JPS6359629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はIC化回路技術を駆使して情報を光学
的に高速かつ高精度で読み取るイメージセンサ装
置に関する。

従来例の構成とその問題点 従来の光学的読み取り素子としては、シリコン
ビジコン、MOSターゲツトビジコン等が挙げら
れる。これらは順次読み出しのためのアクセス機
能が電子ビームの偏向によつて行つているため、
容易かつ高解像度で行える長所があるが全固体化
できないため、小形化、低消費電力化等に難点が
ある。一方、全固体化学的読み取り素子としては
フオトダイオードアレイまたはマトリクス、フオ
トトランジスタアレイまたはマトリクス、光導電
体アレイまたはマトリクス、CCDアレイまたは
マトリクス等からなる各種イメージセンサがあ
る。この場合、順次情報を読み取るためには、各
アレイまたはマトリクス中の各センサをアクセス
する機能（スキヤンニング回路）が必要となる。
センサ部とスキヤンニング部を別個の部品として
実装した場合、高解像度の素子では相互間の結線
が複雑になるため、センサ部とスキヤンニング部
を一体化してシリコンチツプ上に形成される。こ
のようなものとしては、MOS形イメージセンサ、
CCDイメージセンサ等がある。これらはMOS集
積回路技術をベースとした光センサ部とスキヤン
ニング部からなり、高解像度ではあるが読み取り
速度が比較的遅いという難点がある。

また、バイポーラ集積回路技術をベースとして
センサ部とスキヤンニング部を同一チツプ上に形
成して前記MOS形イメージセンサ、CCDイメー
ジセンサの難点を除去し、高速、高精度で読みと
ることが可能なバイポーラ形イメージセンサ等が
考えられる。このバイポーラ形イメージセンサに
おいて各センサをスキヤンニングする方式として
は、シフトレジスタによるものと、ゲート回路を
用いたものがある。シフトレジスタによるスキヤ
ンニング方式ではアクセスする選択信号入力はク
ロツク信号入力だけであるため簡単であるが、素
子数が増加して歩留低下の原因となる。一方、ゲ
ート回路によるデコード方式では、アクセスする
選択信号入力はシフトレジスタによるスキヤンニ
ング方式に比べ多少複雑になるが、素子数が大幅
に減少し歩留り向上につながる長所がある。しか
し、従来、このデコード方式では次のような欠点
がある。

第１図〜第３図は従来のデコード方式の具体的
な構成を示す。１はフオトトランジスタ〔または
フオトダイオード〕を配列したセンサ部、２はセ
ンサ部１のビデオ信号出力線路、３は負荷抵抗、
４はグランド〔基準電位〕である。５，６…１２
は多入力のAND回路、１３，１４…１８は選択
信号入力線路である。そして、各選択信号入力線
路１３〜１８にはそれぞれ第２図ａ〜ｆのバイナ
リ・コード信号が印加されており、第１図のセン
サ部１の各センサが順次選択されている。第３図
は第２図ａ〜ｆのバイナリ・コード信号によつて
アクセス切換時に生じるスイツチングレベルの時
間的な変化を第２図と対応させて描いている。時
刻t₁では第２図ｅ，ｆの極性が反転し、時刻t₂で
はｃ，ｄ，ｅ，ｆの極性が反転する。以下同様に
t₃では２入力、t₄では６入力、t₅では２入力、t₆
では４入力、t₇では２入力、t₈では６入力という
ように時刻によつて極性の反転する入力の個数が
異なる。なお、アクセス切換時において極性の反
転する入力の個数にほぼ比例したスイツチングノ
イズがAND回路５〜１２をそれぞれ構成する内
部のダイオードなどから生じるが、このように時
刻によつて反転する信号の個数が異なると、時刻
によつてビデオ信号に重複するスイツチングノイ
ズのレベルが異なり、ビデオ信号出力の感度にば
らつきが発生するものである。なお、第１図、第
２図、第３図は８コのフオトトランジスタ〔また
はフオトダイオード〕を配列した場合を説明した
が、16コ、32コ、62コ…と増加すれば、選択信号
入力線路が８本、10本、12本、…と増加し、アク
セス切換時の極性の反転する入力の個数がさらに
増加して、感度のばらつきがさらに大きくなる。

発明の目的 本発明はデコード方式で各センサをスキヤンニ
ングする場合にスイツチングノイズレベルがどの
アクセス切換時においても一定で、ビデオ信号出
力の感度に時間的なばらつきのない均一なイメー
ジセンサを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明のイメージセンサ装置は、複数の光セン
サをゲート回路出力で順次アクセスして電荷蓄積
モードで光信号を読み出すと共に、前記ゲート回
路を、グレイ・コードに従つて変化する選択信号
入力を受けて順次光信号出力が得られるように構
成したことを特徴とする。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第４図〜第８図に基
づいて説明する。

第４図は本発明のイメージセンサの構成図で、
これはAND回路５〜１２と選択信号入力線路１
３〜１８との結線だけが第１図とは異なる。

第５図のａ〜ｆは選択信号入力線路１３〜１８
にそれぞれ印加される選択信号で、第６図はこの
第５図ａ〜ｆの選択信号の場合のスイツチングレ
ベル図である。なお、第６図はアクセス切換時に
生じるスイツチングレベルの時間的な変化を第５
図と対応させて描いている。

第５図ａ〜ｆで表わされる選択信号は一般にグ
レイ・コードとして知られているものであり、こ
の場合には、時刻t₁〜t₈のどのアクセス切換時に
おいても極性の反転する入力は２個であり、スイ
ツチングノイズのレベルは常に一定となる。すな
わち、ビデオ信号出力の感度が時間にかかわらず
均一となるものである。

上記実施例では８個のフオトトランジスタをア
クセスする場合を示したが、グレイ・コードを用
いればその個数がいくら増加してもビデオ信号出
力の感度の均一性はかわらない。

第７図と第８図は第４図の具体的な構成を示
す。１９はカウンタ回路、２０はバイナリ・コー
ド→グレイ・コード変換器〔以下、変換器と称
す〕、２１は第４図構成のイメージセンサである。
カウンタ入力線路３１にクロツクパルスを印加す
るとカウンタ出力線路３２にバイナリ・コードで
選択信号が出力される。このバイナリ・コードの
選択信号を変換器２０でグレイ・コードの選択信
号に変換し、イメージセンサ２１の選択信号線路
３３に印加されている。このようにすると、クロ
ツクパルスをカウンタ回路１９に供給するだけ
で、均一な感度のビデオ信号がビデオ信号出力線
路２に得られる。

第８図は４ビツトの場合の変換器２０の構成図
を示す。バイナリ・コード入力３４を排他的論理
和回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃの回路に入力すれ
ばグレイ・コード出力３６が得られる。

上記実施例では、イメージセンサ２１のセンサ
部１をフオトダイオードまたはフオトトランジス
タとしたが、センサ部はフオトダイオードやフオ
トトランジスタに限定されるものではなく、光に
感じて電流を発生させられる光センサであればよ
い。

発明の効果 以下の説明から明らかなように、本発明のイメ
ージセンサ装置によると、グレイ・コードを用い
てデコードして各光センサをスキヤンニングする
ため、アクセス切換時のスイツチングノイズの均
一化が可能となり、ビデオ出力信号感度が均一に
なり、感度のばらつきが少なくなる。また、各セ
ンサをアクセスするゲート回路をカウンタとバイ
ナリ・コード→グレイ・コード変換器とアンド回
路とによつて構成することにより、前記カウンタ
回路にクロツク信号を供給するのみでアクセスで
き、構成も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイメージセンサ装置の構成図、
第２図は第１図の要部波形図、第３図は第１図の
アクセス切換時に発生するスイツチングノイズの
レベル図、第４図〜第８図は本発明の一実施例を
示し、第４図は本発明のイメージセンサ装置の構
成図、第５図は第４図の要部波形図、第６図は第
４図のアクセス切換時に発生するスイツチングノ
イズのレベル図、第７図は第５図信号波形の発生
過程の構成図、第８図は第７図の要部構成図であ
る。 １……センサ部、２……ビデオ信号出力線路、
３……負荷抵抗、５〜１２……AND回路、１３
〜１８……選択信号入力線路、１９……カウンタ
回路、２０……バイナリ・コード→グレイ・コー
ド変換器、２１……イメージセンサ、３１……カ
ウンタ入力線路、３２……カウンタ出力線路、３
３……選択信号線路、３４……バイナリ・コード
入力、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ……排他的論理和
回路、３６……グレイ・コード出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の光センサをゲート回路出力で順次アク
   セスして電荷蓄積モードで光信号を読出すと共
   に、前記ゲート回路を、グレイ・コードに従つて
   変化する選択信号入力を受けて順次光信号出力が
   得られるよう構成したイメージセンサ装置。 ２ ゲート回路を、クロツク信号に基づいてバイ
   ナリ・コードに従つて変化する選択信号を出力す
   るカウンタ回路と、このカウンタ出力の信号をグ
   レイ・コードの選択信号に変換するバイナリ・コ
   ード→グレイ・コード変換器と、このバイナリ・
   コード→グレイ・コード変換器の出力を受けて出
   力が順次アクセスするアンド回路とで構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイメ
   ージセンサ装置。