JPS63119568A - イメ−ジセンサ - Google Patents

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） この発明は光電変換素子の高集積化を図ったイメージセ
ンサに関する。

（従来の技術） 従来のこの種の１次元ＭＯ３型イメージセンサとしては
、例えば第３図に示すようにものが知られている。

第３図において、１は半導体基板上に拡散層で構成され
た接合容量を有するフォトダイオードであり、フォトダ
イオード１はスイッチングトランジスタ３を介してシフ
トレジスタ７の各段にそれぞれ接続されている。なお、
図中５はスイッチングトランジスタ３の出力端子を示す
。

このように構成された従来例は以下のような動作を行な
う。

まず、出力端子５を所定電圧ｖＰに保持し、スイッチン
グトランジスタ３をオン状態にすることにより、フォト
ダイオード１の接合容量を所定電圧ＶＰまで充電する。

充電終了後、スイッチングトランジスタ３をオフ状態に
すると、接合容量に充電された電荷は、入射光■に応じ
て放電を開始する。この状態で一定の時間放置させた後
、スイッチングトランジスタ３をオン状態にして、再び
接合容量を所定電圧ｖＰまで充電する。この時、出力端
子５から供給された電荷量が出力信号となる。

以上の動作をシフトレジスタ７により各画素について順
次繰り返すことにより、各画素の出力を時系列信号とし
て得ることができる。

（この発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
このような従来のイメージセンサにおっては、シフトレ
ジスタの１段は通常数個のトランジスタで構成されるよ
うになっているため、フォトダイオードの数に応じてシ
フトレジスタの段数を増加させようとすると、大きなピ
ッチが必要となり、画素ピッチがシフトレジスタのピッ
チで制限されてしまうのでフォトダイオードの集積化が
困難であるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであって、シフトレジスタのピッチに制限されず高
集積化を図ったイメージセンサを提供することを目的と
している。

この目的を達成するために、この発明は、駆動信号を順
次出力するシフトレジスタと、該シフトレジスタの各段
にそれぞれ接続され前記駆動信号により駆動されるスイ
ッチング素子と、該スイッチング素子にそれぞれ直列に
接続され前記駆動信号とは別の駆動信号により駆動され
る複数個のスイッチング素子と、該スイッチング素子に
それぞれ接続された複数個の光電変換素子と、を半導体
基板上にそれぞれ形成している。

（作用） この発明においては、シフトレジスタの各段にシフトレ
ジスタからの駆動信号で駆動されるスイッチング素子及
び該スイッチング素子に直列に接続され前記駆動信号と
は別の駆動信号により駆動される複数個のスイッチング
素子を介して複数個の光電変換素子を接続している。し
たがって、シフトレジスタのピッチの制限を受けること
なく光電変換素子の集積度を大幅に向上させることがで
きる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す図である。

まず構成を説明すると、第１図において、６はシフトレ
ジスタ７の１段からの駆動信号が入力する入力端子でお
り、この入力端子６には複数個のスイッチングトランジ
スタ（スイッチング素子）Ｔ１〜Ｔｎが並列に接続され
る。なお、第１図では複数個のスイッチングトランジス
タＴ１〜Ｔｎを接続した例を示したが、１個のスイッチ
ングトランジスタＴにまとめる方が好ましい。１個にま
とめた方がシフトレジスタ７の負荷が軽くなり、全体の
大きさが小さくなる。５はスイッチングトランジスタＴ
１〜Ｔｎのソース側に接続され出力信号を取り出すため
の出力端子でおる。これらのスイッチングトランジスタ
Ｔ１〜Ｔｎには直列に複数個のスイッチングトランジス
タ（スイッチ素子）８１〜３ｎがそれぞれ接続され、こ
れらのスイッチングトランジスタ８１〜３ｎの各ゲート
は前記駆動信号とは別の駆動信号が入力する入力端子φ
１〜φｎにそれぞれ接続されている。Ｄ１〜ＤＯは光電
変換素子としての複数個のフォトダイオードでおり、こ
れらのフォトダイオードＤ１〜［）ｎは前記スイッチン
グトランジスタ８１〜３ｎにそれぞれ接続されている。

したがって、複数個のフォトダイオードＤ１〜Ｄｎはス
イッチングトランジスタ８１〜Ｓｎおよびスイッチング
トランジスタＴ１〜Ｔｎを介してシフトレジスタ７の１
段に接続される。これらのフォトダイオードＤ１〜Ｄｎ
１スイッチングトランジスタＳ１〜Ｓｎ。

Ｔ１〜Ｔｎおよびシフトレジスタ７は半導体基板上にそ
れぞれ形成される。

なお、図示していないが、シフトレジスタ７の他の段に
ついても前述した場合と同様に構成される。

次に、作用を説明する。

まず、シフトレジスタ７の１段の出力を入力端子６に印
加して、ｎ個のスイッチングトランジスタＴ１〜ｌｎを
すべてオン状態にする。このとき、入力端子φ１〜φｎ
はスイッチングトランジスタ８１〜Ｓｎがすべてオフ状
態になるようにしていおく。

次に、入力端子φ１をスイッチングトランジスタＳ１が
オン状態になるようにして、フォトダイオードＤ１の出
力の読出しを行なう。読出しが終了したら入力端子φ１
をスイッチングトランジスタＳ１がオフ状態になるよう
にし、続いて入力端子φ２をスイッチングトランジスタ
Ｓ２がオン状態になるようにしてフォトダイオードＤ２
の出力の読出しを行なう。このような動作をフォトダイ
オードＤ１〜Ｄｎの出力の読出しまで繰り返す。

ｎ個のフォトダイオードＤ１〜［）ｎの出力の読出しが
終了したら、シフトレジスタ７の次段で引続き次のｎ個
のフォトダイオードの出力の読出しを開始し、読出しが
終了したスイッチングトランジスタ下１〜Ｔｎはオフ状
態とする。

以上の動作を順次行なうことによりイメージセンサとし
て機能する。

したがって、この実施例におっては、シフトレジスタ７
の１段でｎ個のフォトダイオードＤ１〜［）ｎの読出し
が行なえるので、シフトレジスタ７のピッチに制限され
ることなく、高集積化を図ることができる。

第２図はシフトレジスタの各段に接続されるフォトダイ
オードの数を２個とした例を示す。

第２図において、シフトレジスタ７の各段には２つのス
イッチングトランジスタＴＩ　、Ｔ２が接続され、また
、これらのスイッチングトランジスタＴＩ　、Ｔ２には
２つのスイッチングトランジスタ３１．３２がそれぞれ
接続され、さらに２つのスイッチングトランジスタ３１
　、Ｓ２には２つのフォトダイオードＤＩ　、Ｄ２がそ
れぞれ接続される。なお、スイッチングトランジスタＴ
Ｉ　、　Ｔ２はまとめて１個のスイッチングトランジス
タ下とすることができ、この方が集積−ヒ好ましい。

したがって、この実施例においては、第３図に示す従来
例に比較して２倍の集積度を実現することができる。

（発明の効果） 以上説明してきたようにこの発明によれば、シフトレジ
スタの各段にシフトレジスタの駆動信号が入力するスイ
ッチングトランジスタと、別の駆動信号で駆動される複
数個のスイッチングトランジスタと、を介して複数個の
フォトダイオードを接続するようにしたため、シフトレ
ジスタのピッチの制限を受けることなく高集積化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
はシフトレジスタの各段にスイッチング素子を介して接
続されるフォトダイオードの数を２個とした例を示す回
路構成図、第３図は従来例を示す回路構成図でおる。 １・・・フォトダイオード、 ２．３・・・スイッチングトランジスタ、５・・・出力
端子、 ６・・・入力端子、 ７・・・シフトレジスタ、 Ｄ１〜Ｄｎ・・・フォトダイオード（光電変換素子）、
８１〜３ｎ・・・スイッチングトランジスタ（スイッチ
ング素子）、 Ｔ１〜Ｔｎ・・・スイッチングトランジスタ（スイッチ
ング素子）、 φ１〜φｎ・・・入力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動信号を順次出力するシフトレジスタと、該シフトレ
   ジスタの各段にそれぞれ接続され前記駆動信号により駆
   動されるスイッチング素子と、該スイッチング素子にそ
   れぞれ直列に接続され前記駆動信号とは別の駆動信号に
   より駆動される複数個のスイッチング素子と、該スイッ
   チング素子にそれぞれ接続された複数個の光電変換素子
   と、を半導体基板上にそれぞれ形成したことを特徴とす
   るイメージセンサ。