JPH03250764A - Photoelectric converter - Google Patents

Photoelectric converter

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JPH03250764A
JPH03250764A JP2048077A JP4807790A JPH03250764A JP H03250764 A JPH03250764 A JP H03250764A JP 2048077 A JP2048077 A JP 2048077A JP 4807790 A JP4807790 A JP 4807790A JP H03250764 A JPH03250764 A JP H03250764A
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photoelectric conversion
conversion element
element array
signal
receiving element
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Tatsuo Furukawa
達生 古川
Hisaki Nakayama
寿樹 仲山
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換装置に係り、特に光電変換された電荷
を蓄積可能な複数の光電変換素子を備えた光電変換装置
に関する。本発明は、例えばカメラのパッシブ方法の焦
点検出装置等に用いられる光電変換装置に好適に用いら
れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly to a photoelectric conversion device including a plurality of photoelectric conversion elements capable of accumulating photoelectrically converted charges. INDUSTRIAL APPLICATION This invention is suitably used for the photoelectric conversion apparatus used for the focus detection apparatus of the passive method of a camera, etc., for example.

[従来の技術] 従来、この種の装!としては、例えば本出願人による特
開平1−222583号が既に提案されている。
[Conventional technology] Conventionally, this type of clothing! For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-222583 by the present applicant has already been proposed.

第14図に、特開平1−222583号に示される光電
変換素子アレイの等価回路図を示す。
FIG. 14 shows an equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion element array disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-222583.

第14図において、1−3〜1−0は蓄積タイプのフォ
トトランジスタアレイ(セル)であり、コレクタには共
通の電源が接続され、制御電極領域(ベース)に光電変
換された電荷を蓄積し、主電極領域(エミッタ)から読
み出すことのできる構造を有するもので、その具体的内
容は例えば特開昭62−128678号、特開昭62−
113468号、特開昭63−24664号、特開昭6
3−76476号、特開昭63−76582号等に詳細
な記載がある。2−3〜2−nはフォトトランジスタア
レイ1を構成する各バイポーラトランジスタのベースな
φ7.1が与えられたときに電源■ゎに接続してリセッ
トするためのPMOSスイッチ、3−1〜3.、、、は
バイポーラトランジスタの各エミッタに接続されて蓄積
された信号なφ、に同期して後段へ取り出すためのNM
OSスイッチ、4−1〜4−、、はNMOSスイッチ3
−1〜3−7各々に直列接続されて画像信号を読出しラ
イン7に送出するためのNMOSスイッチである。5−
1〜5−、はNMOSスイッチ3−3〜3−0と4−2
〜4−、の各接続点と接地間に接続された各画素ごとの
信号を読み出すための蓄積容量、9はNMOSスイッチ
4−1〜4−、、を順番にオンさせて画像信号を逐次読
み出す為のシフトレジスタである。8はNMOSスイッ
チ4−1〜4−、、の出力端子が共通接続された読出し
ライン7を信号φ、、r1の与えられたときに接地して
初期化するためのNMOSスイッチ、9は読出しライン
7に出力された画像信号を増幅する出力アンプ、10−
1〜10−nはφV□が与えられたときにフォトトラン
ジスタアレイ1−+”−1□の各エミッタを接地する為
のNMOSスイッチである。107は最大最小値検出回
路であり、最小値検出回路11−1〜11−n、最大値
検出回路12−1〜12−o、出力アンプ13.14よ
り構成されている。
In Fig. 14, 1-3 to 1-0 are storage type phototransistor arrays (cells), the collectors of which are connected to a common power source, and the control electrode area (base) that stores photoelectrically converted charges. , which has a structure that allows reading from the main electrode region (emitter), and its specific contents are disclosed in, for example, JP-A-62-128678 and JP-A-62-
No. 113468, JP-A-63-24664, JP-A-6
Detailed descriptions are given in No. 3-76476, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-76582, etc. 2-3 to 2-n are PMOS switches for connecting to the power supply and resetting when the base φ7.1 of each bipolar transistor constituting the phototransistor array 1 is applied; 3-1 to 3. , , are NMs connected to each emitter of the bipolar transistor and taken out to the subsequent stage in synchronization with the accumulated signal φ.
OS switches, 4-1 to 4-, are NMOS switches 3
-1 to 3-7 are NMOS switches connected in series to each of them for sending an image signal to the readout line 7. 5-
1 to 5-, are NMOS switches 3-3 to 3-0 and 4-2
Storage capacitance for reading out signals for each pixel connected between each connection point of ~4-, and the ground, 9 sequentially turns on NMOS switches 4-1 to 4-, and reads out image signals one after another. This is a shift register for 8 is an NMOS switch for grounding and initializing the read line 7, to which the output terminals of the NMOS switches 4-1 to 4-, are commonly connected, when signals φ, , r1 are applied; 9 is a read line; an output amplifier for amplifying the image signal outputted to 7, 10-
1 to 10-n are NMOS switches for grounding each emitter of the phototransistor array 1-+"-1□ when φV□ is applied. 107 is a maximum/minimum value detection circuit, which detects the minimum value. It is comprised of circuits 11-1 to 11-n, maximum value detection circuits 12-1 to 12-o, and output amplifiers 13.14.

第15図に最小値検出回路の一単位の構成を示す。FIG. 15 shows the configuration of one unit of the minimum value detection circuit.

第15図に示すように、ひとつの最小値検出回路は、1
個の差動増幅器3oと1個のPNP型トランジスタ31
とにより構成される。差動増幅器30は、定電流回路4
11 、 PMO3)ランジスタ407,408、NM
QS ト−17ンジスタ4o9゜410からなる。 P
NP型トランジスタ31のエミッタラインは差動増幅器
3oの反転入力(1,)に帰還され、非反転入力(1,
)には、フォトトランジスタアレイ1−+〜1.の各画
素列の各エミッタが入力されている。差動増幅器3゜の
非反転入力が(r−+)のレベルが反転入力(I 、1
g)のレベルより高い場合、PNP型トランジスタ3I
のベース電位をほぼ電源電圧レベルまで変位させ、PN
P型トランジスタ31をオフさせる。したがって第14
図に示した出力アンプ13の入力には電圧を生じさせな
い。PNP型トランジスタ31に出力電圧を生じさせる
のは、差動増幅器30の非反転入力(I n、)に最も
低い電圧が与えられた場合であり、最小値検出となる。
As shown in FIG. 15, one minimum value detection circuit consists of 1
differential amplifier 3o and one PNP transistor 31
It is composed of The differential amplifier 30 is a constant current circuit 4
11, PMO3) transistors 407, 408, NM
Consists of QS To-17 transistor 4o9°410. P
The emitter line of the NP transistor 31 is fed back to the inverting input (1,) of the differential amplifier 3o, and is fed back to the non-inverting input (1,
) includes phototransistor arrays 1-+ to 1. Each emitter of each pixel column is input. The level of the non-inverting input of the differential amplifier 3° (r-+) is the level of the inverting input (I, 1
g), the PNP transistor 3I
By displacing the base potential of PN to almost the power supply voltage level,
Turn off the P-type transistor 31. Therefore the 14th
No voltage is generated at the input of the output amplifier 13 shown in the figure. The output voltage is generated in the PNP transistor 31 when the lowest voltage is applied to the non-inverting input (In,) of the differential amplifier 30, and the minimum value is detected.

第16図に最大値検出回路の一単位の構成を示す。FIG. 16 shows the configuration of one unit of the maximum value detection circuit.

第16図に示すように、ひとつの最大値検出回路は、1
個の差動増幅器32と1個のNPN型トランジスタ33
とにより構成される。差動増幅器32は、定電流回路4
01、PMO3l−ランジスタ4.02,403、NM
QS トランジスタ404゜405からなる。NPN型
トランジスタ33のエミッタラインは、差動増幅器32
の反転入力(In2)に帰還され出力ラインとなってい
る。非反転入力(1,、)には、各画素列の各エミッタ
が接続されている。差動増幅器32の非反転入力(I□
)が反転入力(1,)より低い場合、NPN型トランジ
スタ33のベース電位は、はぼ負電源の電圧レベルまで
下げられ、NPN型トランジスタ33はオフ状態となる
。このNPN型トランジスタ33に出力電圧を生じさせ
るのは、差動増幅器32の非反転入力(工。、)に最も
高い電圧が与えられた場合であり、最大値検出となる。
As shown in FIG. 16, one maximum value detection circuit consists of 1
differential amplifier 32 and one NPN transistor 33
It is composed of The differential amplifier 32 is connected to the constant current circuit 4
01, PMO3l-transistor 4.02,403, NM
QS consists of transistors 404 and 405. The emitter line of the NPN transistor 33 is connected to the differential amplifier 32.
It is fed back to the inverting input (In2) of , and serves as an output line. Each emitter of each pixel column is connected to the non-inverting input (1,,). Non-inverting input of differential amplifier 32 (I□
) is lower than the inverting input (1, ), the base potential of the NPN transistor 33 is lowered to approximately the voltage level of the negative power supply, and the NPN transistor 33 is turned off. The NPN transistor 33 generates an output voltage when the highest voltage is applied to the non-inverting input of the differential amplifier 32, and the maximum value is detected.

なお、Rは最小値検出回路、最大値検出回路において、
ともに負荷抵抗を示す。
In addition, R is the minimum value detection circuit and the maximum value detection circuit,
Both indicate load resistance.

第17図は第14図の光電変換素子アレイの動作を説明
するタイミングチャートである。
FIG. 17 is a timing chart illustrating the operation of the photoelectric conversion element array shown in FIG. 14.

まず、リセットが行なわれる。時間t1〜t21〜lお
いてφ、□をローレベルにし、PMOSスイッチ2−1
〜l、をオンすることにより、フォトトランジスタアレ
イ(以下2画素列という)1−1〜1−、、のベースが
■。の電位に固定される。
First, a reset is performed. At time t1-t21-l, φ and □ are set to low level, and PMOS switch 2-1
By turning on ~l, the bases of the phototransistor arrays (hereinafter referred to as two pixel columns) 1-1 to 1- are turned on. It is fixed at the potential of

次に、時間t、〜t4期間においてφvrs及びφ、を
ハイレベル(ON)にすることにより、NMOSスイッ
チ10−+ 〜10−n及び3−1〜3−nが導通し、
蓄積容量5−1〜5−0が接地され、残留電荷がリセッ
トされる。この画素列1−1〜l−0のベース及びエミ
ッタの各々に対するリセットが終了すると、次に蓄積動
作に入る。
Next, by setting φvrs and φ to high level (ON) during the time period t to t4, the NMOS switches 10-+ to 10-n and 3-1 to 3-n become conductive.
Storage capacitors 5-1 to 5-0 are grounded and residual charges are reset. When the reset of each of the base and emitter of the pixel columns 1-1 to l-0 is completed, the storage operation starts next.

蓄積動作に入ると、光電変換された電荷は画素列1−1
〜1−、、のベース領域に蓄積される。このとき、画素
列のベース及びエミッタはフローティング(容量負荷状
態)になっており、エミッタにはベース電位を反映した
電圧が生じる。
When the storage operation begins, the photoelectrically converted charges are transferred to pixel column 1-1.
~1-, , is accumulated in the base region. At this time, the base and emitter of the pixel column are floating (capacitively loaded state), and a voltage reflecting the base potential is generated at the emitter.

信号の逐次読み出しに際しては、NMOSスイッチ4−
1〜4−7をシフトレジスタ6によって順次ONにし、
蓄積容量5−1〜5〜。に蓄積された信号電荷を読出し
ライン7へ読み出す。シフトレジスタ6ばφ、が入力さ
れるごとにNMOSスイッチ4−1〜4を順次選択する
。このNMOSスイッチ4−1〜4−、、を選択する直
前にφ1.によりNMOSスイッチ8をON状態とし、
読出しライン7に残留している電荷をリセットする。
When reading signals sequentially, NMOS switch 4-
1 to 4-7 are turned ON sequentially by the shift register 6,
Storage capacity 5-1~5~. The signal charge accumulated in the signal charge is read out to the readout line 7. Each time the shift register 6 is inputted, the NMOS switches 4-1 to 4-4 are sequentially selected. Immediately before selecting the NMOS switches 4-1 to 4-, φ1. to turn on the NMOS switch 8,
Residual charges on the readout line 7 are reset.

特願昭63−47644号には、上記のような最大最小
値検出回路を備えた光電変換素子アレイを用いて第18
図や第19図のような光電変換装置を構成することによ
り、被写体のパターンと明部と暗部の差が一定になるよ
うに蓄積時間を制御し、パターンの特徴部分のみをA/
D変換する方法が提案されている。
Japanese Patent Application No. 63-47644 discloses that the 18th
By configuring a photoelectric conversion device as shown in the figure and FIG.
A method of D conversion has been proposed.

これらの装置においては、適正レベルまで蓄積が行なわ
れるか否かの判定を光電変換素子アレイの蓄積レベルの
最大値と最小値との差分が基準レベル■1..に達した
かどうかにより行なっている。102はV a m x
とV a + nとの差分なとるための差動増幅器であ
り、103は差動増幅器102の出力と所定の基準レベ
ル■、rとを比較し、適正な蓄積レベルに達したことを
判定するコンパレータであって、コンパレーク103の
信号φ。。、pが反転することにより、マイクロコンピ
ュータ104は蓄積が基準レベルまで行なわれたことを
検知し、蓄積を終了するためのパルスφ、を光電変換素
子アレイ101に送出する。同時に記憶回路105に対
して信号SNを送出し蓄積終了時のV milルベルを
記憶する。次に読出しパルスφ、及びφnrmが送付さ
れ、光電変換素子より画像(Video)信号が読み出
されA/D変換される。
In these devices, the difference between the maximum and minimum accumulation levels of the photoelectric conversion element array is used as a reference level (1) to determine whether or not accumulation has been performed to an appropriate level. .. This is done depending on whether the target is reached or not. 102 is V a m x
103 is a differential amplifier for taking the difference between V a + n and V a + n, and 103 compares the output of the differential amplifier 102 with a predetermined reference level ■, r, and determines that an appropriate accumulation level has been reached. The signal φ of the comparator 103 is a comparator. . , p are inverted, the microcomputer 104 detects that the storage has been carried out to the reference level, and sends a pulse φ, to the photoelectric conversion element array 101 to end the storage. At the same time, a signal SN is sent to the storage circuit 105 to store the V mil level at the end of accumulation. Next, read pulses φ and φnrm are sent, and an image (video) signal is read out from the photoelectric conversion element and A/D converted.

こめ際、第18図の例では、A/D変換レンジを画像信
号の範囲に合わせてレベルシフトしており、また第19
図の例では画素信号をA/D変換レンジにあわせてレベ
ルシフトしており、いずれもA/D変換が画像信号の最
大値と最小値の間で行なわれるようにしている。
In the example shown in Fig. 18, the level of the A/D conversion range is shifted according to the range of the image signal, and the
In the illustrated example, the pixel signal is level-shifted in accordance with the A/D conversion range, so that A/D conversion is performed between the maximum and minimum values of the image signal.

このようにして得られたデジタル化された画素信号をも
とに、特開昭58−142306号、特開昭59−10
7313号、特開昭60−101513号、あるいは特
開昭63−18314号に開示されている演算を行なう
ことにより合焦判定を行なうことができる。
Based on the digitized pixel signals obtained in this way,
Focus determination can be performed by performing calculations disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 7313, Japanese Patent Application Laid-open No. 101513-1982, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 18314-1983.

しかしながら、上記従来の光電変換装置では画像信号と
光電変換素子アレイの蓄積信号の最大値及び最小値が異
なる読み出し回路を経て出力されるため読み出しゲイン
の違いやアンプ9,13゜14のミスマツチ等が原因と
なり、画素信号の実際の最大値や最小値とv、、8やV
 1nの値がずれてしまう場合があり、また第11図や
第12図の例のように■、、、とvl、、との差に基づ
いて蓄積電荷の制御を行なう場合、画像信号の一部がA
/D変換レンジを越えてしまう場合があった。
However, in the conventional photoelectric conversion device described above, the image signal and the maximum and minimum values of the accumulated signal of the photoelectric conversion element array are outputted through different readout circuits, so differences in readout gain and mismatch between amplifiers 9, 13 and 14 may occur. This may cause the actual maximum or minimum value of the pixel signal to differ from v, 8 or V.
The value of 1n may deviate, and if the accumulated charge is controlled based on the difference between Department is A
/D conversion range was sometimes exceeded.

なお、読み出しゲインの違いは次のようにして生じる。Note that the difference in read gain occurs as follows.

例えば、第14図において蓄積容量5の容量をCTl、
読出しライン7の寄生容量をCHとすると、フォトトラ
ンジスタ1−1のエミッタ電位■、1を読出しライン7
に読み出した場合、出力CTI+CH ない。
For example, in FIG. 14, the capacity of storage capacitor 5 is CTl,
If the parasitic capacitance of the readout line 7 is CH, then the emitter potential of the phototransistor 1-1, 1, is the readout line 7.
When read out, there is no output CTI+CH.

これに対して、V III l nやV wanヨ出力
は、ゲイン1で読み出されるため、ずれが生じてしまう
On the other hand, since the V III l n and V wan outputs are read out with a gain of 1, a shift occurs.

かかる問題を解決するものとして、本出願人は特願平1
−301818号に記載の光電変換装置を提案した。
In order to solve this problem, the applicant has filed a patent application
The photoelectric conversion device described in No.-301818 was proposed.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記特願平1−301818号は以下に
示す課題を有し、改善が望まれていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-301818 has the following problems, and improvements have been desired.

すなわち、最大値と最小値を検出しそれを画像信号と同
じラインに出力する構成では、受光素子から読み出し回
路を介して共通出力線に至るバスと、最大値/最小値検
出回路から共通出力線に至るバスとのバランスがうま(
取れないとSN比が低下し又ビット毎にバラツキの大き
な信号になってしまう。こうなると画像信号そのものの
質を改善するだけでは不十分で、受光素子の蓄積時間を
決定するための最大値/最小値データを正確に検出しな
ければならず、更には検出された最大値/最小値データ
にノイズ成分を付与しないようにして共通出力線に出力
しなければならない。
In other words, in a configuration that detects the maximum and minimum values and outputs them on the same line as the image signal, there is a bus from the light receiving element to the common output line via the readout circuit, and a bus from the maximum/minimum value detection circuit to the common output line. The balance with the bus leading to is good (
If this cannot be achieved, the SN ratio will decrease and the signal will have large variations from bit to bit. In this case, it is not enough to simply improve the quality of the image signal itself; it is also necessary to accurately detect the maximum value/minimum value data for determining the accumulation time of the light receiving element, and furthermore, it is necessary to accurately detect the detected maximum value/minimum value data. The minimum value data must be output to the common output line without adding noise components.

又、特に最近では、測光用の光電変換装置では被写体の
縦方向および横方向のセンシングを行うために光電変換
素子アレイを2次元的に配置する構成が望まれている。
In addition, particularly recently, in a photoelectric conversion device for photometry, a configuration in which a photoelectric conversion element array is arranged two-dimensionally has been desired in order to perform sensing of a subject in the vertical and horizontal directions.

このための構成としては、複数の光電変換装置のチップ
を縦横に並べて構成することも考えられる。しかしなが
ら、そのような構成を採用すると製造コストが高くなる
だけでなく、その組み合わせによってはSN比の小さな
信号しか得られない場合があった。
A conceivable configuration for this purpose is to arrange chips of a plurality of photoelectric conversion devices vertically and horizontally. However, if such a configuration is adopted, not only the manufacturing cost increases, but also a signal with a small signal-to-noise ratio may be obtained depending on the combination.

特に、対応する光電変換素子アレイを駆動するためのク
ロック信号等を発生するデジタル回路がほかの光電変換
素子アレイの受光素子アレイ部近くに配置されるとSN
比の低下が顕著に見られた。
In particular, if a digital circuit that generates a clock signal, etc. for driving a corresponding photoelectric conversion element array is placed near the light receiving element array of another photoelectric conversion element array, the SN
A significant decrease in the ratio was observed.

これは、デジタル回路からのノイズ成分が光電変換信号
に紛れ込み、これが大きな要因になっていると考えられ
る。
This is thought to be due to noise components from the digital circuit getting mixed into the photoelectric conversion signal, which is considered to be a major factor.

更には、複数の光電変換素子アレイのうちチップの端部
側に位置するアレイにおいてその受光素子アレイが内側
で、読み出し回路部が外側になるべ(配されると、残り
の複数の光電変換素子アレイのうち隣接するチップ内側
のアレイの影響を受光部が受けて正確な信号読取が行え
なくなる。
Furthermore, among the plurality of photoelectric conversion element arrays, in the array located on the edge side of the chip, the light receiving element array should be on the inside and the readout circuit section should be on the outside. The light receiving section is influenced by the array inside the adjacent chip, making it impossible to read signals accurately.

[課題を解決するための課題] そこで本発明者らは、受光素子アレイ部、読取回路部、
デジタル回路部、アナログ信号処理部等の複数を組み合
わせて最もノイズが小さ(大きな信号が得られるような
構成を見つけ出し、更にはそれらの一部を一体化して半
導体チップの所定の位置にそれぞれ配置することにより
より一部ノイズ低減を目指した。
[Problems to Solve the Problems] Therefore, the present inventors have developed a light receiving element array section, a reading circuit section,
Combining multiple digital circuit sections, analog signal processing sections, etc. to find the configuration that produces the lowest noise (larger signal), and then integrating parts of them and placing them at predetermined positions on the semiconductor chip. By doing so, we aimed to further reduce some noise.

上述した技術課題を解決するための構成は、光電変換さ
れた電荷を蓄積可能な受光素子を複数有する受光素子ア
レイ部と、前記受光素子アレイ部にて光電変換された電
荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路部と、が
実質的に平面状に配列された光電変換素子アレイの複数
が同一基板上に2次元的に配設された光電変換装置であ
って、前記複数の光電変換素子アレイのうち前記基板の
端部側に位置する光電変換素子アレイは、該光電変換素
子アレイの前記読み出し回路が該基板の内側に向き該光
電変換素子アレイの前記受光素子アレイ部が該基板の外
側に向(ように配設されていることを特徴とする光電変
換装置である。
A configuration for solving the above-mentioned technical problem includes a light receiving element array section having a plurality of light receiving elements capable of accumulating photoelectrically converted charges, and a structure for reading out a signal based on the photoelectrically converted charges in the light receiving element array section. A photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion element arrays arranged in a substantially planar manner are arranged two-dimensionally on the same substrate; Among the photoelectric conversion element arrays located on the edge side of the substrate, the readout circuit of the photoelectric conversion element array faces inside the substrate, and the light receiving element array portion of the photoelectric conversion element array faces outside of the substrate. (This is a photoelectric conversion device characterized by being arranged as follows.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(光電変換装置の構成の説明) 第1図は本発明による光電変換装置の構成を説明する為
の模式的上面図である。
(Description of Structure of Photoelectric Conversion Device) FIG. 1 is a schematic top view for explaining the structure of a photoelectric conversion device according to the present invention.

1001.1101.2001.2101.3001.
3101.4001゜4101光電変換素子アレイにお
ける受光素子アレイ、1002.1102.2002.
2102.3002.3102.4002.4102は
光電変換素子アレイの読み出し回路部である。これら受
光素子アレイの一つと読み出し回路部の一つとで光電変
換素子アレイの一つが構成されている。読み出し回路部
は後述するようにNMOSスイッチや蓄積容量や最大値
検出器や最小値検出器等で構成されている。そして、光
電変換素子アレイは、半導体チップに、図中横方向に2
ラインが並んで上下3列に、これと交差する方向に2ラ
インが並んで1列に、光電変換素子アレイが複数個(こ
こでは8個)配設されている。受光部1001.110
1及び3001.3101はチップの端部に配設されて
おり、対応する読み出し回路部1002.1102及び
3002.3102はチップの内側に向けて配置されて
おり、少な(ともこの4つの光電変換素子アレイにおい
ては、端部からの光が読み出し回路に入射し誤動作を生
じさせることを防いでいる。
1001.1101.2001.2101.3001.
3101.4001゜4101 Light receiving element array in photoelectric conversion element array, 1002.1102.2002.
2102.3002.3102.4002.4102 is a readout circuit section of the photoelectric conversion element array. One of these photodetector arrays and one of the readout circuit sections constitute one of the photoelectric conversion element arrays. The readout circuit section is composed of an NMOS switch, a storage capacitor, a maximum value detector, a minimum value detector, etc., as will be described later. Then, the photoelectric conversion element array is attached to the semiconductor chip in two directions in the horizontal direction in the figure.
A plurality of photoelectric conversion element arrays (eight in this case) are arranged, with lines arranged in three rows above and below, and two lines arranged in a direction intersecting the lines in one row. Light receiving part 1001.110
1 and 3001.3101 are arranged at the end of the chip, and the corresponding readout circuit parts 1002.1102 and 3002.3102 are arranged toward the inside of the chip. In the array, light from the edges is prevented from entering the readout circuit and causing malfunction.

また、1002と1102を含む2つの光電変換装素子
アレイは読み出しライン5010で接続されライン50
09および5015を通してアナログ信号処理回路部5
002に信号を出力する。
Further, two photoelectric conversion element arrays including 1002 and 1102 are connected by a readout line 5010 and a line 50
Analog signal processing circuit section 5 through 09 and 5015
A signal is output to 002.

同様に3002.3102を含む光電変換素子アレイは
ライン5017で接続されライン5016、スイッチ5
021を介してライン5015に接続されている。
Similarly, the photoelectric conversion element array including 3002 and 3102 is connected by a line 5017, and a line 5016 and a switch 5
021 to line 5015.

2012.2102を含む光電変換素子アレイはライン
5012.5014で接続されスイッチ5020を介し
てライン5015に接続されている。
The photoelectric conversion element array including 2012.2102 is connected by line 5012.5014 and connected to line 5015 via switch 5020.

同様に4002.4102を含む光電変換素子アレイは
ライン5011.5013で接続されスイッチ5020
を介してライン5015に接続されている。
Similarly, the photoelectric conversion element array including 4002.4102 is connected to the switch 5020 by the line 5011.5013.
is connected to line 5015 via.

このように読み出しラインは5015を基準にスイッチ
を介して共通のラインとされ受光素子アレイ4001.
4101.2001.2101で挟まれたチップのほぼ
中心を通りアナログ信号処理回路部5002に至る配線
となっている。そして各光電変換素子アレイを駆動する
ためのクロックの発生やIloとなるデジタル回路部や
アナログ信号処理回路部はまとめられてチップの端の所
定箇所に一体的に配置され、発生するノイズが読み出し
ラインに悪影響を及ぼすことを防止している。
In this way, the readout line is set as a common line via the switch with reference to 5015, and the light receiving element array 4001.
4101.2001.2101 and reaches the analog signal processing circuit section 5002 through approximately the center of the chip. The digital circuit section and analog signal processing circuit section, which generate clocks for driving each photoelectric conversion element array and serve as Ilo, are placed together at a predetermined location on the edge of the chip, and the generated noise is removed from the readout line. This prevents any negative impact on the

5003.5004.5005.5006、は蓄積時間
を制御するだめのコンパレータであり、5003は10
02.1102に対応しており、5004は4002.
4102に対応しており、5005は2002.210
2に対応しており、5006は3002.3102に対
応している。
5003.5004.5005.5006 are comparators that control the accumulation time, and 5003 is 10
02.1102, and 5004 corresponds to 4002.
4102, 5005 is 2002.210
2, and 5006 corresponds to 3002.3102.

また、5007.5008はチップの外部と電気的に接
続するためのパッドを複数有するパッド部である。
Moreover, 5007 and 5008 are pad portions having a plurality of pads for electrical connection with the outside of the chip.

(光電変換素子アレイの概略説明) 第2図は本発明の光電変換装置の特徴部分となる光電変
換素子アレイの一つの構成を示す回路図である。ここで
は第1図中8個の光電変換素子アレイのうち一つを例に
とって説明する。
(Schematic Description of Photoelectric Conversion Element Array) FIG. 2 is a circuit diagram showing one configuration of a photoelectric conversion element array, which is a characteristic part of the photoelectric conversion device of the present invention. Here, one of the eight photoelectric conversion element arrays shown in FIG. 1 will be explained as an example.

なお、第14図に示した構成部材と同一構成部材につい
ては同一符号を付して説明を省略する。
Components that are the same as those shown in FIG. 14 are designated by the same reference numerals and their explanations will be omitted.

同図に示すように、本発明にかかわる光電変換素子アレ
イは、第14図に示した従来の光電変換素子アレイに加
えて以下に示す構成部材が設けられる。17.18はそ
れぞれ最大値検出回路12−1〜12−0最小値検出回
路11−1〜11−1の出力に接続されφ、に同期して
最大値と最小値を後段に取り出すためのNMOSスイッ
チであり、1.9.20はNMOSスイッチ17.18
にそれぞれ直列に接続され最大値、最小値を出力ライン
7に送出するためのNMOSスイッチ、15.16はN
MOSスイッチ17.18及びNMOSスイッチ19.
20の各接続点と接地との間に接続された最大値、最小
値の信号を読み出すための蓄積容量である。
As shown in the figure, the photoelectric conversion element array according to the present invention is provided with the following structural members in addition to the conventional photoelectric conversion element array shown in FIG. 17 and 18 are NMOS connected to the outputs of the maximum value detection circuits 12-1 to 12-0 and the minimum value detection circuits 11-1 to 11-1, respectively, for extracting the maximum value and minimum value to the subsequent stage in synchronization with φ. switch, 1.9.20 is NMOS switch 17.18
NMOS switches 15 and 16 are connected in series to send the maximum value and minimum value to the output line 7, respectively.
MOS switch 17.18 and NMOS switch 19.
This is a storage capacitor connected between each of the 20 connection points and the ground for reading out the maximum value and minimum value signals.

第3図は上記光電変換素子アレイの動作を説明するタイ
ミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the photoelectric conversion element array.

なお、蓄積開始までの動作は第14図〜第17図を用い
て説明した従来の光電変換素子アレイと同様の動作をす
るため説明を省略するものとする。
Note that the operation up to the start of accumulation is the same as that of the conventional photoelectric conversion element array described using FIGS. 14 to 17, and therefore a description thereof will be omitted.

蓄積動作に入ると光電変換された電荷は、画素列1−3
〜1−、の制御電極領域(ベース)に蓄積される。この
とき画素列1−5〜11のベース及びエミッタはフロー
ティング(容量負荷状態)になっており、エミッタには
ベース電位を反映した電圧が生じる。またV、□には画
素列1−+〜11の最大出力に対応した出力が現われ、
■、1、には画素列1−1〜1.の最小出力に対応した
出力が現われる。
When the storage operation starts, the photoelectrically converted charges are transferred to pixel columns 1-3.
~1-, is accumulated in the control electrode region (base). At this time, the bases and emitters of the pixel columns 1-5 to 1-11 are floating (capacitively loaded state), and a voltage reflecting the base potential is generated at the emitters. In addition, an output corresponding to the maximum output of pixel rows 1-+ to 11 appears in V, □,
(2), 1, pixel rows 1-1 to 1. The output corresponding to the minimum output appears.

蓄積の終了時には、転送パルスφ、によりその時点での
最大出力レベル、最小出力レベル、各画素の出力レベル
がそれぞれ蓄積容量15,16゜5−1〜5−、、に蓄
積される。読み出しに際しては、NMOSスイッチ19
,20.t、 〜、l、lをシフトレジスタ6によって
順次ON状態とし、蓄積容量15.16.5−、〜5−
.に蓄積された信号を読み出しライン7へ読み出す。シ
フトレジスタ6は、φ、が入力されるたびにNMOSス
イッチ19゜20.4−+〜4−..を順次選択する。
At the end of the accumulation, the maximum output level, the minimum output level, and the output level of each pixel at that time are accumulated in the storage capacitors 15, 16 degrees 5-1 to 5-, respectively, by the transfer pulse φ. When reading, the NMOS switch 19
,20. t, ~, l, l are sequentially turned on by the shift register 6, and storage capacitances 15.16.5-, ~5-
.. The signal accumulated in the readout line 7 is read out to the readout line 7. The shift register 6 switches NMOS switches 19 degrees 20.4-+ to 4- . .. Select sequentially.

このNMOSスイッチ19,20.4−、〜4−0を選
択する直前にφ、、r、によりNMOSスイッチ8をO
N状態とし読み出しライン7に残留している電荷をリセ
ットする。
Immediately before selecting the NMOS switches 19, 20.4-, ~4-0, the NMOS switch 8 is turned off by φ, , r.
The charge remaining in the read line 7 is reset to the N state.

以上から明らかなように、本実施例においては、蓄積終
了時における光電変換素子アレイの最大出力の最小出力
の信号を各画素と同じ読み出し回路を通して同一の読み
出しラインに読み出すことができるまで、読み出しゲイ
ンの差が無く、アンプのミスマツチによる影響もうけず
、光電変換素子アレイの最大出力と最小出力とをより正
確に得ることができる。
As is clear from the above, in this embodiment, the readout gain is increased until the signals of the maximum output and the minimum output of the photoelectric conversion element array at the end of accumulation can be read out to the same readout line through the same readout circuit as each pixel. Therefore, the maximum output and minimum output of the photoelectric conversion element array can be obtained more accurately without being affected by amplifier mismatch.

第4図及び第5図は、本実施例を用いた具体的な光電変
換装置のブロック図である。
FIGS. 4 and 5 are block diagrams of specific photoelectric conversion devices using this embodiment.

第4図、第5図において、101は第2図に示した光電
変換素子アレイ、102はV、0.とVl、、との差分
な取るための差動増幅器、103は差動増幅器102の
出力と所定の基準レベル■1..とを比較し、適正な蓄
積レベルに達したことを判定するコンパレータ、109
と111はVideoラインより出力される最小値と最
大値の信号をそれぞれ記憶する記憶回路、110は記録
回路109の出力とVideoラインより出力される光
電変換素子アレイの出力信号の差をとる差動増幅器、1
12は記録回路111と記録回路109との出力の差を
とる差動増幅器、104はマイクロコンピュータ−であ
る。マイクロコンピュータは、cpuコア104a、 
ROM 104b、 RAM 104c、 A/ D変
換器104dから構成される。
4 and 5, 101 is the photoelectric conversion element array shown in FIG. 2, 102 is V, 0. A differential amplifier 103 for taking the difference between the output of the differential amplifier 102 and a predetermined reference level 1. .. a comparator 109 for determining whether an appropriate accumulation level has been reached by comparing the
and 111 are storage circuits that respectively store the minimum value and maximum value signals output from the Video line, and 110 is a differential circuit that takes the difference between the output of the recording circuit 109 and the output signal of the photoelectric conversion element array output from the Video line. amplifier, 1
12 is a differential amplifier that takes the difference between the outputs of the recording circuit 111 and the recording circuit 109, and 104 is a microcomputer. The microcomputer includes a CPU core 104a,
It is composed of a ROM 104b, a RAM 104c, and an A/D converter 104d.

第4図に示した光電変換装置においては、まず、マイク
ロコンピュータ104がリセット信号φ716.φvr
、を出力し蓄積を開始する。次にコンパレータ103の
反転信号φ。。Il、、をうけφ、が出力され蓄積を中
止する。さらにφnrg及びφ、が出力され読み出しが
行なわれる。このとき最小値の出力のタイミングで記憶
回路109にマイクロコンピュータ104からサンプリ
ング信号SHが送られ最小値が記憶される。引き続き出
力される光電変換素子アレイの出力は差動増幅器110
により最小値との差をとった形でA/D変換される。こ
のときA/D変換の参照の参照電位Vr+は接地電位、
V rnはV tarと設定されているのでA/D変換
は光電変換素子アレイの出力のほぼ最大値と最小値の間
で行なわれるが、このとき光電変換素子アレイの出力の
基準となる最小値が第11図に示した従来の光電変換装
置に比較し正確に読出されているため、A/D変換が正
確に被写体のコントラスト部分について行なわれる。
In the photoelectric conversion device shown in FIG. 4, first, the microcomputer 104 sends a reset signal φ716. φvr
, and start accumulation. Next, the inverted signal φ of the comparator 103. . In response to Il, , φ is output and storage is stopped. Further, φnrg and φ are output and read out. At this time, the sampling signal SH is sent from the microcomputer 104 to the storage circuit 109 at the timing of outputting the minimum value, and the minimum value is stored. The output of the photoelectric conversion element array that is subsequently output is sent to the differential amplifier 110.
A/D conversion is performed by taking the difference from the minimum value. At this time, the reference potential Vr+ for reference of A/D conversion is the ground potential,
Since V rn is set to V tar, A/D conversion is performed between approximately the maximum value and the minimum value of the output of the photoelectric conversion element array. is read out more accurately than in the conventional photoelectric conversion device shown in FIG. 11, so A/D conversion is performed accurately on the contrast portion of the object.

第5図に示した光電変換装置においては、マイクロコン
ピュータ104は最大値と最小値がVideoラインよ
り出力されるタイミングにサンプリング信号SHI、5
)12をそれぞれ出力し光電変換素子アレイの最大値と
最小値をそれぞれ記憶回路111.1.09に記憶する
。引き続き出力される光電変換素子アレイの出力は差動
増幅器110により最小値との差をとった形でA/D変
換器に入力される。このときA/D変換の参照電位V 
r +は接地電位であるが■rnは差動増幅器112に
より得られる最大値と最小値の差としている。V Il
l I nや■11.の値は前述のように実際の光電変
換素子アレイの最大値と最小値を必ずしも正確に反映し
ていないため、V IIIIIm  V +a+nがV
 r e tレベルに達したところで蓄積を終了しても
、実際の信号の幅がV rafであるとは限らない。し
たがって第4図の光電変換装置の例のごとく実際の信号
の幅をA/D変換レンジとすることにより、A/D変換
レンジを越えることなく有効にA/D変換レンジを使っ
てA/D変換が行なえる。
In the photoelectric conversion device shown in FIG.
) 12 respectively and store the maximum value and minimum value of the photoelectric conversion element array in the storage circuit 111.1.09, respectively. The output of the photoelectric conversion element array, which is subsequently outputted, is input to the A/D converter in a form in which the difference from the minimum value is calculated by the differential amplifier 110. At this time, the reference potential V for A/D conversion
r+ is the ground potential, and ■rn is the difference between the maximum value and minimum value obtained by the differential amplifier 112. V Il
l I n and ■11. As mentioned above, the values of V do not necessarily accurately reflect the maximum and minimum values of the actual photoelectric conversion element array, so V IIIm V +a+n is
Even if the accumulation ends when the r e t level is reached, the actual signal width is not necessarily V raf. Therefore, by setting the actual signal width as the A/D conversion range as in the example of the photoelectric conversion device shown in Fig. 4, the A/D conversion range can be effectively used without exceeding the A/D conversion range. Conversion can be performed.

第6図は本発明の光電変換装置の特徴部分となる光電変
換素子アレイの第2実施例の構成を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of a photoelectric conversion element array, which is a characteristic part of the photoelectric conversion device of the present invention.

なお、第2図に示した構成部材と同一構成部材について
は同一符号を付して説明を省略する。
Note that the same reference numerals are given to the same constituent members as those shown in FIG. 2, and the explanation thereof will be omitted.

本実施例の特徴とするところは、光電変換素子アレイの
出力の最大値と最小値だけでなく差動増幅器26を使い
、これらの差分をとって光電変換素子アレイと同じ読み
出しラインから読み出すようにしたところにある。動作
は第1実施例とほぼ同等である光電変換素子アレイの出
力の最大値のかわりに最大値と最小値の差分がφ、によ
り蓄積容量21に蓄積され、シフトレジスタ6によりN
MOSスイッチ23を通して読出しライン7に読み出さ
れる点が異なる。
The feature of this embodiment is that a differential amplifier 26 is used in addition to the maximum and minimum values of the output of the photoelectric conversion element array, and the difference between these is taken and read out from the same readout line as the photoelectric conversion element array. It's right there. The operation is almost the same as in the first embodiment. Instead of the maximum value of the output of the photoelectric conversion element array, the difference between the maximum value and the minimum value is stored in the storage capacitor 21 by φ, and N is stored by the shift register 6.
The difference is that it is read out to the readout line 7 through the MOS switch 23.

この場合第7図の光電変換装置に示すような構成をとる
ことにより、第5図の光電変換装置に示した例と同等の
効果を得られる。即ちVideoラインから読み出され
る最大値と最小値の差及び最小値が出力されるタイミン
グでマイクロコンピュータがサンプリングパルスSHI
とSH2をそれぞれ出力し各信号を記憶回路113と記
憶回路109とに記憶する。記憶回路113の出力はA
/D変換の際と高電位側の参照電位となり、引き続き出
力される光電変換素子アレイの出力は差動増幅器110
により記憶回路109出力との差をとった形でA/D変
換される。
In this case, by adopting a configuration as shown in the photoelectric conversion device of FIG. 7, the same effect as the example shown in the photoelectric conversion device of FIG. 5 can be obtained. That is, the microcomputer outputs the sampling pulse SHI at the timing when the difference between the maximum value and the minimum value read from the Video line and the minimum value are output.
and SH2, respectively, and each signal is stored in the memory circuit 113 and the memory circuit 109. The output of the memory circuit 113 is A
The output of the photoelectric conversion element array, which serves as a reference potential on the high-potential side during /D conversion and is subsequently outputted, is sent to the differential amplifier 110.
A/D conversion is performed by taking the difference from the output of the memory circuit 109.

なおここでは、光電変換素子アレイの蓄積信号の最大値
と最小値の差分を読み出す例をあげたが、後段で行なう
処理の必要に応じて最大値や最小値と光電変換素子アレ
イ中の特定のビット(例えば遮光ビット)との差をとっ
て同じ読み出し系を用いて読み出しても良い。また、後
段での処理の必要に応じて差分に限らず加算や定数倍す
るなどして読み出しても良い。
In this example, we have given an example of reading out the difference between the maximum value and the minimum value of the accumulated signal of the photoelectric conversion element array. The same readout system may be used to read out the difference from the bit (for example, a light-shielded bit). Further, depending on the necessity of processing at a subsequent stage, the data may be read not only by the difference but also by addition, multiplication by a constant, etc.

以上説明したように、最大値検出手段又は/及び最小値
検出手段から得られる信号と光電変換素子の蓄積信号と
の間のずれを無くし、複数の光電変換素子に蓄積された
電荷を正確に反映した信号を得ることができる。
As explained above, the gap between the signal obtained from the maximum value detection means and/or the minimum value detection means and the accumulated signal of the photoelectric conversion element is eliminated, and the charges accumulated in the plurality of photoelectric conversion elements are accurately reflected. You can get the signal.

また本発明の光電変換装置によれば、最大値検出手段又
は/及び最小値検出手段から得られる信号をもとに演算
され得られた信号と光電変換素子の蓄積信号との間のず
れを無くし、複数の光電変換素子に蓄積された電荷を正
確に反映した信号を得ることができる。
Further, according to the photoelectric conversion device of the present invention, there is no deviation between the signal calculated based on the signal obtained from the maximum value detection means and/or the minimum value detection means and the accumulated signal of the photoelectric conversion element. , it is possible to obtain a signal that accurately reflects the charges accumulated in a plurality of photoelectric conversion elements.

(光電変換素子の構成の概略説明) 第8図は本発明による光電変換装置における光電変換素
子の構成を示す模式的平面図である。ここでは光電変換
素子アレイのうち1ビツト分について説明する。
(Schematic Description of Structure of Photoelectric Conversion Element) FIG. 8 is a schematic plan view showing the structure of the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion device according to the present invention. Here, one bit of the photoelectric conversion element array will be explained.

第8図は、本発明の光電変換素子の1ビツト分のブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram of one bit of the photoelectric conversion element of the present invention.

202はセンサーとなる光受光素子のバイポーラトラン
ジスタ、201ばそのベースをリセットする為のPMO
3)ランジスタ、203はそのエミッタを所定の電位に
接続しベースに蓄積された光生成キャリアによる電位を
リセットする為のNMOSトランジスタである。これら
3つのトランジスタにより、光信号の蓄積、リセットが
行われる。
202 is a bipolar transistor of a light receiving element that becomes a sensor, and 201 is a PMO for resetting its base.
3) The transistor 203 is an NMOS transistor whose emitter is connected to a predetermined potential and whose base is used to reset the potential due to the photogenerated carriers accumulated. These three transistors perform optical signal storage and reset.

204はこの1ビツト(bit)のブロックを複数個配
列した時に、そのうちの最大値を検出する手段に用いる
増幅器、205は同様にして最小値を検出する手段に用
いる増幅器であり、例えば前述の第15図、第16図に
記載されているような増幅器である。受光素子より発生
した信号は、これら増幅器を通ってそれぞれ最大値、最
小値が検出される。
204 is an amplifier used for detecting the maximum value when a plurality of 1-bit blocks are arranged; 205 is an amplifier used for detecting the minimum value; for example, the amplifier 205 is used for detecting the minimum value. This is an amplifier as shown in FIGS. 15 and 16. The signals generated by the light receiving element pass through these amplifiers, and the maximum and minimum values are detected, respectively.

206.207は夫々信号転送用のNMO3トランジス
タ、208,209は夫々その信号を蓄積する為の容量
負荷、210,211は夫々容量負荷に蓄えられた信号
負荷を順次読み出す為のNMO3トランジスタ、212
は読み出し用NMO3l−ランジスタを順次走査する為
のシフトレジスタである。
206 and 207 are NMO3 transistors for signal transfer, 208 and 209 are capacitive loads for storing the signals, 210 and 211 are NMO3 transistors for sequentially reading out the signal loads stored in the capacitive loads, and 212
is a shift register for sequentially scanning the NMO3l-transistor for reading.

ここで、信号転送用MO3、容量負荷、読み出し用MO
3がそれぞれ2つずつ接続されているが、このうち20
7,209,21.1は暗時ノイズ補正用、206,2
08,21.1は光信号蓄積用に用いられるもので、そ
れぞれN出力、S出力とじて出力され後に差動増幅器な
どを介して暗時ノイズの補正を行なうものである。
Here, MO3 for signal transfer, capacitive load, MO for reading
3 are connected two each, of which 20
7,209,21.1 is for dark noise correction, 206,2
08 and 21.1 are used for optical signal accumulation, and are output as N output and S output, respectively, and are then used to correct dark noise through a differential amplifier or the like.

(光電変換素子の層構成の説明) 第9図(A)及び第9図(B)はそれぞれ上述した光電
変換素子1 bit分のAA’ll+方向の模式的断面
図である。第9図(A)中、右から順にベースリセット
用のPMO3、光電変換を行う受光用バイポーラトラン
ジスタ、エミッタをリセットする為のNMO3、最小値
検出用増幅器、最小値検出用増幅器、信号転送用NMO
3、信号蓄積用容量が配設されている。
(Description of Layer Structure of Photoelectric Conversion Element) FIGS. 9(A) and 9(B) are schematic cross-sectional views in the AA′ll+ direction of 1 bit of the above-mentioned photoelectric conversion element, respectively. In Fig. 9 (A), from the right, PMO3 for base reset, bipolar transistor for light reception that performs photoelectric conversion, NMO3 for resetting the emitter, amplifier for minimum value detection, amplifier for minimum value detection, and NMO for signal transfer.
3. A signal storage capacity is provided.

更に左へは第9図(B)中布から信号蓄積用容量、読み
出し用NMO3、走査用シフトレジスタが連続して配設
されている。
Further to the left, a signal storage capacitor, a readout NMO 3, and a scanning shift register are successively arranged from the middle cloth in FIG. 9(B).

ここでは図面および説明が複雑とならないように便宜上
−つの光電変換素子の断面図を二つに分けた。
Here, for the sake of convenience, the cross-sectional view of the photoelectric conversion element is divided into two parts so as not to complicate the drawings and explanation.

第9図(A)及び第9図(B)において、301はP型
半導体基体、302はP型不純物を含有するP−埋込層
、303はN型不純物を含有するN−埋込層、304は
N型不純物を含有するN−エピタキシャル層(N−ep
i )、305はP型不純物を微量含有するP−領域、
306はコレクタ抵抗を下げる為のN0領域、307は
ボシリコンで形成されたコレクタ電極、308はコレク
タ電極307とN°領領域を電気的に接続する為のオー
ミックコンタクト層であるN°領領域309は受光用バ
イポーラトランジスタのベース領域となるP−領域で、
P型不純物を含有するP゛領域310を介してA℃配線
331に接続されている。31】はN型不純物が含有さ
れたエミッタとなるN3領域で、ポリシリコンを介して
配線に接続されている。ベースリセット用のPMO3は
ソースとなるP−領域309と接続されているP゛領域
312−1 と、絶縁膜336を介して設けられたベー
ス電極となるポリシリコンとドレインとなるP+領域3
12〜2とで構成されている。337はN型不純物が含
有された素子分離領域であり、N゛領域306と電気的
に接続されている。エミッタリセット用NMO5ばP−
領域305中に形成されたN′″領域315,316と
絶縁層を介して配されたポリシリコンからなるゲート電
極317とで形成されている。318はP型不純物が含
有されたチャネルストッパーである。319は最大値検
出用増幅器、320は最小値検出用増幅器である。
In FIG. 9(A) and FIG. 9(B), 301 is a P-type semiconductor substrate, 302 is a P-buried layer containing P-type impurities, 303 is an N-buried layer containing N-type impurities, 304 is an N-epitaxial layer (N-ep) containing N-type impurities.
i), 305 is a P- region containing a trace amount of P-type impurity,
306 is an N0 region for lowering the collector resistance, 307 is a collector electrode made of bosilicon, and 308 is an ohmic contact layer for electrically connecting the collector electrode 307 and the N° region 309. In the P- region, which becomes the base region of the light-receiving bipolar transistor,
It is connected to an A° C. wiring 331 via a P′ region 310 containing P-type impurities. 31 is an N3 region containing N-type impurities and serving as an emitter, and is connected to the wiring via polysilicon. PMO3 for base reset consists of a P' region 312-1 connected to a P- region 309 which becomes a source, polysilicon which becomes a base electrode provided via an insulating film 336, and a P+ region 3 which becomes a drain.
It is composed of 12 to 2. Reference numeral 337 denotes an element isolation region containing an N-type impurity, and is electrically connected to the N' region 306. NMO5P- for emitter reset
It is formed of N'' regions 315 and 316 formed in the region 305 and a gate electrode 317 made of polysilicon placed through an insulating layer. 318 is a channel stopper containing P-type impurities. 319 is a maximum value detection amplifier, and 320 is a minimum value detection amplifier.

信号転送用NMO3はP−領域321中に形成されたN
0領域322.323と絶縁層を介して配されたポリシ
リコンからなるゲート電極324とで構成されている。
The signal transfer NMO3 is an NMO formed in the P- region 321.
It is composed of zero regions 322 and 323 and a gate electrode 324 made of polysilicon placed through an insulating layer.

325はP型不純物が含有されたチャネルストッパーと
なるP型領域である。蓄積用容量ばP−領域321と絶
縁層336を介して配されたポリシリコン電極327と
で形成される、読み出し用NMO5はP−領域中に形成
されたN4領域328,329と絶縁層を介して配され
たポリシリコンからなるゲート電極330で構成される
。338はP型不純物が含有されたチャネルストッパー
となるP型領域である。
325 is a P-type region containing P-type impurities and serving as a channel stopper. The storage capacitor is formed by the P- region 321 and the polysilicon electrode 327 arranged through the insulating layer 336, and the readout NMO 5 is formed by the N4 regions 328, 329 formed in the P- region and the The gate electrode 330 is made of polysilicon and is arranged in the same manner as shown in FIG. 338 is a P-type region containing a P-type impurity and serving as a channel stopper.

各電極331間には絶縁層332が設けられており、更
に配411331と絶縁層332上は絶縁層333で覆
われている。334は不要な部位(特にセンサ一部以外
の領域)に不要な光が照射されるのを防ぐために設けら
れる1層領域である遮光層である。該遮光層334には
センサーの受光部に対応して窓が形成されている。
An insulating layer 332 is provided between each electrode 331, and the wiring 411331 and the insulating layer 332 are further covered with an insulating layer 333. Reference numeral 334 denotes a light-shielding layer, which is a one-layer region provided to prevent unnecessary light from being irradiated to unnecessary parts (particularly regions other than a part of the sensor). A window is formed in the light shielding layer 334 corresponding to the light receiving part of the sensor.

335は保護層として光電変換素子表面に設けられる絶
縁層である。
335 is an insulating layer provided on the surface of the photoelectric conversion element as a protective layer.

(光電変換素子アレイの付加構成の説明)また8個の光
電変換素子アレイのうち10011002.2001,
2002,3001,3002,4001.4002は
上記光情報読み出し用の光電変換素子ビット以外にも第
10図のように暗成分読み出し用のビットと最大値検出
用のビットと最小値検出用のビットとダミービットとが
アレイ上に設けられている。
(Explanation of additional configuration of photoelectric conversion element array) Also, among the eight photoelectric conversion element arrays, 10011002.2001,
2002, 3001, 3002, 4001.4002 includes, in addition to the above-mentioned photoelectric conversion element bits for reading optical information, bits for reading dark components, bits for maximum value detection, and bits for minimum value detection, as shown in Figure 10. Dummy bits are provided on the array.

また8個の光電変換素子アレイのうち11. OL 。Also, 11 out of 8 photoelectric conversion element arrays. OL.

1102.2]旧、2102,3101,3102,4
101.4102は上記光情報読み出し用の光電変換素
子ビット以外にも第11図のように暗成分読み出し用の
ビットと最大値検出用のビットと最小値検出用のビット
とダミービットとがアレイ上に設けられている。
1102.2] Old, 2102, 3101, 3102, 4
101.4102, in addition to the above-mentioned photoelectric conversion element bits for reading out optical information, there are also bits for reading dark components, bits for maximum value detection, bits for minimum value detection, and dummy bits on the array as shown in Figure 11. It is set in.

第10図は本発明の光電変換素子アレイのうちの100
1.1002,2001,2002,3001,300
2.4001.4002の構成を示したものである。6
01はベースリセット用のp−ch MOS トランジ
スタ、602は受光素子として光電変換を行なうバイポ
ーラトランジスタ、603はエミッタリセット用n−C
h MOSトランジスタ、604は最大値検出回路、6
05は最小値検出回路、606は信号転送用n−ch 
MOSトランジスタ、607は信号電荷を蓄積する為の
容量負荷、608は蓄積容量に蓄えられた電荷を順次読
み出す為のn−ch MOSトランジスタ、609は読
み出し用MO3を走査する為のシフトレジスタである。
FIG. 10 shows 100 of the photoelectric conversion element arrays of the present invention.
1.1002,2001,2002,3001,300
This shows the configuration of 2.4001.4002. 6
01 is a p-ch MOS transistor for base reset, 602 is a bipolar transistor that performs photoelectric conversion as a light receiving element, and 603 is an n-C for emitter reset.
h MOS transistor, 604 is maximum value detection circuit, 6
05 is the minimum value detection circuit, 606 is the n-ch for signal transfer
MOS transistor 607 is a capacitive load for storing signal charges, 608 is an n-ch MOS transistor for sequentially reading out the charges stored in the storage capacitor, and 609 is a shift register for scanning MO3 for reading.

606,607,608の各ブロック内は、第8図に示
したようにノイズ補正用のN成分と、信号蓄積用のS成
分の2つから成り立っている。
Each block 606, 607, and 608 consists of two components, an N component for noise correction and an S component for signal accumulation, as shown in FIG.

受光素子602は、601,603のMOS )ランジ
スタにより、しかるべきリセット動作をされたのち、光
信号の蓄積に入り、照射された光に応じて発生した電荷
を606のMOS )ランジスタを介して607の容量
に蓄えられる。蓄積が終了するとシフトレジスタ609
が走査を開始し、607に蓄えられた電荷は608のM
OS トランジスタを介して順次出力される。この間、
604,605の最大値、最小値検出回路は、複数個配
列された画素の中から最大値、最小値を検出し出力する
The light-receiving element 602 undergoes an appropriate reset operation by the MOS transistors 601 and 603, and then begins to accumulate optical signals, and stores the charges generated in response to the irradiated light through the MOS transistors 606 and 607. can be stored in a capacity of When the accumulation is completed, the shift register 609
starts scanning, and the charge stored in 607 is M of 608.
The signals are output sequentially via the OS transistors. During this time,
The maximum value and minimum value detection circuits 604 and 605 detect and output the maximum value and minimum value from among the plurality of arranged pixels.

又本光電変換素子アレイは、光情報を読み出す為の有効
画素以外にも、暗成分読み出し用のダーク画素、最小値
検出用ビット、最大値検出用ビット、及びダミー画素が
設けられている。このうち、ダーク画素はすべての画素
の光信号出力の基準となる暗時の出力を読み出す為のも
ので、受光素子は遮光されている。最小値及び最大値検
出ビットは、604,605で検出された最大値。
In addition to effective pixels for reading out optical information, this photoelectric conversion element array is provided with dark pixels for reading out dark components, minimum value detection bits, maximum value detection bits, and dummy pixels. Among these pixels, the dark pixel is used to read out the dark output which is a reference for the optical signal output of all pixels, and the light receiving element is shielded from light. The minimum value and maximum value detection bits are the maximum values detected in 604 and 605.

最小値を有効画素と同じ読み出し経路で読み出す為のも
ので、最大値、最小値の出力ラインを転送用1i103
606を介して、607の蓄積容量に接続している。こ
の効果については、特願平1−301818号に詳細に
述べられている。最大値、最小値検出ビットは、上述の
ような構成から、受光素子の出力とは関係がないが、チ
ップ上には均一性確保の為601.,602,603の
受光素子及びリセット用MO3トランジスタを他の画素
と同様に配列している。又、ダミー画素は有効画素の周
辺に配設され有効画素に対する外部からの影響を排除す
る為に設けられている。
This is to read the minimum value using the same readout path as the effective pixel, and the maximum and minimum value output lines are used for transfer 1i103
It is connected to the storage capacitor 607 via 606 . This effect is described in detail in Japanese Patent Application No. 1-301818. The maximum value and minimum value detection bits have no relation to the output of the light receiving element due to the above-mentioned configuration, but 601. , 602, 603 and reset MO3 transistors are arranged in the same manner as other pixels. Further, dummy pixels are arranged around the effective pixels to eliminate external influences on the effective pixels.

第11図は、本発明の光電変換素子アレイのうちの11
.01,1102,21012102,3101,31
02,4101..4102の構成を示したものである
。501は、ベースリセット用のp−ch MOS )
ランジスタ、502は受光素子として光電変換を行なう
バイポーラトランジスタ、503はエミッタリセット用
n−ch MOSトランジスタ、504は最大値検出回
路、505は最小値検出回路、506は信号転送用n−
ch MOSトランジスタ、507は信号電荷を蓄積す
る為の容量負荷2508は蓄積容量に蓄えられた電荷を
順次読み出す為のn−ch MOS)ランジスタ、50
9は読み出し用MO3を走査する為のシフトレジスタで
ある。506,507,508の各ブロック内は、第8
図に示したように、ノイズ補正用のN成分と、信号蓄積
用のS成分の2つから成り立っている。受光素子502
は501,503のMOS)ランジスタにより、しかる
べきリセット動作をされたのち、光信号の蓄積に入り、
照射された光に応じて発生した電荷を506のMOS 
)−ランジスタを介して507の容量に蓄えられる。蓄
積が終了するとシフトレジスタ509が走査を開始し、
507に蓄えられた電荷は508のMOS トランジス
タを介して順次出力される。この間、504゜505の
最大値、最小値検出回路は、複数個配列された画素の中
から最大値、最小値を検出し出力する。
FIG. 11 shows 11 of the photoelectric conversion element arrays of the present invention.
.. 01,1102,21012102,3101,31
02,4101. .. 4102 shows the configuration of 4102. 501 is p-ch MOS for base reset)
502 is a bipolar transistor that performs photoelectric conversion as a light receiving element, 503 is an n-ch MOS transistor for emitter reset, 504 is a maximum value detection circuit, 505 is a minimum value detection circuit, and 506 is an n-channel transistor for signal transfer.
507 is a capacitive load 2508 is an n-ch MOS transistor for sequentially reading out the charges stored in the storage capacitor, 50
9 is a shift register for scanning MO3 for reading. In each block 506, 507, 508, the 8th
As shown in the figure, it consists of two components: an N component for noise correction and an S component for signal accumulation. Light receiving element 502
After an appropriate reset operation is performed by the MOS transistors 501 and 503, the optical signal begins to accumulate.
The charges generated in response to the irradiated light are transferred to 506 MOS
) - stored in a capacity of 507 via transistors. When the accumulation is completed, the shift register 509 starts scanning,
The charges stored in 507 are sequentially outputted through MOS transistors 508. During this time, the maximum value and minimum value detection circuits of 504° and 505 detect and output the maximum value and minimum value from among the plurality of arranged pixels.

又、本光電変換素子アレイは光情報を読み出す為の有効
画素以外にもダミー画素が設けられている。そしてこの
アレイは、前述の第10図記載のアレイとベアで使用さ
れる為ダーク画素及び最大値、最小値検出ビットは、付
加されていない。
Further, in addition to the effective pixels for reading optical information, the present photoelectric conversion element array is provided with dummy pixels. Since this array is used bare with the array shown in FIG. 10, dark pixels and maximum value and minimum value detection bits are not added.

(製造方法の説明) 第12図(A)〜(E)、第13図(A)〜(E)は、
本発明の光電変換素子アレイの製造方法の実施例のフロ
ーチャートである。これらの図面を用いて以下に本発明
の光電変換素子アレイの製造方法を説明する。
(Description of manufacturing method) Figures 12 (A) to (E) and Figures 13 (A) to (E) are
1 is a flowchart of an embodiment of a method for manufacturing a photoelectric conversion element array of the present invention. A method for manufacturing a photoelectric conversion element array according to the present invention will be described below using these drawings.

なお、第12図(A)〜(E)、第13図(A)〜(E
)は、それぞれ第9図(A)、第9図(B)に示した光
電変換素子1 bit分の製造方法を示すものであるた
め第9図(A)、 (B)と同一符号を付する。
In addition, Fig. 12 (A) to (E), Fig. 13 (A) to (E)
) indicate the manufacturing method for 1 bit of the photoelectric conversion element shown in FIGS. 9(A) and 9(B), respectively, so they are given the same reference numerals as in FIGS. 9(A) and 9(B). do.

本発明では、受光素子としてバイポーラNPN トラン
ジスタ、転送用リセット用トランジスタとしてMOS型
FET 、又、最大値、最小値検出回路や、アナログ信
号処理回路、ディジタル回路などを同一チップ上に形成
する必要がある為、いわゆるB1−CMOSプロセス技
術を用いて各素子をSi基板上にモノリシックに集積し
ている。
In the present invention, it is necessary to form a bipolar NPN transistor as a light receiving element, a MOS FET as a transfer reset transistor, a maximum value/minimum value detection circuit, an analog signal processing circuit, a digital circuit, etc. on the same chip. Therefore, each element is monolithically integrated on a Si substrate using a so-called B1-CMOS process technology.

まず、第12図(A)、及び第13図(A)に示すよう
にP型St基板301上にイオン注入技術及び拡散技術
を用いてN型、P型の埋込み層303゜302を形成す
る。N型埋込み層にはAs、 P型埋込み層にはBが不
純物として用いられる。
First, as shown in FIGS. 12(A) and 13(A), N-type and P-type buried layers 303 and 302 are formed on a P-type St substrate 301 using ion implantation and diffusion techniques. . As is used as an impurity in the N-type buried layer, and B is used in the P-type buried layer.

次に第12図(B)、及び第13図(B)に示すように
エピタキシャル成長技術によりN型エピタキシャル層3
04を形成し、Bのイオン注入によりP−(Pウェル)
領域305を、Pのイオン注入によりN4領域306を
形成する。このN4領域306は主にNPN l−ラン
ジスタのコレクタ抵抗を低減する為に形成されるもので
ある。次に選択酸化によりフィールド絶縁膜層336を
形成する。その後Bのイオン注入によりP領域318と
Pのイオン注入によりN領域337を形成する。
Next, as shown in FIGS. 12(B) and 13(B), an N-type epitaxial layer 3 is formed by epitaxial growth technology.
04 and P- (P well) by ion implantation of B.
An N4 region 306 is formed in the region 305 by P ion implantation. This N4 region 306 is formed mainly to reduce the collector resistance of the NPN l-transistor. Next, a field insulating film layer 336 is formed by selective oxidation. Thereafter, a P region 318 is formed by B ion implantation, and an N region 337 is formed by P ion implantation.

これは一般にチャネルストップと呼ばれるもので、各素
子間の分離領域に寄生トランジスタが形成されるのを防
止するものである。次に第12図(C)及び第13図(
C)に示すようにBをイオン注入することによりP型領
域309を形成する。これはNPN トランジスタのベ
ースとして使用されるものでセンサーの受光部としても
用いられる。
This is generally called a channel stop, and is intended to prevent parasitic transistors from being formed in isolation regions between elements. Next, Figure 12 (C) and Figure 13 (
As shown in C), a P-type region 309 is formed by ion-implanting B. This is used as the base of the NPN transistor and also used as the light receiving part of the sensor.

次に第12図(D)及び第13図(Dlに示すようにポ
リシリコンを堆積させバターニングすることによりNP
N トランジスタのエミッタ電極及びMOSトランジス
タのゲート電極313を形成する。
Next, as shown in FIG. 12 (D) and FIG. 13 (Dl), polysilicon is deposited and buttered to form NPs.
An emitter electrode of the N transistor and a gate electrode 313 of the MOS transistor are formed.

又、このポリシリコン電極は、N型拡散の拡散源として
も用いられ、Pを不純物として、NPN トランジスタ
のコレクタ電極307のコンタクトにも用いられる。次
にAsをイオン注入することにより、N型領域315,
318を、Bをイオン注入することによりP型領域31
0,312−1,312−2を形成する。N型領域31
5.318はn−ch MOSトランジスタのソース・
ドレイン領域として用いられる。又P型領域309,3
10.312−2はp−ah MOS ト5 ンジスタ
のソース・ドレイン領域として用いられる。又、P型領
域310はNPN )ランジスタのベース電極のコンタ
クトとしても用いられる。
This polysilicon electrode is also used as a diffusion source for N-type diffusion, and is also used as a contact for the collector electrode 307 of the NPN transistor using P as an impurity. Next, by ion-implanting As, the N-type region 315,
318 and P-type region 31 by ion-implanting B.
0,312-1,312-2 is formed. N-type region 31
5.318 is the source of the n-ch MOS transistor.
Used as a drain region. Also, the P-type region 309,3
10.312-2 is used as the source/drain region of the p-ah MOS transistor. The P-type region 310 is also used as a contact for the base electrode of an NPN transistor.

次に第12図(E)及び第13図(E)に示すように絶
縁膜332を堆積させ、バターニングによりコンタクト
ホールな形成し、更に八2を堆積し、バターニングし、
エツチングをすることによりAβ配![331を形成す
る。これは各素子間の相互接続に使用されるものである
。次に更に絶縁膜333を堆積させその上にAρを堆積
し、バターニングし、エツチングすることにより Al
1.領域334が形成される。これは主にセンサー受光
部以外に光が当たるのを防ぐための遮光膜として用いら
れる。又、この図中には示されていないが、絶縁膜33
3にコンタクトホールな形成し、下層の/l配線と導通
させ、上記遮光膜として使用した1層334を第2のA
J2配線層とすることもできる。その後、最上部に保ゴ
膜としてPSG  (リンガラス)、5iN(シリコン
窒化膜)等を形成して全工程が終了する。
Next, as shown in FIG. 12(E) and FIG. 13(E), an insulating film 332 is deposited, a contact hole is formed by buttering, and 82 is further deposited and buttered.
Aβ distribution is achieved by etching! [Form 331. This is used for interconnection between each element. Next, an insulating film 333 is further deposited, Aρ is deposited on top of the insulating film 333, and by buttering and etching, Al
1. A region 334 is formed. This is mainly used as a light-shielding film to prevent light from hitting areas other than the sensor's light-receiving area. Although not shown in this figure, the insulating film 33
A contact hole is formed in 3 to make it conductive to the /l wiring in the lower layer, and the first layer 334 used as the light shielding film is connected to the second layer 334.
It can also be a J2 wiring layer. Thereafter, PSG (phosphorus glass), 5iN (silicon nitride film), etc. are formed as a protection film on the top, and the whole process is completed.

又、上述の説明にはなかったが、ポリシリコン層は素子
間の配線、あるいは、容量の電極としても用いられる。
Although not mentioned in the above description, the polysilicon layer is also used as wiring between elements or as a capacitor electrode.

又、P型頭域305及び321のような高抵抗領域はア
ナログ処理回路などでは抵抗としてもひんばんに用いら
れる。
Further, high resistance regions such as the P-type head regions 305 and 321 are often used as resistors in analog processing circuits and the like.

尚、ここでA℃の遮光膜は光電変換動作に大きく依存す
る受光素子の開口部を規定する部分のみ示しであるが、
同様に他の回路の遮光を行うべく同じプロセスによるA
ρ膜を形成してもよいし、又は、上部絶縁膜上の所望の
部分に有機材料や無機材料の遮光膜を更に設けてもよい
0以上説明した実施例によれば後述するような特徴的作
用効果に加えて、以下のような作用効果をも奏するもの
である。
Note that only the portion of the light-shielding film at A° C. that defines the aperture of the light-receiving element, which largely depends on the photoelectric conversion operation, is shown;
A using the same process to similarly shield other circuits.
A ρ film may be formed, or a light-shielding film made of an organic material or an inorganic material may be further provided on a desired portion of the upper insulating film. In addition to the effects, it also has the following effects.

即ち、最終的に各光電変換素子アレイからの信号出力線
が中心の4つのアレイのクロス部になる間隙を通るよう
に配線されている共通信号線にスイッチを介して接続さ
れているので、これら信号出力線及び共通信号線を短く
できノイズののる確率を小さくLCR定数の小さくして
信号の遅延、SN比低下を防止している。
In other words, the signal output lines from each photoelectric conversion element array are connected via switches to the common signal line that is routed through the gap that forms the cross section of the four central arrays. The signal output line and the common signal line can be shortened to reduce the probability of noise being introduced, and the LCR constant can be made small to prevent signal delay and SN ratio deterioration.

[発明の効果] 本発明によれば、2次元的にモノリシックに配置された
複数の光電変換素子アレイのうち基板の端部側に位置す
るものを、基板端部側に受光素子アレイ、内側に読み出
し回路となるような向きにモノリシックに配設すること
により以下のような効果を奏する。
[Effects of the Invention] According to the present invention, among a plurality of photoelectric conversion element arrays that are two-dimensionally monolithically arranged, those located on the edge side of the substrate are arranged such that the photoelectric conversion element array is placed on the edge side of the substrate and the photoelectric conversion element array is placed on the inside side of the substrate. By monolithically arranging it in a direction that serves as a readout circuit, the following effects can be achieved.

(1)外側に読み出し回路、内側に受光素子という本発
明とは逆の配置構成をとった場合に比較して、基板の更
に内側に位置する光電変換素子との相互作用(例えばク
ロストークや迷光成分による誤動作)がほぼ見られなく
なった。
(1) Compared to the case where a readout circuit is placed on the outside and a light receiving element is placed on the inside, which is the reverse arrangement of the present invention, the interaction with the photoelectric conversion element located further inside the substrate (for example, crosstalk and stray light Malfunctions due to components are almost no longer observed.

加えて各光電変換素子アレイからの出力信号の共通線が
短くなり、信号の遅延やSN比の低下が少なくなった。
In addition, the common line for output signals from each photoelectric conversion element array is shortened, reducing signal delay and reduction in S/N ratio.

(2)測距の為に受光素子アレイの配置が決定されても
、その読み出し回路が密に配置されるので、半導体基板
の面積が小さくなり製造コストが低(なった。
(2) Even if the arrangement of the light-receiving element array is determined for distance measurement, the readout circuits are arranged densely, so the area of the semiconductor substrate is reduced and the manufacturing cost is reduced.

(3)基板端部に位置する光電変換素子アレイにおける
読み出し回路の遮光層が、それより内側となる光電変換
素子アレイの遮光層と一体的に形成できるので、設計の
自由度が増し製造コスト低減にも反影する結果となった
(3) The light-shielding layer of the readout circuit in the photoelectric conversion element array located at the edge of the substrate can be formed integrally with the light-shielding layer of the photoelectric conversion element array located inside, increasing design freedom and reducing manufacturing costs. The result was also reflected in the results.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の光電変換装置の構成及び配置を示す
模式的上面図である。 第2図は、本発明の光電変換装置の特徴部分となる光電
変換素子アレイの第一実施例の構成を示す回路図である
。 第3図は、上記第一実施例の光電変換素子の動作を説明
するタイミングチャートである。第4図及び第5図は、
上記第一実施例の光電変換素子アレイを用いた具体的な
光電変換装置のブロック図である。 第6図は、本発明の光電変換装置の特徴部分となる光電
変換素子アレイの第二実施例の構成を示す回路図である
。 第7図は、第二実施例の光電変換素子アレイを用いた具
体的な光電変換装置のブロック図である。 第8図は、本発明による光電変換装置における光電変換
素子の構成を示す1ビット分の模式的ブロック図である
。 第9図(A)及び(B)は、本発明による光電変換装置
における光電変換素子1 bit分の模式的断面図であ
る。 第10図は、本発明の光電変換装置における光電変換ア
レイの第1の構成を示す模式的平面図である。 第11図は、本発明の光電変換装置における光電変換ア
レイの第2の構成を示す模式的平面図である。 第12図(A)〜(E)、及び第13図(A)〜(E)
は、本発明の本発明の光電変換装置における光電変換ア
レイの製造方法のフローチャートである。 第14図は、特願昭63−47644号に示される光電
変換素子アレイの等価回路図である。 第15図は、最小値検出回路の一単位の構成を示す回路
図である。 第16図は、最大値検出回路の一単位の構成を示す回路
図である。 第17図は、第14図に示した光電変換素子アレイの動
作を説明するタイミングチャートである。 第18図及び第19図は、従来の光電変換素子アレイを
用いた具体的な光電変換装置のブロック図である。
FIG. 1 is a schematic top view showing the configuration and arrangement of a photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a first embodiment of a photoelectric conversion element array, which is a characteristic part of the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the photoelectric conversion element of the first embodiment. Figures 4 and 5 are
FIG. 2 is a block diagram of a specific photoelectric conversion device using the photoelectric conversion element array of the first embodiment. FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of a photoelectric conversion element array, which is a characteristic part of the photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a specific photoelectric conversion device using the photoelectric conversion element array of the second embodiment. FIG. 8 is a schematic block diagram for one bit showing the configuration of a photoelectric conversion element in a photoelectric conversion device according to the present invention. FIGS. 9(A) and 9(B) are schematic cross-sectional views of a 1-bit photoelectric conversion element in a photoelectric conversion device according to the present invention. FIG. 10 is a schematic plan view showing a first configuration of a photoelectric conversion array in a photoelectric conversion device of the present invention. FIG. 11 is a schematic plan view showing a second configuration of the photoelectric conversion array in the photoelectric conversion device of the present invention. Figures 12 (A) to (E) and Figures 13 (A) to (E)
1 is a flowchart of a method for manufacturing a photoelectric conversion array in a photoelectric conversion device according to the present invention. FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of a photoelectric conversion element array shown in Japanese Patent Application No. 63-47644. FIG. 15 is a circuit diagram showing the configuration of one unit of the minimum value detection circuit. FIG. 16 is a circuit diagram showing the configuration of one unit of the maximum value detection circuit. FIG. 17 is a timing chart illustrating the operation of the photoelectric conversion element array shown in FIG. 14. FIGS. 18 and 19 are block diagrams of specific photoelectric conversion devices using conventional photoelectric conversion element arrays.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光電変換された電荷を蓄積可能な受光素子を複数
有する受光素子アレイ部と、前記受光素子アレイ部にて
光電変換された電荷に基づく信号を読み出すための読み
出し回路部と、が実質的に平面状に配列された光電変換
素子アレイの複数が同一基板上に2次元的に配設された
光電変換装置であって、 前記複数の光電変換素子アレイのうち前記基板の端部側
に位置する光電変換素子アレイは、該光電変換素子アレ
イの前記読み出し回路が該基板の内側に向き該光電変換
素子アレイの前記受光素子アレイ部が該基板の外側に向
くように配設されていることを特徴とする光電変換装置
(1) A light-receiving element array section having a plurality of light-receiving elements capable of accumulating photoelectrically converted charges, and a readout circuit section for reading out a signal based on the photoelectrically converted charges in the light-receiving element array section are substantially A photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion element arrays arranged in a plane are two-dimensionally arranged on the same substrate, wherein one of the plurality of photoelectric conversion element arrays is located on an end side of the substrate. The photoelectric conversion element array is arranged such that the readout circuit of the photoelectric conversion element array faces inside the substrate and the light receiving element array portion of the photoelectric conversion element array faces outside the substrate. Features of photoelectric conversion device.
(2)前記複数の光電変換素子アレイのうち一部は前記
基板の両端部側に配置され、残りの一部はそれらの間に
受光素子アレイ配列方向が交差するように配置されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
(2) Some of the plurality of photoelectric conversion element arrays are arranged on both end sides of the substrate, and the remaining parts are arranged so that the arrangement direction of the light receiving element arrays intersects between them. The photoelectric conversion device according to claim 1.
(3)前記読み出し回路は光電変換された信号電荷に基
づく信号を蓄積するための蓄積手段と該蓄積手段に蓄積
された信号を共通の出力線に転送する為の転送手段とを
含むことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
(3) The readout circuit includes storage means for storing signals based on photoelectrically converted signal charges and transfer means for transferring the signals stored in the storage means to a common output line. The photoelectric conversion device according to claim 1.
(4)前記読み出し回路は、前記受光素子アレイ部に蓄
積された電荷の最大値または最小値の少なくともいずれ
か一方を検出する検出回路とを含むことを特徴とする請
求項1に記載の光電変換装置。
(4) The photoelectric conversion according to claim 1, wherein the readout circuit includes a detection circuit that detects at least one of a maximum value and a minimum value of charges accumulated in the light receiving element array section. Device.
(5)前記受光素子の電荷蓄積領域には該領域の電位を
所定の電位にする為のリセット手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
(5) The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the charge accumulation region of the light receiving element is provided with a reset means for setting the potential of the region to a predetermined potential.
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