JPH07264495A - 電荷蓄積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電荷蓄積装置における導体数を減らすと共に
電荷蓄積素子の不完全な再充電を改善する。 【構成】 電荷蓄積素子３が行列アレイ２に配置され、
各列の蓄積素子は関連する列導体４に結合され、行にお
ける各蓄積素子は第１整流素子Ｄ１によって関連する第
２導体に結合されると共に第２整流素子Ｄ２によって関
連する第３導体に結合される。各行は、その第２及び第
３導体５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを隣接行と共有する。各
行の２つの導体の一方は行導体５ａ，５ｂを形成し、他
方が第１と第２導体６ａ，６ｂのうちの１つを形成す
る。隣接する行導体５ａ，５ｂの間に１つの基準導体６
ａか６ｂが介在する。各第１基準導体６ａと他の第１基
準導体６ａとの間に、２つの行導体５ａ，５ｂと１つの
第２基準導体６ｂとが介在する。各行導体５ａ，５ｂに
関連する整流素子Ｄ１′及びＤ２′は、隣接行導体５
ｂ，５ａに関連する整流素子Ｄ１″及びＤ２″の向きと
は逆に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電荷蓄積装置及びこのよ
うな装置を動作させる方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１はイメージセンサ１００の形態の既
知の電荷蓄積装置の画素１０１の一例を示す。一般に、
イメージセンサ１００は関連する行導体１０２及び列導
体１０３を有するＮ行Ｍ列の画素の二次元マトリクスを
具えるが、簡便のために一つの画素のみを図１に示す。

【０００３】画素１０１は関連する行導体１０２及び関
連する列導体１０３間に直列に結合されたフォトセンシ
ティブダイオードＰＤ及びスイッチングダイオードＳＤ
を具える。図示の例では、スイッチングダイオードＳＤ
及びフォトセンシティブダイオードＰＤはそれらの陰極
を相互結合して配置される。キャパシタＣはフォトセン
シティブダイオードＰＤの両端間に結合されている。こ
のキャパシタＣはフォトセンシティブダイオードＰＤの
寄生キャパシタンスとすることができ、またイメージセ
ンサ１００のダイナミックレンジを増大するために付加
する追加のキャパシタとすることができる。各列導体１
０３は、その入力及び出力間に容量結合を有する適当な
電荷検出増幅器１０４に結合される。

【０００４】このようなイメージセンサは、スイッチン
グダイオードＳＤの抵抗値をダイオード両端間の電圧が
低下するにつれて増大せしめるスイッチングダイオード
ＳＤの非線形順方向抵抗により生ずるイメージラグを被
る。従って画素１０１のフォトセンシティブダイオード
ＰＤに入射する光はフォトセンシティブダイオードＰＤ
のキャパシタンスＣを放電させる。適当な電圧Ｖ_R を関
連する行導体１０２に供給してスイッチングダイオード
ＳＤを順方向バイアスすると、電流が流れはじめてフォ
トセンシティブダイオードＰＤのキャパシタンスＣを再
充電し、フォトセンシティブダイオードＰＤに蓄積され
た電荷を電荷検出増幅器１０４により積分することがで
きる。しかし、フォトセンシティブダイオードＰＤの両
端間の電圧が上昇するにつれて、スイッチングダイオー
ドＳＤの両端間の電圧が減少するため、スイッチングダ
イオードＳＤの順方向抵抗が増大する。従って、フォト
センシティブダイオードキャパシタンスＣの充電速度が
低下し、読出し期間の終了時に、フォトセンシティブダ
イオードキャパシタンスＣが完全に再充電されなくな
る。行電圧Ｖ_R は読出パルスの終了時に低下し、スイッ
チングダイオードＳＤが再び逆バイアスされることにな
る。光が読出パルス間の積分期間においてフォトセンシ
ティブダイオードＰＤに入射しないときでも、次の読出
パルスが行導体１０２に供給されると、スイッチングダ
イオードＳＤは再び順方向バイアスになる。その理由
は、フォトセンシティブダイオードキャパシタンスＣの
充電がその前の読出パルス中に完了してないためであ
る。従って、少量の電流が流れ、フォトセンシティブダ
イオードキャパシタンスＣが少し充電される。この処理
が次の数個の読出パルスに対し繰り返され、その都度充
電量が次第に小さくなる。

【０００５】図２ａは行電圧Ｖ_R の経時変化を示すとと
もに、第１読出パルスの直前から画素に光が入射しない
状態において瞬時ｔ₀ ，ｔ₁ ，ｔ₂ 及びｔ₃ に供給され
る４つの順次の読出パルスＲ₀ ，Ｒ₁ ，Ｒ₂ 及びＲ₃ を
示す。図２ｂは４つの行電圧パルスが順次に供給される
期間におけるフォトセンシティブダイオードキャパシタ
ンスＣの電圧Ｖ_X の変化を示す。図２ｂから明らかなよ
うに、第１行電圧パルスＲ₀ の以前からフォトセンシテ
ィブダイオードＰＤに光が入射していない場合でも、フ
ォトセンシティブダイオードＰＤのキャパシタンスは第
１読出パルスＲ ₀ 中に完全に再充電されず、次の読出パ
ルスＲ₁ ，Ｒ₂ 及びＲ₃ 中に少しづつ充電される。この
とき流れる電流が電荷検出増幅器１０４により積分され
る。図２ｃは電荷検出増幅器１０４の出力電圧の変化を
読出パルスＲ₀ 〜Ｒ₃ の時間スケールに亘って示し、時
間ｔ₀ ，ｔ₁ ，ｔ₂ 及びｔ₃ は対応する読出パルス
Ｒ₀ ，Ｒ₁ ，Ｒ₂ 及びＲ₃ の印加開始瞬時を表す。出力
電圧Ｖ₀ は第１読出パルスＲ₀の終了時に高電圧Ｖ_H か
ら低電圧Ｖ_L に図２ｃに破線ａで示すように低下する代
わりに、電圧Ｖ₀ は実線ｂで示すようにもっとゆっくり
低電圧Ｖ_L に変化する。その理由は、上述したように、
フォトセンシティブダイオードキャパシタンスＣが照明
の除去後の第１読出パルスＲ₀ に続く読出パルス中も充
電を続けるためである。従って、検出画像に”ラグ”を
生じ、これは動く画像又は変化する画像がぼけることを
意味する。

【０００６】ＥＰ−Ａ−２３３４８９には、電荷を蓄積
する蓄積素子のアレイを具え、これらの蓄積素子が行及
び列に配置され、列内の蓄積素子は第１導体に結合さ
れ、行内の蓄積素子は第２及び第３導体に結合された電
荷蓄積装置において、行内の各蓄積素子は関連する第２
導体に第１整流素子又は絶縁素子を経て結合するととも
に関連する第３導体に第２整流素子又は絶縁素子を経て
結合し、第１及び第２整流素子が印加電圧により順方向
バイアスされるときに電流を流すようにすることが記載
されている。

【０００７】ＥＰ−Ａ−２３３４８９に記載されている
ように、蓄積素子はフォトセンシティブダイオードを具
えるとともに、第１及び第２整流素子はスイッチングダ
イオードを具える。この装置の動作状態では、適当な電
圧が一行の蓄積素子と関連する第２及び第３導体に供給
され、一行の蓄積素子に電荷を蓄積する必要があるとき
は関連する第１及び第２整流素子を逆バイアスし、一行
の蓄積素子から電荷を読出す必要があるときは関連する
第１及び第２整流素子を順方向バイアスする。

【０００８】従って、ＥＰ−Ａ−２３３４８９はスイッ
チングダイオード又は整流素子ＳＤを、２つの行導体間
に直列に結合された２つの整流素子と置き換え、フォト
センシティブダイオードＰＤを２つの整流素子の接続点
に結合している。この場合、画素は両整流素子又はスイ
ッチング素子を順方向バイアスする電圧を行導体に供給
して両スイッチングダイオードを経て電流を流すことに
より読み出され、このとき両スイッチングダイオードの
接続点の電圧は、両ダイオードが同一であれば２つの行
導体に供給された電圧の平均値に等しい値になる。この
ような電荷蓄積装置の動作状態では、画素が丁度読出し
終わり、フォトセンシティブダイオードのキャパシタン
スが充電されているときには、２つの行導体に適当な電
圧が供給されることにより、両スイッチングダイオード
が逆バイアスになる。光がフォトセンシティブダイオー
ドＰＤに入射すると、電荷が発生し、フォトセンシティ
ブダイオードＰＤの両端間電圧が低下する。次の読出パ
ルスが２つの行導体に供給され、両スイッチングダイオ
ードが順方向バイアスされると、２つの行の電圧の平均
値になるまで電流がフォトセンシティブダイオードキャ
パシタンスＣを経て流れる。従って、フォトセンシティ
ブダイオードキャパシタンスＣを対応する読出パルス中
に完全に再充電することができ、従ってラグがなくな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＰ−Ａ−２
３３４８９に開示された電荷蓄積装置は電荷蓄積素子の
各行ごとに２つの行導体を必要とし、従って装置内の導
体により占められる面積が必然的に増大し、また行及び
列導体とこれらの導体に電圧を供給する対応する駆動回
路との間に極めて多数の接続を必要とする。

【００１０】行導体の数の増加は必然的に装置内の導体
が占める面積を増大し、蓄積素子に利用しうる面積が犠
牲になる。この点は、この電荷蓄積装置をイメージセン
サとし、このイメージセンサをできるだけ透明にして、
例えばＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶デバイス）
ディスプレイのようなディスプレイをイメージセンサを
通して見えるようにする場合、又はこの電荷蓄積装置を
例えばＸ線診断用のイメージセンサとする場合のように
できるだけ大きなフォトセンシティブ領域を有するもの
とする必要がある場合に特に不利である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
電荷を蓄積する蓄積素子のアレイを具え、これらの蓄積
素子が行及び列に配置され、列における蓄積素子が第１
導体に結合され、行における蓄積素子が各第２と第３導
体との間に結合されるとともに、行における各蓄積素子
は関連する第２導体に第１整流素子を経て結合され、且
つ関連する第３導体に第２整流素子を経て結合され、第
１及び第２整流素子が印加電圧により順方向にバイアス
されたときに電流を流すように構成された電荷蓄積装置
において、蓄積素子の各行が、この行の第２及び第３導
体を隣接する行と共有し、各行に関連する２つの導体の
一方が行導体を形成するとともに、他方が第１と第２の
基準導体のうちの１つを形成するようにして、隣接する
行導体間に１つの基準導体が介在し、且つ各第１基準導
体と、これに隣接する他の第１基準導体との間に、２つ
の行導体と１つの第２基準導体とが介在し、各行導体に
関連する蓄積素子の第１及び第２整流素子が、隣接する
行導体に関連する蓄積素子の第１及び第２整流素子の向
きとは逆向きに配置され、且つ第１及び第２基準導体に
第１と第２の異なる基準電圧をそれぞれ供給すると共
に、選択された行の蓄積素子に蓄積されている電荷を読
み出すために、選択された蓄積素子の行に関連する整流
素子のみを順方向にバイアスしうる電圧を行導体に供給
する手段が設けられるようにした点にある。

【００１２】従って、本発明による装置によれば、電荷
蓄積素子の不完全な再充電の問題を蓄積素子行と関連す
る導体の総数を増やす必要なく低減させることができ
る。各蓄積素子は、一動作モードで入射光に応答して電
荷を蓄積するフォトセンシティブ素子で構成し、各行導
体に関連するフォトセンシティブダイオードが隣接行導
体に関連するフォトセンシティブダイオードとは逆向き
となるように配置することができる。

【００１３】フォトセンシティブ素子は、フォトセンシ
ティブダイオード、例えば薄膜技法により形成するｐ−
ｉ−ｎフォトセンシティブダイオードとすることができ
る。整流素子は薄膜技法により形成し得るダイオードと
することができる。

【００１４】各蓄積素子と関連する整流素子の一方をフ
ォトセンシティブ素子で構成することもでき、且つ整流
素子と蓄積素子を同一の蓄積素子列内の一つの蓄積素子
からの電荷の読出し中における他の蓄積素子からのリー
ク電流が減少するように配置することができる。

【００１５】一例では、蓄積素子及び整流素子は接合ダ
イオードで構成し、各蓄積素子及びそれに関連する第１
及び第２整流素子の一方をフォトセンシティブにし、整
流素子及び蓄積素子を、各蓄積素子及び関連する第１及
び第２整流素子に対し、 （Ｃ_X ＋Ｃ_y ）Ｉ_P ＝Ｃ_P Ｉ_D ここで、Ｃ_X ，Ｃ_y 及びＣ_P はフォトセンシティブ整流
素子、他方の整流素子及びフォトセンシティブ蓄積素子
の固有キャパシタンス、及びＩ_P 及びＩ_D はフォトセン
シティブ蓄積素子及びフォトセンシティブ整流素子に入
射した光により発生される電流、となるように配置し
て、同一の蓄積素子列の一つの蓄積素子からの電荷の読
出し中における他の蓄積素子からのリーク電流を低減さ
せる。

【００１６】このような例では、各蓄積素子に対し、関
連する整流素子を所定の面積を有するものとし、蓄積素
子及びフォトセンシティブ整流素子は入射光に露光され
る第２の所定面積を有するものとし、整流素子及び蓄積
素子のそれぞれの面積を、 （Ａ_CD1 ／２Ａ_DD1 ）＝（Ａ_C3／Ａ_D3） ここで、Ａ_D3及びＡ_DD1 は蓄積素子及び関連する整流素
子の面積、及びＡ_C3及びＡ_CD1 は蓄積素子及び関連する
フォトセンシティブ整流素子の入射光に露光される第２
の所定面積、が成り立つように定める。

【００１７】本発明は前記本発明の第１の特徴を有する
装置を動作させる方法も提供するものであり、この本発
明の方法は、第１及び第２基準導体に第１及び第２電圧
をそれぞれ供給するとともに、行導体に第３，第４及び
第５電圧のうちの適切な電圧を供給して、蓄積素子の選
択行に関連する第１及び第２整流素子を順方向にバイア
スし、且つ残りの蓄積素子行に関連する第１及び第２整
流素子を逆バイアスすることを特徴とする。

【００１８】一例では、第１電圧及び第２電圧を第３電
圧に対してそれぞれ負及び正にし、第４電圧を第２電圧
に対し正にし、第５電圧を第１電圧に対し負にする。

【００１９】

【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例につき説
明するに、図面は実寸図示したものでなく、又同様な部
分を示すものには同じような参照番号を付して示してあ
る。

【００２０】図３〜図９を参照するに、これらの図に示
す電荷蓄積装置１は電荷蓄積用の蓄積素子３のアレイ２
を具えており、蓄積素子３は行列状に配置され、列の蓄
積素子３は第１導体４に結合され、行の蓄積素子３はそ
れぞれ第２導体及び第３導体５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ間
に結合され、行の各蓄積素子３は第１整流素子Ｄ１によ
って関連する第２導体に結合されると共に第２整流素子
Ｄ２によって関連する第３導体に接続されており、第１
及び第２整流素子Ｄ１及びＤ２が印加電圧により順方向
にバイアスされる場合に、これらの整流素子は電流を流
す。

【００２１】本発明による電荷蓄積装置では、蓄積素子
３の各行が、その第２及び第３導体５ａ，５ｂ，６ａ，
６ｂを隣接する行と共有し、各行に関連する２つの導体
の一方が行導体５ａ，５ｂを形成すると共に、他方が第
１と第２の基準導体６ａ，６ｂのうちの１つを形成する
ようにして、隣接する行導体５ａ，５ｂ間に１つの基準
導体６ａ，６ｂが介在し、且つ各第１基準導体６ａと、
これに隣接する他の第１基準導体６ａとの間に、２つの
行導体５ａ，５ｂと１つの第２基準導体６ｂとが介在
し、各行導体５ａ，５ｂに関連する蓄積素子３の第１及
び第２整流素子Ｄ１′及びＤ２′が、隣接する行導体５
ｂ，５ａに関連する蓄積素子３の第１及び第２整流素子
Ｄ１″及びＤ２″の向きとは逆向きに配置され、且つ第
１と第２の基準導体６ａ及び６ｂに第１と第２の異なる
基準電圧Ｖ−及びＶ＋をそれぞれ供給すると共に、選択
された行の蓄積素子３に蓄積された電荷を読み出すため
に、選択された蓄積素子３の行に関連する整流素子のみ
を順方向にバイアスしうる電圧を行導体に供給する手段
が設けられるようにする。従って、本発明による装置で
は蓄積素子３の行に関連する導体総数を増やす必要な
く、蓄積素子３の不完全な再充電問題を減らすことがで
きる。

【００２２】図３は本発明による電荷蓄積装置１の一例
を概略的に示した線図である。本例の電荷蓄積装置１は
絶縁性の基板上に薄膜技法により形成されるイメージセ
ンサである。

【００２３】イメージセンサ１は行と列に配置される画
素２ａのアレイ２を具えている。アレイ２の境界を図３
では破線にて示してある。図３には複数の画素２ａから
成る３列８行のアレイしか示していないが、アレイは破
線で示したように、一般には画素２ａのかなり多数の行
と列とで構成することは当業者に明らかである。

【００２４】各画素２ａはフォトセンシティブダイオー
ド３を具えており、このダイオードは関連する第１、即
ち列導体４と、関連する第１及び第２スイッチングダイ
オードＤ１とＤ２の接続点Ｊとの間に結合させる。スイ
ッチングダイオードＤ１及びＤ２は行導体のうちの関連
するものと、第１及び第２基準導体５ａ，５ｂ及び６
ａ，６ｂとの間に直列に結合させる。

【００２５】行の隣接対ＡとＢにおけるスイッチングダ
イオードＤ１及びＤ２の向きは逆向きにする。従って、
図３に示した列では、１つ置きの各行対Ａの行Ｎ−１及
びＮとＮ＋３及びＮ＋４・・・・・におけるスイッチン
グダイオードＤ１′及びＤ２′は、行対Ａの第１行Ｎ−
１，Ｎ＋３，・・・・・における第１スイッチングダイ
オードＤ１′が第１の基準、即ち共通導体６ａに結合さ
れると共に前記第１行Ｎ−１，Ｎ＋３，・・・・・のス
イッチングダイオードＤ２′の陰極が関連する第１行導
体５ａと、前記行対Ａの第２行Ｎ，Ｎ＋４，・・・・・
における第１スイッチングダイオードＤ１′の陽極とに
結合されるように配置され、第２行Ｎ，Ｎ＋４，・・・
・・のスイッチングダイオードＤ２′の陰極は第２の基
準、即ち共通導体６ｂに結合される。

【００２６】行対Ａの行Ｎ−１及びＮに隣接する行対Ｂ
の行Ｎ＋１とＮ＋２（及び行Ｎ＋３とＮ＋４に隣接する
行Ｎ＋５とＮ＋６、以下同様）におけるスイッチングダ
イオードＤ１″及びＤ２″は、行対Ｂの第１行Ｎ＋１，
Ｎ＋５，・・・・・における第１スイッチングダイオー
ドＤ１″の陰極が第２基準導体６ｂに結合されると共に
行対Ｂの第１行Ｎ＋１，Ｎ＋５・・・・・のスイッチン
グダイオードＤ２″の陽極が関連する第２行導体５ｂ
と、行対Ｂの第２行Ｎ＋２，Ｎ＋６，・・・・・におけ
る第１スイッチングダイオードＤ１″の陰極とに結合さ
れるように配置され、第２行Ｎ＋２，Ｎ＋６，・・・・
・のスイッチングダイオードＤ２″の陽極は第１基準導
体６ａに結合される。

【００２７】各行対Ａ又はＢにおける２つの行のフォト
センシティブダイオード３は互いに逆向きに配置して、
同じ基準導体６ａ又は６ｂに結合された２つの行（行対
Ａからの１つの行と、行対Ｂからの１つの行との２つの
行）のフォトセンシティブダイオード３′が同じ方向に
配置されるようにする。従って、行Ｎ，Ｎ＋１，Ｎ＋
４，Ｎ＋５，・・・・・のフォトセンシティブダイオー
ド３′は、これらダイオード３′の陰極が関連する第１
スイッチングダイオードＤ１の陰極と、関連する第２ス
イッチングダイオードＤ２の陽極との接続点Ｊに結合さ
れ、又前記フォトセンシティブダイオード３′の陽極が
関連する列導体４に結合されるような向きに配置され
る。

【００２８】行Ｎ−１，Ｎ＋２，Ｎ＋３，Ｎ＋６，・・
・・・におけるフォトセンシティブダイオード３″は、
これらのフォトセンシティブダイオード３″の陽極が関
連する第１スイッチングダイオードＤ１の陽極と、関連
する第２スイッチングダイオードＤ２の陰極との接続点
Ｊに結合され、又フォトセンシティブダイオード３″の
陰極が関連する列導体４に結合されるように配向され
る。

【００２９】図３に示した例の、電圧供給手段は行導体
５ａ及び５ｂに適当な電圧を供給する行駆動回路７ａ
と、第１及び第２基準電圧Ｖ−及びＶ＋をそれぞれ供給
する第１及び第２基準電圧源７ｂ及び７ｃとを具えてい
る。

【００３０】各行導体５ａ，５ｂは、それぞれスイッチ
ングトランジスタ７１，７２及び７３を介して給電ライ
ンＶ₀ ，Ｖ＋＋及びＶ−−に結合されている。スイッチ
ングトランジスタ７１，７２及び７３のゲート又は制御
電極はシフトレジスタ兼デコーダ回路７０に結合されて
いる。このシフトレジスタ兼デコーダ回路７０は、クロ
ック信号の制御のもとで適切なトランジスタ７１，７２
及び７３を既知の方法で作動させて、適切な電圧信号が
適当な時間に行導体５ａ及び５ｂに供給されるように構
成する。

【００３１】各列導体４は既知の形態の各電荷検出増幅
器８に結合させる。各電荷検出増幅器８は下記に説明す
る理由のために、全波整流器８ａを介して出力シフトレ
ジスタ兼デコーダ回路９に結合させ、この回路９の出力
端子Ｏから画像信号を適当な記憶装置又は表示装置（い
ずれも図示せず）に供給することができる。全波整流器
８ａは任意の適当な既知の形態のものとすることがで
き、これらの全波整流器を図３では単にブロックにて示
してある。

【００３２】各電荷検出増幅器８の出力端子はキャパシ
タＣ１を介してこの増幅器８の負入力端子に結合され、
各電荷検出増幅器８は、蓄積された電荷の読み出し中に
関連する列導体４を経て供給される電流を電圧出力に変
換する作用をする。電荷検出増幅器８の正入力端子は、
フォトセンシティブダイオード３を常に逆バイアスする
必要があるために、大地電位又は実際には行電圧によっ
て決定される任意の適当な固定基準電位に結合させる。

【００３３】イメージセンサは任意の適当な構成のもの
とすることができるが、本例のイメージセンサ１は適当
な絶縁性基板の上に薄膜技法を用いて形成する。勿論、
イメージセンサ１に光を通過させることのできるように
する必要がある場合には、基板を光透過性とする必要が
ある。

【００３４】行駆動回路７０、電荷検出増幅器８及び出
力シフトレジスタ兼デコーダ回路９はアレイ２から離れ
た基板（又はアレイのまわりの基板）上に形成すること
ができ、又例えば多結晶薄膜トランジスタ回路形態のも
のとすることができる。同様に、第１及び第２電圧源７
ｂ及び７ｃもアレイ２とは別個に設けることができる。

【００３５】図４は図３に示したイメージセンサの例に
対する図式レイアウトの各行Ｎ−１とＮとの１つの画素
を示し、図５は図４のＮ番目の行における画素２ａのＶ
−Ｖ線上での断面図を示し、図６は同じ列におけるＮ−
１とＮ行の２つの画素２ａのＶＩ−ＶＩ線上での断面図
を示す。イメージセンサ１は絶縁性で、一般に透明の基
板（これは適当なガラス又はプラスチック材料製とする
ことができる）の上に薄膜技法により形成する。

【００３６】第１の導電層、一般にはクロム層を絶縁性
基板１０の上に堆積し、これを画成して行導体５ａ及び
５ｂと基準導体６ａ及び６ｂの少なく一部と、Ｎ及びＮ
−１行の第１スイッチングダイオードＤ１′の陰極電極
１１ａ及び１１ｂと、Ｎ及びＮ−１行の第２スイッチン
グダイオードＤ２′の陰極電極１２ａ及び１２ｂと、フ
ォトセンシティブダイオード３′及び３″の陰極電極１
３とを形成する。図４〜図６に示すように、行Ｎの第１
スイッチングダイオードＤ１′の陰極電極１１ａは、関
連するフォトセンシティブダイオード３′の陰極電極１
３と一体に形成すると共に、第２スイッチングダイオー
ドＤ２′の陰極電極１２ａ及び１２ｂは関連する基準導
体６ｂ及び行導体５ａの少なく一部と一体に形成する。

【００３７】本例では、フォトセンシティブダイオード
３及びスイッチングダイオードＤ１とＤ２を、ｎ導電形
と、真性導電形と、ｐ導電形のアモルファスシリコン層
を順次堆積することによりアモルファスシリコンｎ−ｉ
−ｐダイオードとして形成する。次いで、これらの層を
パターン化して図５及び図６に示すようなダイオード構
造にする。図面の明瞭化のために図５及び図６ではダイ
オード構体にクロスハッチを付して示してない。

【００３８】次に、絶縁層、一般には窒化シリコン層を
堆積し、これをパターン化して誘電性の分離領域１４を
形成する。次いで第２導電層、一般にはクロム層を堆積
し、これをパターン化して、行Ｎ−１の第１スイッチン
グダイオードＤ１′の陽極を関連する基準導体６ａに結
合すると共に行Ｎの第１スイッチングダイオードＤ１′
の陽極を関連する行導体５ａにそれぞれ結合する第１の
相互接続部１５ｂ及び１５ａと、フォトセンシティブダ
イオード３″の陽極を行Ｎ−１の第２スイッチングダイ
オードＤ２′の陽極に結合すると共に行Ｎの第２スイッ
チングダイオードＤ２′の陽極をフォトセンシティブダ
イオード３′の陰極にそれぞれ結合する第２の相互接続
部１６ｂ及び１６ａと、列導体４の少なく一部を形成す
る。こうして形成したものの上に、必要に応じ、図示し
てはないが、ポリイミド層の如き透明の保護絶縁層を堆
積することができる。

【００３９】図４に示した例では、イメージセンサの隣
接行Ｎ＋１の画素２ａが行Ｎの画素と似た構造となる
が、実際の素子の配向は、行Ｎ＋１の画素２ａが行Ｎの
画素２ａのミラー像となるように逆となる。同様に、イ
メージセンサの行Ｎ−２の画素２ａも行Ｎ−１の画素に
似た構造となるが、実際には各素子の向きは、行Ｎ−２
の画素２ａが行Ｎ−１の画素２ａのミラー像となるよう
に逆となり、以下同様である。従って、隣接行ではある
も、異なる行対Ａ及びＢにおける画素は実際には互いに
ミラー像の関係にあり、この場合のミラーは各行を分離
する基準導体６ａ又は６ｂに対して平行である。

【００４０】イメージセンサのレイアウトは任意の適当
なパターンとすることができるが、図４に示すように、
列及び行導体４，５ａ，５ｂ，６ａ及び６ｂが長方形、
一般には方形状の格子を画成し、スイッチングダイオー
ドＤ１及びＤ２とフォトセンシティブダイオード３が画
素２ａを占める面積をできるだけ少なくして、イメージ
センサをできるだけ透明にすることにより、このイメー
ジセンサをディスプレイの如き他の物の上に載せても、
このディスプレイをあまりぼかすことのないようにする
ことができる。勿論、最大感度が要求される（例えばＸ
線診断装置のような）場合には、フォトセンシティブダ
イオード３の面積をできるだけ大きくすべきである。

【００４１】上述した構成のイメージセンサにおける全
ダイオードＤ１，Ｄ２及びＤ３はｐ−ｉ−ｎダイオード
としてよりもむしろｎ−ｉ−ｐダイオードとして形成す
ることができ、そうすれば全ダイオードを同時に形成す
ることができる。しかし、必要に応じ、ダイオードのう
ちの適当なものをｐ−ｉ−ｎダイオードとして形成する
こともでき、この場合には相互接続部及び金属化パター
ンが単純化する。実際には、一般にｎ−ｉ−ｐダイオー
ドはｐ−ｉ−ｎダイオードよりもフォトセンシティブダ
イオードとして優れており、又ｐ−ｉ−ｎダイオードは
ｎ−ｉ−ｐダイオードよりもスイッチングダイオードと
して優れていることを記憶に留めて、特定の用途に合っ
た最適な形態のダイオードを用いるようにする。

【００４２】スイッチングダイオードＤ１及びＤ２はフ
ォトダイオード３とは異なり、スイッチングダイオード
の陽極及び陰極には入射光が当たらないようにするのに
対し、フォトセンシティブダイオード３には勿論その陰
極側に入射光が当たるようにすることは当業者には明ら
かである。

【００４３】次に上述したイメージセンサの動作を図７
〜図１０につき説明するが、これらの各図はイメージセ
ンサの一部と、１つの画素の読み出し中に印加される電
圧を示しただけである。図７は行Ｎ−１の画素を読み出
す場合の状態を示し、図８は行Ｎの画素を読み出す場合
の状態を示し、図９は行Ｎ＋１の画素を読み出す場合の
状態を示し、図１０は行Ｎ＋２の画素を読み出す場合の
状態を示す。これらの各場合に、第１共通導体６ａはＶ
−の電位に保持され、第２共通導体６ｂはＶ＋の電位に
保持されている。

【００４４】先ず図７を参照するに、行Ｎ−１の画素に
予じめ蓄積された電荷を読み出すためには、画素行Ｎ−
１の行導体５ａに結合させたトランジスタ７３と、イメ
ージセンサの残りの行導体５ａ，５ｂに結合させたトラ
ンジスタ７１とを行駆動回路７０によって導通させる。
従って、画素行Ｎ−１の行導体５ａは給電ラインＶ−−
に結合され、又残りの行導体５ａ，５ｂは給電ラインＶ
₀ に結合される。従って、画素行Ｎ−１における画素２
ａのスイッチングダイオードＤ１′及びＤ２′は順方向
にバイアスされ、又画素行Ｎ−１を除く画素行の画素２
ａのスイッチングダイオードＤ１及びＤ２は逆バイアス
される。

【００４５】図８に示すように、画素行Ｎにおける画素
に予じめ蓄積された電荷を読み出すためには、画素行Ｎ
の行導体５ａに結合させたトランジスタ７２と、イメー
ジセンサの残りの行導体５ａ，５ｂに結合させたトラン
ジスタ７１とを行駆動回路７０によって導通させる。従
って、画素行Ｎの行導体５ａは給電ラインＶ＋＋に結合
され、又残りの行導体５ａ，５ｂは給電ラインＶ₀ に結
合される。これにより、画素行Ｎにおける画素２ａのス
イッチングトランジスタＤ１″及びＤ２″は順方向にバ
イアスされ、又画素行Ｎ以外の画素行の画素のスイッチ
ングダイオードＤ１及びＤ２は逆バイアスされる。

【００４６】図９に示すように、画素行Ｎ＋１における
画素に予じめ蓄積された電荷状態を読み出すためには、
画素行Ｎ＋１の行導体５ｂに結合させたトランジスタ７
２と、イメージセンサの残りの行導体５ａ，５ｂに結合
させたトランジスタ７１とを導通させる。従って、画素
行Ｎ＋１の行導体５ｂは給電ラインＶ＋＋に結合され、
又残りの行導体５ａ，５ｂは給電ラインＶ₀ に結合され
る。これにより、画素行Ｎ＋１における画素２ａのスイ
ッチングダイオードＤ１″及びＤ２″は順方向にバイア
スされ、又画素行Ｎ＋１以外の画素行の画素２ａのスイ
ッチングダイオードＤ１及びＤ２は逆バイアスされる。

【００４７】図１０に示すように、画素行Ｎ＋２におけ
る画素に予じめ蓄積された電荷を読み出すためには、画
素行Ｎ＋２の行導体５ｂに結合させたトランジスタ７３
と、イメージセンサの残りの行導体５ａ，５ｂに結合さ
せたトランジスタ７１とを行駆動回路７０によって導通
させる。従って、画素行Ｎ＋２の行導体５ｂは給電ライ
ンＶ−−に結合され、又残りの行導体５ａ，５ｂは給電
ラインＶ₀ に結合される。これにより画素行Ｎ＋２の画
素２ａのスイッチングトランジスタＤ１′及びＤ２′は
順方向にバイアスされ、又画素行Ｎ＋２以外の画素行に
おける画素２ａのスイッチングダイオードＤ１及びＤ２
は逆バイアスされる。

【００４８】当業者には明らかなように、４番目毎の画
素行（例えばＮ番目、Ｎ＋４番目、Ｎ＋８番目等）にお
ける画素に蓄積された電荷は同じようにして読み出され
るも、これらの画素は逐次読み出されることは勿論であ
る。

【００４９】上述した各場合に、関連する第１及び第２
スイッチング素子Ｄ１及びＤ２を順方向にバイアスする
ことにより、選択画素行に蓄積された電荷を読み出す
と、電流が選択画素行Ｎにおける画素のフォトセンシテ
ィブダイオードキャパシタンスＣを経て関連する電荷検
出増幅器８に流れ、次いで関連する全波整流器８ａを経
て出力シフトレジスタ兼デコーダ回路９に流れ、この回
路９が適当な記憶装置又はディスプレイ（いずれも図示
せず）に出力Ｏを供給する。全波整流器８ａを必要とす
る理由は、図７〜図１０につき上述した説明から明らか
なように、行Ｎ−１，Ｎ＋２，Ｎ＋３，Ｎ＋６，Ｎ＋７
・・・・・におけるフォトセンシティブダイオード３′
の陰極が、関連する列導体４に結合され、又行Ｎ，Ｎ＋
１，Ｎ＋４，Ｎ＋５・・・・・におけるフォトセンシテ
ィブダイオード３″の陽極が関連する列導体４に結合さ
れているため、これらのフォトセンシティブダイオード
３′及びフォトセンシティブダイオード３″に流れる電
流が逆方向となることにより、フォトセンシティブダイ
オード３′を有する画素に対して電荷検出増幅器８によ
って発生される電圧信号の極性が、フォトセンシティブ
ダイオード３″を有する画素に対して電荷検出増幅器８
によって発生される電圧信号の極性とは反対となるから
である。

【００５０】いずれの場合にも、関連する行及び基準導
体の電圧が平均値に達するまでは、選択画素行における
画素のダイオードキャパシタンスＣを経て電流が流れ
る。

【００５１】従って、対応する読み出しパルスの期間内
にフォトセンシティブダイオードキャパシタンスＣを完
全に再充電させることができるのでラグがなくなる。こ
のことは、イメージセンサに関連するノイズが低い場合
に、このイメージセンサを低光量の状態にて過度なラグ
問題を生ずることなく作動させることができることを意
味している。又、選択画素行のスイッチングダイオード
Ｄ１及びＤ２を順方向に強度にバイアスすると共に画素
キャパシタンスを迅速に再充電することができるため
に、画素を一層迅速に読み出すことができる。さらに、
所定のフレーム時間（即ち全イメージセンサを読み出す
時間）中のイメージセンサの垂直方向クロストーク、即
ち列導体間のクロストークが極めて少なくなる。その理
由は、斯様なクロストークは画素行が選択される時間と
フレーム時間との関数であり、本例の場合には行選択時
間を短縮し得るからである。さらに、行導体の数が図１
に示したように通常のイメージセンサの行導体の数の１
／２となり、又欧州特許出願ＥＰ−Ａ−２３３４８９に
記載されている装置の行導体数の１／４となることから
して、本発明によるイメージセンサは行導体を大きく分
離し得るためにＥＰ−Ａ−５５５９０７に記載されてい
る方法で他の同様なイメージセンサと一緒に共通の基板
上に取り付けるのに特に好適である。

【００５２】各画素行は適当な行導体５ａ及び５ｂに適
当な電圧を印加することより逐次読み取ることができ
る。特定の行の画素を読み出す場合には、残りの画素の
関連するスイッチングダイオードＤ１及びＤ２が逆バイ
アスされ、従ってこれら残りの画素は積分期間にあり、
この期間内では、画素に入射する光によりフォトセンシ
ティブダイオードに電荷キャリヤを光−生成する電荷が
画素に蓄積される。従って、積分期間中に画素行に蓄積
された電荷は次の読み出し期間に読み出され、画素行は
逐次読み出される。所要に応じ列を同時に、又は逐次読
み出すこともできる。

【００５３】図１１は電荷検出増幅器８の出力電圧Ｖ
_out と、第１読み出しパルス、即ちフレーム１の直前の
積分期間中にのみ照射されていた所定画素に印加された
フレーム数、即ち読み出しパルスの数との間の関数をグ
ラフにして示した図である。太い破線４０は図１に示し
たタイプの画素に対する結果を示し、これから明らかな
ように、この場合にはラグがあるが、本発明によるイメ
ージセンサの画素に対する結果を示している細い破線４
１の場合にはラグは極めて少なく、実際上ラグは殆どな
い。

【００５４】電荷蓄積装置１はイメージセンサ以外に、
例えばメモリ装置又は温度検知装置とすることができ、
しかも上述した薄膜技法の代わりに任意の適当な方法を
用いて形成し得ることは勿論である。

【００５５】これまでに述べた本発明によるイメージセ
ンサの例では、前述したように垂直方向のクロストーク
は通常の装置に比べてかなり低減するも、同じ列におけ
る選択画素を読み出している時に、不所望な電流が非選
択画素２ａから列導体４に流れることにより或る程度の
垂直方向クロストークが依然生ずることがある。この垂
直方向のクロストークがあると、選択画素に対する電荷
検出増幅器８からの積分出力には、その選択画素の列に
おける他の総ての画素からの影響が含まれることにな
る。不所望な列電流の主たる原因は、その列における非
選択画素からの“ダイナミック漏洩”にある。従って、
画素が光を検出すると、フォトセンシティブダイオード
内での電荷キャリヤの光−生成によりフォトセンシティ
ブダイオード３の固有キャパシタンスが放電され、これ
によりスイッチングダイオードＤ１間の電圧が変化する
ことになる。２つのスイッチングダイオードＤ１とＤ２
との中間点Ｊにおける電圧Ｖ_x が変化することにより、
スイッチングダイオードＤのキャパシタンスＣ_D 、従っ
て関連する列導体４に次のような電流Ｉ、即ち Ｉ＝Ｃ_D （ｄＶ_x ／ｄｔ） (1) が流れて、垂直方向のクロストークが生ずる。このクロ
ストークは画像からの情報を除去することになり、これ
は例えば白の背景上の黒テキストが白で出現したり、黒
の背景でも同じようなことが生じたりするからである。

【００５６】図１０は垂直方向クロストークを除去又は
少なくとも著しく低減するよう設計された本発明イメー
ジセンサの変形例１ａの一つの画素２ａ（この画素はフ
ォトセンシティブダイオード３′の陽極が関連する列導
体４に結合される１つの行における画素）を示す。この
変形イメージセンサ１ａは上述したイメージセンサと、
第１整流素子又はダイオードＤ１’及びＤ１”（簡便の
ために一つの画素のみを示すため、第１及び第２整流素
子又はダイオードを以後単にＤ１及びＤ２と言う）がフ
ォトセンシティブに形成されている点が相違する。これ
は、図５及び図６に示す実施例において、電極１５ａ及
び１６ｂを検出すべき光に対して透過性の部分を有する
ように形成することにより達成することができる。これ
は、電極１５ａ及び１６ｂに接点孔を形成するメタライ
ゼーションエッチングマスクを変更することにより最も
簡単に達成される。図１２に示すキャパシタンスＣ_X 及
びＣ_Y はダイオードＤ１及びＤ２の固有キャパシタンス
を表し、キャパシタンスＣ _P はフォトセンシティブダイ
オード３′の固有キャパシタンスを表す。

【００５７】図１３は図１２に示す画素２ａの等価回路
図である。図１３では、フォトセンシティブスイッチン
グダイオードＤ１はキャパシタンスＣ_X と並列の電流源
Ｉ_Dとして表され、フォトセンシティブダイオード３′
はキャパシタンスＣ_P と並列の電流源Ｉ_P として表され
る。非フォトセンシティブスイッチングダイオードＤ２
は入射光に応答しないためキャパシタンスＣ_X と並列の
単なるキャパシタンスＣ_y として表される。

【００５８】他の画素の読出し中に画素２ａが光検出中
である状態を考察する。図１３から、キルヒホッフの法
則を用いると、この場合には非選択画素２ａから列導体
４へ流れるリーク電流Ｉ_L は：Ｉ_Y をキャパシタンスＣ
_P を流れる電流とすると、 Ｉ_P −Ｉ_L ＝Ｉ_Y (2) になり、Ｉ_X をキャパシタンスＣ_X を流れる電流とする
と、 Ｉ_L ＋Ｉ_D ＝Ｉ_X (3) になり、Ｉ_X 、Ｉ_Y は、

【数１】 になる。

【００５９】式２、３及び４から、Ｉ_L を表す次式が得
られる。

【数２】 式５から、リーク電流Ｉ_L を零にする条件は： （Ｃ_X ＋Ｃ_Y ）Ｉ_P ＝Ｃ_P Ｉ_D (6) になる。従って、

【数３】 にすれば、Ｉ_L が零になり、垂直方向クロストークが除
去される。

【００６０】フォトセンシティブ電流Ｉ_PHOTO はＫＡ
_CON に等しい。ここでＫは定数、Ａ_{CO N} はフォトダイオ
ードの露光面積（即ちフォトダイオードの不透明電極又
は接点、例えば図５のフォトダイオード３の電極４の孔
の面積）である。従って、無リーク電流条件はフォトセ
ンシティブダイオードＤ１及びＤ３′の幾何学寸法によ
り決定することができる。画素のスイッチングダイオー
ドＤ１及び２が等しい面積であり、且つ３つの全ダイオ
ードＤ１，Ｄ２及びＤ３′の厚さが同一であるものとす
ると、式７は： （Ａ_CD1 ／２Ａ_DD1 ）＝（Ａ_C3／Ａ_D3） になる。ここで、Ａ_DD1 及びＡ_D3はスイッチングダイオ
ードＤ１及びフォトセンシティブダイオード３′の面積
であり、従ってそれらのそれぞれのキャパシタンスに比
例し、Ａ_CD1 及びＡ_C3はスイッチングダイオードＤ１及
びフォトセンシティブダイオード３の露光面積であり、
従ってそれぞれのダイオードの入射光により発生される
光電流に比例する。ここで、ダイオードＤ１，Ｄ２及び
３に関連する”面積”とはダイオード電極にほぼ平行な
平面内のダイオードの面積、即ち図５及び図６において
ダイオードが形成される基板１０の表面に平行な平面内
のダイオードの面積を意味する。ダイオードの厚さは基
板１０の表面に垂直方向に測る。

【００６１】同じような考察が、フォトセンシティブダ
イオード３″の陰極を関連する列導体４に結合させた行
にも当てはまるが、前述したように、この場合にはこれ
らのダイオードに流れる電流の向きが逆となる。

【００６２】従って、ダイオードＤ１，Ｄ２及びＤ３の
相対幾何学寸法を適切に選択することにより、選択され
た画素の列内における非選択画素からのリーク電流は非
選択画素のダイオードＤ１のキャパシタンス／光電流ル
ープ内を内部的に流れ、列導体４を流れないため、垂直
クロストークが除去又は少なくとも相当低減される。従
って、例えば、２つのフォトセンシティブダイオードの
接点孔の面積Ａ_CD1 及びＡ_C3が等しい場合、垂直クロス
トークを零とするためにはフォトセンシティブダイオー
ド３の面積Ａ_D3をフォトセンシティブスイッチングダイ
オードＤ１の面積の２倍にする必要がある。

【００６３】当業者であれば明らかなように、他の駆動
方法も可能であり、例えば４つの異なる電圧レベルを供
給しうる適当な駆動源が使用可能である場合には単一の
行ドライバを使用することができる。

【００６４】また、行導体、共通導体及び列導体は必ず
しも図面に示すように水平及び垂直方向に延在させる必
要はない。実際上、行及び共通導体を垂直に、列導体を
水平方向に延在させてもよく、即ち図３〜１０に示す装
置を９０°回転させることもできる。同様に、行，共通
及び列導体は必ずしも互いに直交させる必要はなく、任
意の適当な配置を採用するとができる。ダイオードの向
きを逆にすることができること勿論であるが、この場合
には装置の駆動に必要とされる電圧も適切に変化させる
必要があること勿論である。

【００６５】ここで用いている“整流素子”とは非対称
特性を呈し、一方向（逆方向）にできるだけ低い電流を
流すとともに、他方向（順方向）に所要の電流を流す任
意の素子を意味するものとする。

【００６６】整流素子は必ずしもダイオードにする必要
はなく、任意の形態の素子、一般に２端子の整流素子と
することができる。同様に、フォトセンシティブ素子も
必ずしもダイオードとする必要はなく、照射されたとき
にのみ電流を流す他のタイプのフォトセンシティブデバ
イスとすることができる。従って、例えば、フォトセン
シティブダイオードは適当なキャパシタンスと直列の、
例えば酸化鉛からなる光導電導体と置き換えることがで
きる。

【００６７】以上の説明を読めば、当業者であれば他の
種々の変更及び変形が可能である。例えば、上述した各
構成要素と等価の構成要素や、従来既知の構成要素を用
いることができ、更に上述した実施例の構成要素の一部
を交換したり、構成要素を加えたりすることもできる。
特許請求の範囲は構成要素の組合せとして記載されてい
るが、本発明で解決すべき技術的問題の一部又は全部を
解決する、しないにかかわらず、本明細書に開示された
新規な構成又は構成要素の組合せも本発明の範囲に含ま
れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は既知の電荷蓄積装置の一画素の簡略回路
図である。

【図２】既知の電荷蓄積装置の動作説明用波形図であ
る。

【図３】本例ではイメージセンサとする本発明の電荷蓄
積装置の回路レイアウト図である。

【図４】本発明のイメージセンサの一部分の可能なレイ
アウトを示す平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線上の断面図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線上の断面図である。

【図７】本発明イメージセンサの動作説明のためのその
一部分の回路図である。

【図８】本発明イメージセンサの動作説明のためのその
一部分の回路図である。

【図９】本発明イメージセンサの動作説明のためのその
一部分の回路図である。

【図１０】本発明イメージセンサの動作説明のためのそ
の一部分の回路図である。

【図１１】本発明電荷蓄積装置の画素と図１に示す画素
のラグ特性の差を示すグラフである。

【図１２】本発明イメージセンサの変形例の画素の回路
図である。

【図１３】図１２に示す画素の等価回路図である。

【符号の説明】

１ 電荷蓄積装置 ２ アレイ ２ａ、２ｂ 画素 ３ 電荷蓄積素子（フォトセンシティブダイオード） ４ 列導体 ５ａ，５ｂ 行導体 ６ａ 第１基準導体 ６ｂ 第２基準導体 Ｄ１ 第１整流素子（スイッチングダイオード） Ｄ２ 第２整流素子（スイッチングダイオード） ７ａ 行駆動回路 ７ｂ 第１基準電圧源 ７ｃ 第２基準電圧源 ８ 電荷検出増幅器 ８ａ 全波整流器 ９ 出力シフトレジスタ兼デコーダ回路 ７０ シフトレジスタ兼デコーダ回路 ７１，７２，７３ スイッチングトランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラード フランシス ハーキン イギリス国 ロンドン エスダブリュー17 ８キュージー バルハム リサードン ロード 92 フラット １エイチ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷を蓄積する蓄積素子のアレイを具
   え、これらの蓄積素子が行及び列に配置され、列におけ
   る蓄積素子が第１導体に結合され、行における蓄積素子
   が各第２と第３導体との間に結合されるとともに、行に
   おける各蓄積素子は関連する第２導体に第１整流素子に
   よって結合され、且つ関連する第２導体に第２整流素子
   によって結合され、第１及び第２整流素子が印加電圧に
   より順方向にバイアスされたときに電流を流すように構
   成された電荷蓄積装置において、蓄積素子の各行が、こ
   の行の第２及び第３導体を隣接する行と共有し、各行に
   関連する２つの導体の一方が行導体を形成するととも
   に、他方が第１と第２の基準導体のうちの１つを形成す
   るようにして、隣接する行導体間に１つの基準導体が介
   在し、且つ各第１基準導体と、これに隣接する他の第１
   基準導体との間に、２つの行導体と１つの第２基準導体
   とが介在し、各行導体に関連する蓄積素子の第１及び第
   ２整流素子が、隣接する行導体に関連する蓄積素子の第
   １及び第２整流素子の向きとは逆向きに配置され、且つ
   第１及び第２基準導体に第１と第２の異なる基準電圧を
   それぞれ供給すると共に、選択された行の蓄積素子に蓄
   積されている電荷を読み出すために、選択された蓄積素
   子の行に関連する整流素子のみを順方向にバイアスしう
   る電圧を行導体に供給する手段が設けられるようにした
   ことを特徴とする電荷蓄積装置。
2. 【請求項２】 各蓄積素子が、一動作モードで入射光に
   応答して電荷を蓄積するフォトセンシティブ素子から成
   ることを特徴とする請求項１に記載の電荷蓄積装置。
3. 【請求項３】 フォトセンシティブ素子がフォトセンシ
   ティブダイオードから成り、且つ各行導体に関連するフ
   ォトセンシティブダイオードが、隣接する行導体に関連
   するフォトセンシティブダイオードとは逆向きとなるよ
   うに配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の電荷蓄積装置。
4. 【請求項４】 各蓄積素子に関連する整流素子の一方も
   フォトセンシティブ素子で構成され、且つ整流素子と蓄
   積素子が、同一蓄積素子列における１つの蓄積素子から
   の電荷の読み出し中に他の蓄積素子からのリーク電流が
   減少するように配置されていることを特徴とする請求項
   ２又は３に記載の電荷蓄積装置。
5. 【請求項５】 整流素子がダイオードから成ることを特
   徴とする請求項１，２，３又は４のいずれかに記載の電
   荷蓄積装置。
6. 【請求項６】 蓄積素子及び整流素子が接合ダイオード
   で構成され、各蓄積素子及び関連する第１及び第２整流
   素子の一方がフォトセンシティブであり、整流素子及び
   蓄積素子が、各蓄積素子及び関連する第１及び第２整流
   素子に対し、 （Ｃ_x ＋Ｃ_y ）Ｉ_p ＝Ｃ_p Ｉ_D ここに、Ｃ_x ，Ｃ_y 及びＣ_p はフォトセンシティブ素子
   と、他方の整流素子と、フォトセンシティブ蓄積素子と
   の固有キャパシタンス、及びＩ_p 及びＩ_D はフォトセン
   シティブ蓄積素子及びフォトセンシティブ整流素子に入
   射した光により発生される電流、となるように配置され
   て、同一蓄積素子列における１つの蓄積素子からの電荷
   の読み出し中に他の蓄積素子からリーク電流が減少する
   ようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電荷蓄積
   装置。
7. 【請求項７】 各蓄積素子に対し、関連する整流素子が
   所望の面積を有し、蓄積素子及びフォトセンシティブ整
   流素子が入射光に露光される第２の所定の面積を有し、
   整流素子及び蓄積素子のそれぞれの面積が、 （Ａ_CD1 ／２Ａ_DD1 ）＝（Ａ_C3／Ａ_D3） ここに、Ａ_D3及びＡ_DD1 は蓄積素子及び関連する整流素
   子の面積、Ａ_C3及びＡ _CD1 は蓄積素子及び関連するフォ
   トセンシティブ整流素子の入射光に露光される第２の所
   定面積、となるようにしたことを特徴とする請求項６に
   記載の電荷蓄積装置。
8. 【請求項８】 第１及び第２基準導体に第１及び第２電
   圧をそれぞれ供給するとともに、行導体に第３，第４及
   び第５電圧のうちの適切な電圧を供給して、蓄積素子の
   選択行に関連する第１及び第２整流素子を順方向にバイ
   アスし、且つ残りの蓄積素子行に関連する第１及び第２
   整流素子を逆バイアスすることを特徴とする請求項１〜
   ７のいずれかに記載の電荷蓄積素子の動作方法。
9. 【請求項９】 第１及び第２電圧が第３電圧に対してそ
   れぞれ負及び正であり、第４電圧が第２電圧に対し正で
   あり、第５電圧が第１電圧に対して負であることを特徴
   とする請求項８に記載の方法。