專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將入射光轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
傳真機和圖像掃描儀等圖像讀取裝置使用圖像傳感器。圖像傳感器 使用光電轉(zhuǎn)換裝置。光電轉(zhuǎn)換裝置使用與像素數(shù)量對應的多個光電轉(zhuǎn)換
模塊。圖5是示出以往的光電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
光電轉(zhuǎn)換模塊50具有信號cpR用端子(未圖示)、信號cpT用端子(未 圖示)、信號cpSCH用端子(未圖示)以及節(jié)點C F。此外，光電轉(zhuǎn)換 模塊50具有光電轉(zhuǎn)換元件51、復位開關(guān)52、放大器53、轉(zhuǎn)送開關(guān)54、 電容55、驅(qū)動電路56以及通道選擇開關(guān)57。另外，節(jié)點E與公共讀出 線(未圖示)連接。
使信號cpR為高電平(high)來閉合復位開關(guān)52，從而將光電轉(zhuǎn)換 元件51的輸出電壓復位成復位電壓Vrst。使信號cpT為高電平來閉合轉(zhuǎn) 送開關(guān)54，從而用放大器53放大該受光前的復位電壓Vrst并轉(zhuǎn)送到電 容55蓄積起來。在蓄積后，信號cpT變?yōu)榈碗娖?low),轉(zhuǎn)送開關(guān)54斷 開。使信號cpSCH為高電平來閉合通道選擇開關(guān)57，將蓄積在電容55 上的受光前的放大器53的輸出電壓(復位電壓Vrst)讀出至公共讀出線。
將輸出電壓復位成復位電壓Vrst的光電轉(zhuǎn)換元件51在接收到入射光 時，根據(jù)接收到的光量來降低輸出電壓。當光電轉(zhuǎn)換元件51進行了規(guī)定 時間的受光時，信號cpT變?yōu)楦唠娖?，轉(zhuǎn)送開關(guān)54閉合，從而用放大器 53放大該受光后的輸出電壓并轉(zhuǎn)送到電容55蓄積起來。在蓄積后，信號 cpT變?yōu)榈碗娖?，轉(zhuǎn)送開關(guān)54斷開。使信號q)SCH為高電平來閉合通道 選擇開關(guān)57，將蓄積在電容55上的受光后的放大器53的輸出電壓(光 電轉(zhuǎn)換元件51的輸出電壓)讀出至公共讀出線。如上所述，光電轉(zhuǎn)換裝置檢測受光前的復位電壓Vrst與受光后的輸 出電壓之間的差值電壓，讀取圖像(例如參照專利文獻l)。
這里，近年來為了高速讀取圖像，例如為了以兩倍速讀取圖像，有 時要準備兩根公共讀出線，多個光電轉(zhuǎn)換模塊50的節(jié)點E與一根公共讀 出線和另一根公共讀出線交替連接，進行并行輸出。
此外，為了實現(xiàn)圖像的分辨率切換，例如為了切換50%的分辨率和 100%的分辨率，有時要設置如下2個模式多個光電轉(zhuǎn)換模塊50的通 道選擇開關(guān)57每次閉合1個的模式；以及多個光電轉(zhuǎn)換模塊50的通道 選擇開關(guān)57每次閉合2個，通過同一公共讀出線來使相鄰的2個光電轉(zhuǎn) 換模塊50的節(jié)點E的電壓平均化的模式。
專利文獻1日本特開2004-282716號公報
但是，在實現(xiàn)前者的圖像的高速讀取時，相鄰的2個光電轉(zhuǎn)換模塊 50的節(jié)點E的連接對象的公共讀出線不同。由此，無法通過同一公共讀 出線來使這些節(jié)點E的電壓平均化，因此無法實現(xiàn)后者的圖像的分辨率 切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這樣的課題而完成的，提供一種能夠同時實現(xiàn)圖像 的高速讀取和分辨率切換的光電轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明為了解決上述課題而提供一種將入射光轉(zhuǎn)換成電信號的光電 轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該光電轉(zhuǎn)換裝置具有多個光電轉(zhuǎn)換模塊；多 根公共控制線，其控制所述多個光電轉(zhuǎn)換模塊中的接收用開關(guān)和發(fā)送用 開關(guān)，并控制光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率；以及多根公共讀出線，所述光電 轉(zhuǎn)換模塊具有光電轉(zhuǎn)換元件，其在接收到所述入射光時，根據(jù)接收到 的光量來改變輸出電壓；復位開關(guān)，其通過閉合而將所述光電轉(zhuǎn)換元件 的輸出電壓復位成復位電壓；至少1個接收用開關(guān)，其用于從其他光電 轉(zhuǎn)換模塊接收基于其他光電轉(zhuǎn)換模塊的所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或 所述復位電壓的電壓；至少1個發(fā)送用開關(guān)，其用于向其他光電轉(zhuǎn)換模 塊發(fā)送基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所述復位電壓的電壓；轉(zhuǎn)送開關(guān)，其通過閉合而向電容轉(zhuǎn)送基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所 述復位電壓的電壓；所述電容，其蓄積基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電 壓或所述復位電壓的電壓；以及通道選擇開關(guān)，其通過閉合而將蓄積在 所述電容上的電壓讀出至公共讀出線。
在本發(fā)明中，由于光電轉(zhuǎn)換裝置具有多根公共讀出線，因此能夠相 應地進行并行輸出，能夠高速讀取圖像。
此外，光電轉(zhuǎn)換模塊能夠與其他光電轉(zhuǎn)換模塊進行通信，因此，能 夠使相鄰的多個光電轉(zhuǎn)換模塊的輸出端子的連接對象的公共讀出線相 同。由此，能夠通過同一公共讀出線來使這些輸出端子的電壓平均化， 因此能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的分辨率切換。


圖1是示出本發(fā)明的具有光電二極管的光電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
圖2是示出本發(fā)明的具有光電晶體管的光電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
圖3是示出本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的示例的電路圖。
圖4是示出本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的另一示例的電路圖。
圖5是示出以往的光電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
標號說明
A F......節(jié)點
11 ......光電轉(zhuǎn)換元件
12 ......復位開關(guān)
13 ......放大器
14 ......接收用開關(guān)
15 ......發(fā)送用開關(guān)
16 ......轉(zhuǎn)送開關(guān)
17......電容
18 ......驅(qū)動電路
19 ......通道選擇開關(guān)
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的實施方式。
首先說明光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)。圖1是示出本發(fā)明的具有光電二極
管的光電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。圖2是示出本發(fā)明的具有光電晶體管的光
電轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
光電轉(zhuǎn)換模塊10具有光電轉(zhuǎn)換元件11、復位開關(guān)12、放大器13、 接收用開關(guān)14、發(fā)送用開關(guān)15、轉(zhuǎn)送開關(guān)16、電容17、驅(qū)動電路18以 及通道選擇開關(guān)19。
光電轉(zhuǎn)換元件11設置在節(jié)點C與接地端子之間。復位開關(guān)12設置 在節(jié)點C與節(jié)點F之間。放大器13的輸入端子與節(jié)點C連接，輸出端 子經(jīng)由接收用開關(guān)14而與節(jié)點A連接，并且輸出端子經(jīng)由發(fā)送用開關(guān) 15而與節(jié)點B連接。轉(zhuǎn)送開關(guān)16設置在節(jié)點A與節(jié)點D之間。電容17 設置在節(jié)點D與接地端子之間。驅(qū)動電路18的輸入端子與節(jié)點D連接， 輸出端子經(jīng)由通道選擇開關(guān)19而與節(jié)點E連接。另外，節(jié)點E與一根公 共讀出線(未圖示)或另一根公共讀出線(未圖示)連接。
光電轉(zhuǎn)換元件11是光電二極管。光電二極管的陽極與接地端子連接， 陰極與節(jié)點C連接。
此外，如圖2所示，光電轉(zhuǎn)換元件也可以是光電晶體管lla。光電晶 體管1 la的基極經(jīng)由復位開關(guān)12而與節(jié)點F連接，發(fā)射極與節(jié)點C連接， 集電極與接地端子連接。這種情況不需要放大器13。
驅(qū)動電路18是源跟隨電路，其具有NMOS晶體管。NMOS晶體管 的柵極與節(jié)點D連接，源極經(jīng)由通道選擇開關(guān)19而與節(jié)點E連接，漏極 與電源端子連接。
此外，雖未作圖示，不過驅(qū)動電路18也可以為緩沖電路，還可以具 有放大器。放大器按照緩沖器的方式連接。
下面說明光電轉(zhuǎn)換模塊10的動作。
首先說明信號q)A為高電平、接收用開關(guān)14閉合、信號cpB為低電 平、發(fā)送用開關(guān)15斷開時的動作1。
使信號(()R為高電平來閉合復位開關(guān)12，從而將光電轉(zhuǎn)換元件11的輸出電壓復位成復位電壓Vrst。使信號cpT為高電平來閉合轉(zhuǎn)送開關(guān)16， 從而用放大器13放大該受光前的復位電壓Vrst并轉(zhuǎn)送到電容17蓄積起 來。并且，用放大器13放大該受光前的復位電壓Vrst后從節(jié)點A輸出。 在蓄積后，信號cpT變?yōu)榈碗娖?，轉(zhuǎn)送開關(guān)16斷開。使信號cpSCH為高 電平來閉合通道選擇開關(guān)19，從而將蓄積在電容17上的受光前的放大器 13的輸出電壓(復位電壓Vrst)讀出至一根公共讀出線或另一根公共讀 出線。
將輸出電壓復位成復位電壓Vrst的光電轉(zhuǎn)換元件ll在接收到入射光 時，根據(jù)接收到的光量來降低輸出電壓。當光電轉(zhuǎn)換元件ll進行了規(guī)定 時間的受光時，使信號cpT為高電平來閉合轉(zhuǎn)送開關(guān)16，從而用放大器 13放大該受光后的輸出電壓并轉(zhuǎn)送到電容17蓄積起來。并且，用放大器 13放大該受光后的輸出電壓后從節(jié)點A輸出。在蓄積后，信號cpT變?yōu)?低電平，轉(zhuǎn)送開關(guān)16斷開。使信號cpSCH為高電平來閉合通道選擇開關(guān) 19，從而將蓄積在電容17上的受光后的放大器13的輸出電壓(光電轉(zhuǎn) 換元件11的輸出電壓)讀出至一根公共讀出線或另一根公共讀出線。
如上所述，光電轉(zhuǎn)換裝置檢測受光前的復位電壓Vrst與受光后的輸
出電壓之間的差值電壓，讀取圖像。
接下來說明信號(pA為低電平、接收用開關(guān)14斷開、信號cpB為高 電平、發(fā)送用開關(guān)15閉合時的動作2。
使信號cpR為高電平來閉合復位開關(guān)12，從而將光電轉(zhuǎn)換元件11的 輸出電壓復位成復位電壓Vrst。用放大器13放大該受光前的復位電壓Vrst 后從節(jié)點B輸出。
將輸出電壓復位成復位電壓Vrst的光電轉(zhuǎn)換元件11在接收到入射光 時，根據(jù)接收到的光量來降低輸出電壓。當光電轉(zhuǎn)換元件11進行了規(guī)定 時間的受光時，用放大器13放大該受光后的輸出電壓后從節(jié)點B輸出。
接著說明光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)。圖3是示出本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置 的示例的電路圖。
光電轉(zhuǎn)換裝置具有與像素數(shù)量對應的多個光電轉(zhuǎn)換模塊10。此外， 光電轉(zhuǎn)換裝置具有公共讀出線20、公共讀出線30、公共控制線40以及公共控制線50。這里，在圖3上，從左端起按照順序?qū)淖蠖似鸬?個 光電轉(zhuǎn)換模塊10稱為第一 第四光電轉(zhuǎn)換模塊10。
第一光電轉(zhuǎn)換模塊10的信號cpA端子與公共控制線40連接，信號cpB 端子與公共控制線50連接，節(jié)點A和節(jié)點B相互連接，節(jié)點E與公共 讀出線20連接。第二光電轉(zhuǎn)換模塊10的信號cpA端子與公共控制線50 連接，信號cpB端子與公共控制線40連接，節(jié)點A與第三光電轉(zhuǎn)換模塊 IO的節(jié)點B連接，節(jié)點B與第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點A連接，節(jié)點 E與公共讀出線30連接。第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的信號cpA端子與公共控 制線50連接，信號cpB端子與公共控制線40連接，節(jié)點E與公共讀出線 20連接。第四光電轉(zhuǎn)換模塊10的信號cpA端子與公共控制線40連接， 信號(pB端子與公共控制線50連接，節(jié)點A和節(jié)點B相互連接，節(jié)點E 與公共讀出線30連接。在所有的多個光電轉(zhuǎn)換模塊10中，重復上述連 接狀況。
斷開后的接收用開關(guān)14和節(jié)點A從其他光電轉(zhuǎn)換模塊10接收其他 光電轉(zhuǎn)換模塊10的放大器13的輸出電壓。閉合后的發(fā)送用開關(guān)15和節(jié) 點B向其他光電轉(zhuǎn)換模塊10發(fā)送該光電轉(zhuǎn)換模塊10的放大器13的輸出 電壓。
公共控制線40和公共控制線50控制多個光電轉(zhuǎn)換模塊10中的接收 用開關(guān)14和發(fā)送用開關(guān)15，控制光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率。具體地說，當 公共控制線40的電壓為高電平且公共控制線50的電壓為低電平時，接 收用開關(guān)14斷開而發(fā)送用開關(guān)15閉合，光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率為50%。 當公共控制線40的電壓為低電平且公共控制線50的電壓為高電平時， 接收用開關(guān)14閉合而發(fā)送用開關(guān)15斷開，光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率為 iOO%。
下面說明光電轉(zhuǎn)換裝置的動作。
首先說明公共控制線40的電壓為高電平且公共控制線50的電壓為 低電平時的動作A。
此時，第一和第四光電轉(zhuǎn)換模塊10進行上述動作1，第二和第三光 電轉(zhuǎn)換模塊10進行上述動作2。控制各光電轉(zhuǎn)換模塊10的信號(()SCH，使得各光電轉(zhuǎn)換模塊10的通道選擇開關(guān)19每次閉合4個。
于是，第一光電轉(zhuǎn)換模塊10的放大器13的輸出電壓從第一光電轉(zhuǎn) 換模塊IO的節(jié)點E輸出。此外，由于接收用開關(guān)14斷幵，因此，第二 光電轉(zhuǎn)換模塊10的放大器13的輸出電壓不從第二光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié) 點E輸出，由于發(fā)送用開關(guān)15閉合，因此，第二光電轉(zhuǎn)換模塊10的放 大器13的輸出電壓從第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E輸出。由此，通過 公共讀出線20來使相鄰的2個第一和第二光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E的 電壓平均化。
另外，由于接收用開關(guān)14斷開，因此，第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的放 大器13的輸出電壓不從第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E輸出，由于發(fā)送 用開關(guān)15閉合，因此，第三光電轉(zhuǎn)換模塊10的放大器13的輸出電壓從 第二光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E輸出。此外，第四光電轉(zhuǎn)換模塊10的放 大器13的,出電壓從第四光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E輸出。由此，通過 公共讀出線30來使相鄰的2個第三和第四光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E的 電壓平均化。
艮P，光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率成為50%。
接著說明公共控制線40的電壓為低電平且公共控制線50的電壓為 高電平時的動作B。
此時，第一 第四光電轉(zhuǎn)換模塊10進行上述動作1。控制各光電轉(zhuǎn) 換模塊10的信號cpSCH，使得各光電轉(zhuǎn)換模塊10的通道選擇開關(guān)19每 次閉合2個。
即，光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率比動作A良好而成為100%。
這樣，由于光電轉(zhuǎn)換裝置具有多根公共讀出線，因此能夠相應地進 行并行輸出，能夠高速讀取圖像。
此外，由于光電轉(zhuǎn)換模塊10能夠與其他光電轉(zhuǎn)換模塊IO進行通信， 因此能夠使相鄰的多個光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E的連接對象的公共讀出 線相同。由此，能夠通過同一公共讀出線來使這些節(jié)點E的電壓平均化， 因此能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的分辨率切換。
另外，雖然在各光電轉(zhuǎn)換模塊10內(nèi)部分別設有驅(qū)動電路18，不過也可以去除這些驅(qū)動電路18。此時，將驅(qū)動電路插入到公共讀出線20和 公共讀出線30上，此情況未作圖示。
此外，在上述說明中公共讀出線為2根從而存在2種分辨率，但是 不限于此。此時，可以對光電轉(zhuǎn)換模塊10內(nèi)部的接收用開關(guān)的個數(shù)、發(fā) 送用開關(guān)的個數(shù)、光電轉(zhuǎn)換裝置的公共控制線的個數(shù)以及光電轉(zhuǎn)換裝置 的公共讀出線的根數(shù)進行適當?shù)碾娐吩O計。
此外，多個光電轉(zhuǎn)換模塊10的節(jié)點E與公共讀出線20和公共讀出 線30交替進行連接來進行并行輸出，不過也可以如圖4所示，與l根公 共讀出線連接而進行串行輸出。此時，在各光電轉(zhuǎn)換模塊10中，節(jié)點A 與節(jié)點B連接。
此外，上述光電轉(zhuǎn)換裝置可以用于線圖像傳感器和面圖像傳感器。 此外，在圖1中，將光電二極管設在節(jié)點C與接地端子之間，光電 轉(zhuǎn)換元件ll在接收到入射光時，根據(jù)接收到的光量來降低輸出電壓。不 過，雖然未作圖示，但也可以將光電二極管設在電源端子與節(jié)點C之間， 光電轉(zhuǎn)換元件11在接收到入射光時，根據(jù)接收到的光量來提高輸出電壓。 此外，在圖2中，將光電晶體管設在節(jié)點C與接地端子之間，光電 轉(zhuǎn)換元件ll在接收到入射光時，根據(jù)接收到的光量來降低輸出電壓。不 過，雖然未作圖示，但也可以將光電晶體管設在電源端子與節(jié)點C之間， 光電轉(zhuǎn)換元件11在接收到入射光時，根據(jù)接收到的光量來提高輸出電壓。
權(quán)利要求
1.一種將入射光轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該光電轉(zhuǎn)換裝置具有多個光電轉(zhuǎn)換模塊；多根公共控制線，其控制所述多個光電轉(zhuǎn)換模塊中的接收用開關(guān)和發(fā)送用開關(guān)，并控制光電轉(zhuǎn)換裝置的分辨率；以及多根公共讀出線，所述光電轉(zhuǎn)換模塊具有光電轉(zhuǎn)換元件，其在接收到所述入射光時，根據(jù)接收到的光量來改變輸出電壓；復位開關(guān)，其通過閉合而將所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓復位成復位電壓；至少1個接收用開關(guān)，其用于從其他光電轉(zhuǎn)換模塊接收基于其他光電轉(zhuǎn)換模塊的所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所述復位電壓的電壓；至少1個發(fā)送用開關(guān)，其用于向其他光電轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所述復位電壓的電壓；轉(zhuǎn)送開關(guān)，其通過閉合而向電容轉(zhuǎn)送基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所述復位電壓的電壓；所述電容，其蓄積基于所述光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓或所述復位電壓的電壓；以及通道選擇開關(guān)，其通過閉合而將蓄積在所述電容上的電壓讀出至公共讀出線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊還具有設置在所述轉(zhuǎn)送開關(guān)與所述通道選擇開關(guān) 之間的源跟隨電路或緩沖電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換裝置還具有插入到所述公共讀出線上的源跟隨電路或 緩沖電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠同時實現(xiàn)圖像的高速讀取和分辨率切換的光電轉(zhuǎn)換裝置。由于光電轉(zhuǎn)換裝置具有多根公共讀出線，因此能夠進行并行輸出，能夠高速讀取圖像。此外，由于光電轉(zhuǎn)換模塊(10)能夠與其他光電轉(zhuǎn)換模塊(10)進行通信，因此能夠使相鄰的多個光電轉(zhuǎn)換模塊(10)的節(jié)點(E)的連接對象的公共讀出線相同。由此，能夠通過同一公共讀出線來使這些節(jié)點(E)的電壓平均化，因此能夠?qū)D像的分辨率進行切換。
文檔編號H01L31/10GK101593749SQ20091020357
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者村岡大介 申請人:精工電子有限公司