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JPH089098A - イメージセンサ - Google Patents

イメージセンサ

Info

Publication number
JPH089098A
JPH089098A JP6160787A JP16078794A JPH089098A JP H089098 A JPH089098 A JP H089098A JP 6160787 A JP6160787 A JP 6160787A JP 16078794 A JP16078794 A JP 16078794A JP H089098 A JPH089098 A JP H089098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phototransistor
transistor
hfe
amplification factor
current amplification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6160787A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiko Murata
隆彦 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6160787A priority Critical patent/JPH089098A/ja
Publication of JPH089098A publication Critical patent/JPH089098A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)に
ばらつきがある場合でも出力電流にばらつきを生じさせ
にくいイメージセンサを提供すること。 【構成】 光センサアレイとして電荷蓄積モードで動作
するフォトトランジスタ3と、フォトトランジスタ3を
充電する充電回路に少なくともフォトトランジスタ3の
電流増幅率(hFE)と同じ電流増幅率(hFE)特性を有
するトランジスタ5と、トランジスタ5のベースに接続
された容量8とを含み、走査信号のオフ後、容量8の充
電電圧をトランジスタ5のベースを通して放電してその
電流増幅率(hFE)に対応する放電時間終了後フォトト
ランジスタの積分時間に入るようにしたことにより、フ
ォトトランジスタの電流増幅率(hFE)に応じてフォト
トランジスタの積分時間を制御するようにしたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は原稿情報を光学的に読み
取るようにしたイメージセンサに関し、特に、光センサ
アレイ中の各フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)
にばらつきが生じても出力電流にばらつきが生じにくい
イメージセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、イメージセンサはファクシミリや
ディジタル複写機等の入力部としての光学的読み取り装
置に用いられている。以下、図3乃至図5を参照して、
従来のイメージセンサの一例について説明する。図3は
従来のイメージセンサの基本的構成を示す構成図、図4
は図3に示すイメージセンサのセンサ部及び充電部の回
路を示す回路図、図5は図4に示す回路におけるスター
ト信号及びPNPトランジスタのベース電位の波形を示
すタイミング図である。
【0003】図3において、101は複数個のフォトト
ランジスタで構成されている光センサアレイ、102は
出力信号線、103は充電回路、104は走査回路、1
05はスタート信号線、106はクロック信号線であ
る。
【0004】次に、上記のように構成されたイメージセ
ンサの動作について説明する。まず、スタート信号及び
クロック信号がそれぞれスタート信号線105及びクロ
ック信号線106から印加されると走査回路104が走
査を開始し、この走査信号が順次充電回路103に伝え
られる。更に、充電回路103から各フォトトランジス
タに対し充電電流が流れてそれを充電し、各フォトトラ
ンジスタに入射した光量に応じて充電電流が順次出力信
号線102から出力電流として出力される。
【0005】次に、図4についてまずその構成を説明す
る。図4において、111は電源線、112は充電回路
103のPNPトランジスタ、113は光センサアレイ
101のフォトトランジスタ、114はPNPトランジ
スタ112のベースのバイアス用抵抗、115は走査回
路104に接続されPNPトランジスタ112を作動さ
せるスイッチ、116は電流源である。
【0006】次に、この回路の動作について説明する。
まず、走査回路104から走査信号がスイッチ115に
伝えられて該スイッチ115をクローズすると、電源線
111から抵抗114を通して電流が流れPNPトラン
ジスタ112のベース電位が下がって、PNPトランジ
スタ112がターンオンする。PNPトランジスタ11
2がターンオンすると、フォトトランジスタ113に充
電電流が流れる。その充電電流はフォトトランジスタ1
13に入射する光量に応じて出力信号線102に出力電
流として現れる。この出力電流はフォトトランジスタ1
13の電流増幅率(hFE)に比例する。
【0007】次に、図5のタイミング図を参照して上記
従来のイメージセンサの回路の動作を経時的に説明す
る。図5において、121はスタート信号、122はP
NPトランジスタ112のベース電位の波形をそれぞれ
示す。スタート信号121は時間Tの間隔で連続的に印
加される。PNPトランジスタ112のベースはスター
ト信号から時間t0 遅れて時間t1 (≦T)の間降下
し、その間、PNPトランジスタ112はフォトトラン
ジスタ113を充電し、フォトトランジスタ113に入
射する光量に応じた出力電流が出力信号線に現れる。こ
の動作は一定時間t(≒T)の後再び反復して、充電が
行われる。
【0008】以上説明したように、フォトトランジスタ
113は電荷蓄積モードで動作しているため、出力電流
は{(出力電流)∝(入射光量)×(積分時間T)×
(電流増幅率hFE)}の関係がある。(特開昭60−1
14182号公報)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、入射光量に対する出力電流の割
合は光センサアレイ中の個々のフォトトランジスタの特
性、すなわち、電流増幅率(hFE)に委ねられている。
しかし、各フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)は
ばらつきがあるため、各フォトトランジスタの入射光量
対出力電流の比は同一とはなりにくい。従って、各フォ
トトランジスタに均一な光量の光が入射し、積分時間が
一定であっても各出力電流にばらつきが生じるという問
題があった。
【0010】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、光センサアレイ中の各フォトトランジスタの電流
増幅率(hFE)にばらつきがあっても出力電流にばらつ
きを生じさせにくいイメージセンサを提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によるイメージセ
ンサは、上記の目的を達成するため、光センサアレイと
して電荷蓄積モードで動作するフォトトランジスタアレ
イと、フォトトランジスタアレイの各フォトトランジス
タを充電する充電回路と、充電回路を順次切替え動作さ
せる走査回路とを備えたイメージセンサであって、充電
回路に少なくともフォトトランジスタの電流増幅率(h
FE)と同じ電流増幅率(hFE)特性を有するトランジス
タを含み、フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)に
対応する該トランジスタの放電時間に応じてフォトトラ
ンジスタの積分時間を制御するようにしたことを特徴と
するものである。
【0012】また、本発明によるイメージセンサは、上
記の目的を達成するため、充電回路が前記トランジスタ
のベースに接続された容量を含み、該容量はトランジス
タのベースを通して放電されその放電時間を制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。
【0013】要するに、本発明によるイメージセンサ
は、上記の目的を達成するため、充電回路にフォトトラ
ンジスタの電流増幅率(hFE)と同特性のトランジスタ
と、該トランジスタのベースに接続された容量とを含
み、その容量を該トランジスタを通して放電する電流増
幅率(hFE)に比例した放電時間を利用してそれにタイ
マー機能を持たせるようにしたことにより、個々のフォ
トトランジスタの電流増幅率(hFE)に応じてその積分
時間を制御するようにしたことを特徴とするものであ
る。
【0014】
【作用】本発明によるイメージセンサは上記のように構
成し、以下のように作用する。まず、スタート信号を時
間Tの間隔で連続的に印加し、走査信号が時間t0 遅れ
てスイッチをクローズし、NPNトランジスタのベース
を上昇してそれをターンオンしてPNPトランジスタの
ベース電位を下げ、PNPトランジスタをターンオンし
てフォトトランジスタに充電電流を流す。スイッチをク
ローズしたときに容量が充電され、スイッチの開放後N
PNトランジスタのベースを通して放電され、NPNト
ランジスタのベース電位を減衰して鋸歯状波を描く。
【0015】NPNトランジスタのターンオンから放電
時間t1後に、NPNトランジスタのベース電位がその
スレッシュホールド電圧より下がると、NPNトランジ
スタはターンオフし、PNPトランジスタのベース電位
は上昇してオフされ、フォトトランジスタに対する充電
は終了して、積分時間tが始まる。このように動作し
て、フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)が大きい
場合放電時間t1が長いので積分時間tは短くなり、電
流増幅率(hFE)が小さい場合放電時間t1が短いので
積分時間tは長くなるので、フォトトランジスタの電流
増幅率(hFE)にばらつきがあるにも拘らず出力電流を
略同一に維持することができる。
【0016】
【実施例】以下、添付図面、図1及び図2に基づき、本
発明の実施例におけるイメージセンサについて詳細に説
明する。図1は本発明の一実施例におけるイメージセン
サの基本的な構成を示す回路図であり、図2は図1に示
す回路の動作説明のためその各部のタイミングを示す波
形図である。
【0017】図1において、1は電源、2は充電回路用
のPNPトランジスタ、3は光センサアレイ用のフォト
トランジスタ、4はPNPトランジスタ2のベースのバ
イアス用抵抗、5は積分時間制御用のNPNトランジス
タ、6は電流源、7は走査信号によりクローズするスイ
ッチ、8はスイッチ7のクローズにより基準電圧を充電
する容量、9は基準電圧、10は入射光量に応じた出力
電流を出力する出力信号線である。ここで、NPNトラ
ンジスタ5とフォトトランジスタ3は、例えば、ICプ
ロセス等で近接配置して、特性が同一であり、特に、電
流増幅率hFEの特性は同一のものである。
【0018】次に、図1に加え図2を参照して、上記の
ように構成されたイメージセンサにつき、その動作を説
明する。図2は図1に示す回路の各部のタイミングを示
す波形図である。図2において、11はスタート信号、
12は走査回路から出力されスイッチ7を作動する走査
信号、13はNPNトランジスタのスレッシュホールド
電圧、15はPNPトランジスタ2のベース電位であ
る。また、t0 はスタート信号11からスイッチ7をク
ローズする走査信号までの遅延時間、t1はNPNトラ
ンジスタ5のベースを通る容量8の放電時間、tは出力
電流の積分時間である。
【0019】スタート信号11は時間Tの間隔で連続的
に印加されており、走査信号12はスタート信号11か
ら時間t0 遅れてスイッチ7をクローズし、所定の時間
後に開放する。この時、NPNトランジスタ5は、その
ベースが基準電圧9に上昇するためターンオンして、P
NPトランジスタ2のベース電位を下げる。そのため、
PNPトランジスタ2はターンオンしてフォトトランジ
スタ3に充電電流を流す。容量8はスイッチ7がクロー
ズしたときに基準電圧9に充電され、スイッチ7の開放
後NPNトランジスタ5のベース電流を通して放電さ
れ、図2に示すように、NPNトランジスタ5のベース
電位13は減衰して鋸歯状波を描く。
【0020】NPNトランジスタ5のターンオンから放
電時間t1後に、NPNトランジスタ5のベース電位が
そのスレッシュホールド電圧14より下がると、NPN
トランジスタ5はターンオフする。そのため、PNPト
ランジスタ2のベース電位が電源電圧まで上昇してPN
Pトランジスタ2はオフし、フォトトランジスタ3に対
する充電は終了する。そして、その時点から積分時間t
が始まる。
【0021】放電時間t1はNPNトランジスタ5のベ
ース電流に依存し、電流源6が一定であればベース電流
はNPNトランジスタ5の電流増幅率(hFE)に依存す
るため、放電時間t1は電流増幅率(hFE)に依存する
ことになる。また、フォトトランジスタ3とNPNトラ
ンジスタ5の電流増幅率(hFE)は特性が同一のため、
フォトトランジスタ3の電流増幅率(hFE)が大きいと
きは放電時間t1は長くなるため積分時間tが短くな
り、反対にフォトトランジスタ3の電流増幅率(hFE)
が小さいときは放電時間t1は短くなるため、積分時間
tが長くなる。
【0022】すなわち、出力電流は、 {(出力電流)∝(入射光量)×(積分時間t)×(電
流増幅率hFE)} の関係があるから、電流増幅率(hFE)が大きければ積
分時間tは短く、電流増幅率(hFE)が小さければ積分
時間tは長くなり、出力電流のばらつきは極めて小さく
なる。
【0023】
【発明の効果】本発明によるイメージセンサは、以上説
明したように構成し、特に、フォトトランジスタの電流
増幅率(hFE)と特性が同一のトランジスタを接続して
フォトトランジスタに対する電源のオンオフを制御し、
該トランジスタのベースに容量を接続してスイッチオフ
後その充電容量をトランジスタのベースを通し放電して
トランジスタのオン状態を維持し、ベース電圧がスレッ
シュホールド電位まで下がったときに該トランジスタを
オフしてフォトトランジスタに対する電源をオフして積
分時間を開始するようにしたことにより、フォトトラン
ジスタの電流増幅率(hFE)が大きい場合放電時間t1
が長いので積分時間tは短くなり、電流増幅率(hFE)
が小さい場合放電時間t1が短いので積分時間tは長く
なるので、フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)に
ばらつきがあるにも拘らず出力電流を略同一に維持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるイメージセンサの基
本的な構成を示す回路図
【図2】図1に示す回路の動作説明のためその各部のタ
イミングを示す波形図
【図3】従来のイメージセンサの基本的構成を示す構成
【図4】図3に示すイメージセンサのセンサ部及び充電
部の回路を示す回路図
【図5】図4に示す回路におけるスタート信号及びPN
Pトランジスタのベース電位の波形を示すタイミング図
【符号の説明】
1 電源 2 PNPトランジスタ 3 フォトトランジスタ 4 抵抗 5 NPNトランジスタ 6 電流源 7 スイッチ 8 容量 9 基準電圧 10 出力信号線 11 スタート信号 12 スイッチを作動する走査回路からの走査信号 13 NPNトランジスタのベース電位 14 NPNトランジスタのスレッシュホールド電圧 15 PNPトランジスタのベース電位 101 光センサアレイ 102 出力信号線 103 充電回路 104 走査回路 105 スタート信号線 106 クロック信号線 111 電源線 112 PNPトランジスタ 113 フォトトランジスタ 114 抵抗 115 スイッチ 116 電流源 121 スタート信号 122 PNPトランジスタのベース電位

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光センサアレイとして電荷蓄積モードで動
    作するフォトトランジスタアレイと、前記フォトトラン
    ジスタアレイの各フォトトランジスタを充電する充電回
    路と、前記充電回路を順次切替え動作させる走査回路と
    を備えたイメージセンサであって、前記充電回路に少な
    くとも前記フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)と
    同じ電流増幅率(hFE)特性を有するトランジスタを含
    み、前記フォトトランジスタの電流増幅率(hFE)に対
    応する該トランジスタの放電時間に応じて前記フォトト
    ランジスタの積分時間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。
  2. 【請求項2】前記充電回路は前記トランジスタのベース
    に接続された容量を含み、該容量は前記トランジスタの
    ベースを通して放電され前記放電時間を制御するように
    したことを特徴とする請求項1記載のイメージセンサ。
JP6160787A 1994-06-21 1994-06-21 イメージセンサ Pending JPH089098A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6160787A JPH089098A (ja) 1994-06-21 1994-06-21 イメージセンサ

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JP6160787A JPH089098A (ja) 1994-06-21 1994-06-21 イメージセンサ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247286A (ja) * 2011-05-27 2012-12-13 Seiko Epson Corp 光フィルター装置
US10078010B2 (en) 2015-01-05 2018-09-18 Ricoh Company, Ltd. Photoelectric conversion device, image generation device, and method of correcting output of photoelectric conversion device

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