JPH04282953A - 密着型二次元イメージセンサ - Google Patents

密着型二次元イメージセンサ

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JPH04282953A
JPH04282953A JP3046405A JP4640591A JPH04282953A JP H04282953 A JPH04282953 A JP H04282953A JP 3046405 A JP3046405 A JP 3046405A JP 4640591 A JP4640591 A JP 4640591A JP H04282953 A JPH04282953 A JP H04282953A
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JP
Japan
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image sensor
signal
circuit
contact type
pixel
Prior art date
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Pending
Application number
JP3046405A
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English (en)
Inventor
Muneaki Yamaguchi
宗明 山口
Ken Tsutsui
謙 筒井
Yoshiyuki Kaneko
好之 金子
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータへの画像
,文字入力、あるいは、ファクシミリへの画像,文字入
力、あるいは、その他の画像情報を扱うものへの画像情
報入力に用いられる、二次元画像入力装置に関わるもの
である。
【0002】
【従来の技術】ファクシミリの使用あるいは、コンピュ
ータに対する画像の入力など、画像入力装置を使用する
ことが広く普及してきている。従来この画像入力装置と
して、半導体基板上に作られた撮像素子を使用していた
。撮像素子を使用すると、縮小光学系が必要となり、大
きく,高価なものとなっていた。その後、光学系を必要
としない密着型センサが作られたが、センサそのものは
、受光素子を一列に並べた一次元センサであり、原稿を
読み取るときには、何らかの機械的走査を必要としてい
た。この一次元密着型センサにおいては、機械部分を持
つために、大きくなってしまい、密着型センサに期待さ
れるコンパクト性という利点が最大限に利用できていな
かった。
【0003】密着型二次元センサは、光学系を必要とし
ないだけではなく、原稿を読み取る際に機械的走査をも
必要としない、電子的走査で原稿を読み取ることのでき
る画像入力装置である。
【0004】「実開平2−8055 」に記載の様に、
密着型二次元センサについての特許,実用新案は既にあ
るが、1画素内の内部構成あるいは、駆動電圧について
の記載にとどまり、読み出し方式についてはなんら明示
されていない。
【0005】従来、読み出し方式については、二次元の
撮像素子についての様々な技術があった。例えば、その
内の一つの例を図6を用いて説明する。図6にあるよう
に、撮像素子は、画素101,走査線31,信号線41
と、走査線31を駆動する垂直走査回路2と、水平スイ
ッチ121〜125からなっている。画素101のなか
には、受光素子161と画素内スイッチ111がある。 画素の選択は、次のようにして行なう。まず、垂直走査
回路2により、選択した水平1ライン11の画素内スイ
ッチ111〜115をONにする。その後、水平スイッ
チ121により、水平1ライン11の中から1つの画素
101を選択し、信号線41を用いて信号を読みだす。 1つの画素101の信号を読みおわったら、該水平スイ
ッチ121をOFFとし、隣の水平スイッチ122をO
Nとし、信号を同様に読みだす。この様にして、水平1
ライン11を読み終れば、垂直走査線2により、ONと
なっている画素内スイッチ111〜115をOFFとし
、次の走査線32を選択し、その1ライン12を同様に
読みだす。これを繰り返していくのである。選択された
画素よりでる信号は、信号線により順番に処理回路へと
導かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮像素
子と密着型二次元イメージセンサでは、大きく異なる部
分が存在する。例えば、撮像素子は、大きいものでも対
角2/3インチ程度とその面積は小さく、また、駆動す
るための素子などは、全て単結晶Si上に作られている
。一方、密着型イメージセンサは、密着型のため、A4
の原稿を読み取るためには、A4の面積を必要とする。 さらに、その様な大面積のデバイスを得るためには、半
導体層に移動度の低いa−Siを用いることが必須であ
る。そのため、密着型二次元イメージセンサでは、撮像
素子と同様の読み出し方式では、画素選択用のスイッチ
素子のスイッチ時間が短くなるため、高速,高S/Nと
いう面で満足な性能を得ることはできなかった。
【0007】本発明の目的は、適切な読み取り技術を有
する密着型二次元イメージセンサを提供することである
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、以下のような手段を用いた。 1.密着型二次元イメージセンサの、信号処理回路につ
ながる信号線のそれぞれに、画素より読み取った信号を
並列に処理するような回路構成とした。 2.密着型二次元イメージセンサの、信号処理回路につ
ながる信号線のそれぞれに、画素より読み取った信号を
パラレルに処理し、次の段階でパラレル−シリアル変換
を行ない、さらに次の段階で、シリアルに信号処理を行
なうようにした。 3.密着型二次元イメージセンサにおいて、信号をシリ
アルに処理する部分については、結晶半導体を用いた回
路により、信号を処理することにした。
【0009】
【作用】1.スイッチで選択された画素からの信号を、
一つ一つ順番に処理せず、図1のように並列に処理する
回路により、水平の1ラインの処理を1度に行なえるよ
うにする。その結果として、従来一つの画素の処理にか
けていた時間で、1ラインの信号を処理できるため、画
像を読み取る時間を大幅に少なくすることができる。ま
た、従来処理回路が一つであったため、画素から処理回
路への経路の長さの違いでシェーディングが起きていた
が、信号を並列で処理する回路を取付けたため、画素か
ら処理回路までの経路の長さが、1ライン内では同じと
なったため、1ライン内のシェーディングの発生を少な
くすることができる。 2.上記作用項1で示したものでは、密着型二次元イメ
ージセンサより送られる信号を受ける装置には、信号を
並列で受け取るインターフェースが必要となる。そこで
、図2のように並列処理回路で処理した後、パラレル−
シリアル変換を行ない、シリアル信号で出力するように
すると、密着型二次元イメージセンサが出力した信号を
受け取る装置は、シリアルのインターフェースを装備し
ていれば良いこととなる。さらに、信号を受け取る装置
の持つインターフェースにあわせて、密着型二次元イメ
ージセンサも、パラレル−シリアル変換の次の段階に、
直列の信号処理回路を備えれば、あらゆるインターフェ
ースに対応できる。
【0010】3.密着型二次元イメージセンサにおいて
、半導体層にアモルファス半導体(例えばアモルファス
シリコン(a−Si))を用いた場合、上記作用項2で
示したものにおいて、パラレル−シリアル変換の部分あ
るいは、その次の直列処理回路の部分にもアモルファス
半導体を使用した場合、回路の負担が大きく読み取りに
必要な時間も大きくなってしまう。そこで、パラレル−
シリアル変換回路以後の回路を結晶半導体で構成した。 その結果、高速の密着型二次元イメージセンサを得るこ
とができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。図
1は、本発明の一実施例のブロック図である。本実施例
は、二次元イメージセンサアレイ1と垂直走査回路2と
並列処理回路3とでなっている。並列処理回路3は、ア
ンプ131〜135とバッファ13により構成されてお
り、その並列処理回路3と、二次元イメージセンサアレ
イ1の詳細図を図3に示す。
【0012】駆動方法は、次の通りである。まず、垂直
走査回路2により水平1ライン11のアレイ内スイッチ
111〜115のゲートがONとなり、水平1ライン1
1が選択される。次に、水平スイッチ121〜125が
ONとなり、信号が画素101〜105より読みだされ
る。読みだされた信号は、アンプ131〜135により
増幅され、バッファ13に蓄えられる。信号の読みだし
終了後、水平スイッチ121〜125がOFFとされ、
選択された水平1ライン11のアレイ内スイッチ111
〜115をOFFとする。これで、1ライン分終了とな
る。これを各水平ラインに対し、順次繰り返す。
【0013】図2は、本発明の別の実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例は、二次元イメージセンサアレイ
1と垂直走査回路2と並列処理回路3とパラレル−シリ
アル変換回路4と直列信号処理回路5からなる。
【0014】本実施例の詳細図を図4に示す。
【0015】本実施例の駆動方法は次の通りである。ま
ず、垂直走査回路2により水平1ライン11のアレイ内
スイッチ111〜115のゲートがONとなり、水平1
ライン11が選択される。次に、水平スイッチ121〜
125がONとなり、信号が画素101〜105より読
みだされる。読みだされた信号は、アンプ131〜13
5により増幅され、バッファ13に蓄えられる。信号の
読みだし終了後、水平スイッチ121〜125がOFF
となる。次に、シフトレジスタ14を動作させ、第2の
水平スイッチ141〜145を順次ONさせ、バッファ
13に蓄えられた信号を順番に信号線22に送る。直列
信号処理回路5では、信号線22に入ってきた信号を必
要に応じて、電圧変換などの操作を行なう。バッファに
蓄えられた全ての信号を信号線22に送った後、選択さ
れた水平1ライン11のアレイ内スイッチ111〜11
5をOFFとする。これで、1ライン分終了となる。こ
れを各水平ラインに対し、順次繰り返す。
【0016】上記実施例の2例について、並列処理回路
3のなかは、信号のアンプ131〜135と信号保持用
のバッファ13のみで構成されているが、必ずしもこの
様である必要はなく、例えば、アンプの次にA/Dコン
バータをいれ、アンプした信号をA/Dコンバータによ
りデジタル化して、デジタルデータをバッファに蓄える
ようにしても良いし、他の信号処理の回路を加えても良
い。
【0017】図5は、本発明の別の実施例を示す図であ
る。本実施例は、パラレル−シリアル変換回路と、それ
以後の処理回路を、外付けのIC201の上で構成した
ものである。センサパネル202には接続のための端子
203を用意し、その端子203をクロムあるいは、I
TO(Indium Tin Oxide)で作製し、
外付けIC201にはTAB(Tape Automa
ted Bonding)のパッケージ型のものを使用
した。また、センサパネル202と外付けIC201の
接続には、異方性導電膜211を利用した。
【0018】本発明の並列処理回路3,パラレル−シリ
アル変換回路4,直列信号処理回路5は、全てを二次元
イメージセンサアレイ1と同じ基板の上に作製する必要
はなく、本実施例のように、上記回路の一部あるいは全
部を、外付けのIC201などで構成しても構わない。 さらに、外付けIC201は、必ずしもTABである必
要はなく、例えば、COG(Chip On Glas
s)によって取付けても良いし、他の方法であっても良
い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
密着型二次元イメージセンサにおいて、より高速で高S
/Nの密着型二次元イメージセンサを得ることが出来る
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の読み出し方法のブロック図である。
【図2】本発明の読み出し方法−信号変換回路のブロッ
ク図である。
【図3】本発明の読み出し方法の詳細図である。
【図4】本発明の読み出し方法−信号変換回路の詳細図
である。
【図5】本発明の外付けICの取り付け図である。
【図6】従来の読み出し方法の図である。
【符号の説明】
1…二次元イメージセンサアレイ、2…垂直走査回路、
3…並列処理回路、4…パラレル−シリアル変換回路、
5…直列信号処理回路、6…走査線、7…信号線、8…
第2の信号線、11…水平1ライン、12…水平1ライ
ン、13…バッファ、14…シフトレジスタ、22…信
号線、31…走査線、32…走査線、41…信号線、1
01…画素、111…画素内スイッチ、112…画素内
スイッチ、113…画素内スイッチ、114…画素内ス
イッチ、115…画素内スイッチ、121…水平スイッ
チ、122…水平スイッチ、123…水平スイッチ、1
24…水平スイッチ、125…水平スイッチ、131…
アンプ、132…アンプ、133…アンプ、134…ア
ンプ、135…アンプ、141…第2の水平スイッチ、
142…第2の水平スイッチ、143…第2の水平スイ
ッチ、144…第2の水平スイッチ、145…第2の水
平スイッチ、151…第2の水平スイッチのゲート線、
152…第2の水平スイッチのゲート線、153…第2
の水平スイッチのゲート線、154…第2の水平スイッ
チのゲート線、155…第2の水平スイッチのゲート線
、161…受光素子、201…外付けのIC、202…
センサパネル、203…端子、204…外付ICの端子
、211…異方性導電膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】垂直走査回路と、信号処理回路と、該垂直
    走査回路につながる複数の走査線と、該複数の走査線と
    交差し、かつ該信号処理回路につながり、読み取った信
    号を送る複数の信号線を有し、該走査線と該信号線の各
    交点に画素を有し、該画素の中に、少なくとも光電変換
    素子と画素選択用スイッチとを有し、該走査線と該信号
    線をもって、一つの画素を選択するように基板上に配置
    された密着型二次元イメージセンサであって、信号線の
    それぞれに画素より読み取った信号を処理する回路を有
    し、読み取った信号を水平の1ライン分同時に処理する
    ことを特徴とする密着型二次元イメージセンサ。
  2. 【請求項2】垂直走査回路と、信号処理回路と、該垂直
    走査回路につながる複数の走査線と、該複数の走査線と
    交差し、かつ該信号処理回路につながり、読み取った信
    号を送る複数の信号線を有し、該走査線と該信号線の各
    交点に画素を有し、該画素の中に、少なくとも光電変換
    素子と画素選択用スイッチとを有し、該走査線と該信号
    線をもって、一つの画素を選択するように基板上に配置
    された密着型二次元イメージセンサであって、信号線の
    それぞれに画素より読み取った信号をパラレルに信号処
    理を行なう信号処理回路を有し、次の段階において、パ
    ラレル−シリアル変換回路により、パラレルに処理した
    信号をパラレル−シリアル変換し、さらに次の段階にお
    いて、シリアル信号処理を行なうことを特徴とする密着
    型二次元イメージセンサ。
  3. 【請求項3】上記密着型二次元イメージセンサにおいて
    、画素部及びパラレルに信号処理を行なう回路は、a−
    Siを用いて構成された回路であり、パラレル−シリア
    ル変換を行なう、あるいはシリアル信号処理を行なう回
    路は、結晶シリコンで構成されていることを特徴とする
    請求項2記載の密着型二次元イメージセンサ。
  4. 【請求項4】上記密着型二次元イメージセンサにおいて
    、結晶シリコンは、a−Siを結晶化した結晶シリコン
    であることを特徴とする請求項3記載の密着型二次元イ
    メージセンサ。
  5. 【請求項5】上記密着型二次元イメージセンサにおいて
    、結晶シリコンによる回路部分は、外付けの専用ICで
    あることを特徴とする請求項3記載の密着型二次元イメ
    ージセンサ。
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