JPS60198959A - イメ−ジセンサ - Google Patents

イメ−ジセンサ

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JPS60198959A
JPS60198959A JP59055417A JP5541784A JPS60198959A JP S60198959 A JPS60198959 A JP S60198959A JP 59055417 A JP59055417 A JP 59055417A JP 5541784 A JP5541784 A JP 5541784A JP S60198959 A JPS60198959 A JP S60198959A
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JP
Japan
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current
circuit
array
phototransistor
image sensor
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JP59055417A
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Kazufumi Yamaguchi
山口 和文
Takahiko Murata
隆彦 村田
Yasunaga Yamamoto
泰永 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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 コンピュータを始めとする情報処理機器の進展に伴なっ
て、その入力装置としてのイメージセンサの重要性は高
まっている。本発明は集積回路技術を駆使して情報を高
速、高解像度で、かつランダムアクセス的に読取ること
を可能にしたライン状イメージセンサに関する。
従来例の構成とその問題点 従来のイメージセンサとしては、まずシリコンビジコン
、MOSターゲットビジコンを挙ケルコとができ、これ
らは順次読出しのためのアクセス機能を電子ビームの偏
向によって行っているため、容易かつ高解像度で読取れ
る長所があるが、全固体化でないため小形化、低消費電
力化等に難点がある。
一方、全固体化イメージセンサとしては、CODイメー
ジセンサ、MOSイメージセンサがある。
一般にイメージセンサは複数個の光検知素子と走査回路
からなり、CODイメージセンサは検知素子に72)ダ
イオード、走査回路にCCDを用い、MOSイメージセ
ンサは検知素子にフォトダイオード、走査回路にMOS
シフトレジスタを用いている。これらは共にMO8集積
回路技術をベースとした光センサ部、走査回路部からな
り、高解像度ではあるが、次“のような難点がある。C
ODイメージセンサの場合、走査社高速で行えるが1元
来、熱的に非平衡状態にあるチャージキャリアを信号の
転送に利用しているため、高温では使えない。一方、M
OSイメージセンサの場合、やはシ高解像度ではあるが
、定量速度はMOSシフトレジスタの最高クロック周波
数で決まり、数メガビット/秒が限度である。また、ノ
イズの低減のために付加回路が必要である。また、これ
らの素子は走査にCODまたはシフトレジスタを用いて
いるため、シーケンシャル読取シのみで、ランダムアク
セス的な読取シは不可能である。つまシ、任意の位置か
ら任意の位置までを読取る機能は、読取シ機能の能率ア
ップ、文字認識等において今後更に型費になるものと考
えられる。
発明の目的 本発明は高速、高解像度でかつランダムアク上2的に情
報を読取ることを可能にするイメージセンサを提供する
ことを目的とする。
発明の構成 nビットの内部入力信号を受けて、電流源からの電流を
2 個の出力の対応する1個の出力に導くための第1の
デコード回路2mビットの内部入力信号を受けて2°個
の第1のデコード回路の夫1 々に付設した電流源の1
個のみをオン状態にする第2のデコード回路、m−4−
nビットの外部からの入力信号を受けて第1および第2
のデコード回路の内部入力信号を発生はせるマルチスレ
シホールド信号発生回路、第1のデコード回路の各々の
出力電流を検知して、それに従ってフォトトランジスタ
への充電々流をオン、オフするスイッチングトランジス
タ、スイッチングトランジスタからの1電流によって蓄
積光量を検知するフォトトランジスタまたはフォトダイ
オード、フォトトランジスタまたはフォトダイオードの
共通電極からなる映像信号出力端子等で構成されている
第16デコード回路は電流源からの電流をnビットの内
部入力信号によって制御される直列形の電流切換回路に
よって構成できる。第2のデコード回路は電流源の制御
を行うものであるが、並列形の電流切換回路によって構
成する。マルチスレンホールド回路は内部バイアス回路
と複数個の差動スイッチおよび抵抗対で構成する。アク
セス用のデジタル信号の映像出力端子への漏れによるノ
イズを防止するために、外部入力端子はグレイコードで
符号化する。以上の諸回路はバイポーラ集積回路プロセ
スによりシリコンチップ上に形成できる。本発明はアク
セスのために、デコード回路を用いているために、順次
読取のみでなくランダムアクセス的な読取りが川床るこ
とを特命とする。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明のイメージセンサの全体のプoyり図であ
る。1は外部選択入力信号2(m十nビット)を受けて
、これを相補出力のmビットおよびnビットの内部入力
信号に変換するため(7)フルチスレシホールド信号発
生回路である。3−1.3−2は夫々、nピントおよび
mビットの内部入力信号であり、特に3−1は第1デコ
ーダを動作させるために、直流レベルの異なるnビット
の相補出力信号である。1だ、3−2は第2デコーダを
動作式せるためのmビットの相補出力信号である。4は
mビットの内部入力信号を受けて。
その出力端子5−1.5−2.・・・・・・5−2mの
うちの内部入力信号によって選ばれた1回路にのみ電流
を流すための第2のデコーダである。6−1゜6−2.
・ ・・6−2 は3−1の内部入力信号を受けて、第
2デコーダからの電流全多数の出力端子7のうちで、内
部入力信号によって選ばれた1つの岐路にのみ電流を導
くための第1のデコード回路である。8は第1デコーダ
の出力電流の有無によって0N−iたけOFFするスイ
ッチ群である。9はスイッチからの電流によって読取状
態になるように接続された検知用のフォトトランジスタ
アレイまたはフォトダイオードアレイである。
1oはフォトトランジスタまたはフォトダイオードの共
通端子であり映像出力端子である。
次に夫々のブロック回路について説明する。
第2図はマルチスレシホールド信号発生回路である。1
1は外部選択入力信号の入力端子であり、この場合全体
で6ビツトの入力信号で、1)、m =2、n=3であ
る。12−1.12−2 、・・・・・・・12−5は
夫々の差動スイッチ14,15.・・・・18に供給す
る定電流源である。13は電圧分割用の抵抗列である。
差動スイッチは外部選択入力信号を受け、これとロジッ
ク基準電圧Vtnとの比較に従って、トランジスタ14
2Lまたは14b。
152Lまたは16b、・・・・・・・・182Lまた
は18b側に切換えられ、抵抗対19,20.・・・・
・・・23により直流レベルの異なる相補的な電圧が発
生させられ、との相補電圧信号が内部入力信号として出
力される。24 、25 、・・・・・・・・・28は
直流レベル設定用トランジスタである。29.30は内
部入力信号の出力端子であり、内部入力信号の論理振幅
は抵抗対19,20.・・・・・・・・・23の抵抗値
および定電流源12−1.12−2.・・・・・・・・
・12−5の電流値で決められる。トランジスタ対14
゜15、・・・・・・・・18は非飽和状態で動作する
ため高速動作が可能である。第1図はm=2 、n=3
の場合であるが、同様の繰シ返しで更にビット数の多い
場合へも拡張できる。
第3図は2ピントの内部入力信号を入力端子31に受け
て5その出力端子32−1.32−2゜・・・・・・・
32−4のうちの内部入力信号によって選ばれた1回路
にのみ電流を流す第2のデコーダ回路を示す。第2のデ
コーダは定電流源33−1゜33−2.・・・・・−・
33−4と電流切換ロジック回路34,35,36,3
了からなる。つまりEGL回路で負論理のAND回路と
して動作をする。電流切換ロジック回路について説明す
る。例えば34において、34a、34b+340のエ
ミッタは共通に接続して定電流源33−1に接続してい
る。34Lのベース、34bのベースハ夫々、内部入力
信号のD 、’Hに接続し、一方、340のベースはバ
イアス回路で発生させたロジック基準電圧vthに接続
している。342L、34bのコレクタは共通に接続し
、その電流を正側電源に導く。
34Gのコレクタ電流は第2デコーダの出力電流を与え
る。例えば内部入力信号り一“L“、E=#L−ならば
3jl 、34bがOFFで340がONとなり、定電
流33−1は第2デコーダの出力電流となるが、その他
の入力信号条件では定電流は正側電源に導かれ、34か
らの出力電流は零となる。このよう罠、内部入力信号に
よって選ばれた1回路にのみ電流を流すことができる。
第4図は複数個の第1のデコード回路の一つを示す。3
8は第2のデコーダの電流出力端子32の一つに接続す
る電流入力端子であり、39は内部入力信号の入力端子
、40,41.・・・・・・・・46はともに差動電流
スイッチであシ、カスケードに接続している。47は電
流出力端子である。第2のデコーダの動作の結果、38
に電流が流れてかつ、内部入力信号(この場合、3ビツ
ト)がa=“H“、b=“L“、C=″H“の場合につ
いて考える。差動スイッチ40において、a=”H”で
あるから40bがオンで40?Lがオフになり。
電流1.は4Qbのトランジスタ側に導かれる。
差動スイッチ42において、b−“L ”であるから4
22Lがオフで42bがオンになシ、電流工〇は42、
bのトランジスタ側に導かれる。差動スイッチ46にお
いて、C−“H”であるから、462Lがオンで46b
がオフになシ、電流工0は462Lのトランジスタのコ
レクタに導かれる。この例のように、本デコーダは電流
工0を内部入力信号に従って、それに対応する出力端子
へ導かれるように動作をする。以上は内部入力信号が3
ビツトの場合をボしたが、縦列接続の段数を増大するこ
とにより多ピントに拡張できる。
第5図は第1のデコーダの出力電流の有無によってオン
またはオフする電流スイッチ群48とこの電流によって
読取状態になるように接続したフォトトランジスタアレ
イ49を示す。50は夫々、第1デコーダの出力端子に
接続するスイッチ用電流の入力端子である占51はフォ
トトランジスタの各エミッタを共通に接続した端子で映
像信号出力端子である。第1デコーダから電流が現れた
場合、スイッチ用PNPトランジスタはオン状態になり
、フォトトランジスタに充電電流が流れて、そのフォト
トランジスタは読取状態になシ、出力映像信号電流が映
像出力端子から出力される。第1デコーダからの電流が
ない場合、PNP )ランジスタはオフ状態になり、フ
ォトトランジスタには電流は流れず、そのフォl−トラ
ンジスタはat分状態になシ、フォトトランジスタの接
合容量に蓄えられた電荷が照射光によって発生した光電
流によって放電する。このようにして、第1デコーダか
らの電流の有無によって、フォトトランジスタ上の露光
量に比例した信号を映像信号出力端子61から得ること
ができる。
第6図は第1のデコーダの出力とフォトトランジスタを
接続するだめの第2の実施例である。第1のデコーダの
出力電流の有無によってオンまたはオフする電流スイッ
チ群62とこの電流によりて読取状態になるように接続
したフォトトランジスタアレイ53とからなる。54は
夫々、第1のデコーダの出力端子に接続するスイッチ用
馬流の入力端子である。55はフォトトランジスタの各
−hvppを1通′接続し在、端′″F1下”像信@l
f″力端子である。第1のデコーダから電流が現れた場
合。
スイッチ用N P、N )ランジスタはオン状態になり
、フォトトランジスタに充電々流が流れて、そのフォト
トランジスタは読取状態になり、その出力映像信号が映
像出力端子から出力される。第1のデコーダからの電流
がない場合、スイッチ用NPNトランジスタはオフ状態
になり、フォトトランジスタには電流は流れず、そのフ
ォトトランジスタは積分状態になり、フォトトランジス
タの接合容量に蓄えられた電荷が照射光、によって発生
した光電流によって放電する。このようにして、第1の
デコーダからの電流の有無によって、フォトトラ、1 
ンジスタ上の露光量に比例した信号を映像信号出力端子
65から得ることができる。
以上の説明は検知素子としてフォトトランジス 。
りを用いた場合についてであったが、フォトトランジス
タの代りにフォトダイオードを用いても同様の機能を持
たせることが可能である。以上の全回路はバイポーラ集
積回路技術によりシリコンチップ上に集積させることが
可能であり、そのため、高速、高信頼性、低コスト化を
実現できる。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば高速゛、
高解像度のイメージセンサを実現できる。
走査部のデジタル回路はECL (エミッタカップルロ
ジック)で構成しているため、高速読取りが可能であり
、かつ、デコーダ回路で構成しているため、任意の位置
からの読取りが可能である。また、通常のバイポーラ集
積回路技術で全回路全シリコンチップ上に形成させるこ
とが可能でアリ。
高解像、高信頼性が達成できる。従って1本発明の情報
処理機器の入力装置として、或いは自動制御機器のセン
サとして有用であり、その産業上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のイメージセンサの全体のブ
ロック図、第2図は同センサのマルチスレンホールド信
号発生回路図、第3図は同センサの第2のデコード回路
図、第4図は同センサの第1のデコード回路図、第5図
は同センサのフォトトランジスタのアクセス回路図、第
6図は第2の実施例におけるフォトトランジスタのアク
セス回路図である。 1・・・・・・マルチスレンホールド信号発生回路、2
・・・・・・外部選択入力信号、3−1,3−2・・・
・・内部入力信号、4・・・・・第2デコーダ、6・・
・・・・第2デコーダの出力端子、6・・・・・第1デ
コーダ、7・・・・・第1デコーダの出力端子、8・・
・・・・トランジスタによるスイッチ群、9・・・・・
・検知用フォトトランジスタアレイ、10・・・・映像
信号出力端子、11・・・・・・外部選択入力信号の入
力端子、12 ・・・・定電流源。 13・・・・電圧分割用抵抗列、14〜18・・・・・
・差動スイッチ、19〜23・・・・・・差動スイッチ
の出力抵抗、24〜28−・・ 直流レベル設定用トラ
ンジス29.30・・・ 内部入力信号の出力端子、3
1・・・・・内部入力信号の、入力端子、32・・・・
・・第2デコーダの出力端子、33・・・・・・定電流
源、34〜37・・・・電流切換回路、38・・・・・
・電流入力端子、39・・・・・・内部入力信号の入力
端子、40〜46・・・・・差動電流スイッチ、47・
・・・・・電流出力端子、48・・・・・・電流スイッ
チ群、49・・・・・・フォトトランジスタアレイ、5
o・・・・・スイッチ用電流の入力端子、61・・・・
・・映像信号出力端子、62・・・・・・電流スイッチ
群。 53°°°・・・フォトトランジスタアレイ、54・・
・・・・スイッチ用電流の入力端子、66・・・・・映
像信号出力端子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名剋 

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) カスケードに接続した電流切換回路からなる複
    数個の第1のデコード回路、第1のデコード回路の一つ
    を能動状態にする第2のデコード回路、外部からの選択
    入力信号を第1.第2のデコード回路を動作させるため
    の直流レベルの異なる相補信号に変換する回路、第1の
    デコード回路の出力に接続し、その出力電流の有無に従
    ってONまたはOFFするスイッチングトランジスタ、
    スイッチングトランジスタによってアクセスされるよう
    に接続した光検知素子のプレイからなることを特徴とす
    るイメージセンサ。 ?)第2のデコード回路として、並列に接続した電流切
    換回路を用い、この出力電流を第1のデコード回路に供
    給することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のイ
    メージセンサ。 (3)光検知素子としてフォトトランジスタまたはフォ
    トダイオードを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のイメージセンサ。 (4) デコード回路として、グレイコードで符号化し
    た2通信号をデコードする回路を用いたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のイメージセンサ。 Q5) スイッチングトランジスタのアレイとしてPN
    P )ランジスタアレイ、光検知素子のプレイとしてフ
    ォトトランジスタアレイを用い、各スイッチングトラン
    ジスタの出力端子を各フォトトランジスタのコレクタに
    接続し、フォトトランジスタプレイのエミッタは共通に
    接続して映像信号出力端子としたことを特徴とする特許
    請求の範囲第2項記載のイメージセンサ。 (6)スイッチングトランジスタのプレイとしてNPN
     トランジスタアレイ、光検知素子のアレイとしてフォ
    トトランジスタアレイを用い、各スイッチングトランジ
    スタの出力端子を各フォトトランジスタのエミッタに接
    続し、フォトトランジスタアレイのコレクタは共通に接
    続して映像信号出力端子としたことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載のイメージセンサ。
JP59055417A 1984-03-22 1984-03-22 イメ−ジセンサ Granted JPS60198959A (ja)

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JPH0215147B2 JPH0215147B2 (ja) 1990-04-11

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