JPH01222582A

JPH01222582A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH01222582A
Application number: JP63047492A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hashimoto; 誠二橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1989-09-05
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2625475B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ノイズの低減を企図した光電変換装置及びそ
の駆動方法に関する。

［従来の技術］バ・イポーラトラジスタのベースに光励起により発生し
たキャリアを蓄積する方式のベース蓄積型センサを用い
た従来の光電変換装置においては、センサノイズを除去
するために次のような駆動方式を採用している。

まず、センサをリセットした後、光励起キャリアをベー
スに蓄積する蓄積動作を行い、その後センナノイズを含
むセンサ出力を読み出して一時蓄積しておく、次に、セ
ンサをリセットした後、センサのベースに残留する成分
をセンサノイズとして読み出し、前記センサ出力と供に
差分処理を行い、センサ出力からセンサノイズを除去し
たセンサ信号を得ている。

このように、センサ出力とセンサノイズを得るために、
リセット動作と読み出し動作の双方を行い、これによっ
て実際に発生する駆動ノイズ成分と読み出されたセンサ
ノイズとの相関性を高めでる（特願昭６１−２２９６２
５号、特願昭６２−１２３８７２号）。

［発明が解決しようとする課題１しかし、駆動ノイズの相関性は高い程、ノイズ除去効果
が上昇し、各センサセル間の固定ノイズを低減させるこ
とができる。

本発明は、この駆動ノイズの相関性を更に高めてノイズ
低減を達成する光電変換装置及びその駆動方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段１本発明による光電変換装置は、光励起キャリアを制御電
極領域に蓄積するトランジスタと、前記制御電極領域を
選択的に一定電位又は浮遊状態にするリセット手段とか
ら成る光センサを有する光電変換装置において、前記光
センサのセンサ出力を格納する第一格納手段と、当該光
センサのセンサノイズを格納する第二格納手段と、第一
及び第二格納手段に格納されたセンサ出力及びセンサノ
イズの差分処理を行う差分処理手段とを設けたことを特
徴とする。

本発明による光電変換装置の駆動方法は、トランジスタ
の制御電極領域に光励起キャリアを蓄積する方式の光セ
ンサを有する光電変換装置の駆動方法に右いて、前記光
センサの制御電極領域をリセットした後、光励起キャリ
アの蓄積を開始する直前にセンサノイズを読み出し、光
励起キャリアの蓄積終了後にセンサ出力を読み出し、前
記センサノイズ及びセンサ出力の差分処理を行うことを
特徴とする。

［作用］上記制御電極領域にリセット手段を設けた光センサは、
それ自体で高感度であり、ノイズが少ないものであるが
、センサ出力とセンサノイズの差分処理を行うことで重
にノイズの低減を達成できる。

また、光励起キャリアの蓄積開始直前にセンサノイズを
読み出しておくことで、駆動ノイズの相関性を更に高め
ることができ、結果的にセンサセル間の固定ノイズを更
に軽減でる。

［実施例］以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図（Ａ）は、本発明による光電変換装置の一実施例
であるラインセンサの部分的回路図であり、第１図（Ｂ
）は、その動作を説明するための信号波形図である。

同図（Ａ）において、バイポーラトランジスタ゛ｒ「の
ベースにはリセット用のトランジスタＱ　ｒａが等価的
接続され、正電圧Ｖ、、（ここでは、０．６Ｖ）が印加
される。トランジスタＱ□のゲート電極には、リセット
パルスφ、が入力する。トランジスタＴｒ及びＱ□によ
って光センサが構成され、トランジスタＴｒのベースに
光励起キャリア（ここでは、ホール）が蓄積する。

トランジスタＴｒのコレクタ電極には一定正電圧が印加
され、エミッタ電極はトランジスタＱ２に接続され、一
定電圧Ｖｖ、（、：こでは接地電位）が印加される。ト
ランジスタＱ、のゲート電極にはパルスφｖＲが人力す
る。

また、トランジスタＴ　ｒのエミッタ電極は、トランジ
スタＱ　Ｌ　Ｉ及びＱ　ｔｚを介して、各々蓄積用コン
デンサＣＴ、及びＣｒ２に接続され、更にトランジスタ
ＱｇＩ及びＱＩＩ２を介して各々出力ラインＮＬ及びＳ
Ｌに接続されている。

コンデンサＣＴ、及びＣｒ２には、放電用のトランジス
タＱ　ｒｈが各々設けられ、パルスφＣＲによってＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ制御が行われる。また、トランジスタＱ　
ｓ　＋及びＱ　１１２のゲート電極には、シラトレジス
タ１から走査パルスφ、、が入力する。

出力ラインＳＬ及びＮＬは差動アンプ２の非反転及び反
転入力端子に各々接続されている。

このような構成を有する装置の駆動方法の一実施例を同
図（Ｂ）を参照しながら説明する。

まず、期間ｔ１において、パルスφＶＲ１φＴ１及びφ
。２を立ち上がらせてトランジスタＱ”ｒ、　Ｑ　ｔ　
＋及びＱ　ｔ２をＯＮとし、トランジスタＴｒのエミッ
タの不要キャリア、コンデンサＣＴ、及びＣＴ　２の不
要キャリアを除去する。

次に２期間ｔ２において、パルスφ、が立下がり、リセ
・ントトランジスタＱ□がＯＮとなることで光センサの
ベースに残留する不要キャリアを除去する。これによっ
て、トランジスタ”ｒｒａのベース電位Ｖ、は電位Ｖ　
ＢＢにリセットされるが、その際、トランジスタＱ　ｒ
ｇの導通時のノイズ成分ＶＫＴＣが発生し、ベース電位
に重量する。

期間ｔ２の経過後、パルスφ、は立上がり、これによっ
てトランジスタＱ、Ｉｇのゲート容置１重なり容量とト
ランジスタＴ　ｒのベースの寄生容量との比により、ベ
ース電位ｖ８は電位ｖ６だけ振られる。すなわら、期間
ｔ２のリセット動作によって、Ｖｇｒｃ＋ｖ６ノイズ成
分が発生する。

次に、期間Ｔａにおいて、パルスφア、が立上がりトラ
ンジスタＱ　ｔ＋がＯＮとなる。これによって駆動ノイ
ズｖ１がコンデンサＣＴ、に蓄積される。ここで駆動ノ
イズｖ０は次式で表わされる。

Ｖ　ｓ　＝　Ｖ　６　＋　Ｖ　ＸＴＣ＋Ｖ　ｎただし、
■、は、読出し時のフィードバックノイズである。

続いて期間ｔ４でトランジスタＴｒのベースに光励起キ
ャリアが蓄積し、ベース電位Ｖａが上昇する。

期間ｔ４の経過後、期間ｔ５において、パルスφ７□が
−ｑ上がり、トランジスタＱ　１２がＯＮとなる。これ
によって、トランジスタＴ　ｒの蓄積キャリア量に対応
した出力がエミッタからコンデンサＣＴ２に転送される
。これによりコンデンサＣＴ、に蓄積される信号ｖ、は
、次式で表わされる。

Ｖ　ｓ　”　Ｖ　Ｉ、＋　Ｖ　ｎｒｃ　＋　Ｖ　ｎ　＋
　Ｖ　ｐただし、Ｖ　′Ｒは読出し時のフィードバック
ノイズである。

こうしてコンデンサＣＴ、及びＣＴ、に、各々ノイズＶ
、及び信号ｖ３が蓄積され、走査パルスφＨによってト
ランジスタＱｆｉｌ及びＱ。がＯＮになることで、各々
出力ラインＮＬ及びＳＬに転送され、差動アンプ２によ
って差分処理される。

したがって、差動アンプ２の出力端子からは、次式で表
わされるセンサ信号ｖ　′ｇが出力する。

ｙ　′ｓ　：　Ｖ　Ｂ　　Ｖ　Ｎ　＝　Ｖ　ｐ　＋　（
Ｖ　’ＲＶ　Ｒ）こうして振られ成分ｖ６とトランジス
タＱ□の導通時のノイズＶＩＩＴＣとは完全に除去され
る。また、読出し時のフィードバックノイズ分（ｖ′□
−Ｖ＊）は、暗時ではほぼゼロであり、明時でもＶｐ＞
Ｖ′□−ｖ、）となり、はとんど無視することができる
。

したがって、センサ信号Ｖ　’ｓ　”ｒ　Ｖ　ｐとなり
、光情報を忠実に電気信号に交換することができる。

以下同様に、ライン状に配列された光センサの光情報が
光電変換され、シフトレジスタｌからの走査パルスφ□
のタイミングで順次差動アンプ２から出力する。

第２図は、本発明による光電変換装置の駆動方法の他の
実施例を示すタイミングチャートである。

本実施例では、−ヒ記実施例で行ったパルスφ。

にょろりセット（以下「完全リフレッシュ」という、）
の後に、トランジスタＴｒのトランジスタ動作を利用し
た過渡リフレッシュを行っている。

まず、期間Ｌ′、において、パルスφＣ□によりトラン
ジスタＱ　ｒｈをＯＮとし、コンデンサＣ′「１及びＣ
′「２をクリアする。

続いて、期間ｔ″１において、パルスφＶＲによりトラ
ンジスタＱ１をＯＮとし、トランジスタＴ　ｒのエミッ
タをクリアする。

期間ｔ２において、パルスφ、を立下がらせてリセット
トランジスタＱ□をＯＮとし、ベースをリセットしベー
ス電位をＶ８１１に固定する（完全リフレッシュ）。こ
の電位Ｖ　ａｌｌはセンサエミッタに対し順バイアスと
なる電位であればよい。ここではＶ、、＝１．５　Ｖで
ｆる。

続いて、期間ｔ　′２において、パルスφＶＨによりト
ランジスタＱｒがＯＮとなり、エミッタを電位ＶｖＲ（
ここでは、０．５Ｖ）として過渡リフレッシュを行う、
これによって、ベース電位Ｖａが更に低下して行く。そ
の際、ノイズ成分（ｖ６＋ｖＫＴｃ）と過渡リフレッシ
ュ時に発生するノイズＶＴＩ＋とは、急激に減少して、
それぞれ（ｖ６十ＶＩＩＴｃ）′　とＶＯＲとなる。

期間ｔ３において、パルスφ７．によりトランジスタＱ
　ｔ　ｒをＯＮとし、次式で表わされるセンサノイズＶ
　′ＮコンデンサＣＴ、に転送する。

Ｖ′Ｎ　＝　（Ｖ　ａ　＋ＶＫＴＣｌ　’　＋ＶＴＲ＋
Ｖ　Ｒ次に、光励起キャリアの蓄積動作を経て、期間Ｌ
４において、パルスφＴ２によりトランジスタＱ　ｔ　
２をＯＮとし、蓄積電圧Ｖｐを含む信号Ｖ′３をコンデ
ンサ（二Ｔ２に転送する−　Ｖ’ｓ　＝Ｖ　ｐ　＋ｙ″
Ｎであり、Ｖ″＋　＝　（ｖ　ａ　＋ＶＫＴＣ）　′＋
Ｖ；Ｒ＋Ｖ′Ｒである。

こうしてコンデンサＣＴｌ及びＣＴ　ｚに蓄積されたセ
ンサ出力Ｖ　′ｇとセンサノイズＶ　’Ｎとを差動アン
プ２によって差分処理し、駆動ノイズを除去したセンサ
信号を得る。

以上の実施例ではセンサー内での駆動ノイズの除去を行
なったが、メモリ手段は別にセンサー外に設けても良い
。

メモリ手段をセンサー外に設ければエリアセンサーにお
いても同様のノイズ処理を行う事が出来る。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、本発明による光電変換装置
は、制御電極領域にリセット手段を設けた光センサは、
それ自体で高感度であり、ノイズが少ないものであるが
、センサ出力とセンサノイズの差分処理を行うことで更
にノイズの低減を達成できる。

また、本発明による駆動方法は、光励起キャリアの蓄積
開始直前にセンサノイズを読み出しておくことで、駆動
ノイズの相関性を更に品めることができ、結果的にセン
サセル間の固定ノイズを更に軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明による光電変換装置の一実施例
であるラインセンサの部分的回路図であり、第１図（Ｂ
）は、その駆動方法の一実施例を説明するための信号波
形図、第２図は、本発明による光電変換装置の駆動方法の他の
実施例を説明するためのタイミングチャート、である。 ■・・・水平シフトレジスタ。２・−差動アンプ。 ′ｒｒ−・・光センサのバイポーラトランジスタ、Ｑｔ
８・・・リセットトランジスタ。代理人　弁理士　　山　下　穣　平第　１　閃（Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光励起キャリアを制御電極領域に蓄積するトラン
ジスタと、前記制御電極領域を選択的に一定電位又は浮
遊状態にするリセット手段とから成る光センサを有する
光電変換装置において、前記光センサのセンサ出力を格
納する第一格納手段と、当該光センサのセンサノイズを
格納する第二格納手段と、第一及び第二格納手段に格納
されたセンサ出力及びセンサノイズの差分処理を行う差
分処理手段とを設けたことを特徴とする光電変換装置。
（２）トランジスタの制御電極領域に光励起キャリアを
蓄積する方式の光センサを有する光電変換装置の駆動方
法において、前記光センサの制御電極領域をリセットした後、光励起
キャリアの蓄積を開始する直前にセンサノイズを読み出
し、光励起キャリアの蓄積終了後にセンサ出力を読み出
し、前記センサノイズ及びセンサ出力の差分処理を行う
ことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。