JPH05103158A

JPH05103158A - Image sensor

Info

Publication number: JPH05103158A
Application number: JP3124887A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hirooka; 和幸広岡; Hiromi Kakinuma; 博美柿沼
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】イメージセンサのビット間分離性を向上させ
且つダイナミックレンジを拡大させる。【構成】第１のダイオードＤa1〜Ｄa3を直列に接続
し、これをのこぎり波で駆動する。第１のダイオードＤ
a1〜Ｄa3のカソードとグランドとの間にはそれぞれ第１
の抵抗Ｒa1〜Ｒa3と第２のダイオードＤb1〜Ｄb3との直
列回路が接続され、また第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3も接続さ
れている。フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 のカソードは第
２のダイオードＤb1〜Ｄb3のアノードに接続されてい
る。フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 のアノードはブロッキ
ングダイオードＤc1〜Ｄc3を介して共通出力端子３に接
続されている。共通出力端子３とグランドとの間には電
流−電圧変換回路２が接続されている。フォトダイオー
ドＳ1 〜Ｓ3 はそれぞれ１個であるが、第１のダイオー
ドＤa1〜Ｄa3及び第２のダイオードＤb1〜Ｄb3はそれぞ
れ２個である。 (57) [Abstract] [Purpose] To improve the bit separation of the image sensor and expand the dynamic range. [Structure] The first diodes Da1 to Da3 are connected in series and are driven by a sawtooth wave. First diode D
There is a first between the cathode of a1 to Da3 and the ground.
Of the resistors Ra1 to Ra3 and the second diodes Db1 to Db3 are connected in series, and the second resistors Rb1 to Rb3 are also connected. The cathodes of the photodiodes S1 to S3 are connected to the anodes of the second diodes Db1 to Db3. The anodes of the photodiodes S1 to S3 are connected to the common output terminal 3 via the blocking diodes Dc1 to Dc3. The current-voltage conversion circuit 2 is connected between the common output terminal 3 and the ground. The photodiodes S1 to S3 are each one, but the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db1 to Db3 are each two.

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数のフォトダイオー
ドをのこぎり波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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor of a type in which a plurality of photodiodes are sequentially scanned based on a sawtooth wave.

【０００２】[0002]

【従来の技術】典型的な従来のイメージセンサは、光情
報を電気信号に変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。ところで、この種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１２
５ミクロン）に収まるように１つの電界効果トランジス
タのようなアナログスイッチを配置されなければならな
い。しかし、極めて狭い幅に収まるようにアナログスイ
ッチを形成することは容易でない。この問題を解決する
ために、複数のダイオードの直列回路にのこぎり波電圧
を加えることによって複数のフォトダイオードを順次に
走査するための電圧を得ることが特開平２−１２４６７
９号公報に開示されている。2. Description of the Related Art A typical conventional image sensor includes a plurality of photodiodes for converting optical information into an electric signal and a plurality of photodiodes for electrically scanning the plurality of photodiodes to selectively obtain the electric signal. And an analog switch. By the way, in this type of image sensor,
The width of one photodiode or one pixel (eg 12
One field effect transistor, such as an analog switch, must be placed to fit within 5 microns. However, it is not easy to form an analog switch so as to fit within a very narrow width. To solve this problem, it is possible to obtain a voltage for sequentially scanning a plurality of photodiodes by applying a sawtooth voltage to a series circuit of a plurality of diodes.
No. 9 publication.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に
は、ビット間の分離性を容易に向上させる具体的技術、
及びダイナミックレンジを容易に拡大させる具体的技術
は開示されていない。However, the above publication discloses a specific technique for easily improving the isolation between bits.
And, a specific technique for easily expanding the dynamic range is not disclosed.

【０００４】そこで、本発明の目的はビット間の分離性
向上とダイナミックレンジの拡大とのいずれか一方又は
両方を容易に達成することができるイメージセンサを提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an image sensor which can easily achieve either one or both of improvement of separability between bits and expansion of dynamic range.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記のビット間の分離性
を向上させる目的のための発明は、実施例を示す図面の
符号を参照して説明すると、のこぎり波電圧を発生する
電圧源１と、複数の単位センサ回路Ｋ1 〜Ｋ3 と、前記
複数の単位センサ回路Ｋ1 〜Ｋ3 の出力電流を電圧に変
換する電流−電圧変換回路とから成り、前記複数の単位
センサ回路Ｋ1〜Ｋ3 がそれぞれ、第１のダイオードＤa
1〜Ｄa3と、第２のダイオードＤb1〜Ｄb3と、第１の抵
抗Ｒa1〜Ｒa3又は第１のコンデンサＣa1〜Ｃa3から成る
第１のインピーダンス素子と、第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3又
は第２のコンデンサＣ1 〜Ｃ3 から成る第２のインピー
ダンス素子と、フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 とを備え、
前記複数の単位センサ回路Ｋ1 〜Ｋ3 の前記第１のダイ
オードＤa1〜Ｄa3は互いに直列に接続され、前記第１の
ダイオードＤa1〜Ｄa3の直列回路の一端は前記電圧源１
の一端に接続され、前記第１のダイオードＤa1〜Ｄa3は
前記のこぎり波電圧によって順方向バイアスされる方向
性を有し、前記第２のダイオードＤb1〜Ｄb3の一端は前
記第１のインピーダンス素子を介して前記第１のダイオ
ードＤa1〜Ｄa3に接続され、前記第２のダイオードＤb1
〜Ｄb3の他端は前記電圧源１の他端に接続され、前記第
２のダイオードＤb1〜Ｄb3は前記のこぎり波電圧で順方
向バイアスされる方向性を有し、前記第２のインピーダ
ンス素子は前記第１のダイオードＤa1〜Ｄa3と前記電圧
源１の他端との間に接続され、前記フォトダイオードＳ
1 〜Ｓ3 の一端は前記第１のインピーダンス素子と前記
第２のダイオードＤb1〜Ｄb3との接続点Ｐ1 〜Ｐ3 に接
続され、前記フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の他端は共通
接続端子３に接続され、前記電流−電圧変換回路は前記
共通接続端子３と前記電圧源１の他端との間に接続され
ているイメージセンサにおいて、各単位センサ回路Ｋ1
〜Ｋ3 の前記第１のダイオードＤa1〜Ｄa3の個数が前記
フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 よりも多いイメージセンサ
に係わるものである。The invention for the purpose of improving the isolation between the bits will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing the embodiments, and a voltage source 1 for generating a sawtooth voltage. , A plurality of unit sensor circuits K1 to K3 and a current-voltage conversion circuit that converts the output currents of the plurality of unit sensor circuits K1 to K3 into voltages, and the plurality of unit sensor circuits K1 to K3 respectively One diode Da
1-Da3, 2nd diode Db1-Db3, 1st resistance element which consists of 1st resistance Ra1-Ra3 or 1st capacitor Ca1-Ca3, and 2nd resistance Rb1-Rb3 or 2nd capacitor A second impedance element composed of C1 to C3 and photodiodes S1 to S3,
The first diodes Da1 to Da3 of the plurality of unit sensor circuits K1 to K3 are connected in series with each other, and one end of the series circuit of the first diodes Da1 to Da3 is the voltage source 1
Connected to one end of the first diode Da1 to Da3, and the first diode Da1 to Da3 has a directivity that is forward-biased by the sawtooth voltage, and one end of the second diode Db1 to Db3 is connected to the first impedance element. Connected to the first diodes Da1 to Da3, and the second diode Db1
The other ends of Db3 to Db3 are connected to the other end of the voltage source 1, the second diodes Db1 to Db3 have a directivity forward biased by the sawtooth voltage, and the second impedance element is It is connected between the first diodes Da1 to Da3 and the other end of the voltage source 1, and the photodiode S
One ends of 1 to S3 are connected to connection points P1 to P3 of the first impedance element and the second diodes Db1 to Db3, and the other ends of the photodiodes S1 to S3 are connected to a common connection terminal 3. In the image sensor in which the current-voltage conversion circuit is connected between the common connection terminal 3 and the other end of the voltage source 1, each unit sensor circuit K1
.About.K3 related to the image sensor in which the number of the first diodes Da1 to Da3 is larger than that of the photodiodes S1 to S3.

【０００６】なお、ダイナミックレンジを拡大させる目
的を達成するためには、第２のダイオードＤb1〜Ｄb3の
個数をフォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の個数よりも多くす
る。また、ビット間分離性向上とダイナミックレンジの
拡大との両方の目的を達成する時には、第１のダイオー
ドＤa1〜Ｄa3と第２のダイオードＤb1〜Ｄb3の両方の個
数をフォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の個数よりも多くす
る。第１及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb1〜Ｄb3
及びフォトダイオードＳ1〜Ｓ3 は小型化及びコストの
低減を図るために集積化（ＩＣ化）することが望まし
い。In order to achieve the purpose of expanding the dynamic range, the number of the second diodes Db1 to Db3 is made larger than the number of the photodiodes S1 to S3. Further, when both the purpose of improving the isolation between bits and the expansion of the dynamic range are achieved, the number of both the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db1 to Db3 should be smaller than the number of the photodiodes S1 to S3. Also increase. First and second diodes Da1 to Da3, Db1 to Db3
It is desirable that the photodiodes S1 to S3 are integrated (IC) in order to reduce the size and cost.

【０００７】[0007]

【作用】請求項１に従って第１のダイオードＤa1〜Ｄa3
の数をフォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の数よりも多くする
と、フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の走査の相互時間間隔
が長くなり、フォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 の出力（ビッ
ト出力）の分離性が良くなる。請求項２に従って第２の
ダイオードＤb1〜Ｄb3の数をフォトダイオードＳ1 〜Ｓ
3 の数よりも多くすると、第２のダイオードＤb1〜Ｄb3
の順方向電圧に基づいて得られるフォトダイオードＳ1
〜Ｓ3 の走査電圧が高くなり、ダイナミックレンジが拡
大される。請求項３に従って第１及び第２のダイオード
Ｄa1〜Ｄa3、Ｄb1〜Ｄb3の数をフォトダイオードＳ1 〜
Ｓ3 よりも多くすると、ビット間分離性の向上とダイナ
ミックレンジの拡大との両方を達成することができる。
請求項４に従って第１及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa
3、Ｄb1〜Ｄb3及びフォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 を同一
構造にすれば、コストの上昇を抑えて性能を向上させる
ことができる。According to claim 1, the first diodes Da1 to Da3 are provided.
When the number of the photodiodes is larger than the number of the photodiodes S1 to S3, the mutual time interval of scanning of the photodiodes S1 to S3 becomes long, and the output (bit output) of the photodiodes S1 to S3 is well separated. According to claim 2, the number of the second diodes Db1 to Db3 is changed to the photodiodes S1 to S.
If the number is larger than 3, the second diodes Db1 to Db3
S1 obtained based on the forward voltage of
The scanning voltage of .about.S3 becomes high and the dynamic range is expanded. According to claim 3, the number of the first and second diodes Da1 to Da3 and Db1 to Db3 is set to the photodiodes S1 to Db3.
When it is more than S3, both the improvement of the bit separation and the expansion of the dynamic range can be achieved.
According to claim 4, the first and second diodes Da1 to Da
3, if the Db1 to Db3 and the photodiodes S1 to S3 have the same structure, it is possible to suppress the cost increase and improve the performance.

【０００８】[0008]

【実施例】図１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、３つの画素即ちビ
ットに対応した４つの単位センサ回路Ｋ0 、Ｋ1 、Ｋ2
、Ｋ3 と、電流−電圧変換回路２とを有する。この一
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、この一
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、その一部のみが示されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A one-dimensional image sensor according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has a voltage source 1 and four unit sensor circuits K0, K1, K2 corresponding to three pixels or bits.
, K3 and a current-voltage conversion circuit 2. This one-dimensional image sensor is configured to be able to detect a number of pixels greater than four. However, since it is difficult to show the entire structure of this one-dimensional image sensor in the drawings, only a part thereof is shown.

【０００９】互いに同一の３つの単位回路Ｋ1 、Ｋ2 、
Ｋ3 は、第１のダイオードＤa1、Ｄa2、Ｄa3と、第２の
ダイオードＤb1、Ｄb2、Ｄb3と、第１の抵抗Ｒa1、Ｒa
2、Ｒa3と、第２の抵抗Ｒb1、Ｒb2、Ｒb3と、フォトダ
イオードＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 と、ブロッキングダイオード
Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3とから成る。もう１つの単位回路Ｋ0
は、第２のダイオードＤb0と、第１の抵抗Ｒa0と、フォ
トダイオードＳ0 と、ブロッキングダイオードＤc0とか
ら成る。単位回路Ｋ0 は、別の単位回路Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ
3 における第１のダイオードＤa1、Ｄa2、Ｄa3及び第２
の抵抗Ｒb1、Ｒb2、Ｒb3に対応するものを有していな
い。しかし、単位回路Ｋ0 にも別の単位回路Ｋ1 、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、必要に応じて図１の
イメージセンサから初段の単位回路Ｋ0を省くことがで
きる。Three identical unit circuits K1, K2,
K3 is the first diode Da1, Da2, Da3, the second diode Db1, Db2, Db3 and the first resistor Ra1, Ra.
2, Ra3, second resistors Rb1, Rb2, Rb3, photodiodes S1, S2, S3, and blocking diodes Dc1, Dc2, Dc3. Another unit circuit K0
Comprises a second diode Db0, a first resistor Ra0, a photodiode S0 and a blocking diode Dc0. The unit circuit K0 is another unit circuit K1, K2, K
The first diodes Da1, Da2, Da3 and the second in 3
Of the resistors Rb1, Rb2, and Rb3 of FIG. However, the unit circuit K0 also has other unit circuits K1 and K2.
, K3 corresponding to the first diode and the second resistor can be connected. Further, the unit circuit K0 at the first stage can be omitted from the image sensor of FIG. 1 if necessary.

【００１０】各単位センサ回路Ｋ0 〜Ｋ3 において、フ
ォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 はそれぞれ１個であって１つ
のｐｉｎ接合を含むのみであるのに対して、第１のダイ
オードＤa1〜Ｄa3及び第２のダイオードＤb0〜Ｄb3は直
列に接続された２個のダイオードから成り、２つのｐｉ
ｎ接合を含む。In each of the unit sensor circuits K0 to K3, the number of the photodiodes S0 to S3 is one and only one pin junction is included, whereas the first diodes Da1 to Da3 and the second diode are included. Db0 to Db3 are composed of two diodes connected in series and have two pi
Includes n-junction.

【００１１】アノード（第１の電極）とカソード（第２
の電極）とを有する６個の第１のダイオードＤa1、Ｄa
2、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）は電圧源１の一端に接続されてい
る。第１のダイオードＤa1、Ｄa2、Ｄa3はのこぎり波電
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）がのこぎり波電圧源１の側に配置されてい
る。なお、のこぎり波電圧源１がマイナスののこぎり波
が与える時には、第１のダイオードＤa1〜Ｄa3のカソー
ドがのこぎり波電圧源１の側に配置される。An anode (first electrode) and a cathode (second electrode)
First diodes Da1, Da with
One end (left end) of a circuit (first series circuit) in which 2, 3 are connected in series to each other is connected to one end of the voltage source 1. The first diodes Da1, Da2, Da3 have the directivity to be forward biased by the sawtooth voltage. That is, the anodes (first electrodes) of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the sawtooth voltage source 1 side. When the sawtooth voltage source 1 gives a negative sawtooth wave, the cathodes of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the sawtooth voltage source 1 side.

【００１２】第１のダイオードＤa1、Ｄa2、Ｄa3のカソ
ード（第２の電極）と電圧源１の他端即ちグランドとの
間には第１の抵抗Ｒa1、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Ｋ
0 においては、のこぎり波電圧源１の一端とグランドと
の間に第１の抵抗Ｒa0と第２のダイオードＤb0との直列
回路が接続されている。第２のダイオードＤb0、Ｄb1、
Ｄb2、Ｄb3はのこぎり波によって順方向にバイアスされ
る方向性を有している。Between the cathodes (second electrodes) of the first diodes Da1, Da2, Da3 and the other end of the voltage source 1, that is, the ground, are first resistors Ra1, Ra2, Ra3 and a second diode Db1 ,. Circuits (second series circuits) in which Db2 and Db3 are respectively connected in series are connected. Unit circuit K
At 0, a series circuit of a first resistor Ra0 and a second diode Db0 is connected between one end of the sawtooth voltage source 1 and the ground. The second diodes Db0, Db1,
Db2 and Db3 have a directivity that is forward biased by a sawtooth wave.

【００１３】各単位回路Ｋ0 、Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 におけ
る第１の抵抗Ｒa0、Ｒa1、Ｒa2、Ｒa3と第２のダイオー
ドＤb0、Ｄb1、Ｄb2、Ｄb3の相互接続点Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ
2 、Ｐ3 にフォトダイオードＳ0 、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の
カソードがそれぞれ接続されている。フォトダイオード
Ｓ0 、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 のアノードはフォトダイオード
Ｓ0 〜Ｓ3 の相互干渉を防ぐためのブロッキングダイオ
ードＤc0、Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3を介して共通の電流出力端
子３に接続されている。電流出力端子３とグランドとの
間には図１に示すように電流−電圧変換回路２が接続さ
れるので、フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 は第２のダイオ
ードＤb0〜Ｄb3に実質的に並列接続されている。フォト
ダイオードＳ0 、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 はのこぎり波で逆バ
イアスされるように接続されているので、ここに流れる
電流は極めて小さい。The interconnection points P0, P1, Pb of the first resistors Ra0, Ra1, Ra2, Ra3 and the second diodes Db0, Db1, Db2, Db3 in each unit circuit K0, K1, K2, K3.
The cathodes of the photodiodes S0, S1, S2 and S3 are connected to 2 and P3, respectively. The anodes of the photodiodes S0, S1, S2 and S3 are connected to a common current output terminal 3 via blocking diodes Dc0, Dc1, Dc2 and Dc3 for preventing mutual interference of the photodiodes S0 to S3. Since the current-voltage conversion circuit 2 is connected between the current output terminal 3 and the ground as shown in FIG. 1, the photodiodes S0 to S3 are substantially connected in parallel to the second diodes Db0 to Db3. There is. Since the photodiodes S0, S1, S2 and S3 are connected so as to be reverse-biased by the sawtooth wave, the current flowing there is extremely small.

【００１４】電流−電圧変換回路２は演算増幅器４と帰
還用抵抗Ｒｆとから成る。演算増幅器４の反転入力端子
は共通電流出力線３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は
反転入力端子と出力端子５との間に接続されている。The current-voltage conversion circuit 2 comprises an operational amplifier 4 and a feedback resistor Rf. The inverting input terminal of the operational amplifier 4 is connected to the common current output line 3, the non-inverting input terminal is connected to the other end (ground) of the voltage source 1, and the feedback resistor Rf is provided between the inverting input terminal and the output terminal 5. It is connected to the.

【００１５】イメージセンサの各部の詳細は次の通りで
ある。のこぎり波電圧源１は、すべてのダイオードＤa1
〜Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3をオンにすることができる最大振幅
値を有し、また第１及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、
Ｄb0〜Ｄb3の立上り速度よりもゆるい速度で立上る傾斜
電圧領域を有する図２に示すのこぎり波を発生するよう
に形成されている。Details of each part of the image sensor are as follows. The sawtooth voltage source 1 consists of all diodes Da1
~ Da3, Db0 ~ Db3 has a maximum amplitude value that can be turned on, the first and second diodes Da1 ~ Da3,
It is formed so as to generate the sawtooth wave shown in FIG. 2 having a ramp voltage region rising at a slower speed than the rising speed of Db0 to Db3.

【００１６】フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 、第１のダイ
オードＤa1〜Ｄa3、第２のダイオ−ドＤb0〜Ｄb3、ブロ
ッキングダイオードＤc0〜Ｄc3は、それぞれｐｉｎ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Ｓ0〜Ｓ3 の上側の電極は勿論透明電
極である。なお、ダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3、
Ｄc0〜Ｄc3の上側の電極も透明電極であり、その上に遮
光物質層が設けられている。集積回路で形成される各単
位回路Ｋ0 〜Ｋ3 に与えられた幅が１２５μｍ（ミクロ
ン）の場合において、第１及び第２のダイオードＤa1〜
Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3の配線導体層の幅を約２０μｍ（ミク
ロン）にすることができる。もし、フォトダイオードＳ
0 〜Ｓ3 の走査のために電界効果トランジスタを使用す
る場合には、配線導体層の幅が約１０μｍ（ミクロン）
となり、本実施例に比べて狭いためにイメージセンサの
製造歩留まりが悪くなる。フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3
、第１のダイオードＤa1〜Ｄa3、第２のダイオードＤb
0〜Ｄb3は同一の構造のｐｉｎダイオードであるので、
同一工程で同時に形成される。第１のダイオードＤa1〜
Ｄa3及び第２のダイオードＤb0〜Ｄb3は、それぞれ、２
個のダイオードを並べて形成し、配線導体で直列に接続
することによって得る。これ等のダイオードＤa1〜Ｄa
3、Ｄb0〜Ｄb3は１個当り約１Ｖの順方向電圧を有し、
２個では約２Ｖの順方向電圧を有する。The photodiodes S0 to S3, the first diodes Da1 to Da3, the second diodes Db0 to Db3, and the blocking diodes Dc0 to Dc3 are pin junction diodes, respectively, and are a hydrogenated alumophus silicon semiconductor layer. , One electrode layer provided on the lower side of the semiconductor layer and the other electrode layer provided on the upper side of the semiconductor layer, which are provided on a common insulating substrate (not shown).
The electrodes above the photodiodes S0 to S3 are of course transparent electrodes. The diodes Da1 to Da3, Db0 to Db3,
The electrodes on the upper side of Dc0 to Dc3 are also transparent electrodes, and the light shielding material layer is provided thereon. When the width given to each unit circuit K0 to K3 formed by the integrated circuit is 125 μm (micron), the first and second diodes Da1 to Da1 to
The width of the wiring conductor layers of Da3 and Db0 to Db3 can be set to about 20 μm (microns). If the photodiode S
When the field effect transistor is used for scanning from 0 to S3, the width of the wiring conductor layer is about 10 μm (micron).
Therefore, the manufacturing yield of the image sensor deteriorates because it is narrower than that of this embodiment. Photodiodes S0 to S3
, The first diodes Da1 to Da3, the second diode Db
Since 0 to Db3 are pin diodes having the same structure,
It is formed simultaneously in the same process. First diode Da1 ~
Da3 and the second diodes Db0 to Db3 are respectively 2
It is obtained by forming individual diodes side by side and connecting them in series with a wiring conductor. These diodes Da1 to Da
3, Db0 to Db3 each have a forward voltage of about 1V,
Two have a forward voltage of about 2V.

【００１７】フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 はリーク電流
が小さく形成されており、図３に示すキャパシタンスＣ
ｓ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Ｓ0 〜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。The photodiodes S0 to S3 are formed with a small leak current, and the capacitance C shown in FIG.
It is equivalently shown by a parallel circuit of s and a current source Is proportional to the light intensity. The value of the current flowing through the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 is extremely small.

【００１８】第１の抵抗Ｒa0〜Ｒa3はそれぞれ９０ｋΩ
であり、第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3はそれぞれ９０ｋΩであ
り、これ等は、ＴｉＯ₂、Ｔａ−ＳｉＯ₂又はＮｉＣｒ
等の物質で形成されている。The first resistors Ra0 to Ra3 are each 90 kΩ.
And the second resistors Rb1 to Rb3 are each 90 kΩ, and these are TiO ₂ , Ta-SiO ₂ or NiCr.
It is formed of a substance such as.

【００１９】スイッチ素子としてダイオードを使用した
本実施例のイメージセンサによれば、ビット間隔１２５
μｍのイメージセンサ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、製造歩留まりが大幅に向
上する。なお、スイッチ素子を電界効果トランジスタで
構成する従来のイメージセンサの場合には、配線導体の
幅を約１０μｍにすることが必要であった。According to the image sensor of this embodiment using the diode as the switch element, the bit interval 125
The width of the wiring conductor is 20 μm in the μm image sensor
As a result, the manufacturing yield can be significantly improved. In the case of the conventional image sensor in which the switch element is a field effect transistor, the width of the wiring conductor needs to be about 10 μm.

【００２０】[0020]

【動作】電圧源１から供給されるのこぎり波電圧Ｖd が
図２に示すように徐々に増大すると、点Ｐ0 の電位Ｖp0
が図４の（Ａ）に示す如く徐々に高くなる。これによっ
て、点Ｐ0 の電位Ｖp0が単位回路Ｋ0の２個の第２のダ
イオードＤb0の合計の順方向電圧（約２Ｖ）になると、
第２のダイオードＤb0がオン状態になり、点Ｐ0の電位
Ｖp0はほぼ一定値（約２Ｖ）即ち飽和電圧値Ｖｓにな
る。単位回路Ｋ0 の第２のダイオードＤb0のオン状態へ
転換した後に単位回路Ｋ1 の第１のダイオードＤa1がオ
ン状態に転換する。単位回路Ｋ1 の第１のダイオードＤ
a1が非導通（オフ状態）の期間には、第１のダイオード
Ｄa1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のこぎり波電圧Ｖｄが
高くなると、第１のダイオードＤa1のカソード電圧はの
こぎり波電圧Ｖｄに追従して高くなる。即ち、２個の第
１のダイオードＤa1がオン状態になると、この両端電圧
は合計の順方向電圧（約２Ｖ）にほぼ固定されるため、
のこぎり波電圧ＶｄからダイオードＤa1の順方向電圧
（約２Ｖ）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Ｋ1 の第２のダイオードＤb1が非導
通の期間には、点Ｐ1の電位が第２の抵抗Ｒb1の両端電
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が図４の
（Ａ）に示すように徐々に上昇する。点Ｐ1 の電位Ｖp1
が第２のダイオードＤb1の順方向電圧になると、これが
オン状態になり、点Ｐ1 の電位Ｖp1はほぼ一定値にな
る。単位回路Ｋ1 の第２のダイオードＤb1のオン状態へ
転換した後に単位回路Ｋ2 の第１のダイオードＤa2がオ
ン状態に転換し、点Ｐ2 に図４の（Ａ）に示すように電
位Ｖp2が得られる。のこぎり波電圧が更に増大すると、
単位回路Ｋ3 の第１のダイオードＤa3がオン状態に転換
し、点Ｐ3 に図４の（Ａ）の電位Ｖp3が得られる。点Ｐ
0〜Ｐ3 の電位Ｖp0〜Ｖp3が図４の（Ａ）に示すように
順次に変化すると、各点Ｐ0 〜Ｐ3 とグランドとの間に
接続されたフォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 が順次に駆動さ
れる。即ち、フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3が電気的に走
査される。[Operation] When the sawtooth voltage Vd supplied from the voltage source 1 gradually increases as shown in FIG. 2, the potential Vp0 at the point P0 is increased.
Becomes gradually higher as shown in FIG. As a result, when the potential Vp0 at the point P0 becomes the total forward voltage (about 2V) of the two second diodes Db0 of the unit circuit K0,
The second diode Db0 is turned on, and the potential Vp0 at the point P0 becomes a substantially constant value (about 2V), that is, the saturation voltage value Vs. After the second diode Db0 of the unit circuit K0 is turned on, the first diode Da1 of the unit circuit K1 is turned on. The first diode D of the unit circuit K1
Although the cathode of the first diode Da1 is substantially zero volt during the period in which a1 is non-conducting (off state), when the first diode Da1 is turned on and the sawtooth voltage Vd further increases, The cathode voltage of the diode Da1 is increased following the sawtooth voltage Vd. That is, when the two first diodes Da1 are turned on, the voltage across this is almost fixed to the total forward voltage (about 2 V),
A voltage obtained by subtracting the forward voltage (about 2 V) of the diode Da1 from the sawtooth voltage Vd is applied to both ends of the resistor Rb1. Further, the potential at the point P1 becomes substantially equal to the voltage across the second resistor Rb1 while the second diode Db1 of the unit circuit K1 is not conducting. Therefore, after the first diode Da1 is turned on, the potential Vp1 at the point P1 gradually rises as shown in FIG. Potential Vp1 at point P1
Becomes the forward voltage of the second diode Db1, this turns on, and the potential Vp1 at the point P1 becomes substantially constant. After the second diode Db1 of the unit circuit K1 is turned on, the first diode Da2 of the unit circuit K2 is turned on, and a potential Vp2 is obtained at the point P2 as shown in FIG. .. As the sawtooth voltage increases further,
The first diode Da3 of the unit circuit K3 is turned on, and the potential Vp3 of FIG. 4A is obtained at the point P3. Point P
When the potentials Vp0 to Vp3 of 0 to P3 sequentially change as shown in FIG. 4A, the photodiodes S0 to S3 connected between the points P0 to P3 and the ground are sequentially driven. That is, the photodiodes S0 to S3 are electrically scanned.

【００２１】一次元的に配置されているフォトダイオー
ドＳ0 〜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Ｄb0〜Ｄb3
の全部をオン状態にすることができる最大振幅を有する
のこぎり波を電圧源１から与える。なお、第１のダイオ
ードＤa1〜Ｄa3及び第２のダイオードＤb0〜Ｄb3の全部
をオン状態にするための電圧を、のこぎり波以外の独立
の回路で与えても差し支えない。When the optical information is read by the photodiodes S0 to S3 arranged one-dimensionally, first, the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3 are first read.
Is supplied from the voltage source 1 with a sawtooth wave having a maximum amplitude capable of turning on all of the above. Incidentally, the voltage for turning on all the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3 may be given by an independent circuit other than the sawtooth wave.

【００２２】第１のダイオードＤa1〜Ｄa3及び第２のダ
イオードＤb0〜Ｄb3の全部がオン状態である期間には、
点Ｐ0 〜Ｐ3に得られる第２のダイオードＤbo〜Ｄb3の
順方向電圧（約２Ｖ）によって各フォトダイオードＳ0
〜Ｓ3 が逆バイアスされ、図３に等価的に示すキャパシ
タンスＣｓが充電される。During a period in which all of the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3 are in the ON state,
Due to the forward voltage (about 2 V) of the second diodes Dbo to Db3 obtained at the points P0 to P3, each photodiode S0 is
~ S3 is reverse biased and the capacitance Cs equivalently shown in Figure 3 is charged.

【００２３】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
得られた光信号がフォトダイオードＳ0 〜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Ｓ0 〜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Ｓ0 〜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の放電が生じない。等価キャパシタンス
Ｃｓの放電の量は光量によって変化する。フォトダイオ
ードＳ0 〜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Ｓ0 〜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
（例えばのこぎり波電圧Ｖｄが零ボルトの期間）にのみ
光入力を与える方法である。When an optical signal obtained from a subject (not shown) such as a facsimile document placed opposite the image sensor is input to the photodiodes S0 to S3, the presence or absence of the optical signal and the magnitude of the optical signal are detected. The charge amount of the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 changes. That is, among the photodiodes S0 to S3, the equivalent capacitance Cs is discharged in the case where the optical signal is input, and the equivalent capacitance Cs is not discharged in the case where the optical signal is not input. The amount of discharge of the equivalent capacitance Cs changes depending on the amount of light. There are two methods of giving an optical input to the photodiodes S0 to S3. One of them is a method of always applying an optical input to the photodiodes S0 to S3, and the other is a method of applying an optical input only during a predetermined period (for example, a period when the sawtooth voltage Vd is zero volt).

【００２４】のこぎり波電圧Ｖｄが図２に示すように時
間と共に直線的に増大すると、点Ｐ0 〜Ｐ3 に図４の
（Ａ）に示すように電位Ｖp0、Ｖp1、Ｖp2、Ｖp3が得ら
れ、これによって、フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 が順次
に逆バイアスされる。換言すれば、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Ｓ0 〜Ｓ3 に印加される。この時、フォトダイオード
Ｓ0 〜Ｓ3 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Ｓ0 〜Ｓ3 の等価キャパシタンス
Ｃｓの充電電流はブロッキングダイオードＤc0〜Ｄc3と
電流−電圧変換回路２とを通って流れるので、電流−電
圧変換回路２の出力電圧はフォトダイオードＳ0 〜Ｓ3
の等価キャパシタンスＣｓの充電電流の有無によって変
化する。図４の（Ｂ）には、フォトダイオードＳ0 〜Ｓ
3 の個別の出力電流Ｉ0 〜Ｉ3 が示されている。出力端
子３には図４の（Ｂ）の電流Ｉ0 〜Ｉ3 の合成電流が流
れる。なお、この図４の（Ｂ）には４つのフォトダイオ
ードＳ0 、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の全部に対して大きな光入
力があった時の電流Ｉ0〜Ｉ3 が示されている。電流Ｉ0
〜Ｉ3 は各点Ｐ0 〜Ｐ3 の電位Ｖp0〜Ｖp3の上昇に追
従して増大し、電位Ｖp0〜Ｖp3が飽和後に減少する。When the sawtooth voltage Vd increases linearly with time as shown in FIG. 2, potentials Vp0, Vp1, Vp2 and Vp3 are obtained at points P0 to P3 as shown in FIG. Thus, the photodiodes S0 to S3 are sequentially reverse biased. In other words, the voltage for charging the equivalent capacitance Cs shown in FIG. 3 is applied to the photodiodes S0 to S3. At this time, a charging current flows through the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 that is discharged by the light input, but the charging current does not flow through those that are not discharged due to the absence of the light input. .. Since the charging current of the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 flows through the blocking diodes Dc0 to Dc3 and the current-voltage conversion circuit 2, the output voltage of the current-voltage conversion circuit 2 is the photodiodes S0 to S3.
It changes depending on the presence or absence of the charging current of the equivalent capacitance Cs. FIG. 4B shows the photodiodes S0 to S0.
Three individual output currents I0 to I3 are shown. A combined current of the currents I0 to I3 shown in FIG. 4B flows through the output terminal 3. Note that FIG. 4B shows currents I0 to I3 when there is a large light input to all four photodiodes S0, S1, S2 and S3. Current I0
.About.I3 increases in accordance with the rise of the potentials Vp0 to Vp3 at the points P0 to P3, and the potentials Vp0 to Vp3 decrease after saturation.

【００２５】本実施例は次の効果を有する。（１）１つのフォトダイオードＳ1 〜Ｓ3 に対して第
１のダイオードＤa1〜Ｄa3を２個にしたので、従来と同
一の傾きののこぎり波電圧を供給した場合に、第１のダ
イオードＤa1〜Ｄa3のオンになる時点の間隔Ｔが第１の
ダイオードＤa1〜Ｄa3が１個の従来回路に比べて長くな
り、フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 の出力電流の相互干渉
が少なくなり、ビット間分離性が向上する。即ち、出力
端子３に流れる合成電流の信号成分の振幅が大きくな
る。（２）１つのフォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 に対して第
２のダイオードＤb0〜Ｄb3を２個にしたので、フォトダ
イオードＳ0 〜Ｓ3 に印加される電圧が高くなり、ダイ
ナミックレンジが広くなる。（３）第１及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜
Ｄb3の順方向電圧を単一のダイオードで高める場合に
は、特別な半導体層を形成しなければならない。これに
対して本実施例ではフォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 と第１
及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3を同一構
造とし、第１及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜
Ｄb3の個数を増やすことで高い順方向電圧を得るので、
イメージセンサを従来と同一の方法で作ることができ、
イメージセンサのコストの上昇が殆ど生じない。This embodiment has the following effects. (1) Since the number of the first diodes Da1 to Da3 is two for each photodiode S1 to S3, when the sawtooth voltage having the same slope as that of the conventional one is supplied, the first diodes Da1 to Da3 are The interval T at the time of turning on becomes longer than that of the conventional circuit in which the first diode Da1 to Da3 is one, the mutual interference of the output currents of the photodiodes S0 to S3 is reduced, and the inter-bit separation property is improved. That is, the amplitude of the signal component of the combined current flowing through the output terminal 3 becomes large. (2) Since the number of the second diodes Db0 to Db3 is two for one photodiode S0 to S3, the voltage applied to the photodiodes S0 to S3 becomes high and the dynamic range becomes wide. (3) First and second diodes Da1 to Da3, Db0 to
When increasing the forward voltage of Db3 with a single diode, a special semiconductor layer must be formed. On the other hand, in this embodiment, the photodiodes S0 to S3 and the first
And the second diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3 have the same structure, and the first and second diodes Da1 to Da3 and Db0 to
Since a high forward voltage is obtained by increasing the number of Db3,
The image sensor can be made in the same way as before,
Almost no increase in the cost of the image sensor occurs.

【００２６】[0026]

【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。MODIFICATION The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are possible, for example.

【００２７】実施例では、第１のダイオードＤa1〜Ｄa3
と第２のダイオードＤb0〜Ｄb3の両方が単位センサ回路
において２個ずつになっているが、ビット間分離性の向
上のみが要求される時には第１のダイオードＤa1〜Ｄa3
のみを２個又はこれ以上とし、第２のダイオードＤb0〜
Ｄb3を今迄通り１個としてもよい。また、ダイナミック
レンジの拡大のみが要求される場合は第２のダイオード
Ｄb0〜Ｄb3を２個又はこれ以上とし、第１のダイオード
Ｄa1〜Ｄa3を従来通り１個としてもよい。In the embodiment, the first diodes Da1 to Da3 are used.
Both the second diode Db0 and the second diode Db0 are two in the unit sensor circuit, but the first diodes Da1 to Da3 are only required to improve the bit separation.
Only two or more, and the second diode Db0 ~
You can use one Db3 as before. Further, when only the expansion of the dynamic range is required, the number of the second diodes Db0 to Db3 may be two or more, and the number of the first diodes Da1 to Da3 may be one as in the conventional case.

【００２８】フォトダイオードＳ0 〜Ｓ3 の相互干渉を
防ぐためのブロッキングダイオードＤc0〜Ｄc3を第１の
抵抗Ｒa0〜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。Blocking diodes Dc0 to Dc3 for preventing mutual interference of the photodiodes S0 to S3 are connected in series to the first resistors Ra0 to Ra3, or the second resistors Rb1 to Rb3 and the first resistor Ra1 are connected. ~ Ra3 can be connected.

【００２９】図１のイメージセンサをファクシミリに使
用する場合には、単位回路Ｋ0 〜Ｋ3 に相当するものを
例えば２０００個設けることが必要になり、第１のダイ
オードＤa1〜Ｄa3及び第２のダイオードＤb0〜Ｄb3に対
応する多数のダイオードを同時にオン状態にするための
のこぎり波の最大値は極めて高くなる。図５及び図６は
電圧源１の最大電圧を低く抑えることができる１つの方
式を示す。図５では図１の単位回路Ｋ0 〜Ｋ3 に相当す
るｎ個の単位回路がｍ個の回路ブロックＢ1 、Ｂ2 ・・
・Ｂm に分割されている。各回路ブロックＢ1 〜Ｂm
は、図１の単位回路Ｋ0 〜Ｋ3 に相当するものを数個〜
数十個含み、図１のイメージセンサから電圧源１を省い
た回路に相当する。各回路ブロックＢ1 〜Ｂm は電圧源
１ａにデマルチプレクサ１０を介して接続されている。
各回路ブロックＢ1 〜Ｂm の出力端子は増幅器Ａ1 〜Ａ
m を介して共通に接続されている。電圧源１ａは図６の
（Ａ）に示すのこぎり波（三角波）を繰り返して発生す
る。デマルチプレクサ１０は図７の（Ｂ）（Ｃ）に示す
ように、図６の（Ａ）ののこぎり波を回路ブロックＢ1
〜Ｂm に分配する。各回路ブロックＢ1 〜Ｂm の各フォ
トダイオードに対する光入力は図６の（Ｄ）に示すよう
に常に与える。When the image sensor of FIG. 1 is used in a facsimile, it is necessary to provide, for example, 2000 units corresponding to the unit circuits K0 to K3, and the first diodes Da1 to Da3 and the second diode Db0 are required. The maximum value of the sawtooth wave for simultaneously turning on a large number of diodes corresponding to .about.Db3 becomes extremely high. 5 and 6 show one method in which the maximum voltage of the voltage source 1 can be kept low. 5, n unit circuits corresponding to the unit circuits K0 to K3 of FIG. 1 are m circuit blocks B1, B2 ...
・ It is divided into Bm. Each circuit block B1 to Bm
Is several units corresponding to the unit circuits K0 to K3 in FIG.
It includes several tens and corresponds to a circuit in which the voltage source 1 is omitted from the image sensor of FIG. Each circuit block B1 to Bm is connected to the voltage source 1a via a demultiplexer 10.
The output terminals of each circuit block B1 to Bm are amplifiers A1 to A
Commonly connected through m. The voltage source 1a repeatedly generates the sawtooth wave (triangular wave) shown in FIG. As shown in FIGS. 7B and 7C, the demultiplexer 10 outputs the sawtooth wave shown in FIG. 6A to the circuit block B1.
~ Bm. The light input to each photodiode of each circuit block B1 to Bm is always given as shown in FIG.

【００３０】図７に示すように、図１の第２のインピー
ダンス素子としての第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3をフォトダイ
オードＳ0 〜Ｓ3 の等価容量よりも十分に大きいコンデ
ンサＣ1 〜Ｃ3 に置き換えることができる。また、図７
のコンデンサＣ1 〜Ｃ3 の代りに逆バイアスされるよう
にダイオードを接続し、このダイオードを等価容量とし
て使用してもよい。As shown in FIG. 7, the second resistors Rb1 to Rb3 as the second impedance element in FIG. 1 can be replaced with capacitors C1 to C3 which are sufficiently larger than the equivalent capacitances of the photodiodes S0 to S3. .. In addition, FIG.
Alternatively, instead of the capacitors C1 to C3, a diode may be connected so as to be reverse-biased and this diode may be used as an equivalent capacitance.

【００３１】図８に示すように、図１の第１のインピー
ダンス素子としての第１の抵抗Ｒa0〜Ｒa3の変りにフォ
トダイオードＳ0 〜Ｓ3 の等価容量よりも大きいコンデ
ンサＣa0〜Ｃa3に置き換えることができる。また、図８
のコンデンサＣa0〜Ｃa3をこれと等価的に機能する逆バ
イアスされたダイオードに置き換えることができる。As shown in FIG. 8, instead of the first resistors Ra0 to Ra3 as the first impedance element in FIG. 1, capacitors Ca0 to Ca3 larger than the equivalent capacitances of the photodiodes S0 to S3 can be replaced. .. Also, FIG.
The capacitors Ca0 to Ca3 of can be replaced by a reverse biased diode which functions equivalently thereto.

【００３２】図１の第１の抵抗Ｒa0〜Ｒa3をコンデンサ
又は逆バイアスダイオードから成る第１の容量素子に置
き換えると共に、第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3をコンデンサ又
は逆バイアスダイオードから成る第２の容量素子に置き
換えることができる。この場合、第２の容量素子の容量
値を第１の容量素子の容量値以上にすることが望まし
い。The first resistors Ra0 to Ra3 in FIG. 1 are replaced with a first capacitive element formed of a capacitor or a reverse bias diode, and the second resistors Rb1 to Rb3 are formed of a second capacitive element formed of a capacitor or a reverse bias diode. Can be replaced with In this case, it is desirable that the capacitance value of the second capacitance element be equal to or larger than the capacitance value of the first capacitance element.

【００３３】のこぎり波を階段状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。The sawtooth wave can be a stepwise sawtooth wave and a sawtooth wave that increases quadratically.

【００３４】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。The polarity of each diode and the polarity of the voltage source 1 can be reversed.

【００３５】実施例ではダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜
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。In the embodiment, the diodes Da1 to Da3 and Db0 to
Although hydrogenated amorphous silicon (amorphous silicon) is used as Db3, amorphous silicon carbide or the like can also be used.

【００３６】ダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3、Ｄc0
〜Ｄc3はｐｉｎに限ることなく、ｐｉ型又はｉｎ型ダイ
オード、ショットキー接合ダイオ−ドにすることができ
る。Diodes Da1 to Da3, Db0 to Db3, Dc0
Dc3 is not limited to pin, but may be a pi-type or in-type diode or a Schottky junction diode.

【００３７】第２のダイオードＤb0〜Ｄb3のカソード端
子に電圧を印加してもよい。即ち、グランドと第２のダ
イオードＤb0〜Ｄb3のカソード共通ラインとの間にバイ
アス電圧源を接続してもよい。これにより、ダイナミッ
クレンジの拡大を図ることができる。なお、バイアス電
圧源は図２ののこぎり波電圧Ｖd と逆の傾きを有する電
圧を発生する回路であることが望ましい。A voltage may be applied to the cathode terminals of the second diodes Db0 to Db3. That is, a bias voltage source may be connected between the ground and the cathode common line of the second diodes Db0 to Db3. Thereby, the dynamic range can be expanded. The bias voltage source is preferably a circuit that generates a voltage having a reverse slope to the sawtooth voltage Vd in FIG.

【００３８】第２のの抵抗の値を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。The value of the second resistance may be set so as to gradually increase from Rb1 to Rb3.

【００３９】電流−電圧変換回路２を電流出力端子３と
グランドとの間に接続した電流検出抵抗と、この電流検
出抵抗の電圧を増幅する増幅器とで構成することができ
る。また、電流−電圧変換回路２を電流出力端子３とグ
ランドとの間に接続された積分用コンデンサと、このコ
ンデンサの両端子間に接続されたスイッチと、このスイ
ッチを走査に関係を有して周期的にオン・オフする制御
回路と、積分用コンデンサの電圧を増幅する増幅器とで
構成することができる。The current-voltage conversion circuit 2 can be composed of a current detection resistor connected between the current output terminal 3 and the ground, and an amplifier for amplifying the voltage of this current detection resistor. In addition, the current-voltage conversion circuit 2 has an integrating capacitor connected between the current output terminal 3 and the ground, a switch connected between both terminals of this capacitor, and this switch is related to scanning. It can be composed of a control circuit that periodically turns on and off, and an amplifier that amplifies the voltage of the integrating capacitor.

【００４０】[0040]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ビット間
分離性の向上及び／又はダイナミックレンジの拡大が可
能になる。As described above, according to the present invention, it is possible to improve the bit-to-bit separability and / or the dynamic range.

[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例に係わるイメージセンサを示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an image sensor according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１の電圧源から供給するのこぎり波を示す波
形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing a sawtooth wave supplied from the voltage source of FIG.

【図３】図１のフォトダイオ−ドの等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the photodiode shown in FIG.

【図４】図１の点Ｐ0 〜Ｐ3 の電位Ｖp0〜Ｖp3の変化及
びフォトダイオードＳ0 〜Ｓ3の電流の変化を示す図で
ある。4 is a diagram showing changes in potentials Vp0 to Vp3 at points P0 to P3 and changes in currents in photodiodes S0 to S3 in FIG.

【図５】変形例のイメージセンサを示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing an image sensor of a modified example.

【図６】図５の各部の状態を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing a state of each part of FIG.

【図７】別の変形例のイメージセンサを示す回路図であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram showing an image sensor of another modification.

【図８】更に別の変形例のイメージセンサを示す回路図
である。FIG. 8 is a circuit diagram showing an image sensor of still another modified example.

[Explanation of symbols]

１のこぎり波電圧源２電流−電圧変換回路３共通出力端子Ｓ0 〜Ｓ3 フォトダイオードＤa1〜Ｄa3 第１のダイオードＤb0〜Ｄb3 第２のダイオード 1 Sawtooth voltage source 2 Current-voltage conversion circuit 3 Common output terminals S0 to S3 Photodiodes Da1 to Da3 First diodes Db0 to Db3 Second diodes

Claims

[Claims]

1. A voltage source (1) for generating a sawtooth voltage.
And a plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) and a current-voltage conversion circuit that converts the output current of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) into a voltage, the plurality of unit sensor circuits (K1) ~ K3)
First diode (Da1 to Da3), second diode (Db1 to Db3), first resistor (Ra1 to Ra3) or first
First impedance element composed of the capacitors (Ca1 to Ca3), a second impedance element composed of the second resistors (Rb1 to Rb3) or the second capacitors (C1 to C3), and photodiodes (S1 to S3). ) And the first diodes (Da1 to Da3) of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) are connected in series with each other, and one end of the series circuit of the first diodes (Da1 to Da3) is The first diode (Da1 to Da3) is connected to one end of the voltage source (1), has a directivity that is forward biased by the sawtooth voltage, and has a directivity of the second diode (Db1 to Db3). One end is the first
Connected to the first diode (Da1 to Da3) via the impedance element of the second diode (D1
The other end of b1 to Db3) is connected to the other end of the voltage source (1), and the second diode (Db1 to Db3) has a directivity forward biased by the sawtooth voltage, and The second impedance element is connected between the first diode (Da1 to Da3) and the other end of the voltage source (1), and one end of the photodiode (S1 to S3) is connected to the first diode (Da1 to Da3).
Impedance element and the second diode (Db1 to
Db3) is connected to connection points (P1 to P3), the other ends of the photodiodes (S1 to S3) are connected to a common connection terminal (3), and the current-voltage conversion circuit is connected to the common connection terminal (3). ) And the other end of the voltage source (1), the number of the first diodes (Da1 to Da3) of each unit sensor circuit (K1 to K3) is equal to the number of the photodiodes (Da1 to Da3). S1
Image sensor characterized by more than ~ S3).

2. A voltage source (1) for generating a sawtooth voltage.
And a plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) and a current-voltage conversion circuit that converts the output current of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) into a voltage, the plurality of unit sensor circuits (K1) ~ K3)
First diode (Da1 to Da3), second diode (Db1 to Db3), first resistor (Ra1 to Ra3) or first
First impedance element composed of the capacitors (Ca1 to Ca3), a second impedance element composed of the second resistors (Rb1 to Rb3) or the second capacitors (C1 to C3), and photodiodes (S1 to S3). ) And the first diodes (Da1 to Da3) of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) are connected in series with each other, and one end of the series circuit of the first diodes (Da1 to Da3) is The first diode (Da1 to Da3) is connected to one end of the voltage source (1), has a directivity that is forward biased by the sawtooth voltage, and has a directivity of the second diode (Db1 to Db3). One end is the first
Connected to the first diode (Da1 to Da3) via the impedance element of the second diode (D1
The other end of b1 to Db3) is connected to the other end of the voltage source (1), and the second diode (Db1 to Db3) has a directivity forward biased by the sawtooth voltage, and The second impedance element is connected between the first diode (Da1 to Da3) and the other end of the voltage source (1), and one end of the photodiode (S1 to S3) is connected to the first diode (Da1 to Da3).
Impedance element and the second diode (Db1 to
Db3) is connected to connection points (P1 to P3), the other ends of the photodiodes (S1 to S3) are connected to a common connection terminal (3), and the current-voltage conversion circuit is connected to the common connection terminal (3). ) And the other end of the voltage source (1), the number of the second diodes (Db1 to Db3) of each unit sensor circuit (K1 to K3) is equal to that of the photodiode ( S1
Image sensor characterized by more than ~ S3).

3. A voltage source (1) for generating a sawtooth voltage.
And a plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) and a current-voltage conversion circuit that converts the output current of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) into a voltage, the plurality of unit sensor circuits (K1) ~ K3)
First diode (Da1 to Da3), second diode (Db1 to Db3), first resistor (Ra1 to Ra3) or first
First impedance element composed of the capacitors (Ca1 to Ca3), a second impedance element composed of the second resistors (Rb1 to Rb3) or the second capacitors (C1 to C3), and photodiodes (S1 to S3). ) And the first diodes (Da1 to Da3) of the plurality of unit sensor circuits (K1 to K3) are connected in series with each other, and one end of the series circuit of the first diodes (Da1 to Da3) is The first diode (Da1 to Da3) is connected to one end of the voltage source (1), has a directivity that is forward biased by the sawtooth voltage, and has a directivity of the second diode (Db1 to Db3). One end is the first
Connected to the first diode (Da1 to Da3) via the impedance element of the second diode (D
The other ends of b1 to Db3) are connected to the other end of the voltage source (1), and the second diodes (Db1 to Db3) have a directivity forward biased by the sawtooth voltage, and The second impedance element is connected between the first diode (Da1 to Da3) and the other end of the voltage source (1), and one end of the photodiode (S1 to S3) has the first end.
Impedance element and the second diode (Db1 to
Db3) is connected to connection points (P1 to P3), the other ends of the photodiodes (S1 to S3) are connected to a common connection terminal (3), and the current-voltage conversion circuit is connected to the common connection terminal (3). ) And the other end of the voltage source (1), the first diode (Da1 to Da3) and the second diode (Da1 to Da3) of each unit sensor circuit (K1 to K3) are connected. Db1 ~ D
b3) is the number of photodiodes (S1 to S3)
Image sensor characterized in that it is more than the number of.

4. The first diode (Da1 to Da3),
The image sensor according to claim 1, 2 or 3, wherein the second diodes (Db1 to Db3) and the photodiodes (S1 to S3) have the same structure and have the same semiconductor layer.