JPH0736615B2 - 光電変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体トランジスタの制御電極領域の電位を
キヤパシタを介して制御することにより、光によって励
起したキヤリアを前記制御電極領域に蓄積し、この蓄積
電圧によって半導体トランジスタの出力を制御する方式
の光電変換装置に関する。

〔従来技術〕

第６図（Ａ）は、特開昭60-12759号公報〜特開昭60-127
65号公報に記載されている光電変換装置の平面図、第６
図（Ｂ）は、そのＩ−Ｉ線断面図、第６図（Ｃ）は、そ
の等価回路図である。

各図において、ｎシリコン基板101上に光電変換セルが
形成され配列されており、各光電変換セルはSiO₂、Si
₃N₄、又はポリシリコン等より成る素子分離領域102によ
って隣接する光電変換セルから電気的に絶縁されてい
る。

各光電変換セルは次のような構成を有する。エピタキシ
ャル技術等で形成される不純物濃度の低いｎ−領域103
上にはｐタイプの不純物をドーピングすることでｐ領域
104が形成され、ｐ領域104には不純物拡散技術又はイオ
ン注入技術等によってｎ⁺領域105が形成されている。ｐ
領域104およびｎ⁺領域105は、各々バイポーラトランジ
スタのベースおよびエミツタを構成している。

このように各領域が形成されたｎ^-領域103上には酸化膜
106が形成され、酸化膜106上に所定の面積を有するキヤ
パシタ電極107が形成されている。キヤパシタ電極107は
酸化膜106を挟んでｐ領域104と対向しキヤパシタＣ₀ｘ
を形成する。このキヤパシタ電極107のパルス電圧が印
加されることで、浮遊状態にされたｐ領域104の電位が
制御される。

その他に、ｎ⁺領域105に接続されたエミツタ電極108、
エミツタ電極108から信号を外部へ読出す配線109、キヤ
パシタ電極107に接続された配線110、基板101の裏面に
不純物濃度の高いｎ⁺領域111、およびバイポーラトラン
ジスタのコレクタに電位を与えるための電極112がそれ
ぞれ形成されている。

次に、基本的な動作を説明する。まず、バイポーラトラ
ンジスタのベースであるｐ領域104は負電位の初期状態
にあるとする。このｐ領域104の光113が入射し、光量に
対応したキヤリアがｐ領域104に蓄積される（蓄積動
作）。蓄積された電荷によってベース電位は変化し、そ
の電位変化によってエミツタ・コレクタ間電流が制御さ
れ、浮遊状態にしたエミツタ電極108から入射光量に対
応した電気信号を読出す（読出し動作）。また、ｐ領域
104に蓄積されたキヤリアを除去するには、エミツタ電
極108を接地し、キヤパシタ電極107にリフレツシユ用正
電圧パルスを印加する。この正電圧を印加することでｐ
領域104はｎ⁺領域105に対して順方向にバイアスされ、
蓄積されたキヤリアが除去される。そしてリフレツシユ
用パルスが立下がると、ｐ領域104は負電位の初期状態
に復帰する（リフレツシユ動作）。以後上記の蓄積、読
出し、リフレツシユという各動作が繰り返される。

要するに、ここで提案されている方式は、光入射により
発生したキヤリアを、ベースであるｐ領域104に蓄積
し、その蓄積電荷量によってエミツタ電極108とコレク
タ電極112との間に流れる電流をコントロールするもの
である。したがって、蓄積されたキヤリアを、各セルの
増幅機能により電荷増幅してから読出すわけであり、高
出力、高感度、さらに低雑音を達成できる。

また、光励起によってベースに蓄積されたキヤリアによ
りベースに発生する電位Vpは、Q/Cで与えられる。ここ
でＱはベースに蓄積されたキヤリアの電荷量、Ｃはベー
スに接続されている容量である。この式により明白な様
に、高集積化された場合、セル・サイズの縮小と共にＱ
もＣも小さくなることになり、光励起により発生する電
位Vpは、ほぼ一定に保たれることがわかる。したがっ
て、ここで提案されている方式は、将来の高解像度化に
対しても有利なものであると言える。

次に、基本光センサセル構造を二次元的に３×３に配列
した従来例の光電変換装置の回路構成図を第７図に示
す。

すでに説明した点線でかこまれた基本光センサセル130
（各バイポーラトランジスタのコレクタは基板および基
板電極に接続されている）。読出しパルスおよびリフレ
ツシユパルスを印加するための水平ライン131,131′,13
1″、読出しパルスを発生させるための垂直シフトレジ
スタ132、垂直シフトレジスタ132と水平ライン131,13
1′,131″の間のバツフアMOSトランジスタ133,133′,13
3″、バツフアMOSトランジスタ133,133′,133″のゲー
トにパルスφ_Rを印加するための端子134、リフレツシユ
パルスを印加するためのバツフアMOSトランジスタ135,1
35′,135″、それのゲートのパルスφ_Fを印加するため
の端子136、リフレツシユパルスを発生するための垂直
シフトレジスタ137、基本光センサセル130から蓄積電圧
を読出すための垂直ライン138,138′,138″、各垂直ラ
インを選択するためのパルスを発生する水平シフトレジ
スタ139、各垂直ラインを開閉するためのゲート用MOSト
ランジスタ140,140′,140″、蓄積電圧をアンプ部に読
出すための出力ライン141、読出し後に、出力ラインに
蓄積した電荷をリフレツシユするためのMOSトランジス
タ142、MOSトランジスタ142へリフレツシユパルスφ_HC
を印加するための端子143、出力信号を増幅するための
バイポーラ、MOS、FET、Ｊ−FET等のトランジスタ144、
負荷抵抗145、トランジスタ144と電源を接続するための
端子146、トランジスタの出力端子147、読出し動作にお
いて垂直ライン138,138′,138″に蓄積された電荷をリ
フレツシユするためのMOSトランジスタ148,148′,148″
およびMOSトランジスタ148,148′,148″のゲートにパル
スφ_VCを印加するための端子149によりこの光電変換装
置は構成されている。

この光電変換装置の動作について、第７図及び第８図に
示すパルスタイミング図を用いて説明する。

まず光センサセル部のコレクタ電位は、以降、正電圧に
保たれている。

まず、時刻ｔ₁までに蓄積動作が行なわれ、各光電変換
セル130には入射光量に対応した正孔がｐベース領域に
各々蓄積されているものとする。

時刻ｔ₁において、パルス信号φ_Rが立上がることでトラ
ンジスタ133,133′,133″がON状態となり、続いてパル
スφ_V1が垂直シフトレジスタ132から出力され、水平ラ
イン131に読出し用正電圧が印加され、一行目の各光電
変換セル130が読出し動作を開始する。この読出し動作
によって一行目の光電変化セルの読出し信号が垂直ライ
ン138,138′,138″に夫々現われる。読出し動作が完了
すると、パルス信号φ_HCによってトランジスタ142がON
状態となって、出力ライン141の残留電荷が一旦リフレ
ツシユされる。

その後時刻ｔ₂において、水平シフトレジスタ139からパ
ルス信号φ_H1が出力されトランジスタ140がON状態とな
る。これによって、垂直ライン138に読出されていた一
行一列目の光電変換セルの信号がトランジスタ140及び
出力ライン141を介してトランジスタ144に入力し、増幅
されて端子147から出力される。この出力動作が終了す
るとパルスφ_HCが立上り出力ライン141がリフレツシユ
される。続いて水平シフトレジスタ139からパルス信号
φ_H2及びφ_H3が順次出力され、同様にして一行二列目及
び一行三列目の光電変換セルの信号が順次端子147から
出力され、その都度出力ライン141はリフレツシユされ
る。

次に時刻ｔ₃において、パルス信号φ_F，φ_VCが立上り、
さらに垂直シフトレジスタ137からパルス信号φ_C1が出
力されトランジスタ135及びトランジスタ148,148′,14
8″がON状態となり水平ライン131にリフレツシユ用正電
圧パルスが印加され、既に述べたようにリフレツシユ動
作が行われる。

このような一行目と同様な読み出し及びリフレツシユ動
作が、時刻ｔ₄から二行目の、時刻ｔ₅から三行目の各光
電変換セル130について行われる。すなわち、時刻ｔ₄に
おいてパルス信号φ_R，φ_V2が立上がり、その後この行
の信号を読み出した後でφ_VC，φ_F及びφ_C2が順次立上
がることによって二行目の光電変換セル130が選択さ
れ、読出し及びリフレツシユの各動作が行われる。そし
て時刻ｔ₅において、二行目の光電変換セルが蓄積動作
に入ると同時にパルス信号φ_R，φ_V3，φ_VC，φ_F及びφ
_C3等が順次立上り三行目の光電変換セル130が選択さ
れ、上記各動作が同様に行われる。三行目が蓄積動作に
入ると、一行目が選択され、以下同様に繰返される。

このようにして全ての光電変換セル130の入射光量に対
応した読出し信号が端子147からシリアルに出力され
る。なお、各行の光電変換セル130の蓄積動作を行う時
間は一定であるために、例えばテレビビデオカメラ等へ
の応用が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来例をテレビビデオカメラ等へ応用し
ようとする場合、次に示すような問題点が生じる。

蓄積動作状態において、強い光の照射によって、光電変
換セル130のベースにホールが蓄積され、ベース電位が
エミツタ電位に対して順次方向バイアス状態になってく
ると、強い光の照射を受けている光電変換セルのエミツ
タ電極の接続されている垂直ラインの電位が上昇して、
いわゆるブルーミング現象が生じる事になる。この対策
として、読出し動作以外の期間、垂直ラインリセツトト
ランジスタ148,148′,148″をON状態にし垂直ライン13
8,138′,138″を接地状態にすることで垂直ラインにあ
ふれ出た電荷をリフレツシユするという動作例が従来例
の中に記述されている。しかしながら、垂直ラインリセ
ツトトランジスタ148,148′,148″をON状態にできる時
間は、時刻ｔ₃〜ｔ₄の間だけであり、テレビビデオカメ
ラにおいては、水平走査ブランキング期間約10μｓのみ
である。更に、水平走査を行っている間（テレビビデオ
カメラにおいては約52.5μｓ）は、トランジスタ148,14
8′,148″をOFF状態にしておかなければならないから、
この間に垂直ラインにあふれ出た電荷によってブルーミ
ング現象はいぜんとして生じることになる。

また、従来例においては、読出し動作によって垂直ライ
ンに一度画像信号を蓄えた後で水平走査により順次出力
しているので、垂直ラインに信号が蓄えられている間に
生じるにせ信号、いわゆるスミア現象発生の問題も有し
ている。

更に、テレビビデオカメラに応用する場合、従来例にお
いてはリフレツシユ動作を行える期間は、水平ブランキ
ング期間約10μｓ内であり、リフレツシユ期間が短いた
めに十分なリフレツシユ動作が行えずに残像が生じると
いう問題も有している。

さらに、従来例をカラーテレビビデオカメラの単板式の
固体撮像素子として使用する場合、カラーフイルタを蒸
着または接着で画素上に配列するが、例えばベイヤ配列
などの配列方式に従って、R,G,Bの色ごとに垂直ライン
を設ける方法をとる場合、少なくとも垂直ラインは画素
一列に対して２本必要になる。この際垂直ライン部分は
感光部とはならないから、垂直ラインを２本配列するこ
とは受光面積の低下、すなわち開口率の低下の問題を発
生する。

本願発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決するこ
とにあり、具体的には列方向の信号読み出し線を増やす
ことなく、従って光電変換領域における光電変換セルの
開口率を下げることなく、複数の行方向の信号を同時に
読み出すことのできる光電変換装置を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本願発明の光電変換装置は、 行及び列方向に配列された複数の光電変換セル（130）
と、 該複数の光電変換セルの信号をそれぞれ読み出す為に列
方向に設けられた複数の列方向信号読み出し線（５、
５′、５″）と、 該複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光電
変換セルから読み出される第１の信号を選択的に蓄積す
る為に各列方向信号読み出し線に接続される第１の複数
のキャパシタ（７−１、７−１′、７−１″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光
電変換セルから読み出される第２の信号を選択的に蓄積
する為に各列方向信号読み出し線に接続される第２の複
数のキャパシタ（７−２、７−２′、７−２″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第１のキ
ャパシタとを所定の第１のタイミングで接続する為の複
数の第１のスイッチ（６−１、６−１′、６−１″）
と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第２のキ
ャパシタとを前記第１のタイミングとは異なる第２のタ
イミングで接続する為の複数の第２のスイッチ（６−
２、６−２′、６−２″）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を読み出すための第
１の行方向読み出し線（９−１）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を読み出すための第
２の行方向読み出し線（９−２）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を順次選択的に前記
第１の行方向読み出し線に接続する複数の第３のスイッ
チ（８−１、８−１′、８−１″）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を順次選択的に前記
第２の行方向読み出し線に接続する複数の第４のスイッ
チ（８−２、８−２′、８−２″）と、 前記複数の第３、第４のスイッチの１対ずつの組合わせ
を同時に動作させつつ、順次異なる第３、第４のスイッ
チの対を動作させる行方向シフトレジスタ（16）と、 を有することにより列方向読み出し線の数を増やすこと
なく複数の行方向の信号を前記第１、第２の行方向読み
出し線から同時に読み出し可能としたことを特徴とす
る。

〔作用〕

信号読み出しラインを介して読出された信号を選択的に
蓄積する複数のキヤパシタを設けたことで、画像信号が
垂直ラインに現われる時間を短くすることができ、この
ため、ブルーミング現象、スミア現象の発生を十分低く
抑えることができる。また、画像信号をキヤパシタに蓄
積した後で、キヤパシタと画素を切り離すことができる
ので、リフレツシユ動作期間を長くとることができ、残
像現象の発生も低く抑えることができる。さらに、カラ
ービデオカメラに応用した場合でも、例えば列画素の色
信号の数に対応した分だけキヤパシタを設ければ、垂直
ラインは一本ですみ、結局開口率を上げることができ
る。

更に、複数の行方向の信号を前記第１、第２の行方向読
み出し線から同時に読み出すことが可能となるので、複
数行の信号を同時に処理したりすることが容易にできる
と共に、その場合でも感光領域にある列方向読み出し線
の数は増えないので、光電変換セルの開口率を低下させ
ることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明による光電変換装置の４×４マトリツ
クス状の一実施例の回路図である。

既に説明した点線で囲まれた基本光センサセル130（バ
イポーラトランジスタのコレクタは基板及び基板電極に
接続されている）、読出しパルス、リフレツシユパルス
を印加する為の水平読み出し線としての水平ライン1,
1′,1″,1，読出しパルスを発生する為の垂直シフト
レジスタ２、垂直シフトレジスタ２と水平ライン1,1′,
1″,1の間のバツフアMOSトランジスタ3,3′,3″,3
，バツフアMOSトランジスタ3,3′,3″,3のドレイン
にパルスφ_Rを印加する為の端子４、リフレツシユパル
スを発生する為の垂直シフトレジスタ16、垂直シフトレ
ジスタ16と水平ライン1,1′,1″,1の間のバツフアMOS
トランジスタ17,17′,17″,17，バツフアMOSトランジ
スタ17,17′,17″,17のドレインにパルスを印加する
為の端子18,基本光センサセル130から信号電荷を読出す
為の垂直読み出し線としての垂直ライン5,5′,5″,5
，信号電荷を蓄積する為のキヤパシタ７−1,7−2,7−
１′,7−２′,7−１″,7−２″,7−１,7−２，各キ
ヤパシタ７−1,7−2,7−１′,7−２′,7−１″,7−
２″,7−１,7−２と各垂直ライン5,5′,5″,5の
間にあるトランスフアMOSトランジスタ６−1,6−2,6−
１′,6−２′,6−１″,6−２″,6−１,6−２，各蓄
積キヤパシタを選択する為のパルスを発生する水平シフ
トレジスタ16,各蓄積キヤパシタを開閉する為のゲート
用MOSトランジスタ８−1,8−2,8−１′,8−２′,8−
１″,8−２″,8−１,8−２蓄積電圧をアンプ部に読
出す為の出力ライン９−1,9−2,読出しラインに蓄積し
た電荷をリフレツシユする為のMOSトランジスタ10−1,1
0−2,MOSトランジスタ10−1,10−２へリフレツシユパル
スを印加する為の端子11,出力信号を増巾するためのバ
イポーラ,MOS−FET,J−FET等のトランジスタ12−1,12−
2,トランジスタ12−1,12−２の出力端子13−1,13−2,各
垂直ライン5,5′,5″,5に蓄積された電荷をリフレツ
シユするためのMOSトランジスタ14,14′,14″,14，お
よびMOSトランジスタ14,14′,14″,14のゲートにパル
スを印加するための端子15、等によりこの光電変換装置
は構成されている。

この光電変換装置の動作について、第１図及び第２図に
示すパルスタイミング図を用いて説明する。

まず、光センサセル部のコレクタ電位は、以降、正電位
に保たれているとする。

まず、時刻ｔ₁までに蓄積動作が行われ、各光電変換セ
ル130には入射光量に対応した正孔がＰベース領域に蓄
積されているものとする。

時刻ｔ₁において、すでにパルス信号φ_VCが立上り、ト
ランジスタ14,14′,14″,14がON状態となっている所
に、パルス信号φ_T1が立上りトランジスタ６−1,6−
１′,6−１″,6−１がON状態となり蓄積キヤパシタ７
−1,7−１′,7−１″,7−１中の電荷がリフレツシユ
される。又、パルス信号φ_HCが立上り、トランジスタ10
−1,10−２がON状態となり出力ライン９−1,9−２の残
留電荷がリフレツシユされる。続いてパルス信号φ_VCが
立下り、トランジスタ14,14′,14″,14がOFF状態とな
り、垂直ライン5,5′,5″,5およびキヤパシタ７−1,7
−１′,7−１″,7−１が浮遊状態となる。次に、垂直
シフトレジスタ２からパルス信号φ_V1が出力され、トラ
ンジスタ３がON状態となった後で、読出しパルス信号φ
_Rが端子４に印加され、トランジスタ３を介して水平ラ
イン１に加えられると、一行目の光電変換セル130が読
出し動作を開始する。この読出し動作によって一行目の
光電変換セルの読出し信号が垂直ライン5,5′,5″,5
および蓄積キヤパシタ７−1,7−１′,7−１″,7−１
に現れる。読出し動作が完了するとパルス信号φ_T1が立
下りトランジスタ６−1,6−１′,6−１″,6−１がOFF
し、キヤパシタ７−1,7−１′,7−１″,7−１と垂直
ライン5,5′,5″,5が切り離された後で再びパルス信
号φ_VCが立上り垂直ライン5,5′,5″,5の残留電荷が
リフレツシユされる。

時刻ｔ₂において、パルス信号φ_T2が立上り、トランジ
スタ６−2,6−２′,6−２″,6−２がON状態となり蓄
積キヤパシタ７−2,7−２′,7−２″,7−２中の電荷
がリフレツシユされる。続いてパルス信号φ_VCが立下
り、トランジスタ14,14′,14″,14がOFF状態となり、
次に垂直シフトレジスタ２からパルス信号φ_V2が出力さ
れ、トランジスタ３′がON状態となった後で、読出しパ
ルス信号φ_Rが端子４を通じて水平ライン１′に印加さ
れると、二行目の光電変換セル130が読出し動作を開始
する。この読出し動作によって二行目の光電変換セル13
0の読出し信号が垂直ライン5,5′,5″,5および蓄積キ
ヤパシタ７−2,7−２′,7−２″,7−２に現れる。二
行目の読出し動作が完了すると、パルス信号φ_T2が立下
り、トランジスタ６−2,6−２′,6−２″,6−２がOFF
し、キヤパシタ７−2,7−２′,7−２″,7−２とライ
ン5,5′,5″,5が切り離され、その後でパルス信号φ
_VCが立上り垂直ライン5,5′,5″,5の残留電荷がリフ
レツシユされる。

次に、時刻ｔ₃において、まずパルス信号φ_HCが立下
り、トランジスタ10−1,10−２がOFF状態となり、続い
て水平シフトレジスタ16からパルス信号φ_H1が出力さ
れ、トランジスタ８−1,8−２がON状態となる。これに
よって、キヤパシタ７−１及び７−２に蓄積されていた
電荷がトランジスタ８−１及び８−２、更に出力ライン
９−１及び９−２を介してトランジスタ12−１および12
−２で増幅されて端子13−１および13−２から出力され
る。この出力動作が終了するとパルスφ_HCが立上り出力
ライン９−1,9−２がリフレツシユされる。続いて水平
シフトレジスタ16からパルス信号φ_H2及びφ_H3が順次出
力され、同様にして、一行二列目と二行二列目、一行三
列目と二行三列目の光電変換セルの信号が順次端子13−
1,13−２から出力され、その都度出力ライン９−1,9−
２はリフレツシユされる。

時刻ｔ₄において垂直シフトレジスタからパルス信号φ
_C1が出力されトランジスタ17及び17′がONし端子18にパ
ルス信号φ_Fが印加され、トランジスタ17及び17′を介
して水平ライン１及び１′にリフレツシユパルスが印加
され一行目及び二行目の光電変換セル130に対してリフ
レツシユ動作が行われる。

この様な一行目、二行目と同等の動作が時刻ｔ₅から三
行目、四行目の光電変換セル130に対して行われ、ま
た、時刻ｔ₆に再び一行目、二行目が選択され、以下同
様の動作が繰返される。

このような動作において、垂直ラインに信号電荷が現れ
る時間は例えば、一行一列の光電変換セル130の出力に
注目すれば、時刻ｔ₁とｔ₂の間のパルス信号φ_R立上り
時からφ_T1立下り時までの間だけである。この時間間隔
には明らかに自由度がある。従来例においては、テレビ
ビデオカメラに応用した場合、水平走査の最後に選択さ
れる垂直ラインには信号電荷が約52.5μｓ蓄積されるこ
といになる。従って例えば、φ_RがONしてからφ_T1が立
下るまでの上記時間間隔を0.5μｓに設定すれば従来例
よりも、ブルーミング現象及びスミア現象に対して約10
5倍（40dB）改善されることになる。

また、蓄積キヤパシタを設けたことで一度信号電荷を蓄
積キヤパシタに蓄積してから、トランジスタ６−1,6−
2,6−１′,6−２′,6−１″,6−２″,6−１,6−２
をOFFしてしまえば光電変換セルと蓄積キヤパシタを切
り離すことができるので、その後光電変換セル130のリ
フレツシユ動作を十分行うことができる。例えば時刻ｔ
₃から時刻ｔ₅までの一水平走査期間リフレツシユ期間に
あてることもできるので、従来例に比べて残像現象を軽
減することもできる。

さらに、本実施例をカラーテレビビデオカメラに応用し
てカラーフイルタをセンサセル上に配置した場合、列方
向に並んだ色の種類だけ蓄積キヤパシタを設けて、同様
の動作を行えば、常に垂直ラインは一列に一本だけです
み、センサセルの開口率を低下させることはない。例え
ば第１図に示すように、カラーフイルタRGBをベイヤ配
列的に配置して、第２図に示す上記パルスタイミングで
動作を行うと、キヤパシタ７−１および７−１″にはＢ
の信号が７−2,7−１′,7−２″,7−１にはＧの信号
が、７−２′および７−２にはＲの信号が蓄積され
る。

本実施例では垂直方向２線を同時に読出す例を述べた
が、もちろん、２線以上でもよい。この場合、同時に読
出す垂直方向画素の数だけ蓄積キヤパシタを設ければよ
い。

また、第３図は本発明の第２実施例を示す図で垂直シフ
トレジスタ２と水平ライン1,1′,1″,1の間にデコー
ダ19を設け、第４図に示すパルスタイミングで動作させ
るようにしたものである。

この実施例では、第１図の第１実施例に対し、各光電変
換セルのリフレツシユ用の垂直レジスタ16の機能を前記
デコーダ19により兼用させたものであり、これにより構
成の簡略化を図っている。

即ち第４図のタイミング図を用いて説明すると、先ずｔ
₁まで蓄積動作が行なわれ、各光電変換セル130には入射
光量に対応した正孔がＰベース領域に各々蓄積されてい
る。

時刻ｔ₁においてすでにパルス信号φ_VCが立上がってお
り、各垂直ラインがアースに落ちている状態でパルス信
号φ_T1が立上りキヤパシタ７−1,7−１′,7−１″,7−
１の電荷がリフレツシユされる。その後パルス信号φ
_VCが立下る事により各垂直ライン及びキヤパシタを浮遊
状態とした後でデコーダ19よりパルスφ_D1が出力され
る。

これにより第１行目の光電変換セル130の信号が各垂直
ラインおよびキヤパシタ７−1,7−１′,7−１″,7−１
に現われる。この読み出し後パルス信号φ_T1が立下り
各キヤパシタ７−1,7−１′,7−１″,7−１と各垂直
ラインとが切離された後でφ_VCが再び立上り各垂直ライ
ンをリフレツシユする。その後φ_T2が立上りキヤパシタ
７−2,7−２′,7−２″,7−２をリフレツシユした
後、φ_VCが立下り、今度はφ_D2が立上ることにより第２
行目の光電変換セルの信号が垂直ラインとキヤパシタ７
−2,7−２′,7−２″,7−２に取り込まれる。その後
φ_T2を立下げてからφ_VCを立上がって垂直ラインをリフ
レツシユする。この状態で第１行の信号はキヤパシタ７
−1,7−１′,7−１″,7−１に第２行の信号は７−2,7
−２′,7−２″,7−２に蓄積されている。

その後第１実施例と同様ｔ₃〜ｔ₅にかけてこの信号を順
次読み出すが、このとき時刻ｔ₄から時刻ｔ₅の直前まで
φ_D1，φ_D2がハイレベルとなり、この間φ_VCはハイレベ
ルであるから第１行と第２行の各光電変換セル130はリ
フレツシユされる。

第３行、第４行の各光電変換セルの読み出し及びリフレ
ツシユについても同様に行なわれる。

このように本実施例によれば各行の光電変換セルのリフ
レツシユと読み出しを共通の垂直シフトレジスタを用い
て行なっているので構成を極めて簡単化できる。

また、本実施例では、出力ラインが２本の場合について
述べたが、もちろん２本以上でもよい。例えば第５図示
の第３実施例に示すようにカラーフイルタの色ごとに出
力ラインを４本設ければ、出力ラインの配線容量を出力
ライン２本の場合の半分にすることができるので、大き
な出力を得ることができ、また、画像処理回路を簡単に
することもできる。

なお、第５図中、第１図示構成との違いは出力線として
９−3,9−４を設け、トランジスタ８−１′,8−１を
９−１に接続する代わりに９−３に接続し、トランジス
タ８−２′,8−２を９−２に接続する代わりに９−４
に接続した点，トランジスタ10−1,10−２とゲートを共
通に接続したトランジスタ10−3,10−４を設け、出力線
９−3,9−４をリフレツシユする様にした点，出力線９
−３、の信号を出力するためのトランジスタ12−３出力
端13−3,および出力線９−４の信号を出力するためのト
ランジスタ12−４、出力端13−４を設けた点である。

その他第１図と同じ符番のものは同じ要素を示す。

〔効果〕

以上詳細に説明したように、本発明による光電変換装置
は、行及び列方向に配列された複数の光電変換セル（13
0）と、 該複数の光電変換セルの信号をそれぞれ読み出す為に列
方向に設けられた複数の列方向信号読み出し線（５、
５′、５″）と、 該複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光電
変換セルから読み出される第１の信号を選択的に蓄積す
る為に各列方向信号読み出し線に接続される第１の複数
のキャパシタ（７−１、７−１′、７−１″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光
電変換セルから読み出される第２の信号を選択的に蓄積
する為に各列方向信号読み出し線に接続される第２の複
数のキャパシタ（７−２、７−２′、７−２″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第１のキ
ャパシタとを所定の第１のタイミングで接続する為の複
数の第１のスイッチ（６−１、６−１′、６−１″）
と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第２のキ
ャパシタとを前記第１のタイミングとは異なる第２のタ
イミングで接続する為の複数の第２のスイッチ（６−
２、６−２′、６−２″）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を読み出すための第
１の行方向読み出し線（９−１）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を読み出すための第
２の行方向読み出し線（９−２）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を順次選択的に前記
第１の行方向読み出し線に接続する複数の第３のスイッ
チ（８−１、８−１′、８−１″）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を順次選択的に前記
第２の行方向読み出し線に接続する複数の第４のスイッ
チ（８−２、８−２′、８−２″）と、 前記複数の第３、第４のスイッチの１対ずつの組合わせ
を同時に動作させつつ、順次異なる第３、第４のスイッ
チの対を動作させる行方向シフトレジスタ（16）と、 を有するので、複数の行方向の信号を前記第１、第２の
行方向読み出し線から同時に読み出すことが可能とな
り、複数行の信号を同時に処理したりすることが容易に
できると共に、その場合でも光電変換セルと共に感光領
域にある列方向読み出し線の数を増やす必要がないの
で、光電変換セルの開口率を低下させることがなく感度
を損なうことがないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光電変換装置の構成図、
第２図はそのタイミングチヤート、第３図は第２実施例
の光電変換装置の構成図、第４図はそのタイミングチヤ
ート、第５図は本発明の第３実施例の光電変換装置の構
成図、第６図（Ａ）は従来の光電変換装置の平面図、第
６図（Ｂ）はそのＩ−Ｉ線断面図、第６図（Ｃ）はその
等価回路図、第７図は二次元的に配列した従来の光電変
換装置の回路構成図、第８図はそのタイミングチヤー
ト。 130……光電変換セル、5,5′,5″,5……信号読み出し
線としての垂直ライン、７−1,7−１′,7−１″,7−１
,7−2,7−２′,7−２″,7−２……キヤパシタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】行及び列方向に配列された複数の光電変換
   セル（130）と、 該複数の光電変換セルの信号をそれぞれ読み出す為に列
   方向に設けられた複数の列方向信号読み出し線（５、
   ５′、５″）と、 該複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光電
   変換セルから読み出される第１の信号を選択的に蓄積す
   る為に各列方向信号読み出し線に接続される第１の複数
   のキャパシタ（７−１、７−１′、７−１″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線を介して前記複数の光
   電変換セルから読み出される第２の信号を選択的に蓄積
   する為に各列方向信号読み出し線に接続される第２の複
   数のキャパシタ（７−２、７−２′、７−２″）と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第１のキ
   ャパシタとを所定の第１のタイミングで接続する為の複
   数の第１のスイッチ（６−１、６−１′、６−１″）
   と、 前記複数の列方向信号読み出し線と前記複数の第２のキ
   ャパシタとを前記第１のタイミングとは異なる第２のタ
   イミングで接続する為の複数の第２のスイッチ（６−
   ２、６−２′、６−２″）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を読み出すための第
   １の行方向読み出し線（９−１）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を読み出すための第
   ２の行方向読み出し線（９−２）と、 前記複数の第１のキャパシタの信号を順次選択的に前記
   第１の行方向読み出し線に接続する複数の第３のスイッ
   チ（８−１、８−１′、８−１″）と、 前記複数の第２のキャパシタの信号を順次選択的に前記
   第２の行方向読み出し線に接続する複数の第４のスイッ
   チ（８−２、８−２′、８−２″）と、 前記複数の第３、第４のスイッチの１対ずつの組合わせ
   を同時に動作させつつ、順次異なる第３、第４のスイッ
   チの対を動作させる行方向シフトレジスタ（16）と、 を有することにより列方向読み出し線の数を増やすこと
   なく複数の行方向の信号を前記第１、第２の行方向読み
   出し線から同時に読み出し可能としたことを特徴とする
   光電変換装置。