JPH02268062A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JPH02268062A
JPH02268062A JP1087894A JP8789489A JPH02268062A JP H02268062 A JPH02268062 A JP H02268062A JP 1087894 A JP1087894 A JP 1087894A JP 8789489 A JP8789489 A JP 8789489A JP H02268062 A JPH02268062 A JP H02268062A
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JP
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pixel
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JP1087894A
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Takahiro Oguchi
小口 高弘
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14681Bipolar transistor imagers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/701Line sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46Colour picture communication systems
    • H04N1/48Picture signal generators
    • H04N1/486Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/41Extracting 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

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換装置に係り、特に複数の光電変換素子
列を有し、各光電変換素子列から独立して信号を出力す
ることの可能な光電変換装置に関する。
[従来の技術] カラー画像を読み取る光電変換装置は、一般に三つの異
なる分光感度を持つ三つの画素列から構成される。そし
て、この画素列が原稿上を走査することで原稿読み取り
が行われる。このとき、原稿上のある位置(P)での画
像情報を得るには。
システム側では、三つの画素列が位置Pを走査する間、
情報を記録する必要がある。これは、各画素列で位置P
での画像情報を得るタイミングがそれぞれ異なるため、
全部の画素列からの情報を記憶する必要があるためであ
る。
この記憶に必要な記録容量Mは、1つの画素列について
、M=N−d/p (N:画素数、d:画素列間距離、
p:画素列を構成する画素のピッチ)が必要である。こ
の際、解像度を一定に保ちMを小さくするためには、d
を小さくすることが望ましい。
このような画素列間距離dの短縮を行った従来例の光電
変換装置(特開昭62−147766に開示されたもの
である)を示す。
第7図(A)は、従来の光電変換装置の構成の説明図で
ある。第7図(B)は、かかる光電変換装置の部分拡大
図である。
第7図(A)に示すように、三つの異なる画素列A、B
、Cを隣接して配置し、その一方の側に電荷転送手段a
l、b1.CIを設け、他方の側に電荷転送手段a2.
b2.c2を設ける0画素列A、B、Cを構成する画素
は、信号が電荷転送手段a1  、bl+c1に転送さ
れるものと、電荷転送手段a2  * b2  * C
2に転送されるものとに分割される。第7図(B)に示
すように、画素のピッチはpであり、画素列間距離はd
である。
本構成の光電変換装置において2画素列A。
B、Cの間および電荷転送手段a1〜C2の間の信号の
転送は、画素列A、B、Cの間および電荷転送手段a1
〜C2の間に設けられた転送ゲートT7〜T14によっ
て行われる。
本構成例では一定の蓄積期間Toの後、転送ゲートを三
タイミングに分けてON10 F Fさせることによっ
て、画素列A、B、Cで発生した光電荷を電荷転送手段
a1〜C2へ短時間に垂直転送し、その後水平転送して
いる。かかる構成の光電変換装置は、各画素列間に転送
ゲートがあるだけなので、画素列間距離dを小さくする
ことができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例では画素列A、B。
Cから水平転送部a1〜C2への転送を、垂直ゲートを
用い各画素列の光電変換部(M積出)を通して行ってい
るため、垂直転送は画素列A。
B、Cとも一括して同じタイミングで行われる。
したがって、三つの画素列を独立して駆動させることは
できなかった。
[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子列と、こ
の複数の光電変換素子列に対応した複数の走査回路とを
有し、 前記複数の光電変換素子列と前記複数の走査回路とを配
線接続したことを特徴とする。
[作用] 本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子列と、こ
の複数の光電変換素子列に対応した複数の走査回路とを
設け、複数の光電変換素子列と前記複数の走査回路とを
配線接続することにより、各々の光電変換素子列におけ
る信号電荷の蓄積、蓄積された信号電荷の転送を、独立
して行うことを可能とするものである。
[実施例] 以下1本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は、本発明の光電変換装置の一構成例を示す説明
図である。
同図に示すように、光電変換素子列である画素列部lの
各画素列A、B、Cはそれぞれ配線を介して垂直転送・
−時蓄積部2と接続され、垂直転送φ−時蓄積積出はそ
れぞれ配線を介して水平電荷転送部3の各水平転送部構
成列a、b、cと接続される。垂直転送・−時蓄積部2
および水平電荷転送部3は走査回路を構成する。
本構成例においては、それぞれの画素列に蓄積された信
号電荷は、他の画素列を介さず配線を介して水平電荷転
送部3に送られるために、他の画素列と独立して、信号
電荷を送ることができる。
第2図は、上記光電変換装置の一回路構成を示す回路図
である。
同図に示すように、画素列部lはR(赤)、G(青)、
B(緑)の三列から構成され、各画素列の光電変換部S
Il”S32はフォトトランジスタとなっている。
R,G、Hの各画素列部1の光電変換部311〜332
のベースにはMOSトランジスタTll〜T32が接続
されており、R,G、Hの各画素列ごとにパルスφBR
R、パルスφ8RG  、パルスφBR8が印加されて
、MOS )ランジスタTll”T32が0N10FF
i’tlJilされ、一定の電圧VBGがベースに印加
される。光電変換部Sll 、 S2! 、 S31の
エミッタはMOS )ランジスタT*+ 、TRI 、
TRIを介して一時蓄積容量CT代1  * CTGI
  * CTBI に接続され、またリセット(リセッ
ト電圧V VR)動作を行わせるMOS )ランジスタ
TRRI、T代Gl  l TRBI に接続される。
−時蓄積容量CT穴1.cTGICTRI は、シフト
レジスタR,G、Hによって制御されるMOS )ラン
ジスタTSRI  、 Tsa+’rsa+ を介して
、出力信号線R,G、Hに接続される。
同様にして、光電変換部S+7〜S32のエミッタはM
OSトランジスタT*2 、 TG2 * TR2を介
して一時蓄積容量CH12、CrG2  、 CTR2
に接続され、またリセット動作を行わせるNOS )ラ
ンジスタTRR2、TllG2  、 TR82に接続
される・−時蓄積容量Cru  、CrG2 、Cra
zは、シフトレジスタR,G、Hによって制御されるM
OSトランジスタTSR2、TSG2  、 TS82
 を介して、出力信号線R,G、Bに接続される。
パルスφVRII  、φνRG  *φviaはMO
S トランジスタTRRI  、 TRGI  + T
代B+ およびMOS )929771代R21TRG
’  l TRB2 を制御し、パルスφTR)φTG
IφI8はMOS トランジスタT代貫。
TGI 、 TelおよびMOSトランジスタT大2 
、 Tsz *T82を制御し、パルスφSTRφST
G φSTBはシフトレジスタR,G、Bを介してll
l0S )ランジスタTSRI  、 Tsc+  +
 T!ie+ および)IOs )ランジスタTSR2
、TSG2  、 TSl+2 を制御するものである
なお、MOS )929771代1 、 TGI 、 
Tel 。
TR2+ TG2 * TR2は垂直転送ゲートfi2
bを構成し、−時蓄積容量CT大+  + CTGI 
 + CTR1CTR7、CrG2  * CTR2は
一時蓄積容量部2aを構成する。垂直転送ゲート部2b
と一時蓄積容量部2aは垂直転送、−時蓄積部2となる
また、MOS )ランジスタTSRI  、TSGIT
sar  、 TSl+2  、 Tss2. TSI
+2は水平転送ゲート部3cを構成する。出力信号線R
,G、Bは出力信号線部3bを構成し、シフトレジスタ
R9G、Bはシフトレジスタi3aを構成する。シフト
レジスタ部3aと出力信号線部3bと水平転送ゲート部
3cは水平電荷転送部3となる。
第3図は上記回路構成の光電変換装置の一画素列である
画素列Rの動作を示すタイミングチャートである。
同図に示すように1時刻t1において、パルスφTRが
印加されて、垂直転送ゲートたるMOS )ランジスタ
TRI 、 TR2がON状態となると、画素列Rの画
素での光信号が、−括して一時蓄積容量Cru  、 
CTl+2へ転送される。その後、光電変換部であるフ
ォトトランジスタ構成部のベース電位は、時刻t2のパ
ルスφBARの印加によってV8Gにリセットされ(完
全リセット)、さらに時刻t3においてφviRが印加
されエミッタ電位がVVRにリセットされる(過渡リセ
ット)、この過渡リセットの終了から次の垂直転送パル
スφTR印加までの時間が、次に読み出される信号電荷
の蓄積時間である。
時刻tlにおいて、−時蓄積容量に送られた光信号は、
時刻t4においてシフトレジスタRの起動クロックφS
TRの印加後、時刻t5においてシフトレジスタRから
の走査パルスによって1ビット分ずつ出力信号線Rに出
力される。
以上、画素列Hについて、その動作を説明したが他の画
素列についても、同様な駆動タイミングで動作させるこ
とができる。
本発明においては、前述したようにR,G。
Bの3つの独立な走査回路を用いて出力の走査を行うた
め、R,G、B駆動のためのタイミングには全く制約が
なく、3つの画素列を全く独立に駆動できる。
第4図は、画素列R,G、Bを独立に駆動するためのタ
イミングチャートである。
なお、完全リセットを行わせるためのパルスφBRR、
φBRG  、φBRB 、過渡リセットパルスφII
RII  lφVRG  、φVRBは簡易化のために
省略しである。
同図に示すように、本例においては、ある垂直転送パル
スφ丁が印加された時間から、次の垂直転送パルスφ工
印加までの時間をR,GよりもBの方を長くとってあり
(T 3 ) T l* T2 )、信号電荷の蓄積時
間はR,GよりもBの方を長くしである。このように、
本発明においては、光電変換部であるフォトトランジス
タ構成部の感度等によって信号電荷の蓄積時間を任意に
変えることができる。
なお、上記実施例では、光電変換部はフォトトランジス
タとなっているが、フォトダイオードのような他の光電
変換素子におきかえることもできる。また第2図に示し
た一時蓄積容量CTRICTGI  、 CTR1、C
TR2、CrG7  、 CTR2はなくてもよい。
第5図(A) (B)は、画素列A、B、Cを独立駆動
する他の実施例を示す説明図であり、第5図(A)は概
略的説明図、第5図(B)はタイミングチャートである
。なお、第5図(B)においても、簡略化のため、パル
スφTR,φTG、φT8のみを示している。
第5図(A)に示すように、第2図で示した光電変換素
子が一定の速度Vで動き、原稿のカラー画像情報を読む
とする0例えば、B画素は、時刻1=0から時刻t=T
aの間に原稿情報を得るが(情報量TBI) 、 G画
素が得る原稿情報は、dを画素列間の距離とすると1時
間t = d / vだけ遅れて入ってくる(情報量T
GI) 、同様にR画素が得る原稿情報は、時間t =
 2 d / vだけ遅れて入ってくる(情報量TRI
) 。
そこで、第5図(B)に示すように、G、Hの駆動用パ
ルスφrG、φT11のタイミングを時間tG(=d/
V)、時間を大 (=2d/v)だけ位相的にずらす(
なお、パルスφTB、φTG、φTR1の周MToは全
て同じ)、こうすれば、R,G、B画素が原稿から得る
情報量は同じとなり(TB1=TG1= TRI 、 
TR2= TG2= TR2、−−−1なお第5図にお
いては、TBI 、 TGI 、 TRIとTR2゜T
R2,TR2とは等しくないがTBI 、 TGI 、
 TR1=TB2. TR2,TR2であってもよい)
、正しいカラー情報が得られる。この場合、光電変換素
子の走査速度Vが変化すればtG、tRも変化するが、
R,G、B画素列を独立に駆動できる本発明によれば、
時間11;、1代を変え、位相を制御することは容易で
ある。
次に1本発明を適用した画像読取装置の一例を示す。
第6図は、画像読取装置の一例の概略的構成図である。
同図において、原稿501は読取り部505に対して相
対的に矢印Y方向に機械的に移動する。
また、画像の読み取りは1本発明の光電変換装置たるイ
メージセンサ504によって矢印X方向に走査すること
で行われる。
まず、光源502からの光は原稿501で反射し、その
反射光が結像光学系503を通してイメージセンサ50
4上に像を結像する。これによって、イメージセンサ5
04には入射光の強さに対応したキャリアが蓄積され、
光電変換されて画像信号として出力する。
この画像信号は、AD変換器506によりデジタル変換
され、画像処理部507内のメモリに画像データとして
取り込まれる。そして、シェーディング補正1色補正等
の処理が行われ、パソコン508又はプリンタ等へ送信
される。
こうしてX方向の走査の画像信号転送が終了すると、原
稿501がY方向へ相対的に移動し、以下同様の動作を
繰り返すことで、原稿501の前画像を電気信号に変換
し画像情報として取り出すことができる。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明による光電変換装置
によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)三つの画素の画素列の駆動が独立にできるように
なったため各画素列の電荷蓄積期間を自由に制御でき、
画素列間の動作の位相をずらすことも可能となった。
(2)画素列間に転送ゲートが不要となり、従来に比べ
画素列距離を短縮することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光電変換装置の一構成例を示す説明
図である。 第2図は、上記光電変換装置の一回路構成を示す回路図
である。 第3図は上記回路構成の光電変換装置の一画素列である
画素列Rの動作を示すタイミングチャートである。 第4図は、画素列R,G、Bを独立に駆動するためのタ
イミングチャートである。 第5図(A) (B)は、画素列A、B、Cを独立駆動
する他の実施例を示す説明図である。 第6図は1画像読取装置の一例の概略的構成図である。 第7図(A)は、従来の光電変換装置の構成の説明図で
ある。第7図(B)は、かかる光電変換装置の部分拡大
図である。 l二画素列部、2:垂直転送−−時蓄積出、2aニ一時
蓄積容量部、2b=垂直転送ゲート部、3:水平電荷転
送部、3a:シフトレジスタ部、3b:出力信号線部、
3C:水平転送ゲート部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の光電変換素子列と、この複数の光電変換素
    子列に対応した複数の走査回路とを有し、前記複数の光
    電変換素子列と前記複数の走査回路とを配線接続した光
    電変換装置。
JP1087894A 1989-04-10 1989-04-10 光電変換装置 Pending JPH02268062A (ja)

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US07/506,000 US5128533A (en) 1989-04-10 1990-04-09 Photoelectric converting apparatus
EP90303796A EP0392782B1 (en) 1989-04-10 1990-04-09 Photoelectric converting apparatus

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EP0392782A3 (en) 1991-08-21
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