JPH0283975A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JPH0283975A
JPH0283975A JP63234946A JP23494688A JPH0283975A JP H0283975 A JPH0283975 A JP H0283975A JP 63234946 A JP63234946 A JP 63234946A JP 23494688 A JP23494688 A JP 23494688A JP H0283975 A JPH0283975 A JP H0283975A
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transistor
signal
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photoelectric conversion
capacitor
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Seiji Hashimoto
誠二 橋本
Masato Shinohara
真人 篠原
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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] 本発明は光電変換装置に係り、特に、二つの主電極領域
と、該二つの主電極領域間に設けられた制御電極領域と
からなる半導体トランジスタの該制御電極領域の少なく
とも一部に光を照射してキャリアを蓄積させ、前記二つ
の主電極領域の一力からキャリアに対応する信号を取り
出す光電変換装置に関する。
[従来の技術] ファクシミリ等の画像処理装置に用いられる光電変換装
置の中に、バイポーラトランジスタのベース領域の少な
くとも一部に光を照射してキャリアを蓄積させ、エミッ
タ領域から該キャリアに対応する信号を取り出す光電変
換装ごがある。
第3図は上記光電変換装置の動作を説明するための説明
図である。
本実施例におけるセンサセルは特願昭 62−17150号に記載されたゲート分離型センサで
あり、n個のラインセンサがm行配列され、mXnのエ
リアセンサを構成している。
各センナの制御電極4は水平ラインごとに共通に接続さ
れ、制御電極4はキャパシタCOXを介してnpnトラ
ンジスタTrのベースに接続されてベース電位を制御可
能となっており、また制御電極4はnpnトランジスタ
TrのMOS)ランジスタQsのゲートに接続されてベ
ースを接地可能となっている。水平ラインはパルスφν
Cによって制御されるMOS)ランジスタを通して接地
される。
かかる光電変換装置の動作は、npn)ランジスタT、
のベース領域に電荷を蓄積させる蓄積動作、蓄JBされ
た電荷を読み出す読出動作npnトランジスタT「のベ
ース領域に残留した′重荷をリフレッシュするリフレッ
シュ動作からなる。
まず、ベース領域、入射光量に対応したキャリア(ここ
ではホール)が蓄積される(蓄積動作)、この時MOS
トランジスタQsの端子は接地され、npn)ランジス
タTrのコレクタ電極には正電圧が各々印加されている
とする。
この状態で水平ラインに正電圧のパルスを印加すると、
キャパシタCOXを介してベース領域の電位が−L昇し
、エミッタに信号が読み出される(読出動作)。
続いて、水平ラインに負電圧のパルスを印加する。これ
によってMOS)ランジスタQsはONとなり、ベース
電位は接地され、完全リフレッシュが行われる。また、
パルスφVCをハイレベルとしてトランジスタQr を
ONとし垂直ラインのリセットを行う(リフレッシュ動
作)。
以上のリフレッシュ動作が終了すると、蓄積動作が開始
され、以下同様の動作が繰り返される。
[発明が解決しようとする課題〕 上記の光電変換装置においては1強い光を受光している
センサセルでは、電荷のW′t!iXが多くなり、余分
な信号(偽信号)が読み出されることとなるため、改善
が望まれていた。
[課題を解決するための手段] 上記の課題は、二つの主電極領域と、該二つの主電極領
域間に設けられた制御電極領域とからなる半導体トラン
ジスタの該制御1tt極領域の少なくとも一部に光を照
射してキャリアを蓄積させ、前記二つの主電極領域の一
方からキャリアに対応する信号を取り出す光電変換装置
において、該キャリアに対応する信号を取り出す主電極
領域を所定の負電位に設定するスイッチ手段を設けたこ
とを特徴とする光゛itt変換装置によって解決される
[作 用1 本発明の光電変換装置は、主電極領域の電位を所定の電
位に設定し、制御t「種領域の電位がキャリアの蓄積に
よって変動してスレッショホールドレベルを超えたとき
、余分な信号を電流として流し、制御電極領域の電位を
一定に保持するものである。
〔実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第1図は、本発明による光電変換装置の一実施例の概略
的回路図である。
本実施例におけるセンサセルは特願昭 62−17150号に記載されたゲート分離型センサで
あり、n個のラインセンサがm行配列され、mXnのエ
リアセンナを構成している。
各センサの制御電極4は水平ラインごとに共通接続され
、各水平ラインはバッファ段を介して垂直走査部1の並
列出力端子に各々接続されている。なお、垂直走査部l
は、パルスφil+およびφν2のタイミングに従って
制御信号を出力し、バッファ段を介して駆動電圧■、が
、制御電極4が接続された各水平ラインへ順次出力され
る。
各センサ部は偶数列と奇数列とが交互に読み出され、木
平走査部の駆動周波数を低くでき、回路設計が容易な構
成となっている。
また、各センサの出力゛電極3は列ごとに前置ライン■
Lに各々接続されている。垂直ラインVLは、トランジ
スタQtzを介してfi桔手段たるコンデンサCT3に
接続され、また、コンデンサCT3はトランジスタQh
3を介して出力ラインSL3にve続される。かかるト
ランジスタQL7 、 Qhx、コンデンサCT3はノ
イズ用読出し回路を構成する。
また垂直ラインVLは、トランジスタQL+ +人力ス
イッチ手段たるトランジスタQ n +を介して蓄積手
段たるコンデンサCT2 に接続され、且つトランジス
タQロ、入力スイッチ手段たるトランジスタQ112を
介して蓄積手段たるコンデンサCTI にtii続され
る。コンデンサCT2は出力スイッチ手段たるトランジ
スタQ m +およびトランジスタQh+を介して出力
ラインSLIに接続され、コンデンサCT工は出力スイ
ッチ手段たるトランジスタQ l 2およびトランジス
タQh2を介して出力ラインSL2に接続される。トラ
ンジスタQh+〜Qhxのゲートは水平走査部2によっ
て制御される。なお、水平走査部2とトランジスタQh
1〜Qh3とは出力転送手段を4R成する。
トランジスタQLI + Qn+、 Qll2. Ql
l 。
Q12. Qb+、 Qb?、コンデンサCT、、CT
2は信号用読出し回路を構成する。信号出力用読みti
3し回路が、ノイズ用読み出し回路と異なる点は、トラ
フ91フ9口とコンデンサCT2 との間にトランジス
タQ n +が、トランジスタQt+とコンデンサCT
、との間にトランジスタQ112がそれぞれ設けられ、
またコンデンサCT2とトランジスタQh+との間には
、トランジスタQ s +が、コンデンサCTI と出
力トランジスタQh2との間には、トランジスタQa2
が新たに設けられたことである。
これらのトラフ91フ9口++Qn?+Q*+。
Q、2はパルスΦhで直接駆動されるので、水平走査部
におけるシフトレジスタ等のパルスと同一電圧で駆動す
ることができる。
一つ信号用読み出し回路は回路構成が同じであるので、
二つの信号間にレベル差あるいは転送時定数の違いは生
じない。
」ス下、−に発明の特徴部分となるトランジスタのQr
の動作について説明する。
トランジスタQrをON動作させることにより、垂直信
号線V、は負電位VIICに接続される。
ヤ7・す部が蓄積の時に垂直信号線■、を負電位VUC
に接続すると1強い光を受光しているセンサ部は、ベー
ス電位が上昇しているので、このベース電位と負電位V
VCとの差が順バイアスになったセンサからは、余分な
信号分だけ偽信号が除去されることになる。従ってセン
サ部から信号を読み出す直前にこの動作を行えば9読み
出し中に偽信号は混入しなくなる。
このような垂直信号線■[を負電位にする方法は、トラ
ンジスタQcのみを利用することもできる。しかしなが
ら、その場合はパルス電圧源の出力インピーダンスを下
げる必要がある。一つの光電変換セルから見たインピー
ダンスが、トランジスタQcの数倍(水平画素数)とな
るからである。
インピーダンスが高いとセンサのリフレッシュ速度を低
下させることとなる。
次に、かかる構成を有する本実施例の光電変換装置の動
作について説明する。
第2図(A)は、本実施例の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第2図(8)は、信号読み出しのタイ
ミングを示す説明図である。
なお、同図(A)のタイミングチャートは、同図(B)
における期間BLK1.fn+およびBLK2を示した
ものであり、したがって、BLKIが開始した時点では
、第1行のラインセンサのセンサ出力S1は既にコンデ
ンサCTIに蓄積された状態となっている。また第1行
のラインセンサは101間fHoの間に完全リフレッシ
ュが行われ、センサ部のnpn)ランジスタのベースは
等電位に設定されている。
まず、ノイズ信号Nlを読み出す前に、パルスφvcに
より、垂直ラインVLを負電位とし、信号のオーバフロ
ー動作を行う(期間To ) 。
次に、パルスφCによりトランジスタQrをON状態と
し、パルスφI2によりトランジスタQl?をON状態
とし、ざらにセンサ部の制uit極4を所定の電位に上
昇させて、センサ部のリフ【/・2シュ動作およびコン
デンサCT3の残留電荷の除去を行う(期間T1)。
次に、パルスφCをOFF状態とすることにより、セン
サ部のエミッタはフローティング状態になり、コンデン
サCT3にノイズ信号N1が読み出される(期間T2)
次に、垂直シフトレジスタの−・段パルスシフトを+1
うとともに、パルスφCによって、二回[Iの信号のオ
ーバーフロー動作を行う、この動作により、ノイズばか
りでなく信号にも偽信号は混入しない(期間T4)。
次に、パルスφh 、パルスΦτ1.パルスφCにより
、トランジスタQn+、トランジスタQ口、トランジス
タQcを導通状懲として、コンデンサCT2の残留電荷
の除去する(期間T4)。
次に、パルスφCにより、トランジスタQcをOFF状
態として、信号S2を読み出す(期間T5)。
なお、期間Toあるいは期間T3中に信号のオーバーフ
ロー動作、即ち偽信号が発生するような場合、ノイズお
よび信号に混入する偽信号を同一レベルになる様にタイ
ミングを設定すればよい。
信号のオーバーフロー動作からノイズおよび信号の転送
までの時間と、ノイズおよび信号の読み出し時間を同じ
にすれば、上記条件は満足することができる。
次に信号S1とノイズN1の同時m力動作が行われる(
期間T6)、この期間ではパルスφIlがON動作であ
るので、蓄積用のコンデンCT、の信号Slはシフトレ
ジスタパルス動作により出力線に読みだされるが、蓄積
用のコンデンサCT2の信号S2はパルスφHのOFF
動作により次の走査期間f112まで保持される。
ブランキング期間BLK2では、ブランキング期間BL
KIと同様の動作が行われる。
次に、本発明を適用した撮像装置の一例を示す。
第4図は、本発明を適用した撮像装置の概略的構成図で
ある。
同図において、光センサがエリア状に配タダされた撮像
素子201は、垂直走査部202および水平走査部20
3によってテレビジョン走査が行われる。
水平走査部203から出力された信号は、処理回路20
4を通して標準テレビジョン信号として出力される。
垂直および水平走査1i202および203の駆動パル
ス等はドレイバ205によって供給される。またドライ
バ205はコントローラ206によって制御される。
[発明の効果] 以ヒ詳細に説明したように1本発明による光電変換装置
によれば、主電極領域を所定の電位に設定するスイッチ
手段を設けたことにより、高速リフレッシュ動作および
高速信号オーバーフロー動作が可能となった。
また1本発明によれば、ノイズ読み出し前および信号読
み出し前に、その動作を行うことにより、ノイズと信号
とに含まれる偽信号レベルが同じになり、信号とノイズ
の減算処理により完全にノイズを除去することが可能と
なった。
【図面の簡単な説明】
fJS1図は、本発明による光電変換装置の一実施例の
概略的回路図である。 第2図(A)は、本実施例の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第2図(B)は、信号読み出しのタイ
ミングを示す説明図である。 第3図は上記光電変換装置の動作を説明するための説明
図である。 第4図は1本発明を適用した撮像装置の概略的構成図で
ある。 l・・・・・垂直走査部 2・番・一番水平走査部 CT)、CT2 、CT3 一911Φ・コンデンサ QLI 、 Qc2. Qh+、 Qhz+ Qhx 
、 Qn+ 。 Qn?、Qm+ 、Q*2.Qc  、Qr儂・・−・
トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)二つの主電極領域と、該二つの主電極領域間に設
    けられた制御電極領域とからなる半導体トランジスタの
    該制御電極領域の少なくとも一部に光を照射してキャリ
    アを蓄積させ、前記二つの主電極領域の一方からキャリ
    アに対応する信号を取り出す光電変換装置において、 該キャリアに対応する信号を取り出す主電極領域を所定
    の負電位に設定するスイッチ手段を設けたことを特徴と
    する光電変換装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295111A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Nakao Seisakusho:Kk 蝶 番

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS533018A (en) * 1976-06-30 1978-01-12 Hitachi Ltd Solid pickup element
JPS63144666A (ja) * 1986-12-09 1988-06-16 Canon Inc 光電変換装置

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