(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気素子をアドレスし、保持電圧または選択電圧を関係する電気素子に各々が与える複数の切り替え回路を具えるマルチプレクサ回路において、各々の前記切り替え回路が、前記関係する電気素子に接続された出力部と、前記出力部を前記選択電圧に駆動する駆動回路と、前記出力部を前記保持電圧に駆動する保持回路とを含み、各々の前記切り替え回路が、各々の第１制御レベルおよび各々の第２制御レベルを有する複数の選択制御入力部を具え、前記制御入力部のすべてを前記第１制御レベルに駆動して前記駆動回路をイネーブルにし、前記制御入力部の１つまたはそれ以上を前記第２制御レベルに駆動して前記駆動回路をディセーブルにし、各々の切り替え回路が、該マルチプレクサ回路の複数の制御ラインから選択された選択制御入力部の異なった組み合わせを具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項２】
請求の範囲１に記載のマルチプレクサ回路において、前記制御入力部のすべてを前記第１制御レベルに駆動して前記駆動回路をイネーブルにする共に前記保持回路をディセーブルにし、前記制御入力部の１つまたはそれ以上を前記第２制御レベルに駆動して前記駆動回路をディセーブルにすると共に前記保持回路をイネーブルにすることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項３】
請求の範囲２に記載のマルチプレクサ回路において、前記保持回路の出力部および前記駆動回路の出力部が、各々、分圧器配置を具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項４】
請求の範囲２または３に記載のマルチプレクサ回路において、前記保持回路および駆動回路が、ダイオードを基礎とする回路を具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項５】
請求の範囲１ないし４のいずれか１つに記載のマルチプレクサ回路において、前記選択制御入力部が、選択制御入力部の関係する対と、選択制御入力部の各々の対からの一方の入力部を具える選択制御入力部の第１のグループと、選択制御入力部の各々の対からの他方の入力部を具える選択制御入力部の第２のグループとを具え、選択制御入力部の各々の対をこれらの各々の第１または第２制御レベルにほぼ同時に駆動し、前記駆動回路が、前記制御入力部の第１のグループのすべてが前記第１制御レベルにある場合、前記選択電圧を前記出力部に与えるＡＮＤゲートを含み、前記保持回路が、前記制御入力部の第２のグループのいずれかが前記第２制御レベルにある場合、前記保持電流を前記出力部に与えるＯＲゲートを具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項６】
請求の範囲５に記載のマルチプレクサ回路において、前記制御入力部の第１のグループに関して、前記第１レベルをハイレベルとすると共に前記第２レベルをロウレベルとし、前記制御入力部の第２のグループに関して、前記第１レベルをロウレベルとすると共に前記第２レベルをハイレベルとしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項７】
請求の範囲５または６に記載のマルチプレクサ回路において、前記ＡＮＤゲートおよびＯＲゲートがダイオード回路を具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項８】
請求の範囲５ないし７のいずれか１つに記載のマルチプレクサ回路において、前記保持回路が前記制御入力部の各々の関係する対間に直列に接続された少なくとも２つのダイオードを具え、前記ダイオードの各々の対の接続点を前記切り替え回路の出力部に接続し、前記選択制御入力部が前記第１制御レベルに各々駆動されている場合、前記ダイオードがターンオフし、前記選択制御入力部の少なくとも１対が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記関係するダイオードがターンオンし、前記出力部が前記少なくとも１対の選択制御入力部の第２制御レベルの各々の値によって決定されるようにしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項９】
請求の範囲第８に記載のマルチプレクサ回路において、選択制御入力部の対が前記第２レベルに駆動される場合、前記切り替え装置の出力部は、前記選択制御入力部の対に関する第２制御レベルの中間値に等しくなり、前記選択制御入力部の各々の対に関する第２制御レベルの中間値が、各々、前記保持電圧に等しいことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１０】
請求の範囲５ないし９のいずれか１つに記載のマルチプレクサ回路において、前記駆動回路が、各々が第１および第２制御レベルを有する第１および第２駆動入力部を具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載のマルチプレクサ回路において、前記駆動回路が、駆動入力部間に接続された第１および第２の直列に接続された駆動切り替え回路を具え、前記駆動切り替え回路の対の接続点を前記切り替え回路の出力部に接続し、前記選択制御入力部の一方のグループを前記第１駆動切り替え回路に接続し、前記選択制御入力部の他方のグループを前記第２駆動切り替え回路に接続し、前記制御入力部が前記第１制御レベルに各々駆動されている場合、前記第１および第２駆動切り替え回路がターンオンし、前記出力を前記第１および第２駆動入力部の各々の値によって決定し、前記制御入力部の少なくとも１対が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記第１および第２駆動切り替え回路がターンオフするようにしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１２】
請求の範囲１１に記載のマルチプレクサ回路において、各々の駆動切り替え回路が、前記関係する制御入力部および前記駆動切り替え回路の制御ポート間に接続された第１ダイオードと、前記駆動切り替え回路の制御ポートおよび前記切り替え回路の出力部間に接続された第２ダイオードとを具えるＡＮＤゲートを含み、前記選択制御入力部を各々のダイオードを介して前記制御ポートに各々接続し、電流が、前記駆動切り替え回路のオン状態において前記駆動入力部および前記切り替え回路の出力部間に流れ、前記駆動切り替え回路のオフ状態において前記駆動入力部および１つまたはそれ以上の前記制御入力部間に流れ、前記第２ダイオードが逆バイアスされるようにしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１３】
請求の範囲１０ないし１２のいずれか１つに記載のマルチプレクサ回路において、前記駆動入力部がブロック選択ラインを具え、前記電気素子を、各々が複数の電気素子を具える複数のブロックに分割し、前記ブロック選択ラインが前記保持回路に与えられるブロック制御入力部を具え、あるブロック選択ラインが前記第２制御レベルに駆動されると、前記保持回路が前記保持電圧を前記切り替え回路の出力部に与えるようにしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１４】
請求の範囲１３に記載のマルチプレクサ回路において、同じ前記選択制御入力部を前記電気素子の異なったブロックに与えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１５】
請求の範囲１に記載のマルチプレクサ回路において、前記駆動回路がＡＮＤゲートを具え、前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、前記ＡＮＤゲートの出力部を前記関係する電気素子に結合し、１つまたはそれ以上の前記制御入力部が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記ＡＮＤゲートの出力部を前記電気素子から絶縁し、前記ＡＮＤゲートの出力部が前記電気素子から絶縁されている場合、前記保持回路が保持電圧を前記電気素子に与えるようにしたことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１６】
請求の範囲１５に記載のマルチプレクサ回路において、前記ＡＮＤゲートの出力部を前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、順方向バイアスされ、１つまたはそれ以上の前記制御入力部が前記第２制御レベルに駆動されている場合、逆バイアスされる各々のダイオードを経て前記関係する電気素子に結合したことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１７】
請求の範囲１６に記載のマルチプレクサ回路において、前記保持回路が、前記ＡＮＤゲートの出力部が前記電気素子から絶縁されている場合、前記保持電圧を規定し、前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、前記駆動回路との組み合わせにおいて、前記出力部における電圧を規定する電圧源を具えることを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１８】
請求の範囲１７に記載のマルチプレクサ回路において、前記保持回路が、各々の前記電圧源間に接続された直列に接続されたダイオードの対を具え、これら２つのダイオードの接続点を前記切り替え回路の出力部に接続したことを特徴とするマルチプレクサ回路。
【請求項１９】
行および列において配置された電子素子のアレイにおいて、前記電気素子の行を、請求の範囲１ないし１８のいずれか１つに記載のマルチプレクサ回路によってアドレスすることを特徴とする電気素子のアレイ。
【請求項２０】
請求の範囲１９に記載の電気素子のアレイを具える画像センサにおいて、前記電気素子が画像センサ画素を具えることを特徴とする画像センサ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気素子のアレイのアドレスに関係し、このようなアレイを駆動するマルチプレクサ回路に関係する。特に、本発明は、薄膜回路網によって形成された装置素子のアレイ用の行マルチプレクサに関係する。前記装置素子を、大面積画像センサの画像センサ素子（例えば、光電ダイオード）か、フラットパネルディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）の表示素子か、いくつかの他の形式の装置素子としてもよい。
行および列における装置素子のアレイのアドレスは、各々の素子を行および列の特定の対に関係させることを必要とする。画像センサの場合において、３００ｄｐｉ（１インチ当たりのドット数）の解像度が要求されると、Ａ４大面積画像センサに関して、（Ａ４ページの長い方と平行の行を用いて）各々２５００および３５００の行および列が必要となる。したがって、前記大面積回路との相互接続の形成において問題が生じ、集積回路に対する接続部の数を減らすために、前記大面積回路と共に集積されたマルチプレクサ回路の使用が必要になる。
欧州特許出願公開明細書第０６３３５４２号は、行および列に配置され、行および列導体に結合された装置素子のアレイを具えるこのような電子装置を開示している。前記行導体を、各々、リセットラインおよび選択ラインを具えるマルチプレクサ回路に接続する。前記２つのラインを、各々の行導体に対して１対の直列に接続されたダイオードによって互いに接続する。前記行導体を前記２つのダイオードの接続点に接続し、その結果、ある行導体に関係する２つのダイオードが導通状態にある場合、前記行導体を前記２つのダイオードの分圧器作用によって規定された電圧に保持する。前記ダイオードを、対応する光源の配置からの照明によって素子状態から導通状態に切り替わる光電ダイオードとする。欧州特許出願公開明細書第０６３３５４２号が画像センサ画素として光電ダイオードおよびスイッチングダイオードを有する画像センサアレイに関係する場合、欧州特許出願公開明細書第０６３３５４２号に記載の発明は、前記行マルチプレクサ回路をダイオードと共に、前記アレイの装置素子と同じ技術形式を使用して製作することを可能にする。しかしながら、前記行マルチプレクサ回路は、前記光源を該マルチプレクサ回路の光電ダイオードに整列させることを必要とする。使用する光源の形式に応じて、前記光源の切り替えは、前記マルチプレクサ回路の切り替えにおいて望ましくない遅延をもたらすかもしれない。
本発明は、動作が光学的切り替えよりも電気的切り替えを使用し、ダイオードを基礎とする技術を使用して製作することができ、高いマルチプレクサ比を与えるアレイ用マルチプレクサ回路を提供しようとするものである。
本発明によれば、複数の電気素子をアドレスし、保持電圧または選択電圧を関係する電気素子に各々が与える複数の切り替え回路を具えるマルチプレクサ回路において、各々の前記切り替え回路が、前記関係する電気素子に接続された出力部と、前記出力部を前記選択電圧に駆動する駆動回路と、前記出力部を前記保持電圧に駆動する保持回路とを含み、各々の前記切り替え回路が、各々の第１制御レベルおよび各々の第２制御レベルを有する複数の選択制御入力部を具え、前記制御入力部のすべてを前記第１制御レベルに駆動して前記駆動回路をイネーブルにし、前記制御入力部の１つまたはそれ以上を前記第２制御レベルに駆動して前記駆動回路をディセーブルにし、各々の切り替え回路が、該マルチプレクサ回路の複数の制御ラインから選択された選択制御入力部の異なった組み合わせを具えることを特徴とするマルチプレクサ回路が提供される。
本発明のマルチプレクサにおいて使用されるマルチプレクサスイッチは、前記制御入力部のすべてが第１制御レベルにある場合のみターンオンする（前記駆動回路がイネーブルになる）。したがって、各々の切り替え回路が多数のｎの制御入力部を有する場合、前記マルチプレクサのｎの制御ラインを前記第１レベルに設定する結果として、個々の切り替え回路が活性化する。したがって、前記マルチプレクサ比は、前記マルチプレクサ回路の制御ラインの合計数からｎラインを選択する可能な方法の数と同等であり、これは高いマルチプレクサ比を生じる。
前記保持回路は、前記駆動回路がイネーブルの場合、ディセーブルでもよく、前記駆動回路がディセーブルの場合、イネーブルでもよい。結果として、前記保持および選択電圧を別個に選択可能としてもよい。
第１の実施例において、前記選択制御入力部が、選択制御入力部の関係する対と、選択制御入力部の各々の対からの一方の入力部を具える選択制御入力部の第１のグループと、選択制御入力部の各々の対からの他方の入力部を具える選択制御入力部の第２のグループとを具え、選択制御入力部の各々の対をこれらの各々の第１または第２制御レベルにほぼ同時に駆動し、前記駆動回路が、前記制御入力部の第１のグループのすべてが前記第１制御レベルにある場合、前記選択電圧を前記出力部に与えるＡＮＤゲートを含み、前記保持回路が、前記制御入力部の第２のグループのいずれかが前記第２制御レベルにある場合、前記保持電流を前記出力部に与えるＯＲゲートを具えることを特徴とする。
前記駆動回路用ＡＮＤゲートおよび前記保持回路用ＯＲゲートの使用は、ＡＮＤゲートおよびＯＲゲートをダイオードを基礎とする回路を使用して製作できることから、前記マルチプレクサ回路をすべてダイオード技術によって製作することを可能にする。
好適には、前記保持回路の出力部および前記駆動回路の出力部の各々は、分圧器配置を具える。これは、前記保持電圧および選択電圧を、キャパシタの一定の充電または放電時間によって生じるこれら２つの電圧間の切り替えにおける遅延を最小にするために、分圧器によって規定することを可能にする。好適には、前記分圧装置は、ダイオード分圧器回路の形態を有する。
前記第１実施例における保持回路は、好適には、前記制御入力部の各々の関係する対間に直列に接続された少なくとも２つのダイオードを具え、切り替え素子の各々の対の接続点を前記切り替え回路の出力部に接続し、前記選択制御入力部が前記第１制御レベルに各々駆動されている場合、前記ダイオードがターンオフし、前記選択制御入力部の少なくとも１対が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記関係するダイオードがターンオンし、前記出力部が前記少なくとも１対の選択制御入力部の第２制御レベルの各々の値によって決定されるようにする。
この装置は、前記保持回路のダイオード分圧器出力を規定する。
好適には、前記第１実施例における駆動回路は、駆動入力部間に接続された第１および第２の直列に接続された駆動切り替え回路を具え、２つの前記駆動切り替え回路の接続点を前記切り替え回路の出力部に接続し、（上述した）前記選択制御入力部の２つのグループの一方を前記第１駆動切り替え回路に接続し、前記選択制御入力部の他方のグループを前記第２駆動切り替え回路に接続し、前記制御入力部が前記第１制御レベルに各々駆動されている場合、前記第１および第２駆動切り替え回路がターンオンし、前記出力が前記第１および第２駆動入力部の各々の値によって決定され、前記制御入力部の少なくとも１対が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記第１および第２駆動切り替え回路がターンオフするようにする。
この方法において、前記駆動回路によって与えられる選択電圧は、前記２つの駆動切り替え回路の中間点において規定される電圧を具える。好適には、各々の駆動切り替え回路は、前記関係する制御入力部および前記駆動切り替え回路の制御ポート間に接続された第１ダイオードと、前記駆動切り替え回路の制御ポートおよび前記切り替え回路の出力部間に接続された第２ダイオードとを具えるＡＮＤゲートを含み、前記選択制御入力部を各々のダイオードを介して前記制御ポートに各々接続し、電流が、前記駆動切り替え回路のオン状態において前記駆動入力部および前記切り替え回路の出力部間に流れ、前記駆動切り替え回路のオフ状態において前記駆動入力部および１つまたはそれ以上の前記制御入力部間に流れ、前記第２ダイオードが逆バイアスされるようにする。
この方法において、前記駆動回路の出力部を、ダイオード間で規定される分圧器出力部とする。
前記駆動入力部は、各々が複数の前記電気素子を有する複数のブロックに分割されている前記電気素子を有するブロック選択ラインを具えてもよい。
第２実施例において、前記駆動回路はＡＮＤゲートを具え、前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、前記ＡＮＤゲートの出力部を前記関係する電気素子に結合し、１つまたはそれ以上の前記制御入力部が前記第２制御レベルに駆動されている場合、前記ＡＮＤゲートの出力部を前記電気素子から絶縁し、前記ＡＮＤゲートの出力部が前記電気素子から絶縁されている場合、前記保持回路が保持電圧を前記電気素子に与える。
再び、ＡＮＤゲートの使用は、前記回路をすべてダイオード技術によって製作することを可能にする。また、前記ＡＮＤゲートの出力部を、前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、順方向バイアスされ、１つまたはそれ以上の前記制御入力部が前記第２制御レベルに駆動されている場合、逆バイアスされる各々のダイオードを経て前記関係する電気素子に結合してもよい。この方法において、ダイオードは、前記駆動回路の前記保持回路からの絶縁を与える。
前記保持回路は、好適には、前記ＡＮＤゲートの出力部が前記電気素子から絶縁されている場合、前記保持電圧を規定し、前記制御入力部のすべてが前記第１制御レベルに駆動されている場合、前記駆動回路との組み合わせにおいて、前記出力部における電圧を規定する、電圧源の形態におけるダイオードを基礎とする回路も具える。
再び、前記切り替え回路を、各々が前記駆動回路のＡＮＤゲート用の個々の電源を実際に有するブロックにおいて配置してもよい。
本発明のこれらおよび他の態様とこれらの利点とを、添付した図の参照と共に、例としてここに記載する本発明の実施例において特に説明する。
図１は、画像センサ画素の動作を説明する図である。
図２は、行駆動回路がマルチプレクサ切り替え回路を含む慣例的な画像センサ装置を示す。
図３は、本発明によるマルチプレクサ切り替え回路の第１実施例を示す。
図４は、図３の切り替え回路を動作する電圧レベルを与える表である。
図５は、本発明によるマルチプレクサ切り替え回路の第２実施例を示す。
図６は、図５の切り替え回路を動作する電圧レベルを与える表である。
図７は、前記第１実施例のスイッチを使用する本発明によるマルチプレクサ回路を示す。
図８は、前記第２実施例のスイッチを使用する本発明によるマルチプレクサ回路を示す。
図９は、ブロックに分割された出力部を有するマルチプレクサ用の前記第１実施例のスイッチを基礎とする、本発明による第２マルチプレクサ切り替え回路を示す。
図１０は、図９のマルチプレクサ切り替え回路を使用するマルチプレクサ回路配置を示す。
図１１は、ブロックに分割された出力部を有するマルチプレクサにおける前記第２実施例の切り替え回路の使用を示す。
図１２は、異なったマルチプレクサ回路配置に関して、２５００行において配置された画像センサ素子のアレイをアドレスするのに必要なマルチプレクサ入力部の数を示す表である。
同様の参照符を本文を通じて同様の部分を指示するのに使用したことを、もちろん理解すべきである。
図３に示すように、本発明は、個々の電気素子（行１４）をアドレスすることができるスイッチ２６を具えるマルチプレクサ回路を提供する。各々の切り替え回路は、選択パルスを供給する駆動回路１１０と、保持パルスを行１４に供給する保持回路１２０とを含む。これら２つの回路の出力を分圧器配置によって規定し、図３の例において、前記保持回路および駆動回路を、制御入力部２８を使用して、相互排他的にイネーブルおよびディセーブルにする。
図１は、画像センサ１０の形態における既知の電荷蓄積装置の４つの画素の一例を示す。４つの画素１２のみを示したが、画像センサ１０は、関係する行導体１４および列導体１６を有する画素の行および列の２次元マトリックスを具える。
各々の画素１２は、関係する行導体１４および列導体１６間に直列に結合された光電ダイオードＰＤおよびスイッチングダイオードＳＤを具える。図示した例において、スイッチングダイオードＳＤおよびフォトダイオード１６を互いにカソード結合して配置したが、これらを逆に接続してもよい。キャパシタＣを、光電ダイオードＰＤの両端間に結合して示す。このキャパシタＣを、光電ダイオードＰＤの寄生キャパシタとしてもよく、画像センサ１０のダイナミックレンジを増加する追加キャパシタとしてもよい。
図２に示す画像センサは、行ドライバ回路２４に加え、各々の画素１２から関係する列導体１６に伝送された電荷を読み取る電荷感知増幅器を含む列回路２２を具える。本発明は、行ドライバ回路網に対するインタフェースとしての使用に特に好適なマルチプレクサに関係する。行ドライバ回路２４内でのマルチプレクサ回路の使用についての一般的な原理は既知であり、図２において説明する。行ドライバ回路２４は、マルチプレクサスイッチ２６を含み、このスイッチ２６に制御ライン２８を供給する。制御ライン２８に印加される信号は、個々のマルチプレクサスイッチ２６を活性化することができ、その結果、画素１２の個々の行１４を選択することができる。もちろん、制御ライン２８の数は、行１４の数よりも、したがって切り替え回路２６の数よりも大幅に少ない。
種々のマルチプレクサ回路が提案されており、これらは、行ドライバ回路２４が前記画像センサアレイの基板に集積されず、その結果、相互接続部を各々の行１４および行ドライバ回路２４間に設けなければならないという問題に関係する。前記画像センサアレイの基板に集積できるマルチプレクサ回路２６の使用は、前記画像センサアレイに形成しなければならない接続部の数を減少させる。
本発明は、前記第面積アレイの基板への集積に適し、高いマルチプレクサ比を与えるマルチプレクサ回路と、特にマルチプレクサスイッチに関係する。
図３は、本発明による第１マルチプレクサスイッチ２６を示す。
マルチプレクサスイッチ２６の目的は、選択電圧または保持電圧を行導体１４に選択的に与えるアドレス回路として作用することである。この目的のために、切り替え回路２６は、選択電圧を行導体１４に与える駆動部分１１０と、保持電圧を行導体１４に与える保持部分１２０とを含む。
マルチプレクサスイッチ２６は、制御ライン２８の２つの組、すなわち、イネーブルであるマルチプレクサスイッチ２６のドライバ部分１１０または保持部分１２０を制御する第１の組２８Ａと、マルチプレクサスイッチ２６を全体としてターンオンするかまたはターンオフするかを決定する第２の組２８Ｂとを有する。
スイッチ２６のドライバ部分１１０は、第１端子Ｂおよび第２端子Ｂ’間に延在する４つの直列に接続されたダイオードＤ１ないしＤ４を具える。２つの端子ＢおよびＢ’は、以下に説明するように、行導体１４に印加すべき前記選択電圧を共に規定する。行導体１４を、４つのダイオードＤ１ないしＤ４の連続の中間点、すなわち、ダイオードＤ２およびＤ３間に接続する。第１ノードＮ１をダイオードＤ１およびＤ２間に規定し、第２ノードＮ２をダイオードＤ３およびＤ４間に規定する。ダイオードＤ１ないしＤ４を同じ極性で直列に接続し、その結果、電流は、前記ダイオードがすべて順方向バイアスされている場合、端子Ｂおよび端子Ｂ’間を流れることができる。このような場合において、行導体１４に印加すべき電圧は、ダイオードＤ２およびＤ３が同様のスイッチング特性を有するとして、ノードＮ１における電圧およびノードＮ２における電圧の中間値として規定される。
制御ラインの第１の組２８Ａを、端子Ｘ、Ｙ、Ｚの第１のグループと、端子Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’の第２のグループとに分割する。スイッチ２６のドライバ部分１１０は、第１ノードＮ１と、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚとを各々接続するダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７をさらに具える。ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７を、各々が、端子Ｂから、ダイオードＤ１、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７を経て、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚの関係する制御ラインへの電流経路を規定することができるようにする。
同様に、ドライバ部分１１０は、端子Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’の第２のグループと第２ノードＮ２とを接続するダイオードＤ８、Ｄ９、Ｄ１０を具える。この方法において、ダイオードＤ８、Ｄ９、Ｄ１０は、制御ラインＸ’、Ｙ’、Ｚ’の第２のグループから、ダイオードＤ４を経て、端子Ｂ’への導通経路を与えることができる。
ダイオードＤ１、Ｄ５、Ｄ６およびＤ７の組み合わせを、ＡＮＤゲートと見なすことができる。したがって、制御ラインＸ、Ｙ、Ｚが（端子Ｂに比較して）各々ハイであり、その結果、ダイオードＤ５、Ｄ６およびＤ７が逆バイアスされている場合、ノードＮ１における電圧は端子Ｂによって決定され、制御ラインＸ、Ｙ、Ｚのいずれかが（端子Ｂに比較して）ロウの値に駆動されている場合、ノードＮ１における電圧はプルダウンされる。
同様に、制御ラインＸ’、Ｙ’、Ｚ’のいずれかが（端子Ｂ’に比較して）ハイである場合、電流が制御ラインＸ’、Ｙ’またはＺ’と端子Ｂ’との間を流れ、したがって、ノードＮ２の電圧がハイに引かれることから、ダイオードＤ４、Ｄ８、Ｄ９およびＤ１０をＯＲゲートと見なすことができる。制御ラインＸ’、Ｙ’、Ｚ’のすべてが（端子Ｂ’に比較して）ロウである場合、ダイオードＤ８、Ｄ９およびＤ１０は導通せず、ノードＮ２における電圧は端子Ｂ’によってのみ決定される。
保持部分１２０は、直列に接続されたダイオードの多数の対、Ｄ１１、Ｄ１１’、Ｄ１２、Ｄ１２’およびＤ１３、Ｄ１３’を具える。前記直列に接続されたダイオードの各々の対は、第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’からの制御ラインと第１のグループＸ、Ｙ、Ｚからの関係する制御ラインとの間に延在する。前記ダイオードの各対の接続点を行導体１４に接続する。第１のグループＸ、Ｙ、Ｚからの各々の制御ラインが第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’における関係する制御ラインより高い電位にある場合、前記ダイオードの対のすべてが逆バイアスされ、保持部分１２０は行導体１４に印加された電圧の影響を受けない。しかしながら、第１のグループＸ、Ｙ、Ｚからいずれかの制御ラインが第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’における関係する制御ラインより低い電位にある場合、前記ダイオードの関係する対は導通し、行導体１４における電圧は前記ダイオードの対の分圧作用によって規定される。したがって、前記関係する制御ラインのいずれかの対がある条件を満足する場合、保持電圧を与えることから、保持部分１２０をＯＲゲートと見なしてもよい。
図３に示すスイッチ２６の動作は以下の通りである。制御ライン２８を、上述したように、制御ラインの関係する対Ｘ、Ｘ’、Ｙ、Ｙ’およびＺ、Ｚ’に配置する。したがって、制御ラインの第１の組２８Ａの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚからのある制御ラインは、制御ラインの第１の組２８Ａの第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’からのある制御ラインに関係する。各々の制御ラインは、第１レベルおよび第２レベルを有し、制御ラインの関係する対をほぼ同時に切り替える。さらに、前記第１グループにおける制御ラインがハイレベルである場合、前記第２グループにおける関係する制御ラインはロウレベルであり、逆もまた同様である。したがって、保持部分１２０を選択すると、前記電圧は、制御ラインの対、例えば、ＸおよびＸ’が前記第１レベル（ＸがハイでＸ’がロウ）である場合、前記ダイオードの関係する対Ｄ１１、Ｄ１１’が双方とも逆バイアスされ、行導体１４から絶縁されるように取決められる。代わりに、前記制御ラインの対が前記第２レベル（ＸがロウでＸ’がハイ）である場合、前記ダイオードの関係する対Ｄ１１、Ｄ１１’は導通し、行導体１４の電圧は、Ｘ’に関してのハイレベルとＸに関してのロウレベルの中間値において規定される。この電圧を取決め、行導体１４に対する保持電流を表す。さらに、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚに印加されるレベルは等しく、制御ラインの第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’に印加される電圧レベルも等しい。この方法において、第１の組２８Ａからの制御ラインの１つまたはそれ以上の対が前記第２レベルに駆動されている場合、行導体１４は前記行に対する保持電圧に保持される。したがって、保持部分１２０を、制御ラインの第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’のいずれかがハイに駆動されている場合、行導体１４を前記保持電圧に駆動するＯＲゲートと見なすことができる。
駆動部分１１０を制御ライン２８によっても制御する。この場合において、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚのすべてがハイであり、したがって、第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’のすべてがロウである場合、ダイオードＤ５、Ｄ６およびＤ７によって規定されるＡＮＤゲートはターンオンし、その結果、ノードＮ１の出力部は端子Ｂによってハイに駆動され、ダイオードＤ８、Ｄ９およびＤ１０によって規定されるＯＲゲートはターンオンし、その結果、ノードＮ２の出力部は端子Ｂ’によってロウに引かれる。この場合において、ダイオードＤ５ないしＤ１０は、すべて逆バイアスされ、ノードＮ１およびＮ２における電圧に影響しない。結果として、列導体１４における電圧は、単に端子ＢおよびＢ’における電圧の中間値である。もちろん、これは、端子Ｂが端子Ｂ’より高い電圧であることを仮定している。スイッチ２６をターンオフすべき場合、制御ラインＢをロウに切り替え、制御ラインＢ’をハイに切り替え、この可能性を以下により詳細に説明する。
したがって、保持部分１２０および駆動部分１１０の動作は相互排他的であり、すなわち、前記駆動部分がディセーブルの場合、前記保持部分はイネーブルであり、前記保持部分がディセーブルの場合、前記駆動部分はイネーブルである。これは、前記保持電圧および選択電圧を、前記スイッチの保持部分１２０および選択部分１１０間の相互作用なしに、相互排他的に別個に選択可能にする。以下に説明するように、この制限が存在しない場合、単純なスイッチ回路を使用することができる。明らかに、図３のスイッチに関して、前記制御ラインに対する電圧レベルを、切り替え回路２６の２つの部分１１０、１２０間で干渉がないように選択しなければならない。
図４は、０ボルトの保持電圧および２．５ボルトの選択電圧を得るために、前記制御端子に印加することができる電圧のある可能な組を示す。保持部分１２０かターンオフする場合、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚは各々５ボルトであり、第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’は各々０ボルトであり、これは、前記制御ラインのすべてが前記第１電圧レベルである場合である。ダイオード対Ｄ１１、Ｄ１１’ないしＤ１３、Ｄ１３’は逆バイアスされ、行導体１４における電圧の決定において作用しない。駆動入力部Ｂは５ボルトであり、入力部Ｂ’は０ボルトであり、その結果、４つのダイオードＤ１ないしＤ４は導通し、（ダイオードＤ１ないしＤ４に関して同様の切り替え特性として）行導体１４は２．５ボルトの電位に保持される。ダイオードＤ５ないしＤ１０は逆バイアスされ、前記駆動回路は実際にターンオンし、前記保持回路はターンオフする。前記駆動回路によって発生される行導体１４における電圧も、ダイオード対Ｄ１１ないしＤ１４に影響しない。すなわち、行導体１４における２．５ボルトの電圧レベルは、ダイオードＤ１１ないしＤ１３のいずれかが順方向バイアスされる原因とはならない。この場合において行導体１４に印加される電圧は分圧器電位を具え、したがって、マルチプレクサスイッチ２６のこの状態への切り替えは、いかなる容量性負荷の充電または放電も含まず、その結果、切り替えは迅速に起こる。
制御ライン２８のいずれかが前記第２レベルに切り替わると、前記保持回路はイネーブルになり、前記駆動回路はディセーブルになる。この場合において、ダイオード対Ｄ１１、Ｄ１１’ないしＤ１３、Ｄ１３’の少なくとも１つが導通し、行導体１４は、前記制御ラインの第２レベルの中間値である圧力に保持される。制御ラインＸおよびＸ’が前記第２レベルに切り替わると、その結果、制御ラインＸは−７．５ボルトになり、制御ラインＸ’は７．５ボルトになり、ダイオードＤ１１およびＤ１１’の中間点は、前記保持電圧に対応する０ボルトに保持される。この場合において、ダイオードＤ５もターンオンし、端子Ｂから端子Ｘに電流が流れ、その結果、ノードＮ１はこの場合において−１．２５ボルト（または、ダイオードＤ５ないしＤ７が２つ以上導通した場合、−７．５Ｖに対する抵抗が低下することから、より低く）保持され、ダイオードＤ２が逆バイアスされ、それによって駆動回路１１０がディセーブルになる。同様に、ダイオードＤ８は導通し、その結果、端子Ｘ’および端子Ｂ’間で電流が流れ、ノードＮ２が＋１．２５ボルトに規定され、その結果、ダイオードＤ３が逆バイアスされる。保持部分１２０によって設定された前記行導体における０Ｖの電圧は、ダイオードＤ２およびＤ３の逆バイアスにおいて作用する。再び、行導体１４に与えられる電圧は、ダイオード分圧器回路の結果であり、その結果、マルチプレクサスイッチ２６の保持および選択状態間で、より早い切り替え速度を得ることができる。
図３に示すスイッチは、入力対Ｂ、Ｘ、ＹおよびＺを具える８個の入力部を有する。もちろん、前記回路を、第１の組２８Ａにより多くの制御ラインを追加することによって拡張してもよく、その結果、例えば、１０ないし１２入力スイッチを構成することができる。制御ラインの数の選択は、前記マルチプレクサ回路におけるスイッチの使用と、所望のマルチプレクサ比とに依存する。
より少ないダイオードとより少ない制御端子とを必要とし、同じ動作原理を維持する代わりのスイッチ配置を図５において示す。このように、マルチプレクサスイッチ２６０は、行導体１４に選択電圧を与える駆動部分１１００と、行導体１４に保持電圧を与える保持部分１２００とを含む。
マルチプレクサスイッチ２６０は、ドライバ部分１１００をイネーブルにするかどうかを制御する制御ラインの第１の組２８０Ａと、マルチプレクサスイッチ２６０を全体としてターンオンまたはターンオフするかどうかを決定する第２制御ライン２８０Ｂとを有する。
この第２実施例において、スイッチ２６０のドライバ部分１１００は、第１端子Ｂとスイッチ２６０の出力部との間に接続された２つの直列に接続されたダイオードＤ１００およびＤ２００を具える。第１ノードＮ１００をダイオードＤ１００およびＤ２００間に規定し、前記第１実施例におけるように、ノードＮ１００における電圧は、駆動部分１１００が行導体１４に印加される出力を制御するか、または、保持回路１２００がこの出力電圧を決定するかを決定する。
スイッチ２６０のドライバ部分１１００は、ノードＮ１００と制御ライン２８０Ａの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚとの間に各々接続されたダイオードＤ５０、Ｄ６０、Ｄ７０も具える。前記第１実施例におけるのと同様に、ダイオードＤ１００、Ｄ５０、Ｄ６０およびＤ７０の組み合わせを、出力部としてノードＮ１００を有するＡＮＤゲートとみなすことができる。端子Ｂを、前記ＡＮＤゲートの電圧電源とみなすことができる。したがって、制御ラインＸ、Ｙ、Ｚが各々（端子Ｂに対して）ハイであり、ダイオードＤ５０、Ｄ６０およびＤ７０が逆バイアスされる場合、ノードＮ１００における電圧は端子Ｂによって決定され、制御ラインＸ、Ｙ、Ｚのいずれかが（端子Ｂに対して）ロウ値に駆動され、ダイオードＤ５０、Ｄ６０、Ｄ７０の１つまたはそれ以上が導通する場合、ノードＮ１００における電圧はプルダウンされる。前記回路を、この結果、ダイオードＤ２００が逆バイアスされるように配置する。
保持部分１２００は、一定の高電圧源ＶHと一定の低電圧源ＶLとの間に接続された２つの直列に接続されたダイオードＤ３００、Ｄ４００を具える。したがって、保持部分１２００か外部の電圧入力から絶縁されている場合、２つのダイオードＤ３００、Ｄ４００間のノードＮ２００において一定電圧が発生する。
図５に示すスイッチ２６０の動作は以下の通りである。前記第１実施例におけるように、各々の制御ライン２８０Ａはハイレベルおよびロウレベルを有する。制御ライン２８０Ａの１つまたはそれ以上がロウに駆動されているため、駆動部分１１００がディセーブルである場合、ノードＮ１００がノードＮ２００において絶縁された保持部分１２００によって規定される一定電位より低い電位において保持されるため、ダイオードＤ２００は逆バイアスされる。結果として、駆動部分１１００は、実際には保持部分１２００から絶縁され、その結果、前記保持部分のみが行導体１４における電圧を規定する。したがって、ハイおよびロウ端子ＶH、ＶLにおける電圧を、ノードＮ２００における電圧が必要な保持電圧に等しくなるように規定する。この場合において、スイッチ２６０は有効にターンオフする。前記第１実施例におけるように、行導体１４における電圧は、２つのダイオードＤ３００およびＤ４００を具える分圧器によって規定される。同様に、第２端子２８０Ｂがロウ値に駆動されると、ダイオードＤ１００およびＤ２００は両方とも逆バイアスされ、行導体１４における電圧は、再び、保持部分１２００によって規定される。これは、マルチプレクサスイッチ２６０が全体としてターンオフする場合であり、これは、前記スイッチが、動作を選択されないスイッチのブロックにある場合であり、以下にさらに説明する。
上述したように、スイッチ２６０は、第１の組２８０Ａの制御入力部Ｘ、Ｙ、Ｚの各々がハイに駆動されている場合、ターンオンする。これはダイオードＤ５０、Ｄ６０、Ｄ７０を逆バイアスする効果を有し、その結果、これらは、ノードＮ１００における電圧の決定において作用しない。この場合において、制御ライン２８０Ｂがハイであり、前記スイッチが全体としてターンオンする場合、駆動部分１１００および保持部分１２００は、行導体１４に対する行電圧を規定するために相互に作用し合う。したがって、ノードＮ２００における電圧は、もはや端子ＶHおよびＶLのみによっては決定されず、２つのダイオードＤ１００およびＤ２００が作用するようになる。行導体１４における出力電圧は、ダイオードＤ３００が逆バイアスされている場合、端子ＢおよびＶLにおける電圧間に接続されたダイオードＤ１００、Ｄ２００およびＤ４００の分圧器作用によって規定される。これは、前記選択電圧が端子ＶHより高い場合の状況である。しかしながら、前記選択電圧が端子ＶHより低い場合、ダイオードＤ３００は順方向バイアスされ、前記適切な電圧の決定において作用する。しかしながら、どちらの場合においても、行導体１４に印加される電圧は、保持部分１２００のみによって与えられるよりも増加する。
ドライバ部分１１００および保持部分１２００の動作は、もはや相互排他的ではない。したがって、ドライバ部分１１００および保持部分１２００を構成するダイオードの設計は、列導体１４に印加すべき所望の保持電圧および選択電圧を達成するために、組み合わせにおいて考察しなければならない。しかしながら、図５に示すマルチプレクサスイッチ２６０の単純化した構造は、各々のスイッチに必要なダイオードの数を減らすことができ、前記マルチプレクサ回路に与えなければならない制御ラインの合計数も減らすことができる。
図６は、前記ダイオードのすべてが同じ切り替え特性を有するとして、０ボルトの保持電圧および２ボルトの選択電圧を得るために、前記第２実施例のマルチプレクサスイッチ２６０の制御端子に印加することができる電圧の可能な組を示す。
前記状況を採用すると、前記スイッチが全体としてターンオンする場合、端子２８０Ｂにおける電圧は１０ボルトである。個々のスイッチがターンオフすると、端子Ｘ、Ｙ、Ｚは各々ロウに−１２ボルトに駆動され、その結果、ノードＮ１００は負の電位になり、ダイオードＤ２００は逆バイアスされ、保持部分１２００は０ボルトの電圧を行導体１４に印加する。代わりに、端子Ｘ、Ｙ、Ｚが各々ハイに１２ボルトに駆動されると、ダイオードＤ５０、Ｄ６０、Ｄ７０はすべて逆バイアスされ、その結果、前記出力電圧はダイオードＤ１００、Ｄ２００およびＤ４００から決定される。これら３つのダイオードは、端子Ｂにおける１０ボルトの電位と、端子ＶLにおける−２ボルトとの間に延在し、その結果、行導体１４における電圧が２ボルトになる。それによって、ダイオードＤ３００は、行導体１４に対する前記選択電圧の決定において影響しない。
端子Ｂが−１５ボルトの電位に切り替わることによって、前記スイッチが全体としてターンオフすると、ノードＮ１００は、端子Ｘ、Ｙ、Ｚに印加される信号に係わりなく負の電位になり、それによって、駆動部分１１００は行導体１４における電圧の決定において影響しない。当業者には、図６で与えた電圧レベルは、可能な選択子の単なる一例であることが明らかであろう。ダイオードＤ３００は、行導体１４における電圧の決定において影響してもよく、行導体１４における所望の電圧レベルを達成するために、前記種々のダイオードを異ならせてもよい。しかしながら、前記所望の出力電圧を達成するために、保持部分１２００および駆動部分１１００に関する制御レベルを別々に選択することはできない。
図７は、図３に示すスイッチを使用するマルチプレクサ構造を示す。説明の目的のために、各々のスイッチを、もう一度、第１の組２８Ａにおける制御ライン２８の３つの対を具えるように選択する。マルチプレクサ回路３０を、説明の目的のため、アレイの４つの行のみをアドレスするものとして示す。明らかに、前記マルチプレクサ回路は、数１００または数１０００の位の非常に多くの数の行をアドレスするものである。得ることができるマルチプレクサ比を以下に説明する。
マルチプレクサ回路３０は、組３２Ａからの１つと組３２Ｂからの１つとを具えるアドレスラインの対に分割されたアドレスライン３２を具える。これらのようなアドレスラインの各々の対を同時に切り替える。
上述したように、各々のマルチプレクサ回路２６は、前記制御ラインのすべてが図４に示す第１レベルである場合にのみ、選択電圧をその関係する行導体Ｒに与える。これは、制御ラインの第１のグループＸ、Ｙ、Ｚのすべてがハイでなければならず、制御ラインの第２のグループＸ’、Ｙ’、Ｚ’のすべてがロウでなければならないことを意味する。図７に示すマルチプレクサ３０において、アドレスライン３２の４つの対のみが存在し、上述したように、各々のマルチプレクサスイッチ２６は制御ライン２８Ａの３つの対を具える。各々のマルチプレクサスイッチ２６をアドレスライン３２の異なった組み合わせに接続し、アドレスライン３２の３つの対のいずれかが前記第１レベルに駆動された場合、１つのマルチプレクサスイッチがターンオンし、関係する行Ｒを前記選択電圧に駆動するようにする。
数学的に、このアドレス機構によって与えられる組み合わせの数は、合計ＰからのＲの対象の選択と等価であり、ここで、Ｒは第１の組２８Ａにおける制御ライン２８の対の数を表し、Ｐはアドレスライン３２の対の数を表す。組み合わせＭの数は、
0003836150.tif 000002
によって与えられる。
図５に示すマルチプレクサ３０において、Ｐは４であり、Ｒは３であり、図５に各々示す４つの可能な組み合わせを与える。前記マルチプレクサ回路に対する入力の数は、２Ｐ＋２（駆動ラインＢおよびＢ’と共にアドレスライン３２のＰ対）である。
実際の画像センサにおいて、２５００程度の行が存在するかもしれない。この数の行を、１４対のアドレスライン３２を有し、各々が制御ラインの第１の組２８Ａにおいて７対の制御ラインを有するマルチプレクサスイッチを有するマルチプレクサを使用してアドレスすることができる。このような回路を使用してアドレスすることができる行の合計数は３４３２であり、前記マルチプレクサは３０の入力のみを必要とする。
図８は、図５に示すスイッチを使用するマルチプレクサ構造を示す。前記マルチプレクサは、図７に示すものと極めて類似した構造を有するが、制御入力部の配置が僅かに異なる。このように、マルチプレクサ回路３００は、マルチプレクサスイッチ２６０の制御ライン２８０Ａの第１のグループを規定するアドレスライン３２０を具える。各々のマルチプレクサスイッチ２６０を、再び、アドレスライン３２０の異なった組み合わせに接続し、３つのアドレスライン３２０のいずれかがハイレベルに駆動された場合、１つのマルチプレクサスイッチがターンオンし、関係する行Ｒを前記選択電圧に駆動するようにする。数式１を再び用い、ここで、Ｒは第１のグループ２８０Ａにおける制御ラインの数を表し、Ｐはアドレスライン３２０の数を表す。再び、Ｐは４であり、Ｒは３であり、図８に各々示す４つの可能な組み合わせを与える。しかしながら、前記マルチプレクサ回路に対する入力の数は、ここではＰ＋３である。より多くの数の行をアドレスできるようにするために、制御ラインの数を増加するにつれて、前記第２実施例のスイッチを使用するマルチプレクサに対する入力の数は、前記第１実施例のスイッチを使用するマルチプレクサ回路に必要な入力の数よりも意味のある程度少なくなる。
図７または８の配置による１つの問題は、マルチプレクサ回路３０または３００の各々のスイッチ２６または２６０において電流が常に流れることである。前記第１実施例において、スイッチ２６がオン状態にある場合、ダイオードＤ１ないしＤ４を電流が流れ、これは、もちろん、行導体１４に対して所望の出力を生じさせる。しかしながら、保持またはオフ状態にあるスイッチ２６の各々も、ダイオードＤ１とダイオードＤ５ないしＤ７の１つまたはそれ以上とを流れる連続電流と、ダイオードＤ４とダイオードＤ８ないしＤ１０の１つまたはそれ以上とを流れる連続電流とを有する。結果として、前記マルチプレクサを流れる合計の電流は、望ましくなく大きくなるかもしれない。特に、ダイオードＤ１ないしＤ４は、選択パルスが行導体１４に印加された場合、十分短い時間において前記画像センサアレイの行キャパシタンスを充電するのに十分なほど大きくする必要がある。この行キャパシタンスは、１００ｐＦ位大きいかもしれない。結果として、意味のある程度の電流がダイオードＤ１およびＤ４を流れるかもしれず、マルチプレクサスイッチ２６がオフ状態にある（すなわち、前記保持電圧を発生する）場合であっても、この電流をダイオードＤ５ないしＤ７およびＤ８ないしＤ１０によって流さなければならない。
前記第２実施例を選択すると、スイッチ２６０がオン状態にある場合、ダイオードＤ１００、Ｄ２００、Ｄ４００（および、あるいはＤ３００）は、行導体１４に印加すべき選択電圧と、これらのダイオードの各々を流れる電流とを決定する。しかしながら、オフ状態におけるスイッチに関してさえ、ダイオードＤ２００を逆バイアスするためにノードＮ１００をより低い電位に駆動するために、電流が、ダイオードＤ１００と、ダイオードＤ５０、Ｄ６０またはＤ７０の１つまたはそれ以上とを流れなければならない。再び、Ｄ１００を、前記画像センサの行キャパシタンスを充電するのに十分なほど大きくする必要があり、したがって、オフ状態におけるスイッチ２６０を、意味のあるほどの電流が流れるかもしれない。
マルチプレクサ３０または３００において流れる合計の電流を、行をブロックに分割し、前記ブロックが該ブロックに関係する多数の行をアドレスする切り替え回路２６を有することによって減らすことができる。
図９は、前記アレイの行をブロックに再分することができる前記第１実施例のマルチプレクサスイッチ２６の変形例を示す。図９に示すように、マルチプレクサスイッチ２６の保持部分１２０は、制御ラインの第２の組２８Ｂ間、すなわち、端子Ｂおよび端子Ｂ’間に接続されたダイオード対ＤＢ、ＤＢ’を含む。ダイオード対ＤＢ、ＤＢ’は、ダイオード対Ｄ１１、Ｄ１１’ないしＤ１３、Ｄ１３’と同じように機能する。したがって、前記スイッチを選択し、端子Ｂがハイの電圧を有し、端子Ｂ’がロウの電圧を有する場合、スイッチ２６は、図３に示すスイッチ２６と正確に同じように機能する。ダイオード対ＤＢ、ＤＢ’は前記スイッチの動作において作用せず、制御ライン２８Ａは前記スイッチをイネーブルにし、前記選択電圧または保持電圧を行導体１４に与える。しかしながら、マルチプレクサスイッチ２６を全体として、端子ＢおよびＢ’における信号を切り替えることによってターンオフし、その結果、端子Ｂをロウレベルにし、端子Ｂ’をハイレベルにしてもよい。この方法において、電流はダイオードＤ１ないしＤ４を流れず、行導体１４における出力は、ダイオードＤＢ、ＤＢ’の分圧器作用によって決定される。これらのダイオードを、ダイオードＤ１ないしＤ４よりも意味のあるほど小さくしてもよい。したがって、非選択ブロックにおけるスイッチは、前記保持電圧を与えるとはいえ、前記保持電圧を行導体１４に与える選択されたブロックのスイッチよりも少ない電力を消費する。図４の表は、各々、−２．５ボルトおよび２．５ボルトの端子ＢおよびＢ’に対する選択電圧の結果、スイッチ２６がターンオフしているブロックにある場合、行導体１４が０ボルトの電圧を印加されることを示す。
前記第２実施例のマルチプレクサスイッチ２６０を変形し、前記アレイの行をブロックに再分できるようにする必要はない。もちろん、ブロックへの再分が必要ない場合、端子２８０は図６に示すような２つのレベルを必要としない。端子２８０Ｂがロウの電圧（図６から−１５ボルト）に駆動される場合に引き起こされる、全体としてスイッチ２６０がオフの状態中、ダイオードＤ１００、Ｄ２０、Ｄ５０、Ｄ６０およびＤ７０の各々は逆バイアスされ、それによって、スイッチ２６０において流れる電流は減少する
図１０は、ブロックを使用した本発明によるマルチプレクサ回路を示す。各々のブロックＢ１、Ｂ２は、マルチプレクサスイッチ２６が図９に示すスイッチを具える図７に示すものに対応するマルチプレクサ回路３０を示す。このように、異なったブロック入力部Ｂ１、Ｂ１’およびＢ２、Ｂ２’を、各々のブロックのマルチプレクサ３０に対する入力部とする。異なったブロックを、共にブロックバス４０からの異なったブロックラインによってアドレスする。ブロックバス４０に含まれるラインの数は、各々のブロックがブロック信号の個々の対Ｂ、Ｂ’（制御ライン２８の第２の組２８Ｂを具える）を必要とすることから、行を分割したブロックの数の２倍になる。前記ブロックは、各々、アドレスラインバス５０から供給される同じアドレスライン３２を共有する。
ブロックの使用は、上述したように、前記回路に関するマルチプレクサ比を減少するが、全体的に流れる電流を減少する。したがって、前記マルチプレクサを全体的に流れる電流と、達成しうるマルチプレクサ比とのトレードオフが存在する。
図１１は、再び、ブロックを使用した、前記第２実施例のスイッチ２６０を使用する本発明によるマルチプレクサ回路を示す。アドレスラインバス５００は、前記制御ラインを各々のマルチプレクサ回路３００に供給し、ブロックバス４００は、１つのブロックラインを各々のブロックＢ１およびＢ２に供給する。前記ブロックは、再び、各々、アドレスラインバス５００から供給される同じアドレスライン３２０を共有する。電圧ラインＶHおよびＶLを、バス６００として集めて示す。
図１２の表は、前記入力部の合計数（ブロック選択入力部およびアドレスライン入力部）が、制御ラインの第１の組２８Ａまたは２８０Ａにおけるラインの数（式１におけるＲ）と、選択されたブロックの数とに応じてどのように変化するかを示す。これらの計算は、アドレスライン３２または３２０の数が、第１の組２８Ａまたは２８０Ａにおける制御ラインの数の２倍であるとし、このような制御ラインの合計数（すなわち、Ｐ）を前記表に与える。これは、各々のブロックのマルチプレクサ回路３０に関する最高のマルチプレクサ比を与える。この場合において、各々の回路３０に関するマルチプレクサ比は、
0003836150.tif 000003
によって与えられる。
図１２に示す値は、各々の実施例に関して、２５００のアドレスすべき行の最少数を達成するために必要な制御ラインの数およびブロックの数を与える。
上述したように、常時ターンオンする１つのブロックのみを使用する場合、これは、３４３２行を３０入力（第１実施例）または１７入力（第２実施例）のみを使用してアドレスできることから、最高のマルチプレクサ比を与える。図１２の表が示すように、最少の２５００行をアドレスするために同じ数の入力部が必要であることから、３つのブロックを使用することが少なくとも望ましい。ブロックの数が増加すると、さらにマルチプレクサ比は低下するが、もちろん、前記マルチプレクサを流れる合計の電流も、ブロックの数が増加すると減少する。
もちろん、ブロックの数を変化することによって所定の数の行出力部に関して異なった設計の範囲を構成することができ、各々のスイッチ２６または２６０に対する制御入力部の数に加えることによって各々のブロックのマルチプレクサ回路に対するアドレスラインの数に関して異なった設計の範囲を構成することができる。全体的な設計を、所望の電力消費のような因子に応じて個々の用途に最適化すべきである。
本発明は、すべてダイオード技術によって製作することができ、したがって、電気素子のアレイに、これらの素子が図１に示すようなダイオードを基礎とする画素を具える場合、容易に集積できるマルチプレクサ回路を提供する。しかしながら、前記回路を、他の素子のアレイ、例えば、ダイオードＲＯＭアレイをアドレスするのに使用してもよい。前記画像センサ画素は、各画素において、２つの薄膜トランジスタおよび１つの光電ダイオードの既知の配置をおそらく具えるかもしれない。この場合において、図に示すダイオードは、ダイオード接続された薄膜トランジスタを具えてもよく、これらを、前記電気素子と同じ処理ステップを使用して製作してもよい。
本明細書を読むことによって、他の変形例が当業者には明らかになるであろう。このような変形例は、その電子回路および部品の設計および使用において既知であり、すでに説明した特徴の代わりにまたはこれらに加えて使用してもよい他の特徴を含んでもよい。請求の範囲を、本出願においては、特徴の特定の組み合わせに対して明確に表したが、本発明の明細書の範囲は、いずれにせよ現在請求されている同じ発明にいずれかの請求の範囲において関係し、いずれにせよ本発明が軽減するのと同じ技術的問題のいずれかまたはすべてを軽減する、ここに明示的にまたは暗示的に開示したどのような新規の特徴または新規の特徴の組み合わせをも含み、または、当業者には明らかであろうこれらの特徴の１つまたはそれ以上のどのような一般化も含む。本出願人は、これによって、本出願またはそれから得られたすべての他の出願の手続き中、新たな請求の範囲をこのような特徴およびまたはこのような特徴の組み合わせに対して明確に述べてもよいことを届け出る。
【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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