JPH0547151B2 - - Google Patents

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JPH0547151B2
JPH0547151B2 JP61149392A JP14939286A JPH0547151B2 JP H0547151 B2 JPH0547151 B2 JP H0547151B2 JP 61149392 A JP61149392 A JP 61149392A JP 14939286 A JP14939286 A JP 14939286A JP H0547151 B2 JPH0547151 B2 JP H0547151B2
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JP
Japan
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signal
signal transfer
transfer means
image sensor
pixel
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JP61149392A
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Yoshio Nishihara
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、密着型イメージセンサの信号読出し
装置に関するものであり、特に読出し信号が大き
くかつ該読出し信号間のクロストークを防止した
密着型イメージセンサの信号読出し装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a signal readout device for a contact type image sensor, and particularly to a contact type image sensor that has a large readout signal and prevents crosstalk between the readout signals. The present invention relates to a signal reading device for a sensor.

(従来の技術) 従来、薄膜トランジスタ(以下、TFTと略す)
を用いて構成された密着型イメージセンサの信号
読出し回路は、原稿からの反射光を受光する多数
のフオトダイオードの選択スイツチ素子として
TFTを用い、選択されたフオトダイオードの出
力信号を複数本の共通信号線へ転送し、その信号
をマルチプレクサ等により順次切替えて読み出し
ていた。
(Conventional technology) Conventionally, thin film transistors (hereinafter abbreviated as TFT)
The signal readout circuit of a contact image sensor constructed using
Using TFT, the output signal of the selected photodiode was transferred to multiple common signal lines, and the signals were sequentially switched and read out using a multiplexer or the like.

(発明が解決しようとする問題点) 上記した従来の技術は、次のような問題点を有
していた。
(Problems to be Solved by the Invention) The above-described conventional techniques had the following problems.

この方式によれば、イメージセンサと同程度の
長さの共通信号線が必要であり、その長さに起因
する次の様な問題が発生した。
According to this method, a common signal line with a length comparable to that of the image sensor is required, and the following problems arise due to the length of the common signal line.

(1) 共通信号線の長さに比例して、該共通信号線
の容量Cが大きくなるが、フオトダイオードか
ら転送される電荷量Qは変らないため、信号の
大きさVが小さくなる。ここに、該信号の大き
さVは次式で表される。
(1) Although the capacitance C of the common signal line increases in proportion to the length of the common signal line, the amount of charge Q transferred from the photodiode does not change, so the signal magnitude V decreases. Here, the magnitude V of the signal is expressed by the following equation.

V=Q/C (2) 長い信号線は、他の信号線間との容量結合が
大きいため、信号のクロストークが発生する。
V=Q/C (2) Long signal lines have large capacitive coupling with other signal lines, so signal crosstalk occurs.

本発明は、上記した従来技術の問題点を除去
し、イメージセンサ上に複数本の長い共通信号線
を設けることなく、フオトダイオードからの出力
信号を順次に読出すようにすることにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art and to sequentially read output signals from photodiodes without providing a plurality of long common signal lines on an image sensor.

(問題点を解決するための手段および作用) 前記の問題点を解決するために、本発明は、複
数個の光電変換素子を1列に配置した密着型イメ
ージセンサの信号読出し装置において、該光電変
換素子の各々に接続された第1の信号転送手段
と、該第1の信号転送手段によつて転送されてき
た複数の画素信号を順次転送する第2の信号転送
手段と、該第2の信号転送手段に接続された信号
取出し用アンプとからなり、前記第2の信号転送
手段が、前記画素信号の各々を電圧信号に変換す
る複数の素子からなる第1の手段と、該第1の手
段の複数の素子を互いに結びかつ予定周波数のク
ロツクと同期して動作するシフト手段とから構成
し、画素信号を電圧信号として順次転送して読出
すようにした点に特徴がある。
(Means and operations for solving the problem) In order to solve the above problem, the present invention provides a signal readout device for a contact image sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row. a first signal transfer means connected to each of the conversion elements; a second signal transfer means for sequentially transferring a plurality of pixel signals transferred by the first signal transfer means; a signal extraction amplifier connected to a signal transfer means, the second signal transfer means comprising a first means consisting of a plurality of elements for converting each of the pixel signals into a voltage signal; The device is characterized in that it is composed of a shift means which connects a plurality of elements of the means to each other and operates in synchronization with a clock having a predetermined frequency, and the pixel signals are sequentially transferred and read out as voltage signals.

(実施例) 以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明す
る。
(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。ま
た、第2図は該回路に印加される信号のタイムチ
ヤートを示す。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 shows a time chart of signals applied to the circuit.

第1図において、D1〜DNは画素情報を受光す
るフオトダイオードであり、該フオトダイオード
は電荷蓄積モードで動作する。該フオトダイオー
ドD1〜DNには、第1の信号転送TFTT1〜TN
リセツトスイツチTFTR1〜RNの一方の端子が接
続されている。信号転送TFTT1〜TNと各々の他
方の端子は、ドレイン接地の第2の信号転送
TFTS1〜S2N-1の奇数番目のゲートに接続され、
また該リセツトスイツチTFTR1〜RNの他方の端
子であるドレイン側端子は接地されている。
In FIG. 1, D 1 to D N are photodiodes that receive pixel information, and the photodiodes operate in a charge accumulation mode. The photodiodes D 1 -D N are connected to one terminal of a first signal transfer TFTT 1 -TN and a reset switch TFTR 1 -RN . Signal transfer TFTT 1 ~ T N and each other terminal is the second signal transfer with drain grounded.
Connected to odd numbered gates of TFTS 1 ~ S 2N-1 ,
Further, the drain side terminals, which are the other terminals of the reset switches TFTR 1 to RN , are grounded.

該ドレイン接地の第2の信号転送TFTS1
S2N-1と負荷r1〜r2N-1とは、いわゆるソースフオ
ロワ回路を形成している。該第2の信号転送
TFTのソースの各々は、シフトスイツチTFTU1
〜U2N-1を介して次段の信号転送TFTのゲートに
接続されている。また、該第2の信号転送TFT
の第1段目のTFTS1はリセツトTFTV1を介して
接地されており、一方最終段のTFTS2N-1のソー
スは最終段のシフトスイツチTFTU2N-1を介して
信号取り出し用アンプAに接続されている。
The drain grounded second signal transfer TFTS 1 ~
S 2N-1 and the loads r 1 to r 2N-1 form a so-called source follower circuit. the second signal transfer
Each of the TFT sources has a shift switch TFTU 1
~ Connected to the gate of the next stage signal transfer TFT via U2N-1 . In addition, the second signal transfer TFT
TFTS 1 in the first stage is grounded via reset TFTV 1 , while the source of TFTS 2N-1 in the final stage is connected to signal extraction amplifier A via shift switch TFTU 2N-1 in the final stage. has been done.

また、前記フオトダイオードは第1の共通ライ
ン1に接続され、前記リセツトスイツチTFTR1
〜RNのゲートは第2の共通ライン2に接続され、
前記第1の信号転送TFTT1〜TNのゲートは第3
の共通ライン3に接続され、前記第2の信号転送
TFTS1〜S2N-1のドレインは第4の共通ライン4
に接続され、前記シフトスイツチTFTU1
U2N-1の奇数段のゲートは第5の共通ライン5に
接続され、またリセツトTFTV1のゲートとシフ
トスイツチTFTU1〜U2N-1の偶数段のゲートは
第6の共通ライン6に接続されている。また、リ
セツトTFTV1および負荷r1〜r2N-1の一端は第7
の共通ライン7を介してグランドGに接続され、
接地されている。
Also, the photodiode is connected to a first common line 1, and the reset switch TFTR 1
The gate of ~R N is connected to the second common line 2,
The gates of the first signal transfer TFTT 1 to T N are the third
connected to the common line 3 of the second signal transfer
The drain of TFTS 1 ~ S 2N-1 is connected to the fourth common line 4
connected to the shift switch TFTU 1 ~
The gates of odd stages of U 2N-1 are connected to the fifth common line 5, and the gates of reset TFTV 1 and the gates of even stages of shift switches TFTU 1 to U 2N-1 are connected to the sixth common line 6. has been done. Also, one end of the reset TFTV 1 and the loads r 1 to r 2N-1 is connected to the seventh
connected to ground G via a common line 7 of
Grounded.

前記第1の共通ライン1にはフオトダイオード
バイアス電圧VBが供給され、第4の共通ライン
4には電源Vddが供給されている。また、前記第
2、3、5および6の共通ラインには、それぞれ
第2図に示す波形の信号φR,φ0,φ1およびφ2
印加されている。
The first common line 1 is supplied with a photodiode bias voltage V B , and the fourth common line 4 is supplied with a power supply Vdd. Further, signals φ R , φ 0 , φ 1 and φ 2 having waveforms shown in FIG. 2 are applied to the second, third, fifth and sixth common lines, respectively.

次に、上記のような構成を有する本実施例の動
作を説明する。今、時刻t1〜to信号φ0がHレベル
になると第1の信号転送TFTT1〜TNがオンにな
り、原稿の反射光量に応じてフオトダイオード
D1〜DNに蓄積されていた電荷が第2の信号転送
TFTS1〜S2N-1の奇数番目のゲート入力へ転送さ
れる。次いで、時刻t2で信号φ0がLレベルになる
と、前記第1の信号転送TFTT1〜TNはオフにな
り、フオトダイオードD1〜DNと第2の信号転送
TFTS1〜S2N-1とは遮断される。
Next, the operation of this embodiment having the above configuration will be explained. Now, when the time t 1 to to signal φ 0 becomes H level, the first signal transfer TFTT 1 to TN is turned on, and the photodiode is switched on according to the amount of light reflected from the original.
The charges accumulated in D 1 to D N are transferred to the second signal transfer.
Transferred to odd-numbered gate inputs of TFTS 1 to S 2N-1 . Next, when the signal φ 0 becomes L level at time t 2 , the first signal transfer TFTT 1 to T N is turned off, and the photodiodes D 1 to D N and the second signal transfer
It is blocked from TFTS 1 to S 2N-1 .

また、該時刻t2で信号φRおよびφ1がHレベルに
なると、フオトダイオードD1〜DNに残つていた
電荷はリセツトされ、該フオトダイオードD1
DNに原稿の反射光量に応じた電荷の蓄積が再び
始まる。
Furthermore, when the signals φ R and φ 1 become H level at the time t 2 , the charges remaining in the photodiodes D 1 to D N are reset, and the charges remaining in the photodiodes D 1 to D N are reset.
Accumulation of charges in accordance with the amount of light reflected from the original begins again on D N.

一方、信号φ1によつて奇数段のシフトスイツ
チTFTU1,U3,U5,……,U2N-1がオンになる
と、第2の信号転送TFTの奇数段S1,S3,S5
……,S2N-1のゲートに入力していた画素信号は、
それぞれ次段S2,S4,S6,……のゲート入力へ転
送される。この時、最終段のTFTS2N-1のゲート
に入力していた画素信号が最終段のシフトスイツ
チTFTU2N-1およびアンプAを通つて取り出され
る。
On the other hand, when the odd-numbered shift switches TFTU 1 , U 3 , U 5 , ..., U 2N-1 are turned on by the signal φ 1, the odd-numbered stages S 1 , S 3 , S Five ,
..., the pixel signal input to the gate of S 2N-1 is
The signals are transferred to the gate inputs of the next stages S 2 , S 4 , S 6 , . . . , respectively. At this time, the pixel signal input to the gate of the final stage TFTS 2N-1 is taken out through the final stage shift switch TFTU 2N-1 and amplifier A.

次に時刻t3で、信号φRおよびφ1はLレベルにな
り信号φ2がHレベルになると、リセツトTFTV1
および奇数段のシフトスイツチTFTU2,U4
U6,……,U2Nがオンになり、第1段目の第2の
信号転送TFTS1のゲート信号がリセツトされる
と共に、前記信号転送TFTS2,S4,S6,……に
転送されていた画素信号がそれぞれ、次段のS3
S5,S7,……にシフトされる。
Next, at time t3 , when the signals φ R and φ 1 go low and the signal φ 2 goes high, the reset TFTV 1 is activated.
and odd-numbered shift switches TFTU 2 , U 4 ,
U 6 , . _ _ The pixel signals that were previously sent to the next stage S 3 ,
It is shifted to S 5 , S 7 , ...

次いで、信号φ1とφ2のHレベルとLレベルが
予め定められた周波数で交互に繰り返して切替え
られると、前記第2の信号転送TFTに保持され
ている画素信号が一つずつ該周波数に応じた速さ
で出力アンプAの方に転送され、出力OUTから
は1画素信号ずつ取り出される。これと共に、こ
れらの画素信号の後を追うように、前記第1段目
の信号転送TFTS1のゲートに入力されたリセツ
ト信号が出力OUTに向けて転送される。
Next, when the H level and L level of the signals φ 1 and φ 2 are alternately and repeatedly switched at a predetermined frequency, the pixel signals held in the second signal transfer TFT are changed one by one to the corresponding frequency. The signals are transferred to the output amplifier A at a corresponding speed, and each pixel signal is extracted from the output OUT. At the same time, the reset signal input to the gate of the first stage signal transfer TFTS 1 is transferred toward the output OUT so as to follow these pixel signals.

このため、第1段目のフオトダイオードD1
検出された画素信号が出力アンプAを経て取り出
された時には、第2の信号転送TFTの全てのゲ
ート入力はリセツトされたことになる。
Therefore, when the pixel signal detected by the first stage photodiode D1 is taken out through the output amplifier A, all gate inputs of the second signal transfer TFT have been reset.

次に、時刻toで信号φ0がHレベルになると、時
刻t3〜toの間にフオトダイオードD1〜Doに蓄積さ
れていた画素情報が前記第1の信号転送TFTT1
〜TNを通り、第2の信号転送TFTS1〜S2N-1の奇
数番目のゲートに転送され、以後は前述したのと
同じ動作が行なわれる。
Next, when the signal φ 0 becomes H level at time t o , the pixel information accumulated in the photodiodes D 1 to D o between times t 3 to t o is transferred to the first signal transfer TFTT 1
~T N and is transferred to the odd-numbered gate of the second signal transfer TFTS 1 ~S 2N-1 , and thereafter the same operation as described above is performed.

本実施例によれば、第2の信号転送TFTS1
S2N-1と負荷r1〜r2N-1とからなるソースフオロワ
回路と、これらを結ぶシフトスイツチTFTU1
U2N-1とにより、フオトダイオードD1〜DNで検出
された画素情報を転送するようにしているので、
信号読み出し用の共通ラインは不要である。この
ため、従来装置が有していた問題点は解消される
ことになる。
According to this embodiment, the second signal transfer TFTS 1 ~
A source follower circuit consisting of S 2N-1 and loads r 1 to r 2N-1 , and a shift switch TFTU 1 to connect them.
Since the pixel information detected by the photodiodes D1 to DN is transferred by U2N -1 ,
A common line for signal readout is not required. Therefore, the problems that the conventional device had are solved.

次に、本発明の第2実施例を第3図および第4
図を用いて説明する。第3図は回路図を示し、第
4図はそれに印加する信号のタイムチヤートを示
す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in FIGS. 3 and 4.
This will be explained using figures. FIG. 3 shows a circuit diagram, and FIG. 4 shows a time chart of signals applied thereto.

この実施例が前記第1実施例を異なる所は、前
記第1実施例では画素信号の転送をソースフオロ
ワ回路とこれを接続するシフトスイツチTFTで
行なつていたのに対して、本実施例ではソース接
地のTFTS1〜S2N-1を用いたインバータ回路とこ
れを接続するシフトスイツチTFTU1〜U2N-1
用いて行なうようにした点である。なお、第1図
と同じ符号は、第1図のものと同一又は同等物を
示す。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the pixel signal is transferred by a source follower circuit and a shift switch TFT that connects it, whereas in this embodiment, the pixel signal is transferred from the source This is done by using an inverter circuit using grounded TFTS 1 to S 2N-1 and shift switches TFTU 1 to U 2N-1 that connect the inverter circuit. Note that the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or equivalent components as in FIG. 1.

したがつて、本実施例の動作は画素信号を出力
アンプに向つて1段ずつシフトする過程におい
て、該画素信号が常に反転されて送られることに
なる。なお、この動作以外は、前記第1実施例と
同じであるので、詳細な説明は省略する。
Therefore, in the operation of this embodiment, in the process of shifting the pixel signal one stage at a time toward the output amplifier, the pixel signal is always inverted and sent. Note that since the operations other than this are the same as those of the first embodiment, detailed explanation will be omitted.

以上のように、上記した本発明の実施例によれ
ば、フオトダイオードD1〜DNによつて検出され
た画素信号を従来装置のように長い信号線を使つ
て直接読み出すのではなく、電圧の情報に変換し
かつ順次転送して読み出しているので、信号レベ
ルは大きく、かつクロストークは低減する。
As described above, according to the embodiment of the present invention described above, the pixel signals detected by the photodiodes D 1 to D N are not directly read out using long signal lines as in the conventional device, but are Since the information is converted into information and sequentially transferred and read out, the signal level is high and crosstalk is reduced.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the following effects are achieved.

本発明によれば、フオトダイオードD1〜DN
よつて検出された画素信号を、複数本の長いライ
ンを介して読み出すのではなく、電圧情報に変換
し、かつ該電圧情報を転送して読み出しているの
で、信号レベルは大きく、かつクロストークは低
減されるという効果がある。
According to the present invention, the pixel signals detected by the photodiodes D 1 to D N are not read out via multiple long lines, but are converted into voltage information and the voltage information is transferred. Since it is being read, the signal level is high and crosstalk is reduced.

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

第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図
はそれに印加される信号のタイムチヤート、第3
図は本発明の第2実施例の回路図、第4図はそれ
に印加される信号のタイムチヤートを示す。 D1〜DN……フオトダイオード、S1〜S2N-1……
第2の信号転送TFT、U1〜U2N-1……シフトス
イツチTFT、V1……リセツトTFT。
FIG. 1 is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart of signals applied thereto, and FIG.
The figure shows a circuit diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a time chart of signals applied thereto. D 1 ~D N ...Photodiode, S1 ~ S2N-1 ...
Second signal transfer TFT, U 1 to U 2N-1 ... shift switch TFT, V 1 ... reset TFT.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数個の光電変換素子を1列に配置した密着
型イメージセンサの信号読出し装置において、 該光電変換素子の各々に接続された第1の信号
転送手段と、該第1の信号転送手段によつて転送
されてきた複数の画素信号を順次転送する第2の
信号転送手段と、該第2の信号転送手段に接続さ
れた信号取出し用アンプとからなり、 前記第2の信号転送手段が、前記画素信号の
各々を電圧信号に変換する複数の素子からなる第
1の手段と、該第1の手段を構成する複数の素子
を互いに結びかつ予定周波数のクロツクと同期し
て動作するシフト手段とからなることを特徴とす
る密着型イメージセンサの信号読出し装置。 2 前記光電変換素子がフオトダイオードから構
成され、該フオトダイオードは電荷蓄積モード駆
動であることを特徴とする前記特許請求の範囲第
1項記載の密着型イメージセンサの信号読出し装
置。 3 前記第2の信号転送手段は、画素信号の転送
に引続いてリセツト信号を転送するようにしたこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の
密着型イメージセンサの信号読出し装置。
[Scope of Claims] 1. A signal readout device for a contact image sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row, comprising: a first signal transfer means connected to each of the photoelectric conversion elements; a second signal transfer means for sequentially transferring a plurality of pixel signals transferred by the signal transfer means; and a signal extraction amplifier connected to the second signal transfer means; The signal transfer means connects a first means comprising a plurality of elements for converting each of the pixel signals into a voltage signal, and a plurality of elements constituting the first means and synchronizes with a clock of a predetermined frequency. 1. A signal reading device for a contact image sensor, comprising a shift means that operates. 2. The signal readout device for a contact type image sensor according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is composed of a photodiode, and the photodiode is driven in a charge accumulation mode. 3. The signal reading device for a contact image sensor according to claim 1, wherein the second signal transfer means transfers a reset signal subsequent to the transfer of the pixel signal.
JP61149392A 1986-06-27 1986-06-27 Signal reader for contact type image sensor Granted JPS636960A (en)

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