(57)【要約】【課題】本発明は、改善された性能、たとえば、改善された応答時間、改善された混合問題、改善されたダイナミックレンジ、改善された低光量の光学像の検出能力、改善された信号対雑音比のうちの少なくとも１つを有する２次元光センサーアレイを実現するために成される。【解決手段】これらの目的を果たすために、新規の検出方法を用いる光センサーアレイが提案されている。アレイ内の各光センサーを検出するために、選択されたグループの複数接続手段の一つが選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、選択されたグループの複数接続手段の残りは第１電位に維持されており、その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを第３電位から第４電位に、その後、第４電位から第３電位に逐次駆動することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して、おおよそ第２電位において、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流が逐次検出される。【選択図】図３
2010034872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向と第２方向に配置される複数の光センサーと；
前記第１方向に延在する第１グループ複数接続手段と；
前記第２方向に延在する第２グループ複数接続手段とから構成され；
前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段は互いに絶縁され、互いに交差しており；
前記複数の光センサーの各々は前記第１グループ複数接続手段の一つと前記第２グループ複数接続手段の一つとに接続され；
前記前記第１グループ複数接続手段の選択された一つと前記第２グループ複数接続手段の選択された一つの交差位置において、１つの光センサーが前記複数の光センサーから選択される、光センサーアレイであって；
前記第１グループ複数接続手段と前記複数第２グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、前記選択されたグループの複数接続手段から一つがさらに選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流以外は読み出せないようにした
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項２】
請求項１記載の光センサーアレイは更に第１駆動手段からなり、
該第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に駆動し、そして、前記第２電位から前記第１電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の該一つ以外の接続手段の電位は前記第１電位に維持し；前記選択されたグループの複数の接続手段の前記一つを前記第１電位から前記第２電位に駆動した後、前記第１駆動手段は前記選択された複数の光センサーからの光電電流が検出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項１記載の光センサーアレイ。
【請求項３】
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が前記第１方向と前記第２方向の少なくとも一方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と；
前記第１方向と前記第２方向とは互いに交差しており；
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接し、かつ、互いに離間して設けられている逆導電形の第２半導体領域と；
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の前記第２半導体領域と接して設けられている第１導電形の第３半導体領域と；
前記第３半導体領域は前記第１方向と第２方向に配置されており；
第１半導体領域とも、第２半導体領域とも絶縁されており、かつ、第１方向に配置された前記第３半導体領域とは各々接続されており、更に、互いに絶縁されている第１グループ複数接続手段と；
第２半導体領域とも、第３半導体領域とも絶縁されており、かつ、第２方向に配置された前記第１半導体領域とは各々接続されており、かつ、互いに絶縁されておりかつ前記第１グループ複数接続手段とも絶縁されている第２グループ複数接続手段と；  
から構成され、
光センサーが前記第１グループ複数接続手段の一つと前記第２グループ複数接続手段の一つとの交差位置で選択され；
前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、かつ、前記選択された一つのグループの複数接続手段からさらに一つの接続手段が選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段が前記第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残余の接続手段を第３電位に維持することによって、
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第３半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性であり；
又は、
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第１半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項４】
請求項３記載の光センサーアレイはさらに第１駆動手段からなり、
該第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に、そして、前記第２電位から前記第１電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段の電位を前記第１電位に維持し；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つが前記第１電位から第２電位に駆動された後、前記第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つから光電電流が検出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項５】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６】
請求項３記載の光センサーアレイは更に、
各々前記第２半導体領域とは近いが離間して配置され、かつ、各々の前記第２半導体領域と接した第３半導体領域と接続され、さらに、各々前記第１半導体領域と接して設けられた逆導電型の第４半導体領域と；
各々の前記第４半導体領域と接して設けられた第１導電形の第５半導体領域とから構成され；
前記第４半導体領域と前記第５半導体領域は前記第１方向と前記第２方向に配置され；
前記光センサーは更に
前記第１半導体領域と接して設けられた前記第４半導体領域と、前記第４半導体領域と接して設けられた前記第５半導体領域とから構成され；
前記第１グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第１、第２、第３と第４半導体領域とも絶縁され、さらに、前記複数の第３半導体領域の代わりに第１方向に配置された前記第５半導体領域と各々接続している
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項７】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項６記載の光センサーアレイ。
【請求項８】
請求項６記載の光センサーアレイは更に、
各々の前記第２および第４半導体領域とは離間して各々配置され、かつ、各々の前記第４半導体領域と接して設けられた各々の第５半導体領域と接続され、さらに、前記第１半導体領域と接して設けられた逆導電形の第６半導体領域と；
各々の前記第６半導体領域と接して設けられた第１導電型の第７半導体領域とから構成され；
前記第６半導体領域と前記第７半導体領域が前記第１方向と前記第２方向に配置され、；
前記第１グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、前記第１、第２、第３、第４、第５と第６半導体領域とも絶縁され、さらに、前記第５半導体領域の代わりに第１方向に配置された複数の第７半導体領域と各々接続している；
ことを特徴とする請求項６記載の光センサーアレイ。
【請求項９】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項８記載の光センサーアレイ。
【請求項１０】
請求項８記載の光センサーアレイは更に、
前記第２、第４と第６半導体領域の各々とは離間して各々配置され、かつ、前記第６半導体領域の前記各々と接して設けられた各々の第７半導体領域と接続され、さらに、前記第１半導体領域と接して設けられた逆導電形の第８半導体領域と；
各々の前記第８半導体領域と接して設けられた第１導電型の第９半導体領域とから構成され；
前記第８半導体領域と前記第９半導体領域が前記第１方向と前記第２方向に配置され；
前記第１グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７と第８半導体領域とも絶縁され、さらに、前記第７半導体領域の代わりに第１方向に配置された複数の第９半導体領域と各々接続している；
ことを特徴とする請求項８記載の光センサーアレイ。
【請求項１１】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項１０記載の光センサーアレイ。
【請求項１２】
請求項２記載の光センサーアレイは更に
非反転入力と反転入力とを有する電流検出手段とから構成され；
前記非反転入力は前記第２電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り替えて接続され、そして、前記第１駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が検出される；
ことを特徴とする請求項２記載の光センサーアレイ。
【請求項１３】
請求項４記載の光センサーアレイは更に
非反転入力と反転入力とを有する電流検出手段とから構成され；
前記非反転入力は前記第２電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り替えて接続され、そして、前記第１駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が検出される；
ことを特徴とする請求項４記載の光センサーアレイ。
【請求項１４】
選択されたグループの接続手段の前記一つの電位が前記第１電位から前記第２電位へ電位遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに遅延して切り替えて接続されて、選択された光センサーからの光電電流の検出を開始する；
ことを特徴とする請求項１２記載の光センサーアレイ。
【請求項１５】
選択されたグループの接続手段の前記一つの電位が前記第１電位から前記第２電位へ電位遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに遅延して切り替えて接続されて、選択された光センサーからの光電電流の検出を開始する；
ことを特徴とする請求項１３記載の光センサーアレイ。
【請求項１６】
各々のソースとドレインの一つに前記第１電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第１グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一つに前記第２電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段各々と接続されている第２グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一つが前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段各々と接続されている第３グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が第１電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」であり；
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」とする一方、他の（選択されていない）第２グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つが「オン」から「オフ」になり；（８）
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残り第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；
ことを特徴とする請求項１または３記載の光センサーアレイの駆動手段。
【請求項１７】
請求項１６記載の駆動手段はさらに、
第２グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一つに前記第２電位が印加され、そして、ソースとドレインの他の一つが電流検出手段の反転入力に接続されている第４グループ電界効果トランジスタから構成され；
第１グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」であり；
それから、第４トランジスタを「オフ」から「オン」にし；
更に、前期選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；（５）
前記第４グループ電界効果トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；
ことを特徴とする請求項１６記載の駆動手段。
【請求項１８】
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が前記第１方向と前記第２方向の少なくとも一方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と；
前記第１方向と前記第２方向とは互いに交差しており；
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接して設けられ、かつ、互いに離間して配置されている逆導電形の第２半導体領域と；
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の前記第２半導体領域と接して設けられた第１導電形の第３半導体領域と；
前記第３半導体領域は前記第１方向と第２方向に配置されており；
各々前記第１半導体領域の各々と接して設けられ、各々は前記第２半導体領域の各々と近いがは離間して配置され、かつ、各々が前記第２半導体領域の各々と接して設けられている前記第３半導体領域の各々と接続されている逆導電形の第４半導体領域と；
各々が前記第４半導体領域の各々と接して設けられている第１導電形の第５半導体領域と；
前記第５半導体領域は前記第１方向と前記第２方向に配置されており；
各々が絶縁され、第１半導体領域、第２半導体領域、第３半導体領域及び第４半導体領域と絶縁され、そして、各々が第１方向に配置された第５半導体領域と接続している第１グループ複数接続手段と；
各々が絶縁され、前記第１グループ複数接続手段と絶縁され、そして、第２半導体領域、第３半導体領域、第４半導体領域及び第５半導体領域と絶縁され、そして、各々が第２方向に配置された前記第１半導体領域と接続している第２グループ複数接続手段とから構成される；
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項１９】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２０】
請求項１８記載の光センサーアレイは更に、
一対又は複数対の半導体領域とから構成され；
前記一対又は複数対の半導体領域は；
前記第２及び第３半導体領域の各々と離間して配置され、前記第１半導体領域の各々と接して設けられた逆導電形の第６から第ｎ半導体領域、及び、前記第６から第ｎ半導体領域と順次接して設けられた第７から（ｎ＋１）半導体領域と；
前記「ｎ」は６以上の偶数を示し、前記対の数はｎが６に等しい時に１、ｎが８に等しい時に２、ｎが１０に等しい時に３、ｎが１２に等しい時に４等々となり；
前記第３半導体領域は前記第４半導体領域に代わって第６半導体領域と接続され；
前記第４半導体領域は前記第３半導体領域に代わって前記第（ｎ＋１）半導体領域と接続され；
前記半導体の複数対の一対からなる奇数番目の半導体領域は前記半導体の複数対の他の一対からなる偶数番目の半導体領域と各々接続される；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２１】
第２方向に配置された前記第１半導体領域が第２方向において各々接して、少なくとも前記第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項２０記載の光センサーアレイ。
【請求項２２】
前記第３半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第２半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項２３】
前記第３半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第２半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２４】
前記第２半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第１半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項２５】
前記第２半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第１半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２６】
前記第１半導体領域が１．１エレクトロンボルトより小さいエネルギーバンドギャップを持つ半導体材料であることを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項２７】
前記第１半導体領域が１．１エレクトロンボルトより小さいエネルギーバンドギャップを持つ半導体材料であることを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２８】
前記第１半導体領域が半絶縁性半導体基板上で成長したＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒ，、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項２９】
前記第１半導体領域が半絶縁性半導体基板上で成長したＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒ，、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項３０】
前記第１半導体領域が化合物半導体であり、そして、第３領域半導体がＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒ，、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項３１】
前記第３半導体領域の厚さが検出される光の光吸収係数の逆数の３倍以上であることを特徴とする請求項３０記載の光センサーアレイ。
【請求項３２】
前記第１半導体領域が基板表面と接触して配置され、そして、各々が第２１領域によって分離されている；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項３３】
前記第１半導体領域が基板表面と接触して配置され、そして、各々が第２１領域によって分離されている；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項３４】
第２２領域が２つの前記第２半導体領域の間に配置されている；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項３５】
第２２領域が２つの前記第２半導体領域の間に配置されている；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項３６】
前記第１半導体領域は第１表面と対向する第１対向表面を持ち、そして、導電層が前記第１対向表面上の第１半導体領域に付着されている；
ことを特徴とする請求項４記載の光センサーアレイ。
【請求項３７】
前記第１半導体領域は第１表面と対向する第１対向表面を持ち、そして、導電層が前記第１対向表面上の第１半導体領域に付着されている；
ことを特徴とする請求項１９記載の光センサーアレイ。
【請求項３８】
前記第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段の一方が導電性薄膜である；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項３９】
前記第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段の一方が導電性薄膜である；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項４０】
前記第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段の一方が金属ワイヤーである；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項４１】
前記第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段の一方が金属ワイヤーである；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項４２】
半絶縁性の半導体基板と；
前記基板上に成長した第１導電形の第１半導体領域と；
前記第１半導体領域上にエピタキシャル成長され、そして、前記第１方向と第２方向に配置された逆導電形の第２半導体領域と；
前記第２半導体領域の各々の上にエピタキシャル成長され、そして、第１及び第２方向に配置されている第３半導体領域と；
第１方向に前記第３半導体領域を接続している第１接続手段とからなり；
該第１半導体領域は第１方向に各々離間して配置され；
前記第１方向と前記第２方向が互いに交差した、
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項４３】
前記基板は半絶縁性のＩｎＰからなり；
前記第１半導体領域はＩｎＰからなり；
前記第３半導体領域はＩｎｘＧａｙＡｓｚＳｂｒ，、但し、ｘ、ｙ、ｚとｒは０以上１以下の実数、からなる；
ことを特徴とする請求項４２記載の光センサーアレイ。
【請求項４４】
光センサーアレイと；
第１駆動手段、第２駆動手段及び電流検出手段からなる周辺回路と；
複数の光センサー、第１グループ複数接続手段、第２グループ複数接続手段からなる前記光センサーアレイと；
前記光センサーアレイは、前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段と前記複数の光センサーとから構成され；
前記複数の光センサーの各々１つは前記第１グループ複数接続手段の１つと前記第２グループ複数接続手段の１つと接続され、
前記第１グループ複数接続手段から選択された一つと前記第２グループ複数接続手段の選択された一つとの交点で前記複数の光センサーから一つの光センサーが選択され；
前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段から複数接続手段の一つが選択され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段から一つがさらに選択され；
前記第１駆動手段が選択された一つの接続手段を第１電位から第２電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが前記第１電位に維持され、その後、前記第１駆動手段は高インピーダンス出力状態とされ；
逐次検出のために、前記第２駆動手段は選択されていないグループの複数接続手段を第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りは前記第３電位に維持され；
前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流を前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位で逐次検出し；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流を除いて読み出せないようにした；
ことを特徴とする光センサーアレイデバイス。
【請求項４５】
アナログ―デジタルコンバータ、メモリーブロック及び校正回路を更に備え；
最初に、前記逐次検出を用いて、参照光像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の参照電気情報が検出され；
検出された前記各々の参照電気情報は前記アナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、そして、前記メモリーブロックに参照デジタルデータとして記憶され；
次に、前記逐次検出を用いて、目標光学像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の電気情報が検出され；
検出された各々の電気情報は前記アナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、そして、前記校正回路においてメモリーブロックに記憶されている各々の参照デジタルデータで割り算が行われ；（６）
前記校正回路が各々の参照デジタルデータで割り算した値を各々のデジタルデータとして出力する；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４６】
前記参照光像の数が複数であり、そして、前記複数の参照光像が各々の光量の水準を持ち、参照デジタルデータの複数の組が前記メモリーブロックに記憶されており；
各々の光センサーからの前記各々のデジタルデータが前記各々のデジタルデータに最も近い参照水準を持つ前記光センサーからの参照デジタルデータによって割り算され；
前記割り算されたデータが更に前記光量水準を掛け算される；  
ことを特徴とする請求項４５記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４７】
メモリーブロック及び校正回路を更に備え；
最初に、前記逐次検出を用いて、「暗」環境下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の「暗」電気情報が検出され；
検出された各々の「暗」電気情報はアナログ―デジタルコンバータによって各々の「暗」デジタルデータに変換されて前記メモリーブロックに記憶され；
次に、前記逐次検出を用いて、目標光学像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の電気情報が検出され；
検出された各々の電気情報はアナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、該各々のデジタルデータからメモリーブロックに記憶されている各々の「暗」デジタルデータを校正回路において引き算し；
前記校正回路が各々の「暗」デジタルデータを引き算した値を各々のデジタルデータとして出力する；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４８】
前記メモリーブロックのメモリー素子が不揮発性メモリーであることを特徴とする請求項４５記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４９】
前記メモリーブロックのメモリー素子が不揮発性メモリーであることを特徴とする請求項４７記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項５０】
光センサーアレイと；
第１駆動手段、第２駆動手段；電流検出手段；ダミー電流検出手段及び差動増幅器からなる周辺回路とから構成され；
前記光センサーアレイは
複数の光センサー、
第１グループ複数接続手段、
複数のダミー光センサーが接続されている少なくとも一つのダミー接続手段、及び、
第２グループ複数接続手段とから構成され；
前記複数の光センサーの各々が前記第１グループ複数接続手段の一つ、及び、前記第２複数接続手段に接続されていて；
前記光センサーアレイの光センサーは前記第１グループ複数接続手段の選択された一つと前記第２グループ複数接続手段の選択された一つの交点で選択され；
前記第１グループ複数接続手段、及び、前記第２グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され；
更に一つの接続手段が前記選択されたグループの複数接続手段から選択され、第１駆動手段によって第１電位から第２電位に駆動され、一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが前記第１電位に維持され、その後、前記第１駆動手段が高インピーダンス出力状態になり；
前記ダミー接続手段は前記選択されたグループの複数接続手段に平行に配置され、そして、前記と同時に第１駆動手段によって第１電位から第２電位に駆動され、その後、前記第１駆動手段が高インピーダンス出力状態になり；
選択されていないグループの複数接続手段が前記第２駆動手段によって、第３電位から第４電位に駆動された後第４電位から該第３電位に逐次駆動される一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りが前記第３電位に維持され；
前記選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている複数の光センサーからの光電電流が前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、前記電流検出手段によっておおよそ前記第２電位で逐次検出され、
そして、前記ダミー接続手段と接続している複数のダミー光センサーからの光電電流が前記ダミー接続手段を通して、前記ダミー電流検出手段によっておおよそ前記第２電位で逐次検出され、
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第４電位が前記光センサーに供給され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第２電位が前記光センサーに供給されることにより、前記選択された光センサーから前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第３電位が前記光センサーに供給され、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、前記第１電位が前記選択された光センサーへ供給されることにより、前記選択された光センサーからの漏れ電流以外の前記光電電流を読み出せないようにし；
一つの入力へ前記電流検出手段からの電子情報が供給され、他方の入力へ前記ダミー電流検出手段からの電子情報が供給された差動増幅器の出力から補償された電子情報がえられる、
ことを特徴とする光センサーアレイデバイス。
【請求項５１】
各々のソースとドレインの一方に前記第１電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第１グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方に前記第２電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第２グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方が前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第３グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が前記第１グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」であり；
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの前記一つが「オフ」から「オン」になる一方、他の（選択されていない）第２グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つを「オン」から「オフ」とし；
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残り第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス用第１駆動手段。
【請求項５２】
各々のソースとドレインの一方に前記第１電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第１グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方に前記第２電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第２グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方が前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第３グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が前記第１グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」であり；（５）
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの一つが「オフ」から「オン」になる一方、他の（選択されていない）第２グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；（６）
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；（７）
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第２グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つを「オン」から「オフ」とし；
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動して後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項５０記載の光センサーアレイデバイス用第１駆動手段。
【請求項５３】
第２グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一方に前記第２電位が印加され、そして、ソースとドレインの他方が電流検出手段の反転入力に接続されている第４グループ電界効果トランジスタから構成され；
第１電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」とすることにより、前記選択されたグループの複数接続手段から１つを選択し；
それから、第４トランジスタを「オフ」から「オン」にし；
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」とする一方、他の第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
第４トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項５１記載の第１駆動手段。
【請求項５４】
第２グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一つに前記第２電位が印加され、そして、ソースとドレインの他の一つが電流検出手段の反転入力に接続されている第４グループ電界効果トランジスタから構成され；
第１電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第１グループ電界効果トランジスタは「オン」とすることにより、前記選択されたグループの複数接続手段から１つを選択し；
それから、第４トランジスタを「オフ」から「オン」にし；
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第３グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の第３グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
第４トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第３電位から第４電位に駆動して後それから、前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；（６）
ことを特徴とする請求項５２記載の第１駆動手段。（１）
【請求項５５】
請求項４４記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５６】
請求項４５記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５７】
請求項４７記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５８】
請求項５０記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５９】
更に前記電流検出手段からの出力に従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５５記載の撮像装置。
【請求項６０】
更に前記校正回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５６記載の撮像装置。
【請求項６１】
更に前記校正回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５７記載の撮像装置。
【請求項６２】
更に前記差動回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；（２）
ことを特徴とする請求項５８記載の撮像装置。
【請求項６３】
複数の光センサー、第１グループ複数接続手段、第２グループ複数接続手段から構成された光センサーアレイの検出法であって；
前記光センサーの各々は前記第１グループ複数接続手段の各々と前記第２グループ複数接続手段の各々と接続され；
前記光センサーは前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段との交点で前記複数の光センサーから選択され；
前記第１グループ複数接続手段と前記複数第２グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段から一つの接続手段がさらに選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持ことによって；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている複数の光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流以外は読み出せないようにした
ことを特徴とする光センサーアレイの検出方法。
【請求項６４】
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つが第１駆動手段によって前記第１電位から第２電位に駆動され、そして、前記第２電位から第１電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段の電位は前記第１電位に維持され；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つを前記第１電位から前記第２電位に駆動した後、前記第１駆動手段は前記選択された複数の光センサーからの光電電流が読み出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項６３記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６５】
前記電流検出手段は非反転入力と反転入力とを有し；
前記非反転入力は前記第２電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り換えられ、そして、前記第１駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が読み出される；
ことを特徴とする請求項６４記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６６】
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つの電圧が前記第１電位から前記第２電位へ遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに前記電流検出手段の反転入力が遅延して切り換えられ、前記選択された光センサーからの光電電流の読み出しを開始する；
ことを特徴とする請求項６５記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６７】
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第３半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６８】
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第１半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６９】
前記基板が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７０】
前記基板が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７１】
前記第２１領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７２】
前記第２１領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７３】
前記第２２領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項７４】
前記第２２領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項７５】
前記基板が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７６】
前記基板が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７７】
前記第２１領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７８】
前記第２１領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７９】
前記第２２領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項８０】
前記第２２領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項８１】
前記基板が絶縁体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８２】
前記基板が絶縁体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８３】
前記第２１領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８４】
前記第２１領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８５】
前記第２２領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項８６】
前記第２２領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項８７】
前記第２１領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８８】
前記第２１領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８９】
前記第２２領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項９０】
前記第２２領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学像を、電流若しくは電圧又はデジタルデータを含む電気情報に変換する光センサーアレイに関し、特に、性能が改善された光センサーアレイに関する。本発明は更に、本発明の光センサーアレイに適用することができる駆動又は検出方法及び当該方法のための回路に関し、更に、光センサーアレイ及びその周辺回路による光アレイデバイス、及び光アレイデバイス及び結像手段を用いる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（非特許文献１の図５）に示されるようなフォトトランジスタの従来の２次元アレイでは、フォトトランジスタのエミッタがワード線に接続され、フォトトランジスタのコレクタが列線に接続されており、ワード線を駆動してフォトトランジスタが選択され、選択されたフォトトランジスタ（１つのセンサー素子）からの信号が、各列線に接続されている負荷抵抗の両端における電圧変化として読み出される。この光センサーアレイでは、コレクタ時定数に起因する信号遅延が著しい。コレクタ時定数は、負荷抵抗と、ミラー効果によるコレクタ−ベース間容量との積、並びに負荷抵抗とコレクタ−基板及びコレクタ−分離領域容量との積を含む。コレクタ−ベース間容量の効果は、フォトトランジスタの電圧増幅率が掛け算され、この現象はミラー効果として既知である。更に、コレクタ−基板及びコレクタ−分離領域接合部におけるリーク電流がコレクタ−ベースリーク電流に加わり、これにより、フォトトランジスタの暗電流が等価的に増加する。
【０００３】
更に、１つの列に同時に接続されているフォトトランジスタのコレクタは、その列に取り付けられる負荷抵抗における共通の出力電圧変動を受ける。これは、各フォトトランジスタに記憶されている電気的なデータを混合し、結果として、アレイのダイナミックレンジ又は読み出される電気画像のコントラストを低減する。更に、光学像の光量が小さくなると、結果としてフォトトランジスタから出力される電流が小さくなり、適度な電圧出力を得るには、負荷抵抗の抵抗値を大きくする必要がある。その際、出力電圧の時間応答は遅くなり、各フォトトランジスタの選択をする際に生ずるスイッチング雑音が出力信号に重畳する。
【０００４】
こうして、光学像の光量が小さくなるほど、適度な時間内で、かつ適度な雑音で光学像を取り込むのが難しくなる。
【０００５】
一方、図２（特許文献１の図５）に示されるような１次元フォトトランジスタアレイが開示されている。上記の引用文献１とは異なり、コレクタ駆動・エミッタ検出方法が採用されている。こうして、上述されたコレクタ容量による遅延は避けられるが、更に高い応答、又は更に小さなスイッチング雑音を得るための２次元アレイを選択するいかなる方法も教示されない。更に、コレクタが選択されていないとき、それらのコレクタは電気的に浮遊状態のままである。引用文献２の隣り合う１次元アレイのコレクタの一つを互いに接続することによって、複数の１次元フォトトランジスタアレイから１つの２次元アレイがレイアウトされる場合であっても、接続されたコレクタが選択されていないときに、それらのコレクタは電気的に浮遊状態のままになり、検出される光強度の関数である、コレクタ−ベース接合部に蓄積される電荷は、コレクタで接続されているフォトトランジスタ間の接続を通して混合されるであろう。したがって、広いダイナミックレンジを有する２次元光学像は得られないであろう。引用文献２では、２次元アレイのためのいかなる検出方法も開示されず、参照電位と、エミッタが接続されている線との間に、引用文献１のような負荷抵抗が接続されている場合には、適度な電圧出力で、より暗い光学像を読み取るのに、結果として高い抵抗値が採用されることになり、それにより、応答が遅くなり、信号対雑音比が劣化するであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１９８９５９号公報（イメージセンサ）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】J. S. Brugler他著「Integrated Electronics for a Reading Aid for the Blind」（IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-4, No.6, p. 304-312, December, 1969）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、２次元光センサーアレイにおいて、応答時間（検出速度）若しくは混合問題を改善すること、又はより低い光量の光学像を（より高感度で）検出する能力若しくは信号対雑音比を改善することである。本発明の別の目的は、改善された性能、たとえば、改善された応答時間、改善された混合問題、改善されたダイナミックレンジ、改善された低光量の光学像の検出能力、及び改善された信号対雑音比のうちの少なくとも１つを有する２次元光センサーアレイを実現することである。本発明の更に別の目的は、光センサーアレイ及びその周辺回路によって改善された光センサーアレイデバイスを提供すること、並びに、光センサーアレイデバイス及び結像手段を用いる改善された撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決すると共に、以下の目的を果たすために、本発明において以下の原理及び解決策が提供される。
【００１０】
上記の目的の一つを果たすために、本発明の解決策の一つとして、以下のような、１つの検出方法を用いる光センサーアレイが提供される。光センサーアレイが、第１グループ複数接続手段と、第２グループ複数接続手段と、複数の光センサーとを備え、光センサーは各々第１方向及び第２方向に配置され、第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段とは互いに絶縁されかつ互いに交差し、第１グループ複数接続手段の一つ及び第２グループ複数接続手段の一つに接続され、第１グループ複数接続手段の選択された一つと、第２グループ複数接続手段の選択された一つとの交差位置において、複数の光センサーから１つの光センサーが選択され、
１つのグループの複数接続手段が第１グループ複数接続手段及び第２グループ複数接続手段から選択され、選択されたグループの複数接続手段の一つが更に選択され、第１電位から第２電位に駆動され、一方、選択されたグループの複数接続手段の残りは第１電位に維持され、選択されていないグループの複数接続手段を各々一つを第３電位から第４電位に駆動して後第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流が、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して、おおよそ第２電位において逐次検出される。
【００１１】
本発明において、用語「光電電流」は、光センサー上に照射される光の強度を反映する電流として用いられる。光電電流は、光センサーにおいて生成される通常の光電流、或る時間期間中に光電流を蓄積することによって光センサー内に蓄積される電荷を放電することによって得られる放電電流、又は放電電流または光電流を増幅した電流とすることができる。
【００１２】
選択されていないグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第４電位と、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して光センサーに供給される第２電位との組み合わせによって、光センサーからの光電電流が読み出せるようになる。選択されていないグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第３電位と、選択されたグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第１電位との組み合わせによって、リーク電流以外の、光センサーからの光電電流を読み出せないようにする。
【００１３】
選択されていないグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第４電位と、選択されたグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第１電位との組み合わせによって、それらの電位差によっては、光センサーからのリーク電流、又は光センサーからの光電電流の全体ではなく、一部が読み出せるようになる。
【００１４】
第１、第２、第３及び第４電位の間の相対的な極性、及びその間の値の差は、光センサーのタイプ又は構造による。それらの実施形態は後に記述される。
【００１５】
本発明の光センサーアレイのための光センサーとして、
その一方において光電変換が行なわれる一対のバック・ツー・バックダイオード、
フォトトランジスタ、
光電変換効果を有し、ダイオード又は付加的な電界効果トランジスタのような選択素子を有する電界効果トランジスタ、
選択素子を有する光伝導体、
後に記述される、新提案のセンサー等、
を用いることができる。
【００１６】
上記の目的の一つを果たすために、本発明の解決策のうちの他の１つの解決策として、像の光量が低い場合であっても、時間応答を短縮し、信号対雑音比を改善するために、後に記述する、高利得の光センサーを用いる２次元光センサーアレイが提供される。そして、この高利得光センサーは、広いダイナミックレンジを実現するために、２次元光センサーアレイの素子としても用いられる。
【００１７】
上記の目的の一つを果たすために、本発明の解決策のうちの他の１つの解決策として、以下に特徴付けられる検出方法又は駆動方法が、以下のように提供される。
【００１８】
複数の光センサーと、第１グループ複数接続手段及び第２グループ複数接続手段を備え、第１グループ複数接続手段と第２グループ複数接続手段とは互いに絶縁されかつ互いに交差した光センサーアレイにおいて、
第１グループ複数接続手段の選択された一つと、第２グループ複数接続手段の選択された一つとの交差位置によって、複数の光センサーから１つの光センサーが選択され、
第１グループ複数接続手段及び第２グループ複数接続手段から、１つのグループの複数接続手段を選択し、
選択されたグループの複数接続手段から、１つの接続手段を更に選択し、
選択されたグループの接続手段の選択された一つを第１電位から第２電位に駆動する一方で、選択されたグループの複数接続手段の残りは第１電位に維持され、
選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを第３電位から第４電位に駆動して後第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して、おおよそ第２電位において、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流を逐次検出する。第１、第２、第３及び第４電位の間の関係は前述のように特徴付けられている。
【００１９】
本発明の駆動又は検出方法では、選択されたグループの複数接続手段及び選択されていないグループの複数接続手段のうちの選択されていない接続手段が各々の電位に維持され、浮遊状態にはされず、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つの電位を、大きな電圧の変化を生じることなく、おおよそ第２電位に維持して、選択された光センサーからの光電電流が検出される。列の電圧が大きく変化することは、従来技術における問題の一つであった。
【００２０】
上記の駆動又は検出方法は、以下のような第１駆動手段によって具現される。
第１駆動手段であって、選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に駆動し、そして、第２電位から第１電位に駆動する一方、選択されたグループの複数接続手段の当該一つ以外の接続手段の電位は第１電位に維持し、
選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に駆動した後、第１駆動手段は選択された複数の光センサーからの光電電流が検出されている間は電気的に高インピーダンスである、第１駆動手段。
【００２１】
上記の検出方法は更に、以下のような電流検出手段によって具現される。
電流検出手段であって、非反転入力及び反転入力を有し、
非反転入力は第２電位に接続され、反転入力は選択されたグループの複数接続手段の選択された接続手段にスイッチされ、選択された光センサーからの光電電流は、第１駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に検出される、電流検出手段。電流検出手段が差動増幅器からなるときに、反転入力における電位は、電流検出手段のフィードバック効果によって、おおよそ第２電位に維持される。
【００２２】
上記の検出方法は更に、以下のような第２駆動手段によって具現される。
第２駆動手段であって、上記の電流検出手段が選択された光センサーからの光電電流を検出する間に、選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを第３電位から第４電位に、そして第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持する、第２駆動手段。
【００２３】
上記の一般的な光センサーアレイを更に具現するための構造の一つとして、本発明において以下の第１構造が提供される。
【００２４】
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が少なくとも第１方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と、
第１方向と第２方向とは互いに交差しており、
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接し、かつ、互いに離間して設けられている逆導電形の第２半導体領域と、
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の第２半導体領域と接して設けられている第１導電形の第３半導体領域とから構成され、
第３半導体領域は第１方向と第２方向に配置されており、
第１半導体領域とも、第２半導体領域とも絶縁されており、かつ、第１方向に配置された第３半導体領域とは各々接続されており、更に、互いに絶縁されている第１グループ複数接続手段と、
第２半導体領域とも、第３半導体領域とも絶縁されており、かつ、第２方向に配置された第１半導体領域とは各々接続されており、かつ、互いに絶縁されておりかつ第１グループ複数接続手段とも絶縁されている第２グループ複数接続手段と、
から構成される光センサーアレイであって、第１半導体領域、第２半導体領域及び第３半導体領域を有する光センサーが、第１グループ複数接続手段の選択された一つと第２グループ複数接続手段の選択された一つとの交差位置で選択される光センサーアレイ。
【００２５】
選択された光センサーから光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる１番目の関係が以下のように特徴付けられる。
【００２６】
第２電位に対して第４電位は第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性である。また、第１電位に対して第３電位は第３半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。
【００２７】
選択された光センサーから光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる２番目の関係が以下のように特徴付けられる。
【００２８】
第２電位に対して第４電位は第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性である。また、第１電位に対して第３電位は第１半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。
【００２９】
本発明では、「〜と接している」という言い回しは、「中にある（in）」又は「上にある（on）」ことを含む包括的な言い回しとして用いられる。たとえば、「第１導電形の第３半導体領域が第２半導体領域の各々と接して配置される」は、第１導電形の第３半導体領域が、第２半導体領域の各々の上に、又は第２半導体領域の各々の中に配置されることを意味する。
【００３０】
本発明の上記の第１構造及び他の構造において、以下の第１変更によって、第２接続手段のうちの少なくとも一部、より特定的には、全てをなくすことができる。
【００３１】
第２方向において配置される第１半導体領域が第２方向において互いに接し、相互接続することにより、第２接続手段の一つの少なくとも一部として機能する。
【００３２】
上記の第１構造では、入射光が、主に第１半導体領域及び第２半導体領域において電流に変換される場合に、第２半導体領域及び第３半導体領域が光センサー内の選択ダイオード又はデカップリングダイオードを形成する。第３及び第２領域の接合部付近において、第３領域の不純物濃度が第２領域の不純物濃度よりも高いとき、コレクタとして第１半導体領域、ベースとして第２半導体領域、及びエミッタとして第３半導体領域を用いるバイポーラトランジスタ動作が得られる。
【００３３】
上記の第１構造では、入射光が、主に第３半導体利領域及び第２半導体領域において電流に変換される場合に、第２半導体領域及び第１半導体領域が光センサー内の選択ダイオード又はデカップリングダイオードを形成する。第１及び第２領域の接合部付近において、第１領域の不純物濃度が第２領域の不純物濃度よりも高いとき、コレクタとして第３半導体領域、ベースとして第２半導体領域、及びエミッタとして第１半導体領域を用いるバイポーラトランジスタ動作が得られる。この事例の一例の詳細を「実施形態１１」において記述する。
【００３４】
高利得光センサーとして後に記述される構造も、上述の一般的な光センサーアレイを更に具現するための構造として用いることができる。
【００３５】
第１構造において高利得光センサーを得るために、第２及び第３半導体領域の接合部付近において、第２半導体領域の不純物濃度に対する第３半導体領域の不純物濃度の比が１０００よりも大きくされる。しかしながら、通常の技術によって、アレイ内の全ての光センサーにわたって均一にこの高い比を実現するのは難しく、半導体ウェーハ全体で実現することは更に難しい。
【００３６】
上記の目的の一つを果たすために、この困難を解決すると共に、更に高い利得又は広いダイナミックレンジを得ることによる本発明の解決策の一つとして、以下の第２構造が提供される。
【００３７】
光センサーアレイであって、
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が少なくとも前記第１方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と、
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接して設けられ、かつ、互いに離間して配置されている逆導電形の第２半導体領域と、
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の前記第２半導体領域と接して設けられている第１導電形の第３半導体領域と、
各々前記第２半導体領域とは近いが離間して配置され、かつ、各々の前記第２半導体領域と接した第３半導体領域と接続され、更に、各々前記第１半導体領域と接して設けられた逆導電形の第４半導体領域と、
各々の前記第４半導体領域と接して設けられた第１導電形の第５半導体領域と、
前記第４半導体領域と前記第５半導体領域は前記第１方向と前記第２方向に配置されており、
各々絶縁され、かつ、第１半導体領域、第２半導体領域、第３半導体領域及び第４半導体領域とも絶縁され、更に、前記複数の第３半導体領域の代わりに第１方向に配置された前記第５半導体領域と各々接続している第１グループ複数接続手段と、
各々が絶縁され、前記第１グループ複数接続手段と絶縁され、そして、第２半導体領域、第３半導体領域、第４半導体領域及び第５半導体領域と絶縁され、そして、各々が第２方向に配置された前記第１半導体領域と接続している第２グループ複数接続手段とを備え、
第１グループ複数接続手段の一つと第２グループ複数接続手段の一つの交差位置において、第１、第２、第３、第４及び第５半導体領域を含む１つの光センサーが選択される、光センサーアレイ。
【００３８】
第２構造を採用することによって、第１構造よりも感度が高く、ダイナミックレンジが広い光センサーアレイが得られる。第２半導体領域及び第３半導体領域によって形成される第１選択ダイオード又はデカップリングダイオード、第４半導体領域及び第５半導体領域によって形成される第２選択又はデカップリングダイオードが光センサー素子において直列に接続され、それゆえ、第１選択又はデカップリングダイオードのブレークダウン電圧によって制限されるダイナミックレンジを２倍にすることができる。第４及び第５領域の接合部付近において、第５領域の不純物濃度が第４領域の不純物濃度よりも高いとき、コレクタとして第１半導体領域、ベースとして第４半導体領域、及びエミッタとして第５半導体領域を用いるバイポーラトランジスタ動作が得られ、光センサーからの光電電流が更に増幅され、第１グループ接続手段に、増幅された光電電流が供給される。
【００３９】
第２グループ複数接続手段の一部又は全部をなくすために、第２構造を以下のように変更することができる。
【００４０】
第２方向に配置された第１半導体領域が第２方向において各々接して第２接続手段の一つの少なくとも一部の代わりに相互接続する。
【００４１】
上記の目的の一つを果たすために、更に高い利得又は広いダイナミックレンジによる本発明の解決策の一つとして、以下の第３構造が提供される。
【００４２】
第２構造による光センサーアレイであって、更に、
第２及び第４半導体領域の各々とは近いが離間して各々配置され、かつ、第４半導体領域の各々と接して設けられた第５半導体領域と各々接続され、更に、第１半導体領域の各々と各々接して設けられた逆導電形の第６半導体領域と、
各々の第６半導体領域と各々接して設けられた第１導電形の第７半導体領域とから構成され、
第６半導体領域と第７半導体領域が第１方向と第２方向に配置され、
第１グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第１、第２、第３、第４、第５と第６半導体領域とも絶縁され、更に、第５半導体領域の代わりに第１方向に配置された第７半導体領域と各々接続している、光センサーアレイ。
【００４３】
第１グループ複数接続手段の一つと第２グループ複数接続手段の一つの交差位置において、第１、第２、第３、第４、第５、第６及び第７半導体領域を含む１つの光センサーが選択される。
【００４４】
第３構造を採用することによって、第２構造よりも感度が高く、ダイナミックレンジが広い光センサーアレイが得られる。第２半導体領域及び第３半導体領域によって形成される第１選択ダイオード又はデカップリングダイオード、並びに第４半導体領域及び第５半導体領域によって形成される第２選択又はデカップリングダイオードに加えて、第６半導体領域及び第７半導体領域によって形成される第３選択又はデカップリングダイオードが光センサーにおいて直列に接続され、それゆえ、第１選択又はデカップリングダイオードのブレークダウン電圧によって制限されるダイナミックレンジを第１構造の３倍にすることができる。第６及び第７領域の接合部付近において、第７領域の不純物濃度が第６領域の不純物濃度よりも高いとき、コレクタとして第１半導体領域、ベースとして第６半導体領域、及びエミッタとして第７半導体領域を用いるバイポーラトランジスタ動作が得られ、光センサーからの光電電流が更に増幅され、第１グループ接続手段に、増幅された光電電流が供給される。
【００４５】
上記の目的の一つを果たすために、更に高い利得又は広いダイナミックレンジによる本発明の解決策の一つとして、以下の第４構造が提供される。
【００４６】
第３構造による光センサーアレイであって、更に、
前記第２、第４と第６半導体領域の各々とは離間して各々配置され、かつ、前記第６半導体領域の前記各々と接して設けられた各々の第７半導体領域と各々接続され、更に、前記第１半導体領域と各々接して設けられた逆導電形の第８半導体領域と、
各々の前記第８半導体領域と各々接して設けられた第１導電形の第９半導体領域とから構成され、
前記第８半導体領域と前記第９半導体領域が前記第１方向と前記第２方向に配置され、
前記第１グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７と第８半導体領域とも絶縁され、更に、前記第７半導体領域の代わりに第１方向に配置された複数の第９半導体領域と各々接続している、光センサーアレイ。
【００４７】
第４構造を採用することによって、第３構造よりも感度が高く、ダイナミックレンジが広い光センサーアレイが得られる。第２半導体領域及び第３半導体領域によって形成される第１選択ダイオード又はデカップリングダイオード、第４半導体領域及び第５半導体領域によって形成される第２選択又はデカップリングダイオード、並びに第６半導体領域及び第７半導体領域によって形成される第３選択又はデカップリングダイオードに加えて、第８半導体領域及び第９半導体領域によって形成される第４選択又はデカップリングダイオードが光センサー素子のために直列に接続され、それゆえ、第１選択又はデカップリングダイオードのブレークダウン電圧によって制限されるダイナミックレンジを第１構造の４倍にすることができる。第８及び第９領域の接合部付近において、第９領域の不純物濃度が第８領域の不純物濃度よりも高いとき、コレクタとして第１半導体領域、ベースとして第８半導体領域、及びエミッタとして第９半導体領域を用いるバイポーラトランジスタ動作が得られ、光センサー素子からの光電電流が更に増幅され、第１グループ複数接続手段に、増幅された光電電流が供給される。
【００４８】
更に一般的な表現によって、第３、第４、．．．、第（ｎ／２）構造を以下のように説明することができる。
【００４９】
第２構造による光センサーアレイであって、更に、
一対又は複数対の半導体領域とから構成され、
一対又は複数対の半導体領域は、
第２及び第４半導体領域の各々と離間して配置され、第１半導体領域の各々と接して設けられた逆導電形の第６から第ｎ半導体領域、及び、第６から第ｎ半導体領域とそれぞれ接して設けられた第１導電形の第７から第（ｎ＋１）半導体領域と、
「ｎ」は６以上の偶数を示し、対の数はｎが６に等しい時に１、ｎが８に等しい時に２、ｎが１０に等しい時に３、ｎが１２に等しい時に４となり、
第３半導体領域は第４半導体領域に代わって第６半導体領域と接続され、
第４半導体領域は第３半導体領域に代わって第（ｎ＋１）半導体領域と接続され、
半導体領域の複数対の一対からなる奇数番目の半導体領域は半導体領域の複数対の他の一対からなる偶数番目の半導体領域と各々接続されている、光センサーアレイ。
【００５０】
上述の光センサーアレイにおいて、第１半導体領域を第２グループ複数接続手段の少なくとも一部として使用するために、以下の変更を行うことができる。
【００５１】
第２方向に配置された第１半導体領域が第２方向において各々接し、かつ、第２グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部の代わりに各々が接続する光センサーアレイ。
【００５２】
綿密で、適切な工程設計が行われない場合には、上記の増幅率は、１つの光センサーアレイ内の全ての光センサーにわたって必ずしも均一にはならない。本発明では、光センサーアレイ内の各光センサーから検出される光電電流の不均一性を以下によって校正することができる。
【００５３】
光センサーアレイデバイスであって、
光センサーアレイと、
光センサーアレイ内の各々光センサーを駆動し、各々の光センサーからの各電気情報を検出する周辺回路と、
参照光像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の参照電気情報を記憶するメモリーブロックと、
各電気情報をメモリーに記憶される各々の参照電気情報で割り算して、各々の割り算された各値を出力する校正回路とを備え、
各々の割り算された値は、光センサーの校正された電気情報として各々用いられる、光センサーアレイデバイス。
【００５４】
こうして、光センサーアレイの不均一性が重畳されることなく、より忠実度が高い画像情報を得ることができる。上記の各々の電気情報は、各々の光センサーからの各々の光電電流そのもの、又は各々の光電電流から変換される各々の電圧とすることができる。上記の参照電気情報は、各々の光センサーからの各参照光電電流そのものまたは、各々の参照光電電流から変換された参照電圧、でもよいが通常、各々の参照光電電流又は各参照電圧から変換された各々の参照デジタルデータとしてメモリーブロックに記憶される各々の参照電圧とすることができる。
【００５５】
割り算は、各々の参照デジタルデータと、目標光学像下で光センサーからの各々の光電電流又は各電圧から変換された各々のデジタルデータとを用いて、校正回路の一部としてのデジタル演算ユニットによって処理されることができる。
【００５６】
参照光像は、均一な光像、又は或るパターンを有する光像とすることができる。
暗電流補償は下記の光センサーアレイデバイスで実現することが出来る。
【００５７】
光センサーアレイと、
光センサーアレイ内の各々の光センサーを駆動し、各々の光センサーからの各々の電気情報を検出する周辺回路と、
照明しない場合の光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の暗電気情報を記憶するメモリーブロックと、
各電気情報からメモリーに記憶されている各暗電気情報を引き算し、引き算された各々の値を出力する校正回路とを備え、
各々の引き算された値は、光センサーアレイの補償された電気情報として各々用いられる。
【００５８】
上記の２つの光センサーアレイデバイスを組み合わせることによって、利得の不均一性が校正され、かつ暗電流が補償されている電気画像出力を得ることができる。
【００５９】
光センサーの非線形性は、参照光像の数を複数にし、複数組の参照デジタルデータをメモリーブロックに記憶し、各々の光センサーからの各デジタルデータを、各々の光センサーからの各々のデジタルデータに最も近い参照水準を有する各々の光センサーからの参照デジタルデータで割り算することによって校正することもでき、複数の参照光像は各々の光量水準を有し、割り算されたデータは更に、光量水準を掛け算される。
【００６０】
メモリーブロック内のメモリー素子として不揮発性メモリー素子が用いられるとき、光センサーアレイデバイスを出荷する前の工場校正が可能である。
【００６１】
第１電位から第２電位に駆動されるときに、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通って過渡電流が流れ、その電流は、選択された光センサーから検出される光電電流に重畳するであろう。差動増幅器の入力にその電気情報を与え、差動増幅器の別の入力に選択された光センサーからの電気情報を与えることによって、過渡電流の影響を相殺することができる。過渡電流情報と混合された、選択された光センサーの電気情報は、第１電流検出手段の出力から得られ、その入力は、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている。過渡電流の電気情報は、その入力に過渡電流が結合された第２電流検出手段の出力から得ることができる。
【００６２】
実際に相殺するために、ダミー接続手段であって、ダミー光センサーが接続されていると共に、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つが駆動されるときに、同時に第１電位から第２電位に駆動される少なくとも１つのダミー接続手段が、第２電流検出手段の入力に電気的に接続されている。ダミー光センサーが、それを覆う遮断フィルムによって光源から遮断されるときに、上記の構成は暗電流を相殺するのにも有効である。
【００６３】
更に、過渡電流の望ましくない影響を避けるための別の方法がある。たとえば、選択された光センサーからの電流検出が、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つが第１電位から第２電位に駆動される時刻から、或る時間だけ遅延されて行われる。
【００６４】
この過渡電流の減衰を更に迅速にするために、最初に、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つが第２電位を有する低インピーダンス電位ノードにスイッチされ、次に、低インピーダンス電位ノードから切り離されるべきである。その後、その時間だけ遅らせて、選択された光センサーからの電流検出が、その非反転入力に第２電位が供給されている電流検出増幅器によって実行される。この時系列において、電流検出を開始するための時間遅延は、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つの第１電位から第２電位への駆動と、選択されていないグループの複数接続手段の第３電位から第４電位への駆動との間に設定することができる。
【００６５】
第１、第２、第３又は第４構造において、第１半導体領域を基板上に形成することができる。
【００６６】
第１半導体領域は、少なくとも第１方向において、第２１半導体領域によって互いに離間されていることができる。更に、第２半導体領域のうちの２つの間に第２２領域を配置して、近接するピクセルにおいて、光で生成されるキャリアが混合するのを防ぐことができる。基板は、逆導電形の半導体からなることができる。更に、基板は、極性の制限をなくすために、又は第１半導体領域と基板との間の静電容量を減らすために、半絶縁性の半導体又は絶縁性材料とすることができる。第２１領域は逆導電形の半導体とすることができ、更に、極性の制限をなくすために、又は第１半導体領域と第２１領域との間の静電容量を減らすために、半絶縁性の半導体若しくは絶縁性材料又は空気間隙とすることができる。第２２領域は逆導電形の半導体とすることができ、更に、極性の制限をなくすために、又は第１半導体領域と第２２領域との間の静電容量を減らすために、半絶縁性の半導体若しくは絶縁性材料又は空気間隙とすることができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、光センサーアレイ、デバイス又はそれによる装置において、以下の結果のうちの少なくとも１つが得られるであろう。
１．改善された応答時間（検出速度）
２．改善された混合問題
３．低光量の光学像を検出する改善された能力（より高い感度）
４．２次元光センサーアレイにおける改善された信号対雑音比
本発明によれば、改善された性能、たとえば、改善された応答時間、改善された混合問題、改善されたダイナミックレンジ、低光量の光学像を検出する改善された能力、及び改善された信号対雑音比のうちの少なくとも１つを有する２次元光センサーアレイが得られる。更に、光アレイ及びその周辺回路によって改善された光アレイデバイスが得られ、光アレイデバイス及び結像手段を用いる改善された撮像装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】従来技術であって、列フォトトランジスタのコレクタが接続されている列線に負荷抵抗器が取り付けられているフォトトランジスタの従来の２次元のアレイの回路図である。
【図２】従来技術であって、コレクタ駆動回路を備え、選択されていないコレクタが浮遊状態にある、フォトトランジスタの従来の１次元のアレイの回路図である。
【図３】本発明による、光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図４】本発明による、メモリーブロックを備える光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図５】本発明による、別の光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図６ａ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、第１例の平面図である。
【図６ｂ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、図６ａの横断線３−３に沿った第１例の断面図である。
【図６ｃ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、図６ａの横断線４−４に沿った第１例の断面図である。
【図７ａ】第１駆動手段のためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路の第１例の回路図である。
【図７ｂ】第１駆動手段のためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路の第２例の回路図である。
【図８】本発明の第２構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３構造の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４構造の一例を示す図である。
【図１１ａ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｂ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｃ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｄ】こうして得られた第５構造の断面を示し、図１１ｆの線４−４に沿った第５構造の断面図である。
【図１１ｅ】こうして得られた第５構造の断面を示し、図１１ｆの線３−３に沿った第５構造の断面図である。
【図１１ｆ】こうして得られた第５構造の平面図である。
【図１２】本発明による撮像装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下の好ましい実施形態及び例を通して、詳細な説明が与えられる。しかしながら、本発明は、以下に説明される内容には限定されない。
【００７０】
［実施形態１］（高感度、及び／又はより良好な信号対雑音比を有する光センサーアレイデバイス）
図３は、光センサーアレイ１０と、第１駆動手段２０−１、第２駆動手段２０−２及び電流検出手段２０−３を含む周辺回路２０とを備える、本発明による光センサーアレイデバイスを示す。
【００７１】
光センサーアレイ１０は、第１方向と第２方向に配置される複数の光センサーと、第１グループ複数接続手段１０００−１、１０００−２、−−−、１０００−ｋ、−−−、１０００−ｎと、第２グループ複数接続手段２０００−１、２０００−２、−−−、２０００−ｊ、−−−、２０００−ｍとを備える。光センサーは各々、第１グループ複数接続手段の一つ、及び第２グループ複数接続手段の一つに接続され、第１グループ複数接続手段の選択された一つ１０００−ｋと、第２グループ複数接続手段の選択された一つ２０００-jとの交差位置において、複数の光センサーから光センサー１０−ｊ−ｋが選択される。図３は、選択されたグループの複数接続手段が第１グループ複数接続手段である事例を示す。その図では、符号１を有する矢印は、第１グループ複数接続手段が延在する第１方向を示しており、一方、符号２を有する矢印は、第２グループ複数接続手段が延在する第２方向を示す。第１方向及び第２方向は互いに交差する。
【００７２】
光センサーアレイ内の各光センサーの電気情報は、以下の検出方法に従って検出される。
【００７３】
１つのグループの複数接続手段が、第１グループ複数接続手段及び第２グループ複数接続手段から選択され（この実施形態では、第１グループ）、更に、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段から１つの接続手段が選択され、第１駆動手段２０−１によって、第１電位から第２電位に駆動される一方、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段のうちの残りは第１電位に維持され、その後、第１駆動手段は、高インピーダンス出力状態に切り替わる。
【００７４】
第２駆動手段によって、選択されていないグループ（この実施形態では、第２グループ）の複数接続手段の各々一つずつを第３電位から第４電位に駆動した後第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループ（この実施形態では、第２グループ）の複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流が、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段の選択された一つを通して、おおよそ第２電位において、電流検出手段２０−３によって逐次検出される。
【００７５】
選択されていないグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第４電位と、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して光センサーに供給される第２電位との組み合わせによって、光センサーからの光電電流が得られるようになる。選択されていないグループの複数接続手段の一つを通して光センサーに供給される第３電位と、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して光センサーに供給される第１電位との組み合わせによって、リーク電流以外の、光センサーからの光電電流が遮断される。
【００７６】
こうして、目標光学像の下で、光センサーアレイ１０内の各光センサーからの各電気情報（たとえば、電圧信号として）が、電流検出手段２０−３の出力端子２０−３−３から逐次得られる。
【００７７】
電流検出の開始時に、電流検出手段２０−３の入力端子の電位が、可能な限り第２電位に近い値に維持される。おおよそ第２電位において光センサーからの光電電流を検出することは、図３に示されるような、反転入力２０−３−１及び非反転入力２０−３−２のような差動入力を有する電流検出増幅器２０−３によって実現することができる。非反転入力２０−３−２に第２電位が供給され、一方、反転入力２０−３−１は、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つにスイッチされる。
【００７８】
本発明では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のようなカラーフィルタフィルムの組み合わせを、光センサー上に配置することができる。カラーフィルタが選択されたグループの複数接続手段に沿って配置されるとき、選択されていないグループの接続手段を逐次駆動することによって、光センサーアレイ上の画像のＲ、Ｇ、Ｂ情報を逐次読み出すことができる。
【００７９】
［実施形態２］（高忠実度及び／又は高感度及び／又はより良好な信号対雑音比を有する光センサーアレイデバイス）
高忠実度の画像情報が要求される用途の場合、図３に示されるアーキテクチャに加えて、アナログ−デジタルコンバータ２３と、メモリーブロック３０と、校正回路４０とを更に含む光センサーアレイデバイスが提供される。図４に示されるように、電流検出手段の出力端子２０−３−３が、アナログ−デジタルコンバータの入力端子２３−０−１に接続され、アナログ−デジタルコンバータの出力端子２３−０−３がメモリーブロックの入力端子３０−０−１及び校正回路の入力端子４０−０−２に接続されている。メモリーブロックの出力端子３０−０−３が校正回路の入力端子４０−０−１に接続されている。端子４０−０−３は校正回路の出力端子である。
【００８０】
最初に、実施形態１において述べられた上記の検出方法を用いて、参照光像の下で、光センサーアレイ１０内の各光センサーからの各参照電気情報が検出される。検出された各参照電気情報は、アナログ−デジタルコンバータ２３によって各参照デジタルデータに変換され、メモリーブロック３０に記憶される。その後、上記の検出方法を用いて、目標光学像の下で、光センサーアレイ１０内の各光センサーからの各電気情報が検出される。検出された各電気情報は、アナログ−デジタルコンバータによって各デジタルデータに変換され、校正回路４０において、メモリーブロック３０に記憶されている各参照デジタルデータで割り算される。校正回路は、各参照デジタルデータで割り算された各デジタルデータを、高忠実度の電気画像データのためのデータとして出力する。
【００８１】
光センサーの非線形性は、参照光像の数を複数にし、こうして得られた複数組の参照デジタルデータをメモリーブロックに記憶し、各光センサーからの各デジタルデータを、目標光学像の下で、各光センサーからの各デジタルデータに最も近い参照水準を有する各光センサーからの参照デジタルデータで割り算することによって校正することができ、複数の参照光像は各光量水準を有し、割り算されたデータは更に、光量水準を掛け算される。
【００８２】
上記のシステムを用いる各光センサーのいわゆる「暗電流」を補償するために、「暗」環境におけるアレイ１０の各光センサーからの各「暗」電気情報が検出される。検出された各「暗」電気情報は、アナログ−デジタルコンバータによって各「暗」デジタルデータに変換され、メモリーブロック３０に記憶される。こうして、上述の検出方法を用いて、目標光学像の下で、アレイ１０内の各光センサーからの各電気情報が検出される。検出された各電気情報は、アナログ−デジタルコンバータによって各デジタルデータに変換され、校正回路４０において、メモリーブロック３０に記憶されている各「暗」デジタルデータだけ引き算される。校正回路は、各「暗」デジタルデータを引き算した各デジタルデータを、低光量画像及びより高い信号対雑音比のための高感度電気画像データとして出力する。
【００８３】
メモリーブロック内のメモリー素子は、スタティックメモリー素子、又はダイナミックメモリー素子、又は不揮発性メモリー素子とすることができる。メモリーブロック内のメモリー素子として不揮発性メモリー素子が用いられるとき、光センサーアレイデバイスの出荷前に工場校正が可能である。
【００８４】
［実施形態３］
図５は、光センサーアレイ１０と、第１駆動手段２０−１、第２駆動手段２０−２、電流検出回路２０−３、ダミー電流検出回路２０−４及び差動増幅器２０−５を含む周辺回路２０とを備える、本発明による別の光センサーアレイデバイスを示す。
【００８５】
光センサーアレイ１０は、第１グループ複数接続手段１０００−１、１０００−２、−−−、１０００−ｋ、−−−、１０００−ｎと、ダミー光センサー１０−１−０、１０−２−０、−−−、１０−ｊ−０、−−−、１０−ｍ−０が接続されている少なくとも１つのダミー接続手段１０００−０と、第２グループ複数接続手段２０００−１、２０００−２、−−−、２０００−ｊ、−−−、２０００−ｍと、第１グループ複数接続手段の選択された一つ１０００−ｋと、第２グループ複数接続手段の選択された一つ１０００−ｊとの交差位置によって選択される光センサー１０−ｊ−ｋとを備える。図４は、選択されたグループの複数接続手段が第１グループ複数接続手段である事例を示す。
【００８６】
非常に低い光量の画像情報が要求されない用途の場合に、ダミー光センサーを有するダミー接続手段、ダミー電流検出手段及び差動増幅器は必ずしも必要とは限らない。
【００８７】
光センサーアレイ内の各光センサーの電気情報は、以下の検出方法に従って検出される。１つのグループの複数接続手段が、第１グループ複数接続手段及び第２グループ複数接続手段から選択され（この実施形態では、第１グループ）、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段から１つの接続手段が更に選択され、第１駆動手段２０−１によって第１電位から第２電位に駆動される一方、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段の残りが第１電位に維持され、その後、第１駆動手段が高インピーダンス出力状態にされるのに応じて、電気的に浮遊状態にされる。同時に、選択されたグループの複数接続手段に並列に配置されるダミー接続手段が、第１駆動手段２０−１によって第１電位から第２電位に駆動され、その後、第１駆動手段が高インピーダンス出力状態にされるのに応じて、電気的に浮遊状態にされる。第２駆動手段によって、選択されていないグループの複数接続手段を第３電位から第４電位に駆動した後第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループ（この実施形態では、第２グループ）の複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流が、選択されたグループ（この実施形態では、第１グループ）の複数接続手段の選択された一つを通しておおよそ第２電位において電流検出手段２０−３によって逐次検出され、ダミー接続手段に接続されているダミー光センサーからのダミー電流が、ダミー接続手段を通しておおよそ第２電位においてダミー電流検出手段２０−４によって逐次検出される。
【００８８】
差動増幅器２０−５の出力から各々の光センサーの補償済みの電気情報が得られ、差動増幅器の入力のうちの一方には、電流検出手段２０−３からの電気情報が供給され、その入力のうちの他方には、ダミー電流検出手段２０−４からの電気情報が供給される。補償済みの電気信号は、光センサーの暗電流を補償されており、かつ第１及び第２駆動手段による過渡雑音を補償される。
【００８９】
ダミー光センサーに接続されている各々のダミー接続手段は、選択されたグループの複数接続手段の各々に近く設けることができ、選択されたグループの複数接続手段の各々に近く設けられる光センサー及びダミー接続手段によって、選択されたグループの複数接続手段の各々の中の暗電流及び過渡雑音の補償を実行することができる。近接するダミー接続手段を選択し、接続し駆動するために、第１駆動手段が、それを選択し、第１電位から第２電位に駆動し、ダミー電流検出手段に接続するように設計される。
【００９０】
［実施形態４］
図６は、本発明の第１構造の第１例を示す。図６ａは、第１例の平面図を示す。図６ｂは、図６ａの横断線３−３に沿った第１例の断面図を示し、図６ｃは、図６ａの横断線４−４に沿った第１例の断面図を示す。その図では、第１導電形（たとえば、ｎ形）の第１半導体領域が基板１１０上に配置される。第１半導体領域は、第１方向において並んで配置され、第２１領域２１０によって互いに離間される。第２方向では、第１半導体領域の表面領域が、第２２領域２２０によって分離される。なお、第２２領域は、各光センサー間の光発生キャリアの混合が問題にならない場合は必ずしも必要でない。
【００９１】
第１半導体領域
１００−１−１、１００−１−２、−−−、１００−１−ｋ、−−−、１００−１−ｎ、１００−２−１、１００−２−２、−−−、１００−２−ｋ、−−−、１００−２−ｎ、−−−、
１００−ｊ−１、１００−ｊ−２、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｊ−ｎ、
−−−、
１００−ｍ−１、１００−ｍ−２、−−−、１００−ｍ−ｋ、−−−、１００−ｍ−ｎ、
は各々第１表面及び第１厚みを有する。ここで、１００−ｊ−ｋの文字ｊ及びｋは任意の数を表す。１００−ｍ−ｋの文字ｍは、第１方向に向かって配置される領域１００の全数を表し、１００−ｊ−ｎ、１０１−ｊ−ｎ、１０３−ｊ−ｎの文字ｎは、第２方向に向かって配置される領域１００の全数を表す。文字ｊ、ｋ、ｍ及びｎは本発明において他実施形態でも同じように用いられる。
【００９２】
この実施形態では、第１半導体領域１００−ｊ−１、１００−ｊ−２、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｊ−ｎは、第２方向に延在し、その底部領域１０２ｊにおいて互いに接し、結果として、図６ｂ及び図６ｃにおいて示されるように、１００−１、１００−２、−−−、１００−ｊ、−−−、１００−ｍのような１つの連続した領域が形成される。底部領域（１０２−ｊ）は、第２相互接続の代わりに用いるための低抵抗率の第１半導体領域を形成するために高い不純物濃度を有することができ、光によって生成されるキャリアの混合を防ぐために、光によって生成されるキャリアに対して低い拡散係数を有することができる。これらの連続した第１半導体領域は、第２グループ複数接続手段（図６には示されない）としての役割も果たすが、それらがこの実施形態において、及び他の関連する実施形態において、第２グループ複数接続手段として用いられるときであっても、単に「第１半導体領域」として参照される。キャリア拡散長が、近接する第２半導体領域間の距離よりも短いとき、第２２領域は必ずしも必要とされない。基板、第２１領域及び第２２領域は、逆導電形（たとえば、ｐ形）の半導体領域とすることができるか、又は絶縁性材料、若しくは半絶縁性インジウムリン（ＩｎＰ）若しくは半絶縁性ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のような半絶縁性半導体領域とすることができる。第２１及び第２２領域は、空気間隙とすることもできる。更に、第１領域は第２方向に互いに接続されているが、光によって生成されたキャリアの混合は避けられるべきであるため、第２２領域は、高い不純物濃度を有する第１導電形の半導体領域又は金属領域とすることができる。
【００９３】
１００−１−１、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｍ−ｎのようなハイフンがある複数の符号を代表するものとして、これ以降、１００のようなハイフンのない符号を用いる。
【００９４】
第１半導体領域１００の各々と接して、逆導電形の第２半導体領域２００が配置される。第２半導体領域２００−ｊ−１、２００−ｊ−２、−−−、２００−ｊ−ｋ、−−−、２００−ｊ−ｎは、第２２領域間に、互いに離間して、そして各々第１半導体領域１００−ｊ−１、１００−ｊ−２、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｊ−ｎと接して配置される。第２半導体領域
２００−１−１、２００−１−２、−−−、２００−１−ｋ、−−−、２００−１−ｎ、２００−２−１、２００−２−２、−−−、２００−２−ｋ、−−−、２００−２−ｎ、−−−、
２００−ｊ−１、２００−ｊ−２、−−−、２００−ｊ−ｋ、−−−、２００−ｊ−ｎ、
−−−、
２００−ｍ−１、２００−ｍ−２、−−−、２００−ｍ−ｋ、−−−、２００−ｍ−ｎ、
は各々第２表面及び第２厚みを有する。
【００９５】
第２半導体領域２００−ｊ−ｋと接して、第１導電形の第３半導体領域３００−ｊ−ｋが配置される。第３半導体領域
３００−１−１、３００−１−２、−−−、３００−１−ｋ、−−−、３００−１−ｎ、３００−２−１、３００−２−２、−−−、３００−２−ｋ、−−−、３００−２−ｎ、−−−、
３００−ｊ−１、３００−ｊ−２、−−−、３００−ｊ−ｋ、−−−、３００−ｊ−ｎ、
−−−、
３００−ｍ−１、３００−ｍ−２、−−−、３００−ｍ−ｋ、−−−、３００−ｍ−ｎ、
は各々第３表面及び第３厚みを有する。
【００９６】
更に、第２半導体領域と第２１又は第２２領域との間の表面リークを防ぐために、第１半導体領域の表面内に、第１導電形で、かつ高い不純物濃度を有する第１表面領域が配置され、第１表面領域１０１は、図６ｂに示されるように、第２半導体領域と第２１領域との間に、かつ第２半導体領域と第２２領域との間に配置される。
【００９７】
絶縁層１２３が、第１、第２及び第３半導体領域の表面と、必要に応じて、第２１及び第２２領域の表面とを覆う。第１グループ複数接続手段１０００−ｋの一つが、絶縁層１２３内のコンタクトホール３０３−１−ｋ、３０３−２−ｋ、−−−、３０３−ｊ−ｋ、−−−、３０３−ｍ−ｋを通して、第１方向に配列される１つのグループの第３半導体領域３００−１−ｋ、３００−２−ｋ、−−−、３００−ｍ−ｋを相互接続する。
【００９８】
導電性電極１０５−１、１０５−２、−−−、１０５−ｊ、−−−、１０５−ｍが、コンタクトホール１０３−１、１０３−２、−−−、１０３−ｊ、−−−、１０３−ｍを通して、第１半導体領域に設けられる。
【００９９】
第１半導体領域内、及び第２半導体領域内の一部において光によって生成されるキャリアは、第１半導体領域と第２半導体領域との間の第１接合部を通して収集され、結果として、第１接合部の中に第１光電電流Ｉｐｈ１が生成される。第３半導体領域内、及び第２半導体領域内の他の部分において光によって生成されるキャリアは、第２半導体領域と第３半導体領域との間の第２接合部を通して収集され、結果として、第２光電電流Ｉｐｈ２が生成される。第２半導体が浮遊状態である場合の定常状態条件において、第３半導体の中の結果として生成される電流Ｉ３は、第１接合部が逆バイアスであり、かつ第２接合部が順バイアスであるときに、βＩｐｈ２−（１＋β）Ｉｐｈ１であり、第１接合部が順バイアスであり、かつ第２接合部が逆バイアスであるときに、（１＋βｒ）Ｉｐｈ２−βｒＩｐｈ１である。ただし、β及びβｒは上記の各バイアス条件の場合の、第１、第２及び第３半導体領域を含むトランジスタの電流増幅率である。第１及び第２両方の接合部が逆バイアスであるバイアス条件では、第１領域の中の電流Ｉ１はＩｐｈ１であり、第３半導体領域の中の電流Ｉ３はＩｐｈ２である。
【０１００】
しかしながら、本発明では、第１、第２及び第３半導体領域は、必ずしもバイポーラトランジスタを構成する必要はなく、光センサーアレイから１つのセンサーを選択するのに第１及び第２接合部のうちの一方が用いられるとき、１組のバック・ツー・バック接続のダイオードにすることもできる。この場合、β及びβｒはおおよそ０である。
【０１０１】
光センサーが照明されないとき、すなわち暗い場所にあるとき、各接合部の逆バイアス下で、第１接合部を渡る暗電流Ｉｄ１及び第２接合部を渡る暗電流Ｉｄ２が流れる。第１グループ複数接続手段を通して光電電流を検出するために、各々絶対値が小さい、小さなＩｐｈ２、小さなＩｄ２、小さなβｒかつ小さなＩｄ１が好ましい。
【０１０２】
第１、第２及び第３領域が化合物半導体からなるとき、各半導体領域のエネルギーバンドギャップは、上記の要件を満たすように設計することができる。小さなＩｐｈ２かつ小さなＩｄ２の場合、第３半導体領域のエネルギーバンドギャップは、第２半導体領域のエネルギーバンドギャップ以上であり、かつ／又は第２半導体領域のエネルギーバンドギャップは第１半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことが好ましい。これらの条件は、半絶縁性半導体基板上に成長する、ＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒのようなＩｎＰのヘテロエピタキシャル系によって実現することができる。ただし、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及びｒは０から１の実数である。１．１マイクロメートルよりも長い光学波長を有する光学像を検出するために、第１半導体領域は、１．１エレクトロンボルトよりも小さなエネルギーバンドギャップを有する材料からなる。
【０１０３】
上記の条件は、選択されたグループの複数接続手段が第１グループ複数接続手段である事例に当てはまる。選択されたグループの複数接続手段が第２グループ複数接続手段である事例の場合の条件は、小さなＩｐｈ１、小さなＩｄ１、小さなβかつ小さなＩｄ２であり、各々絶対値が小さい。
【０１０４】
第１、第２及び第３領域が化合物半導体からなるとき、各半導体領域のエネルギーバンドギャップは、上記の要件を満たすように設計することができる。小さなＩｐｈ１の場合、第１半導体領域のエネルギーバンドギャップは、第２半導体領域のエネルギーバンドギャップ以上であり、かつ／又は第２半導体領域のエネルギーバンドギャップは第３半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことが好ましい。これらの条件は、半絶縁性ＩｎＰ基板上のＩｎＰ上に成長するＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒのヘテロエピタキシャル系によって実現することができる。ただし、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及びｒは０から１の実数である。１．１マイクロメートルよりも長い光学波長を有する光学像を検出するために、第３半導体領域は、１．１エレクトロンボルトよりも小さなエネルギーバンドギャップを有する材料からなる。
【０１０５】
［実施形態５、電気的な駆動シーケンスの第１例］
以下の記述は、選択されたグループの複数接続手段が第１グループ複数接続手段である場合の、本発明の光センサーアレイの光センサー内の光学情報から変換される１組の光電電流を読み出すための電気的な駆動シーケンスの一例である。最初に、第２グループ複数接続手段（実施形態４の第１半導体領域）が全て第３電位に設定され、第１グループ複数接続手段が全て第１電位に設定される。次に、第１グループ複数接続手段の選択された一つが第２電位に駆動され、第１グループ複数接続手段の選択された一つの中の過渡電流が減らされた後に、第２グループ複数接続手段（実施形態４では第１半導体領域が相当）の各々が、第４電位に駆動された後再び第３電位に逐次駆動される。第２グループ複数接続手段（実施形態４では第１半導体領域が相当）が各々第４電位に駆動されている間に、各々の駆動された第１半導体領域を有し、かつ第１グループ複数接続手段の選択された一つに接続されている各々の光センサーからの光電電流が、第１グループ複数接続手段の選択された一つを通して検出される。
【０１０６】
電流検出手段の入力端子の電位は、電流検出の開始時に、可能な限り第２電位に近い値に維持される。これは、反転入力２０−３−１及び非反転入力２０−３−２のような差動入力を有する電流検出増幅器２０−３によって実現することができる。非反転入力２０−３−２には第２電位が供給され、一方、反転入力２０−３−１は第１グループ接続手段の選択された一つにスイッチされる。
【０１０７】
第１、第２、第３及び第４電位の間の関係に関しては、以下の２組の関係が好ましい。
選択された光センサーからの光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる１番目の関係は以下のように特徴付けられる。第２電位に関して第４電位は、第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性である。そして、第１電位に関して第３電位は、第３半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。この第１組の関係は、第３及び第２領域が選択ダイオード又はトランジスタのエミッタ・ベースを形成する事例に相当する。
【０１０８】
選択された光センサーからの光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる２番目の関係は以下のように特徴付けられる。第２電位に関して第４電位は、第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性である。そして、第１電位に関して第３電位は、第１半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。この第２組の関係は、第１及び第２領域が選択ダイオード又はトランジスタのエミッタ・ベースを形成する事例に相当する。
【０１０９】
［実施形態６、電気的な駆動シーケンスの第２例］
以下の記述は、選択されたグループの複数接続手段が第２グループ複数接続手段である場合の、本発明の光センサーアレイの光センサー内の光学情報から変換される１組の光電電流を読み出すための電気的な駆動シーケンスの別の例である。最初に、第２グループ複数接続手段（実施形態４の第１半導体領域）が全て第１電位に設定され、第１グループ複数接続手段が全て第３電位に設定される。次に、第２複数のグループの接続手段の選択された一つ（実施形態４の第１半導体領域のうちの選択された一つ）が第２電位に駆動され、第２グループ複数接続手段の選択された一つ（実施形態４の第１半導体領域の選択された一つ）の中の過渡電流が減らされた後に、第１グループ複数接続手段の各々が、第４電位に逐次駆動され、その後、再び第３電位に駆動される。第１グループ複数接続手段の各々が第４電位に駆動されている間に、第２グループ複数接続手段の選択された一つに接続され（実施形態４において第１半導体領域のうちの選択された一つと接して配置され）、かつ駆動された第１グループ複数接続手段の各々に接続されている各々の光センサーからの光電電流が、第２グループ複数接続手段の選択された一つを通して検出される。
【０１１０】
電流検出手段の入力端子の電位は、電流検出の開始時に、可能な限り第２電位に近い値に維持される。これは、反転入力２０−３−１及び非反転入力２０−３−２のような差動入力を有する電流検出増幅器２０−３によって実現することができる。非反転入力２０−３−２には第２電位が供給され、一方、反転入力２０−３−１は第２グループ接続手段の選択された一つにスイッチされる。
【０１１１】
第１、第２、第３及び第４電位の間の関係に関しては、以下の２組の関係が好ましい。
選択された光センサーからの光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる１番目の関係は以下のように特徴付けられる。第２電位に関して第４電位は、第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性である。そして、第１電位に関して第３電位は、第３半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。この第１組の関係は、第３及び第２領域が選択ダイオード又はトランジスタのエミッタ・ベースを形成する事例に相当する。
【０１１２】
選択された光センサーからの光電電流を効率的に読み出すために好ましい、第１電位と第３電位との間の関係、及び第２電位と第４電位との間の関係からなる２番目の関係は以下のように特徴付けられる。第２電位に関して第４電位は、第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性である。そして、第１電位に関して第３電位は、第１半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアス又はゼロバイアスとする極性である。この第２組の関係は、第１及び第２領域が選択ダイオード又はトランジスタのエミッタ・ベースを形成する事例に相当する。
【０１１３】
［実施形態７、ＦＥＴによる第１駆動手段］
第１駆動手段は、１番目の例として、図７ａに示されるようなＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路によって実現することができる。それは、
第１グループＦＥＴ５１００−１、−−−、５１００−ｉ、−−−、５１００−ｐであって、各々のＦＥＴのソース及びドレインのうちの一方には第１電位９１が供給され、各々のＦＥＴのソース及びドレインの他方は、選択されたグループの複数接続手段４０００−１、−−−、４０００−ｉ、−−−、４０００−ｐに接続されている、第１グループＦＥＴと、
第２グループＦＥＴ５２００−１、−−−、５２００−ｉ、−−−、５２００−ｐであって、各々のＦＥＴのソース及びドレインのうちの一方には第２電位９２が供給され、各ＦＥＴのソース及びドレインの他方は、選択されたグループの複数接続手段に各々接続されている、第２グループＦＥＴと、
第３グループＦＥＴ５３００−１、−−−、５３００−ｉ、−−−、５３００−ｐであって、各ＦＥＴのソース及びドレインのうちの一方は電流検出手段２０−３の反転入力２０−３−１に接続され、各々のＦＥＴのソース及びドレインのうちの他方は選択されたグループの複数接続手段の各々に接続されている、第３グループＦＥＴとを備えている。
【０１１４】
選択されたグループの複数接続手段の一つ（４０００−ｉ）の選択は、第１グループＦＥＴの選択された一つ（５１００−ｉ）を「オン」から「オフ」にすることによって開始される。このとき、他の（選択されていない）第１グループＦＥＴは「オン」である。
次に、
選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第２グループＦＥＴの一つ（５２００−ｉ）が「オフ」から「オン」にされる一方、他の第２グループＦＥＴは「オフ」とされ、
その後、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第３グループＦＥＴの一つ（５３００−ｉ）が「オフ」から「オン」にされる一方、他の第３グループＦＥＴは「オフ」とされ、
選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第２グループＦＥＴの一つ（５２００−ｉ）が「オン」から「オフ」にされ、
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々１つを第３電位から第４電位に駆動した後再び第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流の検出が開始される。
【０１１５】
第１駆動手段のための回路の２番目の例では、第１駆動手段のための回路の１番目の例における第２グループＦＥＴを以下のように１つのＦＥＴによって置き換える。図７ｂに示されるように、第２グループＦＥＴの代わりに、１つの第４ＦＥＴが用いられ、そのソース及びドレインのうちの一方には第２電位が供給され、ソース及びドレインのうちの他方は電流検出手段の反転入力に接続される。
【０１１６】
選択されたグループの複数接続手段の一つ（４０００−ｉ）の選択は、第１グループＦＥＴの選択された一つ（５１００−ｉ）を「オン」から「オフ」にすることによって開始される。このとき、他の（選択されていない）第１グループＦＥＴは「オン」であり、
第４ＦＥＴ５４００は「オフ」から「オン」にされ、
選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第３グループＦＥＴの一つ（５３００−ｉ）が「オフ」から「オン」にされる一方、他の第３グループＦＥＴは「オフ」とされ、
第４トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々１つを第３電位から第４電位に駆動した後第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流の検出が開始される。
【０１１７】
この回路では、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第３グループＦＥＴの一つが「オフ」から「オン」にされるときに、大きな過渡電流が、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して、第４ＦＥＴと、電流検出手段の反転入力との間の接続点に流れ、過渡電流が十分に小さくなるまで待つために、第４ＦＥＴを「オン」から「オフ」にするのに、或る時間が必要とされる。第１例の場合であっても、第２グループＦＥＴの一つ（５２００−ｉ）が「オフ」から「オン」にされるときに、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つを通して、この過渡電流が第２グループＦＥＴの一つ（５２００−ｉ）に流れ込むため、しばらくの間、第２グループＦＥＴの一つ（５２００−ｉ）を「オン」にしておく必要がある。過渡電流が減少した後に光センサーからの光電電流を検出することは、本発明において、時間遅延のある検出と呼ばれる。
【０１１８】
［実施形態８］
図８は、本発明の第２構造の一例を示す。図６に示される領域に加えて、第４半導体領域及び第５半導体領域が更に設けられる。
【０１１９】
逆導電形の第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ、−−−、４００−ｍ−ｎは各々の第１半導体領域１００−１−１、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｍ−ｎに各々接して設けられ、各々の第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−ｊ−ｋ、−−−、２００−ｍ−ｎに近いが離間して各々配置され、各々の導電性薄膜３４０−１−１、−−−、３４０−ｊ−ｋ、−−−、３４０−ｍ−ｎによって、絶縁層１２３（図８には示されない）内の各々のコンタクトホール３０３−１−１及び４０３−１−１、−−−、３０３−ｊ−ｋ及び４０３−ｊ−ｋ、−−−、３０３−ｍ−ｎ及び４０３−ｍ−ｎを通して、近接する第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−ｊ−ｋ、−−−、２００−ｍ−ｎの各々と接している各々の第３半導体領域３００−１−１、−−−、３００−ｊ−ｋ、−−−、３００−ｍ−ｎに相互接続されている。そして、第１導電形の第５半導体領域５００−１−１、−−−、５００−ｊ−ｋ、−−−、５００−ｍ−ｎが、各々の第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ、−−−、４００−ｍ−ｎと接して配置される。
【０１２０】
更に、第１導電形で、高い不純物濃度を有する第１表面領域１１０（図８に示されない）が、第１半導体領域の表面内に配置され、第１表面領域は、第２半導体領域、第４半導体領域、第２１領域及び第２２領域の間に配置される。
【０１２１】
絶縁層が、第１、第２、第３、第４、第５半導体領域の表面、そして必要に応じて、第２１及び第２２領域の表面を覆う。第１グループ複数接続手段１０００−ｋは各々、第３半導体領域の代わりに、絶縁層１２３（図８には示されない）内のコンタクトホール５０３−１−ｋ、−−−、５０３−ｊ−ｋ、−−−、５０３−ｍ−ｋを通して、第１方向に配列される第５半導体領域５００−１−ｋ、−−−、５００−ｊ−ｋ、−−−、５００−ｍ−ｋを相互接続する。第２グループ複数接続手段２０００−ｊは、絶縁層１２３（図８には示されない）内のコンタクトホール１０３−ｊ−１、−−−、１０３−ｊ−ｋ、−−−、１０３−ｊ−ｎを通して、第２方向に配列される第１半導体領域１００−ｊ−１、−−−、１００−ｊ−ｋ、−−−、１００−ｊ−ｎを相互接続する。
【０１２２】
第１グループ複数接続手段の一つ及び第２グループ複数接続手段の一つからなる１組の接続手段が、選択された光センサーから情報を読み出すために、電気的な駆動シーケンスのための実施形態５又は６において述べられるように選択され、駆動される。
【０１２３】
第２構造のためのこの実施形態によって、第１電位と第３電位との間に、実施形態４よりも大きな電位差を与えることができる。したがって、大きなダイナミックレンジが実現される。
【０１２４】
第１半導体領域、第４半導体領域及び第５半導体領域が増幅トランジスタを構成するときに、実施形態４よりも大きな電流利得も実現される。したがって、より高い感度及び改善された信号対雑音比が得られる。
【０１２５】
［実施形態９］
図９は、本発明の第３構造の一例を示す。図８に示される領域に加えて、第６半導体領域及び第７半導体領域が更に設けられる。
【０１２６】
逆導電形の第６半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎは第１半導体領域１００−１−１、−−−、１００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、１００−ｍ−ｎと接して設けられ、各々の第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、２００−ｍ−ｎ、各々の第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、４００−ｍ−ｎに近いが離間して各々配置され、各々の導電性薄膜５６０−１−１、−−−、５６０−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、５６０−ｍ−ｎによって、各コンタクトホール５０３−１−１及び６０３−１−１、−−−、５０３−ｊ−ｋ（図９には示されない）及び６０３−ｊ−ｋ（図９には示されない）、−−−、５０３−ｍ−ｎ及び６０３−ｍ−ｎを通して、各々に近い第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、４００−ｍ−ｎと接している各々の第５半導体領域５００−１−１、−−−、５００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、５００−ｍ−ｎに各々の相互接続されている。そして、第１導電形の第７半導体領域７００−１−１、−−−、７００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、７００−ｍ−ｎが、各々の第６各半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎと接して配置される。
【０１２７】
第１導電形で、高い不純物濃度を有する第１表面領域１１０（図９に示されない）が、第１半導体領域の表面内に配置され、第１表面領域は、第２半導体領域、第４半導体領域、第６半導体領域、第２１領域及び第２２領域の間に配置される。
【０１２８】
絶縁層１２３（図９には示されない）が、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７半導体領域の表面、そして必要に応じて、第２１及び第２２領域の表面を覆う。第１グループ複数接続手段１０００−ｋは、第５半導体領域の代わりに、絶縁層１２３内のコンタクトホール７０３−１−ｋ、−−−、７０３−ｊ−ｋ、−−−、７０３−ｍ−ｋを通して、第１方向に配列される第７半導体領域７００−１−ｋ（図９には示されない）、−−−、７００−ｊ−ｋ（図９には示されない）、−−−、７００−ｍ−ｋ（図９には示されない）を相互接続する。第２グループ複数接続手段２０００−ｊは、絶縁層１２３（図９には示されない）内のコンタクトホール１０３−ｊ−１、−−−、１０３−ｊ−ｋ、−−−、１０３−ｊ-ｎを通して、第２方向に配列される第１半導体領域１００−ｊ−１（図９には示されない）、−−−、１００−ｊ−ｋ（図９には示されない）、−−−、１００−ｊ−ｎ（図９には示されない）を相互接続する。
【０１２９】
第１グループ複数接続手段の一つ及び第２グループ複数接続手段の一つからなる１組の接続手段が、選択された光センサーから情報を読み出すために、電気的な駆動シーケンスのための実施形態５又は６において述べられるように選択され、駆動される。
【０１３０】
第３構造のためのこの実施形態によって、第１電位と第３電位との間に、実施形態８よりも大きな電位圧差を与えることができる。したがって、更に大きなダイナミックレンジが実現される。
【０１３１】
第１半導体領域、第６半導体領域及び第７半導体領域が増幅トランジスタを構成するときに、実施形態８よりも大きな電流利得も実現される。したがって、より高い感度及び改善された信号対雑音比が得られる。
【０１３２】
［実施形態１０］
図１０は、本発明の第４構造の一例を示す。図９に示される領域に加えて、第８半導体領域及び第９半導体領域が更に設けられる。
【０１３３】
逆導電形の第８半導体領域８００−１−１、−−−、８００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、８００−ｍ−ｎは第１半導体領域１００−１−１、−−−、１００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、１００−ｍ−ｎと接して設けられ、各々第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、２００−ｍ−ｎ、各々第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、４００−ｍ−ｎ、及び各々第６半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎに近いが離間して各々配置され、各々の導電性薄膜７８０−１−１、−−−、７８０−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、７８０−ｍ−ｎによって、各コンタクトホール７０３−１−１及び８０３−１−１、−−−、７０３−ｊ−ｋ（図１０には示されない）及び８０３−ｊ−ｋ（図１０には示されない）、−−−、７０３−ｍ−ｎ及び８０３−ｍ−ｎを通して、各々の近接する第６半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎと接している各々の第７半導体領域７００−１−１、−−−、７００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、７００−ｍ−ｎに各々相互接続されている。そして、第１導電形の第９半導体領域９００−１−１、−−−、９００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、９００−ｍ−ｎが、各々の第８半導体領域８００−１−１、−−−、８００−ｊ−ｋ（図１０に示されない）、−−−、８００−ｍ−ｎと接して配置される。
【０１３４】
第１導電形で、高い不純物濃度を有する第１表面領域１１０（図１０に示されない）が、第１半導体領域の表面内に配置され、第１表面領域は、第２半導体領域、第４半導体領域、第６半導体領域、第８半導体領域、第２１領域及び第２２領域の間に配置される。
【０１３５】
絶縁層１２３（図１０には示されない）が、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９半導体領域の表面、そして必要に応じて、第２１及び第２２領域の表面を覆う。第１グループ複数接続手段１０００−ｋは、第７半導体領域の代わりに、絶縁層１２３内のコンタクトホール９０３−１−ｋ、−−−、９０３−ｊ−ｋ、−−−、９０３−ｍ−ｋを通して、第１方向に配列される第９半導体領域９００−１−ｋ（図１０には示されない）、−−−、９００−ｊ−ｋ（図１０には示されない）、−−−、９００−ｍ−ｋ（図１０には示されない）を相互接続する。第２グループ複数接続手段２０００−ｊは、絶縁層１２３内のコンタクトホール１０３−ｊ−１、−−−、１０３−ｊ−ｋ、−−−、１０３−ｊ−ｎを通して、第２方向に配列される第１半導体領域１００−ｊ−１（図１０には示されない）、−−−、１００−ｊ−ｋ（図１０には示されない）、−−−、１００−ｊ−ｎ（図１０には示されない）を相互接続する。
【０１３６】
第１グループ複数接続手段の一つ及び第２グループ複数接続手段の一つからなる１組の接続手段が、選択された光センサーを読み出すために、電気的な駆動シーケンスのための実施形態５又は６において述べられるように選択され、駆動される。
【０１３７】
第４構造のためのこの実施形態によって、第１電位と第３電位との間に、実施形態９よりも大きな電位差を与えることができる。したがって、更に大きなダイナミックレンジが実現される。
【０１３８】
第１半導体領域、第８半導体領域及び第９半導体領域が増幅トランジスタを構成するときに、実施形態９よりも大きな電流利得も実現される。したがって、より高い感度及び改善された信号対雑音比が得られる。
【０１３９】
［実施形態１１］
上記の構造は、検出される光学像の波長、並びに利用可能な製造工程及び製造コストに応じて、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）及びその格子整合ファミリ（ＧａＡｌＡｓ等）、インジウムリン（ＩｎＰ）及びその格子整合ファミリ（ＩｎｘＧａｙＡｓｚＰｑＳｂｒ、ただし、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及びｒは０から１の実数である）を用いることによって形成することができる。図１１ａ、図１１ｂ及び図１１ｃは、本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示しており、図１１ｄ、図１１ｅ及び図１１ｆは、こうして得られた第５構造の断面図及び平面図を示す。この実施形態では、以下のような、小さなフォトリソグラフィ工程ステップの少ない製造工程で得られる長波長光の光センサーアレイが開示される。
【０１４０】
１．半絶縁性のＩｎＰウェーハ（複数可）を洗浄し、下処理する。
２．厚さが５〜７マイクロメートルで、第１導電形の高い不純物濃度（たとえば、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ）のＩｎＰ層（１００−０）をウェーハ１１０上にエピタキシャル成長させる。
３．サブマイクロメートルの厚みを有し、中程度から低い不純物濃度（たとえば、１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｃ）の逆導電形を有する第１Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層２００−０のエピタキシャル成長を続ける。
【０１４１】
４．上記の第１Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層を成長させる前に、低い不純物濃度のバッファ層（ＩｎＰ等）を成長させてもよい。
５．数マイクロメートルの厚みを有し、不純物濃度が低い（たとえば、２〜５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｃ）が、最終段階では高い不純物濃度（たとえば、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｃ）の第１導電形を有する第２Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層３００−０のエピタキシャル成長を更に続ける（図１１ａを参照）。
【０１４２】
６．エピタキシャル成長させたウェーハ上にフォトレジスト層を被着し、第１分離パターンを露出させる。
７．パターニングされたフォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて、第１及び第２Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層を選択的にエッチングし（たとえば、リン酸及び過酸化水素の混合物によるか、又はドライエッチングによる）、Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ界面においてエッチングを停止し、トレンチ３２１を形成する（図１１ｂを参照）。
８．上記のフォトレジスト層を除去し、ウェーハ表面を洗浄する。
【０１４３】
９．エピタキシャル成長させたウェーハ上にフォトレジスト層を被着し、第２分離パターンを露出させる。
１０．パターニングされたフォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて、エピタキシャル成長したＩｎＰ層を基板の表面まで下方にエッチングし（たとえば、塩酸及びリン酸の希薄混合物による）、第２１領域のためのトレンチ３２１０を形成する。
１１．上記のフォトレジスト層を除去し、ウェーハ表面を洗浄する。
１２．ウェーハ上に半絶縁性ＩｎＰ層を成長させるか、又は絶縁層（ポリイミド若しくはエポキシ化合物、又は窒化シリコン等の有機薄膜）を被着する。
１３．上記のウェーハ上にフォトレジスト層を被着し、コンタクトパターンを露出させる。
【０１４４】
１４．パターニングされたフォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて、半絶縁層又は絶縁層１２３を貫通するコンタクトホール（３０３、１０３）をエッチングする（図１１ｃを参照）。
１５．上記のフォトレジスト層を除去し、ウェーハ表面を洗浄する。
１６．コンタクトホールを有するウェーハ上に金属層（複数可）（たとえば、Ａｌ／Ｔｉ）を堆積する。
１７．上記の堆積されたウェーハ上にフォトレジスト層を被着し、相互接続パターンを露出させる。
【０１４５】
１８．パターニングされたフォトレジスト層をエッチングマスクとして用いて、金属層の不要な部分をエッチングし、第１グループ複数接続手段１０００−１、−−−、１０００−ｋ、−−−、１０００−ｎと、導電性電極１０５−１、−−−、１０５−ｊ、−−−、１０５−ｍとを形成し、第２グループ複数接続手段の一部としてＩｎＰ層をエピタキシャル成長させる。
１９．上記のフォトレジスト層を除去し、ウェーハ表面を洗浄する。
【０１４６】
結果として、図１１ｄ、図１１ｅ及び図１１ｆに示される光センサーアレイの構造が得られる。図１１ｅは、図１１ｆ上の線３−３に沿った光センサーアレイの断面図を示しており、図１１ｄは、図１１ｆの線４−４に沿った光センサーアレイの断面図を示す。エピタキシャル成長したＩｎＰ層をトレンチ３２１０によって分離することによって、第１半導体領域１００−１、−−−、１００−ｊ、−−−、１００−ｍが形成される。エピタキシャル成長した第１Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層をトレンチ３２１及び３２１０によって分離することによって、第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−１−ｋ、−−−、２００−ｊ−１、−−−、２００−ｊ−ｋ、−−−、２００−ｍ−ｋ（図11−ｆには示されず）、−−−、２００−ｊ−ｎ、−−−、２００−ｍ−ｎが形成され、エピタキシャル成長した第１Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層をトレンチ３２１及び３２１０によって分離することによって、第３半導体領域３００−１−１、−−−、３００−１−ｋ、−−−、３００−ｊ−１、−−−、３００−ｊ−ｋ、−−−、３００−ｍ−ｋ（図11−ｆには示されず）、−−−、３００−ｊ−ｎ、−−−、３００−ｍ−ｎが形成される。半絶縁性ＩｎＰ又は絶縁体薄膜で満たされるか、又は覆われるトレンチ３２１及び３２１０は、領域２２０及び２１０を形成する。この光センサーアレイは、１．７マイクロメートル以下の光波長を有する光学像を検出することができる。第２及び第３半導体領域は必ずしもＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ層ではなく、第１半導体領域上にエピタキシャル成長する能力を有する、ＧａＡｓＳｂ、更に一般的にはＩｎｘＧａｙＡｓｚＳｂｒ層のような任意の半導体層とすることができる。ただし、ｘ、ｙ、ｚ及びｒは０から１の実数である。第１半導体領域は、必ずしも基板上にエピタキシャル成長するとは限らず、基板と格子不整合にすることができる。
【０１４７】
一般的に、この構造は以下のように特徴付けられる。
光センサーアレイは、
半絶縁性基板と、
基板上に成長した第１導電形の第１半導体領域であって、第１方向において互いに離間して配置される、第１半導体領域と、
第１半導体領域上にエピタキシャル成長し、互いに交差する第１方向及び第２方向に配置される逆導電形の第２半導体領域と、
第２半導体領域の各々の上に各々エピタキシャル成長し、第１方向及び第２方向に配置される第３半導体領域と、
第１方向において第３半導体領域を相互接続する第１接続手段とを備える。
【０１４８】
実施形態５又は６に記述される駆動方法は、この実施形態１１にも適用することができる。
【０１４９】
［実施形態１２］
実施形態４及び１１では第２及び第３領域を各々有する第１半導体領域のグループ、実施形態８では第２、第３、第４及び第５領域を各々有する第１半導体領域のグループ、実施形態９では、第２、第３、第４、第５、第６及び第７領域を各々有する第１半導体領域のグループ、又は実施形態１０では、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８及び第９領域を各々有する第１半導体領域のグループが形成される半導体ウェーハが、絶縁性基板に付着され、基板まで貫通してダイシングされ、基板上で互いに離間し、互いに絶縁される各々の第１半導体領域が分離される。更に、第１半導体領域は、第１表面と対向する第１対向表面を有し、第１対向表面上の第１半導体領域に導電層が付着される。第１半導体領域は各々、絶縁性基板上に互いに離間して配置される各導電層にも付着させることができる。
【０１５０】
［実施形態１３］
第１、第２、第３又は第４構造では、複数接続手段は、導電性薄膜層又は金属ワイヤーとすることができる。少ないピクセル数を有するアレイを少数のフォトマスク若しくは工程ステップで、又はワイヤーボンディング技術による任意のワイヤリングで完成させるのに、金属ワイヤーは好都合である。
【０１５１】
［実施形態１４］
シリコンによって形成される上記の構造及び暗電流補償を用いることによって、表１に示されるように、各光センサーの以下の感度が得られる。
【０１５２】
【表１】
2010034872.tif 000003
【０１５３】
上記の表では、測定において用いられる光の波長は６３２．８ｎｍであり、測定における環境温度は室温である。
【０１５４】
上記の光センサーのための各半導体領域の厚み、導電形及び不純物濃度が表２に記載される。
【０１５５】
【表２】
2010034872.tif 000004
【０１５６】
更に、
第１電位＝３．５ボルト
第２電位＝０ボルト
第３電位＝０ボルト
第４電位＝３ボルト、かつ
第２駆動手段によって第２複数接続手段を第３電位から第４電位に駆動し、再び第３電位に駆動する本発明の駆動方法において、パルス幅が２０マイクロ秒の短いパルスを用いることによって、１ピコワットの光強度であっても、長いパルス又は静的な検出方法に対して３０倍感度が改善されることがわかり、実施形態３のような光アレイセンサーによって、９Ｅ−１７Ｗ／Ｈｚ１／２以下の雑音等価電力（ＮＥＰ）が達成された。
【０１５７】
したがって、本発明によれば、高感度、高い信号対雑音比又は高速検出の光センサーアレイが得られる。
【０１５８】
［実施形態１５］
実施形態１、実施形態２、実施形態３及びそれらの変形形態から選択されたものよる光センサーアレイデバイスを用いて、撮像装置が提供される。図１２に示されるように、その装置は、少なくとも撮像デバイス４０００と、撮像デバイス上に対象物６０００の光学像を合焦する結像手段５０００とを備える。その装置は、電流検出手段又は校正回路若しくは差動回路からのデータに従って画像を表示する表示手段７０００を更に備えることができる。
【０１５９】
結像手段は、光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を合焦するための光学レンズアセンブリ５１００又は凹面鏡アセンブリを備え、必要に応じて、シャッタ５００１を更に備える。凹面鏡アセンブリは、天体望遠鏡のような高感度のシステムの場合に用いられる。非発光対象物の場合には、適度な光波長を有する光源８０００が必要になるであろう。表示装置は、ＬＣＤディスプレイ又はエレクトロルミネッセントディスプレイとすることができる。この目的を果たすために、パーソナルコンピュータ用のディスプレイを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１６０】
１０  光センサーアレイ
１０−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  光センサー
２０  周辺回路
２０−１  第１駆動手段
２０−２  第２駆動手段
２０−３  電流検出手段
２０−４  ダミー電流検出手段
２０−５  差動増幅器
２０−３−１  電流検出手段２０−３の反転入力
２０−３−２  電流検出手段２０−３の非反転入力
２０−３−３  電流検出手段２０−３の出力端子
２３  アナログ−デジタルコンバータ
２３−０−１  アナログ−デジタルコンバータ２３の入力端子
２３−０−３  アナログ−デジタルコンバータ２３の出力端子
３０  メモリーブロック
３０−０−１  メモリーブロック３０の入力端子
３０−０−３  メモリーブロック３０の出力端子
４０  校正回路
４０−０−１  校正回路の入力端子
４０−０−２  校正回路の入力端子
４０−０−３  校正回路の出力端子
９１  第１電位
９２  第２電位
１０００−ｋ（ただし、ｋ＝１〜ｎ）  第１グループ接続手段
２０００−ｊ（ただし、ｊ＝１〜ｍ）  第２グループ接続手段
１００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第１半導体領域
１０１  第１表面領域
１０３−ｊ−ｋ  第１半導体領域へのコンタクトホール
１０５ｊ（ただし、ｊ＝１〜ｍ）  導電性電極
１１０  基板
１２３  絶縁層
２００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第２半導体領域
２１０  第２１領域
２２０  第２２領域
３００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第３半導体領域
３２１  トレンチ
３０３−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第３半導体領域へのコンタクトホール
４００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第４半導体領域
４０３−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第４半導体領域へのコンタクトホール
５００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第５半導体領域
５０３−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第５半導体領域へのコンタクトホール
６００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第６半導体領域
６０３−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第６半導体領域へのコンタクトホール
７００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第７半導体領域
７０３−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第７半導体領域へのコンタクトホール
８００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第８半導体領域
８００−ｊ−ｋ（ただし、ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）  第８半導体領域へのコンタクトホール
３２１０  トレンチ
４０００  結像手段
４０００−ｉ（ただし、ｉ＝１〜ｐ）  複数接続手段
５０００  結像手段
５１００−ｉ（ただし、ｉ＝１〜ｐ）  第１グループＦＥＴ
５２００−ｉ（ただし、ｉ＝１〜ｐ）  第２グループＦＥＴ
５３００−ｉ（ただし、ｉ＝１〜ｐ）  第３グループＦＥＴ
５４００  第４グループＦＥＴ
６０００  対象物
７０００  表示手段
【図１】
2010034872.tif 000005
【図２】
2010034872.tif 000006
【図３】
2010034872.tif 000007
【図４】
2010034872.tif 000008
【図５】
2010034872.tif 000009
【図６ａ】
2010034872.tif 000010
【図６ｂ】
2010034872.tif 000011
【図６ｃ】
2010034872.tif 000012
【図７ａ】
2010034872.tif 000013
【図７ｂ】
2010034872.tif 000014
【図８】
2010034872.tif 000015
【図９】
2010034872.tif 000016
【図１０】
2010034872.tif 000017
【図１１ａ】
2010034872.tif 000018
【図１１ｂ】
2010034872.tif 000019
【図１１ｃ】
2010034872.tif 000020
【図１１ｄ】
2010034872.tif 000021
【図１１ｅ】
2010034872.tif 000022
【図１１ｆ】
2010034872.tif 000023
【図１２】
2010034872.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月21日(2009.7.21)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一方、図２（特許文献１の図５）に示されるような１次元フォトトランジスタアレイが開示されている。上記の引用文献１とは異なり、コレクタ駆動・エミッタ検出方法が採用されている。こうして、上述されたコレクタ容量による遅延は避けられるが、更に高い応答、又は更に小さなスイッチング雑音を得るための２次元アレイを選択するいかなる方法も教示されない。更に、コレクタが選択されていないとき、それらのコレクタは電気的に浮遊状態のままである。特許文献１の１次元アレイのコレクタの一つを互いに接続することによって、複数の１次元フォトトランジスタアレイから１つの２次元アレイがレイアウトされる場合であっても、接続されたコレクタが選択されていないときに、それらのコレクタは電気的に浮遊状態のままになり、検出される光強度の関数である、コレクタ−ベース接合部に蓄積される電荷は、コレクタで接続されているフォトトランジスタ間の接続を通して混合されるであろう。したがって、広いダイナミックレンジを有する２次元光学像は得られないであろう。特許文献１では、２次元アレイのためのいかなる検出方法も開示されず、参照電位と、エミッタが接続されている線との間に、引用文献１のような負荷抵抗が接続されている場合には、適度な電圧出力で、より暗い光学像を読み取るのに、結果として高い抵抗値が採用されることになり、それにより、応答が遅くなり、信号対雑音比が劣化するであろう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
第２構造による光センサーアレイであって、更に、
一対又は複数対の半導体領域とから構成され、
一対又は複数対の半導体領域は、
第２及び第４半導体領域の各々と離間して配置され、第１半導体領域の各々と接して設けられた逆導電形の第６から第ｎ半導体領域、及び、第６から第ｎ半導体領域とそれぞれ接して設けられた第１導電形の第７から第（ｎ＋１）半導体領域と、
「ｎ」は６以上の偶数を示し、対の数はｎが６に等しい時に１、ｎが８に等しい時に２、ｎが１０に等しい時に３、ｎが１２に等しい時に４となり、
第３半導体領域は第４半導体領域に代わって第６半導体領域と接続され、
第４半導体領域は第３半導体領域に代わって第（ｎ＋１）半導体領域と接続され、
前記第（ｎ＋１）半導体領域以外の半導体領域の複数対の一対からなる奇数番目の半導体領域は半導体領域の複数対の他の一対からなる偶数番目の半導体領域と各々接続されている、光センサーアレイ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
【図１】列フォトトランジスタのコレクタが接続されている列線に負荷抵抗器が取り付けられているフォトトランジスタの従来の２次元のアレイの回路図である。
【図２】コレクタ駆動回路を備え、選択されていないコレクタが浮遊状態にある、フォトトランジスタの従来の１次元のアレイの回路図である。
【図３】本発明による、光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図４】本発明による、メモリーブロックを備える光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図５】本発明による、別の光センサーアレイデバイスを示す図である。
【図６ａ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、第１例の平面図である。
【図６ｂ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、図６ａの横断線３−３に沿った第１例の断面図である。
【図６ｃ】本発明の第１構造の第１例を示す図であり、図６ａの横断線４−４に沿った第１例の断面図である。
【図７ａ】第１駆動手段のためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路の第１例の回路図である。
【図７ｂ】第１駆動手段のためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路の第２例の回路図である。
【図８】本発明の第２構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３構造の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４構造の一例を示す図である。
【図１１ａ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｂ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｃ】本発明による第５構造の一例を製造するための工程ステップを示す図である。
【図１１ｄ】こうして得られた第５構造の断面を示し、図１１ｆの線４−４に沿った第５構造の断面図である。
【図１１ｅ】こうして得られた第５構造の断面を示し、図１１ｆの線３−３に沿った第５構造の断面図である。
【図１１ｆ】こうして得られた第５構造の平面図である。
【図１２】本発明による撮像装置を示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
ダミー光センサーに接続されている各々のダミー接続手段は、選択されたグループの複数接続手段の各々に近く設けることができ、選択されたグループの複数接続手段の各々に近く設けられる光センサー及びダミー接続手段によって、選択されたグループの複数接続手段の各々の中の暗電流及び過渡雑音の補償を実行することができる。近くのダミー接続手段を選択し、接続し駆動するために、第１駆動手段が、それを選択し、第１電位から第２電位に駆動し、ダミー電流検出手段に接続するように設計される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
選択されたグループの複数接続手段の一つ（４０００−ｉ）の選択は、第１グループＦＥＴの選択された一つ（５１００−ｉ）を「オン」から「オフ」にすることによって開始される。このとき、他の（選択されていない）第１グループＦＥＴは「オン」であり、
第４ＦＥＴ５４００は「オフ」から「オン」にされ、
選択されたグループの複数接続手段の選択された一つ（４０００−ｉ）に接続されている第３グループＦＥＴの一つ（５３００−ｉ）が「オフ」から「オン」にされる一方、他の第３グループＦＥＴは「オフ」とされ、
第４トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々１つを第３電位から第４電位に駆動した後、第４電位から第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流の検出が開始される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
逆導電形の第６半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎは第１半導体領域１００−１−１、−−−、１００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、１００−ｍ−ｎと接して設けられ、各々の第２半導体領域２００−１−１、−−−、２００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、２００−ｍ−ｎ、各々の第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、４００−ｍ−ｎに近いが離間して各々配置され、各々の導電性薄膜５６０−１−１、−−−、５６０−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、５６０−ｍ−ｎによって、各コンタクトホール５０３−１−１及び６０３−１−１、−−−、５０３−ｊ−ｋ（図９には示されない）及び６０３−ｊ−ｋ（図９には示されない）、−−−、５０３−ｍ−ｎ及び６０３−ｍ−ｎを通して、各々に近い第４半導体領域４００−１−１、−−−、４００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、４００−ｍ−ｎと接している各々の第５半導体領域５００−１−１、−−−、５００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、５００−ｍ−ｎに各々相互接続されている。そして、第１導電形の第７半導体領域７００−１−１、−−−、７００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、７００−ｍ−ｎが、各々の第６各半導体領域６００−１−１、−−−、６００−ｊ−ｋ（図９に示されない）、−−−、６００−ｍ−ｎと接して配置される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
第３構造のためのこの実施形態によって、第１電位と第３電位との間に、実施形態８よりも大きな電位差を与えることができる。したがって、更に大きなダイナミックレンジが実現される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向と第２方向に配置される複数の光センサーと；
前記第１方向に延在する第１グループ複数接続手段と；
前記第２方向に延在する第２グループ複数接続手段とから構成され；
前記第１グループ複数接続手段と前記第２グループ複数接続手段は互いに絶縁され、互いに交差しており；
前記複数の光センサーの各々は前記第１グループ複数接続手段の一つと前記第2グループ複数接続手段の一つとに接続され；
前記前記第１グループ複数接続手段の選択された一つと前記第2グループ複数接続手段の選択された一つの交差位置において、1つの光センサーが前記複数の光センサーから選択される、光センサーアレイであって；
前記第１グループ複数接続手段と前記複数第2グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、前記選択されたグループの複数接続手段から一つがさらに選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持することによって、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流以外は読み出せないようにした
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項２】
請求項1記載の光センサーアレイは更に第1駆動手段からなり、
該第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に駆動し、そして、前記第２電位から前記第１電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の該一つ以外の接続手段の電位は前記第１電位に維持し；
前記選択されたグループの複数の接続手段の前記一つを前記第１電位から前記第２電位に駆動した後、前記第1駆動手段は前記選択された複数の光センサーからの光電電流が検出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項１記載の光センサーアレイ。
【請求項３】
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が前記第１方向と前記第２方向の少なくとも一方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と；
前記第１方向と前記第２方向とは互いに交差しており；
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接し、かつ、互いに離間して設けられている逆導電形の第２半導体領域と；
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の前記第２半導体領域と接して設けられている第１導電形の第３半導体領域と；
前記第３半導体領域は前記第１方向と第２方向に配置されており；
第１半導体領域とも、第２半導体領域とも絶縁されており、かつ、第1方向に配置された前記第3半導体領域とは各々接続されており、更に、互いに絶縁されている第1グループ複数接続手段と；
第２半導体領域とも、第３半導体領域とも絶縁されており、かつ、第２方向に配置された前記第１半導体領域とは各々接続されており、かつ、互いに絶縁されておりかつ前記第1グループ複数接続手段とも絶縁されている第２グループ複数接続手段と； 
から構成され、
光センサーが前記第1グループ複数接続手段の一つと前記第2グループ複数接続手段の一つとの交差位置で選択され；
該光センサーは前記第1半導体領域、前記第1半導体領域と接している前記第2半導体領域、および、前記第2半導体領域と接している前記第3半導体領域から構成される光センサーであって；
前記第1グループ複数接続手段と前記第2グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、かつ、前記選択された一つのグループの複数接続手段からさらに一つの接続手段が選択され、第1電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段が前記第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残余の接続手段を第３電位に維持することによって、
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第３半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性であり； 
又は、
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第１半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第１半導体領域から第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項４】
請求項3記載の光センサーアレイはさらに第1駆動手段からなり、
該第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の一つを第１電位から第２電位に、そして、前記第２電位から前記第１電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段の電位を前記第１電位に維持し；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つが前記第１電位から第２電位に駆動された後、前記第１駆動手段は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つから光電電流が検出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項５】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６】
請求項3記載の光センサーアレイは更に、
各々前記第2半導体領域とは近いが離間して配置され、かつ、各々の前記第２半導体領域と接した第3半導体領域と接続され、さらに、各々前記第1半導体領域と接して設けられた逆導電型の第4半導体領域と；
各々の前記第4半導体領域と接して設けられた第1導電形の第5半導体領域とから構成され；
前記第4半導体領域と前記第5半導体領域は前記第1方向と前記第2方向に配置され；
前記光センサーは更に
前記第1半導体領域と接して設けられた前記第4半導体領域と、前記第4半導体領域と接して設けられた前記第5半導体領域とから構成され；
前記第1グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第1、第2、第3と第4半導体領域とも絶縁され、さらに、前記複数の第3半導体領域の代わりに第1方向に配置された前記第5半導体領域と各々接続している
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項７】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項６記載の光センサーアレイ。
【請求項８】
請求項6記載の光センサーアレイは更に、
各々の前記第2および第4半導体領域とは離間して各々配置され、かつ、各々の前記第4半導体領域と接して設けられた各々の第5半導体領域と接続され、さらに、前記第1半導体領域と接して設けられた逆導電形の第６半導体領域と；
各々の前記第6半導体領域と接して設けられた第1導電型の第7半導体領域とから構成され；
前記第6半導体領域と前記第7半導体領域が前記第1方向と前記第2方向に配置され；
前記光センサーは更に、
前記第1半導体領域と接して設けられた前記第6半導体領域と、前記第6半導体領域と接して設けられた前記第7半導体領域とにより構成され；
前記第1グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、前記第1、第2、第3、第4、第5と第6半導体領域とも絶縁され、さらに、前記第5半導体領域の代わりに第1方向に配置された複数の第7半導体領域と各々接続している；
ことを特徴とする請求項６記載の光センサーアレイ。
【請求項９】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項８記載の光センサーアレイ。
【請求項１０】
請求項8記載の光センサーアレイは更に、
前記第2、第4と第6半導体領域の各々とは離間して各々配置され、かつ、前記第6半導体領域の前記各々と接して設けられた各々の第7半導体領域と接続され、さらに、前記第1半導体領域と接して設けられた逆導電形の第8半導体領域と；
各々の前記第8半導体領域と接して設けられた第1導電型の第9半導体領域とから構成され；
前記第8半導体領域と前記第9半導体領域が前記第1方向と前記第2方向に配置され；
前記光センサーは更に、
前記第1半導体領域と接して設けられた前記第8半導体領域と前記第8半導体領域と接して設けられた前記第9半導体領域とから構成され；
前記第1グループ複数接続手段は、各々絶縁され、かつ、第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7と第8半導体領域とも絶縁され、さらに、前記第7半導体領域の代わりに第1方向に配置された複数の第9半導体領域と各々接続している；
ことを特徴とする請求項8記載の光センサーアレイ。
【請求項１１】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項10記載の光センサーアレイ。
【請求項１２】
請求項2記載の光センサーアレイは更に
非反転入力と反転入力とを有する電流検出手段とから構成され；
前記非反転入力は前記第2電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り替えて接続され、そして、前記第1駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が検出される；
ことを特徴とする請求項2記載の光センサーアレイ。
【請求項１３】
請求項4記載の光センサーアレイは更に
非反転入力と反転入力とを有する電流検出手段とから構成され；
前記非反転入力は前記第2電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り替えて接続され、そして、前記第1駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が検出される；
ことを特徴とする請求項4記載の光センサーアレイ。
【請求項１４】
選択されたグループの接続手段の前記一つの電位が前記第1電位から前記第2電位へ電位遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに遅延して切り替えて接続されて、選択された光センサーからの光電電流の検出を開始する；
ことを特徴とする請求項12記載の光センサーアレイ。
【請求項１５】
選択されたグループの接続手段の前記一つの電位が前記第1電位から前記第2電位へ電位遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに遅延して切り替えて接続されて、選択された光センサーからの光電電流の検出を開始する；
ことを特徴とする請求項13記載の光センサーアレイ。
【請求項１６】
各々のソースとドレインの一つに前記第1電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第1グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一つに前記第2電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段各々と接続されている第2グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一つが前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他の一つが前記選択されたグループの複数接続手段各々と接続されている第3グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が第1電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」であり； 
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」とする一方、他の（選択されていない）第2グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり； 
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つが「オン」から「オフ」になり；（８）
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動した後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残り第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；
ことを特徴とする請求項１または３記載の光センサーアレイの駆動手段。
【請求項１７】
請求項16記載の駆動手段はさらに、
第2グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一つに前記第2電位が印加され、そして、ソースとドレインの他の一つが電流検出手段の反転入力に接続されている第4グループ電界効果トランジスタから構成され；
第1グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」であり； 
それから、第4トランジスタを「オフ」から「オン」にし； 
更に、前期選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
前記第4グループ電界効果トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動した後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；
ことを特徴とする請求項16記載の駆動手段。
【請求項１８】
各々第１厚さと第１表面を持ち、第１方向と第２方向に配置され、かつ、各々が前記第１方向と前記第２方向の少なくとも一方向において離間している第１導電形の第１半導体領域と；
前記第１方向と前記第２方向とは互いに交差しており；
各々第２厚さと第２表面を持ち、各々の第１半導体領域と接して設けられ、かつ、互いに離間して配置されている逆導電形の第２半導体領域と；
各々第３厚さと第３表面を持ち、各々の前記第２半導体領域と接して設けられた第１導電形の第３半導体領域と；
前記第３半導体領域は前記第１方向と第２方向に配置されており；
各々前記第1半導体領域の各々と接して設けられ、各々は前記第2半導体領域の各々と近いがは離間して配置され、かつ、各々が前記第2半導体領域の各々と接して設けられている前記第3半導体領域の各々と接続されている逆導電形の第4半導体領域と；
各々が前記第4半導体領域の各々と接して設けられている第1導電形の第5半導体領域と；
前記第5半導体領域は前記第1方向と前記第2方向に配置されており； 
各々が絶縁され、第1半導体領域、第2半導体領域、第3半導体領域及び第4半導体領域と絶縁され、そして、各々が第1方向に配置された第5半導体領域と接続している第1グループ複数接続手段と； 
各々が絶縁され、前記第1グループ複数接続手段と絶縁され、そして、第2半導体領域、第3半導体領域、第4半導体領域及び第5半導体領域と絶縁され、そして、各々が第2方向に配置された前記第1半導体領域と接続している第2グループ複数接続手段とから構成される；
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項１９】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２０】
請求項18記載の光センサーアレイは更に、
一対又は複数対の半導体領域とから構成され；
前記一対又は複数対の半導体領域は；
前記第2及び第3半導体領域の各々と離間して配置され、前記第1半導体領域の各々と接して設けられた逆導電形の第6から第ｎ半導体領域、及び、前記第6から第ｎ半導体領域と順次接して設けられた第7から（ｎ＋１）半導体領域と； 
前記「ｎ」は６以上の偶数を示し、前記対の数はｎが６に等しい時に１、ｎが８に等しい時に２、ｎが１０に等しい時に３、ｎが１２に等しい時に４等々となり；
前記第3半導体領域は前記第4半導体領域に代わって第6半導体領域と接続され；
前記第4半導体領域は前記第3半導体領域に代わって前記第（ｎ＋１）半導体領域と接続され； 
前記第（ｎ＋１）半導体領域以外の前記半導体の複数対の一対からなる奇数番目の半導体領域は前記半導体の複数対の他の一対からなる偶数番目の半導体領域と各々接続される；
ことを特徴とする請求項１８記載の光センサーアレイ。
【請求項２１】
第2方向に配置された前記第1半導体領域が第2方向において各々接して、少なくとも前記第2グループ複数接続手段の一つの少なくとも一部として各々が相互接続している；
ことを特徴とする請求項２０記載の光センサーアレイ。
【請求項２２】
前記第3半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第2半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項２３】
前記第3半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第2半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項２４】
前記第2半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第1半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項２５】
前記第2半導体領域のエネルギーバンドギャップが前記第1半導体領域のエネルギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項２６】
前記第1半導体領域が１．１エレクトロンボルトより小さいエネルギーバンドギャップを持つ半導体材料であることを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項２７】
前記第1半導体領域が１．１エレクトロンボルトより小さいエネルギーバンドギャップを持つ半導体材料であることを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項２８】
前記第1半導体領域が半絶縁性半導体基板上で成長したInxGayAszPqSbr,、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項２９】
前記第1半導体領域が半絶縁性半導体基板上で成長したInxGayAszPqSbr,、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項３０】
前記第1半導体領域が化合物半導体であり、そして、第3領域半導体がInxGayAszPqSbr,、但し、ｘ、ｙ、ｚ、ｑとｒは０から１の実数、であることを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項３１】
前記第3半導体領域の厚さが検出される光の光吸収係数の逆数の3倍以上であることを特徴とする請求項30記載の光センサーアレイ。
【請求項３２】
前記第1半導体領域が基板表面と接触して配置され、そして、各々が第21領域によって分離されている；
ことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項３３】
前記第1半導体領域が基板表面と接触して配置され、そして、各々が第21領域によって分離されている；
ことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項３４】
第22領域が2つの前記第2半導体領域の間に配置されている；
ことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項３５】
第22領域が2つの前記第2半導体領域の間に配置されている；
ことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項３６】
前記第1半導体領域は第1表面と対向する第1対向表面を持ち、そして、導電層が前記第1対向表面上の第1半導体領域に付着されている；
ことを特徴とする請求項５記載の光センサーアレイ。
【請求項３７】
前記第1半導体領域は第1表面と対向する第1対向表面を持ち、そして、導電層が前記第1対向表面上の第1半導体領域に付着されている；
ことを特徴とする請求項19記載の光センサーアレイ。
【請求項３８】
前記第1 グループ複数接続手段と第2グループ複数接続手段の一方が導電性薄膜である；
ことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項３９】
前記第1 グループ複数接続手段と第2グループ複数接続手段の一方が導電性薄膜である；
ことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項４０】
前記第1 グループ複数接続手段と第2グループ複数接続手段の一方が金属ワイヤーである；
ことを特徴とする請求項3記載の光センサーアレイ。
【請求項４１】
前記第1 グループ複数接続手段と第2グループ複数接続手段の一方が金属ワイヤーである；
ことを特徴とする請求項18記載の光センサーアレイ。
【請求項４２】
半絶縁性の半導体基板と；
前記基板上に成長した第1導電形の第1半導体領域と；
前記第1半導体領域上にエピタキシャル成長され、そして、前記第1方向と第2方向に配置された逆導電形の第2半導体領域と；
前記第2半導体領域の各々の上にエピタキシャル成長され、そして、第1及び第2方向に配置されている第３半導体領域と；
第1方向に前記第3半導体領域を接続している第1接続手段とからなり；
該第1半導体領域は第1方向に各々離間して配置され；
前記第1方向と前記第2方向が互いに交差した、
ことを特徴とする光センサーアレイ。
【請求項４３】
前記基板は半絶縁性のInPからなり；
前記第1半導体領域はInPからなり；
前記第3半導体領域はInxGayAszSbr,、但し、ｘ、ｙ、ｚとｒは0以上1以下の実数、からなる；
ことを特徴とする請求項42記載の光センサーアレイ。
【請求項４４】
光センサーアレイと； 
第1駆動手段、第2駆動手段及び電流検出手段からなる周辺回路と；
複数の光センサー、第1グループ複数接続手段、第2グループ複数接続手段からなる前記光センサーアレイと；
前記光センサーアレイは、前記第1グループ複数接続手段と前記第2グループ複数接続手段と前記複数の光センサーとから構成され；
前記複数の光センサーの各々1つは前記第1グループ複数接続手段の1つと前記第2グループ複数接続手段の1つと接続され、
前記第1グループ複数接続手段から選択された一つと前記第2グループ複数接続手段の選択された一つとの交点で前記複数の光センサーから一つの光センサーが選択され；
前記第1グループ複数接続手段と前記第2グループ複数接続手段から複数接続手段の一つが選択され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段から一つがさらに選択され；
前記第1駆動手段が選択された一つの接続手段を第1電位から第2電位に駆動する一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが前記第1電位に維持され、その後、前記第１駆動手段は高インピーダンス出力状態とされ；
逐次検出のために、前記第2駆動手段は選択されていないグループの複数接続手段を第3電位から第4電位に駆動した後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りは前記第3電位に維持され；
前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流を前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第2電位で逐次検出し；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流を除いて読み出せないようにした；
ことを特徴とする光センサーアレイデバイス。
【請求項４５】
アナログ―デジタルコンバータ、メモリーブロック及び校正回路を更に備え； 
最初に、前記逐次検出を用いて、参照光像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の参照電気情報が検出され；
検出された前記各々の参照電気情報は前記アナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、そして、前記メモリーブロックに参照デジタルデータとして記憶され； 
次に、前記逐次検出を用いて、目標光学像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の電気情報が検出され；
検出された各々の電気情報は前記アナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、そして、前記校正回路においてメモリーブロックに記憶されている各々の参照デジタルデータで割り算が行われ；
前記校正回路が各々の参照デジタルデータで割り算した値を各々のデジタルデータとして出力する；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４６】
前記参照光像の数が複数であり、そして、前記複数の参照光像が各々の光量の水準を持ち、参照デジタルデータの複数の組が前記メモリーブロックに記憶されており；
各々の光センサーからの前記各々のデジタルデータが前記各々のデジタルデータに最も近い参照水準を持つ前記光センサーからの参照デジタルデータによって割り算され；
前記割り算されたデータが更に前記光量水準を掛け算される； 
ことを特徴とする請求項４５記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４７】
メモリーブロック及び校正回路を更に備え； 
最初に、前記逐次検出を用いて、「暗」環境下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の「暗」電気情報が検出され；
検出された各々の「暗」電気情報はアナログ―デジタルコンバータによって各々の「暗」デジタルデータに変換されて前記メモリーブロックに記憶され； 
次に、前記逐次検出を用いて、目標光学像の下で、光センサーアレイ内の各々の光センサーからの各々の電気情報が検出され；
検出された各々の電気情報はアナログ―デジタルコンバータによって各々のデジタルデータに変換され、該各々のディジタルデータからメモリーブロックに記憶されている各々の「暗」デジタルデータを校正回路において引き算し；
前記校正回路が各々の「暗」デジタルデータを引き算した値を各々のデジタルデータとして出力する；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４８】
前記メモリーブロックのメモリー素子が不揮発性メモリーであることを特徴とする請求項４５記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項４９】
前記メモリーブロックのメモリー素子が不揮発性メモリーであることを特徴とする請求項４７記載の光センサーアレイデバイス。
【請求項５０】
光センサーアレイと； 
第1駆動手段、第2駆動手段；電流検出手段；ダミー電流検出手段及び差動増幅器からなる周辺回路とから構成され；
前記光センサーアレイは
複数の光センサー、
第1グループ複数接続手段、
複数のダミー光センサーが接続されている少なくとも一つのダミー接続手段、
及び、第2グループ複数接続手段とから構成され；
前記複数の光センサーの各々が前記第1グループ複数接続手段の一つ、及び、前記第２複数接続手段に接続されていて；
前記光センサーアレイの光センサーは前記第1グループ複数接続手段の選択された一つと前記第２グループ複数接続手段の選択された一つの交点で選択され；
前記第1グループ複数接続手段、及び、前記第2グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され； 
更に一つの接続手段が前記選択されたグループの複数接続手段から選択され、第１駆動手段によって第1電位から第２電位に駆動され、一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが前記第1電位に維持され、その後、前記第１駆動手段が高インピーダンス出力状態になり；
前記ダミー接続手段は前記選択されたグループの複数接続手段に平行に配置され、そして、前記と同時に第１駆動手段によって第1電位から第２電位に駆動され、その後、前記第１駆動手段が高インピーダンス出力状態になり；
選択されていないグループの複数接続手段が前記第２駆動手段によって、第３電位から第４電位に駆動された後第4電位から該第3電位に逐次駆動される一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りが前記第３電位に維持され；
前記選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続されている複数の光センサーからの光電電流が前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、前記電流検出手段によっておおよそ前記第2電位で逐次検出され、
そして、前記ダミー接続手段と接続している複数のダミー光センサーからの光電電流が前記ダミー接続手段を通して、前記ダミー電流検出手段によっておおよそ前記第２電位で逐次検出され、
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第４電位が前記光センサーに供給され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第2電位が前記光センサーに供給されることにより、前記選択された光センサーから前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通して、前記第３電位が前記光センサーに供給され、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、前記第１電位が前記選択された光センサーへ供給されることにより、前記選択された光センサーからの漏れ電流以外の前記光電電流を読み出せないようにし；
一つの入力へ前記電流検出手段からの電子情報が供給され、他方の入力へ前記ダミー電流検出手段からの電子情報が供給された差動増幅器の出力から補償された電子情報がえられる、
ことを特徴とする光センサーアレイデバイス。
【請求項５１】
各々のソースとドレインの一方に前記第1電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第1グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方に前記第2電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第2グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方が前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第3グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が前記第1グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」であり； 
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの前記一つが「オフ」から「オン」になる一方、他の（選択されていない）第2グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり； 
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり； 
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つを「オン」から「オフ」とし； 
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動した後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残り第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項４４記載の光センサーアレイデバイス用第1駆動手段。
【請求項５２】
各々のソースとドレインの一方に前記第1電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第1グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方に前記第2電位が印加され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第2グループ電界効果トランジスタと；
各々のソースとドレインの一方が前記電流検出手段の反転入力に接続され、そして、各々のソースとドレインの他方が前記選択されたグループの複数接続手段の各々と接続されている第3グループ電界効果トランジスタとから構成され；
選択されたグループの複数接続手段の一つの選択が前記第1グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にすることによって行われる一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」であり； 
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの一つが「オフ」から「オン」になる一方、他の（選択されていない）第2グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの選択された一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の（選択されていない）第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり； 
そして、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第2グループ電界効果トランジスタの選択された前記一つを「オン」から「オフ」とし； 
その後、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動して後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項５０記載の光センサーアレイデバイス用第１駆動手段。
【請求項５３】
第2グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一方に前記第2電位が印加され、そして、ソースとドレインの他方が電流検出手段の反転入力に接続されている第4グループ電界効果トランジスタから構成され；
第1電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」とすることにより、前記選択されたグループの複数接続手段から1つを選択し； 
それから、第4トランジスタを「オフ」から「オン」にし； 
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」とする一方、他の第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
第4トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動した後前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の読み出しが開始される；
ことを特徴とする請求項５１記載の第１駆動手段。
【請求項５４】
第2グループ電界効果トランジスタに代わって、ソースとドレインの一つに前記第2電位が印加され、そして、ソースとドレインの他の一つが電流検出手段の反転入力に接続されている第4グループ電界効果トランジスタから構成され；
第1電界効果トランジスタの選択された一つを「オン」から「オフ」にする一方、他の（選択されていない）第1グループ電界効果トランジスタは「オン」とすることにより、前記選択されたグループの複数接続手段から1つを選択し； 
それから、第4トランジスタを「オフ」から「オン」にし； 
更に、選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている第3グループ電界効果トランジスタの一つを「オフ」から「オン」にする一方、他の第3グループ電界効果トランジスタは「オフ」であり；
第4トランジスタを「オフ」にした後に、選択されていないグループの複数接続手段の各々を第3電位から第4電位に駆動して後それから、前記第4電位から前記第3電位に逐次駆動する一方、前記選択されていないグループの複数接続手段の残りを第3電位に維持することによって、選択されたグループの複数接続手段の選択された一つに接続された複数の光センサーからの光電電流の検出が開始される；
ことを特徴とする請求項５２記載の第１駆動手段。
【請求項５５】
請求項４４記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５６】
請求項４５記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５７】
請求項４７記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５８】
請求項５０記載の光センサーアレイデバイスと；
前記光センサーアレイデバイス上に対象物の光学像を結ぶための結像手段とから構成される；
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５９】
更に前記電流検出手段からの出力に従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５５記載の撮像装置。
【請求項６０】
更に前記校正回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５６記載の撮像装置。
【請求項６１】
更に前記校正回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５７記載の撮像装置。
【請求項６２】
更に前記差動回路からのデータに従って像を表示する表示手段から構成される；
ことを特徴とする請求項５８記載の撮像装置。
【請求項６３】
複数の光センサー、第１グループ複数接続手段、第２グループ複数接続手段から構成された光センサーアレイの検出法であって；
前記光センサーの各々は前記第1グループ複数接続手段の各々と前記第2グループ複数接続手段の各々と接続され；
前記光センサーは前記第1グループ複数接続手段と前記第2グループ複数接続手段との交点で前記複数の光センサーから選択され；
前記第１グループ複数接続手段と前記複数第2グループ複数接続手段から一つのグループの複数接続手段が選択され、そして、前記選択されたグループの複数接続手段から一つの接続手段がさらに選択され、第１電位から第２電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残りが第１電位に維持され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の各々一つを、前記第３電位から第４電位に駆動した後前記第４電位から前記第３電位に逐次駆動する一方、選択されていないグループの複数接続手段の残りを第３電位に維持ことによって；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに接続されている複数の光センサーからの光電電流は、前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通して、おおよそ前記第２電位において逐次検出され；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第４電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つの接続手段を通じて前記選択された光センサーに供給される前記第２電位とにより前記選択された光センサーからの前記光電電流を読み出せるようにし；
前記選択されていないグループの複数接続手段の前記一つを通じて前記光センサーに供給される前記第３電位と前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つを通じて前記選択された光センサーに供給される前期第１電位とで、前記選択された光センサーからの光電電流はリーク電流以外は読み出せないようにした
ことを特徴とする光センサーアレイの検出方法。
【請求項６４】
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つが第１駆動手段によって前記第１電位から第２電位に駆動され、そして、前記第２電位から第１電位に駆動される一方、前記選択されたグループの複数接続手段の残余の接続手段の電位は前記第１電位に維持され；
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つを前記第１電位から前記第２電位に駆動した後、前記第１駆動手段は前記選択された複数の光センサーからの光電電流が読み出されている間は電気的に高インピーダンスである；
ことを特徴とする請求項６３記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６５】
前記電流検出手段は非反転入力と反転入力とを有し；
前記非反転入力は前記第2電位に接続され、かつ、前記反転入力は前記選択されたグループの複数接続手段の前記選択された一つに切り換えられ、そして、前記第1駆動手段が電気的に高インピーダンスである間に選択された光センサーからの光電電流が読み出される；
ことを特徴とする請求項64記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６６】
前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つの電圧が前記第1電位から前記第2電位へ遷移した後に、前記電流検出手段が前記選択されたグループの複数接続手段の前記一つに前記電流検出手段の反転入力が遅延して切り換えられ、前記選択された光センサーからの光電電流の読み出しを開始する；
ことを特徴とする請求項６５記載の光センサーアレイの検出方法。
【請求項６７】
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第３半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第３半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６８】
前記第２電位に関して前記第４電位は第２半導体領域を第1半導体領域に対して順バイアスとする極性であり、かつ、前記第１電位に関して前記第３電位は第１半導体領域を第２半導体領域に対して逆バイアスまたはゼロバイアスとする極性である；
ことを特徴とする請求項３記載の光センサーアレイ。
【請求項６９】
前記基板が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７０】
前記基板が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７１】
前記第２１領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７２】
前記第２１領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７３】
前記第２２領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項７４】
前記第２２領域が逆導電形の半導体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項７５】
前記基板が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７６】
前記基板が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７７】
前記第２１領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項７８】
前記第２１領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項７９】
前記第２２領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項８０】
前記第２２領域が半絶縁性半導体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項８１】
前記基板が絶縁体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８２】
前記基板が絶縁体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８３】
前記第２１領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８４】
前記第２１領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８５】
前記第２２領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項８６】
前記第２２領域が絶縁体であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【請求項８７】
前記第２１領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３２記載の光センサーアレイ。
【請求項８８】
前記第２１領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３３記載の光センサーアレイ。
【請求項８９】
前記第２２領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３４記載の光センサーアレイ。
【請求項９０】
前記第２２領域が空気間隙であることを特徴とする請求項３５記載の光センサーアレイ。
【外国語明細書】
2010034872000001.pdf