JPH0646761B2 - Image sensor - Google Patents
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- JPH0646761B2 JPH0646761B2 JP2016346A JP1634690A JPH0646761B2 JP H0646761 B2 JPH0646761 B2 JP H0646761B2 JP 2016346 A JP2016346 A JP 2016346A JP 1634690 A JP1634690 A JP 1634690A JP H0646761 B2 JPH0646761 B2 JP H0646761B2
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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形式のイメージセンサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor of a type in which a plurality of photodiodes are sequentially scanned based on a sawtooth voltage.
[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。[Problems to be Solved by the Related Art and Invention] An image sensor selects a plurality of photoelectric conversion elements for exchanging optical information with electric signals and a plurality of photoelectric conversion elements that are electrically scanned to select an electric signal. And an analog switch for obtaining the same. The analog switch is composed of a field effect transistor (FET) as disclosed in JP-A-63-2377, for example, and is arranged in the vicinity of a plurality of photoelectric conversion elements.
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。By the way, in an image sensor having an integrated circuit configuration,
The width of one photoelectric conversion element, that is, one pixel (for example, 125
One field effect transistor must be arranged so that it falls within the range of (μm). However, it is not easy to form a field effect transistor so as to fit in such an extremely narrow width. Further, when the three wiring conductor layers for the drain, the source and the gate of the field effect transistor are provided within a predetermined width on the substrate, the width of the three wiring conductor layers is inevitably narrowed. Yield of manufacturing was low.
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技術は開示されて
いない。In order to solve this kind of problem, a method of scanning a photodiode using a series circuit of diodes is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-190848 and Japanese Patent Application No. 1-198279, which is the domestic priority claim application. It is disclosed. However, no specific technique for accurately obtaining the output is disclosed.
そこで、本発明の目的は、走査出力を正確に得ることが
可能なイメージセンサを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an image sensor capable of accurately obtaining a scan output.
[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Ra1〜Ra3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Rb1〜Rb3と、前記第1の抵抗R
a1〜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、前記第1のダイ
オードDa1〜Da3の等価容量をCa、前記第2のダイオ
ードDb1〜Db3の等価容量をCb、第1の抵抗Ra1〜R
a3の値をRa、第2の抵抗Rb1〜Rb3の値をRbとした
時に、 τ1=Ca・Rb τ2={CaCb/(Ca+Cb)}・Ra τ3=Cb・Ra で表わされる時定数のすべてが、前記のこぎり波に応答
して前記第1のダイオードDa1〜Da3が順次にオン状態
に転換する相互時間間隔の2倍よりも小さいことを特徴
とするイメージセンサに係わるものである。[Means for Solving the Problems] The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing the embodiments. A sawtooth wave that continuously or stepwise increases or decreases with time is supplied. Is a circuit in which a plurality of first diodes Da1 to Da3 each having a first electrode and a second electrode are connected in series, and one end of which is connected to the voltage source 1. And each of the first diodes Da1 to Da3 has a directivity such that the forward current of each of the first diodes Da1 to Da3 flows based on the sawtooth wave, and each of the first diodes Da1 to Da3. To Da3, a first series circuit in which the first electrodes are arranged on the side of the voltage source 1, a first resistor Ra1 to Ra3 and a second diode Db1 respectively.
To Db3 connected in series, each connected between the second electrode of each of the first diodes Da1 to Da3 and the other end of the voltage source 1, and each second diode. A plurality of second series circuits in which the respective second diodes Db1 to Db3 have a directivity such that the forward current of Db1 to Db3 flows based on the sawtooth wave, and the respective first diodes Da1. To Da3, a plurality of second resistors Rb1 to Rb3 connected between the second electrodes and the other end of the voltage source 1, respectively, and the first resistor R.
a1 to Ra3 and the second diodes Db1 to Db3 connecting points P1 to P3 and the common current output line 3 are reverse biased and have a plurality of photodiodes S1 to S1 respectively connected to each other with directivity. In the image sensor including S3 and the current-voltage conversion circuit 2 connected between the common current output line 3 and the other end of the voltage source 1, the equivalent capacitance of the first diodes Da1 to Da3 is Ca. , Cb is the equivalent capacitance of the second diodes Db1 to Db3, and the first resistors Ra1 to R
When the value of a3 is Ra and the values of the second resistors Rb1 to Rb3 are Rb, all of the time constants represented by τ1 = Ca · Rb τ2 = {CaCb / (Ca + Cb)} · Ra τ3 = Cb · Ra The image sensor is characterized in that the first diodes Da1 to Da3 are smaller than twice the mutual time interval in which the first diodes Da1 to Da3 are sequentially turned on in response to the sawtooth wave.
[作 用] 本発明に従うように時定数を設定すると、フォトダイオ
ードS1〜S3の接続点P1〜P3の電位の立上り速度
が速くなり、共通電流出力線3に得られる複数のフォト
ダイオードS1〜S3の電流成分の分離性が良くなる。[Operation] When the time constant is set in accordance with the present invention, the rising speed of the potential at the connection points P1 to P3 of the photodiodes S1 to S3 becomes faster, and the plurality of photodiodes S1 to S3 obtained on the common current output line 3 are obtained. Separation of the current component of is improved.
[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。[Embodiment] The one-dimensional image sensor according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a voltage source 1, four unit circuits K0, K1, K2, K3 corresponding to four pixels or bits, and a current. −
The voltage conversion circuit 2 is included. This one-dimensional image sensor is configured to be able to detect a number of pixels greater than four. However, since it is difficult to show the entire structure of this one-dimensional image sensor in the drawing, only a part thereof is shown in FIG.
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。The three unit circuits K1, K2, and K3 that are identical to each other are
Diodes Da1, Da2, Da3 of the second diode D
b1, Db2, Db3, first resistors Ra1, Ra2, Ra3, second resistors Rb1, Rb2, Rb3, photodetection photodiodes S1, S2, S3, and blocking diode Dc.
It consists of 1, Dc2 and Dc3. Another unit circuit K0 arranged between the voltage source 1 and the unit circuit K1 includes a second diode Db0, a first resistor Ra0, a photodiode S0, and a blocking diode Dc0. The unit circuit K0 is the first of the other unit circuits K1, K2, K3.
Of the diodes Da1, Da2, Da3, and the second resistor Rb1,
It does not have one corresponding to Rb2 and Rb3. However, the unit circuit K0 can also be connected to the unit diodes K1, K2, and K3 corresponding to the first diode and the second resistor. Further, the unit circuit K0 of the first stage can be omitted from the image sensor of FIG. 1 if necessary.
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、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。One end (left end) of a circuit (first series circuit) in which three first diodes Da1, Da2, Da3 having an anode (first electrode) and a cathode (second electrode) are connected in series is It is connected to one end of the voltage source 1. The first diodes Da1, Da2, Da3 have a directionality in which they are forward biased by the voltage of the voltage source 1. That is, the anodes (first electrodes) of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the voltage source 1 side. When the upper terminal of the voltage source 1 is negative, the cathodes of the first diodes Da1 to Da3 are arranged on the voltage source 1 side.
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、Db1、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。Between the cathodes (second electrodes) of the first diodes Da1, Da2, Da3 and the other end (ground) of the voltage source 1, the first resistors Ra1, Ra2, Ra3 and the second diodes Db1, Db2,
Circuits (second series circuits) in which Db3 and Db3 are respectively connected in series are connected. In the unit circuit K0, a series circuit of a first resistor Ra0 and a second diode Db0 is connected between one end and the other end of the voltage source 1. The second diodes Db0, Db1, Db2, Db3 have a directionality in which they are forward biased by the voltage of the voltage source 1.
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。The first resistors Ra0, Ra1, Ra2, Ra3 and the second diodes Db0, Db in each unit circuit K0, K1, K2, K3.
A series circuit (third series circuit) of photodiodes S0, S1, S2, S3 and blocking diodes Dc0, Dc1, Dc2, Dc3 is connected to interconnection points P0, P1, P2, P3 of 1, Db2, Db3. ing. That is, the cathodes of the photodiodes S0 to S3 are connected to the points P0 to P3, and the anodes thereof are blocking diodes Dc0, Dc1, Dc2, Dc3 for preventing mutual interference of the photodiodes S0 to S3.
Is connected to the common current output line 3 via.
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に実質的に
並列接続されている。またフォトダイオード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、フォトダイオードS0〜S3に流れ
る電流は極めて小さい。The current-voltage conversion circuit 2 includes an operational amplifier 4 and a feedback resistor R.
f and a feedback capacitor Cf. Operational amplifier 4
The inverting input terminal of is connected to the common current output line 3, the non-inverting input terminal is connected to the other end (ground) of the voltage source 1, and the feedback resistor Rf and the capacitor Cf are provided between the inverting input terminal and the output terminal. It is connected. Therefore, the photodiodes S0 to S3 are substantially connected in parallel to the second diodes Db0 to Db3. In addition, the photodiodes S0 to S3
Are connected so as to be reverse biased by the voltage of the voltage source 1. Therefore, the current flowing through the photodiodes S0 to S3 is extremely small.
なお、電流−電圧変換回路2と出力端子5との間に反転
増幅器4aが接続されている。An inverting amplifier 4a is connected between the current-voltage conversion circuit 2 and the output terminal 5.
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。Details of each part of the image sensor of FIG. 1 are as follows.
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幅は第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。The voltage source 1 is composed of a circuit that generates a sawtooth wave, and periodically generates a sawtooth wave, that is, a sweep signal shown in FIG. The maximum amplitude width of the sawtooth wave in FIG. 2 is set to a value capable of turning on all the first and second diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3 in FIG.
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。なお、第1及
び第2のダイオードDa1〜Da3、Db0〜Db3の表面の面
積は3×10-3cm2、厚さは0.3μmであり、96p
Fの等価容量を有する。The photodiodes S0 to S3 and the first diode Da1 to
Da3, the second diodes Db0 to Db3, and the blocking diodes Dc0 to Dc3 are PIN junction diodes, respectively, and include a hydrogenated amorphous silicon semiconductor layer, one electrode layer provided below the semiconductor layer, and a semiconductor. It is composed of the other electrode layer provided on the upper side of the layer, and is provided on a common insulating substrate (not shown). The surface areas of the first and second diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3 are 3 × 10 −3 cm 2 and the thickness is 0.3 μm.
It has an equivalent capacity of F.
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。Since the photodiodes S0 to S3 are reverse-biased, they are equivalently shown by the parallel circuit of the capacitance Cs and the current source Is proportional to the light intensity shown in FIG. In addition,
Equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3
The value of the current flowing through is extremely small.
第1のダイオードDa1〜Da3及び第2のダイオード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30kΩであり、第2の抵抗Rb1〜Rb3はそれぞれ3
0kΩ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。The first diodes Da1 to Da3 and the second diode Db0
The voltage across both ends, that is, the forward voltage Vf when Db3 is turned on is approximately 1V. The first resistors Ra0 to Ra3 each have a resistance of 30 kΩ, and the second resistors Rb1 to Rb3 each have a resistance of 3 kΩ.
It is 0 kΩ, and these are formed of a substance such as TiO 2 , Ta-SiO 2 or NiCr.
[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〜P
3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。[Operation] In the image sensor of FIG. 1, when the sawtooth wave shown in FIG. 2 is generated from the voltage source 1, the first diode Da1 is generated.
.About.Da3 are sequentially turned on. As the ramp voltage of the sawtooth wave gradually increases, the voltage Vp0 at the point P0 changes as shown in FIG.
It gradually increases as shown in. As a result, when the potential Vp0 at the point P0 becomes the forward voltage Vf of the second diode Db0 of the unit circuit K0, the diode Db0 is turned on,
The voltage Vp0 at the point P0 has a substantially constant value (approximately Vf), that is, a saturated voltage value. The first diode Da1 of the unit circuit K1 is also turned on almost at the same time as the second diode Db0 of the unit circuit K0 is turned on. First of unit circuit K1
In the period in which the diode Da1 is non-conducting (OFF state), the cathode of the first diode Da1 is approximately 0 volt, but the first diode Da1 is in the ON state, and the voltage Vd of the voltage source 1 is higher. Then, the cathode voltage of the first diode Da1 becomes higher following the voltage Vd. That is, when the first diode Da1 is turned on, the voltage across the first diode Da1 is almost fixed to the forward voltage Vf, so that the power supply voltage Vd
A voltage obtained by subtracting the forward voltage Vf of the diode Da1 from is applied to both ends of the resistor Rb1. In addition, the second of the unit circuit K1
While the diode Db1 is non-conducting, the unit of the point P1 becomes substantially equal to the voltage across the second resistor Rb1. Therefore,
After the first diode Da1 is turned on, the point P1
The potential Vp1 of the voltage gradually rises as shown in FIG. When the potential Vp1 at the point P1 becomes the forward voltage Vf of the second diode Db1, this turns on, and the potential Vp1 at the point P1 becomes substantially constant (Vf). Almost at the same time when the second diode Db1 of the unit circuit K1 is turned on, the first diode Da2 of the unit circuit K2 is turned on, and the potential Vp2 is applied to the point P2 as shown in FIG. 4 (A). can get. When the ramp voltage of the sawtooth wave supplied from the voltage source 1 further increases, the first diode Da3 of the unit circuit K3 is turned on, and the potential Vp3 of FIG. 4A is obtained at the point P3. The potentials Vp0 to Vp3 at the points P0 to P3 are the fourth
When it changes sequentially as shown in the figure (A), each point P0-P
The photodiodes S0 to S3, which are connected via the current-voltage conversion circuit 2 between 3 and the ground, are sequentially driven. That is, the photodiodes S0 to S3 are electrically scanned.
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。In the circuit of FIG. 1, the photodiodes S0 to S3 are arranged one-dimensionally. This photodiode S0
When reading the optical information in S3 to S3, first, the voltage source 1 generates a voltage capable of turning on all the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3. The voltage for turning on all of the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3 can be given by a sawtooth wave shown in FIG.
That is, the maximum value of the sawtooth wave and the voltage value in the vicinity thereof can turn on all of the first and second diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3.
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。The first diodes Da1 to Da3 and the second diode Db0
During the period when all of Db3 to Db3 are on, the points P0 to P3 are
Forward voltage V of the second diodes Db0 to Db3 obtained at
Each photodiode S0 to S3 is reverse biased by f, and the capacitance Cs equivalently shown in FIG. 3 is charged. Since the equivalent capacitance Cs is extremely small, the charging of the equivalent capacitance Cs can be achieved by the minute current in the region before the point where the forward current of the blocking diodes Dc0 to Dc3 rises steeply.
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に入力される
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。When an optical signal obtained from an object (not shown) such as a facsimile document arranged opposite to the image sensor of FIG. 1 is input to the photodiodes S0 to S3, the presence or absence of the optical signal and the magnitude of the optical signal are dealt with. Then, the charge amount of the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 changes. That is, in the photodiodes S0 to S3, the equivalent capacitance Cs is discharged in the one where the optical signal is input, and the equivalent capacitance Cs is not discharged in the one where the optical signal is not input. Equivalent capacitance C
The amount of discharge of s changes with the amount of light. There are two methods of giving an optical input to the photodiodes S0 to S3.
One of them is a method of always giving a light input to the photodiodes S0 to S3, and the other is a method of giving a light input only during a predetermined period (for example, a period when the voltage Vd of the voltage source 1 is 0 volt). is there.
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C
sを充電するための電圧がフォトダイオードS0〜S3
に印加される。この時、フォトダイオードS0〜S3の
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。When the voltage Vd of the voltage source 1 linearly increases with time as shown in FIG. 2, potentials Vp0, Vp1, Vp2, Vp3 are obtained at points P0 to P3 as shown in FIG. 4 (A). Thus, the photodiodes S0 to S3 are sequentially reverse biased. In other words, the equivalent capacitance C shown in FIG.
The voltage for charging s is the photodiodes S0 to S3.
Applied to. At this time, the charging current flows to the ones which are discharged by the light input within the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3, but the charging current flows to the ones which are not discharged because there is no light input. Absent. Since the charging current of the equivalent capacitance Cs of the photodiodes S0 to S3 flows through the blocking diodes Dc0 to Dc3 and the current-voltage conversion circuit 2, the voltage Vout of the output terminal 5 changes depending on the presence or absence of the charging current. In the state where each equivalent capacitance Cs is discharged because the light input is given to all of the four photodiodes S0 to S3, the potentials Vp0 to Vp3 shown in FIG. 4A are sequentially applied to the photodiodes S0 to S3. When applied, the voltage Vout at the output terminal 5 changes each time a charging current flows through the photodiodes S0 to S3, as shown in FIG. 4 (B). That is, as the potentials Vp0 to Vp3 of the points P0 to P3 increase, the charging current of the equivalent capacitance Cs increases, and when the potentials Vp0 to Vp3 of the points P0 to P3 become saturated, the charging current decreases and the change of the charging current. An output voltage Vout corresponding to is obtained.
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。In FIG. 4 (C), four photodiodes S0, S1,
No optical input is given to S2 of S2 and S3, and S0 and S3
When the change of the voltage Vout of the output terminal 5 when the light input is given only to 1 and S3 is shown, the charging current does not flow in the photodiode S2. That is, the output voltage Vout corresponding to the potential Vp2 shown in FIG. 4 (A) does not change.
ところで、第1のダイオードDa1〜Da3及び第2のダイ
オードDb0〜Db3は等価容量を有する。即ち、電位回路
K1を例にとると、第5図に示すように第1のダイオー
ドDa1は容量Caを有し、第2のダイオードDb1は容量
Cbを有する。従って、P1点の電位変化は、次の3つ
の時定数の影響を受ける。By the way, the first diodes Da1 to Da3 and the second diodes Db0 to Db3 have equivalent capacitances. That is, taking the potential circuit K1 as an example, as shown in FIG. 5, the first diode Da1 has a capacitance Ca and the second diode Db1 has a capacitance Cb. Therefore, the potential change at point P1 is affected by the following three time constants.
τ1=Ca・Rb τ2={CaCb/(Ca+Cb)}・Ra τ3=Cb・Ra 本実施例では、第1及び第2の抵抗Ra0〜Ra3、Rb1〜
Rb3がそれぞれ30kΩに設定され、第1及び第2のダ
イオードDa1〜Da3、Db0〜Db3の等価容量Ca、Cb
がそれぞれ97pFに設定されている。これにより、共
通電流出力線3に得られる電流Iout における複数のフ
ォトダイオードS0〜S3に対応する電流変化の相互時
間間隔(平均読出し時間間隔)2.5μsの2倍(5μ
s)よりも小さい時定数になる。τ1 = Ca · Rb τ2 = {CaCb / (Ca + Cb)} · Ra τ3 = Cb · Ra In the present embodiment, the first and second resistors Ra0 to Ra3, Rb1 to
Rb3 is set to 30 kΩ respectively, and the equivalent capacitances Ca and Cb of the first and second diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3 are set.
Are set to 97 pF, respectively. As a result, the mutual time interval (average read time interval) of the current changes corresponding to the plurality of photodiodes S0 to S3 in the current Iout obtained in the common current output line 3 is 2.5 μs, which is twice (5 μm).
The time constant is smaller than s).
第6図(B)(C)(D)は第6図(A)に示すのこぎ
り波電圧Vdに応答した出力電流Iout 及びP0〜P3
点の電位Vpと時定数τ3との関係を示す。即ち、第6
図(B)はCb=32.3pF、Ra=30kΩ、τ3
=0.97μsの時の各値の変化を示し、第6図(C)
はCb=97pF、Ra=30kΩ、τ3=2.9μs
の時の各値の変化を示し、第6図(D)はCb=323
pF、Ra=30kΩ、τ3=9.7μsの時の各値の
変化を示す。FIGS. 6 (B), (C) and (D) show the output currents Iout and P0 to P3 in response to the sawtooth wave voltage Vd shown in FIG. 6 (A).
The relationship between the potential Vp at the point and the time constant τ3 is shown. That is, the sixth
The figure (B) shows Cb = 32.3 pF, Ra = 30 kΩ, τ3.
The change in each value when = 0.97 μs is shown in FIG. 6 (C).
Is Cb = 97 pF, Ra = 30 kΩ, τ3 = 2.9 μs
The change of each value at the time of is shown, and FIG. 6 (D) shows Cb = 323.
The change in each value when pF, Ra = 30 kΩ, and τ3 = 9.7 μs is shown.
第2のダイオードDb0〜Db3の3種類の容量32.3p
F、97pF、323pFはこのpin接合の面積(表
面積とほぼ同一)を1×10-3cm2、3×10-3cm2、1
×10-2cm2の3段階に変えることによって得られる。
第6図(B)(C)(D)のVp、Iout の測定は、第
4図(B)と同様に全てのフォトダイオードS0〜S3
に光入力を与えた条件下で行われている。Three types of capacitance of the second diodes Db0 to Db3 32.3p
F, 97 pF, and 323 pF have an area (substantially the same as the surface area) of this pin junction of 1 × 10 −3 cm 2 , 3 × 10 −3 cm 2 , 1
It can be obtained by changing to 3 steps of × 10 -2 cm 2 .
Measurement of Vp and Iout in FIGS. 6 (B), (C), and (D) is performed by using all the photodiodes S0 to S3 as in FIG. 4 (B).
It is performed under the condition that the optical input is given to the.
第6図(B)〜(D)の横軸(時間幅)の零に同期して
第6図(A)に示すのこぎり波電圧Vdを発生させる
と、P0〜P3点の電位Vp0〜Vp3が順次に立上る。各
電位Vp0〜Vp3は、第6図(A)ののこぎり波の速度よ
り速く立上ることはできない。なお、第6図(A)の縦
軸の電圧Vdは第6図(B)〜(D)の縦軸の電圧Vp
よりも圧縮して示されている。もし、第2のダイオード
Db0〜Db3が等価容量Cbを具備しないとすれば、ダイ
オードDb0〜Db3の電圧−電流の立上り特性とのこぎり
波電圧Vdの立上り速度に依存してP0〜P3点の電位
Vpが変化する。しかし、実際には、第2のダイオード
Db0〜Db3が等価容量Cbを有するので、等価容量Cb
の充電に追従してP0〜P3点の電位が立上る。P0〜
P3点の電位Vp0〜Vp3の上昇速度は時定数τ3=Ra
・Cbに依存する。第6図(B)(C)に示すように時
定数τ3が比較的小さいと、出力電流Iout のフォトダ
イオードS0〜S3に対応する電流変化分が大きくな
り、フォトダイオードS0〜S3の出力の分離(ドット
の分離)が良くなる。When the sawtooth voltage Vd shown in FIG. 6 (A) is generated in synchronization with zero on the horizontal axis (time width) of FIGS. 6 (B) to (D), the potentials Vp0 to Vp3 at points P0 to P3 are generated. Start up in sequence. The potentials Vp0 to Vp3 cannot rise faster than the speed of the sawtooth wave in FIG. 6 (A). The vertical axis voltage Vd in FIG. 6 (A) is the vertical axis voltage Vp in FIGS. 6 (B) to (D).
Is shown more compressed than. If the second diodes Db0 to Db3 do not have the equivalent capacitance Cb, the potential Vp at the points P0 to P3 depends on the voltage-current rising characteristics of the diodes Db0 to Db3 and the rising speed of the sawtooth voltage Vd. Changes. However, in reality, since the second diodes Db0 to Db3 have the equivalent capacitance Cb, the equivalent capacitance Cb
The potential at points P0 to P3 rises following the charging of. P0
The rising rate of the potentials Vp0 to Vp3 at the P3 point is the time constant τ3 = Ra.
-Depends on Cb. As shown in FIGS. 6B and 6C, when the time constant τ3 is relatively small, the current change corresponding to the photodiodes S0 to S3 of the output current Iout becomes large, and the outputs of the photodiodes S0 to S3 are separated. (Dot separation) improves.
一方、第6図(D)に示すように時定数τ3が大きくな
ると、P0〜P3点の電位Vp0〜Vp3の立上り速度が遅
くなり、各電位Vp0〜Vp3の飽和時点よりもかなり前か
ら立上りを開始し、電位Vp0〜Vp3の立上り期間の重な
りが多くなり、結局出力電流Iout におけるフォトダイ
オードS0〜S3に対応する部分(ドット成分)の分離
が悪くなる。第1のダイオードDa1〜Da3が順次にオン
になる時間間隔に対応する平均読出し時間間隔はこの実
施例の場合2.5μsであるので、第6図(B)(C)
(D)の場合の時定数の平均読出し時間間隔に対する割
合は、0.39倍、1.2倍、3.9倍である。この割
合が2倍以下の場合には、出力電流Iout のフォトダイ
オードS0〜S3成分(ドット成分)の分離性が良いこ
とが確認されている。なお、これを1.5倍以下にすれ
ば更に良い。On the other hand, as shown in FIG. 6 (D), when the time constant τ3 becomes large, the rising speed of the potentials Vp0 to Vp3 at the points P0 to P3 slows down, and rises well before the saturation point of each potential Vp0 to Vp3. Starting, the overlapping of rising periods of the potentials Vp0 to Vp3 increases, and eventually the separation (dot components) corresponding to the photodiodes S0 to S3 in the output current Iout becomes poor. Since the average read time interval corresponding to the time interval in which the first diodes Da1 to Da3 are turned on sequentially is 2.5 μs in this embodiment, it is shown in FIGS. 6 (B) and 6 (C).
In the case of (D), the ratio of the time constant to the average read time interval is 0.39 times, 1.2 times, and 3.9 times. It has been confirmed that when the ratio is 2 times or less, the separation characteristics of the photodiodes S0 to S3 (dot components) of the output current Iout are good. It is even better if this is set to 1.5 times or less.
今、時定数τ3について考えたが、時定数τ1、τ2、
τ3のすべてが、平均読出し時間間隔に対して2倍以下
であることが望ましい。この実施例では、 Ra=Rb=30kΩ、 Ca=Cb=67pF であるので、 τ1=2.9μs τ2=1.5μs τ3=2.9μs である。Now, considering the time constant τ3, the time constants τ1, τ2,
It is desirable that all of τ3 be less than or equal to twice the average read time interval. In this example, Ra = Rb = 30 kΩ and Ca = Cb = 67 pF, so τ1 = 2.9 μs τ2 = 1.5 μs τ3 = 2.9 μs.
以上のように本実施例によればフォトダイオードS0〜
S3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ができる。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。例えばビット間隔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、
製造歩留りが大幅に向上する。なお、スイッチ素子を電
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った。As described above, according to this embodiment, the photodiodes S0 to S0
The sequential driving (scanning) of S3 can be performed by a diode without using a transistor. A diode is easier to manufacture than a field effect transistor because a gate electrode is unnecessary. For example, when the bit interval is 125 μm, the width of the wiring conductor can be set to 20 μm or more,
Manufacturing yield is greatly improved. It should be noted that when the switch element is composed of a field effect transistor, the width of the wiring conductor needs to be about 10 μm.
また、各部の時定数を平均読出し時間間隔の2倍以下に
することによって共通出力電流Iout におけるドット成
分の分離を確実に行うことが可能になる。Further, by setting the time constant of each part to be equal to or less than twice the average read time interval, it becomes possible to reliably separate the dot components in the common output current Iout.
[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。[Modification] The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are possible, for example.
(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。(1) Connecting blocking diodes Dc0 to Dc3 for preventing mutual interference of the photodiodes S0 to S3 in series with the first resistors Ra0 to Ra3, or the second resistor Rb1.
~ Rb3 and the first resistors Ra1 to Ra3 can be connected.
(2) 実施例に従うイメージセンサの読取り画素を多
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。(2) When the number of read pixels of the image sensor according to the embodiment is increased, the drive voltage Vd must be increased accordingly. Therefore, it is desirable to set the maximum number of read pixels to several tens. When the number of pixels is larger than this, the image sensor may be divided into a plurality of blocks and driven.
第7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 には、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8図(A)に示すのこぎり波(三角波)を繰返して
発生する。マルチプレクサ10は第8図(B)(C)に
示すように、第8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8図(D)に示す
ように常に与える。In FIG. 7, n unit circuits corresponding to the unit circuits K1 to K3 in FIG. 1 are divided into m circuit blocks B1 to B2 ... Bm. Each circuit block B1 to Bm has a first
The circuit includes several to several tens of units corresponding to the unit circuits K1 to K3 in the figure, and corresponds to a circuit in which the voltage source 1 is omitted from the image sensor circuit in FIG. Each circuit block B1 to B
m is connected to the voltage source 1a via the multiplexer 10. The output terminals of the circuit blocks B1 to Bm are commonly connected via the amplifiers A1 to Am. Voltage source 1a
Is generated by repeating the sawtooth wave (triangular wave) shown in FIG. The multiplexer 10 distributes the sawtooth wave of FIG. 8 (A) to the circuit blocks B1 to Bm as shown in FIGS. 8 (B) and (C). The light input to each photodiode of each circuit block B1 to Bm is always given as shown in FIG.
第9図及び第10図はイメージセンサの別の駆動方法を
示す。第9図においても、第7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9図の電圧源1は第1図のそれと同様に第10図
(A)に示すのこぎり波を発生する。のこぎり波は第1
0図(B)(C)に示すように回路ブロックB1〜Bm
に同時に供給できる。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
9図のイメージセンサでは、第10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。9 and 10 show another driving method of the image sensor. Also in FIG. 9, n unit circuits corresponding to the unit circuits K1 to K3 in FIG. 1 are divided into m circuit blocks B1 to Bm just as in FIG. Each of the circuit blocks B1 to Bm is connected to the voltage source 1, respectively. The voltage source 1 shown in FIG. 9 generates the sawtooth wave shown in FIG. 10 (A) similarly to that shown in FIG. Saw wave is first
0 circuit blocks B1 to Bm as shown in FIGS.
Can be supplied at the same time. As a result, each circuit block B1
At Bm, the scanning starts at the same time and the outputs occur at the same time. The output of each circuit block B1 to Bm is sent to the signal processing circuit 11 including a memory. The signal processing circuit 11 arranges the outputs of the circuit blocks B1 to Bm on the common time axis so as to correspond to the arrangement order of the circuit blocks B1 to Bm. In the image sensor of FIG. 9, as shown in FIG. 10D, the light output to the photodiode is given during the period when the drive voltage Vd is zero.
(3) のこぎり波を第11図に示すような、段階状の
のこぎり波とすること、及び第12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。(3) The sawtooth wave can be a stepwise sawtooth wave as shown in FIG. 11 and a sawtooth wave increasing quadratically as shown in FIG.
(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。(4) The polarities of the diodes and the voltage source 1 can be reversed.
(5) 実施例ではダイオードDa1〜Da3、Db0〜Db3
として水素化アモルファスシリコン(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。(5) In the embodiment, the diodes Da1 to Da3 and Db0 to Db3 are used.
Hydrogenated amorphous silicon as (amorphous silicon)
However, amorphous silicon carbide or the like can also be used.
(6) ダイオードDa1〜Da3、Db0〜Db3、Dc0〜D
c3はPIN、PI、IN、ショットキー接合ダイオード
等のいずれであってもよい。(6) Diodes Da1 to Da3, Db0 to Db3, Dc0 to D
c3 may be any of PIN, PI, IN, Schottky junction diode and the like.
(7) ダイオードDb0〜Db3のカソード端子に電圧を
印加してもよい。即ちダイオードDb0〜Db3とグランド
との間にバイアス電圧を印加してダイナミックレンジの
拡大を図ることができる。(7) A voltage may be applied to the cathode terminals of the diodes Db0 to Db3. That is, a bias voltage can be applied between the diodes Db0 to Db3 and the ground to expand the dynamic range.
(8) 第1図において、第2の抵抗の値をRb1からR
b3に向かって徐々に大きくなるように設定してもよい。
即ち、Rb0<Rb1<Rb2<Rb3に設定してもよい。(8) In FIG. 1, change the value of the second resistor from Rb1 to Rb.
You may set so that it may become large gradually toward b3.
That is, Rb0 <Rb1 <Rb2 <Rb3 may be set.
(9) 第13図に示すように、電流−電圧変換回路2
を、共通電流出力線3とグランドとの間に負荷抵抗RL
を接続し、この電圧を交流分抽出用コンデンサCを介し
て取出すように構成してもよい。(9) As shown in FIG. 13, the current-voltage conversion circuit 2
The load resistance RL between the common current output line 3 and ground.
May be connected, and this voltage may be taken out via the AC component extracting capacitor C.
[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、フォトダイオード
の出力を確実に取出すことが可能になる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image sensor having a simple configuration. Further, it becomes possible to reliably take out the output of the photodiode.
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
状態で示す図、 第5図は単位回路の時定数を説明するための図、 第6図(A)はのこぎり波電圧を示す波形図、 第6図(B)(C)(D)は時定数の変化とP0〜P3
点電位及び出力電流の変化との関係を示す図、 第7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8図は第7図の各部の状態を示す図、 第9図は第7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10図は第9図の各部の状態を示す図、 第11図及び第12図はのこぎり波の変形例を示す波形
図、 第13図は電流−電圧変換回路の変形例を示す回路図で
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〜S
3……フォトダイオード、2……電流−電圧変換回路。1 is a circuit diagram showing an image sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing a sawtooth wave, FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a photodiode, and FIG. 4 (A) is FIG. Showing potential changes at points P0 to P3 of the circuit of FIG. 4, and FIG. 4 (B) shows voltage changes of the output terminal of the circuit of FIG.
FIG. 4 (C) is a diagram showing a state where light is input to all the two photodiodes. FIG. 4 (C) shows a voltage change at the output terminal of the circuit of FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a state where light is inputted to only three of the photodiodes, FIG. 5 is a diagram for explaining a time constant of the unit circuit, and FIG. 6 (A) is a waveform diagram showing a sawtooth voltage. , (B), (C) and (D) of FIG. 6 show changes in the time constant and P0 to P3.
FIG. 7 is a block diagram showing the relationship between the point potential and the change in output current. FIG. 7 is a block diagram showing the principle of the photodiode driving method when the number of unit circuits is large. FIG. 8 is the state of each part in FIG. 9 is a block diagram showing in principle the driving method of the photodiode when the number of unit circuits is large as in FIG. 7, and FIG. 10 is a diagram showing the state of each part of FIG. 11 and 12 are waveform diagrams showing a modification of the sawtooth wave, and FIG. 13 is a circuit diagram showing a modification of the current-voltage conversion circuit. 1 ... Voltage source, Da1 to Da3 ... Diode, Ra1 to Ra3
...... First resistance, Rb1 to Rb3 ...... Second resistance, S1 to S
3 ... Photodiode, 2 ... Current-voltage conversion circuit.
Claims (1)
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(Ra1〜Ra3)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(Rb1〜Rb3)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、 前記第1のダイオード(Da1〜Da3)の等価容量をC
a、前記第2のダイオード(Db1〜Db3)の等価容量を
Cb、第1の抵抗(Ra1〜Ra3)の値をRa、第2の抵
抗(Rb1〜Rb3)の値をRbとした時に、 τ1=Ca・Rb τ2={CaCb/(Ca+Cb)}・Ra τ3=Cb・Ra で表わされる時定数のすべてが、前記のこぎり波に応答
して前記第1のダイオード(Da1〜Da3)が順次にオン
状態に転換する相互時間間隔の2倍よりも小さいことを
特徴とするイメージセンサ。1. A plurality of first electrodes each having a voltage source (1) for supplying a sawtooth wave which continuously or stepwise increases or decreases with time, and a first electrode and a second electrode. It is a circuit in which diodes (Da1 to Da3) are connected in series, one end of which is connected to the voltage source (1), and the forward current of each first diode (Da1 to Da3) changes to the sawtooth wave. Each of the first diodes (Da1 to Da3) has a directionality such that the first diodes (Da1 to Da3) of the respective first diodes (Da1 to Da3) flow.
Of the first series circuit in which the electrodes are arranged on the side of the voltage source (1), and the first resistors (Ra1 to Ra3) and the second diodes (Db1 to Db3) are connected in series. A second diode (Db1 to Db3) each connected between the second electrode of the first diode (Da1 to Da3) and the other end of the voltage source (1). ), A plurality of second series circuits each having a second diode (Db1 to Db3) having a directivity such that the forward current flows based on the sawtooth wave, and each first diode ( The second of Da1 to Da3)
A plurality of second resistors (Rb1 to Rb3) respectively connected between the electrodes of the first voltage source (1) and the other end of the voltage source (1), the first resistors (Ra1 to Ra3) and the second diode ( Db1 to Db3) and a plurality of photodiodes (S1 to P3) connected to the common current output line (3) and the connection points (P1 to P3) with reverse bias.
S3), and a current-voltage conversion circuit (2) connected between the common current output line (3) and the other end of the voltage source (1), wherein the first diode ( The equivalent capacity of Da1 to Da3) is C
When the equivalent capacitance of the second diode (Db1 to Db3) is Cb, the value of the first resistor (Ra1 to Ra3) is Ra, and the value of the second resistor (Rb1 to Rb3) is Rb, τ1 = CaRb τ2 = {CaCb / (Ca + Cb)} Ra τ3 = CbRa All the time constants represented by the first diode (Da1 to Da3) are sequentially turned on in response to the sawtooth wave. An image sensor characterized in that it is smaller than twice the mutual time interval for switching to a state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016346A JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016346A JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220973A JPH03220973A (en) | 1991-09-30 |
| JPH0646761B2 true JPH0646761B2 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=11913819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016346A Expired - Lifetime JPH0646761B2 (en) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Image sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646761B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5533663A (en) * | 1994-11-21 | 1996-07-09 | At&T Corp. | Solder wave measurement device |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP2016346A patent/JPH0646761B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03220973A (en) | 1991-09-30 |
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