JPH02121580A - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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Publication number
JPH02121580A
JPH02121580A JP63274866A JP27486688A JPH02121580A JP H02121580 A JPH02121580 A JP H02121580A JP 63274866 A JP63274866 A JP 63274866A JP 27486688 A JP27486688 A JP 27486688A JP H02121580 A JPH02121580 A JP H02121580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image sensor
column
row
pixels
scanning circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP63274866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunaga Yamamoto
泰永 山本
Kazufumi Yamaguchi
山口 和文
Hisatsugu Hashimoto
橋本 久嗣
Akira Kadoma
門間 明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63274866A priority Critical patent/JPH02121580A/en
Publication of JPH02121580A publication Critical patent/JPH02121580A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simultaneously read the video signals out of the picture elements of the same row and to send these signals to each column independently of each other and with no mutual mixture by using a low input impedance circuit which gives a sequential access to a common collector and at the same time suppresses the potential fluctuation of the output line of each column. CONSTITUTION:An output terminal 4 acquires the video signals from the picture elements of a 1st column, and an output terminal 5 acquires the video outputs from the picture elements of a 2nd column respectively. Then an output terminal 6 acquires the video signals from the picture element of a 3rd column, and an output terminal 7 acquires the video outputs from the picture elements of the n-th column. Each of these output terminals sends the video signals to the circuit of the next stage via a low input impedance circuit 8. In other words, the video signals are taken out while the potential fluctuation of each output terminal is suppressed. In such a constitution, the video signals of the picture elements sharing a common access terminal can be read out of other terminals of each picture element at one time and independently of each other just by selecting a certain row, that is, giving an access to a certain common access terminal.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像情報を忠実に高解像度に且つ高速に読み
取ることを可能にするイメージセンサに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an image sensor that makes it possible to read video information faithfully at high resolution and at high speed.

従来の技術 一般的にイメージセンサにおいては、−回のアクセスで
は、一画素の映像信号しか読み出さない。
2. Description of the Related Art In general, in an image sensor, only one pixel's video signal is read out in - times of access.

従って高速に映像情報を読み出すために複数個の画素の
出力を一回のアクセスで得ることができない。このよう
に−回のアクセスで一画素しか読み出さない理由は、−
S的にアクセス端子を共有する画素間では互いに独立に
入射した光に基づく信号キャリアがその独立性を保ち得
す、互いの値を分は合って平均化してしまう事による。
Therefore, in order to read out video information at high speed, it is not possible to obtain the outputs of a plurality of pixels in one access. The reason why only one pixel is read in − times of access is −
Between pixels that share an access terminal in terms of S, signal carriers based on independently incident light can maintain their independence because their values are averaged.

−船釣に画素としてフォトダイオードが良く用いられる
が、このことはこの場合にもあてはまる。
- Photodiodes are often used as pixels in boat fishing, and this also applies to this case.

発明が解決しようとする課題 通常、画素として用いられるフォトダイオードを用いて
、一方の端子を共通にしてこれをアクセス端子とし、他
の各々の端子を独立した出力端子とすれば、光励起キャ
リアによる電位変化が、アクセス端子を共有する画素間
で平均化されてしまうので、−回のアクセスで多画素を
同時に原稿に忠実かつ高解像度で読み出すことが事実上
できない。
Problems to be Solved by the Invention If a photodiode, which is normally used as a pixel, is used, and one terminal is shared and used as an access terminal, and each of the other terminals is made an independent output terminal, the potential due to photoexcited carriers can be reduced. Since the changes are averaged among the pixels that share the access terminal, it is virtually impossible to read out multiple pixels at the same time faithfully to the original and with high resolution in - times of access.

課題を解決するための手段 マトリクス状に配列される画素としてフォトトランジス
タを用い、同−例に属する画素のエミ・ツタが共通に結
線されて出力ラインを形成し、且つ同一行に属する画素
のコレクタが基板と異なる型の半導体分離領域を共有し
ており、上記共通コレクタを順次アクセスする事によっ
て、且つ各列の出力ラインの電位の変動を抑えた低入力
インピーダンス回路を介することによって、同時に同一
行の画素からの映像信号を互いに混ざり合うことなく独
立に各々の列の上記出力ラインに読み出す事ができ、こ
れによって映像信号を高速に読み出す事ができる。
Means for Solving the Problem Phototransistors are used as pixels arranged in a matrix, and the emitters and vines of the pixels belonging to the same example are connected in common to form an output line, and the collectors of the pixels belonging to the same row are connected in common. share a different type of semiconductor isolation region with the substrate, and by sequentially accessing the common collector and via a low input impedance circuit that suppresses fluctuations in the potential of the output line of each column, the same row The video signals from the pixels can be independently read out to the output lines of each column without being mixed with each other, and thus the video signals can be read out at high speed.

作用 本発明は上記した構成によって、共通アクセス端子をア
クセスするだけで、その共通アクセス端子を共有してい
る各画素の映像信号を各画素の他の端子から同時に独立
に読み出すことを可能にするものである。
Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention makes it possible to simultaneously and independently read out the video signals of each pixel sharing the common access terminal from other terminals of each pixel by simply accessing the common access terminal. It is.

実施例 以下本発明の一実施例のイメージセンサについて図面を
参照しながら説明する。第1図は本発明を実施するため
のイメージセンサの構成ブロック図を示す。1は映像信
号を読み出す行を選択する走査回路、2は走査回路によ
り選択された行の共通ラインをスイッチングしていくア
クセススイッチ列、3は画素単位であるフォトトランジ
スタでありm行n列のマトリクス状に配列されている。
EXAMPLE Hereinafter, an image sensor according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the configuration of an image sensor for implementing the present invention. 1 is a scanning circuit that selects a row from which to read out a video signal; 2 is an access switch column that switches the common line of the row selected by the scanning circuit; 3 is a phototransistor in pixel units, which is a matrix of m rows and n columns. arranged in a shape.

4は第1列に属する画素からの映像信号を得る出力端子
、5は第2列に属する画素からの映像出力を得る出力端
子、6は第3列に属する画素からの映像信号を得る出力
端子、7は第n列に属する画素からの映像出力を得る出
力端子である。そして各出力端子は低入力インピーダン
ス回路8を介して映像信号を次段の回路へ送り出す。つ
まり各出力端子の電位の変動を抑えながら映像信号を取
り出すことを意味する。このような構成によって成る行
を選択する即ち何れかの共通アクセス端子(第1図では
コレクタからなる)をアクセスするだけで、そのアクセ
ス端子を共有している各画素の映像信号を各画素の他の
端子(第1図ではエミッタからなる)から同時に独立に
読み出すことを可能にできる。すなわち、−回のアクセ
スでn個の画素の映像信号が得られる。
4 is an output terminal for obtaining video signals from pixels belonging to the first column, 5 is an output terminal for obtaining video output from pixels belonging to the second column, and 6 is an output terminal for obtaining video signals from pixels belonging to the third column. , 7 are output terminals for obtaining video output from pixels belonging to the n-th column. Each output terminal sends out a video signal to the next stage circuit via the low input impedance circuit 8. In other words, it means extracting the video signal while suppressing fluctuations in the potential of each output terminal. By simply selecting a row with such a configuration, that is, by accessing one of the common access terminals (consisting of the collector in Figure 1), the video signals of each pixel sharing that access terminal can be transferred to each pixel and other pixels. It is possible to simultaneously and independently read data from the terminals (consisting of emitters in FIG. 1). That is, a video signal of n pixels can be obtained by - times of access.

先ず各出力端子は低入力インピーダンス回路で受けてそ
の電位の変動を抑えなければならないことを画素として
フォトトランジスタを使用することが有効であることと
を説明する。もしどれか一つの出力端子電位が変動すれ
ば、各出力端子相互間には当然に容量結合性が存在する
から、他の出力端子電位も変動を受けることは明白であ
る。即ち各出力端子からの映像信号の高解像度同時読み
出しはできない。従って各出力端子電位の変動を抑える
ために低入力インピーダンス回路で各出力端子を受ける
ことが各出力端子からの映像信号の同時読み出しすると
いう方法で映像情報の忠実な読み取りを行うために不可
欠である。しかし各出力端子電位の変動を抑えるという
ことは各出力端子電位が固定されたままであることを意
味し、アクセス端子を共有している画素間ではどのアク
セス端子電位も同一であるから、もし画素がフォトダイ
オードからなる場合にはこれらの画素の両端の電位はど
れも全く同一になってしまって、これらアクセス端子を
共有している各画素の映像情報は平均化されてしまう、
そこで画素をフォトトランジスタとすればベース層が存
在するためにアクセス端子を共有する画素間での映像情
報の平均化は生じない。以上から分かるように、−回の
アクセスで各列の出力端子から同時に独立に映像情報の
忠実な読み出しを行うために、各出力端子電位の変動を
抑えることと画素をフォトトランジスタとすることが極
めて有効である。
First, it will be explained that each output terminal must be received by a low input impedance circuit and fluctuations in the potential thereof must be suppressed, and that it is effective to use a phototransistor as a pixel. If the potential of any one output terminal fluctuates, it is obvious that the other output terminal potentials will also fluctuate, since capacitive coupling naturally exists between the respective output terminals. That is, high resolution simultaneous reading of video signals from each output terminal is not possible. Therefore, in order to suppress fluctuations in the potential of each output terminal, receiving each output terminal with a low input impedance circuit is essential for faithfully reading video information by simultaneously reading video signals from each output terminal. . However, suppressing fluctuations in each output terminal potential means that each output terminal potential remains fixed, and the access terminal potentials are the same between pixels that share an access terminal. In the case of photodiodes, the potentials at both ends of these pixels are exactly the same, and the video information of each pixel that shares these access terminals is averaged.
Therefore, if a phototransistor is used as a pixel, the presence of a base layer prevents averaging of video information between pixels that share an access terminal. As can be seen from the above, it is extremely important to suppress fluctuations in the potential of each output terminal and to use phototransistors as pixels in order to faithfully read out video information simultaneously and independently from the output terminals of each column in - times of access. It is valid.

第2図に第1図を書き直したものを示す。9はコレクタ
領域、10はベース領域、1)はエミッタ領域を示す。
Figure 2 shows a redrawn version of Figure 1. 9 is a collector region, 10 is a base region, and 1) is an emitter region.

コレクタ領域中に存在する他の矩形の領域はコレクタ中
の不純物濃度の異なる領域を示している。他の1から8
については第1図での同一番号部のものと等しい。
Other rectangular regions existing in the collector region indicate regions with different impurity concentrations in the collector. other 1 to 8
are the same as those with the same number in FIG.

第3図に第2図中の破線A−A”で示した箇所の半導体
領域の断面図を示す。10.1)は第2図中のものと同
じくベース領域、エミッタ領域である。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the semiconductor region along the dashed line A-A'' in FIG. 2. 10.1) is the base region and emitter region, as in FIG. 2.

12.13.15.17は皆コレクタ領域に含まれる。12, 13, 15, and 17 are all included in the collector area.

12はコレクタ領域とオーミックコンタクトをとるため
に必要な高濃度不純物拡散領域であり、−船釣にエミッ
タ領域1)を形成する時と同時に形成される。14はコ
レクタ領域とは異なる型の半導体の基板であり、16は
基板と同型半導体領域であり、各コレクタの島を分離す
るための領域であり、17は低温度不純物領域のコレク
タであり、この領域とベース領域との近傍で光電変換が
行われる。15は17と同型半導体で高濃度不純物拡散
領域であり、寄生pnpトランジスタ効果を低減するた
めとコレクタ電位が場所に拘らず保たれるように設けで
ある。13はやはり17と同型半導体の高濃度不純物拡
散領域であり、寄生pnpトランジスタ効果の低減のた
めとコレクタの表面のオーミックコンタクトSR域から
15への導電性をよくするためにある。
Reference numeral 12 denotes a high concentration impurity diffusion region necessary for making ohmic contact with the collector region, and is formed at the same time as forming the emitter region 1). 14 is a substrate of a semiconductor of a different type from the collector region; 16 is a semiconductor region of the same type as the substrate; a region for separating each collector island; 17 is a collector of a low-temperature impurity region; Photoelectric conversion is performed in the vicinity of the region and the base region. Reference numeral 15 is a highly doped impurity diffusion region made of the same type of semiconductor as 17, and is provided to reduce the parasitic pnp transistor effect and to maintain the collector potential regardless of location. Reference numeral 13 is also a high concentration impurity diffusion region of the same type of semiconductor as 17, and is provided to reduce the parasitic pnp transistor effect and to improve conductivity from the ohmic contact SR region on the surface of the collector to 15.

しかしこの領域はコレクタを共有する画素間においては
光電変換によって生成されたキャリヤに対してバリヤと
なり隣接画素間での生成キャリヤの混合を阻止している
。従って領域13はコレクタを共有した画素構造を有す
るセンサにおいては高解像度で映像に忠実な読み取りを
行うには不可欠である。
However, this region acts as a barrier to carriers generated by photoelectric conversion between pixels that share the collector, and prevents the generated carriers from mixing between adjacent pixels. Therefore, in a sensor having a pixel structure that shares a collector, the region 13 is essential for performing high-resolution and faithful image reading.

以上のように第1図、第2図、第3図を用いて説明した
構成によって、映像情報を忠実に且つ走査回路の1ステ
ツプ毎に複数個の出力端子から同時に読み出すイメージ
センサを実現できる。
As described above, with the configuration explained using FIGS. 1, 2, and 3, it is possible to realize an image sensor that reads out video information faithfully and simultaneously from a plurality of output terminals for each step of the scanning circuit.

第4図に他の実施例として列の数が3列であるものを示
す。1,2.3は第1図において同番号のものに等しい
。18.19.2oは第1列、第2列、第3列に属する
画素からの映像出力端子であり、こののち第1図の8に
示した低入力力インピーダンス回路で受けることはいう
までもない。ここで各列毎に異なる波長領域の光を’I
zAさせるフィルタを配置することによって原稿情報等
を読み取るカラーリニアイメージセンサを実現できる。
FIG. 4 shows another embodiment in which the number of columns is three. 1, 2.3 are equivalent to the same numbers in FIG. 18.19.2o is the video output terminal from the pixels belonging to the first, second, and third columns, and it goes without saying that the output is received by the low input impedance circuit shown at 8 in Figure 1. do not have. Here, the light of different wavelength range for each column is 'I
By arranging a filter that causes zA, a color linear image sensor that reads document information and the like can be realized.

フィルタはストライプ状でよいことになる。このセンサ
は当然原稿にたいして相対的に、列とは垂直な方向に即
ち副走査方向に機械的にスキャンして原稿情報を読み取
る。従って或波長領域の光に対して大きい感度を有する
画素が、直線に密に並ぶことになり原稿の読み残しがな
い。このことは3種類のフィルタをもつ画素が交互に一
列にならんだセンサにおいて原稿の3分の2の領域を各
画素が色に関する情報を得ることなくあることを考えれ
ば本実施例における構成のイメージセンサが有効で、原
稿情報のプリントアウト時にもワレや色ズレを抑制でき
ることは明らかである。さらに走査周波数の3倍のレー
トで映像信号が得られることはいうまでもない。つまり
本実施例によれば簡単なストライブフィルタを使用でき
、かつ原稿の色情報を忠実に速く読み出せるカラーイメ
ージセンサを実現することができる。
The filter may be striped. Naturally, this sensor mechanically scans the document relative to the document in a direction perpendicular to the columns, that is, in the sub-scanning direction, and reads the document information. Therefore, pixels having high sensitivity to light in a certain wavelength range are densely arranged in a straight line, so that there is no unread document. This is an image of the configuration in this example, considering that in a sensor in which pixels with three types of filters are arranged alternately in a row, two-thirds of the area of the document is covered without each pixel obtaining color information. It is clear that the sensor is effective and can suppress cracks and color misalignment when printing out document information. Furthermore, it goes without saying that video signals can be obtained at a rate three times the scanning frequency. In other words, according to this embodiment, it is possible to realize a color image sensor that can use a simple stripe filter and that can read color information of a document faithfully and quickly.

第5図には他のカラーイメージセンサの実施例を示す。FIG. 5 shows another embodiment of a color image sensor.

1.2.3は第1図において同番号のものに等しい。1
8.19.20.21は第1列、第2列、第3列、第4
列に属する画素からの映像出力端子であり、各端子は各
々第1図の8として示した低入力インピーダンス回路で
受ける。ここで各列毎に異なる波長領域の光を透過させ
るストライプフィルタを配置することによってカラーリ
ニアイメージセンサを実現できるのであるが、第4列の
画素列のみを遮光してしまう。このようにした後に、第
4列の画素の映像信号出力と第1列、第2列、第3列の
画素の映像信号出力との差動をとることによって、スイ
ッチングノイズを/!!−滅したカラーイメージセンサ
を構成できる。
1.2.3 are equivalent to those with the same numbers in FIG. 1
8.19.20.21 is the 1st row, 2nd row, 3rd row, 4th row
These are video output terminals from pixels belonging to a column, and each terminal is received by a low input impedance circuit shown as 8 in FIG. Although a color linear image sensor can be realized by arranging stripe filters that transmit light in different wavelength ranges in each column, only the fourth pixel column is blocked from light. After doing this, the switching noise is reduced by taking the difference between the video signal output of the pixels in the fourth column and the video signal outputs of the pixels in the first, second, and third columns. ! - It is possible to configure a completely different color image sensor.

アクセススイッチとしてフォトトランジスタとは相補型
のバイポーラトランジスタと充電電位制限ダイオードを
用いたイメージセンサの実施例を第6図に示す。1.3
は第1図にて同番号で示したものと等しい。26.27
は第n−1列、第n列に属する画素列からの映像信号出
力端子である。フォトトランジスタがnpn型に対しア
クセススイッチとして使用するトランジスタ22はpn
p型である。24はアクセス時にフォトトランジスタに
対してアクセススイッチ22を通して充電を行うための
電圧源である。25はダイオード列23の最下段のカソ
ード電位をとるための端子であり、接地してよい。23
はダイオード3個の直列接続からなり、各映像信号出力
端子の電位がグラウンド電位に設定してあればフォトト
ランジスタへの充電電位をダイオードの順方向降下電位
の3倍に制限したことになる。もっともダイオードの直
接接続数は何個でもよく3個に限定するものではない。
FIG. 6 shows an embodiment of an image sensor using a bipolar transistor complementary to a phototransistor and a charging potential limiting diode as an access switch. 1.3
are the same as those indicated by the same numbers in FIG. 26.27
are video signal output terminals from pixel columns belonging to the (n−1)th column and the nth column. While the phototransistor is npn type, the transistor 22 used as an access switch is pn type.
It is p-type. 24 is a voltage source for charging the phototransistor through the access switch 22 during access. 25 is a terminal for taking the cathode potential of the lowest stage of the diode array 23, and may be grounded. 23
consists of three diodes connected in series, and if the potential of each video signal output terminal is set to ground potential, the charging potential to the phototransistor is limited to three times the forward drop potential of the diode. However, the number of directly connected diodes may be any number and is not limited to three.

しかしpnp トランジスタ22が飽和状態にならない
ように、即ちpnp トランジスタ22のコレクタ電位
かヘース電位を上回らないように設定しなければならな
い。なぜならばアクセスを終了してpnpトランジスタ
220ベース電位が高くなる際に偽出力が次段の画素の
読みだしタイミングで現れるからである。このようなア
クセススイッチを使用して走査回路出力に従って順次各
行を読みだしていく事によって極めて簡易に、映像情報
を忠実に且つ走査回路の1ステツプ毎に複数個の出力端
子から同時に読み出すイメージセンサを実現できる。
However, the setting must be made so that the pnp transistor 22 does not become saturated, that is, the collector potential of the pnp transistor 22 does not exceed the Hess potential. This is because when access is completed and the base potential of the pnp transistor 220 becomes high, a false output appears at the read timing of the pixel in the next stage. By using such an access switch to sequentially read out each row according to the output of the scanning circuit, it is extremely easy to create an image sensor that reads out video information faithfully and simultaneously from multiple output terminals for each step of the scanning circuit. realizable.

第7図に他のアクセススイッチを使用した実施例を示す
。■、3.26.27は第6図にて同番号で示したもの
に等しい。28はエンハンスメント型のMOS F E
Tからなるアクセススイッチであり、nチャネル型でも
pチャネル型でもよく更にほこの両者の対の形で構成さ
れるトランスミッションゲートのスイッチでもよい。2
9はアクセス時にフォトトランジスタに対してアクセス
スイッチ28を通して充電を行うための電圧源である。
FIG. 7 shows an embodiment using another access switch. ■, 3.26.27 are the same as those shown with the same numbers in FIG. 28 is an enhancement type MOS F E
The access switch may be an n-channel type or a p-channel type, or it may be a transmission gate switch configured in the form of a pair of both types. 2
Reference numeral 9 denotes a voltage source for charging the phototransistor through the access switch 28 during access.

このようなアクセススイッチを使用して走査回路出力に
従って順次各行を読み出していく事によって極めて簡易
に、映像情報を忠実に且つ走査回路の1ステツプ毎に複
数個の出力端子から同時に読み出すイメージセンサを実
現できる。更に走査回路として同じ<MO3I−ランジ
スタを使用した走査回路を用いれば通常のMO3または
CMOSプロセスにおいてフォトトランジスタを形成で
きるようにするだけで、上記のような性能を満たすイメ
ージセンサが容易に実現できる。
By using such an access switch to sequentially read out each row according to the output of the scanning circuit, an image sensor that can read out video information faithfully and simultaneously from multiple output terminals for each step of the scanning circuit can be realized extremely easily. can. Furthermore, if a scanning circuit using the same <MO3I transistor is used as a scanning circuit, an image sensor satisfying the above performance can be easily realized simply by forming a phototransistor in a normal MO3 or CMOS process.

第8図に走査回路として、バイポーラトランジスタで形
成されたデコーダ回路を使用した実施例を示す。(デコ
ーダ型走査回路については特願昭58−200294号
参照)。3.22.23.24.26.27は第6図中
に同番号で示されたものと等しい。30.31.32は
各々相補性信号対からなっており、これら3対の信号の
組合せによって本図中の8行構成からなる画素列の名に
れかの行がアクセスされる。
FIG. 8 shows an embodiment in which a decoder circuit formed of bipolar transistors is used as a scanning circuit. (For the decoder type scanning circuit, see Japanese Patent Application No. 58-200294). 3.22.23.24.26.27 are the same as those shown with the same numbers in FIG. 30, 31, and 32 each consist of a pair of complementary signals, and by the combination of these three pairs of signals, one of the rows of the pixel column consisting of eight rows in the figure is accessed.

但しこのとき端子33がH”になっていないと、この8
行のどの行も選択されない。この33はセグメント選択
信号入力端子であり、本図に示されたような構成のイメ
ージセンサを多数直列接続することによってその行数を
拡張した長尺のイメージセンサを得ることができる。本
図に示す構成をセグメントとしてこれを複数個もつ1チ
ツプからなるイメージセンサにおいては、各セグメント
の33に相当する端子を順次選択していく回路を同一チ
ップ内に形成させてもよい。本デコーダ走査回路は3ビ
ツト入力で8行アクセスできるものであるが、基本的に
nビット入力で2のn乗個の行をアクセスできるデコー
ダ型走査回路を意味している。
However, if the terminal 33 is not set to H" at this time, this 8
None of the rows are selected. This 33 is a segment selection signal input terminal, and by connecting a large number of image sensors configured as shown in this figure in series, a long image sensor with an expanded number of rows can be obtained. In an image sensor consisting of a single chip having a plurality of segments having the configuration shown in this figure, a circuit for sequentially selecting terminals corresponding to 33 of each segment may be formed in the same chip. This decoder scanning circuit is capable of accessing 8 rows with a 3-bit input, but basically means a decoder-type scanning circuit that can access 2 to the nth power of rows with an n-bit input.

このようなデコーダ型走査回路はシフトレジスタのよう
なシリアルアクセスのみでなく、基本的にランダムアク
セスが可能である。またアクセスされた行の経路のトラ
ンジスタにした電流が流れないので消費電流を節減でき
ている。選択された行のアクセスイッチのI)n+))
ランリスクのベースは引き下げられてこのpnpトラン
ジスタはONとなり選択された行の画素を充電して映像
情報を読み出す。このような構成によりランダムアクセ
スできる走査回路出力に従って順次各行を読み出してい
く事によって極めて簡易に、任意の行の映像情報を忠実
に且つ走査回路の1ステツプ毎に複数個の出力端子から
同時に読み出すイメージセンサを実現できる。
Such a decoder type scanning circuit is basically capable of random access as well as serial access like a shift register. Further, since no current flows through the transistors in the path of the accessed row, current consumption can be reduced. I)n+)) of the access switch of the selected row
The base of the run risk is pulled down and this pnp transistor is turned on to charge the pixels in the selected row and read out the video information. With this configuration, by sequentially reading out each row according to the output of the scanning circuit that can be randomly accessed, it is extremely easy to read out the video information of any row faithfully and simultaneously from multiple output terminals for each step of the scanning circuit. Sensors can be realized.

第9図に走査回路としてサイリスタシフトレジスタを用
いたイメージセンサの実施例を示す。
FIG. 9 shows an embodiment of an image sensor using a thyristor shift register as a scanning circuit.

(サイリスタ走査回路については、特願昭61−138
567号を参照)。3.22.23.26.27は第8
図中に同番号で示したものと等しい。37.38は所定
の電源電圧を与える端子である。34はシリアルイン端
子であり、35及び36は相補性クロ・ツク入力端子で
ある。39.40はサイリスタ走査回路の出力がノ\−
フビノト出力であるのをフルビット出力に直すための相
補性信号入力端子である。22のトランジスタを順次オ
ンさせていくことで順次各行をアクセスしていく。この
ような構成の回路で順次各行を読み出していくようにす
る事によってバイポーラプロセスのみによって極めて簡
易に、映像情報を忠実に且つ走査回路の1ステツプ毎に
複数個の出力端子から同時に読み出すイメーセンサを実
現できる。
(For thyristor scanning circuits, please refer to Japanese Patent Application No. 61-138.
567). 3.22.23.26.27 is the 8th
It is the same as that shown with the same number in the figure. 37 and 38 are terminals that apply a predetermined power supply voltage. 34 is a serial in terminal, and 35 and 36 are complementary clock input terminals. 39.40 is the output of the thyristor scanning circuit.
This is a complementary signal input terminal for converting a fubinote output to a full bit output. By sequentially turning on the 22 transistors, each row is sequentially accessed. By sequentially reading out each row using a circuit with such a configuration, it is possible to realize an image sensor that can read out video information faithfully and simultaneously from multiple output terminals for each step of the scanning circuit, using only a bipolar process. can.

第10図に走査回路としてサイリスタシフトレジスタを
用いたイメージセンサの他の実施例を示す。
FIG. 10 shows another embodiment of an image sensor using a thyristor shift register as a scanning circuit.

3.22.23.26.27.34.35.36.37
.38は第9図中に同番号で示したものに等しい。41
も所定の電圧を与える端子である。このタイプのサイリ
スタ走査回路出力はフルビット出力である。22のトラ
ンジスタを順次オンさせていくことで順次各行をアクセ
スしていく。このような構成の回路で順次各行を読み出
していくようにする事によってバイポーラプロセスのみ
によって極めて簡易に、映像情報を忠実に且つ走査回路
の1ステツプ毎に複数個の出力端子から同時に読み出す
イメージセンサを実現できる。
3.22.23.26.27.34.35.36.37
.. 38 is the same as that shown with the same number in FIG. 41
is also a terminal that applies a predetermined voltage. This type of thyristor scanning circuit output is a full bit output. By sequentially turning on the 22 transistors, each row is sequentially accessed. By sequentially reading out each row using a circuit with this configuration, it is possible to create an image sensor that can read out image information faithfully and simultaneously from multiple output terminals for each step of the scanning circuit, using only bipolar processes. realizable.

以上のようにフォトトランジスタからなる画素がマトリ
クス状に配列された受光部と上記マトリクスの各行を順
次アクセスしていぐ走査回路とアクセススイッチからな
るイメージセンサにおいて、同一列に属する画素のエミ
ッタが共通に結線されて出力ラインを形成し、且つ同一
行に属する画素のコレクタが、基板と型の異なる半導体
分離領域を共有しており、上記共通コレクタを順次アク
セスすることによって、且つ各列の出力ラインの変動を
抑えた低入力インピーダンス回路を介することによって
、同時に同一行の画素からの映像信号を互いに混じり合
うことな(各々の列の上記出力ラインに読み出すことの
できるイメージセンサを簡単に実現する事が出来る。尚
、以上の説明に用いた図において電源等の極性を変える
と共に、画素であるフォトトランジスタをはしめ種々の
)\イボーラトランジスタはnpn型ならばpnp型に
、pnp型ならばnpn型にその型を変更してもよい。
As described above, in an image sensor consisting of a light receiving section in which pixels made of phototransistors are arranged in a matrix, a scanning circuit that accesses each row of the matrix sequentially, and an access switch, the emitters of pixels belonging to the same column are common. The collectors of pixels that are connected to form an output line and that belong to the same row share a semiconductor isolation region of a different type with the substrate, and by sequentially accessing the common collector, By passing through a low input impedance circuit that suppresses fluctuations, it is possible to easily realize an image sensor that can read out video signals from pixels in the same row to the above output lines of each column without mixing them with each other at the same time. In addition, in the diagrams used for the above explanation, in addition to changing the polarity of the power supply, etc., the phototransistor that is the pixel is inserted, and the Ibora transistor is changed to a pnp type if it is an npn type, and to an npn type if it is a pnp type. You may change its type.

また第4図から第10図までの各図における映像信号出
力端子、18.19.20.21.26.27は第1図
及び第2図に示す低入力インピーダンス回路8で受ける
事はいうまでもない。
It goes without saying that the video signal output terminals 18, 19, 20, 21, 26, and 27 in each figure from Fig. 4 to Fig. 10 are received by the low input impedance circuit 8 shown in Fig. 1 and Fig. 2. Nor.

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば同時に同
一行の画素からの映像信号を各々の列の出力に互いに電
位変化量の独立性を失うことなく読み出すことのできる
イメージセンサを容易に実現でき、映像情報入力デバイ
スとしての機能を飛躍的に向上することができ、産業上
の効果は極めて大である。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the present invention provides an image sensor that can simultaneously read out video signals from pixels in the same row to the outputs of each column without losing the independence of the amount of potential change. can be easily realized, the function as a video information input device can be dramatically improved, and the industrial effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のイメージセンサの構成ブロック図、
第2図は画素構造平面図を示すイメージセンサの構成ブ
ロック図、第3図は画素の半導体領域の断面図、第4図
は3列からなる画素配列のイメージセンサの構成ブロッ
ク図、第5図は4列からなる画素配列のイメージセンサ
の構成ブロック図、第6図はアクセススイッチとしてバ
イポーラトランジスタと充電電圧制限ダイオードを用い
たイメージセンサの構成図、第7図はアクセススイッチ
としてMOS F ETを用いたイメージセンサの構成
図、第8図はデコーダ回路を走査回路として用いたイメ
ージセンサの構成図、第9図はサイリスタシフトレジス
タを走査回路として用いたイメージセンサの構成図、第
10図はサイリスタシフトレジスタを走査回路として用
いた他のイメージセンサの構成図である。 1・・・・・・走査回路、2・・・・・・アクセススイ
ッチ列、3・・・・・・フォトトランジスタ、4,5,
6,7,18゜19、20.21.26.27・・・・
・・映像信号出力端子、8・・・・・・低入力インピー
ダンス回路、9・・・・・・コレクタ領域、10・・・
・・・ベース領域、1)・・・・・・エミッタ領域、2
2・・・・・・アクセススイッチとなるトランジスタ、
23・・・・・・充電電圧制限ダイオード列、28・・
・・・・アクセススイッチとなるMOS F ET回路
。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名l =− 4,56,7− θ 走 1 回 路 アクt!ススイ・7千列 フォトトランジスタ M貨1歇fi寄由り1子 低入力インご一9ソズロ路 ?−−−  コ  し  7  夕  鏝 川(IQ 
 −−・  ベ −  ス pa a■−・ エミ+J
9秀区 1図 &! 3 区 第 図 弔 図 第 図 第10図
FIG. 1 is a block diagram of the configuration of an image sensor according to the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of the configuration of an image sensor showing a plan view of the pixel structure, Fig. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor region of the pixel, Fig. 4 is a block diagram of the configuration of an image sensor with a pixel array consisting of three columns, and Fig. 5 is a block diagram of an image sensor with a four-column pixel array, Figure 6 is a diagram of an image sensor that uses a bipolar transistor and a charging voltage limiting diode as an access switch, and Figure 7 is a block diagram of an image sensor that uses a MOS FET as an access switch. Figure 8 is a configuration diagram of an image sensor using a decoder circuit as a scanning circuit, Figure 9 is a configuration diagram of an image sensor using a thyristor shift register as a scanning circuit, and Figure 10 is a configuration diagram of an image sensor using a thyristor shift register as a scanning circuit. FIG. 3 is a configuration diagram of another image sensor using a register as a scanning circuit. 1...Scanning circuit, 2...Access switch row, 3...Phototransistor, 4, 5,
6,7,18゜19,20.21.26.27...
...Video signal output terminal, 8...Low input impedance circuit, 9...Collector area, 10...
...Base region, 1) ...Emitter region, 2
2...Transistor serving as an access switch,
23... Charging voltage limiting diode string, 28...
...MOS FET circuit that serves as an access switch. Name of agent Patent attorney Shigetaka Awano 1 person = - 4,56,7- θ Run 1 Circuit act! Susui, 7,000 rows of phototransistor M coins, 1 child low input input, 1 9 sozuro road? --- Koshi 7 Yu Kazukawa (IQ
−−・Base pa ■−・Emi+J
9 Xiu Ward 1 Map &! 3 Ward Map Funeral Map Diagram 10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画素がマトリクス状に配列された受光部と上記マ
トリクスの各行を順次アクセスしていく走査回路とアク
セススイッチからなるイメージセンサにおいて、上記の
画素がフォトトランジスタからなり、同一列に属する画
素のエミッタが共通に結線されて出力ラインを形成し、
且つ同一行に属する画素のコレクタが、基板と型の異な
る半導体分離領域を共有しており、上記共通コレクタを
順次アクセスすることによって、且つ各列の出力ライン
の電位の変動を抑えた低入力インピーダンス回路を介す
ることによって、同時に同一行の画素からの映像信号を
互いに混じり合うことなく各々の列の上記出力ラインに
読み出すことを特徴とするイメージセンサ。
(1) In an image sensor consisting of a light receiving section in which pixels are arranged in a matrix, a scanning circuit that sequentially accesses each row of the matrix, and an access switch, each of the pixels consists of a phototransistor, and the pixels belonging to the same column are the emitters are wired together to form an output line,
In addition, the collectors of pixels belonging to the same row share a semiconductor isolation region of a different type with the substrate, and by sequentially accessing the common collector, low input impedance is achieved by suppressing fluctuations in the potential of the output line of each column. An image sensor characterized in that video signals from pixels in the same row are simultaneously read out to the output lines of each column through a circuit without being mixed with each other.
(2)アクセススイッチがフィトトランジスタとは相補
型のバイポーラトランジスタと、充電電圧制限ダイオー
ド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。
(2) The image sensor according to claim 1, wherein the access switch comprises a bipolar transistor complementary to the phytotransistor and a charging voltage limiting diode.
(3)列の数が3列であり、列毎に相異なる波長範囲の
光を読み取る構成にしたことを特徴とする請求項(1)
記載のイメージセンサ。
(3) Claim (1) characterized in that the number of columns is three, and each column is configured to read light in a different wavelength range.
The image sensor described.
(4)列の数が4列であり、そのうち一列は遮光されて
他の3列からの出力信号との差動出力をとるために利用
され、残りの3列は列毎に相異なる波長範囲の光を読み
取ることを特徴とする請求項(1)記載のイメージセン
サ。
(4) The number of columns is 4, one of which is shielded from light and used for differential output with the output signals from the other three columns, and the remaining three columns have different wavelength ranges for each column. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensor reads the light of the image sensor.
(5)アクセススイッチがMOSトランジスタからなる
ことを特徴とする請求項(1)記載のイメージセンサ。
(5) The image sensor according to claim (1), wherein the access switch is composed of a MOS transistor.
(6)各行をアクセスする走査回路がバイポーラトラン
ジスタにより形成されたデコーダ回路からなることを特
徴とする請求項(1)記載のイメージセンサ。
(6) The image sensor according to claim (1), wherein the scanning circuit that accesses each row is comprised of a decoder circuit formed of bipolar transistors.
(7)各行をアクセススル走査回路がサイリスタ走査回
路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。
(7) The image sensor according to claim (1), wherein the access-through scanning circuit for each row is comprised of a thyristor scanning circuit.
(8)各行をアクセスする走査回路がMOSトランジス
タにより構成された走査回路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。
(8) The image sensor according to claim (1), wherein the scanning circuit that accesses each row is comprised of a MOS transistor.
JP63274866A 1988-10-31 1988-10-31 Image sensor Pending JPH02121580A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008056139A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Fixing structure of cab window glass
WO2012011585A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 Photovoltaic cell, array, readout method for same and circuit

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