JPH02210948A - センサチップ及びそれを用いた光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセンサチップ及びそれを用いた光電変換装置特
にセンサチップを複数個配列してなるマルチチップ型の
光電変換装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
受光要素を線（ライン）状に配列してなる光電変換装置
（リニアイメージセンサ）はファクシミリ等の画像読取
装置に多く利用されている。

リニアイメージセンサのセンサチップはシリコンウェハ
から作られるためにセンサ長はウェハサイズにより制限
を受け、読取原稿の幅と同一の長さのリニアイメージセ
ンサチップを作ることは困難である。このため、結像光
学系を用い読取原稿を縮小結像させて、原稿の相持する
画像を読取っていた。しかし、この様な縮小結像光学系
を利用するものは、光学系のためのスペースが必要とな
るので小型化が困難であり、また解像度を十分なものと
することが困難である。

そこで、リニアイメージセンサチップを複数個直線状に
配列した、いわゆるマルチチップ型イメージセンサが用
いられる様になっている。

第５図は従来の上記マルチチップ型イメージセンサの一
例を示す概略構成図である。

図において、１−１はセンサチップであり、該チップに
はＸ方向に１列に配列されたｎ個の受光要素２−１−１
〜２−１−ｎが形成されている。

また、上記デツプ１−１には各受光要素２−１−１〜２
−１−ｎの出力を順次選択する選択回路３−１が形成さ
れている。また、上記チップ１−１には上記選択回路３
−１の出力を増幅する増幅器４−１が形成されており、
該増幅器の出力は出力線５−１からチップ外へと出力さ
れる。

上記選択回路３−１は入力線８−１を介して外部駆動回
路により駆動される。

１−２〜ｌ−ｍは上記センサチップｌ−１と同様の構成
を有するセンサチップであり、対応する部分には対応す
る符号が付されている。

センサチップｌ−１〜１−ｍはＸ方向に１列に配列され
ており、従って（ｎＸｍ）個の全受光要素がＸ方向に１
列に配列されていることになる。

そして、画像読取りの際には、銃砲り画像を担持する原
稿を受光要素に対面させつつ光電変換装置に対して相対
的にｙ方向に搬送する。

チップ１−１の全受光ｆｉｌｌからの出力が選択回路３
−１により順次選択され出力線５−１から外部へと出力
され、次いでチップ１−２の全受光要素からの出力が選
択回路３−２により順次選択され出力線５−２から外部
へと出力され、以下同様にして順次受光要素から信号の
読出しが行なわれ、結局全受光要素の出力が時系列的に
出力される。

しかして、以上の様な従来のマルチチップ型イメージセ
ンサにおいては、各チップに関し受光要素からセンサチ
ップ外に信号の出力を行なっていない時間にも増幅器が
動作状態にあり、このためセンサチップの数が多くなる
と不要な消費電力の増大や発熱によるチップ温度上昇に
ともなラセンサ特性の劣化等の問題点があった。

そこで１本発明は、上記従来技術に鑑み、マルチチップ
型光電変換装置の消費電力を低減させ、発熱による温度
上昇に基づくセンサ特性の劣化のない光電変換装置及び
該光電変換装置を構成するセンサチップを提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記の目的は。

複数個の受光要素を有するセンサチップを複数個配列し
てなるマルチチップ型の光電変換装置に用いられるセン
サチップにおいて、該センサチップはセンサチップの受
光要素からの出力信号を増幅する増幅器と上記受光要素
からセンサチップ外に信号の出力を行なう時間を含む期
間のみ上記増幅器を動作状態とし且つ上記期間外は該増
幅器を非動作状態とする制御回路とを有することを特徴
とする、センサチップ、 により達成される。

本発明センサチップにおいては、受光要素がトランジス
タの制御電極領域に光励起キャリアを蓄積する方式のも
のとすることができる。

また、本発明センサチップにおいては、各受光要素から
の出力信号を順次選択して共通の増幅器に入力させる選
択回路が設けられており、該選択回路からの信号により
制御回路が動作せしめられるものとすることができる。

また、本発明センサチップにおいては、上記期間の開始
時点が実際に受光要素からセンサチップ外に最初の信号
出力を開始する時点の少し前であるものとすることがで
きる。

本発明によれば、また、上記の目的は、複数個の受光要
素を有するセンサチップを複数個配列してなるマルチチ
ップ型の光電変換装置において、各センサチップに受光
要素からの出力信号を増幅する増幅器が設けられており
、各センサチップに関し受光￥！素からセンナチップ外
に信号の出力を行なう時間を含む期間のみ上記増幅器を
動作状態とし且つ上記期間外は該増４１１１器を非動作
状態とする制御回路をセンサチップ内に設けてなること
を特徴とする。光電変換装置。

により達成される。

本発明光電変換装置においては、各センサチップにおい
て受光要素が複数個直線状に配置されており、該センナ
チップが受光要素の配列方向に沿って配列されているも
のとすることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明の光電変換装置の第１の実施例を示す概
略構成図である。

図において、１−１はセンサチップであり、該チップは
シリコン等の半導体を用いてなるものである。該チップ
にはＸ方向に１列に配列されたｎ個の受光要素２−１−
１〜２−１−ｎが形成されている。該受光要素はトラン
ジスタの制御電極領域に光励起キャリアを蓄積し適時該
蓄積電荷に応じた出力を取出す方式のものである。また
、上記チップｌ−１には各受光要素２−１−１〜２−１
−ｎの出力を順次選択する選択回路３−１が形成されて
いる。また、上記チップｌ−１には上記選択回路３−１
の出力を増幅する増幅器４−１が形成されており、該増
幅器の出力は出力線５−１からチップ外へと出力される
。

本実施例では、チップｔ−ｉには上記増幅器４−１に対
し動作状態及び非動作状態の切換え制御信号を出力する
制御回路６−１が形成されている。該制御回路は入力線
７−１を介して外部駆動回路により駆動される。また、
上記選択回路３−１も入力ＭＡ８−１を介して外部駆動
回路により駆動される。

１−２〜１−ｍは一ヒ記センサチッ；１−１と同様の構
成を有するセンサチップであり、対応する部分には対応
する符号が付されている。

センサチップｌ−１〜１−ｍはＸ方向に１列に配列され
ており、従って（ｎ　Ｘ　ｍ）個の全受光要素がＸ方向
に１列に配列されていることになる。

全センサチップは不図示の基体上に配列固定されている
。そして、！！ｉ像読取りの際には、読取り画像を担持
する原稿を受光要素に対面させつつ光電変換装置に対し
て相対的にＸ方向に搬送する８次に、本実施例の動作を
説明する。

第２図は上記実施例の動作の一例を説明するためのタイ
ミング図である。

図において、φＬは上記センサチップ１−１における制
御回路６−１の出力制御信号を示し、φ２は上記センサ
チップ１−２における制御回路６−２の出力制御信号を
示し、Ｖ　ｏ　ｕ　ｔ　ＩＶｏｕｔ２はそれぞれセンサ
チップ！−１の増幅器４−１の出力及びセンサチップ１
−２の増幅器４−２の出力を示す。

上記φ１は入力線８−１により駆動される選択回路３−
１の動作と同期しており、即ちチップｌ−１の全受光要
素からの出力が該選択回路により順次選択される時間を
含む特定期間だけφ１の出力があり、この期間内だけ増
幅器４−１が動作状態とされ、Ｖｏｕｔｌの出力がある
。もちろん、ａＶｏｕｔｘの出力にはセンサチップｌ−
１の全受光要素からの出力が含まれている。

同様に、上記φ２は入力線８−２により駆動される選択
回路３−２の動作と同期しており、即ちチップｌ−２の
全受光要素からの出力が該選択回路により順次選択され
る時間を含む特定期間だけφ２の出力があり、この期間
内だけ増幅器４−２が動作状態とされ、Ｖ　Ｏｕ　ｔ　
２の出力がある。もちろん、該Ｖｏｕｔ２の出力にはセ
ンサチップｌ−２の全受光ｊｉ！素からの出力が含まれ
ている。

第２図に示される様に、Ｅ記φ２の期間の開始時点は上
記φ１の期間の終了時点と同時である。

以下、同様にして、順次３番目以降のセンサチップ１−
３〜ｌ−ｍにおける制御回路６−３〜Ｂ−ｍの出力制御
信号が発せられる。

以上の様にして、順次受光要素から信号の読出しが行な
われ、結局全受光要素の出力が時系列的に出力される。

本例では、各センサチップに関し受光要素から信号が出
力されている時間にほぼ相轟する期ｔｌｆｆにおいての
みｋＰｊ幅器が動作状態とされ且つ該期間以外の期間に
おいては増幅器は非動作状態とされるので、全増幅器４
−１〜４−ｍの消費電力は従来のｌ　／　ｍでよいこと
になる。

第３図は上記実施例の動作の他の一例を説明するための
タイミング図である０本図において、上記第２図におけ
ると同様の符号が用いられている。

本例では１図示される様に、第１のセンサチップにおけ
る制御信号φＪと第２のセンサチップにおける制御信号
φ２とは時間ｔだけ重なっている。そして、該φ１及び
φ２は各センサチップにおいて選択回路で最初の受光要
素が選択される少し＃（時間ｔだけ前）に動作状態とさ
れる。３８目以降のセンサチップについても同様である
。

この様に各制御信号を各センサチップの最初の受光要素
の読出しの少し前のタイミングで開始することにより、
各増幅器が動作を開始して安定化するまでの時間を確保
でき、各センサチップにおいて最初に選択される受光要
素を含めて全ての受光要素の信号を良好な精度で出力す
ることができる。また、この際の制御信号の重なりの時
間は全体の時間からみて十分に小さいので、上記第２図
の例に対しても消費電力の増加は極めて小さい。

第１図は本発明の光電変換装置の第２の実施例を示す概
略構成図である０本図において、上記第１図におけると
同様の部材には同一の符号が付されている。

本実施例は、各センサチップにおいて制ａ回路ｅ−ｔ〜
６−ｍがそれぞれ選択回路３−１〜３−ｍからの制御信
号により制御されることを除いて上記第１実施例と同様
である。

即ち、入力線８−１〜８−ｍから選択回路３−１〜３−
ｍに対し各チップの全受光要素からの出力を順次選択す
る動作指令信号が入力されている時間に対応して該選択
回路から制御回路に対し信号が与えられ、これにより上
記第１実施例と同様にして増幅器の動作状態及び非動作
状態の切換え制御が行なわれる。

本実施例によれば、上記第１実施例に比べて。

増幅器の動作状態及び非動作状態の切換え自動的に設定
でき、＃ＩＩｄＩａ器用の出力をもつ外部駆動回路を用
いる必要がなく、更に上記第１実施例の様に外部駆動回
路から各チップの制御回路に対し配線７−１〜７−　ｒ
ｎを設ける必要がないため外部回路が簡単化される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、外部に特別の回
路を設けることなしに、マルチチップ型の光電変換装置
における消費電力の低減に大きな効果があり、更に電力
消費に基づく発熱を低減させ特性の劣化を防止できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光電変！ｌＩ装置の第１の実施例を示
す概略構成図である。 第２図は上記実施例の動作の一例を説明するためのタイ
ミング図である。 第３図は上記実施例の動作の一例を説明するためのタイ
ミング図である。 第４図は本発明の光電変換装置の第２の実施例を示す概
略構成図である。 第５図は従来の上記マルチチップ型イメージセンサの一
例を示す概略構成図である。 ｌ−１−１−ｍ：センサチップ、 ２−１−１〜２−ｍ−ｎ：受光要素。 ３−１〜３−ｍ：選択回路、 ４−１〜４−ｍ：＊＠器、 ８−１〜６−ｍ：制御回路。 代理人　弁理士　　山　下　積　平 ｏｕｔ　２ −−−一一圧圧一皿■−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の受光要素を有するセンサチップを複数個
   配列してなるマルチチップ型の光電変換装置に用いられ
   るセンサチップにおいて、該センサチップはセンサチッ
   プの受光要素からの出力信号を増幅する増幅器と上記受
   光要素からセンサチップ外に信号の出力を行なう時間を
   含む期間のみ上記増幅器を動作状態とし且つ上記期間外
   は該増幅器を非動作状態とする制御回路とを有すること
   を特徴とする、センサチップ。
2. （２）受光要素がトランジスタの制御電極領域に光励起
   キャリアを蓄積する方式のものである、請求項１に記載
   のセンサチップ。
3. （３）各受光要素からの出力信号を順次選択して共通の
   増幅器に入力させる選択回路が設けられており、該選択
   回路からの信号により制御回路が動作せしめられる、請
   求項１に記載のセンサチップ。
4. （４）上記期間の開始時点が実際に受光要素からセンサ
   チップ外に最初の信号出力を開始する時点の少し前であ
   る、請求項１に記載のセンサチップ。
5. （５）複数個の受光要素を有するセンサチップを複数個
   配列してなるマルチチップ型の光電変換装置において、
   各センサチップに受光要素からの出力信号を増幅する増
   幅器が設けられており、各センサチップに関し受光要素
   からセンサチップ外に信号の出力を行なう時間を含む期
   間のみ上記増幅器を動作状態とし且つ上記期間外は該増
   幅器を非動作状態とする制御回路をセンサチップ内に設
   けてなることを特徴とする、光電変換装置。
6. （６）各センサチップにおいて受光要素が複数個直線状
   に配置されており、該センサチップが受光要素の配列方
   向に沿って配列されている、請求項５に記載の光電変換
   装置。