JPH0444461A - イメージセンサ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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イメージセンサに関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題１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フ
ォトダイオードと、複数のフォトダイオードを電気的に
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（Ｆ
ＥＴ）から成り、複数のフォトダイオードの近傍に配置
されている。

ところで、集積回路構成のイメージセンサにおいては、
１つのフォトダイオード即ち１つの画素の幅（例えば１
２５μｍ）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。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
造の歩留まりが低くなった。

この種の問題を解決するために、のこぎり波電圧とダイ
オードの直列回路とを利用してフォトダイオードを走査
する方式が、特願平１−１９８２７９号に開示されてい
る。この方式において、走査するフォトダイオードの数
が多くなるとのこぎり波電圧の最大振幅値も必然的に高
くなり、製作が困難になる。このため上記出願には多数
のフォトダイオードを群に分けて走査する方法が開示さ
れている。しかし、複数のセンサ群を相互に関係付ける
技術は詳しく説明されていない。

上記出願に開示されている走査方式において、走査のた
めのダイオード、センサとしてのフォトダイオード、相
互干渉を防ぐためのブロッキングダイオードは静電容量
を有するために、これ等に印加するのこぎり波電圧が零
になると、放電電流が流れ、この放電電流は正常時の電
流と逆の方向に流れる。この電流値が大きくなると、前
に走査されたセンサ群の出力が後に走査されたセンサ群
の出力に悪影響を及ぼす。なお、これについては実施例
の中で更に詳しく説明する。

そこで、本発明の目的は、複数のセンサ群の出力の相互
干渉を防ぐことができるイメージセンサを提供すること
にある。

［課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、走査電圧を供給するため
の電源端子１及び共通端子２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Ｄ　ａ
ｌ　−Ｄ　ａ３が直列に接続された回路であり、その一
端が前記電源端子ｌに接続され、且つそれぞれの第１の
ダイオードＤａｌ〜Ｄａ３の順方向電流が前記走査電圧
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Ｄａｌ〜Ｄａ３の前記第１の電極が前記電源端
子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Ｒａｔ−Ｒａ８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Ｄａｌ〜Ｄａ３の前記第２の電極と前
記共通端子２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Ｄｂ１〜Ｄｂ３の順方向電流が前記
走査電圧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Ｄａｌ〜Ｄ
ａ３の前記第２の電極と前記共通端子２との間にそれぞ
れ接続された複数の第２の抵抗Ｒｂｌ〜Ｒｂ３と、共通
電流出力線３と、前記第１の抵抗Ｒａ１−Ｒａ８と前記
第２のダイオードＤｂ１〜Ｄｂ３との接続点Ｐ１〜Ｐ３
と前記共通電流出力線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、前記複数のフォトダイオード８１〜
Ｓ８を相互に分離するために相互間に接続されたブロッ
キングダイオードＤｅｌ−Ｄｃ３とからなるセンサ群を
複数個形成し、前記センサ群を時分割して駆動するイメ
ージセンサにおいて、前記センサ群の共通電流出力線（
３）を偶数番目センサ群と奇数番目センサ群ごとに設け
、各共通電流出力線ごとに信号処理した後、信号を組み
合わせ、前記センサ群の出力信号を連続して取り出せる
ようにしたイメージセンサ。

［作　用］ 本発明の複数のセンサ群は、時分割駆動され、且つ奇数
番目と偶数番目に分離して出力が取り出される。従って
、センサ群の出力の相互間の干渉が少なくなり、連続性
の良い出力が得られる。

Ｃ第１の実施例コ 次に、第１図〜第４図を参照して本発明の第１の実施例
の一次元イメージセンサを説明する。

このイメージセンサは、第１図に示すように複数のセン
サ群Ｂ１〜Ｂｎを有している。各センサ群Ｂｌ−Ｂｎは
、例えばファクシミリのイメージセンサを構成する場合
には２０００個のフォトダイオードを幾何学的に一直線
上に配置し、これを数個〜数百個の群に分けたものであ
る。

第２図は第１図の第１〜第ｎのセンサ群ＢＬ〜Ｂｎの具
体的構成を示す。各センサ群Ｂｌ　−Ｂ′ｎは、夫々、
のこぎり波電圧印加電源端子１及び共通端子（グランド
端子）２と、４つの画素即ちビットに対応した４つのセ
ンサ単位回路ＫＯ、Ｋｌ、Ｋ２　、Ｋｇと、共通電流出
力線３とを有する。このセンサ群は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、これ等の全部の構成を図面に示すことは困難であ
るので、その一部のみが第２図に示されている。

互いに同一の３つの単位回路Ｋｌ　、Ｋ２　、Ｋ３は、
第１のダイオードＤ　ａｌ、　Ｄ　ａ２、Ｄａ８と、第
２のダイオードＤｂｌ、Ｄｂ２、Ｄｂ３と、第１の抵抗
Ｒａ１ＳＲａ２、Ｒａ３と、第２の抵抗Ｒｂ１ＳＲｂ２
、Ｒｂ３と、光検出用のフォトダイオード５ＩＳＳ２、
Ｓ８と、ブＯッキングダイオードＤｅｌ、Ｄｃ２、Ｄｃ
３とから成る。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とから成る。

単位回路ＫＯは、別の単位回路に１、Ｋ２　、Ｋｇにお
ける第１のダイオードＤ　ａＬ　Ｄ　ａ２、Ｄａ３、及
び第２の抵抗Ｒｂ１．、Ｒｂ２、Ｒｂ８に対応するもの
を有していない。

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Ｄａｌ、Ｄａ２、Ｄａ３
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）は電源端子１に接続されている。第１のダイ
オードＤａｌ、Ｄａ２、Ｄａ３は電源端子１から供給さ
れるのこぎり波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。

即ち、第１のダイオードＤａ１〜Ｄａ３のアノード（第
１の電極）が電源端子１の側に配置されている。なお電
源端子１がマイナスの時には、第１のダイオードＤａｌ
〜Ｄａ３のカソードが電源端子１の側に配置される。第
１のダイオードＤａｌ、Ｄａ２、Ｄａ３のカソード（第
２の電極）と共通端子（グランド端子）２との間には第
１の抵抗ＲａＬ、Ｒａ２、Ｒａｇと第２のダイオードＤ
ｂＬ、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。第２の
ダイオードＤ　ｂｌ。

Ｄｂ２、Ｄｂ３は電源端子１ののこぎり波電圧によって
順方向にバイアスされる方向性を有している。

単位回路ＫＯも他の単位回路に１〜に３とほぼ同様に構
成されている。

各単位回路ＫＧ　ＳＫｌ　、Ｋ２　、Ｋ！ｌにおける第
１の抵抗Ｒａ０１Ｒａｔ、Ｒａ２、Ｒａ３と第２のダイ
オードＤｂＯ１Ｄｂｌ、Ｄｂ２、Ｄｂ３の相互接続点Ｐ
Ｏ１ＰＬ、Ｐ２、Ｐ３にフォトダイオードＳｏ、ＳＬ。

Ｓ２、Ｓ３とブロッキングダイオードＤｅＯ１Ｄｅｌ、
Ｄｃ２、Ｄｃ３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〜Ｓ８のカソ
ードが点ＰＯ−Ｐａ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ＤｃＯ１Ｄｅｌ、Ｄｃ２、Ｄｃ８を介して共
通の電流出力線３に接続されている。

なお、−次元イメージセンサを構成するために、フォト
ダイオードＳＯ〜Ｓ３は一直線上に配置され且つ第１図
の各群Ｂｌ−Ｂｎの全フォトダイオードも一直列的に配
置されている。

第２図の電源端子１にのこぎり波電圧（走査電圧）を供
給するために、第１図に示すように第１及び第２ののこ
ぎり波発生回路４．５が設けられている。第１及び第２
ののこぎり波発生回路４．５はタイミング制御回路６で
制御されて、第４図（Ａ）（Ｂ）に示す第１及び第２の
のこぎり波電圧（三角波）Ｖｌ　、Ｖ２を発生する。第
１ののこぎり波発生回路４は、ｔ１〜ｔ３期間でのこぎ
り波（三角波）を発生した後にｔ３〜ｔ５の休止期間を
有し、その後にｔ５〜ｔ９て再びのこぎり波を発生する
。即ち、周期Ｔを有してのこぎり波を繰返して発生する
。

第２ののこぎり波発生回路５は第４図（Ａ）の第１のの
こぎり波電圧Ｖｌに対して位相差（遅れ時間）Ｔｄを有
する第４図（Ｂ）に示す第２ののこぎり波電圧ｖ２を周
期Ｔを有して発生する。即ち、この実施例では第１のの
こぎり波電圧ｖ１の傾斜電圧区間ｔｌ　−ｔ２　、及び
ｔ５〜ｔ８の終了時点ｔ２、ｔ８に同期して第２ののこ
ぎり波電圧ｖ２の傾斜電圧が立上り、第１ののこぎり波
電圧Ｖｌの立上り時点ｔ５、ｔｌＯで傾斜電圧区間が終
了している。

第１ののこぎり波発生回路４は、第１のマルチプレクサ
７を介して奇数番目のセンサ群Ｂｌ、Ｂ８、・・Ｂ　ｎ
−１の各電源端子１に選択的に接続される。

即ち、第１のマルチプレクサ７は、タイミング制御回路
６に制御されて第４図（Ａ）の第１ののこぎり波電圧■
１のｔ１〜ｔ５の区間を抽出して第１のセンサ群Ｂ１に
与え、ｔ５〜ｔ１０の区間を抽出して第３のセンサ群Ｂ
Ｓに与えるように、第４図（Ａ）ののこぎり波を奇数番
目のセンサ群Ｂｌ。

Ｂ３・・・Ｂ　ｎ−１に分配する。

第２ののこぎり波発生回路５は、第２のマルチプレクサ
８を介して偶数番目のセンサ群Ｂ２、Ｂ４・・・Ｂｎの
電源端子１に選択的に接続される。即ち、第２のマルチ
プレクサ８は、タイミング制御回路６に制御されて第４
図（Ｂ）ののこぎり波電圧ｖ２のｔ２〜ｔ８区間を抽出
して第２のセンサ群Ｂ２に与え、ｔ８から発生するのこ
ぎり波を第４のセンサ群Ｂ４に与えるように第４図（Ｂ
）ののこぎり波を偶数番目のセンサ群Ｂ２、Ｂ４・・・
Ｂｎに与える。

なお、第１のマルチプレクサ７によって第４図（Ａ　）
のｔｌ−ｔ２、ｔ５〜ｔ８等の傾斜電圧間のみを抽出し
、第２のマルチプレクサ８によって第４図（Ｂ）のｔ２
〜ｔ５、ｔ８〜ｔｌＯの傾斜電圧区間のみを抽出して各
センサ群Ｂｌ−Ｂｎに分配することもできる。

第１図の奇数番目のセンサ群Ｂｌ　、Ｂ３・・・Ｂｎ−
１の共通電流出力線３は、第１の合成電流出力線９に接
続され、偶数番目のセンサ群Ｂ２、Ｂ４・・・Ｂｎの共
通電流出力線３は第２の合成電流出力線１０に接続され
ている。

第１の電流−電圧変換回路１１は、演算増幅器１２と帰
還用抵抗１３とから成る。演算増幅器１２の反転入力端
子は第１の合成電流出力線９に接続され、非反転入力端
子はグランドに接続され、帰還用抵抗１３は反転入力端
子と出力端子との間に接続されている。

第２の電流−電圧変換回路１４は、演算増幅器１５と帰
還抵抗１６とから成り、演算増幅器１５の反転入力端子
は第２の合成電流出力線１０に接続され、非反転入力端
子はグランドに接続され、帰還抵抗１６は出力端子と反
転入力端子との間に接続されている。

第１及び第２の電流−電圧変換回路の出力端子は第１及
び第２の反転増幅器１７．１８を介して合成回路として
のマルチプレクサ１９に接続されている。マルチプレク
サ１９はタイミング制御回路６で制御されて、第１及び
第２の反転増幅器１７．１８の出力を交互に抽出し、共
通出力端子２０にセンサ出力電圧Ｖ　ｏｕｔを送出する
。

第１図及び第２図の各部の詳細は次の通りである。

第１及び第２ののこぎり波発生回路４．５から発生する
のこぎり波の最大振幅値は第２図に示す各センサ群内の
全部の第１及び第２のダイオードＤ　ａｌ　−Ｄ　ａ３
、Ｄｂ１〜Ｄｂ３をオン状態にすルコとができる値に設
定されている。

フォトダイオードＳＯ〜Ｓ８、第１のダイオードＤ　ａ
ｌ　〜Ｄ　ａ３、第２のダイオードＤｂＯ〜Ｄｂ３、ブ
ロッキングダイオードＤｃＯ〜Ｄｃ８は、それぞれＰＩ
Ｎ接合ダイオードであって、水素化アルモファスシリコ
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
から成り、共通の絶縁基板（図示せず）上に設けられて
いる。

フォトダイオードＳＯ〜Ｓ３は逆バイアスされるように
接続されているので、キャパシタンスと光強度に比例す
る電流源との並列回路で等研的に示される。

第１のダイオードＤａｌ〜Ｄａ３及び第２のダイオード
の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ＩＶである。第１の抵抗Ｒａｌ〜
Ｒａ３はそれぞれ９０にΩてあり、第２の抵抗Ｒｂ１−
Ｒｂ３もそれぞれ９０にΩである。フォトダイオードＳ
Ｏ〜Ｓ８の容量は約６．５ｐＦであり、第１及び第２の
ダイオードＤａＬ〜Ｄａ３、ＤｂＯ〜Ｄｂ３の容量は約
３２．３ｐＦであり、ブロッキングダイオードＤｃＯ〜
Ｄｃ３の容量は約０．５２ｐＦである。

［動　作コ 第１図のイメージセンサの全体の動作を説明に先立って
、第２図に示す１つのセンサ群の動作を第３図を参照し
て説明する。

電源端子１に第３図（Ａ）に示すのこぎり波が与えられ
ると、第１のダイオードＤ　ａｌ　−Ｄ　ａ３が順次に
導通状態になる。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３図（Ｂ）に示す如く徐
々に高くなる。これによって、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Ｖ
ｆ）即ち飽和電圧値になる。

なお、第３図（Ａ）ののこぎり波の振幅（傾き）は第３
図（Ｂ）の波形の振幅（傾き）に比べて大幅に圧縮され
て示されている。単位回路ＫＯの第２のダイオードＤｂ
Ｏのオン状態への転換とほぼ同時に単位回路Ｋｌの第１
のダイオードＤａｌもオン状態に転換する。単位回路Ｋ
ｌ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Ｄａｌがオン状態にな
って更にのこぎり波の傾斜電圧が高くなると、第１のダ
イオードＤａｌのカソード側の電位は傾斜電圧に追従し
て高くなる。即ち、第１のダイオードＤａｌがオン状態
になると、この両端電圧は順方向電圧Ｖｒにほぼ固定さ
れるため、電源電圧ＶｄからダイオードＤａｌの順方向
電圧ｖｒを差し引いた電圧が第２の抵抗Ｒｂｌの両端に
加わる。また、単位回路に１の第２のダイオードＤｂｌ
が非導通の期間には、点ｐｔの電位が第２の抵抗Ｒｂｌ
の両端電圧にほぼ等しくなる。従って、第１のダイオー
ドＤａｌがオン状態になった後に、点ｐｔの電位Ｖｐｌ
が第３図（Ｂ）に示すように徐々に上昇する。点Ｐ１の
電位Ｖｐｌが第２のダイオードＤｂｌの順方向電圧Ｖｆ
になると、これがオン状態になり、点Ｐ１の電位Ｖｐｌ
はほぼ一定ｆｉ　（Ｖｆ　）になる。単位回路に１の第
２のダイオードＤｂｌのオン状態への転換とほぼ同時に
単位回路に２の第１のダイオードＤａ２がオン状態に転
換し、点Ｐ２に第３図（Ｂ）に示すように電位ｖｐ２が
得られる。電源端子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３図（Ｂ
）の電位Ｖｐ３が得られる。点ＰＯ〜Ｐ３の電位ＶｐＯ
〜ｖｐ３が第３図（Ｂ）に示すように順次に変化すると
、各点ＰＯ〜Ｐ３に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。これにより、共通電流出
力線３に光情報に対応した出力電流■ｏｕｔが第３図（
Ｃ）に示すように得られる。

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〜Ｄｂ３の全部をオン状態にするこ
とができる電圧を電源端子１から発生させる。なお、第
１のダイオードＤａｌ〜Ｄａ８及び第２のダイオードＤ
ｂＯ〜Ｄｂ３の全部をオン状態にするための電圧は、第
３図（Ａ）に示すのこぎり波で与えることができる。即
ち、のこ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Ｄａｌ〜Ｄａ３及びＤｂＯ〜Ｄｂ
３の全部をオンにすることができる。

第１のダイオードＤａｌ〜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Ｄｂ口〜Ｄｂ３の
順方向電圧ｖｒによって各フォトダイオードＳＯ〜Ｓ３
が逆バイアスされ、このキャパシタンスが充電される。

なお、フォトダイオードＳＯ〜Ｓ３のキャパシタンスは
極めて小さいので、ブロッキングダイオードＤｃＯ〜Ｄ
ｃ３の順方向電流が急峻に立上る点よりも前の領域の微
小電流によってフォトダイオードＳＯ〜Ｓ３のキャパシ
タンスの充電を達成することができる。

第２図のフォトダイオードＳＯ〜Ｓ３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
に入力すると、光信号の有無及び大小に対応してフォト
ダイオードＳＯ〜Ｓ８の等価キャパシタンスの充電電荷
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の放
電が生じない。等価キャパシタンスの放電の量は光量に
よって変化する。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（例えば電源端子１ののこ
ぎり波電圧が零ボルトの期間）にのみ光入力を与える方
法である。

のこぎり波電圧が第３図（Ａ）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３図（Ｂ）＋：
示すように電位ＶｐＯ１Ｖｐｌ、Ｖｐ２、Ｖｐ３が得ら
れ、これによって、フォトダイオードＳＯ〜Ｓ３が順次
に逆バイアスされる。換言すれば、フォトダイオード５
Ｌ−Ｓ３の等価キャパシタンス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ＳＯ〜Ｓ３の等価キャパシタンスの内で
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−５Ｓの等価キャパ
シタンスの充電電流はブロッキングダイオードＤ　ｃＯ
−Ｄ　ｃ３を通って共通電流出力線３に流れる。第２図
の共通電流出力線３とグランドとの間には、第１図に示
すように第１の電流−電圧変換回路１１又は第２の電流
−電圧変換回路１４が接続されているので、電流１　ｏ
ｕｔの変化に対応した電圧を得ることができる。

第３図及び第４図には各群Ｂ１〜Ｂ３のフォトダイオー
ドＳＯ＝５３の全部に光入力が与えられた状態が示され
ている。このように全部のフォトダイオード５Ｏ−５３
に光入力が与えられた後に、のこぎり波電圧に基づいて
点ＰＯ〜Ｐ８に得られる電位Ｖ　ｐＯ−Ｖ　ｐ３でフォ
トダイオードＳＯ〜Ｓ３を順次に駆動（走査）すると、
フォトダイオード５Ｏ−５３１：点ＰＯ〜Ｐ３の電位Ｖ
ｐｏ〜Ｖｐ３が立上る毎にここに接続されたフォトダイ
オードＳＯ〜Ｓ３の充電電流が第３図（Ｃ）に示すよう
に流れる。即ち、各点ＰＯ〜Ｐ３の電位ＶｐＯ〜ｖｐ３
の増大につれてフォトダイオードＳＯ〜Ｓ３の等価キャ
パシタンスの充電電流が増大し、各点ＰＯ〜Ｐ３の電位
ＶｐＯ〜Ｖｐ３が飽和すると、充電電流が減少する。

もしフォトダイオード５Ｏ−５Ｓの内で光入力が与えら
れなかったものがあれば、これに対する充電電流が流れ
ず、第３図゛（Ｃ）に示すような電流変化が生じない。

また、第３図（Ｃ）の電流変化量は光入力の強弱に対応
する。

ところで、第３図（Ａ）ののこぎり波が発生している期
間Ｔａには第２図に矢印で示す正方向の出力電流１　ｏ
ｕｔが流れる。また、第１のダイオードＤａｌ〜Ｄａ３
、第２のダイオードＤｂＯ〜Ｄｂ３、ブロッキングダイ
オードＤｅＯ〜Ｄｃ３、フォトダイオードＳＯ〜Ｓ３は
それぞれＰＩＮ型ダイオードであり、等価容量を有し、
のこぎり波電圧の印加時に充電される。のこぎり波電圧
が零になると、各ダイオードの電荷の放出が生じ、共通
電流出力線３に正常時と逆向きの電流が第３図（Ｃ）に
示すように流れる。この逆電流の経路は、例えば、ブロ
ッキングダイオードＤｅｌとフォトダイオードＳｌと第
１の抵抗Ｒａｔと第２の抵抗Ｒｂｌと第１又は第２の電
流−電圧変換回路１１．１４と共通電流出力線３とから
成る。第１のダイオードＤａｌ〜Ｄａ３及び第２のダイ
オードＤｂＯ〜Ｄｂ３に基づく逆電流も同様に共通電流
ａ力線３に流れる。この逆電流はセンサ群Ｂ１〜Ｂｎの
出力の合成において不都合なものである。

本発明に従うイメージセンサは、この逆電流の影響を除
去又は軽減するように構成されている。

次に、この動作を第１図及び第４図を参照して説明する
。

第１及び第２ののこぎり波発生回路４．５から発生した
第４図（Ａ）（Ｂ）に示す第１及び第２ののこぎり波電
圧Ｖｌ　、Ｖ２は第１及び第２のマルチプレクサ７．８
で奇数センサ群Ｂｌ　、Ｂ８・・・Ｂ　ｎ−１と偶数セ
ンサ群Ｂ２、Ｂ４・・・Ｂｎに分配される。第４図のｔ
ｌ−ｔ３区間ののこぎり波によって第１のセンサ群Ｂ１
が駆動されると、第３図（Ｃ）の出力電流Ｉ　ｏｕｔに
対応して第１の反転増幅器１７の出力段の出力電圧Ｖａ
は第４図（Ｃ）のｔｌ−ｔ２区間のように変化した後、
第３図（Ｃ）の逆電流に対応する逆電圧がｔ２〜ｔ４の
期間Ｔｂに発生する。しかし、第１ののこぎり波電圧Ｖ
ｌはｔ３〜ｔ５の休止期間（零ボルト期間）を有して次
ののこぎり波を発生するために、第３のセンサ群Ｂ３の
光情報の読み取りにはｔ２〜ｔ４期間の逆方向電圧が影
響しない。勿論、逆方向電圧の発生期間Ｔｂがのこぎり
波の期間Ｔａ及び休止期間ｔ２〜ｔ５よりも長い場合に
は問題になるが、本実施例てはＴｂがｔ２〜ｔ５よりも
短くなるように各部の回路定数が設定されている。なお
、第４図のｔ４時点は、Ｎ階調（Ｎ段階）の光入力の強
弱を判別することが必要なイメージセンサにおいては、
ｔ４時点で、出力電圧ＶａＳＶｂの最大光入力時の振幅
値と光入力遮断時の振幅値との差（最大変化幅的１００
０ｎＡ）のｌ／Ｎの値よりも小さい逆電圧値になる時点
である。

第４図（Ａ）の第１ののこぎり波電圧ｖｌによる走査が
休止している期間においては、第４図（Ｂ）に示す第２
ののこぎり波電圧ｖ２による走査が行われ、偶数番目の
センサ群Ｂ２、Ｂ４・・・Ｂｎの走査に基づいて第４図
（Ｄ）に示す第２の出力電圧ｖｂを反転増幅器１８の出
力段に得ることができる。

出力合成用のマルチプレクサ１９は、第４図（Ｃ）の第
１の出力電圧Ｖａのｔｌ　〜ｔ２、ｔ５〜ｔ８の区間及
び第４図（Ｄ）の第２の出力電圧ｖｂのｔ２〜ｔ５、ｔ
８〜ｔ１ｏ区間を抽出する。

これにより、出力端子２０に第４図（Ｅ）に示す合成さ
れた出力電圧Ｖ　Ｏｕｔが得られる。なお、マルチプレ
クサ１つは第４図（Ｃ）（Ｄ）の逆方向電圧を切り捨て
ているので、第４図（Ｅ）の合成出力電圧Ｖ　ｏｕｔに
逆方向電圧は含まれていない。

従って、各センサ群Ｂｌ−Ｂｎのフォトダイオード５Ｏ
−５３のａカを正確且つ高速に得ることができる。

［第２の実施例］ 次に、第５図及び第６図を参照して第２の実施例に係わ
るイメージセンサを説明する。但し、第５図及び第６図
において第１図〜第４図と共通する部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。

この実施例では第１及び第２の電流−電圧変換回路１１
．１４の演算増幅器１２．１５の出力端子とグランドと
の間に逆方向電圧吸収用ダイオード２１．２２がそれぞ
れ接続されている。また、第１及び第２の電流−電圧変
換回路１１．１４の出力ラインは第１図のマルチプレク
サ１９の代りの合成回路２３の抵抗２４．２５に接続さ
れている。抵抗２５．２６の出力端子は共通に接続され
、演算増幅器２７の反転入力端子に接続されている。

演算増幅器２７の非反転入力端子はグランドに接続され
、帰還用抵抗２８が出力端子と反転入力端・子との間に
接続されている。

ダイオード２１．２２を設けると、演算増幅器１２．１
５の出力端子に、第６図（Ｃ）（Ｄ）に示す電圧Ｖａｌ
、Ｖｂｌが得られる。ダイオード２１．２２を接続しな
い場合には、第６図（Ｃ）（Ｄ）で破線で示す部分の電
圧が第３図の逆方向電流に対応して発生するが、ダイオ
ード２１．２２を設けることによってこれが抑制される
。従って、合成回路２３で第６図（Ｃ）（Ｄ）（７）電
圧ＶａＬ　Ｖｂｌを加算し、反転すれば第６図（Ｅ）の
出力電圧をｖ　ｏｕｔが得られる。ダイオード２１．２
２て逆電流に基づく電圧成分が除去されているので、加
算するのみで連続性の良い出力電圧が得られる。

［第３の実施例］ 次に第７図及び第８図を参照して第３の実施例に係わる
イメージセンサを説明する。但し、第７図及び第８図に
おいて第１図〜第６図と共通する部分には同一の符号を
付してその説明を省略する。

この実施例では電流−電圧変換回路１１．１４の出力端
子が負出力反転理想ダイオード３５．４１の入力抵抗２
９．３６を通って演算増幅器３３．４０の反転入力端子
に接続されている。この時演算増幅器３３．４０の出力
端子には、第８図（Ｃ）（Ｄ）に示す電圧Ｖａ２、Ｖｂ
２が得られる。ダイオード３１，３２．３８．３９の無
い場合には、第６図（Ｃ）（Ｄ）に破線で示す部分の電
圧が第３図の逆方向電流に対応して発生するが、ダイオ
ード３１．３２．３８．３９を設けることて発生しなく
なる。又信号成分である順方向電流は帰還用抵抗３０．
３７と入力部抵抗２９．３６、により増幅される。この
電圧を加算回路４２により合成すると、Ｖｏｕｔ端子２
０には第８図（Ｅ）に見られる連続束の良い出力電力が
得られる。

［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。

（１）　第１図の・イメージセンサの電流−電圧変換回
路１１．１４の出力ラインとグランドとの間に第５図と
同様にダイオードを接続し、同様に逆方向電圧を吸収す
ることができる。

（２）　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ＤｅＯ〜ＤＣ３を第１の
抵抗Ｒａｔ〜Ｒａ３に直列に接続すること、又は、第２
の抵抗ＲｂＯ〜Ｒｂ３と第１の抵抗Ｒａｌ〜Ｒａ３との
間に接続することが可能である。

（３）　のこぎり波を階段状ののこぎり波とすること、
及び２次曲線的に増大するのこぎり波とすることができ
る。

（４）　電流−電圧変換回路を、合成電流出力線９．１
０とグランドとの間に抵抗を接続することによって構成
し得る。

（５）　電圧抑制用ダイオード２１．２２に直列に、こ
の順方向電圧ｖｒを内ち消すためにｖｒとほぼ同一の値
を有するバイアス電圧源を接続することができる。

（６）　第２のダイオードＤｂＯ〜Ｄｂ３とグランドと
の間にこれ等Ｖｆに相当する逆バイアス電圧を与える電
源を接続してダイナミックレンジを広げてもよい。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、逆電流による電圧の影響
を除去又は軽減してフォトダイオードの光情報の読み取
りを高速且つ正確に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わるイメージセンサ
を示すブロック図、 第２図は第１図の各センサ群を詳しく示す回路図、 第３図は第２図の各部の状態を示す図、第４図は第１図
の各部の状態を示す波形図、第５図は第２の実施例のイ
メージセンサを示すブロック図、 第６図は第５図の各部の状態を示す波形図、第７図は第
３の実施例のイメージセンサの一部を示すブロック図、 第８図は第７図の各部の状態を示す波形図である。 １・・・電源端子、４．５・・・第１及び第２ののこぎ
り波発生回路、７．８・・・第１及び第２のマルチプレ
クサ、１１．１４・・・第１及び第２の電流−電圧変換
回路、Ｄ　ａｌ　−Ｄ　ａ３・・・第１のダイオード、
Ｄｂ１〜Ｄｂ３・・・第２のダイオード、Ｒａｔ　−Ｒ
ａ３・・・第１の抵抗、Ｒｂ１−Ｒｂ３・・・第２の抵
抗、８１〜Ｓ８・・・フォトダイオード、Ｂｌ−Ｂｎ・
・・センサ群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］走査電圧を供給するための電源端子 （１）及び共通端子（２）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、その一端が前記電源端子（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走査電圧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の電極が前記電源端子（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の電極と前記共通端子（２）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（Ｄｂ１
   〜Ｄｂ３）の順方向電流が前記走査電圧に基づいて流れ
   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の電極と前記共通端子（２）との間にそれぞれ接続
   された複数の第２の抵抗（Ｒｂ１〜Ｒｂ３）と、 共通電流出力線（３）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）と前
   記共通電流出力線（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、 前記複数のフォトダイオード（Ｓ１〜Ｓ３）を相互に分
   離するために相互間に接続されたブロッキングダイオー
   ド（Ｄｃ１〜Ｄｃ３）とから成るセンサ群を複数個形成
   し、前記センサ群を時分割して駆動するイメージセンサ
   において、前記センサ前記センサ群の共通電流出力線（
   ３）を偶数番目センサ群と奇数番目センサ群ごとに設け
   、各共通電流出力線ごとに信号処理した後、信号を組み
   合わせ、前記センサ群の出力信号を連続して取り出せる
   ようにしたイメージセンサ。 ［２］請求項１記載のイメージセンサにおいて、奇数番
   目センサ群を走査する走査電圧発生回路と、偶数番目セ
   ンサ群を走査する走査電圧発生回路の２つを有し、各走
   査電圧発生回路は１つのセンサ群を走査するに要する時
   間差を有して、走査電圧を繰り返して発生し、且つ偶数
   番目で交互に走査電圧を発生するように形成されており
   、前記定電圧発生回路と前記センサ群との間にスイッチ
   ング素子を設け、前記各センサ群を走査するタイミング
   でスイッチングし、前記偶数番目センサ群及び奇数番目
   センサ群に順次走査電圧を印加して各センサ群を走査す
   ることを特徴とするイメージセンサ。