JPH0785568B2 - 密着型イメージセンサ装置 - Google Patents
密着型イメージセンサ装置Info
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- JPH0785568B2 JPH0785568B2 JP1086471A JP8647189A JPH0785568B2 JP H0785568 B2 JPH0785568 B2 JP H0785568B2 JP 1086471 A JP1086471 A JP 1086471A JP 8647189 A JP8647189 A JP 8647189A JP H0785568 B2 JPH0785568 B2 JP H0785568B2
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/626—Reduction of noise due to residual charges remaining after image readout, e.g. to remove ghost images or afterimages
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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Description
本発明は、画像読み取りに際し、残像がないようにした
密着型イメージセンサ装置に関するものである。
密着型イメージセンサ装置に関するものである。
原稿の画像を縮小した上で読み取るのではなく、そのま
まの大きさ（１対１）で読み取るものとして、フォトダ
イオード等の受光素子を利用した密着型イメージセンサ
装置がある。 第５図に密着型イメージセンサ装置の第１の従来例を示
し、第２図にその基本回路を示す。これらの図におい
て、１は受光素子としてのフォトダイオード、２は等価
容量、３は受光素子選択スイッチ、４は共通信号線容
量、６ないし８は読み出し線、９ないし11は共通信号
線、12は駆動用IC、13はバイアス線、21は第１ブロッ
ク、22は第２ブロック、2Nは第Ｎブロック、VGは受光素
子選択信号、VLは読み出し出力電圧、VPはフォトダイオ
ード出力電圧である。 等価容量２は、フォトダイオード１の電極間容量とかフ
ォトダイオード１の配線に付随して生ずる浮遊容量等の
合計を等価的に表した容量である。受光素子選択スイッ
チ３としては、例えば、薄膜トランジスタ（TFT）が用
いられる。画像信号の読み出し線６ないし８と共通信号
線９ないし11とは立体的に交差して配設され、マトリッ
クス回路を成している。 最初に基本回路の説明をし、次に密着型イメージセンサ
装置全体についての説明をする。 先ず、第２図の基本回路の説明をする。 等価容量２には、バイアス電源VBより点線ａの経路で電
荷が充電される。この電荷は、フォトダイオード１に入
射する光に応じて、点線ｂの経路で放出される。その結
果、フォトダイオード出力電圧VPは、入射した光に応じ
たものとなる。 受光素子選択スイッチ３のゲートに受光素子選択信号VG
を入力してオンとすると、等価容量２の下側の極に蓄積
されている電荷の一部は、点線Ｃの経路で共通信号線容
量４に転送される。電荷転送によって共通信号線容量４
の電圧は変化する。電荷転送が終了した頃合いを見計ら
って、その電圧を読み出し出力電圧VLとして読み出す。
この電圧は、フォトダイオード１に入射した光に応じた
ものであるので、画像が読み取られたことになる。 次に、第５図の密着型イメージセンサ装置の説明をす
る。 密着型イメージセンサ装置は、フォトダイオードと受光
素子選択スイッチ３とが直列に接続されたものを多数具
えているが、それらは、同じ数づつにまとめて１つのブ
ロックとされ、全体で幾つかブロックとされている。図
中の第１ブロック21,第２ブロック22、第Ｎブロック2N
が、それらのブロックである。 １つのブロック内の受光素子選択スイッチ３は、同一の
受光素子選択信号VGによってオン，オフされる。つま
り、一つのブロックに属する電荷転送は、一斉に行われ
る。 電荷転送は、先ず各受光素子選択スイッチ３に連なる読
み出し線６〜８を通り、ついで各読み出し線に対応して
設けられ且つ各ブロックからの転送経路として共通使用
さる共通信号線９〜11を経て行われる。 各ブロックに送る受光素子選択信号VGの時間的順序を順
次ずらすことにより、原稿を右から左へ、或いは左から
右へと読み進むことが出来る。受光素子選択信号VGの出
し方は、駆動用IC12によって制御される。 しかしながら、このような密着型イメージセンサ装置で
は、受光素子選択スイッチのオンによる電荷転送後のフ
ォトダイオード出力電圧VPが、残ったままとなり、これ
が残像の原因となる。 〔残像について〕 第４図は、第２図の回路の動作を説明する波形図である
が、これにより、残像について説明する。 第４図（イ）は受光素子選択信号VGの波形，第４図
（ロ）はフォトダイオード出力電圧VPの波形，第４図
（ハ）は読み出し出力電圧VLの波形である。 第２図の点線経路ｂで充電されて上昇して来たフォトダ
イオード出力電圧VPは、、時刻t1でVP1であるとする。
等価容量２の容量をC2とすると、この時蓄えられている
電荷Q1 Q1＝C2VP1 … である。 時刻t1で受光素子選択信号VGが与えられると、受光素子
選択スイッチ３はオンして電荷転送が開始される。する
と、フォトダイオード出力電圧VPは徐々に減少する。他
方、読み出し出力電圧VLは徐々に上昇する。そして、両
者の電圧が等しくなったところで、電荷転送は終了す
る。従って、電荷転送終了時の電圧をそれぞれVP2,VL1
共通信号線容量４の容量をC4とすると、 である。 VL1は駆動用IC12（第５図）に読み出された後、グラン
ドレベルにリセットされる（時刻t3）。 電荷転送終了時に等価容量２に残存している電荷をQ2と
すると、 である。 フォトダイオード１に光が入射されると、等価容量２
は、次の受光素子選択信号VGが入力されるまで（時刻t4
まで）、再び充電が行われ、フォトダイオード出力電圧
VPは、VP2よりスタートして上昇する。上昇して達した
電圧をVP3,新たに蓄えられた電荷をQ3とすると、 の関係が成立する。 時刻t4に次の受光素子選択信号VGが送られ、電荷転送が
開始される。先と同様にして等価容量２と共通信号線容
量４の電圧が等しくなったところで（VP4＝VL2）、電荷
転送は終了する。この時の読み出し出力電圧VL2は、 となる。 上式の第１項は、時刻t2から時刻t4までの読み取りに応
じて蓄えられた電荷Q3に関する項であるから、本来、こ
れだけが読み出されればよい。ところが、実際には、第
２項が加算されたものが読み出される。 第２項は、VL1＝VP2という関係があること、C2VP2が前
回の電荷転送後の等価容量２の残存電荷量であることを
考慮すると、この残存電荷量を反映した分、つまり前回
の残像であることが分かる。 このような残像があっても、従来は、C2とC4の大小関係
がC2＜＜C4であったので（例、C2〜1pF,C4〜100pF）、
読み出し出力全体に占める残像の割合は小さく（C2:C4
＝1:100とすると約１％）、無視することが出来た。 ところが最近では、次のような事情から、残像を除去す
ることが要望されるようになって来ている。 （１） 微細加工技術の進歩によりマトリックス回路が
小型化され、共通信号線の容量C4が小さくなった。それ
に伴い、残像の割合が大きくなり、無視することが出来
なくなった。 （２） 読み取り感度の高感度化の要求が強まり、C4を
小さくする必要が出て来た（式等の分母が小さくな
る）。そのため、やはり、残像の割合が大きくなる。 （３） また、画像を高階調で読み取るという要求も強
くなって来たが、高階調で読み取るには、残像を無くす
必要がある。 〔残像を除去する基本回路について〕 そこで、画像読み出しのための電荷転送後にも等価容量
２に残存している電荷を放電するようにした基本回路が
提案されている。 第１図に、そのような密着型イメージセンサ装置の基本
回路を示す。符号は、第２図に対応する。そして、５は
リセットスイッチ、VRはリセット信号である。リセット
スイッチ５としては、例えば、薄膜トランジスタが用い
られる。 第２図と異なる点は、フォトダイオード１と受光素子選
択スイッチ３との接続部に一端を接続し、他端をグラン
ドレベルに接続したリセットスイッチ５を設けた点であ
る。 リセットスイッチ５の役目は、残像の原因となっている
電荷、即ち、電荷転送後に等価容量２に残る電荷を放電
してしまうことである。その様子を、第３図によって説
明する。 第３図は、第１図の回路の動作を説明する波形図であ
る。第３図（イ）は受光素子選択信号VG、第３図（ロ）
はリセットスイッチ信号VR、第３図（ハ）はフォトダイ
オード出力電圧VP、第３図（ニ）は読み出し出力電圧VL
の各波形である。 受光素子選択スイッチ３がオンされて電荷転送が行われ
るまでの動作は、先に説明した従来例と同様である。電
荷転送が終了した時点では、フォトダイオード出力電圧
VPはVP2,読み出し出力電圧VLはVL1となっている。 受光素子選択信号VGがオフとなる時刻t2より後の時刻t3
に、リセット信号VRが印加され、リセットスイッチ５が
オンする。すると、第１図の点線経路ｄを通って、等価
容量２の残存電荷が放出される。それは、フォトダイオ
ード出力電圧VPの変化にも反映され、第３図（ハ）に示
したように、時刻t3から徐々に減少し、時刻t5に至って
ついにグランドレベルとなる。 次の読み取り動作に応じた電荷の蓄積は、このグランド
レベルから開始されるから、次回の読み出し出力電圧V
L3は、残像分を含まないものとなる。 このような基本回路を用いれば、読み出し出力電圧VLに
残像を含まない密着型イメージセンサ装置を得ることが
出来る。 〔前記基本回路を用いて構成した密着型イメージセンサ
装置全体〕 第６図は、第１図の基本回路を用いた密着型イメージセ
ンサ装置を示す。符号は、第１図，第５図に対応する。
そして、14はグランドレベルにされているグランド線、
Ｌはゲート線ループ部であり、Ａ〜Ｄはそのコーナー、
Ｅは受光素子選択スイッチ３へのゲート線部からリセッ
トスイッチ５のゲートへの連絡線である。 構成上、第５図の従来例と異なる点は、各フォトダイオ
ード１毎にリセットスイッチ５を設け、電荷転送後に残
る等価容量２の電荷をグランド線14へと放出するように
した点である。 〔ゲート信号の兼用〕 リセットスイッチ５をオンにするリセット信号VRは、専
用に発生させても勿論よいが、既存の受光素子選択信号
VGを兼用することも出来る。兼用は、読み取り動作を行
おうとしているブロックへ発する受光素子選択信号V
Gを、それ以前に読み取り動作を行ったブロックのリセ
ット信号VRとして利用するというかたちで行われる。 第６図の密着型イメージセンサ装置では、読み取り動作
は右のブロック→左のブロックへと行うものとしている
（第Ｎブロック2N→第１ブロック21の方向へ）。 第６図では、今回読み取り動作をするブロックへの受光
素子選択信号VGを、前回読み取り動作をしたブロックへ
のリセット信号VRとして兼用したものを示している。 従って、第１ブロック21の受光素子選択スイッチ３に発
した受光素子選択信号VGは、前回読み取り動作をした第
２ブロック22のリセットスイッチ５のゲートへ、連絡線
Ｅを経由して導かれている。 第８図は、そのような信号の兼用の仕方をしたところの
第６の装置の動作を説明する波形図である。第８図
（イ）のVGKは或るブロックに供給される受光素子選択
信号、第８図（ロ）のVG(K+1)は次に読み出しが行われ
るブロックに供給される受光素子選択信号、第８図
（ハ）のVG(K+2)は次の次に読み出しが行われるブロッ
クに供給される受光素子選択信号、第８図（ニ）のVPK
は第８図（イ）の信号で読み出しが行われるブロックの
フォトダイオード出力電圧、第８図（ホ）のVP(K+1)は
第８図（ロ）の信号で読み出しが行われるブロックのフ
ォトダイオーオ出力電圧である。 受光素子選択信号VGKが入力された時刻t1でH1の値を有
していたフォトダイオード出力電圧VPKは、電荷転送が
終了する時刻t2には値H2に減少する。 時刻t3で次に読み取りを行うブロックに受光素子選択信
号VK(K+1)が入力されると、該信号は、そのブロックの
受光素子選択スイッチ３をオンにして、電荷転送を開始
させる（そのため、フォトダイオード出力電圧VP(K+1)
は、H3からH4へ減少する）。同時に、前回読み取りを行
ったブロックのリセットスイッチ５をオンとし、等価容
量２の残存電荷の放出を行う（そのため、フォトダイオ
ード出力電圧VPKは、グランドレベルへと向かって減少
を始め、時刻t4でグランドレベルとなる）。 第10図は、第６図に示した密着型イメージセンサ装置に
おける、受光素子選択スイッチ３およびリセットスイッ
チ５へのゲート線の配線パターンを示したものである。
受光素子選択信号VGを、直前に読み取りを終えたブロッ
クへ専用の連絡線Ｅを経て伝え、リセット信号VRとして
も利用するようにしたパターンとなっている。
まの大きさ（１対１）で読み取るものとして、フォトダ
イオード等の受光素子を利用した密着型イメージセンサ
装置がある。 第５図に密着型イメージセンサ装置の第１の従来例を示
し、第２図にその基本回路を示す。これらの図におい
て、１は受光素子としてのフォトダイオード、２は等価
容量、３は受光素子選択スイッチ、４は共通信号線容
量、６ないし８は読み出し線、９ないし11は共通信号
線、12は駆動用IC、13はバイアス線、21は第１ブロッ
ク、22は第２ブロック、2Nは第Ｎブロック、VGは受光素
子選択信号、VLは読み出し出力電圧、VPはフォトダイオ
ード出力電圧である。 等価容量２は、フォトダイオード１の電極間容量とかフ
ォトダイオード１の配線に付随して生ずる浮遊容量等の
合計を等価的に表した容量である。受光素子選択スイッ
チ３としては、例えば、薄膜トランジスタ（TFT）が用
いられる。画像信号の読み出し線６ないし８と共通信号
線９ないし11とは立体的に交差して配設され、マトリッ
クス回路を成している。 最初に基本回路の説明をし、次に密着型イメージセンサ
装置全体についての説明をする。 先ず、第２図の基本回路の説明をする。 等価容量２には、バイアス電源VBより点線ａの経路で電
荷が充電される。この電荷は、フォトダイオード１に入
射する光に応じて、点線ｂの経路で放出される。その結
果、フォトダイオード出力電圧VPは、入射した光に応じ
たものとなる。 受光素子選択スイッチ３のゲートに受光素子選択信号VG
を入力してオンとすると、等価容量２の下側の極に蓄積
されている電荷の一部は、点線Ｃの経路で共通信号線容
量４に転送される。電荷転送によって共通信号線容量４
の電圧は変化する。電荷転送が終了した頃合いを見計ら
って、その電圧を読み出し出力電圧VLとして読み出す。
この電圧は、フォトダイオード１に入射した光に応じた
ものであるので、画像が読み取られたことになる。 次に、第５図の密着型イメージセンサ装置の説明をす
る。 密着型イメージセンサ装置は、フォトダイオードと受光
素子選択スイッチ３とが直列に接続されたものを多数具
えているが、それらは、同じ数づつにまとめて１つのブ
ロックとされ、全体で幾つかブロックとされている。図
中の第１ブロック21,第２ブロック22、第Ｎブロック2N
が、それらのブロックである。 １つのブロック内の受光素子選択スイッチ３は、同一の
受光素子選択信号VGによってオン，オフされる。つま
り、一つのブロックに属する電荷転送は、一斉に行われ
る。 電荷転送は、先ず各受光素子選択スイッチ３に連なる読
み出し線６〜８を通り、ついで各読み出し線に対応して
設けられ且つ各ブロックからの転送経路として共通使用
さる共通信号線９〜11を経て行われる。 各ブロックに送る受光素子選択信号VGの時間的順序を順
次ずらすことにより、原稿を右から左へ、或いは左から
右へと読み進むことが出来る。受光素子選択信号VGの出
し方は、駆動用IC12によって制御される。 しかしながら、このような密着型イメージセンサ装置で
は、受光素子選択スイッチのオンによる電荷転送後のフ
ォトダイオード出力電圧VPが、残ったままとなり、これ
が残像の原因となる。 〔残像について〕 第４図は、第２図の回路の動作を説明する波形図である
が、これにより、残像について説明する。 第４図（イ）は受光素子選択信号VGの波形，第４図
（ロ）はフォトダイオード出力電圧VPの波形，第４図
（ハ）は読み出し出力電圧VLの波形である。 第２図の点線経路ｂで充電されて上昇して来たフォトダ
イオード出力電圧VPは、、時刻t1でVP1であるとする。
等価容量２の容量をC2とすると、この時蓄えられている
電荷Q1 Q1＝C2VP1 … である。 時刻t1で受光素子選択信号VGが与えられると、受光素子
選択スイッチ３はオンして電荷転送が開始される。する
と、フォトダイオード出力電圧VPは徐々に減少する。他
方、読み出し出力電圧VLは徐々に上昇する。そして、両
者の電圧が等しくなったところで、電荷転送は終了す
る。従って、電荷転送終了時の電圧をそれぞれVP2,VL1
共通信号線容量４の容量をC4とすると、 である。 VL1は駆動用IC12（第５図）に読み出された後、グラン
ドレベルにリセットされる（時刻t3）。 電荷転送終了時に等価容量２に残存している電荷をQ2と
すると、 である。 フォトダイオード１に光が入射されると、等価容量２
は、次の受光素子選択信号VGが入力されるまで（時刻t4
まで）、再び充電が行われ、フォトダイオード出力電圧
VPは、VP2よりスタートして上昇する。上昇して達した
電圧をVP3,新たに蓄えられた電荷をQ3とすると、 の関係が成立する。 時刻t4に次の受光素子選択信号VGが送られ、電荷転送が
開始される。先と同様にして等価容量２と共通信号線容
量４の電圧が等しくなったところで（VP4＝VL2）、電荷
転送は終了する。この時の読み出し出力電圧VL2は、 となる。 上式の第１項は、時刻t2から時刻t4までの読み取りに応
じて蓄えられた電荷Q3に関する項であるから、本来、こ
れだけが読み出されればよい。ところが、実際には、第
２項が加算されたものが読み出される。 第２項は、VL1＝VP2という関係があること、C2VP2が前
回の電荷転送後の等価容量２の残存電荷量であることを
考慮すると、この残存電荷量を反映した分、つまり前回
の残像であることが分かる。 このような残像があっても、従来は、C2とC4の大小関係
がC2＜＜C4であったので（例、C2〜1pF,C4〜100pF）、
読み出し出力全体に占める残像の割合は小さく（C2:C4
＝1:100とすると約１％）、無視することが出来た。 ところが最近では、次のような事情から、残像を除去す
ることが要望されるようになって来ている。 （１） 微細加工技術の進歩によりマトリックス回路が
小型化され、共通信号線の容量C4が小さくなった。それ
に伴い、残像の割合が大きくなり、無視することが出来
なくなった。 （２） 読み取り感度の高感度化の要求が強まり、C4を
小さくする必要が出て来た（式等の分母が小さくな
る）。そのため、やはり、残像の割合が大きくなる。 （３） また、画像を高階調で読み取るという要求も強
くなって来たが、高階調で読み取るには、残像を無くす
必要がある。 〔残像を除去する基本回路について〕 そこで、画像読み出しのための電荷転送後にも等価容量
２に残存している電荷を放電するようにした基本回路が
提案されている。 第１図に、そのような密着型イメージセンサ装置の基本
回路を示す。符号は、第２図に対応する。そして、５は
リセットスイッチ、VRはリセット信号である。リセット
スイッチ５としては、例えば、薄膜トランジスタが用い
られる。 第２図と異なる点は、フォトダイオード１と受光素子選
択スイッチ３との接続部に一端を接続し、他端をグラン
ドレベルに接続したリセットスイッチ５を設けた点であ
る。 リセットスイッチ５の役目は、残像の原因となっている
電荷、即ち、電荷転送後に等価容量２に残る電荷を放電
してしまうことである。その様子を、第３図によって説
明する。 第３図は、第１図の回路の動作を説明する波形図であ
る。第３図（イ）は受光素子選択信号VG、第３図（ロ）
はリセットスイッチ信号VR、第３図（ハ）はフォトダイ
オード出力電圧VP、第３図（ニ）は読み出し出力電圧VL
の各波形である。 受光素子選択スイッチ３がオンされて電荷転送が行われ
るまでの動作は、先に説明した従来例と同様である。電
荷転送が終了した時点では、フォトダイオード出力電圧
VPはVP2,読み出し出力電圧VLはVL1となっている。 受光素子選択信号VGがオフとなる時刻t2より後の時刻t3
に、リセット信号VRが印加され、リセットスイッチ５が
オンする。すると、第１図の点線経路ｄを通って、等価
容量２の残存電荷が放出される。それは、フォトダイオ
ード出力電圧VPの変化にも反映され、第３図（ハ）に示
したように、時刻t3から徐々に減少し、時刻t5に至って
ついにグランドレベルとなる。 次の読み取り動作に応じた電荷の蓄積は、このグランド
レベルから開始されるから、次回の読み出し出力電圧V
L3は、残像分を含まないものとなる。 このような基本回路を用いれば、読み出し出力電圧VLに
残像を含まない密着型イメージセンサ装置を得ることが
出来る。 〔前記基本回路を用いて構成した密着型イメージセンサ
装置全体〕 第６図は、第１図の基本回路を用いた密着型イメージセ
ンサ装置を示す。符号は、第１図，第５図に対応する。
そして、14はグランドレベルにされているグランド線、
Ｌはゲート線ループ部であり、Ａ〜Ｄはそのコーナー、
Ｅは受光素子選択スイッチ３へのゲート線部からリセッ
トスイッチ５のゲートへの連絡線である。 構成上、第５図の従来例と異なる点は、各フォトダイオ
ード１毎にリセットスイッチ５を設け、電荷転送後に残
る等価容量２の電荷をグランド線14へと放出するように
した点である。 〔ゲート信号の兼用〕 リセットスイッチ５をオンにするリセット信号VRは、専
用に発生させても勿論よいが、既存の受光素子選択信号
VGを兼用することも出来る。兼用は、読み取り動作を行
おうとしているブロックへ発する受光素子選択信号V
Gを、それ以前に読み取り動作を行ったブロックのリセ
ット信号VRとして利用するというかたちで行われる。 第６図の密着型イメージセンサ装置では、読み取り動作
は右のブロック→左のブロックへと行うものとしている
（第Ｎブロック2N→第１ブロック21の方向へ）。 第６図では、今回読み取り動作をするブロックへの受光
素子選択信号VGを、前回読み取り動作をしたブロックへ
のリセット信号VRとして兼用したものを示している。 従って、第１ブロック21の受光素子選択スイッチ３に発
した受光素子選択信号VGは、前回読み取り動作をした第
２ブロック22のリセットスイッチ５のゲートへ、連絡線
Ｅを経由して導かれている。 第８図は、そのような信号の兼用の仕方をしたところの
第６の装置の動作を説明する波形図である。第８図
（イ）のVGKは或るブロックに供給される受光素子選択
信号、第８図（ロ）のVG(K+1)は次に読み出しが行われ
るブロックに供給される受光素子選択信号、第８図
（ハ）のVG(K+2)は次の次に読み出しが行われるブロッ
クに供給される受光素子選択信号、第８図（ニ）のVPK
は第８図（イ）の信号で読み出しが行われるブロックの
フォトダイオード出力電圧、第８図（ホ）のVP(K+1)は
第８図（ロ）の信号で読み出しが行われるブロックのフ
ォトダイオーオ出力電圧である。 受光素子選択信号VGKが入力された時刻t1でH1の値を有
していたフォトダイオード出力電圧VPKは、電荷転送が
終了する時刻t2には値H2に減少する。 時刻t3で次に読み取りを行うブロックに受光素子選択信
号VK(K+1)が入力されると、該信号は、そのブロックの
受光素子選択スイッチ３をオンにして、電荷転送を開始
させる（そのため、フォトダイオード出力電圧VP(K+1)
は、H3からH4へ減少する）。同時に、前回読み取りを行
ったブロックのリセットスイッチ５をオンとし、等価容
量２の残存電荷の放出を行う（そのため、フォトダイオ
ード出力電圧VPKは、グランドレベルへと向かって減少
を始め、時刻t4でグランドレベルとなる）。 第10図は、第６図に示した密着型イメージセンサ装置に
おける、受光素子選択スイッチ３およびリセットスイッ
チ５へのゲート線の配線パターンを示したものである。
受光素子選択信号VGを、直前に読み取りを終えたブロッ
クへ専用の連絡線Ｅを経て伝え、リセット信号VRとして
も利用するようにしたパターンとなっている。
（問題点） 前記した従来の密着型イメージセンサ装置には、リセッ
トスイッチ５へのゲート信号が、フォトダイオード１に
対して誘導障害（いわゆるクロストーク）を起こし易い
という問題点があった。 リセットスイッチを設けたことで、リセットスイッチを
駆動するためのゲート線や、リセットスイッチとグラン
ドとを接続する配線等の配設密度が増加し、高密度化し
た場合、その分、配線間隔が小さくなる。その結果高密
度化が難しくなっていた。 また、リセットスイッチへのゲート線が受光素子からの
出力信号と交差してしまい出力信号への誘導障害が発生
するという問題があった。 （問題点の説明） フォトダイオード１は、解像度を良くするために、密着
型イメージセンサ装置の基板の平面方向に、できるだけ
密な間隔で配列することが望まれる。そして、受講素子
選択スイッチ３は、フォトダイオード１が配列されてい
る地帯に対して一方の側に近接して配設される。一方、
リセットスイッチ５もフォトダイオード１に近い位置に
配設されることが望ましいから、基板の平面方向に見
て、フォトダイオード１に関して受光素子選択スイッチ
３とは反対側に配置されることになる。 すると、受光素子選択スイッチ３へのゲート信号をリセ
ットスイッチ５へとゲート信号としても利用する場合、
リセットスイッチ５へのゲート線は、どうしてもフォト
ダイオード１が配設されている地帯を通過して配設され
なければならない。 しかし、フォトダイオード１は互いに密接してビッシリ
と配設されているから、ゲート信号はフォトダイオード
１の極めて近くを流れることになり、クロスオーバを起
こす可能性が高くなる。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。
トスイッチ５へのゲート信号が、フォトダイオード１に
対して誘導障害（いわゆるクロストーク）を起こし易い
という問題点があった。 リセットスイッチを設けたことで、リセットスイッチを
駆動するためのゲート線や、リセットスイッチとグラン
ドとを接続する配線等の配設密度が増加し、高密度化し
た場合、その分、配線間隔が小さくなる。その結果高密
度化が難しくなっていた。 また、リセットスイッチへのゲート線が受光素子からの
出力信号と交差してしまい出力信号への誘導障害が発生
するという問題があった。 （問題点の説明） フォトダイオード１は、解像度を良くするために、密着
型イメージセンサ装置の基板の平面方向に、できるだけ
密な間隔で配列することが望まれる。そして、受講素子
選択スイッチ３は、フォトダイオード１が配列されてい
る地帯に対して一方の側に近接して配設される。一方、
リセットスイッチ５もフォトダイオード１に近い位置に
配設されることが望ましいから、基板の平面方向に見
て、フォトダイオード１に関して受光素子選択スイッチ
３とは反対側に配置されることになる。 すると、受光素子選択スイッチ３へのゲート信号をリセ
ットスイッチ５へとゲート信号としても利用する場合、
リセットスイッチ５へのゲート線は、どうしてもフォト
ダイオード１が配設されている地帯を通過して配設され
なければならない。 しかし、フォトダイオード１は互いに密接してビッシリ
と配設されているから、ゲート信号はフォトダイオード
１の極めて近くを流れることになり、クロスオーバを起
こす可能性が高くなる。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。
前記課題を解決するため、本発明では、受光素子と該受
光素子に直列に接続された受光素子選択スイッチとの組
を同じ数づつ有するブロックを複数個と、画像信号の読
み出しを該ブロック毎に順次行う際、読み出す画像信号
を流すのに共通に使用する共通信号線と、一端が前記受
光素子と前記受光素子選択スイッチとの接続部に接続さ
れ、他端がグランドに接続され、画像信号の読み出し後
にオンされて前記受光素子に残存している電荷を放電す
るリセットスイッチとを具えた密着型イメージセンサ装
置において、 前記受光素子が形成されている基板の平面方向に見て、
前記リセットスイッチを前記受光素子に関して前記受光
素子選択スイッチとは反対側に配置し、前記リセットス
イッチへのスイッチ信号を導く導電層を、上方に前記受
光素子が形成されてるところの受光素子充電用のバイア
ス線の層よりも下方に配設すると共に該バイアス線の幅
よりも狭い幅とすることとした。
光素子に直列に接続された受光素子選択スイッチとの組
を同じ数づつ有するブロックを複数個と、画像信号の読
み出しを該ブロック毎に順次行う際、読み出す画像信号
を流すのに共通に使用する共通信号線と、一端が前記受
光素子と前記受光素子選択スイッチとの接続部に接続さ
れ、他端がグランドに接続され、画像信号の読み出し後
にオンされて前記受光素子に残存している電荷を放電す
るリセットスイッチとを具えた密着型イメージセンサ装
置において、 前記受光素子が形成されている基板の平面方向に見て、
前記リセットスイッチを前記受光素子に関して前記受光
素子選択スイッチとは反対側に配置し、前記リセットス
イッチへのスイッチ信号を導く導電層を、上方に前記受
光素子が形成されてるところの受光素子充電用のバイア
ス線の層よりも下方に配設すると共に該バイアス線の幅
よりも狭い幅とすることとした。
密着型イメージセンサ装置を前記のような構成にする
と、リセットスイッチへのゲート信号は、受光素子の近
傍では、上方に受光素子が形成されているところのバイ
アス線の層より下方に配置され、該バイアス線の幅より
も狭い幅の導電層を経て流れることになる。すると、バ
イアス線の層がシールド体として作用するので、前記ゲ
ート信号が受光素子へ誘導障害を起こすことはなくな
る。
と、リセットスイッチへのゲート信号は、受光素子の近
傍では、上方に受光素子が形成されているところのバイ
アス線の層より下方に配置され、該バイアス線の幅より
も狭い幅の導電層を経て流れることになる。すると、バ
イアス線の層がシールド体として作用するので、前記ゲ
ート信号が受光素子へ誘導障害を起こすことはなくな
る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第７図は、本発明におけるフォトダイオード（受光素
子）部分の積層構成の１例である。第７図において、81
はポリイミド絶縁層、82は配線用アルミ層、83はポリイ
ミド絶縁層、84はSiN絶縁層、85はガラス基板、86はト
ップ絶縁膜、87はITO層（Indium Tin Oxide）、88はａ
−Si:H層（水素化アモルファスシリコン層）、13−１は
バイアス線用クロム層、90はゲート線用クロム層であ
る。 フォトダイオードは、バイアス線用クロム層13−１より
上の層で構成される。 ゲート線用クロム層90は、リセットスイッチ５へのゲー
ト信号を流すためのものである。 この構成の特徴は、バイアス線13（第６図等参照）を成
すところのバイアス線用クロム層13−１を幅広に形成
し、この層に関しフォトダイオードを構成する部分とは
反対側（第７図では下側）に、ゲート線用クロム層90を
形成し、しかもバイアス線用クロム層13−１よりも幅狭
にした点である。 このように構成すると、バイアス電圧に保たれているバ
イアス線用クロム層13−１が、ゲート線用クロム層90に
覆い被さるかたちとなるので、シールドの役目を果た
す。そのため、ゲート線用クロム層90にゲート信号が流
れても、バイアス線用クロム層13−１の上方にあるフォ
トダイオードに誘導障害を起こすことがない。 第９図は、第６図に示した密着型イメージセンサ装置に
おけるフォトダイオード部分を、第７図の如く構成した
場合の一部拡大図である。符号は、第６図，第７図のも
のに対応する。なお、ゲート信号が兼用されていること
を分かり易く表現するため、互いに連結されているゲー
ト線の組の１組について、斜線を施した。 斜線を施したゲート線に注目すると、先ず、ゲート線ル
ープ部Ｌより受光素子選択スイッチ３へ、受光素子選択
信号VGとしてのゲート信号が供給されるようになってい
る。 ゲート線ループ部Ｌの１つのコーナーＢから連絡線Ｅを
経由してゲート線用クロム層90に至り、ここよりリセッ
トスイッチ５へリセット信号VRとしてのゲート信号が供
給される。 第７図に示したように、ゲート線用クロム層90はバイア
ス線13より下層に配設してあるので、リセット信号VRが
流れても、フォトダイオード１に誘導による悪影響を与
えることはない。 以上のように、リセットスイッチ５へのゲート線をフォ
トダイオード１の傍を通す場合、フォトダイオード１と
接続され且つその下層に形成されるバイアス線13を幅広
にし、該バイアス線13よりも狭い幅で更にその下層に配
置する。そうすると、バイアス線13がシールドの役目を
果たし、フォトダイオード１に対してクロストークによ
る悪影響を及ぼすことがない。 なお、受光素子選択スイッチ３およびリセットスイッチ
５へのゲート線の配線パターンは、従来は第10図のよう
にされていたが、第11図〜第13図に示すような新たな配
設パターンとすることも出来る。 第11図は、受光素子選択信号VGを、２つ前に読み取りを
終えたクロックへも専用の連絡線Ｅにより伝え、そこで
のリセット信号VRとして利用するようにした配設パター
ンを示している。 第12図は、受光素子選択信号VGを、直前に読み取りを終
えたブロックへも伝え、そこでのリセット信号VRとして
利用するが、伝え方を連絡線Ｅによるのではなく、１つ
の受光素子選択スイッチ３を介して伝えるようにした配
設パターンを示している。 しかし、このパターンでは、１つの受光素子選択スイッ
チ３だけに負担がかかることになるので、そのような負
担をかけても読み取りに支障が出ない限りにおいて許容
されるパターンである。 第13図は、第12図で１つの受光素子選択スイッチ３にの
み負担させていたのを、全ての受光素子選択スイッチ３
に均等に負担させるようにした配設パターンを示してい
る。
る。 第７図は、本発明におけるフォトダイオード（受光素
子）部分の積層構成の１例である。第７図において、81
はポリイミド絶縁層、82は配線用アルミ層、83はポリイ
ミド絶縁層、84はSiN絶縁層、85はガラス基板、86はト
ップ絶縁膜、87はITO層（Indium Tin Oxide）、88はａ
−Si:H層（水素化アモルファスシリコン層）、13−１は
バイアス線用クロム層、90はゲート線用クロム層であ
る。 フォトダイオードは、バイアス線用クロム層13−１より
上の層で構成される。 ゲート線用クロム層90は、リセットスイッチ５へのゲー
ト信号を流すためのものである。 この構成の特徴は、バイアス線13（第６図等参照）を成
すところのバイアス線用クロム層13−１を幅広に形成
し、この層に関しフォトダイオードを構成する部分とは
反対側（第７図では下側）に、ゲート線用クロム層90を
形成し、しかもバイアス線用クロム層13−１よりも幅狭
にした点である。 このように構成すると、バイアス電圧に保たれているバ
イアス線用クロム層13−１が、ゲート線用クロム層90に
覆い被さるかたちとなるので、シールドの役目を果た
す。そのため、ゲート線用クロム層90にゲート信号が流
れても、バイアス線用クロム層13−１の上方にあるフォ
トダイオードに誘導障害を起こすことがない。 第９図は、第６図に示した密着型イメージセンサ装置に
おけるフォトダイオード部分を、第７図の如く構成した
場合の一部拡大図である。符号は、第６図，第７図のも
のに対応する。なお、ゲート信号が兼用されていること
を分かり易く表現するため、互いに連結されているゲー
ト線の組の１組について、斜線を施した。 斜線を施したゲート線に注目すると、先ず、ゲート線ル
ープ部Ｌより受光素子選択スイッチ３へ、受光素子選択
信号VGとしてのゲート信号が供給されるようになってい
る。 ゲート線ループ部Ｌの１つのコーナーＢから連絡線Ｅを
経由してゲート線用クロム層90に至り、ここよりリセッ
トスイッチ５へリセット信号VRとしてのゲート信号が供
給される。 第７図に示したように、ゲート線用クロム層90はバイア
ス線13より下層に配設してあるので、リセット信号VRが
流れても、フォトダイオード１に誘導による悪影響を与
えることはない。 以上のように、リセットスイッチ５へのゲート線をフォ
トダイオード１の傍を通す場合、フォトダイオード１と
接続され且つその下層に形成されるバイアス線13を幅広
にし、該バイアス線13よりも狭い幅で更にその下層に配
置する。そうすると、バイアス線13がシールドの役目を
果たし、フォトダイオード１に対してクロストークによ
る悪影響を及ぼすことがない。 なお、受光素子選択スイッチ３およびリセットスイッチ
５へのゲート線の配線パターンは、従来は第10図のよう
にされていたが、第11図〜第13図に示すような新たな配
設パターンとすることも出来る。 第11図は、受光素子選択信号VGを、２つ前に読み取りを
終えたクロックへも専用の連絡線Ｅにより伝え、そこで
のリセット信号VRとして利用するようにした配設パター
ンを示している。 第12図は、受光素子選択信号VGを、直前に読み取りを終
えたブロックへも伝え、そこでのリセット信号VRとして
利用するが、伝え方を連絡線Ｅによるのではなく、１つ
の受光素子選択スイッチ３を介して伝えるようにした配
設パターンを示している。 しかし、このパターンでは、１つの受光素子選択スイッ
チ３だけに負担がかかることになるので、そのような負
担をかけても読み取りに支障が出ない限りにおいて許容
されるパターンである。 第13図は、第12図で１つの受光素子選択スイッチ３にの
み負担させていたのを、全ての受光素子選択スイッチ３
に均等に負担させるようにした配設パターンを示してい
る。
以上述べた如き本発明の密着型イメージセンサ装置によ
れば、前記リセットスイッチ前記受光素子アレイを介し
て前記受光素子選択スイッチとは反対側に配置したこと
で、配線密度はリセットを設けない場合とほぼ等しく、
高密度化にも対応できる。 また、リセットスイッチを駆動するためのゲート線が受
光素子からの出力信号線と交差することがなくなり、出
力信号への誘導障害が起こりにくくなる。 更に、受光素子の残存電荷を放電するリセットスイッチ
へのゲート信号を、受光素子の近傍では、上方に受光素
子が形成されているところの受光素子充電用のバイアス
線の層より下方に形成した幅狭の導電層を経て流す構成
としたので、前記ゲート信号による受光素子への誘導障
害を防止することが出来る。
れば、前記リセットスイッチ前記受光素子アレイを介し
て前記受光素子選択スイッチとは反対側に配置したこと
で、配線密度はリセットを設けない場合とほぼ等しく、
高密度化にも対応できる。 また、リセットスイッチを駆動するためのゲート線が受
光素子からの出力信号線と交差することがなくなり、出
力信号への誘導障害が起こりにくくなる。 更に、受光素子の残存電荷を放電するリセットスイッチ
へのゲート信号を、受光素子の近傍では、上方に受光素
子が形成されているところの受光素子充電用のバイアス
線の層より下方に形成した幅狭の導電層を経て流す構成
としたので、前記ゲート信号による受光素子への誘導障
害を防止することが出来る。
第１図…密着型イメージセンサ装置の基本回路の第２の
従来例 第２図…密着型イメージセンサ装置の基本回路の第１の
従来例 第３図…第１図の基本回路の動作を説明する波形図 第４図…第２図の基本回路の動作を説明する波形図 第５図…密着型イメージセンサ装置の第１の従来例 第６図…密着型イメージセンサ装置の第２の従来例 第７図…本発明におけるフォトダイオード部分の積層構
成の１例 第８図…第６図の装置の動作を説明する波形図 第９図…第６図に示した密着型イメージセンサ装置にお
けるフォトダイオード部分を、第７図の如く構成した場
合の一部拡大図 第10図…ゲート線の配設パターンを示す図 第11図ないし第13図…ゲート線の新規な配設パターンを
示す図 図において、１はフォトダイオード、２は等価容量、３
は受光素子選択スイッチ、４は共通信号線容量、５はリ
セットスイッチ、６ないし８は読み出し線、９ないし11
は共通信号線、12は駆動用IC、13はバイアス線、14はグ
ランド線、21は第１ブロック、22は第２ブロック、2Nは
第Ｎブロック、81はポリイミド絶縁層、82は配線用アル
ミ層、83はポリイミド絶縁層、84はSiN絶縁層、85はガ
ラス基板、86はトップ絶縁膜、87はITO層、88はａ−Si:
H層（水素化アモルファスシリコン層）、13−１はバイ
アス線用クロム層、90はゲート線用クロム層、VGは受光
素子選択信号、VRはリセット信号、VPはフォトダイオー
ド出力電圧、VLは読み出し出力電圧、Ｌはゲート線ルー
プ部である。
従来例 第２図…密着型イメージセンサ装置の基本回路の第１の
従来例 第３図…第１図の基本回路の動作を説明する波形図 第４図…第２図の基本回路の動作を説明する波形図 第５図…密着型イメージセンサ装置の第１の従来例 第６図…密着型イメージセンサ装置の第２の従来例 第７図…本発明におけるフォトダイオード部分の積層構
成の１例 第８図…第６図の装置の動作を説明する波形図 第９図…第６図に示した密着型イメージセンサ装置にお
けるフォトダイオード部分を、第７図の如く構成した場
合の一部拡大図 第10図…ゲート線の配設パターンを示す図 第11図ないし第13図…ゲート線の新規な配設パターンを
示す図 図において、１はフォトダイオード、２は等価容量、３
は受光素子選択スイッチ、４は共通信号線容量、５はリ
セットスイッチ、６ないし８は読み出し線、９ないし11
は共通信号線、12は駆動用IC、13はバイアス線、14はグ
ランド線、21は第１ブロック、22は第２ブロック、2Nは
第Ｎブロック、81はポリイミド絶縁層、82は配線用アル
ミ層、83はポリイミド絶縁層、84はSiN絶縁層、85はガ
ラス基板、86はトップ絶縁膜、87はITO層、88はａ−Si:
H層（水素化アモルファスシリコン層）、13−１はバイ
アス線用クロム層、90はゲート線用クロム層、VGは受光
素子選択信号、VRはリセット信号、VPはフォトダイオー
ド出力電圧、VLは読み出し出力電圧、Ｌはゲート線ルー
プ部である。
Claims (1)
- 【請求項１】特定数の受光素子を１つのブロックとし、
このブロックを複数個配列した受光素子アレイと、前記
各受光素子に直列に接続された受光素子選択スイッチ素
子と、一端が前記各受光素子と前記各受光素子選択スイ
ッチとの接続部に接続され、他端がグランドに接続さ
れ、画像信号の読み出し後にオンされて前記受光素子に
残存している電荷を放電する複数のリセットスイッチと
を具えた密着型イメージセンサ装置において、 前記受光素子が形成されている基板の平面方向に見て、
前記リセットスイッチを前記受光素子に関して前記受光
素子選択スイッチとは反対側に配置し、前記リセットス
イッチへのスイッチ信号を導く導電層を、上方に前記受
光素子が形成されているところの受光素子充電用のバイ
アス線の層よりも下方に配設すると共に該バイアス線の
幅よりも狭い幅としたことを特徴とする密着型イメージ
センサ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086471A JPH0785568B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 密着型イメージセンサ装置 |
| US07/503,613 US5204519A (en) | 1989-04-05 | 1990-04-03 | Close-contact image sensing device having a reset switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086471A JPH0785568B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 密着型イメージセンサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02265362A JPH02265362A (ja) | 1990-10-30 |
| JPH0785568B2 true JPH0785568B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=13887878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086471A Expired - Fee Related JPH0785568B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 密着型イメージセンサ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5204519A (ja) |
| JP (1) | JPH0785568B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04321273A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-11 | Fuji Xerox Co Ltd | イメージセンサ |
| JP2965777B2 (ja) * | 1992-01-29 | 1999-10-18 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP3021971B2 (ja) * | 1992-05-22 | 2000-03-15 | 富士ゼロックス株式会社 | イメージセンサ |
| US5774180A (en) * | 1992-12-04 | 1998-06-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image sensor capable of producing an image signal free from an afterimage |
| JP2910485B2 (ja) * | 1993-02-19 | 1999-06-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像読取装置及び画像読取方法 |
| JPH06303529A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-10-28 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像処理装置 |
| US5336879A (en) * | 1993-05-28 | 1994-08-09 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Pixel array having image forming pixel elements integral with peripheral circuit elements |
| JPH08304179A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分光測色装置 |
| US5654537A (en) * | 1995-06-30 | 1997-08-05 | Symbios Logic Inc. | Image sensor array with picture element sensor testability |
| GB9520791D0 (en) * | 1995-10-13 | 1995-12-13 | Philips Electronics Nv | Image sensor |
| EP1128662A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-29 | Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation | Active pixel sensor with photo diode discharge |
| US8698063B2 (en) | 2010-12-09 | 2014-04-15 | Lockheed Martin Corporation | Readout circuit having enhanced dynamic range |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH084129B2 (ja) * | 1986-11-19 | 1996-01-17 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| US4973833A (en) * | 1988-09-28 | 1990-11-27 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Image sensor including logarithmic converters |
| US4977304A (en) * | 1989-02-09 | 1990-12-11 | Ricoh Company Ltd. | Linear solid state image sensor |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP1086471A patent/JPH0785568B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-03 US US07/503,613 patent/US5204519A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5204519A (en) | 1993-04-20 |
| JPH02265362A (ja) | 1990-10-30 |
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