JPH0879442A - イメージセンサ及びその出力調節方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロストークノイズを最小にすることがで
き、Ｓ／Ｎ比の良好なイメージセンサを提供する。 【構成】 複数の光電変換素子、該光電変換素子からの
光電変換信号を出力する信号出力ライン、各光電変換素
子を選択的に前記信号出力ラインに接続するスイッチン
グ素子、各スイッチング素子を順次駆動するためのクロ
ック信号を伝えるクロック信号ライン、クロック信号を
入力する走査回路よりなるイメージセンサに於いて、前
記クロック信号が反転した信号を入力するクロック信号
反転ラインを設け、前記信号出力ラインと前記クロック
信号ライン間及び前記信号出力ラインと前記クロック信
号反転ライン間に可変容量を設けることを特徴とするイ
メージセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像情報を電気信号に変
換するイメージセンサ及びその出力調節方法に係り、特
に出力信号中のノイズを除去しうるイメージセンサ及び
出力調節方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイメージセンサは図１に示すよう
にフォトダイオード等の光電変換素子１、この光電変換
素子を順次切り替えていくスイッチングトランジスタ
２、外部から入力されたクロック信号により各スイッチ
ングトランジスタ２を順次駆動する走査回路３、光電変
換素子からの信号を出力する信号出力ライン４、信号検
出用のアンプ５、光電変換素子に電圧を印加するための
バイアス電源６で主に構成されている。このイメージセ
ンサの動作は走査回路３によって、スィッチングトラン
ジスタ２を順次駆動し、光電変換素子１の蓄積電荷をア
ンプ５で順次読み取っていく。

【０００３】上記回路に於ける、動作シーケンスを図２
に示す。図２において（ａ）はクロック信号、（ｂ）は
信号出力ライン４へのクロック信号ライン７からのクロ
ストークが有る場合のアンプ５の出力波形、（ｃ）は信
号出力ライン４上へのクロストークが無い場合のセンサ
信号出力波形である。（ｄ）は上記（ｂ）と（ｃ）の合
成波形、つまりクロック信号から信号出力ライン４上へ
のクロストークが有る場合のセンサ信号出力波形であ
る。

【０００４】この種のイメージセンサでは、センサ信号
出力は微小な信号であるためクロック信号ライン７から
線間容量Ｃｐを介して信号出力ライン４に、図２（ｂ）
に示すようなクロストークノイズが発生する。このクロ
ストークノイズが図２（ｃ）のセンサ信号出力に乗って
図２（ｄ）に示すようなセンサ信号出力波形となり、著
しくＳ／Ｎ比を低下させていた。

【０００５】イメージセンサのノイズを低減する方法と
しては、例えば、図３に示すようにダミーのスイッチン
グトランジスタ９を全てのスイッチングトランジスタ２
毎に設けて、信号を読み出すに際し、スイッチングトラ
ンジスタ２とダミーのスイッチングトランジスタ９を同
時にＯＮにして、差動増幅器１０でその差分をとる事に
よって、スイッチングトランジスタ２で発生するスイッ
チングノイズをダミーのスイッチングトランジスタ９で
発生するスイッチングノイズで相殺して低減する方法が
知られている（（株）トリケップス「密着イメージセン
サと応用技術」８５頁参照）。

【０００６】この方法は信号出力ライン４上に発生する
スイッチングノイズを低減するのに有効であるが、前記
のようなクロック信号ライン７から信号出力ライン４へ
のクロストークを低減するのにも有効である。すなわち
クロック信号ライン７から線間容量Ｃｐを介して信号出
力ライン４に発生するクロストークのノイズレベルが、
クロック信号ライン７から線間容量Ｃｄを介してダミー
の出力ライン１１に発生するクロストークのノイズレベ
ルと等しくなるように、それぞれの線間容量Ｃｐ及びＣ
ｄの値を設定すれば、信号出力ライン４上に発生するク
ロストークノイズを低減することが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
イメージセンサでは、複数のダミーのスイッチングトラ
ンジスタ９を設けなければならず、製造工程が煩雑にな
り、歩留りが低下する。また、イメージセンサの価格が
高価になる問題点があった。即ち本願発明の目的は、ク
ロック信号ラインからクロストークノイズを最小にする
ことができ、Ｓ／Ｎ比の良好なイメージセンサを安価で
簡単な手段で提供することにある。

【０００８】本発明の第１の要旨は、複数の光電変換素
子、この光電変換素子からの光電変換信号を出力する信
号出力ライン、各光電変換素子を選択的に前記信号出力
ラインに接続するスイッチング素子、各スイッチング素
子を順次駆動するためのクロック信号を伝えるクロック
信号ライン、クロック信号を入力する走査回路よりなる
イメージセンサに於いて、前記クロック信号が反転した
信号を入力するクロック信号反転ラインを設け、前記信
号出力ラインと前記クロック信号ライン間及び前記信号
出力ラインと前記クロック信号反転ライン間に可変容量
を設けることを特徴とするイメージセンサに存する。ま
た、第２の要旨は、上記のイメージセンサを用いて、前
記信号出力ラインと前記クロック信号ライン間に設けた
可変容量の容量値と、前記信号出力ラインと前記クロッ
ク信号反転ライン間に設けた可変容量の容量値をオシロ
カコープで出力した信号出力波形に基づいて調節するこ
とを特徴とするイメージセンサの出力調節方法に存す
る。

【０００９】

【作用】上記の手段により、クロック信号ラインから信
号出力ラインへのクロストークを、クロック信号反転ラ
インから信号出力ラインへのクロストークで相殺でき、
イメージセンサの信号出力ラインに発生するクロストー
クを最小にすることが簡単で安価な構成で可能となる。

【００１０】

【実施例】次に本発明イメージセンサを詳細に説明す
る。図４は本発明イメージセンサの回路構成を示す図で
あり、１は光電変換素子、２は光電変換素子を順次切り
替えていくスイッチングトランジスタ、３は走査回路で
あるシフトレジスタ、４は光電変換素子からの信号を出
力する信号出力ライン、５は信号検出用のアンプ、６は
光電変換素子に電圧を印加するためのバイアス電源であ
る。８はクロック信号反転ラインであり、このラインに
クロック信号を反転した信号を入力する。この反転信号
は１２の汎用のインバータＩＣを使用すればクロック信
号から簡単に作れる。またＣｐはクロック信号ライン７
と信号出力ライン４の間の線間容量、Ｃｑはクロック信
号反転ライン８と信号出力ライン４の間の線間容量、Ｃ
１はクロック信号ライン７と信号出力ライン４の間に設
けたクロストーク調節用の可変容量、Ｃ２はクロック信
号反転ライン８と信号出力ライン４の間に設けたクロス
トーク調節用の可変容量である。Ｃ１及びＣ２の可変容
量はセラミック・トリマ等の可変容量コンデンサなどを
使用する。読み取り動作は従来例と同様に、シフトレジ
スタ３によって、スイッチングトランジスタ２を順次駆
動し、光電変換素子１の蓄積電荷を信号検出用のアンプ
５で順次読み取っていく。

【００１１】図５に上記回路の動作シーケンスを示す。
図５において、（ａ）はクロック信号、（ｂ）は信号出
力ライン４へのクロック信号ライン７からのクロストー
クが有る場合のアンプ５の出力波形、（ｃ）は信号出力
ライン４上へのクロストークが無い場合のセンサ信号出
力波形、（ｄ）はクロックを反転した信号、（ｅ）は信
号出力ライン４上へのクロック信号反転ライン８からの
クロストークが有る場合のアンプ５の出力波形、（ｆ）
は上記（ｂ）（ｃ）（ｄ）を合成した波形である。つま
りクロック信号ライン及びクロック信号反転ラインから
信号出力ライン４上へのクロストークが有る場合のセン
サ信号出力波形である。

【００１２】ここで前記クロック信号反転ライン８から
線間容量Ｃｑ及び可変容量Ｃ２を介して、信号出力ライ
ン４上にクロストークノイズ（図５（ｅ）参照）が発生
するが、このクロストークノイズはクロック信号ライン
７から線間容量Ｃｐ及び可変容量Ｃ１を介し信号出力ラ
イン４上に発生するクロストークノイズ（図５（ｂ）参
照）の反転した波形である。

【００１３】すなわち、信号出力ライン４上に発生する
クロストークノイズを最小にするためには、クロック信
号ライン７から信号出力ライン４へのクロストークをク
ロック信号反転ライン８から信号出力ライン４へのクロ
ストークで相殺できるように、アンプ５の出力波形をオ
シロスコープで見ながら、クロストーク調節用の可変容
量Ｃ１及びＣ２の各容量値を調節すればよい。以上の方
法により、信号出力ライン４に誘導により発生するクロ
ストークノイズを最小にすることが可能となり、センサ
出力のＳ／Ｎ比を向上することができた（図５（ｆ）参
照）。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係るイメージセンサによれば、
クロック信号反転ラインを設け、このクロック信号反転
ラインにクロック信号が反転した信号を入力し、信号出
力ラインとクロック信号ラインの間及び出力ラインとク
ロック信号反転ラインの間にそれぞれ可変容量を設け、
この両可変容量の容量値を信号出力波形をオシロスコー
プで見ながら調節することにより、クロック信号ライン
から信号出力ラインへのクロストークをクロック信号反
転ラインから信号出力ラインへのクロストークで相殺
し、信号出力ラインに誘導により発生するクロストーク
ノイズを最小にすることができ、Ｓ／Ｎ比の良好なイメ
ージセンサが簡単で安価な手段で提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のイメージセンサを示す回路図

【図２】図１の動作タイムシーケンス

【図３】従来の他のイメージセンサを示す回路図

【図４】本発明のイメージセンサの一実施例を示す回路
図

【図５】図４の動作タイムシーケンス

【符号の説明】

１ 光電変換素子 ２ スイッチングトランジスタ ３ 走査回路 ４ 信号出力ライン ５ 信号検出用のアンプ ６ バイアス電源 ７ クロック信号ライン ８ クロック信号反転ライン ９ ダミーのスイッチングトランジスタ １０ 差動アンプ １１ ダミーの出力ライン １２ インバータＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 潔 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光電変換素子、該光電変換素子か
   らの光電変換信号を出力する信号出力ライン、各光電変
   換素子を選択的に前記信号出力ラインに接続するスイッ
   チング素子、各スイッチング素子を順次駆動するための
   クロック信号を伝えるクロック信号ライン、クロック信
   号を入力する走査回路よりなるイメージセンサに於い
   て、前記クロック信号が反転した信号を入力するクロッ
   ク信号反転ラインを設け、前記信号出力ラインと前記ク
   ロック信号ライン間及び前記信号出力ラインと前記クロ
   ック信号反転ライン間に可変容量を設けることを特徴と
   するイメージセンサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のイメージセンサを用い
   て、前記信号出力ラインと前記クロック信号ライン間に
   設けた可変容量の容量値と、前記信号出力ラインと前記
   クロック信号反転ライン間に設けた可変容量の容量値を
   オシロスコープで出力した信号出力波形に基づいて調節
   することを特徴とするイメージセンサの出力調節方法。