JPH063960B2 - Bipolar IC image sensor - Google Patents

Bipolar IC image sensor

Info

Publication number
JPH063960B2
JPH063960B2 JP59107809A JP10780984A JPH063960B2 JP H063960 B2 JPH063960 B2 JP H063960B2 JP 59107809 A JP59107809 A JP 59107809A JP 10780984 A JP10780984 A JP 10780984A JP H063960 B2 JPH063960 B2 JP H063960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output terminal
current switch
phototransistor
phototransistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59107809A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60250769A (en
Inventor
和文 山口
隆彦 村田
泰永 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59107809A priority Critical patent/JPH063960B2/en
Publication of JPS60250769A publication Critical patent/JPS60250769A/en
Publication of JPH063960B2 publication Critical patent/JPH063960B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Facsimile Heads (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 情報処理機器の進展に伴なって、その入力装置としての
イメージセンサの重要性は高まっている。本発明は原稿
情報を高速、高解像度で読取ることを可能にしたバイポ
ーラIC技術によるリニアイメージセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial field With the progress of information processing equipment, the importance of an image sensor as an input device is increasing. The present invention relates to a linear image sensor based on a bipolar IC technology capable of reading document information at high speed and high resolution.

従来例の構成とその問題点 集積回路技術を用い、Si結晶上に形成させたイメージ
センサとしてはCCDイメージセンサ、MOSイメージ
センサがある。一般に、イメージセンサは複数個の光検
知素子と走査回路からなり、CCDイメージセンサは検
知素子にフォトダイオード、走査回路にCCD(電荷転
送素子)を用い、MOSイメージセンサは検知素子にフ
ォトダイオード、走査回路にMOSトランジスタによる
シフトレジスタを用いている。
Configuration of conventional example and its problems There are CCD image sensor and MOS image sensor as image sensors formed on Si crystal by using integrated circuit technology. Generally, an image sensor includes a plurality of light detecting elements and a scanning circuit, a CCD image sensor uses a photodiode as a detecting element and a CCD (charge transfer element) as a scanning circuit, and a MOS image sensor has a photodiode as a detecting element and a scanning element. The circuit uses a shift register with MOS transistors.

これらは共に、MOS集積回路技術をベースとした光セ
ンサ部と走査回路部からなり、高解像度ではあるが次の
ような欠点もある。CCDイメージセンサの場合、元
来、熱的に非平衡状態にある電荷を信号媒体としている
ため、高温では熱電荷による暗信号が大きくなり使いに
くい。
Both of them are composed of an optical sensor section and a scanning circuit section based on MOS integrated circuit technology and have high resolution, but have the following drawbacks. In the case of the CCD image sensor, since the electric charge which is originally in a thermal non-equilibrium state is used as the signal medium, the dark signal due to the thermal electric charge becomes large at high temperature, which makes it difficult to use.

また、縮小結像して読取る場合にはCCDの電荷井戸の
サイズは小さく(約7〜14μm)高速走査が可能であ
るが、等倍像で読取る場合、必要な電荷井戸のサイズは
大きく(60〜125μm)走査速度が遅くなる。従っ
て、読取り速度が小さくなる。
Further, the CCD has a small charge well size (about 7 to 14 μm) for reduction imaging and high-speed scanning is possible, but when reading a 1 × image, the required charge well size is large (60 mm). The scanning speed becomes slower. Therefore, the reading speed is reduced.

一方、MOSイメージセンサの場合、やはり高解像度で
はあるが、走査速度はMOSシフトレジスタの最高クロ
ック周波数に限界があるために小さく、かつ映像信号が
小さく、走査用デジタル信号の映像信号線への混入によ
ってS/N比が悪い。
On the other hand, in the case of the MOS image sensor, although the resolution is still high, the scanning speed is small because the maximum clock frequency of the MOS shift register is limited, and the video signal is small, and the scanning digital signal is mixed into the video signal line. As a result, the S / N ratio is poor.

昨今、原稿読取りスキャナーの小形化、高解像度化、調
整の容易化のために、原稿の等倍像を読取る密着形イメ
ージセンサの開発が盛んである。これには、検知素子の
ピッチは比較的大きい(例えば解像度16dots/mmでピ
ッチ62.5μm、解像度8dots/mmでピッチ125μ
m)が、原稿の幅に相当する長尺イメージセンサが必要
である。検知部を薄膜、長尺状で一体化し、その周辺に
駆動用LSIチップを多数マウントしたアモルファスシ
リコンイメージセンサや、CCDイメージセンサを複数
個、千鳥状に基板上に配列させたCCDマルチチップイ
メージセンサ等がある。アモルファスシリコンイメージ
センサは検知部と駆動部が別々のデパイスであるため、
相互の結線数が多く、信頼性にも問題があると考えられ
る。CCDマルチチップイメージセンサは千鳥状配列の
ため、読出し後、ラインの再配列処理が必要なこと、お
よびポテンシャル井戸が大きいため転送速度が低下する
こと、転送クロックラインを含め駆動回路の容量負荷が
大きくなるという欠点がある。
2. Description of the Related Art Recently, in order to reduce the size of a document reading scanner, increase the resolution, and facilitate adjustment, a contact image sensor that reads a 1 × image of a document has been actively developed. For this, the pitch of the sensing elements is relatively large (for example, a pitch of 62.5 μm at a resolution of 16 dots / mm, a pitch of 125 μ at a resolution of 8 dots / mm
m) requires a long image sensor corresponding to the width of the document. Amorphous silicon image sensor in which the detector is integrated into a thin film and a long shape, and a large number of driving LSI chips are mounted around it, and a CCD multi-chip image sensor in which a plurality of CCD image sensors are staggered on the substrate. Etc. The amorphous silicon image sensor has a separate detector and drive unit,
It is considered that there are many interconnections and there is a problem with reliability. Since the CCD multi-chip image sensor has a staggered arrangement, line rearrangement processing is required after reading, the transfer rate decreases due to the large potential well, and the capacitive load of the drive circuit including the transfer clock line is large. There is a drawback that

発明の目的 本発明はセンサ部と走査部を同一チップ上に形成するこ
とができ、高速、高感度、高解像度で原稿情報を読取る
ことができるイメージセンサを提供することを目的とす
る。特に、複数個のイメージセンサチップを基板上に配
列し、原稿情報の等倍像を読取る密着形イメージセンサ
に最適のイメージセンサを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image sensor in which a sensor unit and a scanning unit can be formed on the same chip, and document information can be read at high speed, high sensitivity, and high resolution. In particular, it is an object of the present invention to provide an image sensor that is optimal for a contact type image sensor in which a plurality of image sensor chips are arranged on a substrate and a non-magnified image of document information is read.

発明の構成 本発明のイメージセンサは外部から入力される選択入力
信号とブロック選択信号からなる走査用入力信号によっ
て動作し、フォトトランジスタからなる検知素子部、樹
状に接続した電流スイッチ群からなるデコーダ、電流
源、ブロック選択信号を受けて電流源からの電流を所望
のデコーダに流すための電流スイッチ、デコーダの出力
電流を検知して、その有無に従ってフォトトランジスタ
への充電電流をオンまたはオフさせるためのアクセス用
電流スイッチ、夫々のフォトトランジスタのアクセス端
子とは反対側の電極を共通に接続してなる映像出力端子
等から構成される。
The image sensor of the present invention operates according to a scanning input signal composed of a selection input signal and a block selection signal input from the outside, and has a detection element portion including a phototransistor and a decoder including a current switch group connected in a tree shape. , Current source, a current switch for receiving a block selection signal and flowing a current from the current source to a desired decoder, detecting the output current of the decoder, and turning on or off the charging current to the phototransistor according to the presence or absence of the current switch Access current switch, a video output terminal formed by commonly connecting electrodes on the opposite side of the access terminals of the respective phototransistors, and the like.

走査機能のためのデコーダ回路は複数個の樹状に接続し
た電流スイッチからなり、スイッチ動作させるのに必要
な走査用入力信号の振幅は0.5V程度で小さく、各トラン
ジスタは能動状態で動作するため高速走査が可能であ
り、樹状接続のため消費電流も小さい。また、走査用入
力信号の映像出力端子への混入によるノイズを最小限に
押えるため、ブロック内の走査において変化するビット
が1で、ブロック間ではブロック信号のみが変化するこ
とによって、順次フォトトランジスタからの蓄積光信号
が読み出されるような結線になっている。つまり、隣接
のフォトトランジスタの走査に際し、1ビットのみが変
化する走査用入力信号で走査するデコード回路になって
いる。
The decoder circuit for the scanning function consists of multiple current switches connected in a tree shape. The amplitude of the scanning input signal required to operate the switch is as small as 0.5V, and each transistor operates in the active state. High-speed scanning is possible, and current consumption is small due to the dendritic connection. Further, in order to suppress the noise due to the mixing of the scanning input signal into the video output terminal to a minimum, the number of bits that change during scanning within a block is 1, and only the block signal changes between blocks, so that the sequential phototransistor The connection is such that the accumulated optical signal of is read out. In other words, it is a decoding circuit which scans with the scanning input signal in which only one bit changes when scanning the adjacent phototransistor.

本発明の第2の実施例によるイメージセンサは、受光窓
を備えた第1のフォトトランジスタアレイと夫々に対を
なす光遮幣した第2のフォトトランジスタアレイを設
け、第1のフォトトランジスタアレイ中のフォトトラン
ジスタと第2のフォトトランジスタアレイ中のフォトト
ランジスタが対になって走査用デコーダで走査される構
成とし、第1のフォトトランジスタの映像出力端子から
ノイズ電流、リーク電流を含む映像信号を、第2のフォ
トトランジスタの映像出力端子からノイズ電流、リーク
電流を得、オペアンプ等の出力増巾器によって、その差
動増巾出力を得ることによって、ノイズ電流およびリー
ク電流を打消すための回路を具備している。
An image sensor according to a second embodiment of the present invention includes a first phototransistor array having a light-receiving window and a second photoshielded phototransistor array paired with the first phototransistor array. And a phototransistor in the second phototransistor array are paired and scanned by the scanning decoder, and a video signal including a noise current and a leak current is output from the video output terminal of the first phototransistor. A circuit for canceling the noise current and the leak current is obtained by obtaining the noise current and the leak current from the video output terminal of the second phototransistor and obtaining the differential amplification output by an output amplifier such as an operational amplifier. It has.

実施例の説明 本発明の内容を図面に従って説明する。第1図は本発明
のイメージセンサの入力信号変換回路(3ビットの場
合)を示し、第2図はデコーダの回路(16ドット出力
の場合)および検知素子部を示す。走査用入力信号は2
進符号の選択入力信号とブロック選択信号からなる。第
1図は選択入力信号を入力端子1に受けて、これを直流
レベルの異なる相補信号2に変換する回路である。電流
源3a,3b,3cからの電流が電流スイッチを構成す
るトランジスタ対4,5,6によって、選択入力信号1
をロジックスレシホールド電圧Vthとの比較に従って、
トランジスタ4aまたは4b側、5aまたは5b側、6
aまたは6b側に切換えられる。電流スイッチの出力電
流、抵抗対7,8,9、直流レベル設定用トランジスタ
10,11,12によって、変換信号出力端子2に直流
レベルの異なる相補信号が得られる。
Description of Embodiments The contents of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an input signal conversion circuit (for 3 bits) of the image sensor of the present invention, and FIG. 2 shows a decoder circuit (for 16 dot output) and a sensing element section. Input signal for scanning is 2
It consists of a binary code selection input signal and a block selection signal. FIG. 1 shows a circuit for receiving a selection input signal at an input terminal 1 and converting it to a complementary signal 2 having a different DC level. The current from the current sources 3a, 3b, 3c is selected by the pair of transistors 4, 5, 6 which form a current switch.
According to the comparison with the logic threshold voltage Vth,
Transistor 4a or 4b side, 5a or 5b side, 6
It is switched to the a or 6b side. Complementary signals having different DC levels are obtained at the conversion signal output terminal 2 by the output current of the current switch, the resistor pairs 7, 8, 9 and the DC level setting transistors 10, 11, 12.

第2図は入力信号変換回路からの相補信号を入力端子1
3に受けて、かつ、ブロック選択入力信号を14,15
に受けて、ブロック選択入力信号によって選ばれた電流
源16からの電流を相補信号によって選ばれた枝路へ導
き、そこに接続されたフォトトランジスタをアクセス、
つまり読取状態にする回路であって、電位の低い側から
高い側へ樹状に接続した電流スイッチ群からなる。トラ
ンジスタ17,18はトランジスタ58と共にブロック
選択信号によって動作をする電流スイッチを構成する。
トランジスタ対19,20,21,22,23,24,
25は各々のトランジスタ対のエミッタに注がれる電流
を相補入力信号に従って切換えるための電流スイッチと
して接続され、電流モードで動作をする第1デコーダを
構成する。トランジスタ対19は最も低い電位で動作
し、各トランジスタのベースには最上位桁の相補信号
(A)が印加され、トランジスタ対20,21は中間の
電位で動作し中間桁の相補信号(B)が印加され、各エ
ミッタにはトランジスタ対19の各コレクタがそれぞれ
接続されている。トランジスタ対22,23,24,2
5は最も高い電位で動作し、各トランジスタのベースに
は最下位桁の相補信号(C)が印加され、トランジスタ
対22,23のエミッタにはトランジスタ対20の各コ
レクタがそれぞれ接続され、トランジスタ対24,25
のエミッタにはトランジスタ対21の各これクタがそれ
ぞれ接続されている。ブロック選択入力信号によって選
ばれた電流源からの電流が樹状に接続した電流スイッチ
により、相補入力信号によって選ばれた枝路へ流れ、デ
コーダの各出力端子に接続した負荷抵抗26a,26
b,27a,27b,28a,28b,29a,29b
のいずれかに電位差を発生させる。PNPトランジスタ
30a,30b,31a,31b,32a,32b,3
3a,33bは負荷抵抗の両端の電位差の有無に従っ
て、オンまたはオフするスイッチングトランジスタであ
り、その出力端子は各フォトトランジスタ34a,34
b,35a,35b,36a,36b,37a,37b
のコレクタに接続されている。38はフォトトランジス
タのエミッタを共通に接続したラインであり、映像信号
出力線を形成する。トランジスタ対39,40,41,
42,43,44,45はトランジスタ対19,20…
…25と同様に、電流モードで動作をする第2のデコー
ダを構成する。46a,46b,47a,47b,48
a,48b,49a,49bはデコーダの負荷抵抗、5
0a,50b,51a,51b,52a,52b,53
a,53bは負荷抵抗の両端の電位差の有無に従ってオ
ンまたはオフするスイッチングPNPトランジスタであ
り、54a,54b,55a,55b,56a,56
b,57a,57bは検知用フォトトランジスタであ
る。
FIG. 2 shows the complementary signal from the input signal conversion circuit input terminal 1
3 and receives the block selection input signals 14, 15
In response to this, the current from the current source 16 selected by the block selection input signal is guided to the branch selected by the complementary signal, and the phototransistor connected thereto is accessed.
In other words, it is a circuit for setting the reading state, and is composed of a group of current switches connected in a tree-like manner from the side having a lower potential to the side having a higher potential. The transistors 17 and 18 together with the transistor 58 form a current switch that operates according to a block selection signal.
Transistor pairs 19, 20, 21, 22, 23, 24,
Reference numeral 25 is connected as a current switch for switching the current supplied to the emitters of the respective transistor pairs according to the complementary input signals, and constitutes a first decoder which operates in the current mode. The transistor pair 19 operates at the lowest potential, the most significant digit complementary signal (A) is applied to the base of each transistor, and the transistor pairs 20 and 21 operate at the intermediate potential and the intermediate digit complementary signal (B). Is applied to each emitter, and each collector of the transistor pair 19 is connected to each emitter. Transistor pair 22, 23, 24, 2
5 operates at the highest potential, the complementary signal (C) of the least significant digit is applied to the base of each transistor, the collectors of the transistor pair 20 are connected to the emitters of the transistor pairs 22 and 23, respectively. 24, 25
The emitters of the transistors are connected to the respective transistors of the transistor pair 21. The current from the current source selected by the block selection input signal flows to the branch selected by the complementary input signal by the current switch connected in a tree shape, and the load resistors 26a, 26 connected to the output terminals of the decoder are connected.
b, 27a, 27b, 28a, 28b, 29a, 29b
To generate a potential difference. PNP transistors 30a, 30b, 31a, 31b, 32a, 32b, 3
3a and 33b are switching transistors that are turned on or off according to the presence or absence of a potential difference between both ends of the load resistance, and their output terminals are phototransistors 34a and 34b.
b, 35a, 35b, 36a, 36b, 37a, 37b
Connected to the collector. Reference numeral 38 is a line to which the emitters of the phototransistors are commonly connected and which forms a video signal output line. Transistor pair 39, 40, 41,
42, 43, 44, 45 are transistor pairs 19, 20 ...
25, it constitutes a second decoder which operates in the current mode. 46a, 46b, 47a, 47b, 48
a, 48b, 49a, 49b are decoder load resistors, 5
0a, 50b, 51a, 51b, 52a, 52b, 53
Reference numerals a and 53b are switching PNP transistors that turn on or off according to the presence or absence of a potential difference across the load resistance, and 54a, 54b, 55a, 55b, 56a and 56.
Reference numerals b, 57a and 57b are phototransistors for detection.

次に具体的な動作を説明する。ブロック入力端子14が
“1”(ハイレベル)、15が“0”(ロウレベル)
で、相補入力信号A,B,Cが共に“0”であるとき、
電流源からの電流は抵抗26aにのみ流れ、その他の負
荷抵抗には流れない。その結果、スイッチングPNPト
ランジスタ30aのベース電位のみが低下し、このトラ
ンジスタはオンになり、フォトトランジスタ34aにの
み充電電流が流れ、読取状態(アクセス状態)になる。
その他のフォトトランジスタには電流は流れず、電荷蓄
積モードにおける積分期間(非アクセス期間)となる。
ブロック選択入力信号、または相補入力信号を変えるこ
とにより、任意のフォトトランジスタを読取状態にし
て、その映像信号を取出すことができる。
Next, a specific operation will be described. Block input terminal 14 is "1" (high level), 15 is "0" (low level)
When the complementary input signals A, B and C are all "0",
The current from the current source flows only through the resistor 26a and does not flow through other load resistors. As a result, only the base potential of the switching PNP transistor 30a drops, this transistor is turned on, the charging current flows only in the phototransistor 34a, and the read state (access state) is set.
No current flows through the other phototransistors, and the integration period (non-access period) in the charge storage mode is set.
By changing the block selection input signal or the complementary input signal, an arbitrary phototransistor can be put into a reading state and the video signal can be taken out.

相補入力信号13は各段の電流スイッチトランジスタ対
のベースに接続されているが、その結線はすべての隣接
のフォトトランジスタの走査に際し、複数ビットの桁上
り入力信号を要しない方式を採っている。第1デコーダ
および第2デコーダ内または間において、同一の電圧レ
ベルで動作し、隣接するトランジスタ対のベース(例え
ば、トランジスタ対20の右側のベースとトランジスタ
対21の左側のベース)は共通に接続し、それに相対す
るトランジスタのベースはそれぞれ共通に接続してい
る。この結線により、走査の各ステップにおいて変化す
るビット数が1である2進符号の選択入力信号によって
順次フォトトランジスタからの蓄積光信号を読み出すこ
とができる。これにより、走査用入力信号の映像出力線
への混入によるノイズは最小限に押えられる。また、こ
のような走査方式のためには選択入力信号も特殊なコー
ドに変換しておく必要がある。
The complementary input signal 13 is connected to the bases of the current switch transistor pairs in each stage, but the connection is such that a carry input signal of a plurality of bits is not required when scanning all adjacent phototransistors. Operating at the same voltage level in or between the first and second decoders, the bases of adjacent transistor pairs (eg, the right base of transistor pair 20 and the left base of transistor pair 21) are commonly connected. , The bases of the transistors facing it are connected in common. With this connection, the accumulated optical signal from the phototransistor can be sequentially read by the binary code selection input signal in which the number of bits changing in each step of scanning is 1. As a result, noise due to the mixing of the scanning input signal into the video output line is suppressed to a minimum. Further, for such a scanning method, the selection input signal also needs to be converted into a special code.

表は32個のフォトトランジスタを3ビット入力−8ビ
ット出力のデコーダを用いてアクセスする場合の選択入
力信号について、2進コードと本発明で使用するコード
を示している。
The table shows the binary code and the code used in the present invention for the selection input signal when the 32 phototransistors are accessed by using the decoder of 3-bit input-8-bit output.

選択入力信号が3ビットの場合を示しているが、右端に
アクティブ状態にあるブロック(電流源からの電流が流
れている)を示している。このような符号化を行うこと
により、表から明らかなように、ブロック内走査の各ス
テップで選択入力信号の変化するビット数は1であり、
ブロック間走査のステップはブロック選択入力信号のみ
が変化し、選択入力信号は変化しない。つまり、走査の
各ステップにおいてブロック選択入力信号も含めて、入
力信号の変化するビット数は1に押えられる。このよう
な選択入力信号の符号化は第3図に示す回路により容易
に実現できる。第3図において、59はエクスクルーシ
ブORゲート列であり、60はカウンタからの自然2進
コードの入力端子(JはMSB側、MはLSB側)であ
り、61はグレイコードに類似した本発明で使用する走
査用信号出力(AIはMSB側、CIはLSB側)を与
え、SHはその立下り時において後に接続したシフトレ
ジスタ62をシフト動作させるシフトクロックを与え
る。AI,BI,CI端子は夫々、第1図のAI,B
I,CI端子に接続する。63はブロック選択用信号の
出力端子である。このコード変換によって、第1表に示
すような新コードが得られることは明らかである。
The case where the selection input signal is 3 bits is shown, but the block in the active state (the current from the current source is flowing) is shown at the right end. By performing such encoding, as is apparent from the table, the number of bits that the selection input signal changes in each step of intra-block scanning is 1,
In the inter-block scanning step, only the block selection input signal changes, and the selection input signal does not change. That is, the number of changing bits of the input signal including the block selection input signal is suppressed to 1 at each scanning step. Such encoding of the selected input signal can be easily realized by the circuit shown in FIG. In FIG. 3, 59 is an exclusive OR gate string, 60 is an input terminal of natural binary code from the counter (J is MSB side, M is LSB side), and 61 is a gray code-like invention. A scanning signal output to be used (AI is MSB side, CI is LSB side) is given, and SH gives a shift clock for shifting the shift register 62 connected later at the time of its fall. The AI, BI and CI terminals are respectively AI and B shown in FIG.
Connect to the I and CI terminals. 63 is an output terminal for a block selection signal. It is clear that this code conversion yields a new code as shown in Table 1.

このように符号化された選択入力信号を受けて動作をす
る実際的なイメージセンサのブロック図を第4図に示
す。64は電流源、65はブロック選択信号の入力端
子、66は電流源からの電流をブロック選択信号に従っ
て切換えるための電流スイッチ、67はデコーダを動作
させるための選択入力信号の入力端子、68は3ビット
入力−8ビット出力のデコーダ32個で構成されている
デコーダ列である。69はデコーダの出力電流の有無に
よって、オンまたはオフする電流スイッチアレイ、70
は電流スイッチアレイからの電流でアクセスされるよう
に接続したフォトトランジスタアレイ、71は映像信号
の出力端子である。
FIG. 4 shows a block diagram of a practical image sensor which operates by receiving the selection input signal encoded as described above. Reference numeral 64 is a current source, 65 is an input terminal of a block selection signal, 66 is a current switch for switching the current from the current source according to the block selection signal, 67 is an input terminal of a selection input signal for operating the decoder, and 68 is 3 It is a decoder string composed of 32 bit input-8 bit output decoders. 69 is a current switch array that is turned on or off depending on the presence or absence of the output current of the decoder, 70
Is a phototransistor array connected so as to be accessed by the current from the current switch array, and 71 is an output terminal of a video signal.

本回路によって、256個のフォトトランジスタを走査
することができる。ブロック選択信号を拡張するには、
第3図において、シフトレジスタの段数を増大させるこ
とによって実施できる。走査できるフォトトランジスタ
の数を増大させるには、以上のようにデコーダの数、ブ
ロック選択入力の数を増大させる方法だけでなく、デコ
ーダの選択入力信号のビット数を増大させることによっ
ても可能である。
This circuit can scan 256 phototransistors. To extend the block select signal,
In FIG. 3, it can be implemented by increasing the number of stages of the shift register. The number of scannable phototransistors can be increased not only by increasing the number of decoders and the number of block selection inputs as described above, but also by increasing the number of bits of the selection input signal of the decoder. .

次に本発明の第2の実施例を第5図を参照しながら説明
する。本実施例は映像信号におけるノイズ電流、暗電流
(リーク電流)をキャンセル効果によって低減するもの
で、これにより、S/N比が大きく、ダイナミックレン
ジの大きい映像信号を得ることができる。72はデコー
ド回路部で第1の実施例のように樹状に接続した電流ス
イッチ群からなる。73a,73b,74a,74bは
デコーダの出力に接続した負荷抵抗、75a,75b,
76a,76bはスイッチングPNPトランジスタ、7
7a,77b,78a,78bは第2のフォトトランジ
スタアレイを構成し、各フォトトランジスタのコレクタ
はスイッチングPNPトランジスタの出力端子に接続さ
れている。79a,79b,80a,80bは第2のフ
ォトトランジスタアレイを構成し、各フォトトランジス
タのコレクタはスイッチングPNPトランジスタの第2
の出力端子に接続されている。81は第1のフォトトラ
ンジスタアレイ中の各エミッタを共通に接線したもの
で、第1の映像出力端子を形成する。82は第2のフォ
トトランジスタアレイの各エミッタを共通に接続したも
ので第2の映像出力端子を形成する。一方のフォトトラ
ンジスタアレイには受光窓を設け、他方のフォトトラン
ジスタアレイには光遮断を施し、受光側の映像出力端子
から映像出力信号、ノイズ信号、暗信号を得、光遮幣側
のフォトトランジスタの映像出力端子からノイズ信号、
暗信号を得、両端子からの信号の差を取ることによって
ノイズおよび暗信号をキャンセルすることができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, noise current and dark current (leakage current) in the video signal are reduced by the canceling effect, whereby a video signal having a large S / N ratio and a wide dynamic range can be obtained. Reference numeral 72 denotes a decoding circuit section, which is composed of a current switch group connected in a tree shape as in the first embodiment. 73a, 73b, 74a, 74b are load resistors connected to the output of the decoder, and 75a, 75b,
76a and 76b are switching PNP transistors, 7
7a, 77b, 78a and 78b form a second phototransistor array, and the collector of each phototransistor is connected to the output terminal of the switching PNP transistor. 79a, 79b, 80a, 80b constitute a second phototransistor array, and the collector of each phototransistor is the second switching PNP transistor.
Is connected to the output terminal of. Reference numeral 81 denotes a common tangent to each emitter in the first phototransistor array, which forms a first video output terminal. Reference numeral 82 denotes a common connection of the emitters of the second phototransistor array, which forms a second video output terminal. One phototransistor array is provided with a light receiving window, the other phototransistor array is light-shielded, and a video output signal, a noise signal, and a dark signal are obtained from the image output terminal on the light-receiving side, and the phototransistor on the light-shielding side is provided. Noise signal from the video output terminal of
Noise and dark signals can be canceled by obtaining a dark signal and taking the difference between the signals from both terminals.

次に本発明の第3の実施例を第6図を参照しながら説明
する。本実施例も第2の実施例と同様に、ノイズ信号、
暗信号の低減を目的とする。83はデコーダ回路部で第
1の実施例のように樹状に接続した電流スイッチ群から
なる。84a,84b,85a,85bはデコーダの出
力に接続した負荷抵抗、86a,86b,87a,87
bはスイッチングPNPトランジスタ、88a,88
b,89a,89bは各々のスイッチングPNPトラン
ジスタの負荷抵抗、90a,90b,91a,91bは
後者の負荷抵抗の端子電圧の有無に従って、フォトトラ
ンジスタ92a,94a,92b,94b,93a,9
5a,93b,95bへの充電電流のオン,オフを制御
するスイッチングNPNトランジスタである。92a,
92b,93a,93bは第1のフォトトランジスタア
レイを構成し、各々のフォトトランジスタのエミッタは
対応するスイッチングNPNトランジスタのコレクタに
接続し、フォトトランジスタのコレクタは共通に接続
し、第1の映像出力端子96としている。94a,94
b,95a,95bは第2のフォトトランジスタアレイ
を構成し、各々のフォトトランジスタのエミッタは対応
するスイッチングNPNトランジスタのコレクタに接続
し、フォトトランジスタのコレクタは共通に接続し、第
2の映像出力端子97としている。コレクタを共通に接
続したフォトトランジスタ間にはバイポーラ集積回路技
術における分離領域を介在させる必要はなくなり、フォ
トトランジスタの空間密度を高めることができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Also in this embodiment, as in the second embodiment, a noise signal,
The purpose is to reduce dark signals. Reference numeral 83 denotes a decoder circuit section, which is composed of a current switch group connected in a tree shape as in the first embodiment. Reference numerals 84a, 84b, 85a, 85b denote load resistors connected to the output of the decoder, and 86a, 86b, 87a, 87.
b is a switching PNP transistor, 88a, 88
b, 89a and 89b are load resistances of the respective switching PNP transistors, and 90a, 90b, 91a and 91b are phototransistors 92a, 94a, 92b, 94b, 93a and 9a depending on the presence or absence of the terminal voltage of the latter load resistance.
A switching NPN transistor for controlling on / off of charging currents to 5a, 93b, and 95b. 92a,
Reference numerals 92b, 93a, and 93b constitute a first phototransistor array, the emitters of the respective phototransistors are connected to the collectors of the corresponding switching NPN transistors, and the collectors of the phototransistors are commonly connected to form a first video output terminal. 96. 94a, 94
b, 95a, 95b constitute a second phototransistor array, the emitter of each phototransistor is connected to the collector of the corresponding switching NPN transistor, the collectors of the phototransistors are commonly connected, and the second video output terminal It is 97. It is not necessary to interpose an isolation region in the bipolar integrated circuit technology between the phototransistors whose collectors are commonly connected, and the space density of the phototransistors can be increased.

一方のフォトトランジスタアレイには受光窓を設け、他
方のフォトトランジスタアレイには光遮幣を施し、受光
側の映像出力端子から映像出力信号、ノイズ信号、暗信
号を得、光遮幣側の映像出力端子からノイズ信号、暗信
号を得、両端子からの信号の差を取ることによってノイ
ズおよび暗信号をキャンセルすることができる。これに
より、S/N比が大きく、ダイナミックレンジの大きい
映像信号を得ることができる。
One phototransistor array is provided with a light receiving window, the other phototransistor array is optically shielded, and the image output signal, noise signal, and dark signal are obtained from the image output terminal on the light receiving side, and the image on the light shielding side is obtained. The noise signal and the dark signal can be canceled by obtaining the noise signal and the dark signal from the output terminal and taking the difference between the signals from both terminals. As a result, a video signal having a large S / N ratio and a large dynamic range can be obtained.

発明の効果 フォトトランジスタの走査のために、各走査ステップに
おいて1ビットのみが変化する走査用入力信号と、この
入力信号によって走査される複数個のデコーダを用いる
ことにより、走査用信号の映像出力線への混入が最小限
に押えられる。更にノイズ信号、リーク電流による暗信
号をキャンセルする回路を設けることにより、低ノイズ
でかつ高温でも使用可能なイメージセンサを実現でき
た。
Advantageous Effects of Invention For scanning a phototransistor, by using a scanning input signal in which only one bit changes in each scanning step and a plurality of decoders scanned by this input signal, a video output line for the scanning signal is obtained. Contamination is suppressed to a minimum. Further, by providing a circuit for canceling a noise signal and a dark signal due to a leak current, an image sensor which has low noise and can be used even at high temperature can be realized.

以上の説明で明らかなように、本発明によれば高速、低
ノイズ、高感度、高解像度のイメージセンサを実現でき
る。また、通常のバイポーラ集積回路技術により、殆ん
ど全機能をシリコンチップ上に形成することが可能であ
り、信頼性も良好である。従って、本発明は情報処理機
器の入力装置として極めて有用であり、その産業上の効
果は大なるものである。
As is clear from the above description, according to the present invention, an image sensor with high speed, low noise, high sensitivity and high resolution can be realized. In addition, almost all functions can be formed on the silicon chip by the usual bipolar integrated circuit technology, and the reliability is good. Therefore, the present invention is extremely useful as an input device of information processing equipment, and its industrial effect is great.

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

第1図は本発明によるイメージセンサの入力信号変換回
路図、第2図はデコーダの回路図、第3図はコード変換
回路図、第4図は実際的なイメージセンサのブロック
図、第5図は本発明の第2の実施例におけるフォトトラ
ンジスタのアクセス回路図、第6図は本発明の第3の実
施例におけるフォトトランジスタのアクセス回路図であ
る。 1……選択入力信号入力端子、2……直流レベルの異な
る相補信号出力端子、3……電流源、4,5,6……電
流スイッチ、7,8,9……抵抗対、10,11,12
……直流レベル設定用トランジスタ、13……相補信号
入力端子、14,15……ブロック信号入力端子、16
……電流源、17,18……電流スイッチ用トランジス
タ、19,20,21,………25……電流スイッチ、
26a,26b,27a,………29b……デコーダの
出力端子に接続した負荷抵抗、30a,30b,31
a,………33b……電流スイッチ用トランジスタ、3
4a,34b,35a,………37b……フォトトラン
ジスタ、38……映像信号出力線、39,40,41,
………45……電流スイッチ、46a,46b,………
49b……デコーダの出力端子に接続した負荷抵抗、5
0a,50b,51a,………53b……電流スイッチ
用トランジスタ、54a,54b,55a,………57
b……フォトトランジスタ、58……電流スイッチ用ト
ランジスタ、59……エクスクルーシブORゲートアレ
イ、60……自然2進コード入力端子、61……新コー
ド出力端子、62……シフトレジスタ、63……ブロッ
ク選択用信号の出力端子、64……電流源、65……ブ
ロック選択信号入力端子、66……ブロック用電流スイ
ッチ、67……選択信号入力端子、68……3ビット入
力−8ビット出力のデコーダ群、69……電流スイッチ
アレイ、70……フォトトランジスタアレイ、71……
映像信号出力端子、72……デコーダ部、73a,73
b,………74b……デコーダの負荷抵抗、75a,7
5b,………76b……スイッチング用PNPトランジ
スタ、77a,77b,………78b……第1フォトト
ランジスタアレイ、79a,79b,………80b……
第2フォトトランジスタアレイ、81……第1映像出力
端子、82……第2映像出力端子、83……デコーダ
部、84a,84b,………85b……デコーダの負荷
抵抗、86a,86b,………87b……スイッチング
PNPトランジスタ、88a,88b,………89b…
…負荷抵抗、90a,90b,………91b……スイッ
チングNPNトランジスタ、92a,92b,………9
3b……第1のフォトトランジスタアレイ、94a,9
4b,………95b……第2のフォトトランジスタアレ
イ、96……第1の映像信号出力線、97……第2の映
像信号出力線。
FIG. 1 is an input signal conversion circuit diagram of an image sensor according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a decoder, FIG. 3 is a code conversion circuit diagram, FIG. 4 is a block diagram of a practical image sensor, and FIG. Is a phototransistor access circuit diagram in the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a phototransistor access circuit diagram in the third embodiment of the present invention. 1 ... Selection input signal input terminal, 2 ... Complementary signal output terminal with different DC level, 3 ... Current source, 4,5,6 ... Current switch, 7,8,9 ... Resistance pair, 10,11 , 12
...... DC level setting transistor, 13 …… Complementary signal input terminal, 14, 15 …… Block signal input terminal, 16
...... Current source, 17, 18 ...... Current switch transistor, 19, 20, 21, ......... 25 ...... Current switch,
26a, 26b, 27a, ... 29b ... Load resistors connected to the output terminals of the decoder, 30a, 30b, 31
a ......... 33b ... Transistor for current switch, 3
4a, 34b, 35a, ... 37b ... Phototransistor, 38 ... Video signal output line, 39, 40, 41,
……… 45 Current switch, 46a, 46b, ………
49b: load resistance connected to the output terminal of the decoder, 5
0a, 50b, 51a, ... 53b ... current switch transistors, 54a, 54b, 55a, ... 57
b ... Phototransistor, 58 ... Current switch transistor, 59 ... Exclusive OR gate array, 60 ... Natural binary code input terminal, 61 ... New code output terminal, 62 ... Shift register, 63 ... Block Selection signal output terminal, 64 ... Current source, 65 ... Block selection signal input terminal, 66 ... Block current switch, 67 ... Selection signal input terminal, 68 ... 3-bit input-8-bit output decoder Group, 69 ... Current switch array, 70 ... Phototransistor array, 71 ...
Video signal output terminal, 72 ... Decoder section, 73a, 73
b ……… 74b …… Decoder load resistance, 75a, 7
5b, ... 76b ... PNP transistor for switching, 77a, 77b, ... 78b ... 1st phototransistor array, 79a, 79b, ... 80b.
Second phototransistor array, 81 ... First video output terminal, 82 ... Second video output terminal, 83 ... Decoder section, 84a, 84b, ... 85b ... Decoder load resistance, 86a, 86b ,. ...... 87b …… Switching PNP transistor, 88a, 88b, ……… 89b…
... load resistance, 90a, 90b, ... 91b ... switching NPN transistor, 92a, 92b, ... 9
3b ... first phototransistor array, 94a, 9
95b ... second phototransistor array, 96 ... first video signal output line, 97 ... second video signal output line.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】共通に接続したエミッタを電流の入力端
子、各コレクタを電流の出力端子としたトランジスタ対
からなる電流スイッチを、前段の階層に位置する電流ス
イッチの出力端子に対して次段の階層に位置する電流ス
イッチの入力端子を、電位の低い側から順次樹状に接続
した構成を有するとともに、前記樹状に接続された電流
スイッチ群のなかで同階層に位置する前記電流スイッチ
群において、前記電流スイッチを構成する一方のトラン
ジスタのベースを共通に接続して第1のベースラインを
形成し、他方のトランジスタのベースを共通に接続して
第2のベースラインを形成し、かつ前記第1のベースラ
インには同階層の隣り合う前記電流スイッチの互いに隣
接するトランジスタのベースを接続し、前記第2の共通
ベースラインには他方のトランジスタのベースを接続
し、各階層毎の、前記第1、第2のベースラインの組を
それぞれの相補信号入力端子として各ブロック毎に複数
個構成したデコーダと、 電流源と、 前記電流源からの電流を選択された前記デコーダの入力
端子、つまり最も低電位側の前記電流スイッチに流すた
めの選択信号入力端子を有する電流源側の電流スイッチ
と、 前記デコーダの出力端子、つまり最も高電位側の前記電
流スイッチの各出力端子に接続し、前記デコーダの出力
電流の有無によってオンまたはオフするアクセス用電流
スイッチと、 前記アクセス用電流スイッチの各出力端子に接続したフ
ォトトランジスタと、 前記フォトトランジスタの数に対応した走査用自然2進
コードを、階層の数に対応した桁数からなり、前記走査
用自然2進コードの下位のビットからエクスクルーシブ
OR列で下位から順にコード変換することにより得られ
る選択信号を受けて直流レベルの異なる相補信号を階層
の数ほど発生させる回路と、 前記複数のデコーダから1個を選択するためのブロック
選択信号を発生させる回路からなり、 前記相補信号を発生させる回路からの階層の数の相補信
号を各階層の前記相補信号入力端子に印加し、更に前記
ブロック選択信号を前記電流源側の電流スイッチの選択
信号入力端子に印加することによって、順次前記フォト
トランジスタからの蓄積光信号を読みだすことを特徴と
するバイポーラICイメージセンサ。
1. A current switch comprising a pair of transistors, in which a commonly connected emitter is a current input terminal and each collector is a current output terminal, is connected to the output terminal of the current switch located in the previous layer in the next stage. In the current switch group located in the same hierarchy among the current switch groups connected in a tree structure, the input terminals of the current switches located in the hierarchy are sequentially connected in a tree shape from the lower potential side. , The bases of one of the transistors forming the current switch are commonly connected to form a first baseline, the bases of the other transistor are commonly connected to form a second baseline, and One base line is connected to the bases of the transistors adjacent to each other of the adjacent current switches in the same layer, and the second common base line is connected to another base. A decoder in which the bases of the transistors are connected to each other and a plurality of pairs of the first and second baselines in each layer are formed in each block as complementary signal input terminals, a current source, and the current source An input terminal of the selected decoder, that is, a current source side current switch having a selection signal input terminal for flowing to the current switch on the lowest potential side, and an output terminal of the decoder, that is, the highest potential Side access current switch connected to each output terminal of the current switch, and turned on or off depending on the presence or absence of the output current of the decoder, a phototransistor connected to each output terminal of the access current switch, and the phototransistor The scanning natural binary code corresponding to the number of A circuit which receives selection signals obtained by sequentially performing code conversion from the lower bits of the exclusive OR sequence from the lower bits of the circuits to generate complementary signals having different DC levels for the number of layers, and selects one from the plurality of decoders A circuit for generating a block selection signal for applying a complementary signal of the number of layers from the circuit for generating the complementary signal to the complementary signal input terminals of each layer, and further supplying the block selection signal to the current source side. A bipolar IC image sensor, wherein the accumulated optical signal from the phototransistor is sequentially read out by applying to the selection signal input terminal of the current switch.
【請求項2】アクセス用電流スイッチの出力端子にコレ
クタを接続した第1のフォトトランジスタのアレイと、
それらのフォトトランジスタのエミッタを共通に接続し
てなる第1の映像信号出力端子、および前記アクセス用
電流スイッチの出力端子にコレクタを接続した第2のフ
ォトトランジスタのアレイと、それらのフォトトランジ
スタのエミッタを共通に接続してなる第2の映像信号出
力端子を設け、一方のフォトトランジスタアレイには受
光窓を設け、他方のフォトトランジスタアレイには光遮
断をし、前記第1映像信号出力と第2映像信号出力との
差を取ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
バイポーラICイメージセンサ。
2. An array of first phototransistors having a collector connected to an output terminal of an access current switch;
A first video signal output terminal formed by commonly connecting the emitters of the phototransistors, and an array of second phototransistors having collectors connected to the output terminals of the access current switches, and the emitters of the phototransistors. Is provided in common, a photodetector window is provided in one phototransistor array, and light is blocked in the other phototransistor array, and the first video signal output and the second video signal output terminal are provided. The bipolar IC image sensor according to claim 1, wherein a difference from a video signal output is taken.
【請求項3】アクセス用電流スイッチの出力端子にエミ
ッタを接続した第1のフォトトランジスタのアレイと、
それらのフォトトランジスタのコレクタを共通に接続し
てなる第1の映像信号出力端子、および前記アクセス用
電流スイッチの出力端子にエミッタを接続してなる第2
のフォトトランジスタのアレイと、それらのフォトトラ
ンジスタのコレクタを共通に接続してなる第2の映像信
号出力端子を設け、一方のフォトトランジスタアレイに
は受光窓を設け、他方のフォトトランジスタアレイには
光遮断をし、前記第1映像信号出力と第2映像信号出力
との差を取ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のバイポーラICイメージセンサ。
3. An array of first phototransistors having an emitter connected to an output terminal of an access current switch;
A first video signal output terminal formed by commonly connecting collectors of those phototransistors, and a second area formed by connecting an emitter to an output terminal of the access current switch.
And a second video signal output terminal formed by commonly connecting the collectors of these phototransistors, one phototransistor array having a light receiving window, and the other phototransistor array having a light receiving window. The bipolar IC image sensor according to claim 1, wherein the bipolar IC image sensor is cut off and a difference between the first video signal output and the second video signal output is obtained.
JP59107809A 1984-05-28 1984-05-28 Bipolar IC image sensor Expired - Lifetime JPH063960B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59107809A JPH063960B2 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Bipolar IC image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59107809A JPH063960B2 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Bipolar IC image sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60250769A JPS60250769A (en) 1985-12-11
JPH063960B2 true JPH063960B2 (en) 1994-01-12

Family

ID=14468583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59107809A Expired - Lifetime JPH063960B2 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Bipolar IC image sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH063960B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304950A (en) * 1992-07-30 1994-04-19 Hughes Aircraft Company Low power, low noise preamplifier with offset voltage cancellation

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60250769A (en) 1985-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0141486B1 (en) Image sensor
US3946151A (en) Semiconductor image sensor
KR100616074B1 (en) Autocalibration of an a/d converter within an cmos type image sensor
US4209806A (en) Solid-state imaging device
JPH0754910B2 (en) AD converter
US5027226A (en) Contact type image sensor
US5168153A (en) Integrator and image read device
US7279668B2 (en) Sequential read-out method and system that employs a single amplifier for multiple columns
US4634886A (en) Photoelectric imager with a high S/N ratio
JPH063960B2 (en) Bipolar IC image sensor
US4704632A (en) Electronic camera for digital processing of CCD data
US5724094A (en) Contact image sensor utilizing differential voltage pickoff
JPH09205518A (en) Image sensor and image sensor chip
JPH0215147B2 (en)
US5828330A (en) Analog to digital converter having dynamically controlled non-linear output
JPH0222591B2 (en)
JPS62198257A (en) Color linear image sensor
JPS6091758A (en) Image sensor
KR0162633B1 (en) Analog-to-digital converter
JP2913045B2 (en) Contact image sensor
KR0176749B1 (en) 2D image sensing circuit
JPS6359629B2 (en)
JPS62150962A (en) image sensor
JP2537075B2 (en) Image reader
JPH09196975A (en) Signal output circuit and peak detection circuit