(57)【要約】【課題】  暗状態にある画素からの信号が本来出力されるべきレベルからずれて画質が悪化することを防止し、画質を向上させる。【解決手段】複数の光電変換素子と、該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、該スイッチ手段に制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、前記制御配線は、前記複数のスイッチ手段を順次接続し、前記制御配線の両端が前記制御信号供給手段に接続している。【選択図】      図１
2005269221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、前記複数のスイッチ手段を順次接続し、前記制御配線の両端が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、前記複数のスイッチ手段を順次接続し、前記制御配線の両端及び前記複数のスイッチ手段間の１個所以上が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、少なくとも二つ以上の群に分けられた前記複数のスイッチ手段に対して、各群内の複数のスイッチ手段を順次接続する分割した制御配線であって、前記分割した各制御配線が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
前記複数のスイッチ手段は、一列に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記分割した各制御配線は、前記複数のスイッチ手段の各群間において前記制御信号供給手段と接続する側と反対の側が隣接していることを特徴とする請求項３又は４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記分割した各制御配線は、前記複数のスイッチ手段の各群において先頭側と末尾側の両方から前記制御信号供給手段に接続することを特徴とする請求項３又は４に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記制御配線に、制御信号バッファ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項８】
複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記複数のスイッチ手段は、第一の配線層と第二の配線層で互いに接続されており、前記第一の配線層には前記複数のスイッチ手段の全てが直接接続されており、前記第二の配線層にはスイッチ手段の数より少ない接続点で接続されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項９】
前記光電変換素子をリセットするリセット手段を有し、
前記複数の信号保持手段は、前記リセット手段により前記光電変換素子をリセットしたときに対応する信号と光電荷に応じた信号を異なる時間に保持する、同一の信号保持手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記光電変換素子をリセットするリセット手段を有し、
前記複数の信号保持手段は、前記リセット手段により前記光電変換素子をリセットしたときに対応する信号と光電荷に応じた信号をそれぞれ保持する、異なる信号保持手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項１１】
前記スイッチ手段は、ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の光電変換装置を複数実装したことを特徴とする密着型イメージセンサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の密着型イメージセンサを有することを特徴とする原稿画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子と信号を保持する容量素子を有する構成の光電変換装置及び密着型イメージセンサに関する。密着型イメージセンサは、複数実装した光電変換装置により被読取原稿面の画像の反射光を読み取るものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の光電変換装置の模式図である。
【０００３】
図１１において、６画素のリニアセンサの回路を例にとったものである。各画素は、１列に並べられている。１はフォトダイオードなどの光電変換素子であり一例として正孔蓄積型のフォトダイオードを示している（なお、各画素において、光電変換素子１は、１−１，１−２，…の枝番の符号が付けられており、以下他の素子も同様である）。２は第１のリセットＭＯＳトランジスタ、３は第１のソースフォロワの入力ＭＯＳトランジスタ、４は第１のソースフォロワの定電流源、入力ＭＯＳトランジスタ３と定電流源４を合わせて第１のソースフォロワ５を形成する。同図では一例としてＰＭＯＳを用いたソースフォロワを示している。６は第１の転送ＭＯＳトランジスタであり一例としてＮ型ＭＯＳトランジスタの例を示している。７は第１の保持容量、８は第２のソースフォロワの入力ＭＯＳトランジスタ、９は第２のソースフォロワの定電流源、入力ＭＯＳトランジスタ８と定電流源９を合わせて第２のソースフォロワ１０を形成する、同図では一例としてＰＭＯＳを用いたソースフォロワを示している。１１は第２の転送ＭＯＳトランジスタ、１２は第２の保持容量、１３は第３の転送ＭＯＳトランジスタ、１４は第３の保持容量、１５は走査回路、１６は走査回路１５からの信号で駆動される第４の転送ＭＯＳトランジスタ、１７は第４の転送ＭＯＳトランジスタ１６の一端が共通接続された共通出力線、１８は共通出力線１７が接続された差動入力の出力アンプ、１９は上記共通出力線１７をリセットする第２のリセットＭＯＳトランジスタ、２０は上記各リセットＭＯＳトランジスタ及び転送ＭＯＳトランジスタの動作を制御するパルスを生成するロジック回路、２１は第１のリセット電源、２２は第２のリセット電源である。
【０００４】
図１２は、前記回路の動作タイミングを示す図である。
【０００５】
図１２において、回路の動作を簡単に説明する。ＰＲＥＳはリセットＭＯＳトランジスタ２のゲートに入力されるリセットパルス、ＰＣＭは第１の転送ＭＯＳトランジスタのゲートに入力される第１の転送パルス、ＰＴＮは第２の転送ＭＯＳトランジスタ１１のゲートに入力される第２の転送パルス、ＰＴＳは第３の転送ＭＯＳトランジスタ１３のゲートに入力される第３の転送パルス、ＳＲ１〜ＳＲ６は走査回路１５から順次出力される走査パルス、ＰＲＥＳ２は第２のリセットＭＯＳトランジスタ１９のゲートに入力される第２のリセットパルスである。ＶＳＦ１は第１のソースフォロワ５の出力端子電位、ＶＭは第１の保持容量７上の電位、ＶＮは第２の保持容量１２上の電位、ＶＳは第３の保持容量１４上の電位、ＶＯＵＴは出力アンプ１８の出力端子電位である。
【０００６】
まず、時刻ｔ０にＰＲＥＳにより第１のリセットＭＯＳトランジスタ２をオンして光電変換素子１をリセットする。その後、時刻ｔ１にＰＣＭにより第１の転送ＭＯＳトランジスタ６をオンして第１のソースフォロワ５を介してリセット電圧を第１の保持容量７に転送する。時刻ｔ２に第１の転送ＭＯＳトランジスタ６をオフしてリセット電圧を第１の保持容量７に保持する。光電変換素子１は光信号の蓄積動作に入り入射した光の量に応じて信号電荷を発生させる。発生した信号電荷は図示していないが光電変換素子１と第１の入力ＭＯＳトランジスタ３が接続した部分に存在する容量によって信号電圧に変換される。
【０００７】
前記容量は一般にフォトダイオードの接合容量、リセットＭＯＳトランジスタのドレイン接合容量、入力ＭＯＳトランジスタのゲート容量、接続配線間容量等が相当する。また意図的に付加した容量の場合もある。時刻ｔ３にＰＴＮにより第２の転送ＭＯＳトランジスタ１１をオンして第２のソースフォロワ１０を介して保持容量７上のリセット電圧を第２の保持容量１２上に転送する。時刻ｔ４に第２の転送ＭＯＳトランジスタ１１をオフしてリセット電圧を第２の保持容量１２上に保持する。
【０００８】
次に、蓄積時間終了の時刻ｔ５に再度ＰＣＭにより第１の転送ＭＯＳトランジスタ６をオンして信号電圧を第１のソースフォロワ５を介して第１の保持容量７上に転送する。時刻ｔ６に第１の転送ＭＯＳトランジスタ６をオフして信号電圧を保持容量７上に保持する。次に時刻ｔ７にＰＴＳにより第３の転送ＭＯＳトランジスタ１３をオンして第１の保持容量７上の信号電圧を第３の保持容量１４上に転送する。時刻ｔ８に第３の転送ＭＯＳトランジスタ１３をオフして信号電圧を第３の保持容量１４に保持する。時刻ｔ９に光電変換素子１は、ＰＲＥＳにより第１のリセットスイッチをオンすることで再度リセットされ、その後次のフィールドの光信号蓄積を開始する。それと並行して共通出力腺はＰＲＥＳ２をオンすることでリセットされる。リセットされた後に走査パルスＳＲ１により第４の転送ＭＯＳトランジスタ１６がオンして保持容量１２，１４上のリセット電圧及び信号電圧が共通出力線１７に読み出される。上記二つの電圧の差電圧が差動入力の出力アンプ１８を介してＶＯＵＴとして出力されるものである。
【０００９】
以下、ＰＲＥＳ２とＳＲ２〜ＳＲ６を順次オンすることで６画素リニアセンサの信号を連続して読み出すものである。本例のような読み出し回路を用いることで、光電変換素子部での光信号蓄積動作と信号読み出し動作を並行して行うことができ高速な動作は可能となる。
【特許文献１】特開平１１−２３４４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１３は、図１１における第１の転送ＭＯＳトランジスタ６の周辺を模式的に示した図である。
【００１１】
同図において、図１１と同一部材は同一符号を付けている。図１３（ａ）は、全ての転送ＭＯＳトランジスタがオン状態にある場合、図１３（ｂ）は一部の転送ＭＯＳトランジスタがオン状態にある場合、図１３（ｃ）は、全ての転送ＭＯＳトランジスタがオフ状態にある場合を示している。３０１は転送ＭＯＳトランジスタ６のゲート、３０２は転送ＭＯＳトランジスタ６のソース、３０３は転送ＭＯＳトランジスタ６のドレイン、３０４は転送ＭＯＳトランジスタ６がオンしているときにゲート３０１の下にゲート絶縁膜を介して形成されるチャネル領域、チャネル領域３０４の下はウエル領域である。３０５はゲート３０１とソース３０２の間の容量、３０６はゲート３０１とドレイン３０３の間の容量、３０７はＭＯＳトランジスタ６がオンしているときにゲート３０１とチャネル３０４間に形成される容量、３０８はＭＯＳトランジスタ６がオフしたときにゲートとウエルとの間に形成される容量、３０９はソースフォロワ５から保持容量７の間に付く抵抗成分、３１０は第１の転送ＭＯＳトランジスタ６のゲートを駆動する制御配線、３１１はこの制御配線に付く抵抗成分を模式的に表したものである。抵抗成分３０９はソースフォロワ内部の内部抵抗や第１の転送ＭＯＳトランジスタ６のチャネル抵抗がそれにあたる。また、抵抗成分３１１は制御配線の配線抵抗が相当する。
【００１２】
図１３（ａ）に示したように、制御配線に付く容量はＭＯＳトランジスタ６がオン状態のときは容量３０５，３０６，３０７である。図１３（ｃ）に示したようにオフ状態のときは３０５，３０６，３０８となる。３０８はゲート絶縁膜の容量とウエルの空乏層容量の直列容量となるため３０７より小さな値になる。そのためＭＯＳトランジスタ６がオン状態のときの方が制御配線に付く容量はオフ状態のときより大きくなる。
【００１３】
ここで、図１２における時刻ｔ２の転送ＭＯＳトランジスタ６の動作を更に詳しく考察する。図１３（ａ）に示したようにゲート電圧がハイレベルにいるときは全ての転送ＭＯＳトランジスタ６がオン状態にあるため制御配線には全ての転送ＭＯＳトランジスタ６の容量３０５，３０６，３０７が負荷として付く。次に時刻ｔ２のオフ動作の過程でゲート電圧が徐々に低くなりソース電圧との差がおよそ閾値電圧程度になると転送ＭＯＳトランジスタ６はオフ状態になるため、図１３（ｃ）に示したように制御配線に付く容量は前述したように小さくなる。時刻ｔ２には光電変換素子はリセット直後なので全ての転送ＭＯＳトランジスタ６のソースはおよそリセット電圧に応じた電位にいる。そのためほぼ同タイミングで全ての転送ＭＯＳトランジスタ６はオン状態からオフ状態へと切り替わる。
【００１４】
次に、図１４（ａ），（ｂ）は、図１２における時刻ｔ２の動作のタイミングを詳細に示す図である。
【００１５】
図１４（ａ）は、転送ＭＯＳトランジスタ６のゲート電圧の経時変化である。同図においてＴ１期間は制御配線に付く容量が大きいため配線の持つ抵抗３１１と容量に起因するＲＣ時定数のためにゲート電圧の変化量は同図のように緩やかなものとなる。ゲート電圧が徐々に低下して前述したように転送ＭＯＳトランジスタ６がオフ状態になると制御配線に付く容量が小さくなるため期間Ｔ３に示したようにゲート電圧の変化は急になる。図１４（ｂ）は転送ＭＯＳトランジスタ６に接続した第１の保持容量７上の電位ＶＭを示したものである。第１の保持容量７と制御配線３１０は、図１３（ａ）に示したように容量３０５，３０６，３０７で結合している。ソースフォロワ５との間の抵抗が十分低ければ保持容量７上の電圧はソースフォロワの出力電圧に固定されるはずであるが、実際には抵抗成分３０９が存在するため制御配線の電位の変化に応じて保持容量上の電位は過渡的に変化する。この過渡的な電位変化分は転送ＭＯＳトランジスタ６がオフ状態になったときに固定され、その分が本来保持容量７上に読み出すべき電圧からのずれとなる。
【００１６】
図１４（ｂ）に示したように、期間Ｔ１にはゲート電圧の変化量に応じて保持容量７上の電圧も変化していく。期間Ｔ３で転送ＭＯＳトランジスタはオフ状態になるのでオン状態の時に生じた過渡的な電位変化は固定され、更に依然として残る制御配線との間の容量３０６での結合により保持容量７上の電位は変化する。
【００１７】
図１４（ｃ），（ｄ）は、図１２の時刻ｔ６の動作を更に詳細に考察したものである。このとき図１１の光電変換素子１−１〜１−３には光が照射されており、１−４〜１−６は暗状態にあるものとする。図１４（ｃ）の期間Ｔ１には全ての転送ＭＯＳトランジスタ６がオン状態にあるので図１４（ａ）の期間Ｔ１と同じ変化量でゲート電圧は変化する。同様に保持容量７上の電圧も図１４（ｄ）に示したように同様に変化する。次に期間Ｔ２について考える。光が照射された光電変換素子が接続した画素のソースフォロワ５の出力電圧は暗状態にある画素よりも高い電圧にいるため、その画素の転送ＭＯＳトランジスタ６−１〜６−３は先にオフ状態となる。６画素中３画素がオフ状態、３画素がオン状態になっている期間Ｔ２の様子を示したのが図１３（ｂ）である。同図からわかるように制御配線に付く容量は期間Ｔ１と期間Ｔ３の間の容量値となるため、制御配線の電圧変化の傾きも期間Ｔ１と期間Ｔ３の中間の傾きを持つことになる。そのため図１４（ｄ）に示したように、暗状態における画素の保持容量７上の電位変化量は期間Ｔ２での電位変化量に応じて図１４（ｂ）の場合とは異なる量になる。
【００１８】
ここで、光電変換素子１−４〜１−６が接続した画素は自分自身には光が照射されていないので本来時刻ｔ２と時刻ｔ６の保持容量７上の電位は一致して差動出力アンプ１８の出力は０であるはずだが、上述したように他の光電変換素子１−１〜１−３に光照射された光量に応じて時刻ｔ２と時刻ｔ６の保持容量７上の電位に差が生じてしまうので図１１の出力アンプ１８からはマイナスの信号が出力される。そのため本来暗状態として規定したレベルよりも低いレベルが出力されることとなり画像上その部分が極度に黒く表示され画質が悪化するという問題点があった。
【００１９】
図１５は、前述の光電変換装置を複数実装されて構成した密着型イメージセンサを模式的に示した図である。
【００２０】
密着型イメージセンサとしては、例えば上記特許文献１などが開示されている。図１５（ａ）において４０１は個々の光電変換装置、４０２は光電変換素子、４０３は光電変換装置内の周辺処理回路部である。同図では６画素を有する光電変換装置を３つ実装した密着型イメージセンサ４０４の場合を一例に示している。その下に示した図１５（ｂ）は、従来の光電変換装置について、光電変換装置からの出力を縦軸に、横軸を対応する画素の空間的配置として示したものである。
【００２１】
ここで、光電変換装置４０１−１の前半３画素に光が照射され、それ以外の画素は暗状態にある場合を考える。光電変換装置４０１−１の前半の３画素ａ〜ｃは照射された光量に応じた信号が出力される。後半の３画素ｄ〜ｆの出力は上述した保持容量上の電位変化に起因して後半の画素ほど大きなマイナスの信号が出力される。しかし、光電変換装置４０１−２，４０１−３は、全画素に光が照射されていないため上述したようなマイナス信号は出力されない。そのため光電変換装置４０１−１の６番目の画素ｆの出力と光電変換装置４０１−２の１番目の画素ａの出力は、ともに暗状態に対応した信号を出力するべきである。ところが一方は大きなマイナス信号を出力するためその境界が段差として認識され、単一の光電変換装置の場合よりも更に著しく画質が悪化するという問題があった。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、暗状態にある画素からの信号が本来出力されるべきレベルからずれて画質が悪化することを防止し、画質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、前記複数のスイッチ手段を順次接続し、前記制御配線の両端が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、前記複数のスイッチ手段を順次接続し、前記制御配線の両端及び前記複数のスイッチ手段間の１個所以上が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記制御配線は、少なくとも二つ以上の群に分けられた前記複数のスイッチ手段に対して、各群内の複数のスイッチ手段を順次接続する複数の異なる制御配線であって、前記複数の制御配線が前記制御信号供給手段に接続していることを特徴とする。
【００２６】
更に、本発明の光電変換装置は、複数の光電変換素子と、
該光電変換素子で発生した光電荷に応じた信号をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
該増幅手段の出力信号をそれぞれスイッチ手段を介して保持する複数の信号保持手段と、
該スイッチ手段に制御配線を介して制御信号を供給する制御信号供給手段を有する光電変換装置において、
前記複数のスイッチ手段は、第一の配線層と第二の配線層で互いに接続されており、前記第一の配線層には前記複数のスイッチ手段の全てが直接接続されており、前記第二の配線層にはスイッチ手段の数より少ない接続点で接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光が照射された画素数によって制御配線のＲＣ時定数の変化の影響を低減し、信号保持容量上の電位変化を抑えることができる。それにより、暗状態にある画素からの信号が本来出力されるべきレベルからずれて画質が悪化することを防止し、画質を向上させることができる光電変換装置を実現できるものである。特に、複数の光電変換装置を実装した密着型イメージセンサにおいて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明における第１の実施形態の光電変換装置を示した模式図である。
【００２９】
図１１と同一部材は同一符号を付けている。第１の転送ＭＯＳトランジスタ６は一つの制御配線に順次接続されている点は、従来の装置と同じであるが、本実施形態は、ロジック回路２０から第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続する配線を片側から結線するのではなく追加した配線５０１を用いて両側から結線するようにしたものである。
【００３０】
同図に示したように、追加した配線５０１の経路には配線自体の抵抗成分は付くものの元の制御配線に存在しているＭＯＳトランジスタのゲート容量成分がないため、同図の第１の転送ＭＯＳトランジスタ６−６に接続するところまでは極めて小さいＲＣ時定数で制御信号を伝達することができる。そのため従来例では制御配線のＲＣ時定数変化の影響をもっとも大きく受けていた光電変換素子１−６が接続する画素での制御配線のＲＣ時定数変化を十分に小さくできるものである。図１５（ｃ）は、本発明による改善効果を模式的に示したものである。同図に示したように、第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続する配線を両側から結線することで光電変換装置４０１−１の４〜６番目の画素に生じていたマイナス信号が出力されるという問題点は解消され、密着型イメージセンサの場合特に大きな問題となっていた光電変換装置間の出力段差も解消することができた。
【００３１】
図２は、本実施形態の他の例を示した図である。
【００３２】
図２に示したように、両側からの２ヶ所に限るものではなく同図の６０１に示したように第１の転送ＭＯＳトランジスタ６の途中にも結線し、合計３ヶ所以上の複数ヶ所に結線することで更に効果が得られるものである。
【００３３】
［第２の実施形態］
図３は、本発明における第２の実施形態の光電変換装置を示した模式図である。
【００３４】
図１１と同一部材は同一符号を付けている。本実施形態は、ロジック回路２０から第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続する配線を片側から結線するのではなく両側から結線するようにした点は、実施形態１と同じであるが、更に第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続する直前にバッファ回路７０１で制御信号を波形整形してから結線するようにしたものである。
【００３５】
本構成をとることにより追加した制御配線５０１にわずかに存在するＲＣ時定数変化の影響を更に低減することができるため、より大きな改善効果が得られるものである。
【００３６】
図４は、本実施形態の他の例を示した図である。
【００３７】
図４に示したように、両側からの２ヶ所に限るものではなく同図の８０１に示したように制御配線６０１にもバッファ回路を配置し、合計３ヶ所以上の複数ヶ所にバッファ回路を配置して結線することで更に効果が得られるものである。
【００３８】
各画素ごとにバッファを設けても同様に効果が得られることはいうまでもない。
【００３９】
［第３の実施形態］
図５は、本発明における第３の実施形態の光電変換装置を示した模式図である。
【００４０】
図１１と同一部材は同一符号を付けている。本発明は、ロジック回路２０から第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続する配線を、片側から結線するのではなく追加した配線５０１を用いて両側から結線することに加えて、第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続している制御配線を第１の転送ＭＯＳトランジスタ６に接続している経路の途中で分割し前半の画素を制御配線９０１、後半の画素を制御配線９０２で結線したものである。
【００４１】
分割した制御配線９０１，９０２は、第１の転送ＭＯＳトランジスタ６の各群間において、ロジック回路２０と接続する側と反対の側が隣接している。
【００４２】
また、図には示していないが、分割した制御配線の各々は、第１の転送ＭＯＳトランジスタ６の各群において先頭側と末尾側の両方からロジック回路２０に接続するようにしてもよい。
【００４３】
本発明によれば、例えば同図の光電変換素子１−１〜１−３に光照射され上述したメカニズムで制御配線９０１のＲＣ時定数が変化したとしても、その影響は制御配線９０２に結線された画素にはいっさい及ばないようにしたものである。また例えば光電変換素子１−１〜１−４に光照射された場合を考えても従来は４画素分の容量変化の影響を受けていたものが１画素分の影響のみとなるためＲＣ時定数変化の影響を十分に小さくすることができ画質を大きく改善することができた。
【００４４】
本実施形態ではバッファ７０１を有する場合を例にとって説明したがこれに限るものではなく、実施形態１との組み合わせにおいても適切な定数を選べば十分に効果が得られるものである。
【００４５】
また、本実施形態では両側から結線し、第１の転送ＭＯＳトランジスタに接続する配線を２分割する場合を例にとって説明したがこれに限るわけではなく、配線の有するＲＣ時定数に応じて３分割以上に分割しても良い。また分割する位置も均等分割に限るものではなく適宜選べばよい。
【００４６】
［第４の実施形態］
図６は、本発明における第４の実施形態の光電変換装置を示した模式図である。
【００４７】
図１１と同一部材は同一符号を付けている。本実施形態は本発明を第２の転送ＭＯＳトランジスタ１１及び第３の転送ＭＯＳトランジスタ１３に用いたものである。前述したように、第２の保持容量１２及び第３の保持容量１４にはそれぞれ転送ＭＯＳトランジスタ１１,１３を介してリセット電圧及び信号電圧が書き込み、保持される。
【００４８】
転送ＭＯＳトランジスタ１１、１３についても同様に制御配線のＲＣ時定数の変化により保持される電位に変化が生じていたものであるが、同図に示したようにロジック回路２０から第２、第３の転送ＭＯＳトランジスタ１１，１３に接続する配線を片側から結線するのではなく追加した配線１００１，１００２を用いて両側から結線するようにすることで、前述の電位変化を十分に低減することができた。
【００４９】
また、画素数や信号振幅に応じて実施形態１〜３の発明を適用することで更に画質の良い光電変換装置を実現できるものである。
【００５０】
［第５の実施形態］
図７は、本発明における第５の実施形態のスイッチ手段の構造を示した模式図である。
【００５１】
１１０１は転送ＭＯＳトランジスタのソース、１１０２は転送ＭＯＳトランジスタのドレイン、１１０３は第一の配線層を兼ねた転送ＭＯＳトランジスタのゲートであり転送ＭＯＳトランジスタ同士を接続している。ゲート１１０３としてはポリシリコンやシリサイドなどが用いられる。１１０４は第二の配線層である。配線層１１０４としてはＡｌやＣｕなどが用いられる。１１０５は第一の配線層１１０３と第二の配線層１１０４を接続するビアホールである。
【００５２】
同図では転送ＭＯＳトランジスタが３つあるのに対し、第二の配線層は両端の２ヶ所のみで接続している。そのため第二の配線層の途中には転送ＭＯＳトランジスタのゲート容量は付加しないので第二の配線層１１０４でのＲＣ時定数は最小限にとどめることができる。従って、転送ＭＯＳトランジスタの制御配線を本実施形態のように配置することで、前述の保持容量上での電位変化を十分に低減することができた。
【００５３】
図８は、本実施形態の他の例を示した図である。
【００５４】
図８において、１２０１は転送ＭＯＳトランジスタのソース、１２０２は転送ＭＯＳトランジスタのドレイン、１２０３は転送ＭＯＳトランジスタのゲートである。ゲート１２０３としてはポリシリコンやシリサイドなどが用いられる。１２０４は第一の配線層である。１２０５はゲート１２０３と第一の配線層１２０４を接続するビアホールである。１２０６は第一の配線層、１２０７は第一の配線層１２０４と第二の配線層１２０６を接続する第二のビアホールである。配線層１２０４，１２０６としてはＡｌやＣｕなどが用いられる。本構成においても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００５５】
［第６の実施形態］
本実施形態は、本発明の光電変換装置を原稿画像記録装置の密着型イメージセンサに適用した例である。
【００５６】
図９，１０に基づいて、本発明の光電変換装置をシートフィード式の原稿画像読取装置の密着型イメージセンサに適用した場合の一実施形態について詳述する。
【００５７】
図９は、原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の概略図である。
【００５８】
図１０は、図９の制御回路１１０を詳細に説明するための電気的構成を示すブロック図である。
【００５９】
１０１は、密着型イメージセンサ（以下、「ＣＩＳ」とも呼ぶ）であり、光電変換装置１０２、セルフォックレンズ１０３、ＬＥＤアレイ１０４及びコンタクトガラス１０５から構成されている。
【００６０】
搬送ローラ１０６は、ＣＩＳ１０１の前後に配置されており、原稿を配置させるために使用される。コンタクトシート１０７は、原稿をＣＩＳ１０１に接触させるために使用される。１１０は、制御回路であり、ＣＩＳ１０１からの信号の処理を行う。
【００６１】
原稿検知レバー１０８は、原稿が差し込まれたことを検知するためのレバーであり、原稿が差し込まれたことを検知すると、原稿検知レバー１０８が傾くことにより、原稿検知センサー１０９の出力が変化することにより、その状態を制御回路１１０内のＣＰＵ２１５に伝達することにより、原稿が差し込まれたと判断して、原稿搬送ローラ１０６駆動用モータ（図示せず）を駆動させることにより、原稿搬送を開始させ読み取り動作を行う。
【００６２】
以下、図１０により、その回路動作を説明する。
【００６３】
図１０において、２０１は密着型イメージセンサ（図９のＣＩＳ１０１）であり、光源である各色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ２０２も一体化されており、ＣＩＳ１０１のコンタクトガラス１０５上で原稿を搬送させながら、ＬＥＤ制御（ドライブ）回路２０３にて１ライン毎に各色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ２０２を切り替えて点灯させることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ線順次のカラー画像を読み取ることが可能である。
【００６４】
ＡＭＰ２０４は、ＣＩＳ２０１より出力された信号を増幅させる増幅器であり、２０５は、この増幅出力のＡ／Ｄ変換を行って、例えば８ビットのディジタル出力を得るＡ／Ｄ変換器である。シェーディングＲＡＭ２０６は、キャリブレーション用のシートを予め読み取ることにより、シェーディング補正用のデータが記憶されており、シェーディング補正回路２０７は、前記シェーディングＲＡＭ２０６のデータに基づいて読み取られた画像信号のシェーディング補正を行う。ピーク検知回路２０８は、読み取られた画像データにおけるピーク値を、ライン毎に検知する回路であり、原稿の先端を検知するために使用される。ガンマ変換回路２０９は、ホストコンピュータより予め設定されたガンマカーブに従って読み取られた画像データのガンマ変換を行う。
【００６５】
バッファＲＡＭ２１０は、実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せるために、画像データを１次的に記憶させるためのＲＡＭであり、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路２１１は、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行った後に、そのデータをバッファＲＡＭ２１０に書き込む処理と、インターフェース回路２１２にバッファＲＡＭ２１０から画像データを読み込んで出力させる。
【００６６】
インターフェース回路２１２は、パーソナルコンピュータなどの本実施例に係る画像読み取り装置のホスト装置となる外部装置との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行う。
【００６７】
２１５は、例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵで有り、処理手順を格納したＲＯＭ２１５Ａ及び作業用のＲＡＭ２１５Ｂを有し、ＲＯＭ２１５Ａに格納された手順に従って、各部の制御を行う。
【００６８】
２１６は、例えば水晶発振器のような発振器、２１４は、ＣＰＵ２１５の設定に応じて発振器２１６の出力を分周して動作の基準となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。２１３は、インターフェース回路２１２を介して制御回路と接続される外部装置であり、外部装置の一例としてはパーソナルコンピュータ等が挙げられる。
【００６９】
以上、第１〜６の実施形態について説明した。
【００７０】
本発明の光電変換装置は、正孔蓄積型の光電変換素子の場合のみならず電子蓄積型の場合に応用しても有効であることはいうまでもない。
【００７１】
また、本発明は、ＰＭＯＳを用いたソースフォロワの場合のみならず、ＮＭＯＳを用いたソースフォロワやそれぞれの反転アンプを用いた場合に応用しても有効であることはいうまでもない。
【００７２】
また、転送ＭＯＳトランジスタはＮＭＯＳの場合のみならずＰＭＯＳの場合も有効であることはいうまでもない。
【００７３】
上記の組み合わせによって、信号の向きと転送ＭＯＳトランジスタがオフするときの電位変動の向きが変わるがそれぞれの組み合わせにおいても本発明は有効なものである。
【００７４】
また、上記実施形態では転送ＭＯＳトランジスタを開閉する制御信号をロジック回路２０で発生する例について説明したがこれに限るものではなく、例えば外部から光電変換装置のパッドに直に制御信号を供給しても本発明が有効であることはいうまでもない。
【００７５】
また、本発明は、上記で説明したような画素が１列に並べられた１次元の光電変換装置に限るものではなく画素が多数列に並べられた２次元光電変換装置に応用しても有効であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明における第１の実施形態の光電変換装置を示した模式図
【図２】第１の実施形態の他の例を示した図
【図３】第２の実施形態の光電変換装置を示した模式図
【図４】第２の実施形態の他の例を示した図
【図５】第３の実施形態第の光電変換装置を示した模式図
【図６】第４の実施形態の光電変換装置を示した模式図
【図７】第５の実施形態のスイッチ手段の構造を示した模式図
【図８】第５の実施形態の他の例を示した図
【図９】第６の実施形態の原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の概略図
【図１０】図９の制御回路１１０を詳細に説明するための電気的構成を示すブロック図
【図１１】従来の光電変換装置の模式図
【図１２】従来の光電変換装置の回路の動作タイミングを示す図
【図１３】図１１における第１の転送ＭＯＳトランジスタ６の周辺を模式的に示した図
【図１４】時刻ｔ２の動作のタイミングを詳細に示す図
【図１５】光電変換装置を複数実装されて構成した密着型イメージセンサを模式的に示した図
【符号の説明】
【００７７】
１…光電変換素子
２…第１のリセットＭＯＳトランジスタ
５…第１のソースフォロワ
６…第１の転送ＭＯＳトランジスタ
７…第１の保持容量
１０…第２のソースフォロワ
１１…第２の転送ＭＯＳトランジスタ
１２…第２の保持容量
１３…第３の転送ＭＯＳトランジスタ
１４…第３の保持容量
５０１，６０１，９０１，９０２，１００１，１００２…制御配線
７０１，８０１…バッファ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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