JPH0367134A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH0367134A JPH0367134A JP1202544A JP20254489A JPH0367134A JP H0367134 A JPH0367134 A JP H0367134A JP 1202544 A JP1202544 A JP 1202544A JP 20254489 A JP20254489 A JP 20254489A JP H0367134 A JPH0367134 A JP H0367134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- leakage current
- conversion element
- photodiode
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
- H04N25/623—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by evacuation via the output or reset lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
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、特に、極めて微弱な光を抽らえ
て感度よく電気信号に変換する光電変換装置に関するも
のである。
て感度よく電気信号に変換する光電変換装置に関するも
のである。
従来から光電変換素子と電荷蓄積手段とを基本要素とす
る光電変換装置がある。この装置は、光電変換素子の光
電流によって電荷蓄積手段に電荷を蓄え、その蓄積電荷
の変化に１ｆう電圧変化を電気信号として取り出すもの
である。
る光電変換装置がある。この装置は、光電変換素子の光
電流によって電荷蓄積手段に電荷を蓄え、その蓄積電荷
の変化に１ｆう電圧変化を電気信号として取り出すもの
である。
〔発明が解決しようとする課題）
ところで、微弱な光を電気信号に変換しようとする場合
には、光電流による電荷蓄積の時間を長くしてＳ／Ｎ比
を上げる必要がある。しかし、光電変換素子には必ず洩
れ電流が存在するため、光を全く受けなくとも電荷蓄積
手段に電荷が徐々に蓄積され、最後には蓄積不能状態に
至ってしまう。
には、光電流による電荷蓄積の時間を長くしてＳ／Ｎ比
を上げる必要がある。しかし、光電変換素子には必ず洩
れ電流が存在するため、光を全く受けなくとも電荷蓄積
手段に電荷が徐々に蓄積され、最後には蓄積不能状態に
至ってしまう。
そのために、蓄積時間を十分に長くとることができず、
したがって、感度の良い光電変換装置を得ることかでき
なかった。なお、光電変換素子を液体窒素温度程度まで
冷却すれば、洩れ電流を無視できる程度に小さくするこ
とができるが、冷却装置を含めると非常に大掛かりな装
置とならざるを得ない。
したがって、感度の良い光電変換装置を得ることかでき
なかった。なお、光電変換素子を液体窒素温度程度まで
冷却すれば、洩れ電流を無視できる程度に小さくするこ
とができるが、冷却装置を含めると非常に大掛かりな装
置とならざるを得ない。
本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。
る。
上記課題を解決するために、本発明の光電変換装置は、
光電変換素子の洩れ電流とほぼ等しい電流をその光電変
換素子に供給する洩れ電流補償手段を備えたものである
。なお、洩れ電流補償手段は、前記光電変換素子と同−
横這の光電変換素子であって受光部が遮蔽されたもので
あることが望ましい。
光電変換素子の洩れ電流とほぼ等しい電流をその光電変
換素子に供給する洩れ電流補償手段を備えたものである
。なお、洩れ電流補償手段は、前記光電変換素子と同−
横這の光電変換素子であって受光部が遮蔽されたもので
あることが望ましい。
光電変換素子の洩れ電流と等しい電流が洩れ電流補償手
段から常時供給されているため、洩れ電流に基づいて電
荷蓄積手段に電荷が蓄積されることがない。したがって
、洩れ電流によって電荷蓄積手段が蓄積限界に達してし
まうことがない。
段から常時供給されているため、洩れ電流に基づいて電
荷蓄積手段に電荷が蓄積されることがない。したがって
、洩れ電流によって電荷蓄積手段が蓄積限界に達してし
まうことがない。
また、洩れ電流補償手段に光電変換素子と同−横這の光
電変換素子を用いれば、温度特性を初めとする種々の特
性が一致しているため、洩れ電流補償手段は過不足なく
光電変換素子の洩れ電流を補償することができる。
電変換素子を用いれば、温度特性を初めとする種々の特
性が一致しているため、洩れ電流補償手段は過不足なく
光電変換素子の洩れ電流を補償することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。
光電変換素子であるフォトダイオード１は微弱光検出用
のものであり、数１１ｍ角の広い受光面を持っている。
のものであり、数１１ｍ角の広い受光面を持っている。
フォトダイオード１のアノードは接地され、カソードは
別のフォトダイオード２のアノードに接続されている。
別のフォトダイオード２のアノードに接続されている。
フォトダイオード２は、フォトダイオード１と形状およ
び大きさのいずれにおいても同じであり、遮光手段３と
共に洩れ電流補償手段４を構成している。フォトダイオ
ード２のカソードは５ｖの定電圧が印加される端子１１
に接続されている。
び大きさのいずれにおいても同じであり、遮光手段３と
共に洩れ電流補償手段４を構成している。フォトダイオ
ード２のカソードは５ｖの定電圧が印加される端子１１
に接続されている。
電荷蓄積手段５は、容量手段６とスイッチング手段であ
るＭＯＳ電界電界効果フラノジスタフ構成されている。
るＭＯＳ電界電界効果フラノジスタフ構成されている。
トランジスタ７のドレインは２．５Ｖの定電圧が印加さ
れる端子１２に接続され、ゲートは振幅電圧をＯｖ〜５
ｖとする制御用電圧が印加される端子１３に接続されて
いる。容量手段６は一端が接地され、他端はトランジス
タ７のソース、フォトダイオードｌのカソードおよび後
述するソースホロワトランジスタ９のゲートにそれぞれ
接続されている。容量手段６は、その容量値がむしろ小
さいほうが望ましいので、コンデンサを積極的に付加す
る必要はない。すなわち、容量手段６は配線容量および
トランジスタ９のゲート容量だけで構成されている。
れる端子１２に接続され、ゲートは振幅電圧をＯｖ〜５
ｖとする制御用電圧が印加される端子１３に接続されて
いる。容量手段６は一端が接地され、他端はトランジス
タ７のソース、フォトダイオードｌのカソードおよび後
述するソースホロワトランジスタ９のゲートにそれぞれ
接続されている。容量手段６は、その容量値がむしろ小
さいほうが望ましいので、コンデンサを積極的に付加す
る必要はない。すなわち、容量手段６は配線容量および
トランジスタ９のゲート容量だけで構成されている。
インピーダンス変換手段８は、ソースホロワ電界効果ト
ランジスタつと定電流源としての電界効果トランジスタ
１０による直列回路で構成さている。トランジスタ９の
ドレインは５ｖの定電圧が印加される端子１４に接続さ
れ、ソースはトランジスタ１０のドレインに接続されて
いる。トランジスタ１０のソースは接地され、そのゲー
トはＩＶの定電圧が印加される端子１５に接続されてい
る。トランジスタ９および１０の接続点１８は、この光
電変換装置の出力端子である。
ランジスタつと定電流源としての電界効果トランジスタ
１０による直列回路で構成さている。トランジスタ９の
ドレインは５ｖの定電圧が印加される端子１４に接続さ
れ、ソースはトランジスタ１０のドレインに接続されて
いる。トランジスタ１０のソースは接地され、そのゲー
トはＩＶの定電圧が印加される端子１５に接続されてい
る。トランジスタ９および１０の接続点１８は、この光
電変換装置の出力端子である。
つぎに本実施例の動作を説明する。端子１１．１２．１
４．１５にはそれぞれ上述した所定の定心圧が印加され
ており、端子１３にはＯＶが印加されているものとする
。端子１３に印加される制ａｔ＝号は、ハイレベルを５
Ｖ、ｏ−レベル０■とする２ＥＩｉ信号であり、ローレ
ベルを基準状態とし、ｌＪｍｓの幅をＮｊつハイレベル
のパルスをリセット信号とする。リセット信号の周明は
、例えば１０分程度である。
４．１５にはそれぞれ上述した所定の定心圧が印加され
ており、端子１３にはＯＶが印加されているものとする
。端子１３に印加される制ａｔ＝号は、ハイレベルを５
Ｖ、ｏ−レベル０■とする２ＥＩｉ信号であり、ローレ
ベルを基準状態とし、ｌＪｍｓの幅をＮｊつハイレベル
のパルスをリセット信号とする。リセット信号の周明は
、例えば１０分程度である。
トランジスタ７は通常オフ状態となっており、そのゲー
トにリセット信号が与えられると導通ずる。トランジス
タ７が導通すると、端子１２に２．５Ｖが印加されてい
るため、容量手段６の端子ＩＨＪ電圧は２．５■に初期
設定（リセット）される。リセット後は、つぎのりセッ
ト信号が与えられるまで、すなわち、信号蓄積期間中ト
ランジスタ７はオフ状態を維持する。
トにリセット信号が与えられると導通ずる。トランジス
タ７が導通すると、端子１２に２．５Ｖが印加されてい
るため、容量手段６の端子ＩＨＪ電圧は２．５■に初期
設定（リセット）される。リセット後は、つぎのりセッ
ト信号が与えられるまで、すなわち、信号蓄積期間中ト
ランジスタ７はオフ状態を維持する。
ｆ１号蓄積期間中にフォトダイオード１の受光部に光２
０か照１４されると、受光量に応じた充電流Ｃ３が流れ
、容量手段６に初期設定で充電された電ｆ１：７が放電
する。一方、フォトダイオード１には、充電流Ｃ３とは
別に、受光量に無関係に洩れ電流Ｃが常時流れている。
０か照１４されると、受光量に応じた充電流Ｃ３が流れ
、容量手段６に初期設定で充電された電ｆ１：７が放電
する。一方、フォトダイオード１には、充電流Ｃ３とは
別に、受光量に無関係に洩れ電流Ｃが常時流れている。
しかし、洩れ電流ＣＩはフォトダイオード２に流れる洩
れ電流Ｃ２によって相殺されるため、容量手段６の蓄積
電Ｎｊに全く影響を与えない。
れ電流Ｃ２によって相殺されるため、容量手段６の蓄積
電Ｎｊに全く影響を与えない。
このように、容量手段６の蓄積電荷は充電流Ｃ３によっ
てのみ放電し、この放電によって点１７の電位が徐々に
低下する。したがって、つぎにリセットされる直前の点
１７の電位は、当該信号拮積期間中にフォトダイオード
１が受光した光量に対応した値となる。なお、本発明は
非常に微弱な光を検出しようするものであり、その電位
変化はたとえば数百ｍＶ程度である。点１７の電位はト
ランジスタ９のゲートに与えられており、ソース・ゲー
ト間で一定の電圧だけレベルシフトされ、かつ、インピ
ーダンス変換されて接続点１８から出力される。つぎの
りセット信号人力では、再び容量手段６の電圧は２．５
Ｖに初期設定され、以後同様の動作が繰り返される。
てのみ放電し、この放電によって点１７の電位が徐々に
低下する。したがって、つぎにリセットされる直前の点
１７の電位は、当該信号拮積期間中にフォトダイオード
１が受光した光量に対応した値となる。なお、本発明は
非常に微弱な光を検出しようするものであり、その電位
変化はたとえば数百ｍＶ程度である。点１７の電位はト
ランジスタ９のゲートに与えられており、ソース・ゲー
ト間で一定の電圧だけレベルシフトされ、かつ、インピ
ーダンス変換されて接続点１８から出力される。つぎの
りセット信号人力では、再び容量手段６の電圧は２．５
Ｖに初期設定され、以後同様の動作が繰り返される。
なお、本大施列では洩れ電流補償手段として、フォトダ
イオード〕と同じ形で受光部が連蔽されているフォトダ
イオードが用いられているが、本発明はこれに限定され
るものではない。たとえば、光感応性のないダイオード
で洩れ電流特性かフォトダイオード１と類似しているし
のを用いれば遮光手段３は不要である。しかし、洩れ電
流補償手段を本実施例のように構成すれば、フォトダイ
オード１の洩れ電流Ｃ１を常に過不足なく補償すること
ができ、極めて正確な光電変換を行うことができる。
イオード〕と同じ形で受光部が連蔽されているフォトダ
イオードが用いられているが、本発明はこれに限定され
るものではない。たとえば、光感応性のないダイオード
で洩れ電流特性かフォトダイオード１と類似しているし
のを用いれば遮光手段３は不要である。しかし、洩れ電
流補償手段を本実施例のように構成すれば、フォトダイ
オード１の洩れ電流Ｃ１を常に過不足なく補償すること
ができ、極めて正確な光電変換を行うことができる。
以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
洩れ電流によって重荷蓄積手段が蓄積眼光に達してしま
うことがない。そのため、微弱光を高いＳ／Ｎ比で検出
するために蓄枯１．１７間を長くとることかできる。ま
た、洩れ電流の影響を全く受けていないので、受光量と
＜ｌｆｆ１圧値の関係は蓄積時間の長駆にかかわらす同
じである。したがって、感度が高く、使い勝手のよい光
電変換装置としてｆり川することができる。
洩れ電流によって重荷蓄積手段が蓄積眼光に達してしま
うことがない。そのため、微弱光を高いＳ／Ｎ比で検出
するために蓄枯１．１７間を長くとることかできる。ま
た、洩れ電流の影響を全く受けていないので、受光量と
＜ｌｆｆ１圧値の関係は蓄積時間の長駆にかかわらす同
じである。したがって、感度が高く、使い勝手のよい光
電変換装置としてｆり川することができる。
４ 、 図ｉｈ＋ ノｉ７ｈ ’ｌｉ す説明第１園は
本発明の一大施向を示す回路図である。
本発明の一大施向を示す回路図である。
１．２・・・フォトダイオード、３・・・遮光手段１．
４・・・洩れ？Ｊｉ流抽償手段、５・・・電６：ｊ蓄積
手段、６・・・容量手段、７・・・スイッチング用トラ
ンジスタ、８・・インピーダンス変換手段、９・・・ソ
ースホロワトランジスタ、１０・・・定電流源用トラン
ジスタ。
４・・・洩れ？Ｊｉ流抽償手段、５・・・電６：ｊ蓄積
手段、６・・・容量手段、７・・・スイッチング用トラ
ンジスタ、８・・インピーダンス変換手段、９・・・ソ
ースホロワトランジスタ、１０・・・定電流源用トラン
ジスタ。
５■
２．５■
ｏｒ５Ｖ
Ｖ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、受光量に応じた光電流を流す光電変換素子と、前記
光電流による電荷を蓄積し蓄積電荷に応じた電圧を出力
する電荷蓄積手段とを備えた光電変換装置において、前
記光電変換素子の洩れ電流とほぼ等しい電流を当該光電
変換素子に供給する洩れ電流補償手段を備えたことを特
徴とする光電変換装置。 ２、洩れ電流補償手段は、前記光電変換素子と同一構造
の光電変換素子であって受光部が遮蔽されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202544A JPH0367134A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202544A JPH0367134A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367134A true JPH0367134A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16459264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202544A Pending JPH0367134A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0367134A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100404389B1 (ko) * | 2001-04-07 | 2003-11-12 | 박규식 | 가정용 수경재배기 |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1202544A patent/JPH0367134A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100404389B1 (ko) * | 2001-04-07 | 2003-11-12 | 박규식 | 가정용 수경재배기 |
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