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JPH0379910B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0379910B2
JPH0379910B2 JP57074885A JP7488582A JPH0379910B2 JP H0379910 B2 JPH0379910 B2 JP H0379910B2 JP 57074885 A JP57074885 A JP 57074885A JP 7488582 A JP7488582 A JP 7488582A JP H0379910 B2 JPH0379910 B2 JP H0379910B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
circuit
photoelectric conversion
block
film transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57074885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58191565A (en
Inventor
Fujio Okumura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP57074885A priority Critical patent/JPS58191565A/en
Priority to US06/489,748 priority patent/US4575638A/en
Publication of JPS58191565A publication Critical patent/JPS58191565A/en
Publication of JPH0379910B2 publication Critical patent/JPH0379910B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/40056Circuits for driving or energising particular reading heads or original illumination means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/191Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
    • H04N1/192Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line
    • H04N1/193Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
    • H04N1/1931Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays with scanning elements electrically interconnected in groups

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフアクシミリ等の原稿読取装置の小型
化、低価格化のために、そのセンサ部に使用され
る密着型イメージセンサとその駆動方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a contact type image sensor used in a sensor section of a document reading device such as a facsimile machine and a method for driving the same, in order to reduce the size and cost of a document reading device such as a facsimile.

近年フアクシミリ等の原稿読取装置において、
小型化と低価格化を目的として、原稿面と1対1
に対応し光学系の小型化が計れる密着型イメージ
センサの開発が盛んになつている。これ実現する
方法として数種のイメージセンサが考案されてい
るが、これらのイメージセンサは駆動方法の点か
ら蓄積型と非蓄積型に大別される。前者はフオト
ダイオード等の光電交換素子に一行走査する時間
中に光によつて発生した電荷を蓄積し、これを読
取るもので、電荷を蓄積するため暗と明の信号比
も大きく、特に光応答が高速であるという長所を
持つている。現在のところサチコン膜を使つたも
の、あるいは非晶質シリコン膜を使つたもの等が
発表されている。後者は電荷の蓄積を行わず、単
に光導電体としての性質利用し原稿面で反射され
た光の強弱をセンサ素子の抵抗の変化として検出
するもので、光の2次電流を利用するため光応答
が遅いという欠点を持つている。
In recent years, in document reading devices such as facsimiles,
One-on-one with the original surface for the purpose of miniaturization and lower cost.
The development of contact-type image sensors, which can reduce the size of the optical system in response to the current situation, is gaining momentum. Several types of image sensors have been devised as a method for realizing this, but these image sensors are broadly classified into storage type and non-storage type in terms of driving method. The former accumulates charges generated by light during one line scanning time in a photoelectric exchange element such as a photodiode, and reads this. Because the charges are accumulated, the signal ratio between dark and bright is large, and the photoresponse is particularly sensitive. has the advantage of being fast. At present, methods using a Saticon film or an amorphous silicon film have been announced. The latter does not accumulate charge and simply uses its properties as a photoconductor to detect the intensity of light reflected on the document surface as a change in the resistance of the sensor element. It has the disadvantage of slow response.

しかし、いざセンサを駆動することになると、
現在のところ蓄積型のイメージセンサにはシフト
レジスタとアナログスイツチアレイの機能を備え
た専用ICが必要であるという大きな欠点がある。
一方非蓄積型イメージセンサでは、電極の一方に
整流性接触を持たせることによつてマトリツクス
型の駆動が可能であり、スイツチ数は少くてす
み、専用ICが不要であり、コストの点で非常に
有利である。この蓄積型イメージセンサの欠点を
解決する方法としてこのICに相当する部分を同
一基板上に作り込んだ薄膜トランジスタによつて
構成してしまうことが考えられるが、これは欠の
2つの理由のため現在のところこの応用で発表さ
れた例はない。一つは一般に薄膜トランジスタの
移動度が単結晶で作られたトランジスタに比べ非
常に小さく、応答速度が遅いことで、そのために
高速のスイツチングができないことである。もう
一つは、大面積にわたつて薄膜トランジスタを再
現性よく均一にしかも集積化して作ることが難し
いことである。また、比較的高速な薄膜トランジ
スタアレイと密着型イメージセンサアレイを同一
基板上に作ると、プロセスが非常に複雑になつて
しまうということも2次的な理由として上げられ
る。
However, when it comes to driving the sensor,
Currently, storage-type image sensors have a major drawback in that they require dedicated ICs with shift register and analog switch array functions.
On the other hand, non-storage type image sensors can be driven in a matrix type by providing a rectifying contact on one of the electrodes, requiring only a small number of switches and no dedicated IC, which is extremely cost-effective. advantageous to One possible way to solve the drawbacks of this storage type image sensor is to configure the part corresponding to this IC with thin film transistors built on the same substrate, but this is currently not possible due to two reasons. So far, there have been no published examples of this application. One is that the mobility of thin film transistors is generally much lower than that of transistors made of single crystals, and their response speed is slow, making it impossible to perform high-speed switching. The other problem is that it is difficult to manufacture thin film transistors uniformly and integratedly over a large area with good reproducibility. Another secondary reason is that if a relatively high-speed thin film transistor array and a contact image sensor array are made on the same substrate, the process becomes extremely complicated.

本発明の目的は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、上記欠点を除去せしめ、蓄積型のイメージ
センサアレイと薄膜トランジスタアレイを用い、
ICが不要でかつ高速な固体光電変換装置を提供
することにある。
The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.
The object of the present invention is to provide a high-speed solid-state photoelectric conversion device that does not require an IC.

本発明によれば基板上に蓄積型イメージセンサ
アレイと薄膜トランジスタアレイを対にして構成
し、該薄膜トランジスタアレイをいくつかのブロ
ツクに分割し、これを走査する場合、1ブロツク
中の薄膜トランジスタを同時にONさせ、そのブ
ロツクに対応する蓄積型イメージセンサ素子の電
荷を、そのブロツク中にあるセンサ素子数と同数
の、例えばコンデンサや積分器等からなる検出回
路で同時に信号を検出し、しかる後高速のスイツ
チによつてこれを走査して信号を読み出すことを
特徴とする固体光電変換装置が得られる。
According to the present invention, when an accumulation type image sensor array and a thin film transistor array are configured as a pair on a substrate, and the thin film transistor array is divided into several blocks and the blocks are scanned, the thin film transistors in one block are turned on at the same time. , the charge of the storage image sensor element corresponding to that block is simultaneously detected as a signal by the same number of detection circuits as the number of sensor elements in the block, for example, consisting of capacitors, integrators, etc., and then sent to a high-speed switch. As a result, a solid-state photoelectric conversion device is obtained, which is characterized in that the signal is read out by scanning the solid-state photoelectric conversion device.

以下本発明の基本構成といくつかの実施例を図
示しながら、本発明の密着型イメージセンサとそ
の駆動方法の原理及び効果を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The principles and effects of the contact type image sensor and its driving method of the present invention will be explained below while illustrating the basic configuration and some embodiments of the present invention.

第1図a,bは本発明の密着型イメージセンサ
の基本構成を示している。第1図aにおいて1は
(1)〜(n)までの各ブロツクを順次スイツチング
して行くブロツク駆動回路、2は蓄積型イメージ
センサアレイと薄膜トランジスタアレイの1つの
ブロツクを示しており、その具体的な構成は第1
図bに示す通りである。1ブロツクは図に示すよ
うにm個のセンサ素子とトランジスタ素子の対か
らなり、ブロツクはn個あるため全体のビツト数
はn×m個である。3はm個の検出回路とこれを
走査する走査回路、加えて必要な場合には走査回
路の後に増幅器や、バツフアあるいは積分器を付
加した読取回路である。4はセンサに電圧を印加
するための電源であるが、ここをグランドにし
て、この電源を3の読取回路に含める方法もあ
る。5は各ブロツクの薄膜トランジスタの共通ゲ
ートからブロツク駆動回路1に至る配線群、6は
各ブロツクのそれぞれ対応するビツトつまり各ブ
ロツクのそれぞれj番目のビツトから出る信号線
を共通に結び読取回路に至る共通配線群、第1図
bにおいて7は蓄積型イメージセンサの共通電
極、8は蓄積型イメージセンサの1ビツトの等価
回路を示しており、図に示すように、1ブロツク
中にm個のセンサ素子がアレイになつている。S
(i,j)はiブロツクのj番目のセンサ素子を
示している。9は薄膜トランジスタであり、図に
示すようにセンサ1ビツトに対し1個ずつ接続さ
れており、ゲートは共通にして配線10によつて
ブロツク駆動回路1に接続されている。この配線
10がn本まとまつたものが配線群5である。ま
た11は読取回路3へ至る配線群であり、それぞ
れS(1,j)〜S(n,j)のビツトから出てい
る配線を共通にした配線群が6である。
FIGS. 1a and 1b show the basic structure of a contact type image sensor of the present invention. In Figure 1a, 1 is
(1) to (n) are block drive circuits that sequentially switch each block; 2 indicates one block of an accumulation type image sensor array and a thin film transistor array;
As shown in Figure b. As shown in the figure, one block consists of m pairs of sensor elements and transistor elements, and since there are n blocks, the total number of bits is n×m. Reference numeral 3 denotes a reading circuit including m detection circuits, a scanning circuit for scanning them, and, if necessary, an amplifier, buffer, or integrator added after the scanning circuit. 4 is a power supply for applying voltage to the sensor, but there is also a method of grounding this power supply and including this power supply in the reading circuit 3. 5 is a group of wires leading from the common gate of the thin film transistor of each block to the block drive circuit 1, and 6 is a common wire group connecting the corresponding bits of each block, that is, the signal lines coming out of the j-th bit of each block, to the reading circuit. In the wiring group in Fig. 1b, 7 shows the common electrode of the storage type image sensor, and 8 shows the 1-bit equivalent circuit of the storage type image sensor, and as shown in the figure, m sensor elements are arranged in one block. are arranged in an array. S
(i, j) indicates the j-th sensor element of the i block. Reference numeral 9 denotes a thin film transistor, and as shown in the figure, one thin film transistor is connected to each sensor bit, and their gates are shared and connected to the block drive circuit 1 by a wiring 10. A group of wires 5 is a group of n wires 10. Further, 11 is a wiring group leading to the reading circuit 3, and 6 is a wiring group in which the wirings coming out from bits S(1,j) to S(n,j) are common.

動作の概略は以下の通りである。まず、走査は
行なわれていて、センサ上には信号荷電が乗つて
いるものとする。1ビツト目から説明すると、ま
ずブロツク駆動回路1によつてブロツク1の薄膜
トランジスタアレイがON状態となり、1ビツト
目からmビツト目までのセンサ素子の信号荷電を
読取回路3のm個の検出回路で同時に検出し、こ
れを読取回路中のスイツチアレイで1ビツトから
mビツトまで順次スイツチングを行い信号を読取
る。この時薄膜トランジスタアレイのOFFのタ
イミングは読取回路の読取り時間がどこに入るか
でいくつか考えられるが、少くとも次のブロツク
の薄膜トランジスタアレイをスイツチするまでに
完全にOFFの状態になつていなければならない。
最後に読取回路に残つた電荷を完全にリセツト
し、次のブロツクの薄膜トランジスタアレイのス
イツチングに入る。以下この動作をnブロツクま
で続ける。このように1ブロツクでの薄膜トラン
ジスタのスイツチングを1回だけにし電荷を一た
ん移動させるという操作を行うと、応答速度の遅
い薄膜トランジスタを使用しても実効的に、走査
速度を上げることができる。たとえば応答速度が
100μsecの薄膜トランジスタをスイツチとして用
い、1ブロツク10ビツトとして読取回路における
1ビツトの走査速度を5μsecとすると、1ブロツ
クの走査速度が200μsec〜250μsecとなり、これを
均一な速度に直すと、1ビツト当り20〜25μsecの
速さでスイツチングを行つていることになる。薄
膜トランジスタはON−OFFに200μsecかかるか
ら、この場合単に薄膜トランジスタを使つて走査
する場合に比べ約10倍の速さで走査できる。
The outline of the operation is as follows. First, it is assumed that scanning is being performed and a signal charge is placed on the sensor. Starting from the 1st bit, the thin film transistor array of block 1 is turned on by the block drive circuit 1, and the signal charges of the sensor elements from the 1st bit to the mth bit are detected by the m detection circuits of the reading circuit 3. They are simultaneously detected and sequentially switched from 1 bit to m bits using a switch array in the reading circuit to read the signals. At this time, the timing of turning off the thin film transistor array can be considered in several ways depending on where the reading time of the reading circuit falls, but at least it must be completely turned off by the time the thin film transistor array of the next block is switched on.
Finally, the charge remaining in the reading circuit is completely reset, and switching of the thin film transistor array of the next block begins. This operation is continued until n blocks. In this way, by switching the thin film transistors in one block only once and moving the charge once, it is possible to effectively increase the scanning speed even if thin film transistors with slow response speeds are used. For example, response speed
If a 100 μsec thin film transistor is used as a switch, 1 block is 10 bits, and the scanning speed of 1 bit in the reading circuit is 5 μsec, the scanning speed of 1 block will be 200 μsec to 250 μsec, and if this is changed to a uniform speed, 20 bits per bit. This means that switching is performed at a speed of ~25μsec. Thin film transistors take 200 μsec to turn on and off, so in this case, scanning can be done about 10 times faster than when scanning simply using thin film transistors.

また、このように応答速度の遅い薄膜トランジ
スタが使用できるため、読取回路の高速化と1ブ
ロツクの素子数mを大きくする等すれば薄膜トラ
ンジスタの特性にばらつきがあつても充分使用で
きることになり、歩留りは向上する。従つて前述
した薄膜トランジスタの欠点をすべて補償するこ
とが可能となる。
In addition, since thin film transistors with slow response speeds can be used, by increasing the speed of the reading circuit and increasing the number of elements in one block (m), thin film transistors can be used even if their characteristics vary, and the yield can be reduced. improves. Therefore, it is possible to compensate for all the drawbacks of the thin film transistor mentioned above.

次に読取回路の検出回路と走査回路についての
2つの実施例と、スイツチングのタイミングチヤ
ートを図示しながら動作を詳細に説明する。
Next, the operation will be explained in detail while illustrating two embodiments of the detection circuit and the scanning circuit of the reading circuit and a switching timing chart.

第2図a,b,cは読取回路の3つの実施例を
示している。第2図aにおいて12はリセツト可
能な積分器、13はスイツチング用FETを示し
ている。また(1)、(2)、…(m)はそれぞれのブロ
ツクの1番目からm番目の信号線に対応してい
る。この実施例の場合検出回路は積分器であり、
蓄積型イメージセンサ上の信号電荷をこの積分器
で積分し、信号を電圧に変換し、スイツチング用
FETを順次スイツチングして信号を読取る。そ
の後積分器にリセツトをたければ読取回路は初期
状態に戻る。第2図bにおいて14は電荷蓄積用
コンデンサ、15はリセツト用FET、16はス
イツチング用FET、17は積分器もしくはバツ
フア等の増幅器であり、17が積分器である場合
は電荷蓄積用コンデンサに蓄積された電荷はすべ
て積分器に流れ込むため15のリセツト用FET
は必要ない。
Figures 2a, b and c show three embodiments of the reading circuit. In FIG. 2a, 12 represents a resettable integrator, and 13 represents a switching FET. Further, (1), (2), . . . (m) correspond to the first to mth signal lines of each block. In this embodiment the detection circuit is an integrator;
This integrator integrates the signal charge on the storage image sensor, converts the signal to voltage, and uses it for switching.
Read the signal by sequentially switching the FETs. If the integrator is then reset, the reading circuit returns to its initial state. In Figure 2b, 14 is a charge storage capacitor, 15 is a reset FET, 16 is a switching FET, 17 is an amplifier such as an integrator or a buffer, and when 17 is an integrator, the charge is stored in the charge storage capacitor. 15 reset FETs are used to
is not necessary.

第2図cにおいて18は検出回路であり、その
構成は19の読出し抵抗とプリアンプからなる初
段の検出器、20のサンプルホールド回路、21
のコンパレータ、22のTTLやCMOSレベルの
変換器である。また23はパラレル・シリアル変
換型のシフトレジスタからなる走査回路である。
この実施例では上記検出回路によつて信号を白の
レベルと黒のレベルに2値化するところまで行
い、この2値化された信号をシフトレジスタで走
査する。またこの後の信号処理系の構成によつて
は、シフトレジスタによる走査を行なわず、1ブ
ロツクの信号をそのまま処理するようなことも可
能である。
In FIG. 2c, 18 is a detection circuit, and its configuration includes a first stage detector consisting of a readout resistor and a preamplifier (19), a sample hold circuit (20), and a sample hold circuit (21).
comparators, and 22 TTL and CMOS level converters. Further, 23 is a scanning circuit consisting of a parallel-to-serial conversion type shift register.
In this embodiment, the signal is binarized into a white level and a black level by the detection circuit, and this binarized signal is scanned by a shift register. Further, depending on the configuration of the subsequent signal processing system, it is also possible to process one block of signals as they are without performing scanning using a shift register.

第2図a,bの実施例におけるスイツチングパ
ルスのタイミングを表わしているのが第3図a,
bである。第3図aは第2図aの実施例と第2図
bの実施例で17がバツフアである場合を示して
おり、動作は上述した通りである。また第3図b
は第2図bの構成で17が積分器の場合であり、
ここに示すリセツトパルスは積分器17のリセツ
ト回路に入る。動作は積分器が1個であるために
1ビツトごとに積分器のリセツトが必要なこと
と、前述したようにリセツト用FETが不要で、
全ビツト同時にリセツトすることがないという点
が異るだけで基本的にはほとんど同じである。
The timings of the switching pulses in the embodiments shown in FIGS. 2a and 2b are shown in FIGS. 3a and 3.
It is b. FIG. 3a shows a case where 17 is a buffer in the embodiment of FIG. 2a and the embodiment of FIG. 2b, and the operation is as described above. Also, Figure 3b
is the case where 17 is an integrator in the configuration shown in Figure 2b,
The reset pulse shown here enters the integrator 17 reset circuit. Since there is only one integrator in operation, it is necessary to reset the integrator for each bit, and as mentioned above, there is no need for a reset FET.
They are basically the same, except that all bits are not reset at the same time.

次に第4図a,bは薄膜トランジスタアレイの
スイツチングと読取回路の動作のタイミングの例
を示しており図中Bの区間は第3図に示した区間
Bに対応している。第4図においてc,eはブロ
ツク駆動回路から出るブロツクスイツチングパル
スで図には2ブロツク分示してある。d,fは薄
膜トランジスタの応答波形である。
Next, FIGS. 4a and 4b show examples of the timing of switching of the thin film transistor array and the operation of the reading circuit, and the section B in the figure corresponds to the section B shown in FIG. 3. In FIG. 4, c and e are block switching pulses output from the block drive circuit, and two blocks are shown in the figure. d and f are response waveforms of the thin film transistor.

図から明らかなように第4図aは薄膜トランジ
スタが完全にOFFしてから読取回路に転送され
た信号電荷を順次読み取つて行くもので、第4図
bは薄膜トランジスタのONがほぼ完了した時点
で上記信号の読取りを開始する。前者は薄膜トラ
ンジスタのスイツチングに伴う雑音が信号電荷に
対し無視し得ない程大きい場合のタイミングであ
り、後者は雑音が無視できる場合である。この雑
音の主なものは薄膜トランジスタのゲートとソー
スあるいはドレイン間の容量を通したスイツチン
グパルスのフイードスルーや、ON−OFFに伴う
チヤネル電荷の変動によるもので、第4図aのよ
うに薄膜トランジスタをOFFすることによつて
逆相の雑音を生じさせこれを打消すことができ
る。その後読取り動作を行なえば雑音の低減され
た信号が得られる。しかしこのような雑音が充分
小さい場合にはブロツクの走査速度を上げること
のできる第4図bのようなタイミングの方がよ
い。なお、この2つの例がタイミングのすべてと
いうわけではない。
As is clear from the figure, in Fig. 4a, the signal charges transferred to the reading circuit are sequentially read after the thin film transistor is completely turned off, and in Fig. 4b, the signal charges transferred to the reading circuit are sequentially read after the thin film transistor is completely turned off. Start reading the signal. The former is the timing when the noise accompanying switching of the thin film transistor is too large to be ignored relative to the signal charge, and the latter is the timing when the noise is negligible. This noise is mainly due to the feedthrough of the switching pulse through the capacitance between the gate and source or drain of the thin film transistor, and the fluctuation of the channel charge accompanying ON-OFF operations, as shown in Figure 4a. By doing this, it is possible to generate anti-phase noise and cancel it. A subsequent read operation provides a signal with reduced noise. However, if such noise is sufficiently small, the timing shown in FIG. 4b, which can increase the block scanning speed, is better. Note that these two examples are not all about timing.

ここで、強調しておきたいことは、本発明の固
体光電変換装置第5図に示すようなマトリツクス
型の駆動回路による信号の読み出し方法とは本質
的に異るということである。第5図が第1図aと
異るのは24,25の部分であり、24は高速ス
イツチング可能なスイツチング用FET25は蓄
積型イメージセンサの信号読出しに一般に用いら
れる抵抗とビデオアンプによる読出し回路か積分
器等の読出し回路である。このように回路として
はよく似ているが、この回路の場単にブロツク駆
動回路1からブロツクの薄膜トランジスタのゲー
トにスイツチングパルスを送つても24のスイツ
チング用FETがONしない限り薄膜トランジスタ
のソース・ドレイン間には電界はかかわらず、実
質的に薄膜トランジスタはONしない。薄膜トラ
ンジスタがONになり始めるのはその薄膜トラン
ジスタに接続されているスイツチング用FETが
ONしてからであり、これではいくらスイツチン
グ用のFETが高速でも、1ビツトの読取りに薄
膜トランジスタがONし、OFFするだけの時間が
かり、動作速度は少しも速くならない。
What I would like to emphasize here is that this method is essentially different from the signal readout method using a matrix type drive circuit as shown in FIG. 5 of the solid-state photoelectric conversion device of the present invention. The difference between Fig. 5 and Fig. 1a is in the parts 24 and 25, where 24 is a switching FET capable of high-speed switching, and the switching FET 25 is a readout circuit using a resistor and a video amplifier, which is generally used for signal readout of storage type image sensors. This is a readout circuit such as an integrator. Although the circuits are very similar, in this circuit, even if a switching pulse is sent from the block drive circuit 1 to the gate of the thin film transistor of the block, unless the switching FET 24 is turned on, the pulse between the source and drain of the thin film transistor is Regardless of the electric field, the thin film transistor does not turn on. The thin film transistor starts to turn on when the switching FET connected to the thin film transistor
No matter how fast the switching FET is, it takes time for the thin film transistor to turn on and off to read one bit, and the operating speed will not increase at all.

次に蓄積型イメージセンサ素子と薄膜トランジ
スタの部分の一実施例を第6図に示す。この実施
例はセンサ、トランジスタともに非晶質シリコン
をその材料に用いたもので、26はガラス基板、
27はSnO2やITOなどの透明共通電極、28は
Cr等の金属でできた遮部で副走査方向のセンサ
の開口部の長さを決めている。29は厚さ100〜
200Å程度のSi3N4膜30はボロンや酸素等をド
ーピングして高抵抗化した膜厚2〜3μmの非晶
質シリコン膜、31はボロンをドーピングした膜
厚0.2〜0.4μmのp型の非晶質シリコン膜で、2
9,31が電荷注入阻止の役目をするブロツキン
グ層、30が光によつて電荷を発生させる層であ
り29〜31で蓄積型イメージセンサをなしてい
る。32はセンサの上部個別電極と薄膜トランジ
スタのドレイン電極とを兼ねたAl電極、33は
Alのソース電極、34は膜厚1〜2μm程度のノ
ンドープの非晶質シリコン膜、35は膜厚0.1〜
0.5μmのSi3N4膜で薄膜トランジスタの絶縁層で
ある。36はAlのゲート電極であり33〜36
で薄膜トランジスタを形成している。37は薄膜
トランジスタに光が入射するのを防ぐ、遮光膜
で、もし装置の構造上、素子のある方の面からも
光が入るのなら薄膜トランジスタの上にもつけな
くてはならない。これは薄膜トランジスタに使用
した非晶質シリコンが光導電性を持つためであ
る。38は原稿からの光である。
Next, FIG. 6 shows an embodiment of the storage type image sensor element and the thin film transistor. In this embodiment, amorphous silicon is used as the material for both the sensor and the transistor, and 26 is a glass substrate;
27 is a transparent common electrode such as SnO 2 or ITO, 28 is a
A shield made of metal such as Cr determines the length of the sensor opening in the sub-scanning direction. 29 has a thickness of 100~
The Si 3 N 4 film 30 with a thickness of approximately 200 Å is an amorphous silicon film with a thickness of 2 to 3 μm doped with boron, oxygen, etc. to have a high resistance, and 31 is a p-type film doped with boron and with a thickness of 0.2 to 0.4 μm. With amorphous silicon film, 2
9 and 31 are blocking layers that serve to prevent charge injection; 30 is a layer that generates charges by light; 29 to 31 constitute an accumulation type image sensor. 32 is an Al electrode that serves as the upper individual electrode of the sensor and the drain electrode of the thin film transistor, and 33 is an Al electrode that serves as the upper individual electrode of the sensor and the drain electrode of the thin film transistor.
Al source electrode, 34 is a non-doped amorphous silicon film with a film thickness of about 1 to 2 μm, and 35 is a film thickness of 0.1 to 2 μm.
It is a 0.5 μm Si 3 N 4 film and is an insulating layer for thin film transistors. 36 is an Al gate electrode 33 to 36
to form a thin film transistor. 37 is a light shielding film that prevents light from entering the thin film transistor; if the structure of the device allows light to enter from the side where the element is located, it must also be placed on the thin film transistor. This is because the amorphous silicon used in thin film transistors has photoconductivity. 38 is light from the original.

この実施例のように本発明の固体光電変換装置
のセンサ部と薄膜トランジスタの部分は同一基板
上に同じ材料で形成することもでき、また製造方
法によつては同一の製造装置で連続的に膜を形成
することもでき、生産性、信頼性よくまた安価に
製造することが可能である。他の例としては蓄積
型イメージセンサとしてサチコンやCdSあるいは
CdSe等を使つたもの、薄膜トランジスタとして
同じくCdS、CdSe等を材料として用いたのやSi
の蒸着で形成した多結晶Siあるいは非晶質シリコ
ンをレーザーアニールして多結晶化したものを材
料として用いたものであつてもよい。
As in this embodiment, the sensor part and the thin film transistor part of the solid-state photoelectric conversion device of the present invention can be formed on the same substrate with the same material, or depending on the manufacturing method, they can be formed continuously using the same manufacturing equipment. It can also be manufactured with good productivity, reliability, and at low cost. Other examples include Sachicon, CdS, or
Those using CdSe, etc., thin film transistors using CdS, CdSe, etc. as materials, and Si
The material may be polycrystalline Si formed by vapor deposition or polycrystalline silicon formed by laser annealing.

以上のごとく、本発明によれば、高感度で高速
な蓄積型イメージセンサを用い、しかも専用IC
不要の駆動回路を有する固体光電変換装置が得ら
れ、フアクシミリ装置の高速化、小型化、低価格
に有用である。
As described above, according to the present invention, a high-sensitivity and high-speed accumulation type image sensor is used, and a dedicated IC is used.
A solid-state photoelectric conversion device having an unnecessary drive circuit can be obtained, which is useful for speeding up, downsizing, and lowering the price of facsimile devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a,bは本発明の密着型イメージセンサ
の基本構成、第2図a,b,cは読取回路部の1
部分の2つの実施例、第3図a,bは読取回路に
おけるスイツチングのタイミングチヤート、第4
図a,bはブロツクのスイツチングと読取回路の
スイツチングのタイミングの例、第5図はマトリ
ツクス型の駆動回路を持つ密着型イメージセン
サ、第6図は蓄積型イメージセンサと薄膜トラン
ジスタの一実施例を示している。 1……ブロツク駆動回路、2……蓄積型イメー
ジセンサと薄膜トランジスタアレイの1ブロツ
ク、3……読取回路、4……電源、5……配線
群、6……共通配線群、7……共通電極、8……
蓄積型イメージセンサ素子、9……薄膜トランジ
スタ、10……共通ゲート、11……配線群、1
2……積分器、13,16……スイツチング用
FET、14……信号電荷蓄積用コンデンサ、1
5……リセツト用FET、17……バツフア又は
積分器、18……検出回路、19……初段検出回
路、20……サンプルホールド回路、21……コ
ンパレータ、22……レベル変換器、23……シ
フトレジスタ、24……スイツチング用FET、
25……検出回路、26……ガラス基板、27…
…共通電極、28……遮光膜、29……Si3N4
膜、30……高抵抗非晶質シリコン膜、31……
p型非晶質シリコン膜、32……ドレイン電極を
兼ねたセンサの上部個別電極、33……ソース電
極、34……非晶質シリコン膜、35……Si3N4
膜、36……ゲート電極、37……遮光膜、38
……信号光。
Figures 1a and 1b show the basic configuration of the contact type image sensor of the present invention, and Figures 2a, b, and c show the reading circuit section 1.
Two embodiments of the section, Figures 3a and b are timing charts for switching in the reading circuit, Figure 4.
Figures a and b show an example of the timing of block switching and reading circuit switching, Figure 5 shows a contact type image sensor with a matrix type drive circuit, and Figure 6 shows an example of an accumulation type image sensor and a thin film transistor. ing. 1... Block drive circuit, 2... 1 block of storage type image sensor and thin film transistor array, 3... Reading circuit, 4... Power supply, 5... Wiring group, 6... Common wiring group, 7... Common electrode , 8...
Storage type image sensor element, 9... Thin film transistor, 10... Common gate, 11... Wiring group, 1
2... Integrator, 13, 16... For switching
FET, 14...Signal charge storage capacitor, 1
5... Reset FET, 17... Buffer or integrator, 18... Detection circuit, 19... First stage detection circuit, 20... Sample hold circuit, 21... Comparator, 22... Level converter, 23... Shift register, 24...Switching FET,
25...Detection circuit, 26...Glass substrate, 27...
... Common electrode, 28 ... Light shielding film, 29 ... Si 3 N 4
Film, 30... High resistance amorphous silicon film, 31...
P-type amorphous silicon film, 32... Upper individual electrode of the sensor that also serves as a drain electrode, 33... Source electrode, 34... Amorphous silicon film, 35... Si 3 N 4
Film, 36... Gate electrode, 37... Light shielding film, 38
...Signal light.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 蓄積型で動作する一次元あるいは二次元のイ
メージセンサにおいて各光電変換素子ごとに直列
に薄膜トランジスタを設け、該薄膜トランジスタ
をそれぞれ同じ個数からなるブロツクに分割し、
同一ブロツク中の薄膜トランジスタのゲートを共
通にしたことを特徴とするセンサ部を具備し、各
ブロツクごとに対応する薄膜トランジスタを接続
してなる配線群によつて、1ブロツクの素子と同
数の検出回路とその出力を走査する走査回路から
なる読取回路に導き、薄膜トランジスタ群がON
したブロツクの信号を同時に検出し、これを走査
して読み出すことを特徴とする固体光電変換装
置。 2 光電変換素子は電極を除く素子の構成が光の
入射する側からSi3N4膜、高抵抗非晶質シリコン
膜、p型非晶質シリコン膜からなる特許請求の範
囲第1項記載の固体光電変換装置。 3 薄膜トランジスタは、材料として非晶質シリ
コンを用い、絶縁膜としてSi3N4膜かSiO2膜を用
いる特許請求の範囲第1項記載の固体光電変換装
置。 4 検出回路は積分器やサンプルホールド回路で
あり、走査回路はアナログスイツチである読取回
路を有する特許請求の範囲第1項記載の固体光電
変換装置。 5 検出回路が信号を2値化する回路を含み、走
査回路がシフトレジスタである読取回路を有する
特許請求の範囲第1項記載の固体光電変換装置。
[Scope of Claims] 1. In a one-dimensional or two-dimensional image sensor that operates in an accumulation type, a thin film transistor is provided in series for each photoelectric conversion element, and the thin film transistors are divided into blocks each having the same number,
It is equipped with a sensor section characterized in that the gates of the thin film transistors in the same block are shared, and by connecting the corresponding thin film transistors for each block, it is possible to connect the same number of detection circuits as the elements in one block. The output is guided to a reading circuit consisting of a scanning circuit, and a group of thin film transistors is turned on.
A solid-state photoelectric conversion device is characterized in that it simultaneously detects the signals of the blocks and scans and reads them. 2. The photoelectric conversion element according to claim 1, in which the structure of the element excluding the electrodes consists of a Si 3 N 4 film, a high-resistance amorphous silicon film, and a p-type amorphous silicon film from the light incident side. Solid-state photoelectric conversion device. 3. The solid-state photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the thin film transistor uses amorphous silicon as a material and uses a Si 3 N 4 film or a SiO 2 film as an insulating film. 4. The solid-state photoelectric conversion device according to claim 1, which has a reading circuit in which the detection circuit is an integrator or a sample hold circuit, and the scanning circuit is an analog switch. 5. The solid-state photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the detection circuit includes a circuit that binarizes a signal, and the scanning circuit includes a reading circuit that is a shift register.
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