JPH063960B2 - バイポ−ラicイメ−ジセンサ - Google Patents
バイポ−ラicイメ−ジセンサInfo
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- 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
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- phototransistors
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107809A JPH063960B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | バイポ−ラicイメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107809A JPH063960B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | バイポ−ラicイメ−ジセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250769A JPS60250769A (ja) | 1985-12-11 |
| JPH063960B2 true JPH063960B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14468583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107809A Expired - Lifetime JPH063960B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | バイポ−ラicイメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063960B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| 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 |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59107809A patent/JPH063960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250769A (ja) | 1985-12-11 |
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