づいて動作し、入射光像に対応した信号ＯＳを出
力する。

【００１０】４はセンサ３の出力信号ＯＳのインピーダ
ンス変換を行うバッファ回路、５はセンサ３の出力信号
ＯＳのオフセット電位を所定電位にクランプするクラン
プ回路、５はセンサ３の出力信号ＯＳのレベルを所定レ
ベルに増幅する増幅回路である。このバッファ回路４、
クランプ回路５および増幅回路６が信号処理部を構成
し、これらによってセンサ３の出力信号ＯＳを所定形態
の画信号ＩＳとする。

【００１１】図２はレベル変換回路２の部分的な構成を
示す回路図である。図中、２０は電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）、２１，２２，２３は抵抗、２４はコンデン
サであり、ＦＥＴを用いたソース接地の増幅回路を構成
する。そしてドレインの電位を＋５Ｖに、またソースの
電位を−７Ｖに設定している。２５は入力端子であり、
タイミング発生回路１から出力された駆動パルスのいず
れかが入力される。２６は出力端子であり、レベル変換
後の信号をセンサ３へと出力する。そして以上の構成の
回路が、スタートパルスＳＴ、転送クロックφ１，φ
２、リセットパルスＲＳのそれぞれに対応して４つ設け
られてレベル変換回路２を構成している。

【００１２】図３はバッファ回路４およびクランプ回路
５の具体的な構成を示す回路図である。バッファ回路４
は、トランジスタ４０および抵抗４１，４２，４３によ
り構成された周知のエミッタフォロワ回路よりなる。た
だし、トランジスタ４０のコレクタの電位は＋５Ｖ、ま
たエミッタの電位は−７Ｖとなっている。

【００１３】クランプ回路５は、バッファ回路４からの
入力信号の直流成分遮断およびクランプ電圧保持のため
のコンデンサ５０と、このコンデンサ５０の出力側に一
端を接続され、タイミング発生回路１から出力されるク
ランプパルスＣＬＭＰによりＯＮ／ＯＦＦされるアナロ
グスイッチ５１とから成っている。なおアナログスイッ
チ５１の他端は所定電位のクランプ電圧に接続されてい
る。ここではクランプ電圧は０Ｖに設定されているの
で、接地されている。

【００１４】次に以上のように構成されたイメージセン
サの動作を説明する。まず、タイミング発生回路１はラ
インスタートパルスＬＳＴおよびクロックパルスＣＬＫ
に同期して図４にそれぞれ示すようなパターンのスター
トパルスＳＴ、転送クロックφ１，φ２、リセットパル
スＲＳおよびクランプパルスＣＬＭＰを生成出力する。
ただし、このタイミング発生回路１が発生する各信号
は、ＴＴＬレベルとなっている。

【００１５】このようにタイミング発生回路１で発生さ
れたスタートパルスＳＴ、転送クロックφ１，φ２、リ
セットパルスＲＳは、レベル変換回路２で「Ｈ」レベル
＝＋５Ｖ、「Ｌ」レベル＝−７Ｖの双極性の信号にレベ
ル変換されたのち、センサ３に与えられる。センサ３は
＋５Ｖ〜−７Ｖの駆動電圧により、スタートパルスＳ
Ｔ、転送クロックφ１，φ２、リセットパルスＲＳに基
づいて動作し、信号ＯＳを出力する。センサ３はこのよ
うに双極性で動作するため、出力信号ＯＳも双極性の信
号となってる。

【００１６】センサ３の出力信号ＯＳはバッファ回路４
によってインピーダンス変換がなされたのち、クランプ
回路５に入力される。クランプ回路５では、クランプパ
ルスＣＬＭＰを受けてアナログスイッチ５１がＯＮし、
これによりコンデンサ５０の出力側がグランド電位とさ
れる。その後、アナログスイッチ５１がＯＦＦとなる
と、バッファ回路４から出力されるが、この信号はコン
デンサ５０に保持される電位、すなわち基準電位がグラ
ンドレベルとされる。こののち、信号は増幅回路６で所
定レベルに増幅された、画信号ＩＳとして出力される。

【００１７】かくして本実施例によれば、１２Ｖという
高い電圧の駆動信号でセンサ３を駆動するため、センサ
３を高速駆動することが可能である。また、駆動信号は
絶対値としては最大で７Ｖと低いため、一般的なＴＴＬ
レベル対応の回路に対して大きな変更無く回路を組むこ
とができ、その開発は非常に容易となる。また電圧上昇
による回路規模の増大も少なく、ＬＳＩ化するに当たっ
てもチップサイズが増大することがない。すなわち、回
路規模および開発の手間を増大させることなしに高速駆
動が可能となる。

【００１８】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、センサ３の駆動信号
と、レベル変換回路２、センサ３、バッファ回路４、ク
ランプ回路５および増幅回路６の動作電圧とを、−７Ｖ
〜＋５Ｖの範囲としたが、この電圧値条件は任意であっ
て良い。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形実施が可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、外部から与えられる制
御信号に基づき、イメージセンサを駆動するための、前
記イメージセンサの動作電圧と同じ振幅で双極性の駆動
信号を発生する、例えばタイミング発生回路およびレベ
ル変換回路よりなるセンサ駆動手段と、前記動作電圧と
同じ振幅の双極性の電圧で動作し、前記センサから出力
された電気信号に対して所定の処理を行い、画信号を生
成する、例えばバッファ回路、クランプ回路、増幅回路
よりなる信号処理手段とから構成したので、回路構成の
大幅な変更なく駆動速度の高速化を可能とし、これによ
り回路規模および開発期間や開発プロセスの増大を防止
することができるイメージセンサの駆動回路を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るイメージセンサの駆
動回路の構成を示すブロック図。

【図２】 図１中のレベル変換回路２の部分的な構成を
示す回路図。

【図３】 図１中のバッファ回路４およびクランプ回路
５の具体的な構成を示す回路図。

【図４】 図１中の各部における信号波形を示す波形
図。

【符号の説明】

１…タイミング発生回路、２…レベル変換回路、３…セ
ンサ、４…バッファ回路、５…クランプ回路、６…増幅
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光電変換素子よりなり、所定振幅
   の動作電圧で動作して読取原稿からの反射光に応じた電
   気信号を発生するイメージセンサを駆動するための駆動
   回路であり、 外部から与えられる制御信号に基づき、前記イメージセ
   ンサを駆動するための前記動作電圧と同じ振幅の双極性
   の駆動信号を発生するセンサ駆動手段と、 前記動作電圧と同じ振幅の電圧で動作し、前記センサか
   ら出力された電気信号に対して所定の処理を行い、画信
   号を生成する信号処理手段とを具備したことを特徴とす
   るイメージセンサの駆動回路。