JPH03208460A - イメージセンサ - Google Patents

イメージセンサ

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JPH03208460A
JPH03208460A JP2003241A JP324190A JPH03208460A JP H03208460 A JPH03208460 A JP H03208460A JP 2003241 A JP2003241 A JP 2003241A JP 324190 A JP324190 A JP 324190A JP H03208460 A JPH03208460 A JP H03208460A
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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〕 この発明は、ファクシミリやイメージスキャナに用いる
光信号を電気信号に変換するイメージセンサに関する。
〔発明の概要〕
この発明は、バイポーラトランジスタアレイを用いたイ
メージセンサにおいて、このバイポーラトランジスタア
レイの近くに、遮光されたバイポーラトランジスタアレ
イを設け、それぞれのバイポーラトランジスタのベース
にリセット用のスイッチを接続することにより、暗出力
のばらつきが小さく、出力の直線性が良好で残像の少な
いイメージセンサを提供するものである。
〔従来の技術〕
従来、バイポーラトランジスタのベースに光キャリアを
蓄積し、エミッタから信号を取り出す方式のイメージセ
ンサが知られている。第５図にその一例であるイメージ
センサの構成図を示すｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
ｌのコレクタ２は一定電位ＶＣＣである。バイポーラト
ランジスタ１のエミッタ３は画素選択スイッチ４を通じ
て共通信号ｗＡ５につながっている。バイポーラトラン
ジスタｌのベース６はフローティングである０画素選択
スイッチ４を順次オンすることにより、各バイポーラト
ランジスタ１に蓄えられた光キャリアを読み出す構成に
なっている。読み出し時には、トランジスタの増幅作用
により、蓄えられた光キャリアの数十〜数百倍の電荷が
出力される。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来のイメージセンサにおいては、バイポーラト
ランジスタ１のベース６がフローティングのため、前回
の出力後、ベースに電荷が残り、次回の出力に影響し、
残像現象が発生する。またトランジスタ動作のためには
エミッタ接合が順バイアスされる必要があるため、光キ
ャリアの一部がエミッタ接合の順バイアス化に使われる
。そのため、第４図の光電変換特性図に示すように、低
露光領域において出力が線形に増加しないという問題が
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、この発明はバイポーラト
ランジスタアレイを用いるイメージセンサにおいて、こ
のバイポーラトランジスタアレイの近くに遮光されたバ
イポーラトランジスタアレイを設け、それぞれのバイポ
ーラトランジスタのベースにリセット用のスイッチを接
続することにより、残像現象と出力特性を改善した。
〔作用〕
上記のように構成されたイメージセンサにおいては、各
画素の出力後にベースに接続されたリセット用のスイッ
チにより、ベースを定電位にリセットすることにより、
バイポーラトランジスタを常に一定状態に初期化するこ
とができる。従ってベースに電荷が残ることによる残像
現象は起こらない、また、ベースのリセット電位を高め
にすることにより、エミッタ接合を順バイアスするに充
分な電荷を初期的にベースに与えることができ、露光量
が低い範囲でも出力が露光量に比例する。
〔実施例〕
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明によるイメージセンサの構成図で、ｎｐ
ｎ型バイポーラトランジスタ７のコレクタはＶＣＣに固
定されており、そのベース上は開孔されており、光キャ
リアはベースに蓄積される。このベースはリセットスイ
ッチ８に接続されており、リセットスイッチ８を通じて
、ベースリセット電位Ｖ、が与えられる。バイポーラト
ランジスタのエミッタは、画素選択スイッチ９を通じて
共通信号線１０に接続される。バイポーラトランジスタ
７は複数並んでおり、それぞれに対応してダミーのバイ
ポーラトランジスタ１１が設けられている。ダミーのバ
イポーラトランジスタ１１は、そのベース上がＡＩ等の
遮光膜によって遮光されている点を除けば、バイポーラ
トランジスタ７と全く同じ構造を持っている。ダミーの
バイポーラトランジスタ１１のコレクタは■。に接続さ
れており、ベースはリセットスイッチ１２を通じてリセ
ット電位ｖ１が与えられるようになっており、エミッタ
は西素選沢スイッチ１３を通じて共通ダミー信号Ｍ１４
に接続されている０以上のような構成を持つイメージセ
ンサのベース領域と遮光膜の配置図を第２図に示す、半
導体チップ１５上にパイボーラト−ランジスタの受光領
域であるベース１６が直線状に配置されており、それに
隣接してダミーのバイポーラトランジスタのベース１７
が直線状に配置されている。ダミーのバイポーラトラン
ジスタのベース１７はＡＪ等の遮光膜１Ｂによって覆わ
れているが、バイポーラトランジスタのベース１６の上
は遮光膜が取り除かれている。
次に第１図に従って動作を説明する。対になっているバ
イポーラトランジスタ７とダミーのバイポーラトランジ
スタ１１の画素選択スイッチ９，１３は同時にオンして
両トランジスタ７．１１から電荷が共通信号線１０．１
４にそれぞれ出力される。順次画素選択スイッチ９，１
３がオンすることにより、時系列的に画像信号とダミー
信号が共通信号ｗＡ１０．１４に出力されていく、出力
後、画素選択スイッチ９．１３を通じてバイポーラトラ
ンジスタ７．１１のエミッタは一定電位となるが、ベー
スにはまだ電荷が残っている０次にベースリセットスイ
ッチ８゜１２をオンすることにより、バイポーラトラン
ジスタ７．１１のベース電位はＶ、となる０次にベース
リセットスイッチ８．１２と画素選択スイッチ９゜１３
がオフされると入射光量に応じて、バイポーラトランジ
スタ７のベースに光キャリアが蓄積される。ダミーのバ
イポーラトランジスタ１１のベースは遮光されているた
め光キャリアは蓄積されず、バイポーラトランジスタ７
の暗出力と等しい出力が常に出力される。■、は画素選
択スイッチ９゜１３がオンしたとき、エミッタ接合を充
分順バイアスできる程度に高い値に設定するので、バイ
ポーラトランジスタ７の出力は、低露光領域から直線的
に増加する。
バイポーラトランジスタ７．１１のベースは毎回■８に
リセ７）されるので、前回の出力の影響が残ることはな
く、残像現象は起こらない。
第３図は本発明のイメージセンサの光電変換特性図であ
り、直ｖＡａはバイポーラトランジスタ７の光電変換特
性、直線すはダミーのバイポーラトランジスタ１１の光
電変換特性である。暗出力のオフセット電位ＶＤは画素
の位置によってばらつくが対になっているバイポーラト
ランジスタ７と１１は充分近くに配置されているので、
両者の暗出力のオフセントＴｌ圧■。はほとんど差がな
い。従って共通信号線１０と共通ダミー信号線１４を差
動増幅アンプに入力すれば、差動増幅アンプの出力信号
は露光量に比例した光電変換特性が得られ、暗出力のば
らつきも小さくなる。
なお、各スイッチのタイミングは走査回路により作るこ
とができ、走査回路は同一半導体チップ内に作ってもよ
い、差動増幅アンプも同一半導体チップ内に作ってもよ
い。
以上のように本発明によれば、簡単な構造で暗出力のば
らつきが小さく、出力の直線性が良好で残像の少ないイ
メージセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例にかかるイメージセンサの構
成図、第２図は本発明のイメージセンサのベース領域と
遮光膜の配置図、第３図は本発明のイメージセンサの光
電変換特性図、第４図は従来のイメージセンサの光電変
換特性図、第５図は従来のイメージセンサの構成図であ
る。 １．７・・・バイポーラトランジスタ ２・・・・・バイポーラトランジスタのコレクタ３・・
・・・バイポーラトランジスタのエミッタ４．９．１３
・・・画素選択スイッチ ５．１０・・・共通信号線 ６・・・・・バイポーラトランジスタのベース８．１２
・・・リセットスイッチ １１・・・・・ダミーのバイポーラトランジスタ１４・
・・・・共通ダミー信号線 １５・・・・・半導体子ノブ １６・・・・・バイポーラトランジスタのベース１７・
・・・・ダミーのバイポーラトランジスタのベース １８・・・・・遮光膜 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バイポーラトランジスタアレイを用いたイメージセンサ
    において、前記バイポーラトランジスタアレイの近くに
    、遮光されたバイポーラトランジスタアレイを持ち、そ
    れぞれのバイポーラトランジスタのベースにリセット用
    のスイッチが接続されていることを特徴とするイメージ
    センサ。
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