JPH03220973A - Image sensor - Google Patents
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- JPH03220973A JPH03220973A JP2016346A JP1634690A JPH03220973A JP H03220973 A JPH03220973 A JP H03220973A JP 2016346 A JP2016346 A JP 2016346A JP 1634690 A JP1634690 A JP 1634690A JP H03220973 A JPH03220973 A JP H03220973A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、複数のフォトダイオードをのこぎり波電圧
に基づいて順次に走査する形式のイメージセンサに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image sensor that sequentially scans a plurality of photodiodes based on a sawtooth voltage.
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]イメージ
センサは、光情報を電気信号に交換するための複数の光
電変換素子と、複数の光電変換素子を電気的に走査して
電気信号を選択的に得るためのアナログスイッチとを有
している。アナログスイッチは、例えば、特開昭63−
2377号公報に開示されているように電界効果トラン
ジスタ(FET)から成り、複数の光電変換素子の近傍
に配置されている。[Prior art and problems to be solved by the invention] Image sensors include multiple photoelectric conversion elements for exchanging optical information into electrical signals, and select electrical signals by electrically scanning the multiple photoelectric conversion elements. It has an analog switch for obtaining For example, the analog switch is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-
As disclosed in Japanese Patent No. 2377, it is made of a field effect transistor (FET) and is arranged near a plurality of photoelectric conversion elements.
ところで、集積回路構成のイメージセンサにおいては、
1つの光電変換素子即ち1つの画素の幅(例えば125
μm)に収まるように1つの電界効果トランジスタが配
置されなければならない。By the way, in an image sensor with an integrated circuit configuration,
The width of one photoelectric conversion element, that is, one pixel (for example, 125
One field effect transistor must be placed to fit within .mu.m).
しかし、このように極めて狭い幅に収まるように電界効
果トランジスタを形成することは容易でない、また、電
界効果トランジスタのドレインとソースとゲートのため
の3つの配線導体層を基板上の予め決められた幅の中に
設ける時には、3つの配線導体層の幅が必然的に狭くな
り、イメージセンサの製造の歩留りが低くなった。However, it is not easy to form a field effect transistor to fit within such an extremely narrow width, and the three wiring conductor layers for the drain, source, and gate of the field effect transistor are placed in predetermined locations on the substrate. When the three wiring conductor layers are provided within the same width, the width of the three wiring conductor layers inevitably becomes narrower, and the yield of manufacturing the image sensor becomes lower.
この種の問題を解決するために、ダイオードの直列回路
を利用してフォトダイオードを走査する方式が、特願昭
63−190848号及びこの国内優先権主張出願であ
る特願平1−198279号に開示されている。しかし
、正確に出力を得るための具体的な技術は開示されてい
ない。In order to solve this kind of problem, a method of scanning photodiodes using a series circuit of diodes was proposed in Japanese Patent Application No. 190848/1984 and Japanese Patent Application No. 198279/1999, which is an application claiming domestic priority. Disclosed. However, a specific technique for obtaining accurate output is not disclosed.
そこで、本発明の目的は、走査出力を正確に得ることが
可能なイメージセンサを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an image sensor that can accurately obtain a scanning output.
[WA題を解決するための手段]
上記目的を達成するための本発明は、実施例を示す図面
の符号を参照して説明すると、時間と共に連続的又は階
段状に増大又は減少するのこぎり波を供給するための電
圧源1と、第1の電極と第2の電極とをそれぞれ有する
複数個の第1のダイオードDa1〜Da3が直列に接続
された回路であり、その一端が前記電圧源1に接続され
、且つそれぞれの第1のダイオードDa1〜Da3の順
方向電流が前記のこぎり波に基づいて流れるような方向
性をそれぞれの第1のダイオードDa1〜Da3が有し
、且つそれぞれの第1のダイオードDa1〜Da3の前
記第1のt[iが前記電圧源1の側に配置されている第
1の直列回路と、それぞれが第1の抵抗Ral〜Ra3
と第2のダイオードDb1〜Db3とを直列に接続した
回路から成り、それぞれの第1のダイオードDa1〜D
a3の前記第2の電極と前記電圧源1の他端との間にそ
れぞれ接続され、且つそれぞれの第2のダイオードDb
1〜Db3の順方向電流が前記のこぎり波に基づいて流
れるような方向性をそれぞれの第2のダイオードDb1
〜Db3が有している複数の第2の直列回路と、それぞ
れの第1のダイオードDa1〜Da3の前記第2の電極
と前記電圧源1の他端との間にそれぞれ接続された複数
の第2の抵抗Rb1〜Rb3と、前記第1の抵抗Ra1
〜Ra3と前記第2のダイオードDb1〜Db3との接
続点P1〜P3と共通電流出力線3との間に逆バイアス
される方向性を有してそれぞれ接続されている複数のフ
ォトダイオード81〜S3と、前記共通電流出力線3と
前記電圧源lの他端との間に接続された電流−電圧変換
回路2とから成るイメージセンサにおいて、前記第1の
ダイオードDa1〜Da3の等価容量をCa、前記第2
のダイオードDb1〜Db3の等価容量をcb、第1の
抵抗Ra1〜Ra3の値をRa、第2の抵抗Rb1〜R
b3の値をRbとした時に、
τ1 =Ca −Rb
r2 = (Ca cb / (Ca +cb ) )
・Raτ3=Cb−Ra
で表わされる時定数のすべてが、前記のこぎり波に応答
して前記第1のダイオードDa1〜Da3が順次にオン
状態に転換する相互時間間隔の2倍よりも小さいことを
特徴とするイメージセンサに係わるものである。[Means for solving the WA problem] The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals in the drawings showing the embodiments. It is a circuit in which a voltage source 1 for supplying a voltage and a plurality of first diodes Da1 to Da3 each having a first electrode and a second electrode are connected in series, one end of which is connected to the voltage source 1. each of the first diodes Da1 to Da3 has a directionality such that the forward current of each of the first diodes Da1 to Da3 flows based on the sawtooth wave; a first series circuit in which the first t[i of Da1 to Da3 is arranged on the side of the voltage source 1; and a first series circuit, each of which has a first resistor Ral to Ra3;
and second diodes Db1 to Db3 are connected in series, each of the first diodes Da1 to D
a3 respectively connected between the second electrode and the other end of the voltage source 1, and each second diode Db
Each of the second diodes Db1 has a directionality such that a forward current of 1 to Db3 flows based on the sawtooth wave.
~Db3 has a plurality of second series circuits, and a plurality of second series circuits each connected between the second electrode of each of the first diodes Da1 to Da3 and the other end of the voltage source 1. 2 resistors Rb1 to Rb3 and the first resistor Ra1
A plurality of photodiodes 81 to S3 each connected with reverse bias directionality between connection points P1 to P3 between ~Ra3 and the second diodes Db1 to Db3 and the common current output line 3. and a current-voltage conversion circuit 2 connected between the common current output line 3 and the other end of the voltage source l, the equivalent capacitance of the first diodes Da1 to Da3 is Ca, Said second
The equivalent capacitance of the diodes Db1 to Db3 is cb, the value of the first resistor Ra1 to Ra3 is Ra, and the second resistor Rb1 to R
When the value of b3 is Rb, τ1 = Ca - Rb r2 = (Ca cb / (Ca + cb))
- all of the time constants represented by Raτ3=Cb-Ra are smaller than twice the mutual time interval during which the first diodes Da1 to Da3 sequentially turn on in response to the sawtooth wave; This is related to an image sensor.
[作 用]
本発明に従うように時定数を設定すると、フォトダイオ
ード81〜S3の接続点P1〜P3の電位の立上り速度
が速くなり、共通電流出力線3に得られる複数のフォト
ダイオード31〜S3の電流成分の分離性が良くなる。[Function] When the time constant is set according to the present invention, the rising speed of the potential at the connection points P1 to P3 of the photodiodes 81 to S3 becomes faster, and the plurality of photodiodes 31 to S3 obtained on the common current output line 3 The separation of current components is improved.
[実施例]
第1図に示されている本発明の実施例に従う一次元イメ
ージセンサは、電圧源1と4つの画素即ちビットに対応
した4つの単位回路KO、K1、K2 、K3と、電流
−電圧変換回路2とを有する。[Embodiment] A one-dimensional image sensor according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a voltage source 1, four unit circuits KO, K1, K2, K3 corresponding to four pixels, that is, bits, and a current - voltage conversion circuit 2.
この−次元イメージセンサは4つよりも多い数の画素を
検出することができるように構成されている。しかし、
この−次元イメージセンサの全部の構成を図面に示すこ
とは困難であるので、その−部のみが第1図に示されて
いる。This -dimensional image sensor is configured to be able to detect more than four pixels. but,
Since it is difficult to show the entire configuration of this -dimensional image sensor in the drawing, only the -part thereof is shown in FIG.
互いに同一の3つの単位回路に1、K2、K3は、第1
のダイオードDa1、Ca2、Ca3と、第2のダイオ
ードDb1、Db2、Db3と、第1の抵抗Ra1.
Ra2、Ra3と、第2の抵抗Rb1. Rb2、Rb
3と、光検出用のフォトダイオードS1、S2、S3と
、ブロッキングダイオードDel、 Ca2、DC3と
から成る。を圧源1と単位回路に1との間に配置された
もう1つの単位回路KOは、第2のダイオードDbOと
、第1の抵抗RaOと、フォトダイオードSOと、ブロ
ッキングダイオードDCOとから戒る。単位回路KOは
別の単位回路に1、K2、K3における第1のダイオー
ドDal、Ca2、Ca3、及び第2の抵抗Rb1、R
b2、Rb3に対応するものを有していない、しかし、
単位回路KOにも別の単位回路Kl 、K2 、K3の
第1のダイオードと第2の抵抗に対応するものを接続す
ることができる。また、必要に応じて第1図のイメージ
センサから初段の単位回路KOを省くことができる。1, K2, and K3 are the first
diodes Da1, Ca2, Ca3, second diodes Db1, Db2, Db3, and first resistor Ra1.
Ra2, Ra3, and the second resistor Rb1. Rb2, Rb
3, photodiodes S1, S2, S3 for light detection, and blocking diodes Del, Ca2, DC3. Another unit circuit KO placed between the pressure source 1 and the unit circuit 1 is isolated from the second diode DbO, the first resistor RaO, the photodiode SO, and the blocking diode DCO. . The unit circuit KO has a first diode Dal, Ca2, Ca3 in 1, K2, K3 and a second resistor Rb1, R in another unit circuit.
b2, does not have a counterpart to Rb3, but
Unit circuits KO can also be connected to other unit circuits Kl, K2, K3 corresponding to the first diode and second resistor. Furthermore, the first stage unit circuit KO can be omitted from the image sensor shown in FIG. 1 if necessary.
アノード(第1の電極)とカソード(第2の電極)とを
有する3つの第1のダイオードDa1. Ca2、Ca
3が互いに直列に接続された回路(第1の直列回路)の
一端(左端)は電圧源1の一端に接続されている。第1
のダイオードDal、Ca2、Ca3は電圧源1の電圧
によって順方向にバイアスされる方向性を有している。Three first diodes Da1. have an anode (first electrode) and a cathode (second electrode). Ca2, Ca
One end (left end) of the circuit in which the 3 are connected in series with each other (first series circuit) is connected to one end of the voltage source 1. 1st
The diodes Dal, Ca2, and Ca3 have directionality that is biased in the forward direction by the voltage of the voltage source 1.
即ち、第1のダイオードDa1〜Da3のアノード(第
1の電[i+)が電圧源1の側に配置されている。なお
、電圧源1の上側の端子がマイナスの時には、第1のダ
イオードDa1〜Da3のカソードが電圧源1の側に配
置される。That is, the anodes (first voltage [i+) of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the voltage source 1 side. Note that when the upper terminal of the voltage source 1 is negative, the cathodes of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the voltage source 1 side.
第1のダイオードDal、Ca2、Ca3のカソード(
第2の電極)と電圧源1の他端〈グランド〉との間には
第1の抵抗Ral、Ra2、Ra3と第2のダイオード
Db1.Db2、Db3とを直列にそれぞれ接続した回
路(第2の直列回路)がそれぞれ接続されている。単位
回路KOにおいては、電圧#1の一端と@端との間に第
1の抵抗RaOと第2のダイオードDbOとの直列回路
が接続されている。第2のダイオードDbO,DbL
Db2、Db3は電圧源1の電圧によって順方向にバイ
アスされる方向性を有している。Cathode of the first diode Dal, Ca2, Ca3 (
between the second electrode) and the other end (ground) of the voltage source 1 are first resistors Ral, Ra2, Ra3 and second diodes Db1. A circuit (second series circuit) in which Db2 and Db3 are connected in series is connected to each other. In the unit circuit KO, a series circuit of a first resistor RaO and a second diode DbO is connected between one end of voltage #1 and the @ end. Second diode DbO, DbL
Db2 and Db3 have the directionality of being biased in the forward direction by the voltage of the voltage source 1.
各単位回路KO1K1、K2、K3における第1の抵抗
Ra01Ral、Ra2、Ra3と第2のダイオードD
bO1Db1.Db2、Db3の相互接続点PO5P1
、P2、P3にフォトダイオードso、si、S2、S
3とブロッキングダイオードDcO1Dc1、Ca2、
Ca3との直列回路(第3の直列回路)が接続されてい
る。即ちフォトダイオードSO〜S3のカソードが点P
O〜P3に接続され、アノードがフォトダイオードSO
〜S3の相互干渉を防ぐためのブロッキングダイオード
DCO1Dc1. Ca2、Ca3を介して共通の電流
出力線3に接続されている。First resistors Ra01Ral, Ra2, Ra3 and second diode D in each unit circuit KO1K1, K2, K3
bO1Db1. Interconnection point PO5P1 of Db2 and Db3
, P2, P3 have photodiodes so, si, S2, S
3 and blocking diode DcO1Dc1, Ca2,
A series circuit (third series circuit) with Ca3 is connected. That is, the cathodes of photodiodes SO to S3 are at point P.
Connected to O~P3, the anode is photodiode SO
Blocking diode DCO1Dc1.~S3 to prevent mutual interference. It is connected to a common current output line 3 via Ca2 and Ca3.
電流−電圧変換回路2は、演算増幅器4と帰還用抵抗R
fと、帰還用コンデンサCfとから成る。The current-voltage conversion circuit 2 includes an operational amplifier 4 and a feedback resistor R.
f and a feedback capacitor Cf.
演算増幅器4の反転入力端子は共通電流出力fIA3に
接続され、非反転入力端子は電圧源1の他端(グランド
)に接続され、帰還用抵抗Rf及びコンデンサCfは反
転入力端子と出力端子との間に接続されている。従って
、フォトダイオードs。The inverting input terminal of the operational amplifier 4 is connected to the common current output fIA3, the non-inverting input terminal is connected to the other end (ground) of the voltage source 1, and the feedback resistor Rf and capacitor Cf are connected to the inverting input terminal and the output terminal. connected between. Therefore, the photodiode s.
〜S3は第2のダイオードDbO〜Db3に実質的に並
列接続されている。またフォトダイオードs。~S3 are substantially connected in parallel to the second diodes DbO~Db3. Also photodiode s.
〜S3は、電圧源1の電圧で逆バイアスされるように接
続されている。このため、フォトダイオードSO〜S3
に流れる電流は極めて小さい。~S3 are connected so as to be reverse biased by the voltage of voltage source 1. For this reason, photodiodes SO~S3
The current flowing through is extremely small.
なお、電流−電圧変換回路2と出力端子5との間に反転
増幅器4aが接続されている。Note that an inverting amplifier 4a is connected between the current-voltage conversion circuit 2 and the output terminal 5.
第1図のイメージセンサの各部の詳細は次の通りである
。Details of each part of the image sensor shown in FIG. 1 are as follows.
電圧源1はのこぎり波を発生する回路がら成り、第2図
に示すのこぎり波即ち掃引信号を周期的に発生する。第
2図ののこぎり波の最大振幅幅は第1図の全部の第1及
び第2のダイオードDa1〜Da3、DbO〜Db3を
オン状態にすることができる値に設定されている。The voltage source 1 is comprised of a sawtooth wave generating circuit and periodically generates a sawtooth wave or sweep signal as shown in FIG. The maximum amplitude width of the sawtooth wave in FIG. 2 is set to a value that can turn on all the first and second diodes Da1 to Da3 and DbO to Db3 in FIG. 1.
フォトダイオードSO〜S3、第1のダイオードDa1
〜Da3、第2のダイオードDbO〜Db3、ブロッキ
ングダイオードDcO〜Dc3は、それぞれPIN接合
ダイオードであって、水素化アモルファスシリコン半導
体層と、この半導体層の下側に設けられた一方の電極層
と、半導体層の上側に設けられた他方の電極層とがら成
り、共通の絶縁基板(図示せず)上に設けられている。Photodiodes SO to S3, first diode Da1
~Da3, the second diodes DbO~Db3, and the blocking diodes DcO~Dc3 are each PIN junction diodes, and include a hydrogenated amorphous silicon semiconductor layer, one electrode layer provided below this semiconductor layer, The other electrode layer is provided on the upper side of the semiconductor layer, and is provided on a common insulating substrate (not shown).
なお、第1及び第2のダイオードDal 〜Da3、D
bO〜Db3ノ表面の面積は3 X 10 ’cd、厚
さは0.3μmであり、97pFの等価容量を有する。Note that the first and second diodes Dal ~Da3, D
The surface area of bO~Db3 is 3×10′ cd, the thickness is 0.3 μm, and it has an equivalent capacitance of 97 pF.
フォトダイオードSO〜S3は逆バイアスされているの
で、第3図に示すキャパシタンスCsと光強度に比例す
る電流源Isとの並列回路で等価的に示される。なお、
フォトダイオードSO〜S3の等価キャパシタンスCs
に流れる電流の値は極めて小さい。Since the photodiodes SO to S3 are reverse biased, they are equivalently represented by a parallel circuit of a capacitance Cs and a current source Is proportional to the light intensity shown in FIG. In addition,
Equivalent capacitance Cs of photodiode SO~S3
The value of the current flowing through is extremely small.
第1のダイオードDa1〜Da3及び第2のダイオード
DbO〜Db3がオン状態になった時の両端電圧即ち順
方向電圧Vfはほぼ1vである。第1の抵抗RaO〜R
a3はそれぞれ30にΩであり、第2の抵抗Rb1〜R
b3はそれぞれ30にΩであり、これ等はT i O2
、T a S i O2又はNiCr等の物質で形成
されている。When the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes DbO to Db3 are turned on, the voltage across them, that is, the forward voltage Vf is approximately 1V. First resistance RaO~R
a3 are each 30Ω, and the second resistors Rb1 to R
b3 are respectively 30Ω and these are T i O2
, T a S i O 2 or NiCr.
[動 作]
第1図のイメージセンサにおいて、電圧源1から第2図
に示すのこぎり波が発生すると、第1のダイオードDa
1〜Da3が順次に導通状態になる。[Operation] In the image sensor shown in FIG. 1, when the sawtooth wave shown in FIG. 2 is generated from the voltage source 1, the first diode Da
1 to Da3 become conductive in sequence.
のこぎり波の傾斜電圧が徐々に増大すると、点POの電
位VpOが第4図(A)に示す如く徐々に高くなる。こ
れによって、点POの電位VpOが単位回路KOの第2
のダイオードDbOの順方向電圧Vfになると、ダイオ
ードDbOがオン状態になり、点POの電位VpOはほ
ぼ一定値(はぼVf )即ち飽和電圧値になる。単位回
NIKOの第2のダイオードDbOのオン状態への転換
とほぼ同時に単位回路に1の第1のダイオードDa1も
オン状態に転換する。単位回#IK1のの第1のダイオ
ードDalが非導通(オフ状態)の期間には、第1のダ
イオードDalのカソードはほぼ零ボルトであるが、第
1のダイオードDa1がオン状態になって更に電圧源l
の電圧Vdが高くなると、第1のダイオードDa1のカ
ソード電圧は電圧Vdに追従して高くなる。As the slope voltage of the sawtooth wave gradually increases, the potential VpO at point PO gradually increases as shown in FIG. 4(A). As a result, the potential VpO at point PO becomes the second potential of the unit circuit KO.
When the forward voltage Vf of the diode DbO reaches the forward voltage Vf of the diode DbO, the diode DbO turns on, and the potential VpO at the point PO becomes a substantially constant value (approximately Vf), that is, a saturation voltage value. Almost at the same time as the second diode DbO of the unit circuit NIKO is turned on, the first diode Da1 of the unit circuit is also turned on. During the period in which the first diode Dal is non-conducting (off state) in unit cycle #IK1, the cathode of the first diode Dal is at approximately zero volts, but when the first diode Da1 is in the on state, the voltage is further increased. voltage source l
When the voltage Vd of the first diode Da1 increases, the cathode voltage of the first diode Da1 increases following the voltage Vd.
即ち、第1のダイオードDa1がオン状態になると、こ
の両端電圧は順方向電圧Vfにほぼ固定されるため、電
源電圧VdからダイオードDa1の順方向電圧Vfを差
し引いた電圧が抵抗Rb1の両端に加わる。また、単位
回路に1の第2のダイオードDb1が非導通の期間には
、点P1の単位か第2の抵抗Rblの両f4電圧にほぼ
等しくなる。従って、第1のダイオードDa1がオン状
態になった後に、点P1の電位Vp1か第4図(A)に
示すように徐々に上昇する6点P1の電位Vplが第2
のダイオードDt11の順方向電圧Vfになると、これ
かオン状態になり、点P1の電位Vp1はほぼ一定値(
Vf )になる。単位回路に1の第2のダイオードDb
1のオン状態への転換とほぼ同時に単位回FI?IK2
の第1のダイオードDa2がオン状態に転換し、点P2
に第4図(A)に示すように電位Vp2が得られる。That is, when the first diode Da1 is turned on, the voltage across it is almost fixed to the forward voltage Vf, so a voltage obtained by subtracting the forward voltage Vf of the diode Da1 from the power supply voltage Vd is applied across the resistor Rb1. . Further, during a period in which the second diode Db1 in the unit circuit is non-conductive, the voltage becomes approximately equal to both f4 voltages of the unit and second resistor Rbl at the point P1. Therefore, after the first diode Da1 is turned on, the potential Vp1 at the point P1 or the potential Vpl at the six points P1, which gradually increases as shown in FIG.
When the forward voltage Vf of the diode Dt11 reaches the forward voltage Vf of the diode Dt11, it turns on, and the potential Vp1 at the point P1 becomes an almost constant value (
Vf). 1 second diode Db in the unit circuit
Unit times FI almost at the same time as switching to ON state of 1? IK2
The first diode Da2 turns on, and the point P2
As shown in FIG. 4(A), a potential Vp2 is obtained.
電圧源1から供給されているのこぎり波の傾斜電圧が更
に増大すると、単位回路に3の第1のダイオードDa3
がオン状態に転換し、点P3に第4図(A>の電位Vp
3が得られる。点PO〜P3の電位VpO〜Vp3か第
4図(A)に示すように順次に変化すると、各点PO〜
P3とグランドとの間に電流−電圧変換回路2を介して
接続されたフォトダイオードSO〜S3が順次に駆動さ
れる。即ち、フォトダイオードSO〜S3が電気的に走
査される。When the slope voltage of the sawtooth wave supplied from the voltage source 1 further increases, the first diode Da3 of 3 is connected to the unit circuit.
changes to the on state, and the potential Vp of FIG. 4 (A>
3 is obtained. When the potentials VpO to Vp3 of points PO to P3 change sequentially as shown in FIG. 4(A), each point PO to
Photodiodes SO to S3 connected between P3 and the ground via the current-voltage conversion circuit 2 are sequentially driven. That is, the photodiodes SO to S3 are electrically scanned.
第1図の回路において、フォトダイオードSO〜S3は
一次元的に配置されている。このフォトダイオードSO
〜S3で光情報を読み取る時には、まず、第1のダイオ
ードDa1〜Da3及び第2のダイオードDbO〜Db
3の全部をオン状態にすることができる電圧を電圧源l
から発生させる。なお、第1のダイオードDa1〜Da
3及び第2のダイオードDbO〜Db3の全部をオン状
態にするための電圧は、第2図に示すのこぎり波で与え
ることができる。即ち、のみぎり波の最大値及びこの近
傍の電圧値は、第1及び第2のダイオードDa1〜Da
3及びDbO〜Db3の全部をオンにすることができる
。In the circuit of FIG. 1, photodiodes SO to S3 are arranged one-dimensionally. This photodiode SO
~ When reading optical information in S3, first, the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes DbO to Db
The voltage that can turn on all 3 is the voltage source l.
Generate from. Note that the first diodes Da1 to Da
The voltage for turning on all of the diodes DbO to Db3 and the second diodes DbO to Db3 can be given in the form of a sawtooth wave as shown in FIG. That is, the maximum value of the signal wave and the voltage value in the vicinity are the same as those of the first and second diodes Da1 to Da.
3 and all of DbO to Db3 can be turned on.
第1のダイオードDa1〜Da3及び第2のダイオード
DbO〜Db3の全部がオン状態である期間には、点P
O〜P3に得られる第2のダイオードDbO〜Db3の
順方向電圧Vfによって各フォトダイ、オードSO〜S
3が逆バイアスされ、第3図に等価的に示すキャパシタ
ンスCSが充電される。なお、等価キャパシタンスCs
は極めて小さいので、ブロッキングダイオードDCO〜
Dc3の順方向電流が急峻に立上る点よりも前の領域の
微小電流によって等価キャパシタンスCsの充電を達成
することができる。During the period when all of the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes DbO to Db3 are in the on state, the point P
The forward voltage Vf of the second diode DbO-Db3 obtained at O-P3 causes each photodiode, the ode SO-S
3 is reverse biased and a capacitance CS, equivalently shown in FIG. 3, is charged. Note that the equivalent capacitance Cs
is extremely small, so the blocking diode DCO~
The equivalent capacitance Cs can be charged by a small current in the region before the point where the forward current of Dc3 rises steeply.
第1図のイメージセンサに対向配置されている例えばフ
ァクシミリの原稿のような被写体(図示せず)から得ら
れる光信号がフォトダイオードSO〜S3に入力される
と、光信号の有無及び大小に対応してフォトダイオード
SO〜S3の等価キャパシタンスCSの充電電荷量が変
化する。即ち、フォトダイオードSO〜S3の内で光信
号が入力したものにおいて等価キャパシタンスCSの放
電が生じ、光信号が入力しなかったものでは等価キャパ
シタンスCSの放電か生じない。等価キャパシタンスC
sの放電の量は光量によって変化する。When an optical signal obtained from an object (not shown) such as a facsimile document placed opposite to the image sensor in Fig. 1 is input to the photodiodes SO to S3, the presence or absence and size of the optical signal are detected. As a result, the amount of charge in the equivalent capacitance CS of the photodiodes SO to S3 changes. That is, among the photodiodes SO to S3, the equivalent capacitance CS is discharged in the one to which the optical signal is input, and the equivalent capacitance CS is not discharged in the one to which the optical signal is not input. equivalent capacitance C
The amount of discharge of s changes depending on the amount of light.
フォトダイオードSO〜S3に対して光入力を与える方
法は2つある。その1つはフォトダイオードSO〜S3
に常に光入力を与える方法であり、もう1つは予め決め
られた期間(例えば電圧源1の電圧Vdが零ボルトの期
間)にのみ光入力を与える方法である。There are two methods for providing optical input to the photodiodes SO to S3. One of them is photodiode SO~S3
One method is to always provide optical input to the input device, and the other method is to provide optical input only during a predetermined period (for example, a period when the voltage Vd of the voltage source 1 is 0 volts).
電圧源1の電圧Vdが第2図に示すように時間と共に直
線的に増大すると、点PO〜P3に第4図(A)に示す
ように電位VpO1Vp1. VO2、VO2が得られ
、これによってフォトダイオードSO〜S3か順次に逆
バイアスされる。換言すれば、第3図に示す等価キャパ
シタンスCSを充電するための電圧がフォトダイオード
SO〜S3に印加される。この時、フォトダイオードS
O〜S3のの等価キャパシタンスCsの内で光入力で放
電したものに対しては充電電流が流れるが、光入力がな
くて放電しなかったものに対しては充電電流が流れない
。フォトダイオードSO〜S3の等価キャパシタンスC
sの充電電流はブロッキングダイオードDCO〜DC3
と電流−電圧変換回1i2とを通って流れるので、充電
を流の有無によって出力端子5の電圧Voutが変化す
る。4つのフォトダイオードSO〜S3の全部に光入力
が与えられたために各等価キャパシタンスCSが放電し
ている状態において、第4図(A)に示す電位VpO〜
Vp3がフォトダイオードSO〜S3に順次に印加され
ると、出力端子5の電圧voutは第4図(B)に示す
ようにフォトダイオードSO〜S3に充電電流が流れる
毎に変化する。即ち、各点PO〜P3の電位VpO〜V
p3の増大につれて等価キャパシタンスCsの充電電流
が増大し、各点PO〜P3の電位VpO〜Vp3が飽和
すると、充電電流が減少し、この充電電流の変化に対応
した出力電圧Voutが得られる。When the voltage Vd of the voltage source 1 increases linearly with time as shown in FIG. 2, the potentials VpO1Vp1. VO2 and VO2 are obtained, which sequentially reverse bias the photodiodes SO to S3. In other words, a voltage for charging the equivalent capacitance CS shown in FIG. 3 is applied to the photodiodes SO to S3. At this time, the photodiode S
Among the equivalent capacitances Cs of O to S3, a charging current flows to those that are discharged due to optical input, but no charging current flows to those that are not discharged due to no optical input. Equivalent capacitance C of photodiode SO~S3
The charging current of s is the blocking diode DCO~DC3
and the current-voltage conversion circuit 1i2, the voltage Vout at the output terminal 5 changes depending on whether charging is flowing or not. In a state where each equivalent capacitance CS is discharged because optical input is given to all four photodiodes SO to S3, the potential VpO to shown in FIG. 4(A)
When Vp3 is sequentially applied to the photodiodes SO to S3, the voltage vout at the output terminal 5 changes each time a charging current flows through the photodiodes SO to S3, as shown in FIG. 4(B). That is, the potentials VpO to V at each point PO to P3
As p3 increases, the charging current of the equivalent capacitance Cs increases, and when the potentials VpO to Vp3 at each point PO to P3 are saturated, the charging current decreases, and an output voltage Vout corresponding to this change in charging current is obtained.
第4図(C)には4つのフォトダイオード5O1S1、
Sl、S3の内の82に光入力が与えられず、SO,S
l、S3のみに光入力が与えられた時の出力端子5の電
圧Voutの変化が示されていえられた時に、フォトダ
イオードS2には充電電流が流れない、即ち、第4図(
A)に示す電位Vp2に対応する出力電圧Voutの変
化が発生しない。FIG. 4(C) shows four photodiodes 5O1S1,
No optical input is given to 82 of S1, S3, SO, S
When it is shown that the voltage Vout at the output terminal 5 changes when optical input is applied only to S3, no charging current flows to the photodiode S2, that is, as shown in FIG.
A change in the output voltage Vout corresponding to the potential Vp2 shown in A) does not occur.
ところで、第1のダイオードDa1〜Da3及び第2の
ダイオードDbO〜Db3は等価容量を有する。By the way, the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes DbO to Db3 have equivalent capacitances.
即ち、単位回NK1を例にとると、第5図に示すように
第1のダイオードDa1は容量Caを有し、第2のダイ
オードDb1は容量cbを有する。従って、21点の電
位変化は、次の3つの時定数の影響を受ける。That is, taking the unit cycle NK1 as an example, as shown in FIG. 5, the first diode Da1 has a capacitance Ca, and the second diode Db1 has a capacitance cb. Therefore, potential changes at 21 points are affected by the following three time constants.
τ1 =Ca −Rb
?−2= (Ca Cb / (Ca 十Cb ) )
・Raτ3 =Cb −Ra
本実施例では、第1及び第2の抵抗RaO〜Ra3、R
bl〜Rb3がそれぞれ30にΩに設定され、第1及び
第2のダイオードDa1〜Da3、DbO〜Db3の等
価容量Ca 、Cbがそれぞれ97pFに設定されてい
る。これにより、共通電流出力+i13に得られる電流
Ioutにおける複数のフォトダイオードSO〜S3に
対応する電流変化の相互時間間隔(平均読出し時間間隔
)2.5μsの2倍(5μs)よりも小さい時定数にな
る。τ1 = Ca - Rb? -2= (Ca Cb / (Ca + Cb))
・Raτ3 = Cb −Ra In this example, the first and second resistors RaO to Ra3, R
bl to Rb3 are each set to 30 Ω, and the equivalent capacitances Ca and Cb of the first and second diodes Da1 to Da3 and DbO to Db3 are each set to 97 pF. This makes the time constant smaller than twice (5 μs) the mutual time interval (average readout time interval) of 2.5 μs between the current changes corresponding to the plurality of photodiodes SO to S3 in the current Iout obtained at the common current output +i13. Become.
第6図(B)(C)(D)は第6図(A)に示すのこぎ
り波電圧Vdに応答した出力電流l0ut及び10〜9
3点の電位Vpと時定数τ3との関係を示す、即ち、第
6図(B)はCb=32.3pF、Ra =30にΩ、
v3 =0.97μsの時の多値の変化を示し、第6図
(C)はCb=97pF、Ra =30にΩ、τ3 =
2.9μsの時の多値の変化を示し、第6図(D)はC
b=323pF、Ra =30にΩ、r3 =9.7μ
sの時の多値の変化を示す。FIG. 6(B)(C)(D) shows the output current l0ut and 10 to 9 in response to the sawtooth voltage Vd shown in FIG. 6(A).
Figure 6 (B) shows the relationship between the potential Vp at three points and the time constant τ3, that is, Cb = 32.3 pF, Ra = 30, Ω,
Figure 6 (C) shows the change in multi-value when v3 = 0.97 μs, where Cb = 97 pF, Ra = 30, Ω, τ3 =
Figure 6 (D) shows the change in multi-value at 2.9 μs.
b=323pF, Ra=30Ω, r3=9.7μ
It shows the change in multi-values when s.
第2のダイオードDbO〜Db3の3種類の容量32.
3pF、97pF、323pFはこのp1n接合の面積
(表面積とほぼ同一)をlXl0−3aJ、3X10−
3cd、lXl0−2−の3段階に変えることによって
得られる。第6図(B)(C)(D)のVp、Iout
の測定は、第4図(B)と同様に全てのフォトダイオー
ドSO〜S3に光入力を与えた条件下で行われている。Three types of capacitance 32 of second diodes DbO to Db3.
3pF, 97pF, and 323pF are the area of this p1n junction (almost the same as the surface area) lXl0-3aJ, 3X10-
3cd, lXl0-2-. Vp, Iout in Fig. 6 (B) (C) (D)
The measurement was carried out under the condition that optical input was applied to all photodiodes SO to S3 as in FIG. 4(B).
第6図(B)〜(D)の横軸(時間幅)の零に同期して
第6図(A)に示すのこぎり波電圧Vdを発生させると
、10〜93点の電位VpO〜Vp3が順次に立上る。When the sawtooth voltage Vd shown in FIG. 6(A) is generated in synchronization with zero on the horizontal axis (time width) in FIGS. 6(B) to (D), the potentials VpO to Vp3 at points 10 to 93 are generated. rise one after another.
各電位VpO〜Vp3は、第6図(A)ののこぎり波の
速度より速く立上ることはできない。なお、第6図(A
)の縦軸の電圧Vdは第6図(B)〜(D)の縦軸の電
圧Vpよりも圧縮して示されている。もし、第2のダイ
オードDbO〜Db3が等価容量cbを具備しないとす
れば、ダイオードDbO〜Db3の電圧−電流の立上り
特性とのこぎり波電圧Vdの立上り速度に依存して10
〜93点の電位Vpが変化する。しかし、実際には、第
2のダイオードDbO〜Db3が等価容量Cbを有する
ので、等価容量cbの充電に追従して10〜93点の電
位が立上る。10〜93点の電位VpO〜Vp3の上昇
速度は時定数τ3=Ra−Cbに依存する。第6図(B
)(C)に示すように時定数τ3が比較的小さいと、出
力電流I outのフォトダイオードSO〜S3に対応
する電流変化分が大きくなり、フォトダイオードSO〜
S3の出力の分M(ドツトの分離)が良くなる。Each of the potentials VpO to Vp3 cannot rise faster than the sawtooth wave speed shown in FIG. 6(A). In addition, Fig. 6 (A
) is shown more compressed than the voltage Vp on the vertical axis in FIGS. 6(B) to (D). If the second diodes DbO to Db3 do not have an equivalent capacitance cb, it depends on the voltage-current rise characteristics of the diodes DbO to Db3 and the rise speed of the sawtooth voltage Vd.
The potential Vp at ~93 points changes. However, in reality, since the second diodes DbO to Db3 have the equivalent capacitance Cb, the potentials at points 10 to 93 rise following the charging of the equivalent capacitance cb. The rising speed of the potentials VpO to Vp3 at points 10 to 93 depends on the time constant τ3=Ra−Cb. Figure 6 (B
) As shown in (C), when the time constant τ3 is relatively small, the amount of current change corresponding to the photodiode SO~S3 of the output current I out becomes large, and the photodiode SO~
M (separation of dots) is improved by the output of S3.
一方、第6図(D)に示すように時定数で3が大きくな
ると、10〜93点の電位VpO〜Vp3の立上り速度
が遅くなり、各電位vpo〜Vp3の飽和時点よりもか
なり前から立上りを開始し、電位VpO〜Vp3の立上
り期間の重なりが多くなり、結局出力電流I outに
おけるフォトダイオードSO〜S3に対応する成分(ド
ツト成分〉の分離が悪くなる。第1のダイオードDa1
〜Da3が順次にオンになる時間間隔に対応する平均読
出し時間間隔はこの実施例の場合2.5μsであるので
、第6図(B)(C)(D)の場合の時定数の平均読出
し時間間隔に対する割合は、0.39倍、1.2倍、3
.9倍である。この割合が2倍以下の場合には、出力電
流I outのフォトダイオードSO〜S3戒分(ドツ
ト成分)の分離性が良いことが確認されている。なお、
これを1.5倍以下にすれば更に良い。On the other hand, as shown in FIG. 6(D), when the time constant becomes 3, the rising speed of the potentials VpO to Vp3 at points 10 to 93 becomes slow, and the rising speed of the potentials Vpo to Vp3 at points 10 to 93 becomes long before the saturation point. starts, the rising periods of the potentials VpO to Vp3 overlap more, and as a result, the separation of the components (dot components) corresponding to the photodiodes SO to S3 in the output current Iout becomes worse.The first diode Da1
Since the average readout time interval corresponding to the time interval in which Da3 is turned on sequentially is 2.5 μs in this embodiment, the average readout time constant in the case of FIGS. 6(B), (C), and (D) The ratio to the time interval is 0.39 times, 1.2 times, 3
.. It is 9 times more. It has been confirmed that when this ratio is twice or less, the separation of the photodiode SO to S3 components (dot components) of the output current Iout is good. In addition,
It is even better if this is 1.5 times or less.
今、時定数τ3について考えたが、時定数τ1、τ2、
τ3のすべてが、平均読出し時間間隔に対今、時定数τ
3について考えたが、時定数τ1、τ2、τ3のすべて
が、平均読出し時間間隔に対して2倍以下であることが
望ましい、この実施例では、
Ra =Rb =30にΩ、
Ca =Cb =97pF
であるので、
τ1 =2.9μs
τ2=1.5μs
τ3=2.9μs
である。I just thought about the time constant τ3, but the time constants τ1, τ2,
All of τ3 are now relative to the average readout time interval, and the time constant τ
3, it is desirable that the time constants τ1, τ2, τ3 are all less than or equal to twice the average readout time interval. In this example, Ra = Rb = 30Ω, Ca = Cb = Since it is 97 pF, τ1 = 2.9 μs τ2 = 1.5 μs τ3 = 2.9 μs.
以上のように本実施例によればフォトダイオードSO〜
S3の順次駆動(走査)をトランジスタを使用せずにダ
イオードで行うことができる。ダイオードは電界効果ト
ランジスタに比べてゲート電極が不要な分だけ作製が容
易である0例えばビット間隔125μmの場合において
配線導体の幅を20μm以上にすることが可能になり、
製造歩留りが大幅に向上する。なお、スイッチ素子を電
界効果トランジスタで構成する場合には、配線導体の幅
を約lOμmにすることが必要であった。As described above, according to this embodiment, the photodiode SO~
Sequential driving (scanning) of S3 can be performed by a diode without using a transistor. Compared to field effect transistors, diodes are easier to manufacture because they do not require a gate electrode.
Manufacturing yield is significantly improved. Note that when the switch element is constituted by a field effect transistor, it is necessary to set the width of the wiring conductor to about 10 μm.
また、各部の時定数を平均読出し時間間隔の2倍以下に
することによって共通出力電流l0utにおけるドツト
成分の分離を確実に行うことが可能になる。Further, by setting the time constant of each part to twice the average readout time interval or less, it becomes possible to reliably separate the dot component in the common output current l0ut.
[変形例]
本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiments, and, for example, the following modifications are possible.
(1) フォトダイオードSO〜S3の相互干渉を防ぐ
ためのプロヅキングダイオードDcO〜DC3を第1の
抵抗RaO〜Ra3に直列に接続すること、又は第2の
抵抗Rb1〜Rb3と第1の抵抗Ra1〜Ra3との間
に接続することが可能である。(1) Producing diodes DcO to DC3 to prevent mutual interference of photodiodes SO to S3 are connected in series to first resistors RaO to Ra3, or second resistors Rb1 to Rb3 and first resistor are connected in series. It is possible to connect between Ra1 to Ra3.
(2) 実施例に従うイメージセンサの読取り画素を多
くすると、その分だけ駆動電圧Vdを高くしなければな
らない。従って、読取り画素数の最大を数十個程度にす
ることが望ましい。これよりも画素数を多くする場合に
はイメージセンサを複数個のブロックに別けて駆動すれ
ばよい。(2) When the number of read pixels of the image sensor according to the embodiment is increased, the driving voltage Vd must be increased accordingly. Therefore, it is desirable to set the maximum number of read pixels to about several dozen. When increasing the number of pixels, the image sensor may be divided into a plurality of blocks and driven.
第7図では第1図の単位回路に1〜に3に相当するn個
の単位回路かm個の回路ブロック81〜B2・・・・・
・Bn+に分割されている。各回路ブロック81〜Bn
+には、第1図の単位回路に1〜に3に相当するものを
数個〜数十個含み、第1図のイメージセンサ回路から電
圧源1を省いた回路に相当するものである。各回路ブロ
ックB1〜Blは電圧源1aにマルチプレクサ10を介
して接続されている。各回路ブロック81〜Bnの出力
端子は増幅器A1〜AIを介して共通に接続されている
。In FIG. 7, n unit circuits corresponding to 1 to 3 are added to the unit circuit in FIG. 1, or m circuit blocks 81 to B2...
- Divided into Bn+. Each circuit block 81~Bn
+ includes several to several tens of units corresponding to 1 to 3 in the unit circuit of FIG. 1, and corresponds to a circuit in which the voltage source 1 is omitted from the image sensor circuit of FIG. Each circuit block B1 to Bl is connected to a voltage source 1a via a multiplexer 10. The output terminals of each circuit block 81-Bn are commonly connected via amplifiers A1-AI.
電圧源1aは第8図(A)に示すのこぎり波(三角波)
を繰返して発生する。マルチプレクサ10は第8図(B
)(C)に示すように、第8図(A)ののこぎり波を回
路ブロック81〜Bnに分配する。各回路ブロック81
〜B−の各フォトダイオードに対する光入力は第8図(
D>に示すように常に与える。The voltage source 1a is a sawtooth wave (triangular wave) shown in FIG. 8(A).
occurs repeatedly. The multiplexer 10 is shown in FIG.
) As shown in (C), the sawtooth wave of FIG. 8(A) is distributed to circuit blocks 81 to Bn. Each circuit block 81
The optical input to each photodiode of ~B- is shown in Figure 8 (
Always give as shown in D>.
第9図及び第10図はイメージセンサの別の駆動方法を
示す、第9図においても、第7図と全く同様に、第1図
の単位回路に1〜に3に相当するn個の単位回路がm個
の回路ブロック81〜Bnに分けられている。各回路ブ
ロック81〜BINは電圧源1にそれぞれ接続されてい
る。第9図の電圧源1は第1図のそれと同様に第10図
(A>に示すのこぎり波を発生する。のこぎり波は第1
0図(B)(C)に示すように回路ブロック81〜Bn
に同時に供給される。この結果、各回路ブロック81〜
Blで走査が同時に開始し、同時に出力が発生する。各
回路ブロック81〜B^の出力はメモリを含む信号処理
回路11に送られる。信号処理回路11は回路ブロック
81〜BIlの出力を回路ブロック81〜Blの配列順
番に対応するように共通の時間軸上に配置する。なお、
第9図のイメージセンサでは、第10図(D>に示すよ
うにフォトダイオードに対する光出力が駆動電圧Vdが
零の期間に与えられている。9 and 10 show another method of driving the image sensor. In FIG. 9, just as in FIG. 7, n units corresponding to 1 to 3 are added to the unit circuit in FIG. 1. The circuit is divided into m circuit blocks 81 to Bn. Each of the circuit blocks 81 to BIN is connected to the voltage source 1, respectively. The voltage source 1 in FIG. 9 generates a sawtooth wave shown in FIG. 10 (A>) in the same way as that in FIG.
As shown in FIGS. 0 (B) and (C), circuit blocks 81 to Bn
are supplied at the same time. As a result, each circuit block 81~
Scanning starts at the same time in Bl, and output occurs at the same time. The output of each circuit block 81-B^ is sent to a signal processing circuit 11 including a memory. The signal processing circuit 11 arranges the outputs of the circuit blocks 81 to BIl on a common time axis so as to correspond to the arrangement order of the circuit blocks 81 to BIl. In addition,
In the image sensor of FIG. 9, as shown in FIG. 10 (D>), optical output is given to the photodiode during a period when the drive voltage Vd is zero.
(3) のこぎり波を第11図に示すような、階段状の
のこぎり波とすること、及び第12図に示すように2次
曲線的に増大するのこぎり波とすることができる。(3) The sawtooth wave can be a stepped sawtooth wave as shown in FIG. 11, or a sawtooth wave that increases in a quadratic curve as shown in FIG.
(4) 各ダイオードの極性、電圧源1の極性を逆にす
ることもできる。(4) The polarity of each diode and the polarity of the voltage source 1 can also be reversed.
(5) 実施例ではダイオードDa1〜Da3、DbO
〜Db3として水素化アルモファスシリコン(非晶質シ
リコン)を使用したが、非晶質シリコンカーバイト等を
使用することもできる。(5) In the example, diodes Da1 to Da3, DbO
~ Although hydrogenated amorphous silicon (amorphous silicon) was used as Db3, amorphous silicon carbide or the like may also be used.
(6) ダイオードDa1〜Da3、DbO〜Db3、
DcO〜Dc3はPIN、PI、IN、ショットキー接
合ダイオード等のいずれであってもよい。(6) Diodes Da1 to Da3, DbO to Db3,
DcO to Dc3 may be any of PIN, PI, IN, Schottky junction diodes, etc.
(7) ダイオードDbO〜Db3のカソード端子に電
圧を印加してもよい。即ちダイオードDbO〜Db3と
グランドとの間にバイアス電圧を印加してダイナミック
レンジの拡大を図ることができる。(7) A voltage may be applied to the cathode terminals of the diodes DbO to Db3. That is, the dynamic range can be expanded by applying a bias voltage between the diodes DbO to Db3 and the ground.
(8) 第1図において、第2の抵抗の値をRb1から
Rb3に向かって徐々に大きくなるように設定してもよ
い。即ち、Rbo< Rbl< Rb2< Rb3に設
定してもよい。(8) In FIG. 1, the value of the second resistor may be set to gradually increase from Rb1 to Rb3. That is, it may be set to Rbo<Rbl<Rb2<Rb3.
(9) 第13図に示すように、電流−電圧変換回路2
を、共通電流出力線3とグランドとの間に負荷抵抗R1
を接続し、この電圧を交流分抽出用コンデンサCを介し
て取出すように構成してもよい。(9) As shown in Figure 13, the current-voltage conversion circuit 2
A load resistor R1 is connected between the common current output line 3 and the ground.
It may also be configured such that this voltage is extracted via the AC component extraction capacitor C.
[発明の効果]
上述のように本発明によれば、単純な構成のイメージセ
ンサを提供することができる。また、フォトダイオード
の出力を確実に取出すことが可能になる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an image sensor with a simple configuration can be provided. Furthermore, it becomes possible to reliably extract the output of the photodiode.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わるイメージセンサを示す
回路図、
第2図はのこぎり波を示す波形図、
第3図はフォトダイオードの等価回路図、第4図(A)
は第1図の回路の各点PO〜P3の電位変化を示す図、
第4図(B)は第1図の回路の出力端子の電圧変化を4
つのフォトダイオード全部に光入力があった状態で示す
図、
第4図(C)は第1図の回路の出力端子の電圧変化を4
つのフォトダイオードの内の3つのみに光入力があった
状態で示す図、
第5図は単位回路の時定数を説明するための図、第6図
(A)はのこぎり波電圧を示す波形図、第6図(B)(
C)(D)は時定数の変化とPO〜P3点電位及び出力
電流の変化との関係を示す図、
第7図は単位回路の数か多い時のフォトダイオードの駆
動方式を原理的に示すブロック図、第8図は第7図の各
部の状態を示す図、第9図は第7図と同様に単位回路の
数が多い時のフォトダイオードの駆動方式を原理的に示
すブロック図、
第10図は第9図の各部の状態を示す図、第11図及び
第12図はのこぎり波の変形例を示す波形図、
第13図は電流−電圧変換回路の変形例を示す回路図で
ある。
1・・・電圧源、Da1〜Da3・・・ダイオード、R
al〜Ra3・・・第1の抵抗、Rb1〜Rb3・・・
第2の抵抗、81〜S3・・・フォトダイオード、2・
・・電流−電圧変換回路。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a circuit diagram showing an image sensor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram showing a sawtooth wave, Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of a photodiode, Fig. 4 (A)
is a diagram showing the potential change at each point PO to P3 of the circuit in Figure 1, and Figure 4 (B) is a diagram showing the voltage change at the output terminal of the circuit in Figure 1.
Figure 4 (C) shows the voltage change at the output terminal of the circuit in Figure 1 when all three photodiodes receive optical input.
Figure 5 is a diagram to explain the time constant of the unit circuit; Figure 6 (A) is a waveform diagram showing sawtooth voltage. , Figure 6(B) (
C) (D) is a diagram showing the relationship between changes in time constant and changes in PO to P3 point potential and output current. Figure 7 shows the principle of the photodiode drive method when the number of unit circuits is large. 8 is a block diagram showing the state of each part in FIG. 7, and FIG. 9 is a block diagram showing the principle of the photodiode drive method when there are many unit circuits, similar to FIG. 7. FIG. 10 is a diagram showing the state of each part in FIG. 9, FIGS. 11 and 12 are waveform diagrams showing a modification of the sawtooth wave, and FIG. 13 is a circuit diagram showing a modification of the current-voltage conversion circuit. . 1... Voltage source, Da1-Da3... Diode, R
al~Ra3...first resistance, Rb1~Rb3...
Second resistor, 81-S3... Photodiode, 2.
...Current-voltage conversion circuit.
Claims (1)
のこぎり波を供給するための電圧源(1)と、 第1の電極と第2の電極とをそれぞれ有する複数個の第
1のダイオード(Da1〜Da3)が直列に接続された
回路であり、その一端が前記電圧源(1)に接続され、
且つそれぞれの第1のダイオード(Da1〜Da3)の
順方向電流が前記のこぎり波に基づいて流れるような方
向性をそれぞれの第1のダイオード(Da1〜Da3)
が有し、且つそれぞれの第1のダイオード(Da1〜D
a3)の前記第1の電極が前記電圧源(1)の側に配置
されている第1の直列回路と、 それぞれが第1の抵抗(Ra1〜Ra3)と第2のダイ
オード(Db1〜Db3)とを直列に接続した回路から
成り、それぞれの第1のダイオード(Da1〜Da3)
の前記第2の電極と前記電圧源(1)の他端との間にそ
れぞれ接続され、且つそれぞれの第2のダイオード(D
b1〜Db3)の順方向電流が前記のこぎり波に基づい
て流れるような方向性をそれぞれの第2のダイオード(
Db1〜Db3)が有している複数の第2の直列回路と
、 それぞれの第1のダイオード(Da1〜Da3)の前記
第2の電極と前記電圧源(1)の他端との間にそれぞれ
接続された複数の第2の抵抗(Rb1〜Rb3)と、 前記第1の抵抗(Ra1〜Ra3)と前記第2のダイオ
ード(Db1〜Db3)との接続点(P1〜P3)と共
通電流出力線(3)との間に逆バイアスされる方向性を
有してそれぞれ接続されている複数のフォトダイオード
(S1〜S3)と、 前記共通電流出力線(3)と前記電圧源(1)の他端と
の間に接続された電流−電圧変換回路(2)と から成るイメージセンサにおいて、 前記第1のダイオード(Da1〜Da3)の等価容量を
Ca、前記第2のダイオード(Db1〜Db3)の等価
容量をCb、第1の抵抗(Ra1〜Ra3)の値をRa
、第2の抵抗Rb1〜Rb3)の値をRbとした時に、 τ1=Ca・Rb τ2={CaCb/(Ca+Cb)}・Raτ3=Cb
・Ra で表わされる時定数のすべてが、前記のこぎり波に応答
して前記第1のダイオード(Da1〜Da3)が順次に
オン状態に転換する相互時間間隔の2倍よりも小さいこ
とを特徴とするイメージセンサ。[Claims] [1] A plurality of voltage sources each having a voltage source (1) for supplying a sawtooth wave that increases or decreases continuously or stepwise with time, and a first electrode and a second electrode. A circuit in which first diodes (Da1 to Da3) are connected in series, one end of which is connected to the voltage source (1),
In addition, each of the first diodes (Da1 to Da3) has a directionality such that the forward current of each of the first diodes (Da1 to Da3) flows based on the sawtooth wave.
has, and each first diode (Da1 to D
a3) a first series circuit in which the first electrode is placed on the side of the voltage source (1); a first resistor (Ra1 to Ra3) and a second diode (Db1 to Db3), respectively; It consists of a circuit in which the first diodes (Da1 to Da3) are connected in series.
and the other end of the voltage source (1), and each second diode (D
The respective second diodes (
Db1 to Db3) have a plurality of second series circuits, and between the second electrode of each of the first diodes (Da1 to Da3) and the other end of the voltage source (1), respectively. A plurality of connected second resistors (Rb1 to Rb3), a connection point (P1 to P3) between the first resistor (Ra1 to Ra3) and the second diode (Db1 to Db3), and a common current output a plurality of photodiodes (S1 to S3) each connected with a reverse bias direction between the common current output line (3) and the voltage source (1); In an image sensor comprising a current-voltage conversion circuit (2) connected between the other end, the equivalent capacitance of the first diode (Da1 to Da3) is Ca, and the equivalent capacitance of the second diode (Db1 to Db3) is Ca. Cb is the equivalent capacitance of , and Ra is the value of the first resistance (Ra1 to Ra3).
, the value of the second resistors Rb1 to Rb3) is Rb, τ1=Ca・Rb τ2={CaCb/(Ca+Cb)}・Raτ3=Cb
characterized in that all of the time constants represented by Ra are smaller than twice the mutual time interval during which the first diodes (Da1 to Da3) sequentially turn on in response to the sawtooth wave; image sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016346A JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016346A JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220973A true JPH03220973A (en) | 1991-09-30 |
| JPH0646761B2 JPH0646761B2 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=11913819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016346A Expired - Lifetime JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646761B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5533663A (en) * | 1994-11-21 | 1996-07-09 | At&T Corp. | Solder wave measurement device |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP2016346A patent/JPH0646761B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5533663A (en) * | 1994-11-21 | 1996-07-09 | At&T Corp. | Solder wave measurement device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0646761B2 (en) | 1994-06-15 |
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