JPS636960A - 密着型イメ−ジセンサの信号読出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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続出し
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。

（従来の技術） 従来、薄膜トランジスタ（以下、ＴＰＴ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ォトダイオード
の選択スイッチ素子としてＴＦ丁を用い、選択されたフ
ォ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。

（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
。

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。

（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、フォトダイオードから転送される
電荷量Ｑは変らないため、信号の大ぎざＶが小さくなる
。ここに、該信号の大ぎざＶは次式で表される。

一　− （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。

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
、フォ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。

（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、少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って転送さ
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ッ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。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

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ヂャートを示す。

第１図において、Ｄ１〜ＤＮは画素情報を受光するフォ
トダイオードであり、該フォトダイオードは電荷蓄積モ
ードで動作する。該フォトダイオードＤ１〜ＤＮには、
第１の信号転送ＴＦＴＴ１〜−［Ｎとリセットスイッチ
ＴＦＴＲ１〜ＲＮの一方の端子が接続されている。　信
号転送ＴＦＴＴ１〜ＴＮの各々の他方の端子は、ドレイ
ン接地の第２の信号転送ＴＦＴＳ１〜Ｓ２ト１の奇数番
目のゲートに接続され、また該リセットスイッチＴＦＴ
Ｒ１〜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。

該ドレイン接地の第２の信号転送ＴＦＴＳｉ〜３２Ｎ−
１と負荷’１〜ｒ２Ｎ−１とは、いわゆるソースフォロ
ワ回路を形成している。該第２の信号転送ＴＰＴのソー
スの各々は、シフトスイッチＴＰＴＵ１〜Ｕ　２Ｎ−１
を介して次段の信号転送ＴＰＴのゲートに接続されてい
る。また、該第２の信号転送ＴＰＴの第１段目のＴＦＴ
ＳｌはリセットＴＦＴｖ１を介して接地されており、−
六層終段のＴＦＴＳ２．、のソースは最終段のシフトス
イッチ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。

また、前記フォトダイオードは第１の共通ライン１に接
続され、前記リセットスイッチ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ＴＰＴ７１〜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ＴＰＴ３１〜３２Ｎ−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
トスイッチＴＦＴＵ１〜Ｕ　２Ｎ−１の奇数段のゲート
は第５の共通ライン５に接続され、　またリセットＴＦ
ＴＶ　　のゲートとシフトスイッチ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、リセットＴＦＴＶ１および負荷ｒ１〜’
２Ｎ−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。

前記第１の共通ライン１にはフォトダイオードバイアス
電圧■８が供給され、第４の共通ライン４には電源ｖｄ
（ｌ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
φ９．φ。、φ１およびφ２が印加されている。

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ｔ１〜１．信号φ。がトルベルになると
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ォトダイオードＤ１〜ＤＮに蓄積さ
れていた電荷が第２の信号転送ＴＰＴ３１〜５２Ｎ−１
の奇数番目のゲート入力へ転送される。次いで、時刻ｔ
２で信号φ０がトルベルになると、前記第１の信号転送
ＴＦＴＴ１〜ＴＮはオフになり、フォトダイオードＤ　
　−Ｄ　　と第２の信号転送ＴＦＴ８１〜Ｎ ８２Ｎ−１とは遮断される。

また、該時刻ｔ２で信号φＲおよびφ１がトルベルにな
ると、フォトダイオードＤ１〜ＤＮに残っていた電荷は
リセットされ、該フォトダイオード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。

一方、信号φ１によって奇数段のシフトスイッチＴＦＴ
Ｕ１　、ｕ３．ｕ５．・・・・・・、Ｕ２Ｎ−１がオン
になると、第２の信号転送ＴＦ下の奇数段Ｓ１゜Ｓ３．
Ｓ５．・・・・・・、５２Ｎ−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Ｔ
ＦＴＳ２Ｎ−１のゲートに入力していた画素信号が最終
段のシフトスイッチＴＦＴＵ２Ｎ−１およびアンプＡを
通って取り出される。

次に時刻ｔ３で、信号φ８およびφ１はトルベルになり
信号φ２がトルベルになると、リセットＴＦＴＶ１およ
び奇数段のシフトスイッチ丁ＦＴＵ２．Ｕ４．Ｕ６．・
・・・・・、Ｕ２Ｎがオンになり、第１段目の第２の信
号転送ＴＦＴＳ、のゲート信号がリセットされると共に
、　前記信号転送ＴＰＴＳ、Ｓ４．Ｓ６．・・・・・・
に転送されていた画素信号がそれぞれ、次段のＳ３，３
５　、Ｓ７．・・・・・・にシフトされる。

次いで、信号φ１とφ２のトルベルとトルベルが予め定
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ＴＰＴ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ざで出力アンプ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り
セット信号が出力ＯＵＴに向けて転送される。

このため、第１段目のフォトダイオードＤ１で検出され
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ＴＰＴの全てのゲート入力はリセットさ
れたことになる。

次に、時刻ｔ　で信号φ。がトルベルになると、時刻ｔ
３〜ｔ７．の間にフォトダイオードｒ）１〜ＤＮに蓄積
されていた画素情報が前記第１の信号転送ＴＦＴＴｌ〜
ＴＮを通り、第２の信号転送ＴＦＴ８１〜３２Ｎ−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。

本実施例によれば、第２の信号転送ＴＰＴ３１〜Ｓ　　
と負荷’　　”　’　２Ｎ−１とからなるソースフ２Ｎ
−１１ オロワ回路と、これらを結ぶシフトスイッチＴＦ”ｒｕ
　　−ｕ　　　とにより、フォトダイオードＤ１１　　
　２Ｎ−１ 〜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。

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ャートを示す。

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ォロワ回路とこれを
接続するシフトスイッチＴＰＴで行なっていたのに対し
て、本実施例ではソース接地のＴＰＴ３１〜３２Ｎ−１
用いたインバータ回路とこれを接続するシフトスイッチ
ＴＦＴＵ１〜Ｕ　２Ｎ−１を用いて行なうようにした点
である。なあ、第１図と同じ符号は、第１図のものと同
−又は同等物を示す。

したがって、本実施例の動作は画素信号を出力アンプに
向って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。

以上のように、上記した本発明の実施例によれば、フｔ
トダイオードＤ１〜ＤＮによっ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っ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。

（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。

本発明によれば、フｔトダイオードＤ１〜ＤＮによって
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、信号レベルは大ぎく、
かつクロストークは低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

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ャート、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
イムチャートを示す。 Ｄ１〜ＤＮ・・・フォトダイオード、Ｓ１〜Ｓ２トド・
・第２の信号転送ＴＰＴ、ｕ１〜Ｕ　２Ｎ−１・・・シ
フトスイッチＴＰＴ、Ｖ１・・・リセットＴＰＴ代理人
　弁理士　平木通人　外１８ 第　　１　　図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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
   信号転送手段によっ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
   波数のクロッ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. （２）前記光電変換素子がフォトダイオードから構成さ
   れ、該フォ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. （３）前記第２の信号転送手段は、画素信号の転送に引
   続いてリセッ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。