JPS6232761A - 密着形イメ−ジセンサ - Google Patents

密着形イメ−ジセンサ

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JPS6232761A
JPS6232761A JP60172678A JP17267885A JPS6232761A JP S6232761 A JPS6232761 A JP S6232761A JP 60172678 A JP60172678 A JP 60172678A JP 17267885 A JP17267885 A JP 17267885A JP S6232761 A JPS6232761 A JP S6232761A
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ccd
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Mikio Sakamoto
幹雄 坂本
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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) 本発明は、ファクシミリ、光学文字認識および複写機等
の光電変換デバイスとして用いられる密着形イメージセ
ンサに関するものである。
(従来技術とその問題点) 密着形イメージセンサは、MO8型ICイメージセンサ
やCCDイメージセンサ等と比較して、レンズによる縮
小光学系を用いないため、ファクシミリ装置等を小型に
実現でき経済性に優れている。
この密着形イメージセンサの光電変換素子材料としては
、可視光領域で光感度が高く、大面積形成が容易なアモ
ルファスシリコン(以下a−8i ト記す。)が、最近
よく使われている。
このa−8iは、比抵抗が高く、CCDイメージセンサ
やMOS型イメージセンサと同様に、W、荷蓄積モード
動作に適している。この場合5通常その素子構造として
は、a−8iを上下IKでサンドイッ千した構造が用ら
れるが、この様なサンドイノ千構造を採用することによ
り、素子の光応答速度も、0.1 m5ec以下という
高速性が実現でき。
高速読み取り装置に適するイメージセンサが得られる。
このa−8i光電変換素子で発生した光信号電荷を高速
で効率よく高感度に読み取ることができる、駆動回路と
して、特願昭59−143020 「苫着形イメージセ
ンサとその駆動方法」に示されるCCD駆動回路がある
。この回路を用いた密着形イメージセンサの構成は、第
3図により示される。この図を簡単に説明すると、CC
Dシフトレジスタ21゜トランスファーゲート列22.
およびフローティングゲートアンプ23から少なくとも
構成された駆動用CCD20の入力端子列24と例えば
ガラス基板26上に形成されたa−8t光電変換素子2
5の個別電極端子例27が、ボンデングワイヤー28で
1対1に対応して接続されている。
a−8t光電変換素子25で発生した光信号電荷が、ト
ランスファーゲート22を通してccDシフトレジスタ
21に送られた後、転送用クロックφ1.φ2により順
次時系列に転送され、70−テイングゲートアンブ23
を通して出方される。
この駆動用CCDチップ2oは、その歩留まり等から考
慮して、普通64ビツト/千ツブあるいは128ビツト
/チツプ等から構成されてなる。
密着形イメージセンサは、A4判あるいは84判等で数
千ビットあるいはそれ以上の多数の素子からなる。従っ
て、第3図に示した構成例は、駆動用CCDチップ20
の1個だけの例であるが実際には復数個並ぶ。例えば、
128ビツト/チツプCCDJk動千ツブによりA4判
、8累子/簿舅の密着形イメージセンサを動作させる場
合、14個のチップが必要である。この14個は、通常
第3図に示した1個の例と同様に同一ガラス基板上にハ
イブリッド的に実装される〇 また、駆動上必要な各チップ毎のクロック端子や出力端
子等の入出力端子列29は、信頼性の面から及び外部接
続を簡略化する意味から、特願昭59−164445r
密着形イメージセンサとその駆動方法」に示される様に
共通に接続している。
ところが、これらの駆動用CCDチップ2oが。
無差別に選択されて搭載された場合、チップ間でのフロ
ーティングゲートアンプの特性のばらつきにより直流オ
フセットレベルが、約1v程度ばらつくのは普通である
。ところで、通常のCCD設計においては、明出力を約
1v程度に設定する。
従って、第4図に示す様に、密着形イメージセンサ全体
の出力波形は、チップ間の直流オフセットの違いにより
、段差を持った波形となり、とても二値化あるいは中間
調読み取り等の信号処理は行なえない。
メモリーで直流オフセット分を考慮して、波形処理を行
なうこともできるが、波形は、各デバイスによって、ま
ちまちである事やメモリー等の余分な回路を必要とする
ので、小型化、低コスト化は達成できなくなる。
さらに、この様なハイブリッドCCD駆動型では、どう
しても、その素子容量が大きくなるため生ずる残像が問
題となる。この残像を効果的に抑圧する方法として、以
前に特願昭59−164445[密着、形イメージセン
サとその駆動方法]に示した様にバイアス電荷を注入す
る方法を提案していた。この方法では、信号出方にバイ
アス電荷分も混入するために、一種の直流オフセットを
形成する。例えば、この電荷量も明出力に匹敵する場合
がある。一定の電荷量を注入しても各チップ間でのフロ
ーティングゲートアンプのゲインのばらつきを考慮する
と、例えば1v程度の信号出力に対して0.3 V程度
はばらついてしまう。
以上の様に、ハイブリッドCCD駆動型では、出力信号
として直流オフセットのばらつきとバイアス電荷に相当
するバイアス出方のばらつきが発生し、そのままでは使
用できないあるいは1周辺回路を非常に複雑Iこする等
大きな問題があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、この様な欠点を取り除き1周辺の信号
処理回路に負担をかけることなく a−8i光電変換素
子とCCD駆動ICを用いた高性能な密着形イメージセ
ンサを提供することにある。
(発明の植成) 本発明によれば、複数個からなる光電変換素子列と、ト
ランスファーゲート、CCDシフトレジスタ、出力アン
プ、スイッチング回路および電荷を注入する入力機構と
から少なくとも構成された1個以上の駆動集積回路絶縁
性基板上にを少なくとも備えてなる密着形イメージセン
サにおいて、前記駆動集積回路内に、複数段のトランス
ファーゲートとこのmA段のトランスファーゲートに接
続されてなる複数段のCCDシフトレジスタとこの複数
段のCCDシフトレジスタに接続されてなる出力アンプ
とこの出力アンプの後段に設けてなるスイッチング回路
および前記複数段のCCDシフトレジスタの初段に電気
的に電荷を注入する入力機構とから少なくとも構成され
た主および副CCD駆動回路を設けてなり、前記主CC
D駆動回路の前記複数段のトランスファーゲートの入力
が前記複数個の光電変換素子列に接続されてなり、さら
に前記絶縁性基板上に前記主および副CCD駆動回路の
前記スイッチング回路からの出力をそれぞれ取出す主お
よび副出力線とを少なくとも備えてなることを特徴とし
ている。
(発明の作用、原U) 本発明では、1個以上とりわけ実用的にはM数個の駆動
CCD千ツブを使用した密着形イメージセンサにおいて
、11*、オフセットレベルやバイアス出力を差動消去
するための副CCDt’?に勤回路を各CCDチノプブ
σに内蔵する構成をとっている。
上記構成では、同チップ内、しかも近辺に内蔵可能なた
め、主CCD駆勃回路と副CCD駆動回路間のばらつき
がほとんど無く、上述したオフセットやバイアス出力そ
れにCCDシフトレジスタ内で発生する暗電流や雑音等
の値に差がない。
従って、これらの差動をとることにより各千ノブ間のば
らつきはなくなり、密着形イメージセンサ全体の出力波
形は、オフセットの無いグランドからの絶対値としての
純粋な明出力が得られる。
また、IF+f出力も水力抑圧できCCDICイメージ
センサと変わることのない高性能な¥M電着形メージセ
ンサを達成できる。
(実施例) 以下、本発明を図面により詳細に説明する。
第1図は、不発明の一実施例による密着形イメージセン
サの構成を示すものである。各駆動CCDチップ1は1
例えば128段のCCDシフトレジスタ2の転送段より
構成されている。この128段の 続接続されたCCD
シフトレジスタ2は、例えば転送効率の誦い皿込みチャ
ネルCC1)シフトレジスタ(以下単にCCDシフトレ
ジスタと呼ぶ)で構成されている。各段には1対11こ
同以段のトランスファーゲート3が接続さイt、その入
力側には1例えばガラス基板4上に形敗さ2tたa−8
i光電変挨素子5がボンディングワイヤー6により1対
1に接続されている。このa−8i九旺変快素子5は、
Au等の個別電極7とIndium Tin  0xi
de(以下ITOと呼ぶ)等からなる透明共通電極8で
はさまれたa−8t薄膜から構成されている。
このa−8i光電変換素子5で発生した信号電荷は。
トランスファーゲート3を通し、各々対応したCCDシ
フトレジスタ2内へ転送される。その後。
転送用クロックにより1例えば2相クロツクの場合は、
クロック周期毎に蓄産されていた411号電荷は1次段
へ順次転送され、時系列信号として取り出される。
尚、この時前もって残像抑圧効果を高めるためのバイア
ス電荷が、バイアス電荷入力部9よりCCDシフトレジ
スタ2に、CCI)シフトレジスタ2からa−8L光な
変換素子5側に注入され、信号電荷と共に再びCCDシ
フトレジスタ2内へ移さね、る。
CCDシフトレジスタ2から出力される時系列信号は、
70−ティングゲートアンプ10により電圧出力として
出力切換えスイッチ11を通して主力812に現われる
、この時、同じチップ1上には、同じ様な配置、構成等
により副の128段のCCDシフトレジスタ18,12
8段のトランスファーゲート13、バイアス電荷入力部
14゜フローティングゲートアンプ15、スイッチ16
機能を持っており、前述した様な信号電荷と同じタイミ
ングで副出力線17に出力される。この出力値は、はぼ
暗時の主出力線12の出力値と同じである。
この様な、例えば128段/チップの各6駆動CCD千
ツブ1が5例えばA4判、8素子/闘密涜形イメージセ
ンサの場合、14個ガラス基板4上に実装され1図示し
ていないが、転送用クロック、トランスファーゲートや
出力切換スイッチ用ゲート端子等及び前記主出力線12
、副出力線17等のお互いに共通な端子同志は結線され
ている。主出力線12と副出力線17からのそれぞれの
信号出力は、外部の差動アンプに入力される。
第2図(a)(b)および(e)には、主出力縁12.
副出力線17およびこの2出力線の差動後の出力波形の
一例を示す。前述した様に主出力+M 121こ現われ
る出力波形は、直流オフセット、リセットパルスによる
リセット雑0、バイアス出力および明信号出力等から構
成され1、g1j出力線17には、直流オフセット、リ
セットノイズ及びバイアス出力等が現われる。これらの
波形は、第2図に見られる様に各チップ間ではばらつい
ているが、同チップ上の主および同量には通常のLSI
チップと同様はとんどはらつきが無い。従って、最終的
な出力波形は、純粋な明信号出力のみが得られ、しかも
後の信号処理に非常に便利なグラウンドレベルからの絶
対値として出力される。
尚、a−8t光電変換累子内で発生する暗電流成分はキ
ャンセルできないが、この値は1通常の使用時では、明
信号出力に比べ約1 / 1000 S下と小さいため
問題とならない。また、CCUCCシフトレジスタ発生
する暗電流や転送効率を考えると、本発明の様に、差動
用のCCDシフトレジスタやトランスファーゲートを同
数設けた方が良いが、この唾も直流オフセットやフロー
ティングゲートアンプのばらつきに比べはるかに小さく
、先の素子の暗ME流成分と同様問題とならない。この
ため、チップ上の配置、構成等の制限を受ける場合には
、差動用の段数は、1段でも差しつかえなく、またその
効果もほとんど変わらない。
(発明の効果) 以上詳述した様に本発明によれば、複数のCCD駆動回
路を用いたa−8t密着形イメージセンサにおいて問題
であった、チップ間の直流オフセットやフローティング
ゲートアンプ等のばらつきIこより発生する雑音を、メ
モリー等の複雑な回路構成を必要とせず1本来のCCD
、駆動回路と同じ設計、同じプロセスで簡便に構成でき
る副の回路を各チップ上に設けることにより効果的に抑
圧し、本来のCCD I Cイメージセンサと同様ある
いはそれ以上の低雑音化が達成できるという効果がある
。従りて、従来CCDICイメージセンサを使用してい
た高速、高性能なファクシミリ、OCRおよび複写機等
の装置への応用も可能となり、しかもその装置の小型化
に大きく寄与できる密着形イメージセンサが達成できる
という利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す斜視図、第2図は1本
発明の動作を示す出力波形図、第3図は従来例を示す斜
視図、第4図は、従来の出力波形を示す図である。 1.20・・・駆動用CCDチップ、 2.21・・・CCDシフトレジスタ、3.22・・・
トランスファーゲート、4.26・・・ガラス基板、5
,25・・・光電変換素子、6.28・・・ボンディン
グワイヤー、7.27・・・個別電極、  8・・・共
通電極、9・・・バイアス電荷入力部、 10.23・・70−ティングゲートアンプ。 11・・・出力切換え用スイッチ、 12・・・主出力縁、   13・・・副トランスファ
=’7’−ト14・・・副バイアス電荷入力部、 15・・・副フローティングゲートアンプ、16・・・
副出力切換えスイッチ、 17・・・副出力線、18・・・員IJ CCDシフト
レジスタ24・・・入力端子、29・・・入出力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個からなる光電変換素子列と、トランスファーゲー
    ト、CCDシフトレジスタ、出力アンプ、スイッチング
    回路、および電荷を注入する入力機構とから少なくとも
    構成された1個以上の駆動集積回路を絶縁性基板上に少
    なくとも備えている密着形イメージセンサにおいて、 前記駆動集積回路内に、複数段のトランスファーゲート
    とこの複数段のトランスファーゲートに接続されてなる
    複数段のCCDシフトレジスタとこの複数段のCCDシ
    フトレジスタに接続されてなる出力アンプとこの出力ア
    ンプの後段に設けてなるスイッチング回路および前記複
    数段のCCDシフトレジスタの初段に電気的に電荷を注
    入する入力機構とから少なくとも構成された主および副
    CCD駆動回路を設けてなり、前記主CCD駆動回路の
    前記複数段のトランスファーゲートの入力が前記複数個
    の光電変換素子列に接続されてなり、さらに前記絶縁性
    基板上に前記主および副CCD駆動回路の前記スイッチ
    ング回路からの出力をそれぞれ取出す主および副出力線
    とを少なくとも備えてなることを特徴とした密着形イメ
    ージセンサ。
JP60172678A 1985-08-05 1985-08-05 密着形イメ−ジセンサ Granted JPS6232761A (ja)

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JPH0584971B2 JPH0584971B2 (ja) 1993-12-03

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63124666A (ja) * 1986-11-14 1988-05-28 Canon Inc 画像読取装置
US5235375A (en) * 1990-04-12 1993-08-10 Olympus Optical Co., Ltd. Focusing position detecting and automatic focusing apparatus with optimal focusing position calculation method
US6558230B2 (en) 2000-06-23 2003-05-06 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method for polishing and chamfering rare earth alloy, and method and machine for sorting out ball media
US11016279B2 (en) 2016-07-11 2021-05-25 Olympus Corporation Observation device

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