JPH0646762B2 - イメージセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数のフォトダイオードをのこぎり波電圧
に基づいて順次に走査するイメージセンサに関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ イメージセンサは、光情報を電気信号に交換するための
複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子を電気的に
走査して電気信号を選択的に得るためのアナログスイッ
チとを有している。アナログスイッチは、例えば、特開
昭６３−２３７７号公報に開示されているように電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）から成り、複数の光電変換素
子の近傍に配置されている。

ところで、集積回路構成のイメージセンサにおいては、
１つの光電変換素子即ち１つの画素の幅（例えば１２５
μｍ）に収まるように１つの電界効果トランジスタが配
置されなければならない。しかし、このように極めて狭
い幅に収まるように電界効果トランジスタを形成するこ
とは容易でない。また、電界効果トランジスタのドレイ
ンとソースとゲートのための３つの配線導体層を基板上
の予め決められた幅の中に設ける時には、３つの配線導
体層の幅が必然的に狭くなり、イメージセンサの製造の
歩留りが低くなった。

この種の問題を解決するために、ダイオードの直列回路
を利用してフォトダイオードを走査する方式が、特願平
１−１９８２７９号に開示されている。

ところで、この出願の回路では、のこぎり波が周期的に
加えられる。ダイオード及びフォトダイオードは容量を
有するので、のこぎり波電圧が零になった時に放電電流
が流れる。この放電電流は第５図（Ｂ）で破線で示すよ
うに正常時の電流の方向に対して逆に流れる。この逆方
向の電流による逆向きの出力電圧は、余分な信号であ
り、そのまま出力に出すと、それを入力して処理する外
部の回路においてそれを除去しなければならない。しか
し、この回路は複雑になる。

そこで、本発明の目的は、逆電流による出力電圧の変動
を抑制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。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、実施例を示す図面
の符号を参照して説明すると、時間と共に連続的又は段
階状に増大又は減少するのこぎり波を供給するための電
圧源１と、第１の電極と第２の電極とをそれぞれ有する
複数個の第１のダイオードＤa1〜Ｄa3が直列に接続され
た回路であり、その一端が前記電圧源１に接続され、且
つそれぞれの第１のダイオードＤa1〜Ｄa3の順方向電流
が前記のこぎり波に基づいて流れるような方向性をそれ
ぞれの第１のダイオードＤa1〜Ｄa3が有し、且つそれぞ
れの第１のダイオードＤa1〜Ｄa3の前記第１の電極が前
記電圧源１の側に配置されている第１の直列回路と、そ
れぞれが第１の抵抗又はコンデンサＲa1〜Ｒa3又はＣa1
〜Ｃa3と第２のダイオードＤb1〜Ｄb3とを直列に接続し
た回路から成り、それぞれの第１のダイオードＤa1〜Ｄ
a3の前記第２の電極と前記電圧源１の他端との間にそれ
ぞれ接続され、且つそれぞれの第２のダイオードＤb1〜
Ｄb3の順方向電流が前記のこぎり波に基づいて流れるよ
うな方向性をそれぞれの第２のダイオードＤb1〜Ｄb3が
有している複数の第２の直列回路と、それぞれの第１の
ダイオードＤa1〜Ｄa3の前記第２の電極と前記電圧源１
の他端との間にそれぞれ接続された複数の第２の抵抗又
はコンデンサＲb1〜Ｒb3又はＣ１〜Ｃ３と、前記第１の
抵抗Ｒa1〜Ｒa3と前記第２のダイオードＤb1〜Ｄb3との
接続点Ｐ１〜Ｐ３と共通電流出力線３との間に逆バイア
スされる方向性を有してそれぞれ接続されている複数の
フォトダイオードＳ１〜Ｓ３と、前記複数のフォトダイ
オードＳ１〜Ｓ３を相互に分離するために相互間に接続
されたブロッキングダイオードＤc1〜Ｄc3と、前記共通
電流出力線３と前記電圧源１の他端との間に接続された
電流−電圧変換回路２とから成るイメージセンサにおい
て、前記共通電流出力線３に逆方向の電流が流れた時に
前記電流−電圧変換回路の出力ラインに生じる逆方向の
電圧を抑制するように前記出力ラインとグランドとの間
にダイオードが接続されているイメージセンサに係わる
ものである。

［作用］ 本発明に従うイメージセンサにおいて、共通電流出力線
３に逆方向に電流が流れると、電流−電圧変換回路２の
出力段に正常時と逆の向きの電圧が発生し、逆方向電圧
吸収用ダイオードがオンになり、逆方向電圧が吸収され
る。

［実施例］ 第１図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、４つの画素即ちビットに対
応した４つの単位回路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
の一部のみが第１図に示されている。

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Ｄ
b1、Ｄb2、Ｄb3と、第１の抵抗Ｒa1、Ｒa2、Ｒa3と、第
２の抵抗Ｒb1、Ｒb2、Ｒb3と、光検出用のフォトダイオ
ードＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、ブロッキングダイオードＤc
1、Ｄc2、Ｄc3とから成る。電圧源１と単位回路Ｋ１と
の間に配置されたもう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、Ｋ３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、必要に応じて第１図のイメージセンサ
から初段の単位回路Ｋ０を省くことができる。アノード
（第１の電極）とカソード（第２の電極）とを有する３
つの第１のダイオードＤa1、Ｄa2、Ｄa3が互いに直列に
接続された回路（第１の直列回路）の一端（左端）は電
圧源１の一端に接続されている。第１のダイオードＤa
1、Ｄa2、Ｄa3は電圧源１の電圧によって順方向にバイ
アスされる方向性を有している。即ち、第１のダイオー
ドＤa1〜Ｄa3のアノード（第１の電極）が電圧源１の側
に配置されている。なお、電圧源１の上側の端子がマイ
ナスの時には、第１のダイオードＤa1〜Ｄa3のカソード
が電圧源１の側に配置される。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
（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Ｋ０においては、電圧源１の一端と他端
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、Ｄb
1、Ｄb2、Ｄb3は電圧源１の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。

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、Ｄb
1、Ｄb2、Ｄb3の相互接続点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に
フォトダイオードＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とブロッキン
グダイオードＤc0、Ｄc1、Ｄc2、Ｄc3との直列回路（第
３の直列回路）が接続されている。即ちフォトダイオー
ドＳ０〜Ｓ３のカソードが点Ｐ０〜Ｐ３に接続され、ア
ノードがフォトダイオード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線３に接続されている。

電流−電圧変換回路２は、演算増幅器４と帰還用抵抗Ｒ
ｆと、帰還用コンデンサＣｆ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及びコンデンサＣｆは反転入力端子と出力
端子との間に接続されている。従って、フォトダイオー
ドＳ０〜Ｓ３は第２のダイオードＤb0〜Ｄb3に対して実
質的に並列になり、且つ電圧源１の電圧で逆バイアスさ
れる。演算増幅器４の出力端子は反転増幅器４ａを介し
て電圧出力端子５に接続されている。

演算増幅器４の出力端子とグランドとの間に接続された
ダイオード７は本発明に従う逆方向電圧制御用ダイオー
ドであり、演算増幅器４即ち電流−電圧変換回路２から
逆方向電圧が発生したときに導通して出力電圧を抑制す
るものである。

第１図のイメージセンサの各部の詳細は次の通りであ
る。

電圧源１はのこぎり波を発生する回路から成り、第２図
に示すのこぎり波即ち掃引信号を周期的に発生する。第
２図ののこぎり波の最大振幅値は第１図の全部の第１及
び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3、Ｄb0〜Ｄb3をオン状態
にすることができる値に設定されている。

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、水素化アモル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は逆バイアスされているの
で、第３図に示すキャパシタンスＣｓ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。

第１のダイオードＤa1〜Ｄa3及び第２ダイオードのＤb0
〜Ｄb3がオン状態になった時の両端電圧即ち順方向電圧
Ｖｆはほぼ１Ｖである。第１の抵抗Ｒa0〜Ｒa3はそれぞ
れ１００ｋΩであり、第２の抵抗Ｒb1〜Ｒb3はそれぞれ
１ｋΩであり、これ等は、ＴｉＯ_２、Ｔａ−ＳｉＯ_２又
はＮｉＣｒ等の物質で形成されている。

［動作］ 第１図のイメージセンサにおいて、電圧源１から第２図
に示すのこぎり波が発生すると、第１のダイオードＤa1
〜Ｄa3が順次に導通状態になる。のこぎり波の傾斜電圧
が徐々に増大すると、点Ｐ０の電圧Ｖp0が第４図（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の第２のダイオードＤb0の順方向
電圧Ｖｆになると、ダイオードＤb0がオン状態になり、
点Ｐ０の電圧Ｖp0はほぼ一定値（ほぼＶｆ）即ち飽和電
圧値になる。単位回路Ｋ０の第２のダイオードＤb0のオ
ン状態への転換とほぼ同時に単位回路Ｋ１の第１のダイ
オードＤa1もオン状態に転換する。単位回路Ｋ１の第１
のダイオードＤa1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電圧
源１の電圧Ｖｄが高くなると、第１のダイオードＤa1の
カソード電圧は電圧Ｖｄに追従して高くなる。即ち、第
１のダイオードＤa1がオン状態になると、この両端電圧
は順方向電圧Ｖｆにほぼ固定されるため、電源電圧Ｖｄ
からダイオードＤa1の順方向電圧Ｖｆを差し引いた電圧
が第２の抵抗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
単位が第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が第４図（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Ｖｆ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（Ｖｆ）になる。単位回路Ｋ１
の第２のダイオードＤb1のオン状態への転換とほぼ同時
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に第４図（Ａ）に示すように電位Ｖp2が得
られる。電圧源１から供給されているのこぎり波の傾斜
電圧が更に増大すると、単位回路Ｋ３の第１のダイオー
ドＤa3がオン状態に転換し、点Ｐ３に第４図（Ａ）の電
位Ｖp3が得られる。点Ｐ０〜Ｐ３の電位Ｖp0〜Ｖp3が第
４図（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電流−電圧変換回路２を介して
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。

第１図の回路においてフォトダイオードＳ０〜Ｓ３は一
次元的に配置されている。このフォトダイオード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電圧を電圧源１から発生さ
せる。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
は、第２図に示すのこぎり波で与えることができる。即
ち、のこぎり波の最大値及びこの近傍の電圧値は、第１
及び第２のダイオードＤa1〜Ｄa3及びＤb0〜Ｄb3の全部
をオンにすることができる。

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Ｄb0〜Ｄb3の順方向電圧Ｖ
ｆによって各フォトダイオードＳ０〜Ｓ３が逆バイアス
され、第３図に等価的に示すキャパシタンスＣｓが充電
される。なお、等価キャパシタンスＣｓは極めて小さい
ので、ブロッキングダイオードＤc0〜Ｄc3の順方向電流
が急峻に立上がる点よりも前の領域の微小電流によって
等価キャパシタンスＣｓの充電を達成することができ
る。

第１図の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
れる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Ｃ
ｓ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
えば電圧源１の電圧Ｖｄが零ボルトの期間）にのみ光入
力を与える方法である。

電圧源１の電圧Ｖｄが第２図に示すように時間と共に直
線的に増大すると、点Ｐ０〜Ｐ３に第４図（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、第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〜Ｓ
３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、充電電流の有無によっ
て出力端子５の電圧Ｖout が変化する。４つのフォトダ
イオードＳ０〜Ｓ３の全部に光入力が与えられたために
各等価キャパシタンスＣｓが放電している状態におい
て、第４図（Ａ）に示す電位Ｖp0〜Ｖp3がフォトダイオ
ードＳ０〜Ｓ３に順次に印加されると、出力端子５の電
圧Ｖout は第４図（Ｂ）に示すようにフォトダイオード
Ｓ０〜Ｓ３に充電電流が流れる毎に変化する。即ち、各
点Ｐ０〜Ｐ３の電位Ｖp0〜Ｖp3の増大につれて等価キャ
パシタンスＣｓの充電電流が増大し、各点Ｐ０〜Ｐ３の
電位Ｖp0〜Ｖp3が飽和すると、充電電流が減少し、この
充電電流の変化に対応した出力電圧Ｖout が得られる。

第４図（Ｃ）には４つのフォトダイオードＳ０、Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３の内のＳ２に光入力が与えられず、Ｓ０、Ｓ
１、Ｓ３のみに光入力が与えられた時の出力端子５の電
圧Ｖout の変化が示されている。この場合には、第４図
（Ａ）に示す電位Ｖp0〜Ｖp3がフォトダイオードＳ０〜
Ｓ３に順次に与えられた時に、フォトダイオードＳ２に
は充電電流が流れない。即ち、第４図（Ａ）に示す電位
Ｖp2に対応する出力電圧Ｖout の変化が発生しない。

ところで、電圧源１から第５図（Ａ）に示すように正方
向ののこぎり波が発生している期間には第１図に矢印で
示す正方向の出力電流Ｉout が流れる。また、第１のダ
イオードＤa1〜Ｄa3、第２のダイオードＤb0〜Ｄb3、ブ
ロッキングダイオードＤc0〜Ｄc3、フォトダイオードＳ
０〜Ｓ３はそれぞれＰＩＮ型ダイオードであり、等価容
量を有し、のこぎり波電圧の印加時に充電される。のこ
ぎり波電圧が零になると、各ダイオードの電荷の放出が
生じ、共通電流出力線３に正常時と逆向きの電流が流れ
る。この逆電流の経路は、例えば、ブロッキングダイオ
ードＤc1とフォトダイオードＳ１と第１の抵抗Ｒa1と第
２の抵抗Ｒb1と演算増幅器４と帰還用抵抗Ｒｆと共通電
流出力線３とから成る。共通電流出力線３に逆電流が流
れると、もしダイオード７が無い場合においては、出力
端子５に第５図（Ｂ）において破線で示すように逆電圧
が発生する。なお、演算増幅器４は反転増幅器として機
能するように接続されているので、この演算増幅器４の
出力端子に正常時には第５図（Ｂ）と逆に負電圧が発生
し、逆電流時に正電圧が発生する。これに対して、本発
明に従うダイオード７が接続されている場合には、逆電
流が演算増幅器４の出力が正になると、ダイオード７が
オン状態になり、演算増幅器４出力電圧はダイオード７
の順方向電圧になり、出力電圧Ｖout もこれに対応して
低くなる。逆電流による電圧が抑制されると外部の回路
で、逆電流による電圧を除去する回路が不要になる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１） 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。

（２） 実施例に従うイメージセンサの読み取り画素を
多くすると、その分だけ駆動電圧Ｖｄを高くしなければ
ならない。従って、読取り画素数の最大を数十個程度に
することが望ましい。これよりも画素数を多くする場合
にはイメージセンサを複数個のブロックに別けて駆動す
ればよい。

第６図では第１図の単位回路Ｋ１〜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、第１
図の単位回路Ｋ１〜Ｋ３に相当するものを数個〜数十個
含み、第１図のイメージセンサ回路から電圧源１を省い
た回路に相当するものである。各回路ブロックＢ１〜Ｂ
m は電圧源１ａにマルチプレクサ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〜Ａm を介して共通に接続されている。電圧源１ａ
は第７図（Ａ）に示すのこぎり波（三角波）を繰り返し
て発生する。マルチプレクサ１０は第７図（Ｂ）（Ｃ）
に示すように、第７図（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第７図（Ｄ）に示
すように常に与える。各ブロックＢ１〜Ｂm の共通電流
出力線３には第１図と同様な電流−電圧変換回路２を接
続し、この出力ラインとグランドとの間に逆電圧抑制用
ダイオード７を接続する。これにより、ブロックＢ１〜
Ｂm の出力を連続的に取り出すことが可能になる。

第８図及び第９図はイメージセンサの別の駆動方法を示
す。第８図においても、第６図と全く同様に、第１図の
単位回路Ｋ１〜Ｋ３に相当するｎ個の単位回路がｍ個の
回路ブロックＢ１〜Ｂm に分けられている。各回路ブロ
ックＢ１〜Ｂm は電圧源１にそれぞれ接続されている。
第８図の電圧源１は第１図のそれと同様に第９図（Ａ）
に示すのこぎり波を発生する。のこぎり波は第９図
（Ｂ）（Ｃ）に示すように回路ブロックＢ１〜Ｂm に同
時に供給される。この結果、各回路ブロックＢ１〜Ｂm
で走査が同時に開始し、同時に出力が発生する。各回路
ブロックＢ１〜Ｂm の出力はメモリを含む信号処理回路
１１に送られる。信号処理回路１１は回路ブロックＢ１
〜Ｂm の出力を回路ブロックＢ１〜Ｂm の配列順番に対
応するように共通の時間軸上に配置する。なお、第８図
のイメージセンサでは、第９図（Ｄ）に示すようにフォ
トダイオードに対する光出力が駆動電圧Ｖｄが零の期間
に与えられている。

（３） のこぎり波を第１０図に示すような、段階状の
のこぎり波とすること、及び第１１図に示すように２次
曲線的に増大するのこぎり波とすることができる。

（４） 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。

（５） 第１２図に示すように第１図の第２の抵抗Ｒb1
〜Ｒb3の代わりにコンデンサＣ１〜Ｃ３を接続してもよ
い。また、第１２図のコンデンサＣ１〜Ｃ３を逆バイア
スされるように接続したダイオードに置き換えることが
できる。このダイオードはコンデンサとして機能する。

（６） 第１３図に示すように第１図の第１の抵抗Ｒa0
〜Ｒa3をコンデンサＣa1〜Ｃa3に置き換えることも可能
である。この場合には第２のダイオードＤb0〜Ｄb3の漏
れ電流を大きくして、コンデンサの放電回路を形成して
やる必要がある。

（７） 第１４図に示すように、電流−電圧変換回路
を、電流出力線３とグランドとの間に接続した抵抗２ａ
で形成し、この抵抗２ａの電圧をバッハァ増幅器８を介
して反転増幅器９に入力し、この反転増幅器９の出力を
コンデンサＣと抵抗Ｒから成る微分回路を介して出力す
るようにしても良い。この場合には、反転増幅器９の出
力ラインとグランドとの間に電圧抑制用ダイオード７を
接続する。

（８） 第１５図に示すように電圧抑制用ダイオード７
に直列に、この順方向電圧Ｖｆを打ち消すためにＶｆと
ほぼ同一の値を有するバイアス電圧線７ａを接続するこ
とができる。

（９） 第２のダイオードＤb0〜Ｄb3とグランドとの間
に逆バイアス電圧を与える電源を接続してダイナミック
レンジを広げてもよい。

（１０） 初段のＤb0、Ｒa0、Ｓ０、Ｄc0を省いた回路
にすることができる。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、逆電流による電圧を抑制
し、イメージセンサの動作速度を高めることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるイメージセンサを示す
回路図、 第２図はのこぎり波を示す波形図、 第３図はフォトダイオードの等価回路図、 第４図（Ａ）は第１図の回路の各点Ｐ０〜Ｐ３の電位変
化を示す図、 第４図（Ｂ）は第１図の回路の出力端子の電圧変化を４
つのフォトダイオード全部に光入力があった状態で示す
図、 第４図（Ｃ）は第１図の回路の出力端子の電圧変化を４
つのフォトダイオードの内の３つのみに光入力があった
状態を示す図、 第５図はのこぎり波と出力電圧の関係を説明するための
波形図、 第６図は単位回路の数が多い時のフォトダイオードの駆
動方式を原理的に示すブロック図、 第７図は第６図の各部の状態を示す図、 第８図は第６図と同様に単位回路の数が多い時のフォト
ダイオードの駆動方式を原理的に示すブロック図、 第９図は第８図の各部の状態を示す図、 第１０図及び第１１図はのこぎり波の変形例を示す波形
図、 第１２図及び第１３図はイメージセンサの変形例を示す
回路図、 第１４図は電流−電圧変換回路の変形例を示す回路図、 第１５図は電圧抑制回路の変形を示す回路図である。 １……電圧源、Ｄa1〜Ｄa3……第１のダイオード、Ｄb0
〜Ｄb3……第２のダイオード、Ｒa0〜Ｒa3……第１の抵
抗、Ｒb1〜Ｒb3……第２の抵抗、Ｓ０〜Ｓ３……フォト
ダイオード、２……電流−電圧変換回路、７……電圧抑
制用ダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿沼 博美 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 倉田 定明 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 赤木 政則 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 林 哲也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 前田 英俊 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 吉川 光彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時間と共に連続的又は段階状に増大又は減
   少するのこぎり波を供給するための電圧源（１）と、 第１の電極と第２の電極とをそれぞれ有する複数個の第
   １のダイオード（Ｄa1〜Ｄa3）が直列に接続された回路
   であり、その一端が前記電圧源（１）に接続され、且つ
   それぞれの第１のダイオード（Ｄa1〜Ｄa3）の順方向電
   流が前記のこぎり波に基づいて流れるような方向性をそ
   れぞれの第１のダイオード（Ｄa1〜Ｄa3）が有し、且つ
   それぞれの第１のダイオード（Ｄa1〜Ｄa3）の前記第１
   の電極が前記電圧源（１）の側に配置されている第１の
   直列回路と、 それぞれが第１の抵抗又はコンデンサ（Ｒa1〜Ｒa3又は
   Ｃa1〜Ｃa3）と第２のダイオード（Ｄb1〜Ｄb3）とを直
   列に接続した回路から成り、それぞれの第１のダイオー
   ド（Ｄa1〜Ｄa3）の前記第２の電極と前記電圧源（１）
   の他端との間にそれぞれ接続され、且つそれぞれの第２
   のダイオード（Ｄb1〜Ｄb3）の順方向電流が前記のこぎ
   り波に基づいて流れるような方向性をそれぞれの第２の
   ダイオード（Ｄb1〜Ｄb3）が有している複数の第２の直
   列回路と、 それぞれの第１のダイオード（Ｄa1〜Ｄa3）の前記第２
   の電極と前記電圧源（１）の他端との間にそれぞれ接続
   された複数の第２の抵抗又はコンデンサ（Ｒb1〜Ｒb3又
   はＣ１〜Ｃ３）と、 前記第１の抵抗（Ｒa1〜Ｒa3）と前記第２のダイオード
   （Ｄb1〜Ｄb3）との接続点（Ｐ１〜Ｐ３）と共通電流出
   力線（３）との間に逆バイアスされる方向性を有してそ
   れぞれ接続されている複数のフォトダイオード（Ｓ１〜
   Ｓ３）と、 前記複数のフォトダイオード（Ｓ１〜Ｓ３）を相互に分
   離するために相互間に接続されたブロッキングダイオー
   ド（Ｄc1〜Ｄc3）と、 前記共通電流出力線（３）と前記電圧源（１）の他端と
   の間に接続された電流−電圧変換回路（２）と から成るイメージセンサにおいて、前記共通電流出力線
   （３）に逆方向の電流が流れた時に前記電流−電圧変換
   回路の出力ラインに生じる逆方向の電圧を抑制するよう
   に前記出力ラインとグランドとの間にダイオードが接続
   されていることを特徴とするイメージセンサ。