专利名称：光电转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将入射光转换成电信号的光电转换装置。
背景技术：
传真机和图像扫描仪等图像读取装置使用图像传感器。图像传感器 使用光电转换装置。光电转换装置使用与像素数量对应的多个光电转换
模块。图5是示出以往的光电转换模块的电路图。
光电转换模块50具有信号cpR用端子(未图示)、信号cpT用端子(未 图示)、信号cpSCH用端子(未图示)以及节点C F。此外，光电转换 模块50具有光电转换元件51、复位开关52、放大器53、转送开关54、 电容55、驱动电路56以及通道选择开关57。另外，节点E与公共读出 线(未图示)连接。
使信号cpR为高电平(high)来闭合复位开关52，从而将光电转换 元件51的输出电压复位成复位电压Vrst。使信号cpT为高电平来闭合转 送开关54，从而用放大器53放大该受光前的复位电压Vrst并转送到电 容55蓄积起来。在蓄积后，信号cpT变为低电平(low),转送开关54断 开。使信号cpSCH为高电平来闭合通道选择开关57，将蓄积在电容55 上的受光前的放大器53的输出电压(复位电压Vrst)读出至公共读出线。
将输出电压复位成复位电压Vrst的光电转换元件51在接收到入射光 时，根据接收到的光量来降低输出电压。当光电转换元件51进行了规定 时间的受光时，信号cpT变为高电平，转送开关54闭合，从而用放大器 53放大该受光后的输出电压并转送到电容55蓄积起来。在蓄积后，信号 cpT变为低电平，转送开关54断开。使信号q)SCH为高电平来闭合通道 选择开关57，将蓄积在电容55上的受光后的放大器53的输出电压(光 电转换元件51的输出电压)读出至公共读出线。如上所述，光电转换装置检测受光前的复位电压Vrst与受光后的输 出电压之间的差值电压，读取图像(例如参照专利文献l)。
这里，近年来为了高速读取图像，例如为了以两倍速读取图像，有 时要准备两根公共读出线，多个光电转换模块50的节点E与一根公共读 出线和另一根公共读出线交替连接，进行并行输出。
此外，为了实现图像的分辨率切换，例如为了切换50%的分辨率和 100%的分辨率，有时要设置如下2个模式多个光电转换模块50的通 道选择开关57每次闭合1个的模式；以及多个光电转换模块50的通道 选择开关57每次闭合2个，通过同一公共读出线来使相邻的2个光电转 换模块50的节点E的电压平均化的模式。
专利文献1日本特开2004-282716号公报
但是，在实现前者的图像的高速读取时，相邻的2个光电转换模块 50的节点E的连接对象的公共读出线不同。由此，无法通过同一公共读 出线来使这些节点E的电压平均化，因此无法实现后者的图像的分辨率 切换。
发明内容
本发明正是鉴于这样的课题而完成的，提供一种能够同时实现图像 的高速读取和分辨率切换的光电转换装置。
本发明为了解决上述课题而提供一种将入射光转换成电信号的光电 转换装置，其特征在于，该光电转换装置具有多个光电转换模块；多 根公共控制线，其控制所述多个光电转换模块中的接收用开关和发送用 开关，并控制光电转换装置的分辨率；以及多根公共读出线，所述光电 转换模块具有光电转换元件，其在接收到所述入射光时，根据接收到 的光量来改变输出电压；复位开关，其通过闭合而将所述光电转换元件 的输出电压复位成复位电压；至少1个接收用开关，其用于从其他光电 转换模块接收基于其他光电转换模块的所述光电转换元件的输出电压或 所述复位电压的电压；至少1个发送用开关，其用于向其他光电转换模 块发送基于所述光电转换元件的输出电压或所述复位电压的电压；转送开关，其通过闭合而向电容转送基于所述光电转换元件的输出电压或所 述复位电压的电压；所述电容，其蓄积基于所述光电转换元件的输出电 压或所述复位电压的电压；以及通道选择开关，其通过闭合而将蓄积在 所述电容上的电压读出至公共读出线。
在本发明中，由于光电转换装置具有多根公共读出线，因此能够相 应地进行并行输出，能够高速读取图像。
此外，光电转换模块能够与其他光电转换模块进行通信，因此，能 够使相邻的多个光电转换模块的输出端子的连接对象的公共读出线相 同。由此，能够通过同一公共读出线来使这些输出端子的电压平均化， 因此能够实现图像的分辨率切换。
图1是示出本发明的具有光电二极管的光电转换模块的电路图。
图2是示出本发明的具有光电晶体管的光电转换模块的电路图。
图3是示出本发明的光电转换装置的示例的电路图。
图4是示出本发明的光电转换装置的另一示例的电路图。
图5是示出以往的光电转换模块的电路图。
标号说明
A F......节点
11 ......光电转换元件
12 ......复位开关
13 ......放大器
14 ......接收用开关
15 ......发送用开关
16 ......转送开关
17......电容
18 ......驱动电路
19 ......通道选择开关
具体实施例方式
以下参照
本发明的实施方式。
首先说明光电转换模块的结构。图1是示出本发明的具有光电二极
管的光电转换模块的电路图。图2是示出本发明的具有光电晶体管的光
电转换模块的电路图。
光电转换模块10具有光电转换元件11、复位开关12、放大器13、 接收用开关14、发送用开关15、转送开关16、电容17、驱动电路18以 及通道选择开关19。
光电转换元件11设置在节点C与接地端子之间。复位开关12设置 在节点C与节点F之间。放大器13的输入端子与节点C连接，输出端 子经由接收用开关14而与节点A连接，并且输出端子经由发送用开关 15而与节点B连接。转送开关16设置在节点A与节点D之间。电容17 设置在节点D与接地端子之间。驱动电路18的输入端子与节点D连接， 输出端子经由通道选择开关19而与节点E连接。另外，节点E与一根公 共读出线(未图示)或另一根公共读出线(未图示)连接。
光电转换元件11是光电二极管。光电二极管的阳极与接地端子连接， 阴极与节点C连接。
此外，如图2所示，光电转换元件也可以是光电晶体管lla。光电晶 体管1 la的基极经由复位开关12而与节点F连接，发射极与节点C连接， 集电极与接地端子连接。这种情况不需要放大器13。
驱动电路18是源跟随电路，其具有NMOS晶体管。NMOS晶体管 的栅极与节点D连接，源极经由通道选择开关19而与节点E连接，漏极 与电源端子连接。
此外，虽未作图示，不过驱动电路18也可以为缓冲电路，还可以具 有放大器。放大器按照缓冲器的方式连接。
下面说明光电转换模块10的动作。
首先说明信号q)A为高电平、接收用开关14闭合、信号cpB为低电 平、发送用开关15断开时的动作1。
使信号(()R为高电平来闭合复位开关12，从而将光电转换元件11的输出电压复位成复位电压Vrst。使信号cpT为高电平来闭合转送开关16， 从而用放大器13放大该受光前的复位电压Vrst并转送到电容17蓄积起 来。并且，用放大器13放大该受光前的复位电压Vrst后从节点A输出。 在蓄积后，信号cpT变为低电平，转送开关16断开。使信号cpSCH为高 电平来闭合通道选择开关19，从而将蓄积在电容17上的受光前的放大器 13的输出电压(复位电压Vrst)读出至一根公共读出线或另一根公共读 出线。
将输出电压复位成复位电压Vrst的光电转换元件ll在接收到入射光 时，根据接收到的光量来降低输出电压。当光电转换元件ll进行了规定 时间的受光时，使信号cpT为高电平来闭合转送开关16，从而用放大器 13放大该受光后的输出电压并转送到电容17蓄积起来。并且，用放大器 13放大该受光后的输出电压后从节点A输出。在蓄积后，信号cpT变为 低电平，转送开关16断开。使信号cpSCH为高电平来闭合通道选择开关 19，从而将蓄积在电容17上的受光后的放大器13的输出电压(光电转 换元件11的输出电压)读出至一根公共读出线或另一根公共读出线。
如上所述，光电转换装置检测受光前的复位电压Vrst与受光后的输
出电压之间的差值电压，读取图像。
接下来说明信号(pA为低电平、接收用开关14断开、信号cpB为高 电平、发送用开关15闭合时的动作2。
使信号cpR为高电平来闭合复位开关12，从而将光电转换元件11的 输出电压复位成复位电压Vrst。用放大器13放大该受光前的复位电压Vrst 后从节点B输出。
将输出电压复位成复位电压Vrst的光电转换元件11在接收到入射光 时，根据接收到的光量来降低输出电压。当光电转换元件11进行了规定 时间的受光时，用放大器13放大该受光后的输出电压后从节点B输出。
接着说明光电转换装置的结构。图3是示出本发明的光电转换装置 的示例的电路图。
光电转换装置具有与像素数量对应的多个光电转换模块10。此外， 光电转换装置具有公共读出线20、公共读出线30、公共控制线40以及公共控制线50。这里，在图3上，从左端起按照顺序将从左端起的4个 光电转换模块10称为第一 第四光电转换模块10。
第一光电转换模块10的信号cpA端子与公共控制线40连接，信号cpB 端子与公共控制线50连接，节点A和节点B相互连接，节点E与公共 读出线20连接。第二光电转换模块10的信号cpA端子与公共控制线50 连接，信号cpB端子与公共控制线40连接，节点A与第三光电转换模块 IO的节点B连接，节点B与第三光电转换模块10的节点A连接，节点 E与公共读出线30连接。第三光电转换模块10的信号cpA端子与公共控 制线50连接，信号cpB端子与公共控制线40连接，节点E与公共读出线 20连接。第四光电转换模块10的信号cpA端子与公共控制线40连接， 信号(pB端子与公共控制线50连接，节点A和节点B相互连接，节点E 与公共读出线30连接。在所有的多个光电转换模块10中，重复上述连 接状况。
断开后的接收用开关14和节点A从其他光电转换模块10接收其他 光电转换模块10的放大器13的输出电压。闭合后的发送用开关15和节 点B向其他光电转换模块10发送该光电转换模块10的放大器13的输出 电压。
公共控制线40和公共控制线50控制多个光电转换模块10中的接收 用开关14和发送用开关15，控制光电转换装置的分辨率。具体地说，当 公共控制线40的电压为高电平且公共控制线50的电压为低电平时，接 收用开关14断开而发送用开关15闭合，光电转换装置的分辨率为50%。 当公共控制线40的电压为低电平且公共控制线50的电压为高电平时， 接收用开关14闭合而发送用开关15断开，光电转换装置的分辨率为 iOO%。
下面说明光电转换装置的动作。
首先说明公共控制线40的电压为高电平且公共控制线50的电压为 低电平时的动作A。
此时，第一和第四光电转换模块10进行上述动作1，第二和第三光 电转换模块10进行上述动作2。控制各光电转换模块10的信号(()SCH，使得各光电转换模块10的通道选择开关19每次闭合4个。
于是，第一光电转换模块10的放大器13的输出电压从第一光电转 换模块IO的节点E输出。此外，由于接收用开关14断幵，因此，第二 光电转换模块10的放大器13的输出电压不从第二光电转换模块10的节 点E输出，由于发送用开关15闭合，因此，第二光电转换模块10的放 大器13的输出电压从第三光电转换模块10的节点E输出。由此，通过 公共读出线20来使相邻的2个第一和第二光电转换模块10的节点E的 电压平均化。
另外，由于接收用开关14断开，因此，第三光电转换模块10的放 大器13的输出电压不从第三光电转换模块10的节点E输出，由于发送 用开关15闭合，因此，第三光电转换模块10的放大器13的输出电压从 第二光电转换模块10的节点E输出。此外，第四光电转换模块10的放 大器13的,出电压从第四光电转换模块10的节点E输出。由此，通过 公共读出线30来使相邻的2个第三和第四光电转换模块10的节点E的 电压平均化。
艮P，光电转换装置的分辨率成为50%。
接着说明公共控制线40的电压为低电平且公共控制线50的电压为 高电平时的动作B。
此时，第一 第四光电转换模块10进行上述动作1。控制各光电转 换模块10的信号cpSCH，使得各光电转换模块10的通道选择开关19每 次闭合2个。
即，光电转换装置的分辨率比动作A良好而成为100%。
这样，由于光电转换装置具有多根公共读出线，因此能够相应地进 行并行输出，能够高速读取图像。
此外，由于光电转换模块10能够与其他光电转换模块IO进行通信， 因此能够使相邻的多个光电转换模块10的节点E的连接对象的公共读出 线相同。由此，能够通过同一公共读出线来使这些节点E的电压平均化， 因此能够实现图像的分辨率切换。
另外，虽然在各光电转换模块10内部分别设有驱动电路18，不过也可以去除这些驱动电路18。此时，将驱动电路插入到公共读出线20和 公共读出线30上，此情况未作图示。
此外，在上述说明中公共读出线为2根从而存在2种分辨率，但是 不限于此。此时，可以对光电转换模块10内部的接收用开关的个数、发 送用开关的个数、光电转换装置的公共控制线的个数以及光电转换装置 的公共读出线的根数进行适当的电路设计。
此外，多个光电转换模块10的节点E与公共读出线20和公共读出 线30交替进行连接来进行并行输出，不过也可以如图4所示，与l根公 共读出线连接而进行串行输出。此时，在各光电转换模块10中，节点A 与节点B连接。
此外，上述光电转换装置可以用于线图像传感器和面图像传感器。 此外，在图1中，将光电二极管设在节点C与接地端子之间，光电 转换元件ll在接收到入射光时，根据接收到的光量来降低输出电压。不 过，虽然未作图示，但也可以将光电二极管设在电源端子与节点C之间， 光电转换元件11在接收到入射光时，根据接收到的光量来提高输出电压。 此外，在图2中，将光电晶体管设在节点C与接地端子之间，光电 转换元件ll在接收到入射光时，根据接收到的光量来降低输出电压。不 过，虽然未作图示，但也可以将光电晶体管设在电源端子与节点C之间， 光电转换元件11在接收到入射光时，根据接收到的光量来提高输出电压。
权利要求
1.一种将入射光转换成电信号的光电转换装置，其特征在于，该光电转换装置具有多个光电转换模块；多根公共控制线，其控制所述多个光电转换模块中的接收用开关和发送用开关，并控制光电转换装置的分辨率；以及多根公共读出线，所述光电转换模块具有光电转换元件，其在接收到所述入射光时，根据接收到的光量来改变输出电压；复位开关，其通过闭合而将所述光电转换元件的输出电压复位成复位电压；至少1个接收用开关，其用于从其他光电转换模块接收基于其他光电转换模块的所述光电转换元件的输出电压或所述复位电压的电压；至少1个发送用开关，其用于向其他光电转换模块发送基于所述光电转换元件的输出电压或所述复位电压的电压；转送开关，其通过闭合而向电容转送基于所述光电转换元件的输出电压或所述复位电压的电压；所述电容，其蓄积基于所述光电转换元件的输出电压或所述复位电压的电压；以及通道选择开关，其通过闭合而将蓄积在所述电容上的电压读出至公共读出线。
2. 根据权利要求1所述的光电转换装置，其特征在于，所述光电转换模块还具有设置在所述转送开关与所述通道选择开关 之间的源跟随电路或缓冲电路。
3. 根据权利要求1所述的光电转换装置，其特征在于，所述光电转换装置还具有插入到所述公共读出线上的源跟随电路或 缓沖电路。
全文摘要
本发明提供一种能够同时实现图像的高速读取和分辨率切换的光电转换装置。由于光电转换装置具有多根公共读出线，因此能够进行并行输出，能够高速读取图像。此外，由于光电转换模块(10)能够与其他光电转换模块(10)进行通信，因此能够使相邻的多个光电转换模块(10)的节点(E)的连接对象的公共读出线相同。由此，能够通过同一公共读出线来使这些节点(E)的电压平均化，因此能够对图像的分辨率进行切换。
文档编号H01L31/10GK101593749SQ20091020357
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年5月29日
发明者村冈大介 申请人:精工电子有限公司