JP2000299760A - イメージセンサ - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
-
- H—ELECTRICITY
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- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/44—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
- H04N25/443—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by reading pixels from selected 2D regions of the array, e.g. for windowing or digital zooming
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/701—Line sensors
- H04N25/7013—Line sensors using abutted sensors forming a long line
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
- H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
- H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
- H04N3/1581—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation using linear image-sensor
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- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 個々の定電流回路で発生するノイズによる横
すじや縦すじをなくし、マルチチップ型のイメージセン
サの画質を向上させる。 【解決手段】 各光電変換チップ１は同一のチップであ
り1列に配列されている。ソースフォロワ回路３の定電
流源となる負荷トランジスタ3aのゲートはすべて一つの
定電流回路８に共通に接続されている。定電流回路８は
光電変換チップ１と共に基板に実装されている。この構
成により、ソースフォロワ回路３に接続される定電流回
路８は、全ての光電変換チップの全てのソースフォロワ
回路で共通となり、光電変換チップ単位で現われるノイ
ズによる影響がなくなる。
すじや縦すじをなくし、マルチチップ型のイメージセン
サの画質を向上させる。 【解決手段】 各光電変換チップ１は同一のチップであ
り1列に配列されている。ソースフォロワ回路３の定電
流源となる負荷トランジスタ3aのゲートはすべて一つの
定電流回路８に共通に接続されている。定電流回路８は
光電変換チップ１と共に基板に実装されている。この構
成により、ソースフォロワ回路３に接続される定電流回
路８は、全ての光電変換チップの全てのソースフォロワ
回路で共通となり、光電変換チップ単位で現われるノイ
ズによる影響がなくなる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、イメージセンサに
関し、特に、実装基板上に複数の光電変換チップが配列
されたマルチチップ型のイメージセンサにおいて光電変
換チップ単位で発生する画質のむらを除去することがで
きるイメージセンサに関する。
関し、特に、実装基板上に複数の光電変換チップが配列
されたマルチチップ型のイメージセンサにおいて光電変
換チップ単位で発生する画質のむらを除去することがで
きるイメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リニアイメージセンサはファクシ
ミリ、スキャナ等の読取装置として利用されている。リ
ニアイメージセンサに用いられる光電変換チップは、シ
リコンウェハ上に作成されるため、そのセンサ長はウェ
ハサイズにより制限を受け、短いものしか得られないこ
とが多い。このため、一つの光電変換チップで読取装置
を構成する場合には原稿からの反射光を光学系を用いて
縮小し、光電変換チップ上に投影して画像を読取ってい
る。このような縮小光学系を使用する場合、光学系のス
ペースを大きく取る必要があり、小型化の妨げとなって
いた。そこで、この問題を解決するものとして、複数の
光電変換チップを直線状に配置したマルチチップ型のイ
メージセンサを用いた読取装置がある。
ミリ、スキャナ等の読取装置として利用されている。リ
ニアイメージセンサに用いられる光電変換チップは、シ
リコンウェハ上に作成されるため、そのセンサ長はウェ
ハサイズにより制限を受け、短いものしか得られないこ
とが多い。このため、一つの光電変換チップで読取装置
を構成する場合には原稿からの反射光を光学系を用いて
縮小し、光電変換チップ上に投影して画像を読取ってい
る。このような縮小光学系を使用する場合、光学系のス
ペースを大きく取る必要があり、小型化の妨げとなって
いた。そこで、この問題を解決するものとして、複数の
光電変換チップを直線状に配置したマルチチップ型のイ
メージセンサを用いた読取装置がある。
【０００３】このような分野の技術としては、例えば、
特開平６−１８９０６５号公報や特開平９−２０５５８
８号公報に開示されているものがあった。
特開平６−１８９０６５号公報や特開平９−２０５５８
８号公報に開示されているものがあった。
【０００４】図７は従来の光電変換チップを用いたマル
チチップ型のイメージセンサのブロック図である。又、
図８はマルチチップ型のイメージセンサの１画素分の等
価回路の回路図である。又、図９はマルチチップ型のイ
メージセンサの動作を説明するためのタイミングチャー
トである。
チチップ型のイメージセンサのブロック図である。又、
図８はマルチチップ型のイメージセンサの１画素分の等
価回路の回路図である。又、図９はマルチチップ型のイ
メージセンサの動作を説明するためのタイミングチャー
トである。
【０００５】図７において、１は光電変換チップであ
り、各々の光電変換チップは実装基板上に配列されて電
気的に接続されており、マルチチップ型のイメージセン
サを構成している。２は光電変換部であり、入力される
光信号を電荷量に変換する。図7においては、光電変換
チップに左から順に第1光電変換チップ、第2光電変換チ
ップ、・・・と呼ぶことにする。又、各光電変換チップ
はn個の画素、すなわちn個の光電変換部を持つものと
し、左から順に第1光電変換部、第2光電変換部、・・・
と呼ぶことにする。このようにして、このマルチチップ
型のイメージセンサでは光電変換部を配列することによ
り、実効的な読み取り幅を長くでき、大きな原稿サイズ
にも対応することができる。
り、各々の光電変換チップは実装基板上に配列されて電
気的に接続されており、マルチチップ型のイメージセン
サを構成している。２は光電変換部であり、入力される
光信号を電荷量に変換する。図7においては、光電変換
チップに左から順に第1光電変換チップ、第2光電変換チ
ップ、・・・と呼ぶことにする。又、各光電変換チップ
はn個の画素、すなわちn個の光電変換部を持つものと
し、左から順に第1光電変換部、第2光電変換部、・・・
と呼ぶことにする。このようにして、このマルチチップ
型のイメージセンサでは光電変換部を配列することによ
り、実効的な読み取り幅を長くでき、大きな原稿サイズ
にも対応することができる。
【０００６】タイミング回路１０は、クロック信号１１
１と、スタート信号１２２を受け取って、動作を制御す
るための制御信号を発生する。
１と、スタート信号１２２を受け取って、動作を制御す
るための制御信号を発生する。
【０００７】ＭＯＳスイッチ４は、光信号読み出しパル
スによりＯＮとなり、光信号を蓄積容量６に読み出す。
光信号は光電変換部２で変換された光信号電荷をソース
フォロワ回路３で電圧振幅に変換している。ここで、ソ
ースフォロワ回路は、トランジスタ3a及び3bを含む。
スによりＯＮとなり、光信号を蓄積容量６に読み出す。
光信号は光電変換部２で変換された光信号電荷をソース
フォロワ回路３で電圧振幅に変換している。ここで、ソ
ースフォロワ回路は、トランジスタ3a及び3bを含む。
【０００８】続いて、光電変換部２をリセットし、光信
号の蓄積を始める。
号の蓄積を始める。
【０００９】この蓄積動作と同時に、シフトレジスタ７
がクロック信号１２２に同期してＭＯＳスイッチ５を順
次ONし、蓄積容量６から読み出された光信号を出力アン
プ９を介して、出力端子１３に出力する。
がクロック信号１２２に同期してＭＯＳスイッチ５を順
次ONし、蓄積容量６から読み出された光信号を出力アン
プ９を介して、出力端子１３に出力する。
【００１０】光信号の読み出しが終了し、外部からスタ
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
【００１１】各々の光電変換チップ１にはソースフォロ
ワ回路３の電流を制御するための定電流回路８がある。
光信号を読み出す期間中、常にソースフォロワ回路を動
作状態にしておくと消費電流の増大を招くため、光信号
を読み出している光電変換チップ以外は定電流回路の電
流を制限して消費電流を抑えている。
ワ回路３の電流を制御するための定電流回路８がある。
光信号を読み出す期間中、常にソースフォロワ回路を動
作状態にしておくと消費電流の増大を招くため、光信号
を読み出している光電変換チップ以外は定電流回路の電
流を制限して消費電流を抑えている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
構成によるマルチチップ型のイメージセンサの光信号出
力をみると、光電変換部やソースフォロワ回路で発生す
るランダムノイズやＦＰＮ（固定パターンノイズ）の他
に、定電流回路で発生するランダムノイズやＦＰＮが含
まれている。この定電流回路で発生するノイズは同一の
光電変換チップ内の全ての光電変換部に影響を与え、か
つ、各光電変換チップ毎に相関がないため、光信号出力
は光電変換チップ単位で変動する。この光信号出力を画
像としてみた場合には、光電変換チップ単位のむらのあ
る横すじ、あるいは縦すじとして現われ、非常に目に見
えやすく、画質劣化の大きな要因となっている。この現
象はマルチチップ型のイメージセンサ固有の問題であ
る。
構成によるマルチチップ型のイメージセンサの光信号出
力をみると、光電変換部やソースフォロワ回路で発生す
るランダムノイズやＦＰＮ（固定パターンノイズ）の他
に、定電流回路で発生するランダムノイズやＦＰＮが含
まれている。この定電流回路で発生するノイズは同一の
光電変換チップ内の全ての光電変換部に影響を与え、か
つ、各光電変換チップ毎に相関がないため、光信号出力
は光電変換チップ単位で変動する。この光信号出力を画
像としてみた場合には、光電変換チップ単位のむらのあ
る横すじ、あるいは縦すじとして現われ、非常に目に見
えやすく、画質劣化の大きな要因となっている。この現
象はマルチチップ型のイメージセンサ固有の問題であ
る。
【００１３】そこで、本発明は、上述した個々の定電流
回路で発生するノイズによる横筋や縦筋をなくし、マル
チチップ型のイメージセンサの画質を向上させることを
課題としている。
回路で発生するノイズによる横筋や縦筋をなくし、マル
チチップ型のイメージセンサの画質を向上させることを
課題としている。
【００１４】
【問題点を解決するための手段】上記の課題を解決する
ための本発明のイメージセンサは、半導体基板表面上に
形成された複数の光電変換部と、各々の前記光電変換部
に接続された複数のソースフォロワ回路と、転送スイッ
チを介して前記ソースフォロワ出力に接続された蓄積容
量と、前記蓄積容量に保持された信号を順次走査する走
査手段と、を有する光電変換チップを同一実装基板上に
複数個実装し、各々の光電変換チップの信号出力が前記
実装基板上で電気的に接続されているマルチチップ型の
イメージセンサであって、前記ソースフォロワ回路の電
流を制御する定電流回路をすべての光電変換チップで共
通としている。
ための本発明のイメージセンサは、半導体基板表面上に
形成された複数の光電変換部と、各々の前記光電変換部
に接続された複数のソースフォロワ回路と、転送スイッ
チを介して前記ソースフォロワ出力に接続された蓄積容
量と、前記蓄積容量に保持された信号を順次走査する走
査手段と、を有する光電変換チップを同一実装基板上に
複数個実装し、各々の光電変換チップの信号出力が前記
実装基板上で電気的に接続されているマルチチップ型の
イメージセンサであって、前記ソースフォロワ回路の電
流を制御する定電流回路をすべての光電変換チップで共
通としている。
【００１５】又、本発明の密着型イメージセンサユニッ
トは、上述したマルチチップ型のイメージセンサと、原
稿面を照射する光源手段と、原稿面で反射した光を集光
し、前記イメージセンサ上に結像するレンズを有する。
トは、上述したマルチチップ型のイメージセンサと、原
稿面を照射する光源手段と、原稿面で反射した光を集光
し、前記イメージセンサ上に結像するレンズを有する。
【００１６】すなわち、本発明においては、定電流回路
をすべての光電変換チップで共通にすることにより、光
電変換チップ単位で現われるランダムノイズや固定パタ
ーンノイズ（ＦＰＮ）を低減している。
をすべての光電変換チップで共通にすることにより、光
電変換チップ単位で現われるランダムノイズや固定パタ
ーンノイズ（ＦＰＮ）を低減している。
【００１７】
【実施形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１８】図１は本発明による光電変換チップ及びそ
の接続を示す回路図である。また、イメージセンサの１
画素等価回路は図８と同様であり、駆動タイミングチャ
ートは図９と同様である。
の接続を示す回路図である。また、イメージセンサの１
画素等価回路は図８と同様であり、駆動タイミングチャ
ートは図９と同様である。
【００１９】図１に示すように、光電変換チップ１が1
列に配列され、電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。
列に配列され、電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。
【００２０】光電変換部２は、入力される光信号を電荷
量に変換する。
量に変換する。
【００２１】このマルチチップ型のイメージセンサにお
いては、クロック信号１１１と、スタート信号１２２
と、タイミング回路１０で受け、そこで動作を制御する
ための制御信号を発生する。
いては、クロック信号１１１と、スタート信号１２２
と、タイミング回路１０で受け、そこで動作を制御する
ための制御信号を発生する。
【００２２】スタート信号を受けたイメージセンサは、
光信号読み出しパルスを発生させ、この光信号読み出し
パルスによって、ＭＯＳスイッチ４をＯＮにし、光信号
を蓄積容量６に読み出す。光信号は光電変換部２で変換
された光信号電荷をソースフォロワ回路３で電圧振幅に
変換している。
光信号読み出しパルスを発生させ、この光信号読み出し
パルスによって、ＭＯＳスイッチ４をＯＮにし、光信号
を蓄積容量６に読み出す。光信号は光電変換部２で変換
された光信号電荷をソースフォロワ回路３で電圧振幅に
変換している。
【００２３】続いて、光電変換部２をリセットし、光信
号の蓄積を始める。
号の蓄積を始める。
【００２４】この蓄積動作と同時に、シフトレジスタ７
がクロック信号に同期して順次ＭＯＳスイッチ５をＯＮ
とし、蓄積容量６に読み出された光信号を出力アンプ９
を介して、出力端子１３に出力する。
がクロック信号に同期して順次ＭＯＳスイッチ５をＯＮ
とし、蓄積容量６に読み出された光信号を出力アンプ９
を介して、出力端子１３に出力する。
【００２５】光信号の読み出しが終了し、外部からスタ
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
【００２６】各光電変換チップ１は同一のチップであ
り、それぞれ定電流回路８を設けている。ソースフォロ
ワ回路３の定電流源となる負荷トランジスタ3aのゲート
は光電変換チップの内外共に全て共通接続されている。
この構成により、ソースフォロワ回路に接続される定電
流回路は、全ての光電変換チップの全てのソースフォロ
ワ回路で共通となり、光電変換チップ単位で現われるノ
イズによる影響がなくなり、画質の向上を図ることがで
きる。
り、それぞれ定電流回路８を設けている。ソースフォロ
ワ回路３の定電流源となる負荷トランジスタ3aのゲート
は光電変換チップの内外共に全て共通接続されている。
この構成により、ソースフォロワ回路に接続される定電
流回路は、全ての光電変換チップの全てのソースフォロ
ワ回路で共通となり、光電変換チップ単位で現われるノ
イズによる影響がなくなり、画質の向上を図ることがで
きる。
【００２７】なお、図１に示した構成で、定流電源は、
左端の光電変換チップ１にのみ含まれている。図1は、
例示であり、ソースフォロワ回路の付加トランジスタ3a
のゲートに接続される定電流回路は光電変換チップ１の
いずれか一つに含まれていて入ればよい。
左端の光電変換チップ１にのみ含まれている。図1は、
例示であり、ソースフォロワ回路の付加トランジスタ3a
のゲートに接続される定電流回路は光電変換チップ１の
いずれか一つに含まれていて入ればよい。
【００２８】また、定電流回路とソースフォロワ回路を
接続するか否かを分ける方法として、光電変換チップ外
からの制御信号、光電変換チップ内にＲＯＭを設け書き
込んだり、光電変換チップをレーザートリミングする等
の方法があるが、特に限定されるものではない。さら
に、ソースフォロワ回路やＭＯＳスイッチに用いられる
ＭＯＳトランジスタの導電型や定電流回路の形式も特に
限定されるものではない。光電変換部の受光要素として
はフォトダイオードやフォトトランジスタ等が適用され
るが、特に受光要素に限定されるものではない。
接続するか否かを分ける方法として、光電変換チップ外
からの制御信号、光電変換チップ内にＲＯＭを設け書き
込んだり、光電変換チップをレーザートリミングする等
の方法があるが、特に限定されるものではない。さら
に、ソースフォロワ回路やＭＯＳスイッチに用いられる
ＭＯＳトランジスタの導電型や定電流回路の形式も特に
限定されるものではない。光電変換部の受光要素として
はフォトダイオードやフォトトランジスタ等が適用され
るが、特に受光要素に限定されるものではない。
【００２９】図２は本発明による第２の実施形態を示し
た構成図である。
た構成図である。
【００３０】図２に示すように、光電変換チップ１が図
中左から１列に配列されて電気的に接続されており、マ
ルチチップ型のイメージセンサを構成している。各光電
変換チップ１は同一のチップである。定電流回路８は実
装基板上に配置され、各光電変換チップ１内のソースフ
ォロワ回路３の負荷トランジスタ3aのゲートに接続され
ている。
中左から１列に配列されて電気的に接続されており、マ
ルチチップ型のイメージセンサを構成している。各光電
変換チップ１は同一のチップである。定電流回路８は実
装基板上に配置され、各光電変換チップ１内のソースフ
ォロワ回路３の負荷トランジスタ3aのゲートに接続され
ている。
【００３１】この構成により、ソースフォロワ回路に接
続される定電流回路は、全ての光電変換チップの全ての
ソースフォロワ回路で共通となり、光電変換チップ単位
で現われるノイズによる影響がなくなり、画質の向上を
図ることができる。
続される定電流回路は、全ての光電変換チップの全ての
ソースフォロワ回路で共通となり、光電変換チップ単位
で現われるノイズによる影響がなくなり、画質の向上を
図ることができる。
【００３２】また、光電変換チップから定電流回路を除
くことによって、光電変換チップのコストダウンを図る
ことができる。
くことによって、光電変換チップのコストダウンを図る
ことができる。
【００３３】図３は本発明による第３の実施形態を示し
た構成図である。
た構成図である。
【００３４】図３に示すように、光電変換チップ１が１
列に配列されて電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。各光電変換チップ
１は同一のチップである。定電流回路８は実装基板上に
配置され、各光電変換チップ１に接続されている。
列に配列されて電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。各光電変換チップ
１は同一のチップである。定電流回路８は実装基板上に
配置され、各光電変換チップ１に接続されている。
【００３５】各光電変換チップ１は、定電流回路８と光
電変換チップ内のソースフォロワ回路とを接続するＭＯ
Ｓスイッチ１４を内蔵している。ＭＯＳスイッチ１４は
光信号を読み出している光電変換チップ内のＭＯＳスイ
ッチのみが導通し、それ以外の光電変換チップのＭＯＳ
スイッチは非導通となるように、タイミング回路１０に
よって制御される。これにより、光信号を読み出してい
ないソースフォロワを流れる不要な電流を制限すること
ができ、消費電流の増大を抑えることができる。さら
に、ソースフォロワ回路に接続される定電流回路は、全
ての光電変換チップの全てのソースフォロワ回路で共通
となり、光電変換チップ単位で現われるノイズによる影
響がなくなり、画質の向上を図ることができる。
電変換チップ内のソースフォロワ回路とを接続するＭＯ
Ｓスイッチ１４を内蔵している。ＭＯＳスイッチ１４は
光信号を読み出している光電変換チップ内のＭＯＳスイ
ッチのみが導通し、それ以外の光電変換チップのＭＯＳ
スイッチは非導通となるように、タイミング回路１０に
よって制御される。これにより、光信号を読み出してい
ないソースフォロワを流れる不要な電流を制限すること
ができ、消費電流の増大を抑えることができる。さら
に、ソースフォロワ回路に接続される定電流回路は、全
ての光電変換チップの全てのソースフォロワ回路で共通
となり、光電変換チップ単位で現われるノイズによる影
響がなくなり、画質の向上を図ることができる。
【００３６】図４は本発明による第４の実施形態を示し
たブロック図であり、本実施形態の動作を説明するため
のタイミングチャートを図５に示す。
たブロック図であり、本実施形態の動作を説明するため
のタイミングチャートを図５に示す。
【００３７】図４に示すように、光電変換チップ１が1
列に配列されて電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。
列に配列されて電気的に接続されており、マルチチップ
型のイメージセンサを構成している。
【００３８】このマルチチップ型のイメージセンサにお
いては、クロック信号１１１と、スタート信号１２２と
を、タイミング回路１０で受け、そこで動作を制御する
ための制御信号を発生する。
いては、クロック信号１１１と、スタート信号１２２と
を、タイミング回路１０で受け、そこで動作を制御する
ための制御信号を発生する。
【００３９】スタート信号を受けたイメージセンサは、
ＭＯＳスイッチ４ＳをＯＮにし、蓄積した光信号を蓄積
容量６Ｓに読み出す。光信号は光電変換部２で変換され
た光信号電荷をソースフォロワ回路３で電圧振幅に変換
している。
ＭＯＳスイッチ４ＳをＯＮにし、蓄積した光信号を蓄積
容量６Ｓに読み出す。光信号は光電変換部２で変換され
た光信号電荷をソースフォロワ回路３で電圧振幅に変換
している。
【００４０】続いて、光電変換部２をリセットする。こ
のリセット時のセンサのノイズ信号を読み出すために、
ＭＯＳスイッチ４ＮをＯＮにし、蓄積容量６Ｎに読み出
す。光電変換部２はリセット後、光信号の蓄積を始め
る。
のリセット時のセンサのノイズ信号を読み出すために、
ＭＯＳスイッチ４ＮをＯＮにし、蓄積容量６Ｎに読み出
す。光電変換部２はリセット後、光信号の蓄積を始め
る。
【００４１】この蓄積動作と同時に、シフトレジスタ７
がクロック信号に同期して走査を開始し、光信号の読み
出しを行う。まず、ＭＯＳスイッチ１５Ｓ１５ＮをＯＮ
にして、共通出力線１８Ｓ、１８Ｎをリセットした後、
ＭＯＳスイッチ５Ｓ、及び５ＮをＯＮとし、蓄積容量６
Ｓ、及び６Ｎに読み出された光信号、及びセンサのノイ
ズ信号を共通出力線１８Ｓ、１８Ｎに出力する。これら
の信号をボルテージフォロワ１６Ｓ、１６Ｎを介して差
動アンプ１７に入力し、差動アンプ１７の出力を出力端
子１３３に出力する。この共通出力線のリセット動作と
信号の読み出し動作を光電変換チップ１の最初の画素か
ら最後の画素まで順次繰り返す。この方式によって、光
信号に含まれている、ＭＯＳトランジスタのしきい値電
圧ばらつきに起因する固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を
除去することができる。
がクロック信号に同期して走査を開始し、光信号の読み
出しを行う。まず、ＭＯＳスイッチ１５Ｓ１５ＮをＯＮ
にして、共通出力線１８Ｓ、１８Ｎをリセットした後、
ＭＯＳスイッチ５Ｓ、及び５ＮをＯＮとし、蓄積容量６
Ｓ、及び６Ｎに読み出された光信号、及びセンサのノイ
ズ信号を共通出力線１８Ｓ、１８Ｎに出力する。これら
の信号をボルテージフォロワ１６Ｓ、１６Ｎを介して差
動アンプ１７に入力し、差動アンプ１７の出力を出力端
子１３３に出力する。この共通出力線のリセット動作と
信号の読み出し動作を光電変換チップ１の最初の画素か
ら最後の画素まで順次繰り返す。この方式によって、光
信号に含まれている、ＭＯＳトランジスタのしきい値電
圧ばらつきに起因する固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を
除去することができる。
【００４２】光信号の読み出しが終了し、外部からスタ
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
ート信号が与えられると、光信号の読み出しと蓄積は次
のサイクルとなり、上述の動作を繰り返す。
【００４３】定電流回路８は実装基板上に配置され、各
光電変換チップ１に接続されている。各光電変換チップ
１は定電流回路８と光電変換チップ内のソースフォロワ
回路とを接続するＭＯＳスイッチ１４を内蔵している。
ＭＯＳスイッチ１４は光信号を読み出している光電変換
チップ内のＭＯＳスイッチのみが導通し、それ以外の光
電変換チップのＭＯＳスイッチは非導通となるように、
タイミング回路１０によって制御される。これにより、
光信号を読み出していないソースフォロワを流れる不要
な電流を制限することができ、消費電流の増大を抑える
ことができる。さらに、ソースフォロワ回路に接続され
る定電流回路は、全ての光電変換チップの全てのソース
フォロワ回路で共通となり、光電変換チップ単位で現わ
れるノイズによる影響がなくなり、画質の向上を図るこ
とができる。
光電変換チップ１に接続されている。各光電変換チップ
１は定電流回路８と光電変換チップ内のソースフォロワ
回路とを接続するＭＯＳスイッチ１４を内蔵している。
ＭＯＳスイッチ１４は光信号を読み出している光電変換
チップ内のＭＯＳスイッチのみが導通し、それ以外の光
電変換チップのＭＯＳスイッチは非導通となるように、
タイミング回路１０によって制御される。これにより、
光信号を読み出していないソースフォロワを流れる不要
な電流を制限することができ、消費電流の増大を抑える
ことができる。さらに、ソースフォロワ回路に接続され
る定電流回路は、全ての光電変換チップの全てのソース
フォロワ回路で共通となり、光電変換チップ単位で現わ
れるノイズによる影響がなくなり、画質の向上を図るこ
とができる。
【００４４】図６は本発明によるマルチチップ型イメー
ジセンサを使用した密着型イメージセンサユニットの実
施形態を示した構成図であり、図６ａは密着型イメージ
センサユニットの断面図、図６ｂは実装基板２０の拡大
図である。
ジセンサを使用した密着型イメージセンサユニットの実
施形態を示した構成図であり、図６ａは密着型イメージ
センサユニットの断面図、図６ｂは実装基板２０の拡大
図である。
【００４５】光電変換チップ１９をセラミック基板、あ
るいはガラスエポキシ基板からなる実装基板２０上に複
数個１ライン状に配置し、ワイヤーボンディングによっ
て実装基板２０上の配線に電気的に接続し、保護の為に
光電変換チップ１９上をシリコン樹脂等からなるチップ
コート剤２１で覆う。この実装基板２０と、原稿からの
反射光を集光し、イメージセンサ表面で結像させるレン
ズアレイ２２と、赤、緑、青色の光を発生するＬＥＤ光
源２３と、透明部剤からなる原稿支持体２４と、筐体２
５とを組み立てて光源切替式密着型イメージセンサユニ
ットを構成している。
るいはガラスエポキシ基板からなる実装基板２０上に複
数個１ライン状に配置し、ワイヤーボンディングによっ
て実装基板２０上の配線に電気的に接続し、保護の為に
光電変換チップ１９上をシリコン樹脂等からなるチップ
コート剤２１で覆う。この実装基板２０と、原稿からの
反射光を集光し、イメージセンサ表面で結像させるレン
ズアレイ２２と、赤、緑、青色の光を発生するＬＥＤ光
源２３と、透明部剤からなる原稿支持体２４と、筐体２
５とを組み立てて光源切替式密着型イメージセンサユニ
ットを構成している。
【００４６】ＬＥＤ光源２３が、赤のみを発光している
時、光電変換チップ１９を駆動して赤色情報を読み取
る。次に緑色ＬＥＤのみを点灯して緑色情報を読み取
る。最後に青色ＬＥＤのみを点灯し、青色情報を読み取
る。こうして、カラー原稿のカラー画像読み取りが可能
になる。
時、光電変換チップ１９を駆動して赤色情報を読み取
る。次に緑色ＬＥＤのみを点灯して緑色情報を読み取
る。最後に青色ＬＥＤのみを点灯し、青色情報を読み取
る。こうして、カラー原稿のカラー画像読み取りが可能
になる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ソースフ
ォロワ回路に流れる電流を制御する定電流回路をすべて
の光電変換チップで共通とすることにより、光電変換チ
ップ単位で現われるランダムノイズやＦＰＮを低減する
ことで、マルチチップ型イメージセンサの画質の向上を
実現することができる。
ォロワ回路に流れる電流を制御する定電流回路をすべて
の光電変換チップで共通とすることにより、光電変換チ
ップ単位で現われるランダムノイズやＦＰＮを低減する
ことで、マルチチップ型イメージセンサの画質の向上を
実現することができる。
【図１】本発明によるマルチチップ型イメージセンサの
第１の実施形態の構成を示す図である。
第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明によるマルチチップ型イメージセンサの
第２の実施形態の構成を示す図である。
第２の実施形態の構成を示す図である。
【図３】本発明によるマルチチップ型イメージセンサの
第３の実施形態の構成を示す図である。
第３の実施形態の構成を示す図である。
【図４】本発明によるマルチチップ型イメージセンサの
第４の実施形態の構成を示す図である。
第４の実施形態の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態のマルチチップ型イメ
ージセンサのタイミングチャートを示す図である。
ージセンサのタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明によるマルチチップ型イメージセンサを
用いた密着型イメージセンサユニットの構成を示す図で
ある。
用いた密着型イメージセンサユニットの構成を示す図で
ある。
【図７】従来のマルチチップ型イメージセンサの構成を
示す図である。
示す図である。
【図８】マルチチップ型イメージセンサの１画素等価回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図９】マルチチップ型イメージセンサのタイミングチ
ャートを示す図である。
ャートを示す図である。
１ 光電変換チップ ２ 光電変換部 ２ａ フォトダイオード ２ｂ ＭＯＳスイッチ ３ ソースフォロワ回路 ３ａ 負荷トランジスタ ３ｂ 入力トランジスタ ４ ＭＯＳスイッチ ４Ｓ ＭＯＳスイッチ ４Ｎ ＭＯＳスイッチ ５ ＭＯＳスイッチ ５Ｓ ＭＯＳスイッチ ５Ｎ ＭＯＳスイッチ ６ 蓄積容量 ６Ｓ 蓄積容量 ６Ｎ 蓄積容量 ７ シフトレジスタ ８ 定電流回路 ９ 出力アンプ １０ タイミング回路 １３ 出力端子 １４ ＭＯＳスイッチ １５Ｓ ＭＯＳスイッチ １５Ｎ ＭＯＳスイッチ １６Ｓ ボルテージフォロワ １６Ｎ ボルテージフォロワ １７ 差動アンプ １８Ｓ 共通出力線 １８Ｎ 共通出力線 １９ 光電変換チップ ２０ 実装基板 ２１ チップコート剤 ２２ レンズアレイ ２３ ＬＥＤ光源 ２４ 原稿支持体 ２５ 筐体 １１１ クロック信号 １２２ スタート信号 １３３ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB08 DB18 DB22 DB29 DB31 DC03 DC07 DE13 DE31 EA01 FA01 5C072 AA01 BA15 CA05 DA02 EA05 EA07 FA07 FB27 QA11 5C077 LL02 LL19 MM03 MM05 MP08 PP32
Claims (10)
- 【請求項１】 ２以上の光電変換チップの信号出力が実
装基板上で電気的に接続されているマルチチップ型のイ
メージセンサにおいて、 前記光電変換チップは、半導体基板表面上に形成された
複数の光電変換部と、前記光電変換部の各々に接続され
たソースフォロワ回路と、転送スイッチを介して前記ソ
ースフォロワ出力に接続された蓄積容量と、前記蓄積容
量に保持された信号を順次走査する走査手段とを有し、 前記ソースフォロワ回路の各々を、すべての光電変換チ
ップに共通の単一の定電流源に接続することを特徴とす
るイメージセンサ。 - 【請求項２】 前記光電変換部で蓄積した光信号を前記
蓄積容量の各々に一時に読み出し、 前記走査手段によって、前記蓄積容量の各々に保持され
た信号を順次読み出すことを特徴とする請求項１記載の
イメージセンサ。 - 【請求項３】 前記ソースフォロワ回路は前記光電変換
部からの信号電荷が入力される入力トランジスタと負荷
トランジスタとからなることを特徴とする請求項１記載
のイメージセンサ。 - 【請求項４】 前記光電変換チップの各々に定電流回路
を搭載し、前記光電変換チップの内の一つに搭載された
定電流回路のみを前記単一の定電流電源とすることを特
徴とする請求項１記載のイメージセンサ。 - 【請求項５】 前記単一の定電流源を、前記実装基板上
に搭載することを特徴とする請求項１記載のイメージセ
ンサ。 - 【請求項６】 半導体基板表面上に形成された複数の光
電変換部と、各々の前記光電変換部に接続された複数の
ソースフォロワ回路と、転送スイッチを介して前記ソー
スフォロワ出力に接続された蓄積容量と、前記蓄積容量
に保持された信号を順次走査する走査手段とを有する光
電変換チップを同一実装基板上に複数個実装し、各々の
光電変換チップの信号出力が前記実装基板上で電気的に
接続されているマルチチップ型のイメージセンサと、 原稿面を照射する光源手段と、 原稿面で反射した光を集光し、前記イメージセンサ上に
結像するレンズとを有する密着型イメージセンサユニッ
トにおいて、 前記ソースフォロワ回路の各々を、すべての光電変換チ
ップに共通の単一の定電流電源に接続することを特徴と
する密着型イメージセンサユニット。 - 【請求項７】 前記光電変換部で蓄積した光信号を前記
蓄積容量の各々に一時に読み出し、 前記走査手段によって、前記蓄積容量の各々に保持され
た信号を順次読み出すことを特徴とする請求項６記載の
密着型イメージセンサユニット。 - 【請求項８】 前記ソースフォロワ回路は前記光電変換
部からの信号電荷が入力される入力トランジスタと負荷
トランジスタとからなることを特徴とする請求項６記載
の密着型イメージセンサユニット。 - 【請求項９】 前記光電変換チップの各々に定電流回路
を搭載し、前記光電変換チップの内の一つに搭載された
前記定電流回路のみを前記単一の定電流源とすることを
特徴とする請求項６記載の密着型イメージセンサユニッ
ト。 - 【請求項１０】 前記単一の定電流源を、前記実装基板
上に搭載することを特徴とする請求項６記載の密着型イ
メージセンサユニット。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10417599A JP3466953B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | イメージセンサ |
| US09/546,707 US6303951B1 (en) | 1999-04-12 | 2000-04-10 | Image sensor of a multi-chip type having a plurality of photoelectric conversion chips |
| TW089106712A TW486904B (en) | 1999-04-12 | 2000-04-11 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10417599A JP3466953B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299760A true JP2000299760A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3466953B2 JP3466953B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=14373695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10417599A Expired - Fee Related JP3466953B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | イメージセンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6303951B1 (ja) |
| JP (1) | JP3466953B2 (ja) |
| TW (1) | TW486904B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103826073A (zh) * | 2012-11-15 | 2014-05-28 | 精工电子有限公司 | 光电转换装置和图像传感器 |
| JP2018006864A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | セイコーエプソン株式会社 | 画像読取装置及び半導体装置 |
| JP2018056802A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | 画像読取装置及びイメージセンサーモジュール |
| JP2020092352A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | 光電変換素子及び撮像装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730914B2 (en) * | 2002-02-05 | 2004-05-04 | E-Phocus, Inc. | Photoconductor-on-active-pixel (POAP) sensor utilizing equal-potential pixel electrodes |
| JP4274533B2 (ja) * | 2003-07-16 | 2009-06-10 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| US7423790B2 (en) * | 2004-03-18 | 2008-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and contact-type image sensor |
| US7423335B2 (en) | 2006-12-29 | 2008-09-09 | Advanced Chip Engineering Technology Inc. | Sensor module package structure and method of the same |
| US20080157327A1 (en) * | 2007-01-03 | 2008-07-03 | Advanced Chip Engineering Technology Inc. | Package on package structure for semiconductor devices and method of the same |
| US8281337B2 (en) * | 2007-12-14 | 2012-10-02 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System and method to display media content and an interactive display |
| US20090235984A1 (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Solar cell module |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4209536C3 (de) * | 1992-03-24 | 2000-10-05 | Stuttgart Mikroelektronik | Bildzelle für einen Bildaufnehmer-Chip |
| JP3216097B2 (ja) | 1992-12-21 | 2001-10-09 | キヤノン株式会社 | 定電流回路を有するイメージセンサ及び画像情報処理装置 |
| US6201573B1 (en) * | 1995-11-13 | 2001-03-13 | Hamamatsu Photonics K. K. | Solid state imaging apparatus for imaging a two dimensional optical image having a number of integration circuits |
| US6169286B1 (en) * | 1995-07-31 | 2001-01-02 | 1294339 Ontario, Inc. | Method and apparatus for operating a dual gate TFT electromagnetic radiation imaging device |
| JP3774499B2 (ja) | 1996-01-24 | 2006-05-17 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| JP3673620B2 (ja) * | 1997-07-18 | 2005-07-20 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP10417599A patent/JP3466953B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-10 US US09/546,707 patent/US6303951B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-11 TW TW089106712A patent/TW486904B/zh not_active IP Right Cessation
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| CN103826073A (zh) * | 2012-11-15 | 2014-05-28 | 精工电子有限公司 | 光电转换装置和图像传感器 |
| JP2014099806A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Seiko Instruments Inc | 光電変換装置及びイメージセンサ |
| JP2018006864A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | セイコーエプソン株式会社 | 画像読取装置及び半導体装置 |
| JP2018056802A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | 画像読取装置及びイメージセンサーモジュール |
| JP2020092352A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | 光電変換素子及び撮像装置 |
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Also Published As
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| TW486904B (en) | 2002-05-11 |
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