[發明專利]光電轉換裝置,傳感器控制電路,以及圖像讀取裝置

有效

• 申請號: 201010267351.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102006428A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 橋本英樹;中澤政元
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/341
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

技術領域

本發明涉及光電轉換裝置，傳感器控制電路，以及使用這種光電轉換裝置的圖像讀取裝置。此外，本發明還涉及使用這種圖像讀取裝置的圖像形成裝置。?

背景技術

能夠進行高速CCD驅動的光電轉換裝置是有市場需求的。?

圖10是在相關技術的圖像讀取裝置中所使用的傳感器板單元(sensorboard?unit，以下也簡記為“SBU”)上的信號流的示意圖。接下來將描述該圖像讀取裝置是一個掃描器的情況。?

掃描器通過用光線照射圖像讀取原始文檔中的圖像，然后在放置于傳感器板單元(SBU)1000上的一個電荷耦合元件(CCD)1003對從原始文檔反射而來的光線進行光電轉換以得到圖像的電信號。該SBU的主要部件包括對從原始文檔反射而來的光線進行光電轉換的CCD?1003，對從CCD輸出的電信號進行各種模擬處理的模擬前端(AFE)1006，生成驅動CCD?1003和AFE?1006的驅動信號的時序生成器(TG)1001，以及驅動CCD?1003的CCD驅動器1002。在圖10中，符號1004和1005分別表示緩沖電路和電容器。?

驅動CCD?1003和AFE?1006所分別需要的驅動信號CCD_CLK和AFE_CLK，以及各種門信號(下文統稱“GATE”)是由TG?1001生成的，然后分別輸入到CCD和AFE。由TG?1001生成的CCD驅動信號是通過CCD驅動器1002提供給CCD?1003的，CCD對從原始文檔反射而來的光線進行光電轉換后輸出一個模擬電信號。這個輸出的模擬電信號通過緩沖電路1004(由一個射極跟隨器電路構成)輸入到電容器1005以進行交流耦合，然后輸入到AFE?1006。?

在APE?1006中，黑色基準電平由鉗位部分修正為內部的基準電壓，圖像信號在采樣保持部分被采樣，接著在放大部分被放大后，在一個模數轉換器?中進行模數轉換，最終輸出數字圖像數據(圖10中的D_sig)。?

圖11是相關技術的圖像讀取裝置的示意框圖。?

如圖11所示，在具有時鐘生成器(CLK_gen)1007的TG?1001中生成的CCD驅動信號(ph1，ph2，ph21，rs，以及cp)通過CCD驅動器1002作為φ1，φ2，φ2L，RS，以及CP輸入到CCD?1003。在此，φ1/φ2表示對CCD?1003中的一個光電二極管(PD，沒有圖示)中產生的信號負荷在一個模擬移位寄存器上進行電荷轉移的轉移時鐘，φ2L表示最后一步的轉移時鐘。?

此外，符號RS表示用來把累積在浮動電容器(FJ)中的信號負荷重置到初始狀態的重置信號，其中的浮動電容器探測轉移到輸出步驟的信號負荷。CP表示對CCD?1003輸出的信號的基準進行調整(鉗位)以使之成為任意電壓的鉗位信號。除了上述信號之外，還有一個用來把光電二極管(PD)中產生的信號負荷一行一次地轉移到模擬移位寄存器的移位門信號，但是這個信號沒有在圖11中畫出。?

這些驅動信號是在TG?1001的時鐘生成器(CLK_gen)1007中生成的，以使得它們互相之間能有任意的時序關系。?

緩沖型驅動器和逆變型驅動器都可以作為圖11中所示CCD的驅動器1002。不過，最好使用逆變型驅動器，因為它們能提供高速性能。?

圖12A到12C是CCD驅動信號的主要時序約束的示意圖。具體來說，圖12A說明了φ1和φ2上的時序約束(差分壓縮，交叉點)，圖12B說明了φ1和φ2L上的時序約束(差分壓縮，交叉點)，圖12C說明了φ2L，RS，以及CP上的時序約束。?

如圖12A到12C所示，每個信號上或兩個信號之間都有著時序約束。例如，RS的每個高電平寬度(t5)和RS↓與CP↓之間的寬度(t7)都設置了一個需要被確保的最小值。為了驅動CCD?1003，所有的約束都必須被滿足，即使構成時鐘生成器的部件被改變。與此類似，t1-t4，t6，以及t8中的每一個也都被設置了一個需要被確保的最小值。?

此外，Vx1是一個關于φ1↓-φ2↑和φ1↑-φ2↓的交叉點的標準，并且有這樣一個約束，即在不低于預定義電壓的一個電壓上存在一個交叉點。?

例如，在圖12A中，當φ2↑的時序被延遲，φ1↓-φ2↑的交叉點會下?降。當φ2↑的延遲時間增加，Vx1會變得比預定義電壓更低，從而約束無法被滿足。在此，為了滿足約束，φ1↓-φ2↑和φ1↑-φ2↓的時序必須進行調整以確保交叉點，即使在時序變化的時候。對于關于φ1↓-φ2L↑和φ1↑-φ2L↓的交叉點的標準Vx2也是如此。?