JPH0570351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数のフオ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変換す
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ツチとを有している。アナロ
グスイツチは例えば、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125μｍ）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
の製造の歩留まりが低くなつた。

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オトダイオードを走査する
方式が、特願昭63−190848号及びこの国内優先権
主張出願である特願平１−198279号に開示されて
いる。しかし、正確に出力を得るための具体的な
方法は開示されていない。

そこで、本発明の目的は、フオトダイオードに
蓄積された光情報を有効に取り出すことができる
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
に連続的又は階段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のインピーダンス素子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のインピーダンス素子Rb１〜Rb３又
はＣ１〜Ｃ３と、前記第１のインピーダンス素子
Ra１〜Ra３又はCa１〜Ca３と第２のダイオー
ドDb１〜Db３とのそれぞれの接続点P₁〜P₃と共
通の電流出力線３との間にそれぞれ接続された複
数個のフオトダイオードS₁〜S₃と、前記複数個の
フオトダイオードS₁〜S₃の相互干渉を防ぐために
前記フオトダイオードS₁〜S₃と逆の方向性を有し
て前記フオトダイオードS₁〜S₃の電流が流れる通
路に接続された複数個のブロツキングダイオード
Dc１〜Dc３と、前記共通の電流出力線３と前記
電圧源１の他端との間に接続された共通の電流−
電圧変換回路２とから成るイメージセンサにおい
て、前記電流−電圧変換回路２の入力インピーダ
ンスZifを前記電流−電圧変換回路２の入力の浮
遊インピーダンスZbよりも小さくしたイメージ
センサに係わるものである。

なお、ブロツキングダイオードDc１〜Dc３を
フオトダイオードS₁〜S₃に直列に接続する場合に
は、入力インピーダンスZifを １／2πCdc（ｎ−１） 以下に設定することが望ましい。上記式におけ
るはフオトダイオードS₁〜S₃の駆動周波数、
CdcはブロツキングダイオードDc１〜Dc３のそ
れぞれの等価容量、ｎはブロツキングダイオード
Dc１〜Dc３の数である。

また、電流−電圧変換回路２は、帰還用抵抗
Rと帰還用コンデンサCとを伴つた演算増幅器
４で構成することが望ましい。この場合、 RC≦１／に設定することが望ましい。

［作用］ 本発明に従うように構成すると、フオトダイオ
ードS₁〜S₃に蓄積された光電荷を有効に電流−電
圧変換することができる。

請求項２に示すように設定すれば、走査されて
いないフオトダイオードを通る漏れ電流の影響の
少ない電流−電圧変換が可能になる。

請求項３によれば、SN比の良い電流−電圧変
換を発振を伴わないで行うことができる。

［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、電圧源と、４つの画素即
ちビツトに対応した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Db１，Db２，Db３と、第１の抵抗
Ra１，Ra２，Ra３と、第２の抵抗Rb１，Rb
２，Rb３と、光検出用のフオトダイオードS₁，
S₂，S₃と、ブロツキングダイオードDc１，Dc
２，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
オトダイオードS₀と、ブロツキングダイオード
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，Rb
３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Da１，Da
２，Da３は電圧源１の電圧によつて順方向にバ
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のインピーダンス素子としての第
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Db１，Db２，Db３は電圧源１の電圧
によつて順方向にバイアスされる方向性を有して
いる。第２のインピーダンス素子としての第２の
抵抗Rb１〜Rb３は第１のダイオードDa１〜Da
３のカソードとグランドとの間に接続されてい
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，Db１，Db２，Db３の相互接続点P₀，
P₁，P₂，P₃にフオトダイオードS₀，S₁，S₂，S₃
とブロツキングダイオードDc０，Dc１，Dc２，
Dc３との直列回路（第３の直列回路）即ち、フ
オトダイオードS₀〜S₃のカソードが点P₀〜P₃に
接続され、アノードがフオトダイオードS₀〜S₃の
相互干渉を防ぐためのブロツキングダイオード
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と、帰還用コンデンサC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R及びコンデ
ンサCは反転入力端子と出力端子との間に接続
されている。演算増幅器４の出力端子は反転増幅
器４ａを介して出力端子５に接続されている。な
お、フオトダイオードS₀〜S₃は第２のダイオード
Db０〜Db３に実質的に並列接続されている。ま
た、フオトダイオードS₀〜S₃は、電圧源１の電圧
で逆バイアスされるように接続されている。この
ため、フオトダイオードS₀〜S₃に流れる電流は極
めて小さい。

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Da
０〜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。

フオトダイオードS₀〜S₃、第１のダイオード
Da１〜Da３、第２のダイオードDb０〜Db３、
ブロツキングダイオードDc０〜Dc３は、それぞ
れpin接合ダイオードであつて、水素化アルモフ
ア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なり、共通の絶縁基
板（図示せず）上に設けられている。

フオトダイオードS₀〜S₃は逆バイアスされてい
るので、第３図に示すキヤパシタンス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、フオトダイオードS₀〜S₃の等価キ
ヤパシタンス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がオン状態になつた時の両端
電圧即ち順方向電圧V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、TiO₂，Ta−SiO₂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成
る。まず、のこぎり波の傾斜電圧が徐々に増大す
ると、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
なつて更に電圧源１の電圧Vdが高くなると、第
１のダイオードDa１のカソード電位はのこぎり
波電圧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V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V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の電位が第２の抵抗
Rb１の両端電圧にほぼ等しくなる。従つて、第
１のダイオードDa１がオン状態になつた後に、
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の順方向電圧にV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（V）
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のオン状態に転換し、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オトダイオード
S₀〜S₃が順次に駆動される。即ち、フオトダイオ
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オトダイオードS₀〜S₃
は一次元的に配置されている。このフオトダイオ
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Db
０〜Db３の順方向電圧Vによつて各フオトダイ
オードS₀〜S₃が逆バイアスされ、第３図に等価的
に示すキヤパシタンスCsが充電される。なお、
等価キヤパシタンスCsは極めて小さいので、ブ
ロツキングダイオード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
よつて等価キヤパシタンス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
例えばフア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オトダイオードS₀
〜S₃に入力されると、光信号の有無及び大小に対
応してフオトダイオードS₀〜S₃の等価キヤパシタ
ンスCsの充電電荷量が変化する。即ち、フオト
ダイオードS₀〜S₃の内で光信号が入力したものに
おいて等価キヤパシタンスCsの放電が生じ、光
信号が入力しなかつたものでは等価キヤパシタン
スCsの放電が生じない。等価キヤパシタンスCs
の放電の量は光量によつて変化する。フオトダイ
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つはフオトダイオード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、これによつて、フオトダイオードS₀〜
S₃が順次に逆バイアスされる。換言すれば、第３
図に示す等価キヤパシタンスCsを充電するため
の電圧がフオトダイオードS₀〜S₃に印加される。
この時、フオトダイオードS₀〜S₃の等価キヤパシ
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
かつたものに対しては充電電流が流れない。フオ
トダイオードS₀〜S₃の等価キヤパシタンスCsの
充電電流はブロツキングダイオードDc０〜Dc３
と電流−電圧変換回路２とを通つて流れるので、
充電電流の有無によつて出力端子５の電圧Vout
が変化する。４つのフオトダイオードS₀〜S₃の全
部に光入力が与えられたために各等価キヤパシタ
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がフオトダイオード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に示すようにフオトダイオード
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
価キヤパシタンス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つのフオトダイオードS₀，S₁，
S₂，S₃の内のS₂に光入力が与えられず、S₀，S₁，
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がフオトダイオ
ードS₀〜S₃に順次に与えられる時に、フオトダイ
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。

次ぎに、電流−電圧変換回路２の動作を説明す
る。共通電流出力線３の電流Ioutは、電流−電圧
変換回路２の帰還用抵抗Rを通つて流れる。従
つて、IoutにRを乗じた出力電圧Voutが生じる。
ところが、演算増幅器４の反転入力端子及び共通
電流出力線３とグランドとの間の浮遊インピーダ
ンスZbが電流−電圧変換回路２の入力インピー
ダンスZifに比較して小さいと、出力電流が浮遊
インピーダンスZbを通つて流れてしまい、出力
電圧Voutが小さくなり、SN比が悪くなる。つま
り、電流−電圧変換回路２の入力インピーダンス
Zif及び浮遊インピーダンスZbはほぼ次式で示さ
れる。

Zif≒R／Ａ ここで、Ａは演算増幅器４のオープンループゲ
インである。

Zb≒１／2π（ｎ−１）Cdc ここで、ｎは共通電流出力線３に接続されてい
るブロツキングダイオードの個数、Cdcはブロツ
キングダイオードDc０〜Dc３の等価容量、は
電流Ioutの周波数即ちフオトダイオードS₀〜S₃の
駆動周波数である。

浮遊インピーダンスZbを示す式は、フオトダ
イオードS₀〜S₃の各等価容量Cs及び第２のダイ
オードDb０〜Db３の各等価容量Cbに比べてブロ
ツキングダイオードDc０〜Dc３の等価容量Cdc
が大幅に小さいので、フオトダイオードS₀〜S₃と
第２のダイオードDb０〜Db３を無視して浮遊イ
ンピーダンスを近似的に示している。浮遊インピ
ーダンスZbは走査中の１つのフオトダイオード
を除外した残りのｎ−１個の単位回路（ビツト）
に生じる。

共通電流出力線３に流れる電流Ioutに次式のＫ
を乗じた電流KIoutが電流−電圧変換回路２に流
れ込み、有効に電圧に変換される。

Ｋ＝Zb／Zif ＝Ａ／2π（ｎ−１）CdcR 従つて、Ｋの値は大きいほうが良い。特に、オ
ープンループゲインＡは周波数依存性を有し、周
波数が高いほど小さくなるため、周波数の高
い電流成分ほど電流−電圧変換回路２に流れ込ま
ずに浮遊インピーダンスZbに流れ込んでしまう。
よつて、出力電流Ioutの高周波成分も忠実に電流
−電圧変換するためには、少なくとも Zb／Zif≧１ であること、換言すれば、 Zif≦１／2π（ｎ−１）Cdc であることが望ましい。

一方、演算増幅器４による発振を防止するため
には、帰還用抵抗Rに並列にコンデンサCを接
続することが必要になる。コンデンサCを接続
すと、時定数RCの逆数１／RCに対応する周
波数よりも高い周波数成分の電流が電流−電圧変
換回路２で有効に電圧に変換されなくなる。従つ
て、１／RCを駆動周波数以上に設定するこ
とが望ましい。

以上のように本実施例によればフオトダイオー
ドS₀〜Snの順次駆動（走査）をトランジスタを
使用せずにダイオードで行うことできる。ダイオ
ードは電界効果トランジスタに比べてゲート電極
が不要な分だけ作製が容易である。例えばビツト
間隔125μｍの場合において配線導体の幅を20μｍ
以上にすることが可能になり、製造歩留まりが大
幅に向上する。なお、スイツチ素子を電界効果ト
ランジスタで構成する場合には、配線導体の幅を
約10μｍにすることが必要であつた。

また、前述の条件を満足するように入力インピ
ーダンスZif及び帰還用抵抗RとコンデンサCを
設定することによつて、浮遊インピーダンスZb
に信号電流Ioutが流れ込むことによる出力電圧
Voutの低下即ちSN比の低下を防ぐことができ
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) 光電変換素子S₀〜S₃の相互干渉を防ぐための
ブロツキングダイオード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。
この場合には、浮遊インピーダンスZbが、フ
オトダイオードS₀〜S₃の等価容量Csと第２の
ダイオードDb０〜Db３の等価容量Cbで決定さ
れる。

(2) 第１図のイメージセンサをフアクシミリに使
用する場合には、単位回路K₀〜K₃に相当する
ものを例えば2000個設けることが必要になる。
第１のダイオードDa１〜Da３及び第２のダイ
オードDb０〜Db３に対応する多数のダイオー
ドを同時にオン状態にするためののこぎり波の
最大値は極めて高くなる。第５図及び第６図は
電圧源１の最大電圧を低く抑えることができる
１つの方式を示す。第５図では第１図の単位回
路K₀〜K₃に相当するｎ個の単位回路がｍ個の
回路ブロツクＢ１，Ｂ２…Bmに分割されてい
る。各回路ブロツクＢ１〜Bmには、第１図の
単位回路K₀〜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
ロツクＢ１〜Bm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。各回路ブロツ
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
６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６図Ｂ，
Ｃに示すように、第６図Ａののこぎり波を回路
ブロツクＢ１〜Bmに分配する。各回路ブロツ
クＢ１〜Bmの各フオトダイオードに対する光
入力は第６図Ｄに示すように常に与える。

(3) 第７図に示すように、第１図の第２のインピ
ーダンス素子としての第２の抵抗Rb１〜Rb３
とフオトダイオードS₀〜S₃の等価容量よりも十
分に大きいコンデンサC₁〜C₃に置き換えるこ
とができる。また、第７図のコンデンサC₁〜
C₃の代りに逆バイアスされるようにダイオー
ドを接続し、このダイオードを等価容量として
使用してもよい。

(4) 第８図に示すように、第１図の第１のインピ
ーダンス素子としての第１の抵抗Ra０〜Ra３
の変りにフオトダイオードS₀〜S₃の等価容量よ
りも大きいコンデンサCa０〜Ca３に置き換え
ることができる。また、第８図のコンデンサ
Ca０〜Ca３をこれと等価的に機能する逆バイ
アスされたダイオードに置き換えることができ
る。

(5) 第１図の第１の抵抗Ra０〜Ra３をコンデン
サ又は逆バイアスダイオードから成る第１の容
量素子に置き換えると共に、第２の抵抗Rb１
〜Rb３をコンデンサ又は逆バイアスダイオー
ドから成る第２の容量素子に置き換えることが
できる。この場合、第２の容量素子の容量値を
第１の容量素子の容量値以上にすることが望ま
しい。

(6) のこぎり波を第９図に示すような、階段状の
こぎり波とすること、及び第１０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。

(7) 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。

(8) 実施例ではダイオードDa１〜Dan、Db０〜
Dbnとして水素化アルモフアスシリコン（非晶
質シリコン）を使用したが、非晶質シリコンカ
ーバイト等を使用することもできる。

(9) ダイオードDa１〜Dan、Db０〜Dbn、Dc０
〜DcnはPIN，PI，IN、シヨツトキー接合ダ
イオード等のいずれであつてもよい。

(10) 第２のダイオードDb０〜Dbnのカソード端
子に電圧を印加してもよい。即ち、グランドと
第２のダイオードDb０〜Db３のカソードとの
間にバイアス電源を接続してもよい。これによ
り、ダイナミツクレンジの拡大を図ることがで
きる。

(11) 第１及び第２のインピーダンス素子を、抵
抗、コンデンサ、ダイオードのいずれか１つで
構成してもよいし、これ等を直列又は並列に接
続して構成してもよい。

(12) 第１図において、第２の抵抗の値をRb１か
らRbnに向かつて徐々に大きくなるように設定
してもよい。即ち、Rb１＜Rb２……＜Rbnに
設定してもよい。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、単純な構成のイ
メージセンサを提供することができる。また、フ
オトダイオードから信号を有効に取り出すことが
できる。

【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図はフオ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つの光電変換素子の全部に光入力が
あつた状態で示す図、第４図Ｃは第１図の回路の
出力端子の電圧変化を４つの光電変換素子の内の
３つのみに光入力があつた状態で示す図、第５図
は単位回路の数が多いときのフオトダイオードの
駆動方式を原理的に示すブロツク図、第６図は第
５図の各部の状態を示す図、第７図及び第８図は
変形例のイメージセンサを示す回路図、第９図及
び第１０図はのこぎり波の変形例を示す波形図で
ある。 １…電圧源、Da１〜Da３…ダイオード、Ra１
〜Ra３…第１の抵抗、Rb１〜Rb３…第２の抵
抗、S₁〜S₃…フオトダイオード、２…電流−電圧
変換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 時間と共に連続的又は階段状に増大又は減少
   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に直列に接
   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Da
   １〜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のインピーダンス素子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のインピーダンス素子
   Rb１〜Rb３又はＣ１〜Ｃ３と、 前記第１のインピーダンス素子（Ra１〜Ra３
   又はCa１〜Ca３）と前記第２のダイオードDb１
   〜Db３とのそれぞれの接続点P₁〜P₃と共通の電
   流出力線３との間にそれぞれ接続された複数個の
   フオトダイオードS₁〜S₃と、 前記複数個のフオトダイオードS₁〜S₃の相互干
   渉を防ぐために前記フオトダイオードS₁〜S₃と逆
   の方向性を有して前記フオトダイオードS₁〜S₃の
   電流が流れる通路に接続された複数個のブロツキ
   ングダイオードDc１〜Dc３と、 前記共通の電流出力線３と前記電圧源１の他端
   との間に接続された共通の電流−電圧変換回路２
   と から成るイメージセンサにおいて、 前記電流−電圧変換回路２の入力インピーダン
   スZifを前記電流−電圧変換回路２の入力の浮遊
   インピーダンスZbよりも小さくしたことを特徴
   とするイメージセンサ。 ２ 前記ブロツキングダイオードDb１〜Db３は
   前記フオトダイオードS₁〜S₃に直列に接続されて
   おり、 前記入力インピーダンスZifは、 １／2πCdc（ｎ−１） （ここで、は前記フオトダイオードの駆動周
   波数、Cdcは前記ブロツキングダイオードの等価
   容量、ｎは前記ブロツキングダイオードの個数） 以下に設定されていることを特徴とする請求項
   １記載のイメージセンサ。 ３ 前記電流−電圧変換回路２が、 反転入力端子が前記共通の電流出力線３に接続
   され、非反転入力端子が前記電圧源１の他端に接
   続された演算増幅器４と、 前記演算増幅器４の一方の入力端子と出力端子
   との間に接続された帰還用抵抗Rと、 前記帰還用抵抗Rに並列に接続された帰還用
   コンデンサCと から成り、且つ前記帰還用抵抗Rの値と前記帰
   還用コンデンサCの値の積RCが１／（但し、
   は前記フオトダイオードの駆動周波数）以下に
   設定されていることを特徴とする請求項１又は２
   記載のイメージセンサ。