(57)【要約】【課題】外部インタフェースに必要な端子数を削減し、実装が容易な光センサ集積回路を提供する【解決手段】ＡＤ変換器のオフセットを自動調整する制御回路を内蔵するセンサ集積回路を提供することにより端子数の削減と実装の自由度の向上及び、制御ソフトウェア開発が不要なシステムを構成することが可能とする。【選択図】        図１
2004170186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光センサとＡＤ変換器と制御回路を集積した光センサ集積回路であって、ＡＤ変換器のオフセットを前記制御回路によって自動調整する機能を有し、光信号をＡＤ変換したデジタル出力をシリアルデータとして出力することを特徴とする光センサ集積回路。
【請求項２】
光センサ集積回路を動作させるためのクロック、初期化を行なうためのリセット、動作を開始させるためのスタート信号を入力する請求項１に記載の光センサ集積回路。
【請求項３】
入射光を遮光した遮光画素を持ち、遮光画素を読み出すことで黒レベルの出力を得られる光センサを有する請求項１に記載の光センサ集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
今日では、非常に多くの製品において、制御のためさまざまなセンサが利用されている。そして、１つの製品に使用されるセンサも複数となっておりセンサの制御とサンサ出力の信号処理を行なうＣＰＵ又は信号処理回路のハードウェア・ソフトウェアも複雑となっている。更に製品のさまざまな場所で使用されるセンサとそれを制御するＣＰＵ又は信号処理回路とを接続する方法も複雑となり、製品へのセンサの実装技術も重要になってきている。本発明はセンサの制御技術に関したものであり、特に光センサ、センサ出力のアナログ・デジタル変換器（ＡＤ変換器）、センサ及びＡＤ変換器の制御回路を同一チップ上に集積したセンサ集積回路の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光センサの出力をＡＤ変換し画像データを出力するセンサ回路においては前記光センサのアナログ出力を前記ＡＤ変換器がデジタル信号に変換し出力する場合、光センサ出力の黒レベルをデジタル出力のどの値に設定するかを決定し、ＡＤ変換時の黒レベルのオフセット値の調整を行なう必要がある。その為に前記光センサは光の入力量に関係なく黒レベルを出力する為に光の入力を遮光した画素を持ち、その画素の出力を前記ＡＤ変換器に供給し黒レベルに従ったデジタル値を出力する構成となっている。そして、その値があらかじめ設定した黒レベルのデジタル出力となる様にＡＤ変換器の黒レベルのオフセット調整を行なう必要がある。
【０００３】
図４は従来例を示した図で、引き出し線４０１は光センサ、４０２はＡＤ変換器、４０３は光センサとＡＤ変換器の駆動信号を生成する制御回路である。４５１は制御回路への入力信号であり、クロック信号、動作の初期化を行なうリセット信号、処理の開始を指示するスタート信号などで構成されている。４５５は光センサからの信号をＡＤ変換して出力する画像データ信号出力、出力信号の有効期間を示すイネーブル信号などである。４５２は光センサ４０１の動作を制御する制御信号で、動作クロック、リセット信号などである。４５３は光入力に応じた光センサからの信号出力である。４５４はＡＤ変換器を制御する制御信号で、動作クロックなどである。４５６はＡＤ変換器の黒レベルのオフセット値である。
【０００４】
従来、前記オフセット調整は光センサ、ＡＤ変換器、制御回路を集積した光信号をデジタル出力するセンサ集積回路のデジタル出力である４５５の信号をＣＰＵ等の信号処理装置によって受け取り、計算したオフセット値４５６を通して設定する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成によれば、センサ集積回路が出力した信号をＣＰＵ等で計算して前記センサ集積回路にＡＤ変換器のオフセット値を設定するためには、設定するオフセット値を計算するためのソフトウェアが必要となるとともにオフセット値設定用の端子が必要となる。また、ＣＰＵで計算し設定するシーケンスを実行する処理時間が必要となるとともに、オフセットを設定するための端子数の増加による前記センサ集積回路を含むモジュール・サイズの増大、接続する信号線の増加によりＣＰＵと前記モジュールを結ぶケーブル本数が増加し実装面積の増加と実装条件の制約が生じ、容易にセンサを内蔵するシステムを開発することに困難を生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の問題点にかんがみてなされたものであり、ＡＤ変換器のオフセットを自動調整する制御回路を内蔵するセンサ集積回路を提供することにより端子数の削減と実装の自由度の向上及び、制御ソフトウェア開発が不要なシステムを構成することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
光センサ、ＡＤ変換器、制御回路とで構成され、センサ黒レベルのオフセット調整回路を制御回路に内蔵することでセンサ集積回路が自動的にセンサ黒レベルのオフセット調整を行ない外部ＣＰＵ及び信号処理回路によるオフセット調整を不要とする構成のセンサ集積回路。
【０００８】
（実施例）
図１は本発明の一実施例の基本構成を示しており、引き出し線１０１は光センサ、１０２はＡＤ変換器、１０３は制御回路である。１５１は制御回路への入力信号であり、本実施例を駆動させるためのクロック信号、動作の初期化を行なうリセット信号、処理の開始を指示するスタート信号などで構成されている。１５２は本実施例の出力信号で画像データ信号出力、出力信号の有効期間を示すイネーブル信号などである。１５３は光センサ１０１の動作を制御する制御信号で、動作クロック、リセット信号などである。１５４は光入力に応じた光センサからの信号出力である。１５５はＡＤ変換器を制御する制御信号で、動作クロック、ＡＤ変換器の黒レベルのオフセット値などである。１５６はＡＤ変換器からのデジタル出力で、光センサからのアナログ・データをデジタル値に変換した値が出力される。
【０００９】
図２は前記図１のＡＤ変換器１０２と制御回路１５１との接続をより詳しく示した図である。引き出し線２０１はＡＤ変換器、２０２は制御回路、２５１はＡＤ変換器の動作クロックであるＡＤ＿ＣＬＫ信号、２５２はＡＤ変換器のオフセット信号であるＯＦＦＳＥＴ信号でここでは８ｂｉｔ幅のデータとする。２５３はＡＤ変換器によってデジタル値に変換されたデータであるＡＤ＿ＯＵＴで、ここでは８ｂｉｔとする。２５４はセンサからのアナログ信号入力である。ＡＤ変換器は２５４からのアナログ信号を２５１のクロックと２５２  のオフセット値に基づいてＡＤ変換し２５３に出力する。
【００１０】
ＡＤ変換器は、黒レベルであるアナログ値の最小レベルをＡＤ変換した時にどの値にするかの設定に従い基準となる最小レベルからのデジタル値を出力する。例えば、最小のアナログ値を１６進数での１６の０ｘ１０と決めた場合は、アナログ値の最小レベルが入力された時にデジタル出力が０ｘ１０となる様にオフセット調整されなければならない。この調整はアナログ値の最小レベルをＡＤ変換した時のＡＤ変換出力が０ｘ１０となる様に、ＡＤ変換器にオフセット値を設定することで行なう。図２を例に説明すればＡＤ変換器２０１からのＡＤ変換出力２５３の値を制御回路２０２が受け取りオフセット量を計算しオフセット値２５２を設定することで行なう。
【００１１】
図３は黒レベルのＡＤ変換値を０ｘ１０に設定する場合のオフセット値が調整される過程を示すタイミング図である。図３を用い本実施例におけるオフセット調整の仕組みを説明する。
【００１２】
図３におけるＴ１のＡＤ＿ＣＬＫが立上るタイミングでオフセット値を０ｘ８０とした時の、センサからの黒レベルをＡＤ変換した値が０ｘ０１だった時、次のオフセット値はＡＤ＿ＯＵＴ＋（ＯＦＦＳＥＴ−０ｘ１０）で求められる。それによって新たなオフセット値はＴ２のＡＤ＿ＣＬＫが立上るタイミングで０ｘ７１となる。このオフセット値によってＡＤ変換出力は前回のＡＤ変換出力よりも０ｘ０Ｆ多い０ｘ１０となり、黒レベルのＡＤ変換値が０ｘ１０となる様に調整されたことになる。ここでは一回のオフセット調整で調整が終了するタイミングとなっているが、ＡＤ変換器からの出力がアンダフローしていた場合は、この動作を複数回繰り返すことでオフセットの調整が終了することになる。
【００１３】
以上、説明したように光センサとＡＤ変換器、制御回路を同一チップ上に集積し、ＡＤ変換器のオフセット調整をチップ内部で行なうことによりＡＤ変換のオフセット調整のための８ｂｉｔのオフセット入力端子が不要で信号処理回路とのインタフェース端子の削減が可能となり、実装が容易な光センサが実現できる。
【００１４】
さらに、本実施例に拠ればオフセット調整を光センサ集積回路内部で行なうため、オフセット調整のためにＡＤ変換結果を高速で出力する必要が無くなる事になる。その為図１の引き出し線１５２の画像出力を８ｂｉｔデータではなく１ビットシリアルデータで出力することが可能となり、外部とのインタフェースに必要な端子を更に削減することが可能となる。
【００１５】
また、本実施例では黒レベルのデジタル値を０ｘ１０として説明したため、オフセット値の計算式がＡＤ＿ＯＵＴ＋（ＯＦＦＳＥＴ−０ｘ１０）のように０ｘ１０を加算することとして説明したが、黒レベルのデジタル値を０ｘ２０のように、他の値とした場合には計算式の０ｘ１０を０ｘ２０に変更することも可能である。
【００１６】
また、説明を簡単にする為に前記ＡＤ変換器からのデジタル出力を８ｂｉｔとして説明したが、ＡＤ変換器の分解能がそれ以上、又はそれ以下の場合もそのｂｉｔ数に応じた値と計算式を用いることで同様の結果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】
センサ集積回路内部で自動的に黒レベルの調整を行なうことにより、調整用制御端子を設ける必要が無くなり端子数の削減が可能となる。調整用のソフトウェアの開発が不要となりセンサ集積回路の制御が容易となる。ソフトウェア及び外部信号処理による調整時間が無くなり、センサ集積回路の動作を開始させるためのスタンバイ動作が不要となる。信号処理回路とのインタフェースを行なう端子を削減することでシステムへの実装が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の図
【図２】本発明の第１の実施例の一部を詳しく示した図
【図３】本発明の動作を示すタイミング図
【図４】従来例を示す図
【図１】
2004170186.tif 000003
【図２】
2004170186.tif 000004
【図３】
2004170186.tif 000005
【図４】
2004170186.tif 000006