JPH06164924A - イメージセンサ - Google Patents
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- JPH06164924A JPH06164924A JP4328934A JP32893492A JPH06164924A JP H06164924 A JPH06164924 A JP H06164924A JP 4328934 A JP4328934 A JP 4328934A JP 32893492 A JP32893492 A JP 32893492A JP H06164924 A JPH06164924 A JP H06164924A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/701—Line sensors
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＦＴ駆動型イメージセンサにおいて、画像
信号に重畳するオフセットを除去して階調再現性の向上
を図る。 【構成】 複数の受光素子をライン状に配列して成る受
光素子アレイ５０と、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタ５１
と、前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣ５２と
を具備するイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列（暗出力発生ダイオード１２）と、入射光量
に応じた出力を発生する画素列（フォトダイオード１
１）とにより前記受光素子アレイを構成する一方、暗出
力を発生する画素と、入射光量に応じた出力を発生する
画素との差分を出力する出力手段を設けることにより、
暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に除
去する。
信号に重畳するオフセットを除去して階調再現性の向上
を図る。 【構成】 複数の受光素子をライン状に配列して成る受
光素子アレイ５０と、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタ５１
と、前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣ５２と
を具備するイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列（暗出力発生ダイオード１２）と、入射光量
に応じた出力を発生する画素列（フォトダイオード１
１）とにより前記受光素子アレイを構成する一方、暗出
力を発生する画素と、入射光量に応じた出力を発生する
画素との差分を出力する出力手段を設けることにより、
暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に除
去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファクシミリやスキャナ
等の画像入力装置に使用されるイメージセンサに係り、
特に、ライン状に配列された受光素子を複数のブロック
に分割し、マトリックス駆動によりブロック毎に受光素
子からの出力信号を読み取るため、各受光素子毎に薄膜
トランジスタを接続したイメージセンサ（ＴＦＴ駆動型
イメージセンサ）において、出力オフセットが小さく階
調再現性を良好とする構造に関する。
等の画像入力装置に使用されるイメージセンサに係り、
特に、ライン状に配列された受光素子を複数のブロック
に分割し、マトリックス駆動によりブロック毎に受光素
子からの出力信号を読み取るため、各受光素子毎に薄膜
トランジスタを接続したイメージセンサ（ＴＦＴ駆動型
イメージセンサ）において、出力オフセットが小さく階
調再現性を良好とする構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来使用されている密着型のイメージセ
ンサは、原稿幅に略等しい長さの長尺状の受光素子アレ
イに原稿面からの反射光をロッドレンズアレイを介して
入射させ、受光素子アレイを構成する各受光素子の光電
変換により原稿の画像情報に対応する電気信号を検出す
る。この種のイメージセンサとしては、各受光素子で発
生した電荷を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によりブロッ
ク単位でマトリックス配線を用いて転送し、蓄積容量に
電荷を一時保存した後に検出回路でブロック毎に時系列
的に信号を読み出すことにより、１個の駆動用ＩＣで１
ラインの画像情報を読み取り可能として製造コストの軽
減を図ることができるＴＦＴ駆動型イメージセンサが提
案されている。
ンサは、原稿幅に略等しい長さの長尺状の受光素子アレ
イに原稿面からの反射光をロッドレンズアレイを介して
入射させ、受光素子アレイを構成する各受光素子の光電
変換により原稿の画像情報に対応する電気信号を検出す
る。この種のイメージセンサとしては、各受光素子で発
生した電荷を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によりブロッ
ク単位でマトリックス配線を用いて転送し、蓄積容量に
電荷を一時保存した後に検出回路でブロック毎に時系列
的に信号を読み出すことにより、１個の駆動用ＩＣで１
ラインの画像情報を読み取り可能として製造コストの軽
減を図ることができるＴＦＴ駆動型イメージセンサが提
案されている。
【０００３】ＴＦＴ駆動型イメージセンサは、例えば図
６に示すように、原稿幅とほぼ同じ長さにわたり一定の
密度で複数個の受光素子Ｐを配列した受光素子アレイ５
０と、各受光素子Ｐに対して１：１に対応する複数個の
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔから成る薄膜トランジス
タアレイ５１と、受光素子Ｐに発生した電荷の検出を行
なう駆動用ＩＣ５２と、前記各薄膜トランジスタＴと駆
動用ＩＣ５２とをマトリックス接続する配線５３とから
構成されている。受光素子アレイ５０は、ｎ個を１ブロ
ックとしてＫブロック分の受光素子Ｐから構成されてい
る。各受光素子Ｐは薄膜トランジスタＴのドレイン電極
に接続され、ブロックを構成するｎ個の薄膜トランジス
タＴのソース電極側がそれぞれ信号検出のための駆動用
ＩＣ５２に接続されている。また、各薄膜トランジスタ
Ｔのゲート電極は、ブロック毎にゲート駆動線Ｇ1〜Ｇk
に接続されている。
６に示すように、原稿幅とほぼ同じ長さにわたり一定の
密度で複数個の受光素子Ｐを配列した受光素子アレイ５
０と、各受光素子Ｐに対して１：１に対応する複数個の
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔから成る薄膜トランジス
タアレイ５１と、受光素子Ｐに発生した電荷の検出を行
なう駆動用ＩＣ５２と、前記各薄膜トランジスタＴと駆
動用ＩＣ５２とをマトリックス接続する配線５３とから
構成されている。受光素子アレイ５０は、ｎ個を１ブロ
ックとしてＫブロック分の受光素子Ｐから構成されてい
る。各受光素子Ｐは薄膜トランジスタＴのドレイン電極
に接続され、ブロックを構成するｎ個の薄膜トランジス
タＴのソース電極側がそれぞれ信号検出のための駆動用
ＩＣ５２に接続されている。また、各薄膜トランジスタ
Ｔのゲート電極は、ブロック毎にゲート駆動線Ｇ1〜Ｇk
に接続されている。
【０００４】各受光素子Ｐはフォトダイオードであり、
アノード側に正の電圧ＶBを印加することにより、逆バ
イアス状態としている。原稿面からの反射光が受光素子
アレイ５０に入射すると、蓄積期間中に光の入射によっ
て内部発生した正孔・電子対は電荷として、受光素子Ｐ
の等価容量と薄膜トランジスタＴのゲート，ドレイン間
のオーバーラップ容量に蓄積された後、薄膜トランジス
タＴのゲート駆動線Ｇ1にパルスを印加し、ゲート駆動
線Ｇ1により導通状態となる薄膜トランジスタ（Ｔ11〜
Ｔ1n）のドレイン側の電荷ｎビット分を、配線が有する
配線容量ＣLに転送する。そして、この蓄積電荷により
駆動用ＩＣ５２に接続される各共通信号線５４の電位が
変化し、この電位を駆動用ＩＣ５２内のボルテージフォ
ロワアンプで検出するとともに、アナログマルチプレク
サによって時系列に出力線５５に出力する。以降同様に
して、ゲート駆動線Ｇ2〜ＧKにパルスを与えて薄膜トラ
ンジスタＴをブロック毎に逐次ＯＮすることにより前記
動作を繰り返し、受光素子アレイ５０を形成するｎ×Ｋ
ビット分の信号を時系列的に読み取り、更にローラ等の
原稿送り手段（図示せず）により原稿を移動させて前記
動作を繰り返し、原稿面全体の画像信号を得るものであ
る（特開昭６３−９３５８号公報参照）。
アノード側に正の電圧ＶBを印加することにより、逆バ
イアス状態としている。原稿面からの反射光が受光素子
アレイ５０に入射すると、蓄積期間中に光の入射によっ
て内部発生した正孔・電子対は電荷として、受光素子Ｐ
の等価容量と薄膜トランジスタＴのゲート，ドレイン間
のオーバーラップ容量に蓄積された後、薄膜トランジス
タＴのゲート駆動線Ｇ1にパルスを印加し、ゲート駆動
線Ｇ1により導通状態となる薄膜トランジスタ（Ｔ11〜
Ｔ1n）のドレイン側の電荷ｎビット分を、配線が有する
配線容量ＣLに転送する。そして、この蓄積電荷により
駆動用ＩＣ５２に接続される各共通信号線５４の電位が
変化し、この電位を駆動用ＩＣ５２内のボルテージフォ
ロワアンプで検出するとともに、アナログマルチプレク
サによって時系列に出力線５５に出力する。以降同様に
して、ゲート駆動線Ｇ2〜ＧKにパルスを与えて薄膜トラ
ンジスタＴをブロック毎に逐次ＯＮすることにより前記
動作を繰り返し、受光素子アレイ５０を形成するｎ×Ｋ
ビット分の信号を時系列的に読み取り、更にローラ等の
原稿送り手段（図示せず）により原稿を移動させて前記
動作を繰り返し、原稿面全体の画像信号を得るものであ
る（特開昭６３−９３５８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記ＴＦＴ駆動型イメ
ージセンサに使用される薄膜トランジスタＴは、大面積
基板に多数形成する必要があることから半導体材料とし
てアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いている。し
かしながら、半導体材料としてのアモルファスシリコン
は、本質的にトラップ準位が多数存在するため、スイッ
チング素子として動作させると、ＯＦＦ状態でトラップ
準位から電荷が放出されて薄膜トランジスタのソース側
へ流れ出し、ＯＦＦリーク電流に似た現象として観測さ
れる。
ージセンサに使用される薄膜トランジスタＴは、大面積
基板に多数形成する必要があることから半導体材料とし
てアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いている。し
かしながら、半導体材料としてのアモルファスシリコン
は、本質的にトラップ準位が多数存在するため、スイッ
チング素子として動作させると、ＯＦＦ状態でトラップ
準位から電荷が放出されて薄膜トランジスタのソース側
へ流れ出し、ＯＦＦリーク電流に似た現象として観測さ
れる。
【０００６】すなわち、薄膜トランジスタのゲートにパ
ルスが印加されると（第７図（ａ））、薄膜トランジス
タのソース，ドレイン間には電荷転送の際に第７図
（ｂ）に示すような電荷が流れる。この電荷はゲートが
ＯＦＦ状態となった後においても前記したトラップ準位
の存在により長い時定数をもって流れ続ける。この電荷
は、受光素子に生じる画像信号による電荷を配線容量Ｃ
Lに転送後において、転送された電荷が明出力であるか
暗出力であるかにかかわらず前記配線容量ＣLに蓄積さ
れる。従って、配線容量ＣLに蓄積された電荷により変
化した共通信号線５４の電位を読み取る際、Δｑ分の不
要な電荷蓄積がオフセットとなって信号に重畳し、イメ
ージセンサとしての階調再現性を劣化させるという問題
点があった。また、前記Δｑの値は薄膜トランジスタを
薄膜製造プロセスにて製造する際のソース，ドレイン，
ゲート電極又はチャネル領域の面積により相違するの
で、画素毎に暗出力のバラツキが生じるという問題点が
あった。
ルスが印加されると（第７図（ａ））、薄膜トランジス
タのソース，ドレイン間には電荷転送の際に第７図
（ｂ）に示すような電荷が流れる。この電荷はゲートが
ＯＦＦ状態となった後においても前記したトラップ準位
の存在により長い時定数をもって流れ続ける。この電荷
は、受光素子に生じる画像信号による電荷を配線容量Ｃ
Lに転送後において、転送された電荷が明出力であるか
暗出力であるかにかかわらず前記配線容量ＣLに蓄積さ
れる。従って、配線容量ＣLに蓄積された電荷により変
化した共通信号線５４の電位を読み取る際、Δｑ分の不
要な電荷蓄積がオフセットとなって信号に重畳し、イメ
ージセンサとしての階調再現性を劣化させるという問題
点があった。また、前記Δｑの値は薄膜トランジスタを
薄膜製造プロセスにて製造する際のソース，ドレイン，
ゲート電極又はチャネル領域の面積により相違するの
で、画素毎に暗出力のバラツキが生じるという問題点が
あった。
【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、ＴＦＴ駆動型イメージセンサにおいて、画像信号に
重畳するオフセットを除去して階調再現性の高いイメー
ジセンサを提供することを目的としている。
で、ＴＦＴ駆動型イメージセンサにおいて、画像信号に
重畳するオフセットを除去して階調再現性の高いイメー
ジセンサを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するため請求項１のイメージセンサは、複数の受光素
子をライン状に配列して成る受光素子アレイと、前記受
光素子アレイで発生した電荷をブロック毎に転送する複
数の薄膜トランジスタと、前記電荷を画像信号として出
力する駆動ＩＣとを具備するイメージセンサにおいて、
常時暗出力を発生する画素列と、入射光量に応じた出力
を発生する画素列とにより前記受光素子アレイを構成す
ることを特徴としている。
決するため請求項１のイメージセンサは、複数の受光素
子をライン状に配列して成る受光素子アレイと、前記受
光素子アレイで発生した電荷をブロック毎に転送する複
数の薄膜トランジスタと、前記電荷を画像信号として出
力する駆動ＩＣとを具備するイメージセンサにおいて、
常時暗出力を発生する画素列と、入射光量に応じた出力
を発生する画素列とにより前記受光素子アレイを構成す
ることを特徴としている。
【０００９】請求項２のイメージセンサは、請求項１の
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
と、入射光量に応じた出力を発生する画素との差分を出
力する出力手段を設けたことを特徴としている。
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
と、入射光量に応じた出力を発生する画素との差分を出
力する出力手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】請求項３のイメージセンサは、請求項１の
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
にドレイン電極側が接続された薄膜トランジスタと、該
薄膜トランジスタのソース電極側とアースとの間に接続
されたスイッチング素子と、入射光量に応じた出力を発
生する画素にドレイン電極側が接続された薄膜トランジ
スタと、該薄膜トランジスタのソース電極側と前記駆動
ＩＣ内の増幅器の入力端子との間に接続されたスイッチ
ング素子と、前記各薄膜トランジスタのソース電極間に
接続されたコンデンサと、を設けたことを特徴としてい
る。
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
にドレイン電極側が接続された薄膜トランジスタと、該
薄膜トランジスタのソース電極側とアースとの間に接続
されたスイッチング素子と、入射光量に応じた出力を発
生する画素にドレイン電極側が接続された薄膜トランジ
スタと、該薄膜トランジスタのソース電極側と前記駆動
ＩＣ内の増幅器の入力端子との間に接続されたスイッチ
ング素子と、前記各薄膜トランジスタのソース電極間に
接続されたコンデンサと、を設けたことを特徴としてい
る。
【００１１】請求項４のイメージセンサは、請求項１の
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
とアースとの間に接続され暗出力による電荷を蓄積する
コンデンサと、入射光量に応じた出力を発生する画素と
アースとの間に接続され前記光量に応じた出力による電
荷を蓄積するコンデンサと、入力端子に前記各コンデン
サを接続し前記各コンデンサに蓄積された電荷による電
圧の差分を出力する前記駆動ＩＣ内の差動増幅器と、該
差動増幅器の出力側と前記駆動ＩＣ内の画像出力を出力
する増幅器との間に接続されたスイッチング素子と、該
増幅器の入力側に接続したコンデンサと、を設けたこと
を特徴としている。
イメージセンサの構成に加えて、暗出力を発生する画素
とアースとの間に接続され暗出力による電荷を蓄積する
コンデンサと、入射光量に応じた出力を発生する画素と
アースとの間に接続され前記光量に応じた出力による電
荷を蓄積するコンデンサと、入力端子に前記各コンデン
サを接続し前記各コンデンサに蓄積された電荷による電
圧の差分を出力する前記駆動ＩＣ内の差動増幅器と、該
差動増幅器の出力側と前記駆動ＩＣ内の画像出力を出力
する増幅器との間に接続されたスイッチング素子と、該
増幅器の入力側に接続したコンデンサと、を設けたこと
を特徴としている。
【００１２】
【作用】請求項１のイメージセンサによれば、常時暗出
力を発生する画素列と、入射光量に応じた出力を発生す
る画素列とにより前記受光素子アレイを構成したので、
各画素について暗出力を出力させることができ、暗出力
に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に補正可能
とすることができる。
力を発生する画素列と、入射光量に応じた出力を発生す
る画素列とにより前記受光素子アレイを構成したので、
各画素について暗出力を出力させることができ、暗出力
に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に補正可能
とすることができる。
【００１３】請求項２のイメージセンサによれば、暗出
力を発生する画素と、入射光量に応じた出力を発生する
画素との差分を出力する出力手段を設けたので、暗出力
に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に除去する
ことができる。
力を発生する画素と、入射光量に応じた出力を発生する
画素との差分を出力する出力手段を設けたので、暗出力
に起因する不要なオフセット信号を各画素毎に除去する
ことができる。
【００１４】請求項３のイメージセンサによれば、各薄
膜トランジスタが導通状態になると、各薄膜トランジス
タのソース電極間に接続されたコンデンサの一方の電極
に入射光量に応じた電荷が、他方の電極に暗出力による
電荷が蓄積される。その後、各薄膜トランジスタが非導
通状態になると、薄膜トランジスタの半導体活性層にト
ラップされていた電荷が徐徐に各薄膜トランジスタのソ
ース電極側に流出して前記コンデンサの両端の電荷量が
変化する。前記トラップにより生じる電荷量は入射光量
に依存せず一定の時定数を持って発生するので、前記コ
ンデンサに蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量だけ
変化し、コンデンサで正味蓄積されている電荷は常に受
光素子で発生した光電荷のみとなる。従って、薄膜トラ
ンジスタのソース電極側と前記駆動ＩＣ内の増幅器の入
力端子との間に接続されたスイッチング素子及び、薄膜
トランジスタのソース電極側とアースとの間に接続され
たスイッチング素子を導通状態とすれば、前記コンデン
サに正味蓄積されている電荷による電位変化を読み取る
ことができる。
膜トランジスタが導通状態になると、各薄膜トランジス
タのソース電極間に接続されたコンデンサの一方の電極
に入射光量に応じた電荷が、他方の電極に暗出力による
電荷が蓄積される。その後、各薄膜トランジスタが非導
通状態になると、薄膜トランジスタの半導体活性層にト
ラップされていた電荷が徐徐に各薄膜トランジスタのソ
ース電極側に流出して前記コンデンサの両端の電荷量が
変化する。前記トラップにより生じる電荷量は入射光量
に依存せず一定の時定数を持って発生するので、前記コ
ンデンサに蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量だけ
変化し、コンデンサで正味蓄積されている電荷は常に受
光素子で発生した光電荷のみとなる。従って、薄膜トラ
ンジスタのソース電極側と前記駆動ＩＣ内の増幅器の入
力端子との間に接続されたスイッチング素子及び、薄膜
トランジスタのソース電極側とアースとの間に接続され
たスイッチング素子を導通状態とすれば、前記コンデン
サに正味蓄積されている電荷による電位変化を読み取る
ことができる。
【００１５】請求項４のイメージセンサによれば、各薄
膜トランジスタが導通状態になると、各コンデンサには
暗出力による電荷及び入射光量に応じた出力による電荷
がそれぞれ蓄積される。その後、各薄膜トランジスタが
非導通状態になると、薄膜トランジスタの半導体活性層
にトラップされていた電荷が徐徐に各薄膜トランジスタ
のソース電極側に流出して前記各コンデンサの電荷量が
変化する。前記トラップにより生じる電荷量は入射光量
に依存せず一定の時定数を持って発生するので、前記各
コンデンサに蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量だ
け変化する。各コンデンサは、駆動ＩＣ内の差動増幅器
の入力端子に接続したので、差動増幅器の出力側と増幅
器との間に接続されたスイッチング素子を導通状態とす
れば、差動増幅器の出力側に接続されたコンデンサに
は、受光素子で発生した正味の光電荷のみが蓄積され、
この電荷による電位変化を読み取ることができる。
膜トランジスタが導通状態になると、各コンデンサには
暗出力による電荷及び入射光量に応じた出力による電荷
がそれぞれ蓄積される。その後、各薄膜トランジスタが
非導通状態になると、薄膜トランジスタの半導体活性層
にトラップされていた電荷が徐徐に各薄膜トランジスタ
のソース電極側に流出して前記各コンデンサの電荷量が
変化する。前記トラップにより生じる電荷量は入射光量
に依存せず一定の時定数を持って発生するので、前記各
コンデンサに蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量だ
け変化する。各コンデンサは、駆動ＩＣ内の差動増幅器
の入力端子に接続したので、差動増幅器の出力側と増幅
器との間に接続されたスイッチング素子を導通状態とす
れば、差動増幅器の出力側に接続されたコンデンサに
は、受光素子で発生した正味の光電荷のみが蓄積され、
この電荷による電位変化を読み取ることができる。
【００１６】
【実施例】本発明に係るイメージセンサの一実施例につ
いて図１及び図２を参照しながら説明する。図２は本発
明の一実施例に係るイメージセンサの等価回路構成図、
図１はイメージセンサの一画素分を示す等価回路図であ
る。図中、図６と同一構成をとる部分については同一符
号を付している。イメージセンサは、画像情報を光電変
換するための一画素を受光素子ユニット１０で構成し、
ｎ個の受光素子ユニット１０を１ブロックとし、Ｋ個の
ブロックをガラス等の絶縁性基板上に並設して受光素子
アレイを形成している。第１ブロックを構成する受光素
子ユニット１０は、それぞれ共通信号線５４を介して駆
動用ＩＣ５２に接続されている。また、第２〜第Ｋブロ
ックを構成する受光素子ユニット１０は、配線５３及び
共通信号線５４を介して駆動用ＩＣ５２に接続されてい
る。
いて図１及び図２を参照しながら説明する。図２は本発
明の一実施例に係るイメージセンサの等価回路構成図、
図１はイメージセンサの一画素分を示す等価回路図であ
る。図中、図６と同一構成をとる部分については同一符
号を付している。イメージセンサは、画像情報を光電変
換するための一画素を受光素子ユニット１０で構成し、
ｎ個の受光素子ユニット１０を１ブロックとし、Ｋ個の
ブロックをガラス等の絶縁性基板上に並設して受光素子
アレイを形成している。第１ブロックを構成する受光素
子ユニット１０は、それぞれ共通信号線５４を介して駆
動用ＩＣ５２に接続されている。また、第２〜第Ｋブロ
ックを構成する受光素子ユニット１０は、配線５３及び
共通信号線５４を介して駆動用ＩＣ５２に接続されてい
る。
【００１７】駆動用ＩＣ５２内において、共通信号線５
４は入力スイッチＩＳを介してボルテージフォロワアン
プ５６に接続されている。ボルテージフォロワアンプ５
６の入力側には、アースとの間にリセットスイッチＲＳ
が接続されている。ボルテージフォロワアンプ５６の出
力側は、シフトレジスタ５７により順次オンするアナロ
グスイッチＳＷを介して出力信号線５５に接続され、ボ
ルテージフォロワアンプ５６の出力をブロック中の各画
素毎に時系列的に抽出するように構成されている。
４は入力スイッチＩＳを介してボルテージフォロワアン
プ５６に接続されている。ボルテージフォロワアンプ５
６の入力側には、アースとの間にリセットスイッチＲＳ
が接続されている。ボルテージフォロワアンプ５６の出
力側は、シフトレジスタ５７により順次オンするアナロ
グスイッチＳＷを介して出力信号線５５に接続され、ボ
ルテージフォロワアンプ５６の出力をブロック中の各画
素毎に時系列的に抽出するように構成されている。
【００１８】受光素子ユニット１０は、図１に示すよう
に、フォトダイオード１１と、暗出力発生ダイオード１
２と、ドレイン電極側を各ダイオードのアノード側に接
続した薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２と、薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２のソース電極同士間に接続されたコンデン
サＣａと、薄膜トランジスタＴ２のソース電極側とアー
スとの間に接続された出力選択用スイッチＯＳとから構
成されている。フォトダイオード１１及び暗出力発生ダ
イオード１２のカソード側は互に接続され、正の電圧Ｖ
Bが印加されて各ダイオードを逆バイアス状態としてい
る。フォトダイオード１１と暗出力発生ダイオード１２
は、受光素子アレイ方向に対して直交する方向に並設す
るように基板上に配置することにより、受光素子アレイ
方向に各ダイオードがライン状に配置可能としている。
また、薄膜トランジスタＴ１のソース電極側は共通信号
線５４に接続されている。
に、フォトダイオード１１と、暗出力発生ダイオード１
２と、ドレイン電極側を各ダイオードのアノード側に接
続した薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２と、薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２のソース電極同士間に接続されたコンデン
サＣａと、薄膜トランジスタＴ２のソース電極側とアー
スとの間に接続された出力選択用スイッチＯＳとから構
成されている。フォトダイオード１１及び暗出力発生ダ
イオード１２のカソード側は互に接続され、正の電圧Ｖ
Bが印加されて各ダイオードを逆バイアス状態としてい
る。フォトダイオード１１と暗出力発生ダイオード１２
は、受光素子アレイ方向に対して直交する方向に並設す
るように基板上に配置することにより、受光素子アレイ
方向に各ダイオードがライン状に配置可能としている。
また、薄膜トランジスタＴ１のソース電極側は共通信号
線５４に接続されている。
【００１９】フォトダイオード１１は入射光量に応じた
電荷を発生させるものであり、暗出力発生ダイオード１
２は入射光量に依存しない電荷を発生させるものであ
る。薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２は、前記各ダイオード
に蓄積された電荷をコンデンサＣａに転送するためのも
のであり、共通のゲート駆動線Ｇに接続されるとともに
ブロック毎に導電状態となるように駆動ＩＣ５２内のゲ
ート電圧制御回路５８により制御されている。コンデン
サＣａは、入射光量により生じた正味の電荷を蓄積する
ための容量部である。
電荷を発生させるものであり、暗出力発生ダイオード１
２は入射光量に依存しない電荷を発生させるものであ
る。薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２は、前記各ダイオード
に蓄積された電荷をコンデンサＣａに転送するためのも
のであり、共通のゲート駆動線Ｇに接続されるとともに
ブロック毎に導電状態となるように駆動ＩＣ５２内のゲ
ート電圧制御回路５８により制御されている。コンデン
サＣａは、入射光量により生じた正味の電荷を蓄積する
ための容量部である。
【００２０】フォトダイオード１１は、例えば、下部電
極となるクロム（Ｃｒ）等による帯状の金属電極、水素
化アモルファスシリコンから成り画素毎（各フォトダイ
オード１１毎）に離散的に分割形成された光導電層、同
様に分割形成された酸化インジウム・スズ等から成る透
明電極をガラス等の絶縁性基板上に順次積層及びパター
ニングした薄膜サンドイッチ構造で形成されている。ま
た、暗出力発生ダイオード１２はフォトダイオード１１
と同様の構造を有し、更に光入射側に光の入射を遮断す
るためアルミニウム等の金属膜を形成している。
極となるクロム（Ｃｒ）等による帯状の金属電極、水素
化アモルファスシリコンから成り画素毎（各フォトダイ
オード１１毎）に離散的に分割形成された光導電層、同
様に分割形成された酸化インジウム・スズ等から成る透
明電極をガラス等の絶縁性基板上に順次積層及びパター
ニングした薄膜サンドイッチ構造で形成されている。ま
た、暗出力発生ダイオード１２はフォトダイオード１１
と同様の構造を有し、更に光入射側に光の入射を遮断す
るためアルミニウム等の金属膜を形成している。
【００２１】薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２は、フォトダ
イオード１１及び暗出力発生ダイオード１２が形成され
た基板上に、ゲート電極としてのクロム（Ｃｒ１）層、
ゲート絶縁層としての窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、半
導体活性層としてのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：
Ｈ）層、前記ゲート電極に対向するように設けられたト
ップ絶縁層としての窒化シリコン膜、オーミックコンタ
クト層としてのｎ+アモルファスシリコン層、互に分離
して配置されたドレイン電極及びソース電極としてのク
ロム（Ｃｒ２）層、絶縁層としてのポリイミド膜を順次
積層した逆スタガ構造で構成されている。前記ドレイン
電極及びソース電極は、ポリイミド膜に穿孔したコンタ
クト孔を介してアルミニウム等から成る配線層に接続さ
れている。
イオード１１及び暗出力発生ダイオード１２が形成され
た基板上に、ゲート電極としてのクロム（Ｃｒ１）層、
ゲート絶縁層としての窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、半
導体活性層としてのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：
Ｈ）層、前記ゲート電極に対向するように設けられたト
ップ絶縁層としての窒化シリコン膜、オーミックコンタ
クト層としてのｎ+アモルファスシリコン層、互に分離
して配置されたドレイン電極及びソース電極としてのク
ロム（Ｃｒ２）層、絶縁層としてのポリイミド膜を順次
積層した逆スタガ構造で構成されている。前記ドレイン
電極及びソース電極は、ポリイミド膜に穿孔したコンタ
クト孔を介してアルミニウム等から成る配線層に接続さ
れている。
【００２２】次に、上記イメージセンサの原稿読み取り
動作について、図１の一画素分の等価回路図及び図３の
タイミングチャートを参照しながら説明する。受光素子
ユニット１０には上方より原稿面からの反射光が入射す
ると、フォトダイオード１１には受光量に応じて光電荷
が発生し、この電荷はフォトダイオード１１の寄生容量
部分に蓄積する。一方、暗出力発生ダイオード１２は光
入射側に金属膜が形成されているので光電荷は発生しな
いが暗電荷が発生し、フォトダイオード１１と同様にこ
の電荷が寄生容量部分に蓄積する。
動作について、図１の一画素分の等価回路図及び図３の
タイミングチャートを参照しながら説明する。受光素子
ユニット１０には上方より原稿面からの反射光が入射す
ると、フォトダイオード１１には受光量に応じて光電荷
が発生し、この電荷はフォトダイオード１１の寄生容量
部分に蓄積する。一方、暗出力発生ダイオード１２は光
入射側に金属膜が形成されているので光電荷は発生しな
いが暗電荷が発生し、フォトダイオード１１と同様にこ
の電荷が寄生容量部分に蓄積する。
【００２３】時間ｔａにおいて、薄膜トランジスタＴ
１，Ｔ２のゲート電極にゲート駆動線Ｇよりゲートパル
スが印加されると、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２はオン
状態となって電荷転送が開始され、フォトダイオード１
１及び暗出力発生ダイオード１２の寄生容量に蓄積され
ていた電荷がコンデンサＣａの両端に転送される。図３
のＱP及びＱDは薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を流れる電
荷量を示している。時間ｔｂにおいて、薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２がオフ状態となると、コンデンサＣａの一
方の端子には光入射により発生した電荷の蓄積が、コン
デンサＣａの他方の端子には暗電荷の蓄積が終了する。
時間ｔｂ後においては、本来であれば電荷の変化は生じ
ないが、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導体活性層と
してのアモルファスシリコン膜中にトラップされていた
電荷が徐徐に薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２のソース電極
側に流出するため、コンデンサＣａの両端の電荷量が変
化する。しかし、トラップにより生じる電荷量は、図３
のＱP，ＱD及び図７（ｂ）に示したように、入射光量に
依存せず一定の時定数をもって発生するので、コンデン
サＣａの両端に蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量
だけ変化することになり、コンデンサＣａで正味蓄積さ
れている電荷は常にフォトダイオード１１が受光して発
生した光電荷のみとなる。
１，Ｔ２のゲート電極にゲート駆動線Ｇよりゲートパル
スが印加されると、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２はオン
状態となって電荷転送が開始され、フォトダイオード１
１及び暗出力発生ダイオード１２の寄生容量に蓄積され
ていた電荷がコンデンサＣａの両端に転送される。図３
のＱP及びＱDは薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を流れる電
荷量を示している。時間ｔｂにおいて、薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２がオフ状態となると、コンデンサＣａの一
方の端子には光入射により発生した電荷の蓄積が、コン
デンサＣａの他方の端子には暗電荷の蓄積が終了する。
時間ｔｂ後においては、本来であれば電荷の変化は生じ
ないが、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導体活性層と
してのアモルファスシリコン膜中にトラップされていた
電荷が徐徐に薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２のソース電極
側に流出するため、コンデンサＣａの両端の電荷量が変
化する。しかし、トラップにより生じる電荷量は、図３
のＱP，ＱD及び図７（ｂ）に示したように、入射光量に
依存せず一定の時定数をもって発生するので、コンデン
サＣａの両端に蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量
だけ変化することになり、コンデンサＣａで正味蓄積さ
れている電荷は常にフォトダイオード１１が受光して発
生した光電荷のみとなる。
【００２４】その後、時間ｔｃにおいて駆動ＩＣの入力
スイッチＩＳ及び出力選択用スイッチＯＳをオンするこ
とによりグランド電位を基準として、コンデンサＣａに
正味蓄積されている電荷のみを共通信号線５４に電圧と
して取り出す。前記共通信号線５４の電位は、ボルテー
ジフォロワアンプ５６で検出され、アナログスイッチＳ
Ｗによって時系列に出力線５５に出力する。信号抽出
後、時間ｔｄにおいて、次ラインの読み取り動作のた
め、リセットスイッチＲＳをオンしてコンデンサＣａの
電荷をリセットする。
スイッチＩＳ及び出力選択用スイッチＯＳをオンするこ
とによりグランド電位を基準として、コンデンサＣａに
正味蓄積されている電荷のみを共通信号線５４に電圧と
して取り出す。前記共通信号線５４の電位は、ボルテー
ジフォロワアンプ５６で検出され、アナログスイッチＳ
Ｗによって時系列に出力線５５に出力する。信号抽出
後、時間ｔｄにおいて、次ラインの読み取り動作のた
め、リセットスイッチＲＳをオンしてコンデンサＣａの
電荷をリセットする。
【００２５】上記実施例によれば、コンデンサＣａの両
端に入射光量に応じた電荷及び暗出力による電荷がそれ
ぞれ薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を介して蓄積されるよ
うに構成したので、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導
体活性層中のトラップ準位に保持されていた電荷が放出
しても、コンデンサＣａに正味蓄積される電荷量は前記
電荷の影響を受けないので、画像信号中のオフセットを
除去することができる。また、暗出力発生ダイオード１
２を各画素毎に設けたので、暗出力補正を画素毎に行な
うことができる。
端に入射光量に応じた電荷及び暗出力による電荷がそれ
ぞれ薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を介して蓄積されるよ
うに構成したので、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導
体活性層中のトラップ準位に保持されていた電荷が放出
しても、コンデンサＣａに正味蓄積される電荷量は前記
電荷の影響を受けないので、画像信号中のオフセットを
除去することができる。また、暗出力発生ダイオード１
２を各画素毎に設けたので、暗出力補正を画素毎に行な
うことができる。
【００２６】図４は本発明の他の実施例のイメージセン
サの一画素分の等価回路を示すもので、図１と同一の構
成をとる部分については同一符号を付し、構成が異なる
部分を中心に説明する。フォトダイオード１１に接続さ
れた薄膜トランジスタＴ１のソース側とアースとの間に
コンデンサＣ１を接続し、暗出力発生ダイオード１２に
接続された薄膜トランジスタＴ２のソース側とアースと
の間にコンデンサＣ２を接続している。また、コンデン
サＣ１及びコンデンサＣ２にはリセットスイッチＲＳが
それぞれ並列に接続されている。薄膜トランジスタＴ１
及び薄膜トランジスタＴ２のドレイン側は差動増幅器１
３の入力側にそれぞれ接続され、差動増幅器１３の出力
側は入力スイッチＩＳを介してボルテージフォロワアン
プ５６に接続されている。ボルテージフォロワアンプ５
６の入力側とアースとの間には、コンデンサＣ３及びリ
セットスイッチＲＳが互いに並列に接続されている。
サの一画素分の等価回路を示すもので、図１と同一の構
成をとる部分については同一符号を付し、構成が異なる
部分を中心に説明する。フォトダイオード１１に接続さ
れた薄膜トランジスタＴ１のソース側とアースとの間に
コンデンサＣ１を接続し、暗出力発生ダイオード１２に
接続された薄膜トランジスタＴ２のソース側とアースと
の間にコンデンサＣ２を接続している。また、コンデン
サＣ１及びコンデンサＣ２にはリセットスイッチＲＳが
それぞれ並列に接続されている。薄膜トランジスタＴ１
及び薄膜トランジスタＴ２のドレイン側は差動増幅器１
３の入力側にそれぞれ接続され、差動増幅器１３の出力
側は入力スイッチＩＳを介してボルテージフォロワアン
プ５６に接続されている。ボルテージフォロワアンプ５
６の入力側とアースとの間には、コンデンサＣ３及びリ
セットスイッチＲＳが互いに並列に接続されている。
【００２７】次に、上記イメージセンサの原稿読み取り
動作について、図４の一画素分の等価回路図及び図５の
タイミングチャートを参照しながら説明する。受光素子
ユニット１０には上方より原稿面からの反射光が入射す
ると、フォトダイオード１１には受光量に応じて光電荷
が発生し、この電荷はフォトダイオード１１の寄生容量
部分に蓄積する。一方、暗出力発生ダイオード１２は光
入射側に金属膜が形成されているので光電荷は発生しな
いが暗電荷が発生し、フォトダイオード１１と同様にこ
の電荷が寄生容量部分に蓄積する。
動作について、図４の一画素分の等価回路図及び図５の
タイミングチャートを参照しながら説明する。受光素子
ユニット１０には上方より原稿面からの反射光が入射す
ると、フォトダイオード１１には受光量に応じて光電荷
が発生し、この電荷はフォトダイオード１１の寄生容量
部分に蓄積する。一方、暗出力発生ダイオード１２は光
入射側に金属膜が形成されているので光電荷は発生しな
いが暗電荷が発生し、フォトダイオード１１と同様にこ
の電荷が寄生容量部分に蓄積する。
【００２８】時間ｔａにおいて、薄膜トランジスタＴ
１，Ｔ２のゲートにゲートパルスが印加されると、薄膜
トランジスタＴ１，Ｔ２はオン状態となって電荷転送が
開始され、フォトダイオード１１及び暗出力発生ダイオ
ード１２の寄生容量に蓄積されていた電荷がコンデンサ
Ｃ１及びコンデンサＣ２にそれぞれ転送される。図５の
ＱP及びＱDは薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を流れる電荷
量を示している。時間ｔｂにおいて、薄膜トランジスタ
Ｔ１，Ｔ２がオフ状態となると、コンデンサＣ１には光
入射により発生した電荷の蓄積が、コンデンサＣ２には
暗電荷の蓄積が終了する。時間ｔｂ後においては、本来
であれば電荷の変化は生じないが、薄膜トランジスタＴ
１，Ｔ２の半導体活性層としてのアモルファスシリコン
膜中にトラップされていた電荷が徐徐に薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２のソース電極側に流出するため、コンデン
サＣ１及びコンデンサＣ２の電荷量が変化する。しか
し、トラップにより生じる電荷量は、図５のＱP，ＱD及
び図７（ｂ）に示したように、入射光量に依存せず一定
の時定数をもって発生するので、コンデンサＣ１及びコ
ンデンサＣ２に蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量
だけ変化する。
１，Ｔ２のゲートにゲートパルスが印加されると、薄膜
トランジスタＴ１，Ｔ２はオン状態となって電荷転送が
開始され、フォトダイオード１１及び暗出力発生ダイオ
ード１２の寄生容量に蓄積されていた電荷がコンデンサ
Ｃ１及びコンデンサＣ２にそれぞれ転送される。図５の
ＱP及びＱDは薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を流れる電荷
量を示している。時間ｔｂにおいて、薄膜トランジスタ
Ｔ１，Ｔ２がオフ状態となると、コンデンサＣ１には光
入射により発生した電荷の蓄積が、コンデンサＣ２には
暗電荷の蓄積が終了する。時間ｔｂ後においては、本来
であれば電荷の変化は生じないが、薄膜トランジスタＴ
１，Ｔ２の半導体活性層としてのアモルファスシリコン
膜中にトラップされていた電荷が徐徐に薄膜トランジス
タＴ１，Ｔ２のソース電極側に流出するため、コンデン
サＣ１及びコンデンサＣ２の電荷量が変化する。しか
し、トラップにより生じる電荷量は、図５のＱP，ＱD及
び図７（ｂ）に示したように、入射光量に依存せず一定
の時定数をもって発生するので、コンデンサＣ１及びコ
ンデンサＣ２に蓄積されている電荷量はそれぞれ同じ量
だけ変化する。
【００２９】従って、時間ｔｃにおいて駆動ＩＣの入力
スイッチＩＳをオンすると、差動増幅器１３の出力側の
コンデンサＣ３には、前記コンデンサＣ１及びコンデン
サＣ２に蓄積されている電荷量の差が蓄積されるが、蓄
積される電荷は常にフォトダイオード１１が受光して発
生した光電荷のみとなり、この電荷により共通信号線５
４の電圧が変化する。前記共通信号線５４の電位は、ボ
ルテージフォロワアンプ５６で検出され、アナログスイ
ッチＳＷによって時系列に出力線５５に出力される。信
号抽出後、時間ｔｄにおいて、次ラインの読み取り動作
のため、リセットスイッチＲＳをそれぞれオンしてコン
デンサＣ１，コンデンサＣ２，コンデンサＣ３の電荷を
リセットする。
スイッチＩＳをオンすると、差動増幅器１３の出力側の
コンデンサＣ３には、前記コンデンサＣ１及びコンデン
サＣ２に蓄積されている電荷量の差が蓄積されるが、蓄
積される電荷は常にフォトダイオード１１が受光して発
生した光電荷のみとなり、この電荷により共通信号線５
４の電圧が変化する。前記共通信号線５４の電位は、ボ
ルテージフォロワアンプ５６で検出され、アナログスイ
ッチＳＷによって時系列に出力線５５に出力される。信
号抽出後、時間ｔｄにおいて、次ラインの読み取り動作
のため、リセットスイッチＲＳをそれぞれオンしてコン
デンサＣ１，コンデンサＣ２，コンデンサＣ３の電荷を
リセットする。
【００３０】上記実施例によれば、コンデンサＣ１及び
コンデンサＣ２に入射光量に応じた電荷及び暗出力によ
る電荷がそれぞれ薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を介して
蓄積し、電荷の差を更にコンデンサＣ３に蓄積するよう
に構成したので、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導体
活性層中のトラップ準位に保持されていた電荷が放出さ
れても、コンデンサＣ３に蓄積される電荷量は前記電荷
の影響を受けないので、画像信号中のオフセットを除去
することができる。また、暗出力発生ダイオード１２を
各画素毎に設けたので、暗出力補正を画素毎に行なうこ
とができる。
コンデンサＣ２に入射光量に応じた電荷及び暗出力によ
る電荷がそれぞれ薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２を介して
蓄積し、電荷の差を更にコンデンサＣ３に蓄積するよう
に構成したので、薄膜トランジスタＴ１，Ｔ２の半導体
活性層中のトラップ準位に保持されていた電荷が放出さ
れても、コンデンサＣ３に蓄積される電荷量は前記電荷
の影響を受けないので、画像信号中のオフセットを除去
することができる。また、暗出力発生ダイオード１２を
各画素毎に設けたので、暗出力補正を画素毎に行なうこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１のイメージセンサによれば、Ｔ
ＦＴ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発
生する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素
列とにより前記受光素子アレイを構成したので、各画素
について暗出力を出力させることができ、暗出力に起因
する不要なオフセット信号を各画素毎に補正可能とし、
階調再現性の向上を図ることができる。
ＦＴ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発
生する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素
列とにより前記受光素子アレイを構成したので、各画素
について暗出力を出力させることができ、暗出力に起因
する不要なオフセット信号を各画素毎に補正可能とし、
階調再現性の向上を図ることができる。
【００３２】請求項２のイメージセンサによれば、ＴＦ
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、暗出力を発生する
画素と、入射光量に応じた出力を発生する画素との差分
を出力する出力手段を設けたので、暗出力に起因する不
要なオフセット信号を各画素毎に除去して階調再現性の
向上を図ることができる。
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、暗出力を発生する
画素と、入射光量に応じた出力を発生する画素との差分
を出力する出力手段を設けたので、暗出力に起因する不
要なオフセット信号を各画素毎に除去して階調再現性の
向上を図ることができる。
【００３３】請求項３のイメージセンサによれば、ＴＦ
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列
を設け、暗出力を発生する画素に接続された薄膜トラン
ジスタのソース電極を、一方の端子が接地されたスイッ
チング素子に接続し、入射光量に応じた出力を発生する
画素に接続された薄膜トランジスタのソース電極を駆動
ＩＣの入力端子に接続し、前記各薄膜トランジスタのソ
ース電極同士をコンデンサを介して接続する構成とした
ので、暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素
毎に除去して階調再現性の向上を図ることができる。
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列
を設け、暗出力を発生する画素に接続された薄膜トラン
ジスタのソース電極を、一方の端子が接地されたスイッ
チング素子に接続し、入射光量に応じた出力を発生する
画素に接続された薄膜トランジスタのソース電極を駆動
ＩＣの入力端子に接続し、前記各薄膜トランジスタのソ
ース電極同士をコンデンサを介して接続する構成とした
ので、暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素
毎に除去して階調再現性の向上を図ることができる。
【００３４】請求項４のイメージセンサによれば、ＴＦ
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列
とを設け、暗出力による電荷を一方のコンデンサに蓄積
するとともに、入射光量に応じた出力による電荷を他方
のコンデンサに蓄積し、更に前記電荷の差を差動増幅器
を介して別のコンデンサに蓄積するように構成したの
で、暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素毎
に除去して階調再現性の向上を図ることができる。
Ｔ駆動型のイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生
する画素列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列
とを設け、暗出力による電荷を一方のコンデンサに蓄積
するとともに、入射光量に応じた出力による電荷を他方
のコンデンサに蓄積し、更に前記電荷の差を差動増幅器
を介して別のコンデンサに蓄積するように構成したの
で、暗出力に起因する不要なオフセット信号を各画素毎
に除去して階調再現性の向上を図ることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係るイメージセンサの一
画素を示す等価回路図である。
画素を示す等価回路図である。
【図２】 実施例に係るイメージセンサの全体構成を示
す等価回路図である。
す等価回路図である。
【図３】 図１のイメージセンサの読み取り動作を説明
するためのタイミングチャート図である。
するためのタイミングチャート図である。
【図４】 本発明の他の実施例に係るイメージセンサの
一画素を示す等価回路図である。
一画素を示す等価回路図である。
【図５】 図４のイメージセンサの読み取り動作を説明
するためのタイミングチャート図である。
するためのタイミングチャート図である。
【図６】 従来のマトリックス駆動型のイメージセンサ
の等価回路図である。
の等価回路図である。
【図７】 マトリックス駆動型のイメージセンサにおい
て、オフセットが生じる原理を説明するための波形図で
あり、（ａ）は薄膜トランジスタのゲート電極に印加さ
れるパルス波形、（ｂ）は薄膜トランジスタのドレイン
電極とソース電極間を流れる電荷量を示す波形図であ
る。
て、オフセットが生じる原理を説明するための波形図で
あり、（ａ）は薄膜トランジスタのゲート電極に印加さ
れるパルス波形、（ｂ）は薄膜トランジスタのドレイン
電極とソース電極間を流れる電荷量を示す波形図であ
る。
１０…受光素子ユニット、 １１…フォトダイオード、
１２…暗出力発生ダイオード、 １３…差動増幅器、
５０…受光素子アレイ、 ５１…薄膜トランジスタア
レイ、 ５２…駆動用ＩＣ、 ５３…配線、 ５４…共
通信号線、 ５５…出力線、 ５６…ボルテージフォロ
ワアンプ、 ５７…シフトレジスタ、５８…ゲート電圧
制御回路、 Ｃａ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ、
ＩＳ…入力スイッチ、 ＯＳ…出力選択用スイッチ、
ＳＷ…アナログスイッチ
１２…暗出力発生ダイオード、 １３…差動増幅器、
５０…受光素子アレイ、 ５１…薄膜トランジスタア
レイ、 ５２…駆動用ＩＣ、 ５３…配線、 ５４…共
通信号線、 ５５…出力線、 ５６…ボルテージフォロ
ワアンプ、 ５７…シフトレジスタ、５８…ゲート電圧
制御回路、 Ｃａ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ、
ＩＳ…入力スイッチ、 ＯＳ…出力選択用スイッチ、
ＳＷ…アナログスイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の受光素子をライン状に配列して成
る受光素子アレイと、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタと、
前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣとを具備す
るイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生する画素
列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列とにより
前記受光素子アレイを構成することを特徴とするイメー
ジセンサ。 - 【請求項２】 複数の受光素子をライン状に配列して成
る受光素子アレイと、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタと、
前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣとを具備す
るイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生する画素
列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列とにより
前記受光素子アレイを構成する一方、暗出力を発生する
画素と、入射光量に応じた出力を発生する画素との差分
を出力する出力手段を設けたことを特徴とするイメージ
センサ。 - 【請求項３】 複数の受光素子をライン状に配列して成
る受光素子アレイと、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタと、
前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣとを具備す
るイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生する画素
列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列とにより
前記受光素子アレイを構成する一方、暗出力を発生する
画素にドレイン電極側が接続された薄膜トランジスタ
と、該薄膜トランジスタのソース電極側とアースとの間
に接続されたスイッチング素子と、入射光量に応じた出
力を発生する画素にドレイン電極側が接続された薄膜ト
ランジスタと、該薄膜トランジスタのソース電極側と前
記駆動ＩＣ内の増幅器の入力端子との間に接続されたス
イッチング素子と、前記各薄膜トランジスタのソース電
極間に接続されたコンデンサと、を設けたことを特徴と
するイメージセンサ。 - 【請求項４】 複数の受光素子をライン状に配列して成
る受光素子アレイと、前記受光素子アレイで発生した電
荷をブロック毎に転送する複数の薄膜トランジスタと、
前記電荷を画像信号として出力する駆動ＩＣとを具備す
るイメージセンサにおいて、常時暗出力を発生する画素
列と、入射光量に応じた出力を発生する画素列とにより
前記受光素子アレイを構成する一方、暗出力を発生する
画素とアースとの間に接続され暗出力による電荷を蓄積
するコンデンサと、入射光量に応じた出力を発生する画
素とアースとの間に接続され前記光量に応じた出力によ
る電荷を蓄積するコンデンサと、入力端子に前記各コン
デンサを接続し前記各コンデンサに蓄積された電荷によ
る電圧の差分を出力する前記駆動ＩＣ内の差動増幅器
と、該差動増幅器の出力側と前記駆動ＩＣ内の画像出力
を出力する増幅器との間に接続されたスイッチング素子
と、該増幅器の入力側に接続したコンデンサと、を設け
たことを特徴とするイメージセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328934A JPH06164924A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | イメージセンサ |
| US08/524,952 US5539458A (en) | 1992-11-16 | 1995-09-08 | TFT-drive image sensor capable of producing an offset-free image signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328934A JPH06164924A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164924A true JPH06164924A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18215731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4328934A Pending JPH06164924A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | イメージセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5539458A (ja) |
| JP (1) | JPH06164924A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7453511B2 (en) | 1998-03-17 | 2008-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus and method for inputting reflected light image of a target object |
| JP2015104073A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JP2018078280A (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 高い光電変換効率と低い暗電流とが具現可能なイメージセンサ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100246358B1 (ko) * | 1997-09-25 | 2000-03-15 | 김영환 | 전자셔터를 구비한 액티브 픽셀 센서 |
| GB2384935A (en) * | 2002-02-02 | 2003-08-06 | Qinetiq Ltd | Edge detecting focal plane detector |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54130828A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-11 | Canon Inc | Photo sensor array device and image scanner using it |
| US4484223A (en) * | 1980-06-12 | 1984-11-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor |
| JPS58220576A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS639358A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 原稿読取装置 |
| US5162912A (en) * | 1989-04-10 | 1992-11-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus eliminating noise in an output signal |
| US5117099A (en) * | 1989-09-01 | 1992-05-26 | Schmidt Terrence C | Ambient light rejecting quad photodiode sensor |
| JPH0775257B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1995-08-09 | 富士ゼロックス株式会社 | イメージセンサ |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP4328934A patent/JPH06164924A/ja active Pending
-
1995
- 1995-09-08 US US08/524,952 patent/US5539458A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7453511B2 (en) | 1998-03-17 | 2008-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus and method for inputting reflected light image of a target object |
| JP2015104073A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JP2018078280A (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 高い光電変換効率と低い暗電流とが具現可能なイメージセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5539458A (en) | 1996-07-23 |
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