JPH0227821B2 - - Google Patents

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JPH0227821B2
JPH0227821B2 JP56169146A JP16914681A JPH0227821B2 JP H0227821 B2 JPH0227821 B2 JP H0227821B2 JP 56169146 A JP56169146 A JP 56169146A JP 16914681 A JP16914681 A JP 16914681A JP H0227821 B2 JPH0227821 B2 JP H0227821B2
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JP
Japan
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sensor
group
reading
switch
charge
Prior art date
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Application number
JP56169146A
Other languages
English (en)
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JPS5870569A (ja
Inventor
Fujio Okumura
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56169146A priority Critical patent/JPS5870569A/ja
Publication of JPS5870569A publication Critical patent/JPS5870569A/ja
Publication of JPH0227821B2 publication Critical patent/JPH0227821B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフアクシミリ等の原稿読取装置の小型
化、低価格化のための、その読取部に使用される
密着型イメージセンサとその駆動方法に関する。
近年フアクシミリ等の原稿読取装置において、
小型化と低価格化を目的として、原稿面と1対1
に対応し、光学系の小型化が計れる密着型イメー
ジセンサの開発が盛んになつている。これを実現
する方法として数種のイメージセンサが考案され
ているが、これらのイメージセンサは、駆動方法
の点から蓄積型と非蓄積型に大別される。後者は
単なる光導電体をセンサとして用いるものであり
光電流の2次電流を利用できるため一般に光電流
は大きいが、電流値のON−OFF比や光応答性の
点で問題がある。一方、蓄積型は高抵抗膜の上に
電荷を蓄積し、素子に光を当てることによつて発
生した光電荷で、先に蓄積された電荷を打消しそ
の打消された電荷量を検出する。光による1次電
荷しか利用しないため、光電荷そのものの値は小
さいが、一定時間、これを蓄積するため、光の利
用効率はよく、ON−OFF比も大きく、光応答も
速いという特長がある。以上のことにより、一般
にイメージセンサとしては蓄積型の方が望ましい
とされてきた。これは現在、撮像管のほとんどが
蓄積型であることからも明らかである。
しかし、センサの駆動の簡単さを考えた場合に
は、電極の一方に整流性接触を持たせることによ
つてスイツチ数が少なくてすむマトリツクス方式
が実現できる非蓄積型の方が蓄積型よりも有利で
あつた。特に、密着型イメージセンサの場合例え
ば原稿がA4版であれば、読取部は22cm程度の長
尺となり、マトリツクス方式にすると、共通配線
を読取部の長さだけ引回さねばならず、その結果
発生する非常に大きな浮遊容量への電荷の漏れの
ため、蓄積型のマトリツクス駆動は難しいとされ
てきた。そのため現在までに考案されている蓄積
型の密着型イメージセンサは、素子1個1個にそ
れぞれ読取り用のスイツチを設けたものか、ある
いは、全体をいくつかの群に分けて、1つの群ご
とに蓄積、読出しをくり返す方式のものであつ
た。特に後者の場合、1つの群のスイツチングに
前者の一行分に相当する時間がかかるため、分割
した群の数をNとすれば、一行の走査時間は前者
のN倍になつてしまうという欠点を持つている。
このように、従来の蓄積型イメージセンサは非蓄
積型のイメージセンサに比べ、スイツチの数が非
常に多くなるか、走査時間が長くなるという欠点
を持つていた。
本発明は前記蓄積型イメージセンサの欠点を解
消すべくなされたもので、マトリツクス駆動のた
めのブロツキング用ダイオード群を設け、さらに
読取りスイツチ並びに電源側スイツチとアースの
間に新たなスイツチを設け、浮遊容量の影響を消
して、蓄積型において、非蓄積型と同等のマトリ
ツクス駆動を可能にしたものである。
第1図は本発明の走査回路である。S(1,1)
〜S(n,m)は蓄積型用薄膜受光素子であり、
n×m個並んでいる。D(1,1)〜D(n,m)
はそれぞれの受光素子に直列接続されたブロツキ
ング用ダイオードである。C−S1は単一素子の
容量ではなく、D(1,1)〜D(1,m)への共
通配線S1の浮遊容量であり、同様にC−S2〜
C−Sn及びCrR1〜C−Rmはそれぞれ共通配線
S2〜Sn及び共通配線R1〜Rmの浮遊容量であ
る。これらの浮遊容量は先に述べたように、例え
ばA4版の密着型イメージセンサの場合配線は22
cm程度にも及ぶため、受光素子の容量に比べ100
倍から1000倍の大きさになるものと予想される。
S−1A〜S−nAは電源側の駆動スイツチ、R
−1A〜R−nAは読取り側の駆動スイツチであ
る。S−1B〜S−nB及びR−1B〜R−mBは
それぞれ電源側、読取り側の浮遊容量の影響を消
すために付加したスイツチ群である。。尚、後述
するようにS−iA〜S−iBと組になつたスイツ
チは1つのドライバ(例えばTTLオープンコレ
クタドライバ)等に置換えることが可能である。
1は電荷蓄積用電源、2は保護抵抗、3は駆動制
御回路である。4は信号読取り回路であり、第2
図に示す2種の方法がある。第2図aは光電流に
よつて消去された受光素子上の電荷を補う電流を
読取り抵抗RLを使つて検出する方法を示してい
る。第2図bは光電流によつて受光素子上の電荷
が消去されることにより生じる電位の変化を検出
する方式を示しており、CLは読取り容量、S−
Lは信号読取り時にCLに蓄積される電荷を消去
するためのスイツチ用FETである。以下、簡単
のため素子数がS(1,1)〜S(3,3)の9ビ
ツトからなる本発明の密着型イメージセンサにお
いて、スイツチングが若干複雑な第2図bの読取
り回路を例にとり、光信号読取り動作を説明す
る。
第3図に9ビツトの場合に、それぞれのスイツ
チを駆動するタイミングを示す。タイミングは、
スイツチS−Lのパルス幅をτとして目盛つてあ
る。またスイツチはパルスが“High”の状態で
ONするものとする。以下0時間にS−1A,R
−1AがON状態になるところから順を追つて説
明する。尚、以下( )はτを単位として、タイ
ミングを表わす。まず上記2つのスイツチがON
することによつて光センサS(1,1)と読取り
容量CLが接続され、このスイツチングの前に光
電流によつて蓄積された電荷が読出される。次に
電荷消去用スイツチS−Lが入り、読取り容量
CL上の電荷が消去され、同時にS(1,1)上の
電荷量が、一定量(電源電圧×センサ容量)にな
るまで電荷の蓄積がなされる(1τ)、次にR−2
AがONし、S(1,2)の読取り、電荷の消去
及び蓄積が上記S(1,1)の場合と同様に行な
われるが(2τ〜4τ)、R−1AがOFFすると同様
にR−1BがONする。このスイツチが本発明の
特徴である電荷漏れ防止の一部をなすものであ
り、第4図にその効果を示す。
第4図a,bはセンサS(1,3)が読取り状
態になつた瞬間を示しており(4τ)、特に第4図
aは電荷漏れ防止用スイツチR−1B〜R−3B
を含まない場合を示している。第4図aから明ら
かなように、センサS(1,1),S(1,2)は
初期電荷を蓄積した後も浮遊容量C−R1〜C−
R2を通して図中1の電源からの電圧がかかるこ
とになり、光が素子に当つて、センサ上の電位が
変化することによつて浮遊容量C−R1,C−R
2に電荷の漏れが生じる。従つて次にセンサS
(2,1)やS(2,2)から信号を読取る時、C
−R1,C−R2に蓄積された電荷が、素子から
の正常な読取りを妨げる働きをすることになる。
スイツチR−1B〜R−3Bは前記の電荷の漏れ
を防止すべく、回路に付加されたもので、これら
のスイツチは第3図のタイミングチヤートに示す
ように読取りスイツチR−1A〜R−3Aがそれ
ぞれOFFすると同時にONし、浮遊容量を短絡す
ることによつて電荷の流出を防いでいる。このと
き第4図bから明らかなように、センサS(1,
1),S(1,2)は電源との間に閉回路を形成
し、電源からセンサへの電荷の蓄積と全く同じ状
態になつている。このため、読取りスイツチをそ
れぞれ個別にセンサに設けた場合に比べ、光電流
の蓄積時間は若干短くなるが、例えばA4版の密
着型イメージセンサで1mmに8ビツトの素子数と
し、全体を1728ビツト、これを32ビツトづつ54群
に分割し、マトリツクスを形成した場合、最大で
も蓄積時間が全体の54分の1短くなるだけであり
実用上全く問題はない。尚、これらのスイツチン
グの際、センサ素子間の分離が、センサに付加し
たブロツキング用ダイオードによつて、なされる
ことは、非蓄積型のマトリツクス方式の場合と同
様である。
次にもう一方の電荷漏れ防止用スイツチの動作
を説明する。これは前記電荷漏れ防止用スイツチ
S−1B〜S−3Bの動作とも関連するもので基
本的には、一つの群をスイツチングする際に、そ
の共通配線に存在する浮遊容量(この例の場合は
C−S1〜C−S3)に蓄積される電荷を消去す
るものである。この動作を省略した場合、浮遊容
量が比較的大きいため群の共通配線側(電源側)
に常時電源電圧程度の電圧がかかつている状態と
なり、正常な動作はなし得ない。このことを解消
するため例えば第3図に示したタイミングチヤー
トで7τの時スイツチS−1BをONして電荷を消
去する動作を挿入するわけである。尚、この
FETスイツチ2個づつの組(例えばS−1Aと
S−1B等)は、それぞれ1個のTTLオープン
コレクタドライバ等で置換えることもできる。そ
の際S−1B〜S−3Bの各モードは必要なく、
理論的にはスイツチングも簡単なTTLドライバ
の方が望ましい。両者の違いは、FETにした時
読取り側のスイツチ群と合わせてモノリシツク化
できることと、光による蓄積電荷の消去時に素子
の一端が接地されているか、あるいは容量C−S
1〜C−S3を通して浮いているかということだ
けであり、ブロツキング用ダイオードが正常に動
作していればいずれの方式でも問題はない。
本発明の一実施例を第5図bに、そのブロツキ
ング用ダイオードとセンサ素子からなる基本セン
サデバイスの断面図を第5図aに示す。5はガラ
ス基板であり、この基板上に例えば、n型基板7
にp層8、n層9を形成したシリコンのp−n接
合ダイオードを設け、p層側に共通電極6、
SiO2等の絶縁膜10を介して、個別電極11を
形成する。このとき電極11は受光素子の受光面
を決める遮光層の役目も兼ねている。12は
SnO2やITO等の透明導電膜である。この透明電
極上に13のアモルフアスシリコンやCdSあるい
はSe−Te等の高抵抗、光導電体導体膜を形成し、
その上に電極14を形成する。上記構造を持つ基
本センサデバイスが第5図bに示されているよう
に多数1次元配列されており、多層配線された第
1共通電極群16と群ごとの第2共通配線群15
を介してスイツチ群及び、ドライバ群等に配線さ
れている。17は読取側、電源側及び電荷漏防止
用スイツチ群とその制御回路である。以上の密着
型イメージセンサ装置を用い、原稿からの反射光
をセルフオツクレンズや光フアイバアレイ等の光
学系を使つて、素子の形成されていない側のガラ
ス面から入射させ、透明電極上に像を結ばさせ、
前記、信号の読取り方式に従つてスイツチングを
行なうと、原稿面からの情報を電気信号に変換す
ることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、ブロツキング用ダイオードと電荷漏れ防止ス
イツチを設けたことにより、高感度かつ光応答の
速い蓄積型イメージセンサにおいてマトリツクス
方式が実現でき、従来のイメージセンサに比べ、
スイツチ数の大幅削減、並びに駆動回路の簡単化
が可能となり、小型、低価格の密着型イメージセ
ンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の走査回路ブロツク
図、第2図は2種類の読取り回路、第3図は9ビ
ツトの場合のスイツチングタイミングチヤート、
第4図は電荷漏れ防止効果を説明するための部分
的な走査回路、第5図は1実施例を示している。 1……電荷蓄積用電源、2……保護抵抗、3…
…駆動制御回路、4……読取り回路、S(1,1)
〜S(n,m)……光センサ、D(1,1)〜D
(n,m)……ブロツキング用ダイオード、S−
1A〜S−nA,S−1B〜S−nB,R−1A〜
R−mA,R−1B〜R−mB……スイツチ、C
−S1〜C−Sn,C−R1〜C−Rm……浮遊容
量、S1〜Sn,R1〜Rm……共通電極群、RL
…読取り抵抗、CL……読取り容量、S−L……
読取りスイツチ、5……ガラス基板、6,11,
14……電極、7……n型シリコン基板、8……
p型層、9……n型層、10……絶縁膜、12…
…透明導電膜、13……光導電体導体膜、15,
16……配線群、17……信号処理回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 蓄積型光センサ素子と、ブロツキング用ダイ
    オード素子を直列接続した基本センサデバイスが
    基板上に多数一次元配列され、該ブロツキング用
    ダイオード側を共通電極として複数の群に分割さ
    れたセンサ群と、各群ごとに対応する基本センサ
    デバイスを共通に接続し読取り回路に導く第1配
    線群と、上記群の各々を個別に接続し、電源側ド
    ライブ回路に導く第2配線群と、電源側及び読取
    り側の各スイツチ群を定められた順序で駆動する
    制御回路とを具備し、スイツチ群に、浮遊容量へ
    の電荷漏れ防止スイツチ群を付加したことによつ
    て蓄積型のイメージセンサのマトリツクス方式を
    構成していることを特徴とする密着型イメージセ
    ンサ。
JP56169146A 1981-10-22 1981-10-22 密着型イメ−ジセンサ Granted JPS5870569A (ja)

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JP56169146A JPS5870569A (ja) 1981-10-22 1981-10-22 密着型イメ−ジセンサ

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JPS5870569A JPS5870569A (ja) 1983-04-27
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ID=15881134

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JP56169146A Granted JPS5870569A (ja) 1981-10-22 1981-10-22 密着型イメ−ジセンサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4660095A (en) * 1984-05-04 1987-04-21 Energy Conversion Devices, Inc. Contact-type document scanner and method
JPS62124585A (ja) * 1985-11-26 1987-06-05 Fujitsu Ltd 多層ホログラム
JPH01183263A (ja) * 1988-01-18 1989-07-21 Mitsubishi Electric Corp 密着イメージセンサー
JPH07118760B2 (ja) * 1989-04-17 1995-12-18 セイコー電子工業株式会社 イメージセンサ

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JPS5870569A (ja) 1983-04-27

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