JPH08330560A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH08330560A JPH08330560A JP7136842A JP13684295A JPH08330560A JP H08330560 A JPH08330560 A JP H08330560A JP 7136842 A JP7136842 A JP 7136842A JP 13684295 A JP13684295 A JP 13684295A JP H08330560 A JPH08330560 A JP H08330560A
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度依存性を低減して精度の良い色識別が可
能な固体撮像装置を提供する。 【構成】 ２色分解型カラーセンサ１００が受光する
と、受光した光の波長に応じた比率で、電極１１１と電
極１２１との間に電流信号Ｉ１および電極１２１と電極
１３１との間に電流信号Ｉ２が生じる。電流信号Ｉ１、
Ｉ２は積分回路２１０、２２０で積分された後、アナロ
グデジタル変換器３１０、３２０でデジタル信号に変換
された後、演算回路４００に入力する。演算回路４００
では、オフセット値を除去後、２系統の計測結果データ
の比の値を演算する。処理部５００は、演算回路４００
から出力されているデジタル信号のデータを収集し、収
集データ値から受光した光の色を識別する。
能な固体撮像装置を提供する。 【構成】 ２色分解型カラーセンサ１００が受光する
と、受光した光の波長に応じた比率で、電極１１１と電
極１２１との間に電流信号Ｉ１および電極１２１と電極
１３１との間に電流信号Ｉ２が生じる。電流信号Ｉ１、
Ｉ２は積分回路２１０、２２０で積分された後、アナロ
グデジタル変換器３１０、３２０でデジタル信号に変換
された後、演算回路４００に入力する。演算回路４００
では、オフセット値を除去後、２系統の計測結果データ
の比の値を演算する。処理部５００は、演算回路４００
から出力されているデジタル信号のデータを収集し、収
集データ値から受光した光の色を識別する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入射光の波長を識別す
る固体撮像装置に関するものである。
る固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】入射光の波長、すなわち、入射光の色を
識別できる固体撮像装置が注目されている。この用途に
使用される受光素子としては、２色分解型カラーセンサ
と称されて市販されている。図２は、２色分解型カラー
センサ１００の構成図である。図２（ａ）は２色分解型
カラーセンサ１００の断面構成図であり、図２（ｂ）は
２色分解型カラーセンサ１００の等価回路構成図であ
る。図２（ａ）に示すように、この２色分解型カラーセ
ンサは、ｐ型シリコン半導体層１３０、ｎ型シリコン半
導体層１２０、およびｐ型シリコン半導体層１１０がｐ
ｎｐサンドイッチ構造となっており、ｐ型シリコン半導
体層１１０の表面には電極１１１が、ｎ型シリコン半導
体層１２０の表面には電極１２１が、ｐ型シリコン半導
体層１３０の表面には電極１３１が形成されている。そ
して、図２（ｂ）に示すように、２つのフォトダイオー
ドＰＤ１、ＰＤ２が対向して直列に接続されたものとみ
なすことができる。
識別できる固体撮像装置が注目されている。この用途に
使用される受光素子としては、２色分解型カラーセンサ
と称されて市販されている。図２は、２色分解型カラー
センサ１００の構成図である。図２（ａ）は２色分解型
カラーセンサ１００の断面構成図であり、図２（ｂ）は
２色分解型カラーセンサ１００の等価回路構成図であ
る。図２（ａ）に示すように、この２色分解型カラーセ
ンサは、ｐ型シリコン半導体層１３０、ｎ型シリコン半
導体層１２０、およびｐ型シリコン半導体層１１０がｐ
ｎｐサンドイッチ構造となっており、ｐ型シリコン半導
体層１１０の表面には電極１１１が、ｎ型シリコン半導
体層１２０の表面には電極１２１が、ｐ型シリコン半導
体層１３０の表面には電極１３１が形成されている。そ
して、図２（ｂ）に示すように、２つのフォトダイオー
ドＰＤ１、ＰＤ２が対向して直列に接続されたものとみ
なすことができる。
【０００３】シリコンの光吸収係数は波長依存性が高
く、波長によりシリコン内部に到達する深さが異なる。
したがって、電極１１１と電極１２１との間に逆バイア
ス電圧を印加し、電極１２１と電極１３１との間に逆バ
イアス電圧を印加した状態では、入射光の波長によっ
て、ｐ型シリコン半導体層１１０とｎ型シリコン半導体
層１２０との境界付近の空乏層で吸収される光量と、ｎ
型シリコン半導体層１２０とｐ型シリコン半導体層１３
０との境界付近の空乏層で吸収される光量とが異なる。
く、波長によりシリコン内部に到達する深さが異なる。
したがって、電極１１１と電極１２１との間に逆バイア
ス電圧を印加し、電極１２１と電極１３１との間に逆バ
イアス電圧を印加した状態では、入射光の波長によっ
て、ｐ型シリコン半導体層１１０とｎ型シリコン半導体
層１２０との境界付近の空乏層で吸収される光量と、ｎ
型シリコン半導体層１２０とｐ型シリコン半導体層１３
０との境界付近の空乏層で吸収される光量とが異なる。
【０００４】この現象を利用して、電極１１１と電極１
２１との間に発生する光電流量（ＰＤ１で発生する光電
流量）と、電極１２１と電極１３１との間に発生する光
電流量（ＰＤ２で発生する光電流量）とを取り出して、
双方の電流量の比から入射光の色を識別する固体撮像装
置が提案されている。図３は、こうした固体撮像装置の
回路構成図である。
２１との間に発生する光電流量（ＰＤ１で発生する光電
流量）と、電極１２１と電極１３１との間に発生する光
電流量（ＰＤ２で発生する光電流量）とを取り出して、
双方の電流量の比から入射光の色を識別する固体撮像装
置が提案されている。図３は、こうした固体撮像装置の
回路構成図である。
【０００５】図３に示すように、この装置は、（ａ）２
色分解型カラーセンサ１００と、（ｂ）ＰＤ１で発生し
た電流信号ＩSC1 を入力して対数変換する、演算増幅器
Ａ１とダイオードＤ１とを有する対数変換回路９１０
と、（ｃ）ＰＤ２で発生した電流信号ＩSC2 を入力して
対数変換する、演算増幅器Ａ２とダイオードＤ２とを有
する対数変換回路９２０と、（ｄ）対数変換回路９１０
の出力信号と対数変換回路９２０の出力信号と差を演算
する差分演算回路９３０と、（ｅ）差分演算回路９３０
の出力信号を収集し、受光した光の波長を識別する処理
部９４０とを備える。
色分解型カラーセンサ１００と、（ｂ）ＰＤ１で発生し
た電流信号ＩSC1 を入力して対数変換する、演算増幅器
Ａ１とダイオードＤ１とを有する対数変換回路９１０
と、（ｃ）ＰＤ２で発生した電流信号ＩSC2 を入力して
対数変換する、演算増幅器Ａ２とダイオードＤ２とを有
する対数変換回路９２０と、（ｄ）対数変換回路９１０
の出力信号と対数変換回路９２０の出力信号と差を演算
する差分演算回路９３０と、（ｅ）差分演算回路９３０
の出力信号を収集し、受光した光の波長を識別する処理
部９４０とを備える。
【０００６】この装置によれば、差分演算回路９３０の
出力Ｖ0 は、 Ｖ0 ＝（ｋＴ／ｑ）・［ｌｏｇ（ＩSC2 ／ＩSC1 ）］・（Ｒ２／Ｒ１） …（１） ここで、ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 となる。
出力Ｖ0 は、 Ｖ0 ＝（ｋＴ／ｑ）・［ｌｏｇ（ＩSC2 ／ＩSC1 ）］・（Ｒ２／Ｒ１） …（１） ここで、ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 となる。
【０００７】この装置では、２色分解型カラーセンサ１
００での受光の結果発生する電流信号ＩSC1 および電流
信号ＩSC2 を対数変換回路９１０、９２０、および差分
演算回路９３０で信号処理し、（１）式で表される値の
信号を生成する。処理部９４０は、この信号を収集し、
逆対数変換して（ＩSC2 ／ＩSC1 ）の値を求め、（Ｉ
SC2 ／ＩSC1 ）の値に基づいて受光した光の色を識別す
る。
００での受光の結果発生する電流信号ＩSC1 および電流
信号ＩSC2 を対数変換回路９１０、９２０、および差分
演算回路９３０で信号処理し、（１）式で表される値の
信号を生成する。処理部９４０は、この信号を収集し、
逆対数変換して（ＩSC2 ／ＩSC1 ）の値を求め、（Ｉ
SC2 ／ＩSC1 ）の値に基づいて受光した光の色を識別す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体撮像装置は
上記のように構成されるので、以下のような問題点があ
った。
上記のように構成されるので、以下のような問題点があ
った。
【０００９】対数変換回路９１０、９２０で使用される
ダイイオードＤ１、Ｄ２の温度依存性のため、（１）式
に示すように、差分演算回路９３０の出力Ｖ0 は温度Ｔ
に大きく依存するので、受光時の温度によって測定結果
が変動する。
ダイイオードＤ１、Ｄ２の温度依存性のため、（１）式
に示すように、差分演算回路９３０の出力Ｖ0 は温度Ｔ
に大きく依存するので、受光時の温度によって測定結果
が変動する。
【００１０】また、対数変換回路９１０および対数変換
回路９２０は、夫々独自のオフセットを有する。対数変
換回路９１０のオフセット値をＶα、対数変換回路９２
０のオフセット値をＶβとすると、Ｖ0 の値は、 Ｖ0 ＝（ｋＴ／ｑ）・［ｌｏｇ（ＩSC2 ／ＩSC1 ）＋（Ｖβ−Ｖα）］ ・（Ｒ２／Ｒ１） …（２） となる。したがって、このＶ0 の値を逆対数変換する
と、オフセットばらつき（Ｖβ−Ｖα）がますます拡大
されるので、精度の良い測定が期待できない。
回路９２０は、夫々独自のオフセットを有する。対数変
換回路９１０のオフセット値をＶα、対数変換回路９２
０のオフセット値をＶβとすると、Ｖ0 の値は、 Ｖ0 ＝（ｋＴ／ｑ）・［ｌｏｇ（ＩSC2 ／ＩSC1 ）＋（Ｖβ−Ｖα）］ ・（Ｒ２／Ｒ１） …（２） となる。したがって、このＶ0 の値を逆対数変換する
と、オフセットばらつき（Ｖβ−Ｖα）がますます拡大
されるので、精度の良い測定が期待できない。
【００１１】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、温度依存性を低減して精度の良い色識別が可能な固
体撮像装置を提供することを目的とする。
り、温度依存性を低減して精度の良い色識別が可能な固
体撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、（ａ）第１の導電型を有する第１の半導体層と、
第１の半導体層の表面の一部に形成された、第２の導
電型を有する第２の半導体層と、第２の半導体層の表
面の一部に形成された、第１の導電型を有する第３の半
導体層と、第１の半導体層の第２の半導体層が形成さ
れていない表面の一部に形成された第１の電極と、第
２の半導体層の第３の半導体層が形成されていない表面
の一部に形成された第２の電極と、第３の半導体層の
表面の一部に形成された第３の電極とを備えるととも
に、第１の半導体層、第２の半導体層、および第３の半
導体層は光吸収率が波長依存性を有する半導体材料を主
材として形成され、第３の半導体層の表面側から受光す
る受光器と、（ｂ）第１の電極と第２の電極との間への
逆バイアス電圧の印加中の受光によって第１の電極と第
２の電極との間に生じた第１の光電流信号を入力し、積
分する第１の積分回路と、（ｃ）第２の電極と第３の電
極との間への逆バイアス電圧の印加中の受光によって第
２の電極と第３の電極との間に生じた第２の光電流信号
を入力し、積分する第２の積分回路とを備えることを特
徴とする。
は、（ａ）第１の導電型を有する第１の半導体層と、
第１の半導体層の表面の一部に形成された、第２の導
電型を有する第２の半導体層と、第２の半導体層の表
面の一部に形成された、第１の導電型を有する第３の半
導体層と、第１の半導体層の第２の半導体層が形成さ
れていない表面の一部に形成された第１の電極と、第
２の半導体層の第３の半導体層が形成されていない表面
の一部に形成された第２の電極と、第３の半導体層の
表面の一部に形成された第３の電極とを備えるととも
に、第１の半導体層、第２の半導体層、および第３の半
導体層は光吸収率が波長依存性を有する半導体材料を主
材として形成され、第３の半導体層の表面側から受光す
る受光器と、（ｂ）第１の電極と第２の電極との間への
逆バイアス電圧の印加中の受光によって第１の電極と第
２の電極との間に生じた第１の光電流信号を入力し、積
分する第１の積分回路と、（ｃ）第２の電極と第３の電
極との間への逆バイアス電圧の印加中の受光によって第
２の電極と第３の電極との間に生じた第２の光電流信号
を入力し、積分する第２の積分回路とを備えることを特
徴とする。
【００１３】ここで、第１の積分回路から出力された
第１の積分信号を入力してアナログデジタル変換する第
１のアナログデジタル変換器と、第２の積分回路から
出力された第２の積分信号を入力してアナログデジタル
変換する第２のアナログデジタル変換器とを更に備える
ことが可能である。
第１の積分信号を入力してアナログデジタル変換する第
１のアナログデジタル変換器と、第２の積分回路から
出力された第２の積分信号を入力してアナログデジタル
変換する第２のアナログデジタル変換器とを更に備える
ことが可能である。
【００１４】この場合、更に、第１のアナログデジタル
変換器から出力された第１のデジタル信号と、第２のア
ナログデジタル変換器から出力された第２のデジタル信
号とを入力し、第１のデジタル信号が示す第１のデジタ
ル値と第２のデジタル信号が示す第２のデジタル値との
比の値に応じた第３のデジタル値を示す第３のデジタル
信号を出力する演算器を備えることを特徴としてもよ
い。
変換器から出力された第１のデジタル信号と、第２のア
ナログデジタル変換器から出力された第２のデジタル信
号とを入力し、第１のデジタル信号が示す第１のデジタ
ル値と第２のデジタル信号が示す第２のデジタル値との
比の値に応じた第３のデジタル値を示す第３のデジタル
信号を出力する演算器を備えることを特徴としてもよ
い。
【００１５】ここで、演算器には、アドレス入力端子に
第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を入力し、記
憶部に書き込まれたデータに応じて、データ出力端子か
ら第３のデジタル信号を出力する読み出し専用記憶素子
を好適に使用できる。
第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を入力し、記
憶部に書き込まれたデータに応じて、データ出力端子か
ら第３のデジタル信号を出力する読み出し専用記憶素子
を好適に使用できる。
【００１６】
【作用】本発明の固体撮像装置では、まず、第１の電極
と第２の電極との間に逆バイアス電圧を印加するととも
に、第２の電極と第３の電極との間に逆バイアス電圧を
印加する。
と第２の電極との間に逆バイアス電圧を印加するととも
に、第２の電極と第３の電極との間に逆バイアス電圧を
印加する。
【００１７】この状態で受光部で第３の半導体層側から
光を受光すると、半導体材料の光吸収率の波長依存性に
よって、受光した光の波長に応じた比率で、第１の電極
と第２の電極との間および第２の電極と第３の電極との
間に電流が生じる。
光を受光すると、半導体材料の光吸収率の波長依存性に
よって、受光した光の波長に応じた比率で、第１の電極
と第２の電極との間および第２の電極と第３の電極との
間に電流が生じる。
【００１８】第１の電極と第２の電極との間に生じた電
流信号（Ｉ１）は第１の積分回路に入力し、積分され第
１の積分信号として出力される。積分回路は温度依存性
の大きな部分は使用されずに構成されるので、積分出力
は温度による変動が小さい。したがって、第１の積分信
号は温度変動の小さなものとなる。
流信号（Ｉ１）は第１の積分回路に入力し、積分され第
１の積分信号として出力される。積分回路は温度依存性
の大きな部分は使用されずに構成されるので、積分出力
は温度による変動が小さい。したがって、第１の積分信
号は温度変動の小さなものとなる。
【００１９】第２の電極と第３の電極との間に生じた電
流信号（Ｉ２）は第２の積分回路に入力し、積分され第
２の積分信号として出力される。この場合も第１の積分
器の場合と同様に、第２の積分信号は温度変動の小さな
ものとなる。
流信号（Ｉ２）は第２の積分回路に入力し、積分され第
２の積分信号として出力される。この場合も第１の積分
器の場合と同様に、第２の積分信号は温度変動の小さな
ものとなる。
【００２０】こうして得られた、第１の積分信号と第２
の積分信号とに基づいて、Ｉ１とＩ２との比を求めるこ
とにより、温度依存性を低減して精度の良い色の識別が
可能となる。
の積分信号とに基づいて、Ｉ１とＩ２との比を求めるこ
とにより、温度依存性を低減して精度の良い色の識別が
可能となる。
【００２１】また、第１の積分信号を第１のアナログデ
ジタル変換器で第１のデジタル信号に変換するととも
に、第２の積分信号を第２のアナログデジタル変換器で
第２のデジタル信号に変換し、後段の処理を外来ノイズ
に対して耐性の高いデジタル信号化を行うことにより、
測定精度を向上できる。
ジタル変換器で第１のデジタル信号に変換するととも
に、第２の積分信号を第２のアナログデジタル変換器で
第２のデジタル信号に変換し、後段の処理を外来ノイズ
に対して耐性の高いデジタル信号化を行うことにより、
測定精度を向上できる。
【００２２】予め測定された各積分回路のオフセット値
を考慮して、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号
とからＩ１とＩ２との比を求める演算器を設けることに
より、オフセットのばらつきによる測定精度の悪化を低
減でき、更に測定精度を向上できる。
を考慮して、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号
とからＩ１とＩ２との比を求める演算器を設けることに
より、オフセットのばらつきによる測定精度の悪化を低
減でき、更に測定精度を向上できる。
【００２３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の固体撮像
装置の実施例を説明する。なお、図面の説明にあたって
同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。
装置の実施例を説明する。なお、図面の説明にあたって
同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。
【００２４】図１は、本発明の実施例の固体撮像装置の
構成図である。図１に示すように、この装置は、（ａ）
２色分解型カラーセンサ１００と、（ｂ）電極１１１と
電極１２１との間への逆バイアス電圧の印加中の受光に
よって電極１１１と電極１２１との間に生じた電流信号
Ｉ１（すなわち、ＰＤ１で発生した電流信号Ｉ１）を入
力し、積分する積分回路２１０と、（ｃ）電極１２１と
電極１３１との間への逆バイアス電圧の印加中の受光に
よって電極１２１と電極１３１との間に生じた電流信号
Ｉ２（すなわち、ＰＤ２で発生した電流信号Ｉ２）を入
力し、積分する積分回路２２０と、（ｄ）積分回路２１
０から出力された積分信号を入力してアナログデジタル
変換するアナログデジタル変換器３１０と、（ｅ）積分
回路２２０から出力された積分信号を入力してアナログ
デジタル変換するアナログデジタル変換器３２０と、
（ｆ）アナログデジタル変換器３１０から出力されたデ
ジタル信号と、アナログデジタル変換器３２０から出力
されたデジタル信号とを入力し、双方のデジタル信号か
ら予め設定された夫々のオフセット量を除去後に比の値
を演算する演算回路４００と、（ｇ）演算回路４００か
ら出力された演算結果を収集して受光した光の色を識別
するとともに、積分回路２１０、２２０に積分動作指示
を通知する処理部５００とを備える。
構成図である。図１に示すように、この装置は、（ａ）
２色分解型カラーセンサ１００と、（ｂ）電極１１１と
電極１２１との間への逆バイアス電圧の印加中の受光に
よって電極１１１と電極１２１との間に生じた電流信号
Ｉ１（すなわち、ＰＤ１で発生した電流信号Ｉ１）を入
力し、積分する積分回路２１０と、（ｃ）電極１２１と
電極１３１との間への逆バイアス電圧の印加中の受光に
よって電極１２１と電極１３１との間に生じた電流信号
Ｉ２（すなわち、ＰＤ２で発生した電流信号Ｉ２）を入
力し、積分する積分回路２２０と、（ｄ）積分回路２１
０から出力された積分信号を入力してアナログデジタル
変換するアナログデジタル変換器３１０と、（ｅ）積分
回路２２０から出力された積分信号を入力してアナログ
デジタル変換するアナログデジタル変換器３２０と、
（ｆ）アナログデジタル変換器３１０から出力されたデ
ジタル信号と、アナログデジタル変換器３２０から出力
されたデジタル信号とを入力し、双方のデジタル信号か
ら予め設定された夫々のオフセット量を除去後に比の値
を演算する演算回路４００と、（ｇ）演算回路４００か
ら出力された演算結果を収集して受光した光の色を識別
するとともに、積分回路２１０、２２０に積分動作指示
を通知する処理部５００とを備える。
【００２５】積分回路２１０は、電流信号Ｉ１を入力
する増幅器Ａ１と、増幅器Ａ１の電流信号Ｉ１の入力
端子と一方の端子が、増幅器Ａ１の出力端子と他方の端
子が接続された容量素子Ｃ１と、増幅器Ａ１の電流信
号Ｉ１の入力端子と一方の端子が、増幅器Ａ１の出力端
子と他方の端子が接続され、処理部５００から通知され
た積分動作指示信号が有意の場合には開放され、積分動
作指示信号が非有意の場合には閉じるスイッチ素子Ｓ１
とを備える。なお、積分回路２２０は積分回路２１０と
同様に構成される。
する増幅器Ａ１と、増幅器Ａ１の電流信号Ｉ１の入力
端子と一方の端子が、増幅器Ａ１の出力端子と他方の端
子が接続された容量素子Ｃ１と、増幅器Ａ１の電流信
号Ｉ１の入力端子と一方の端子が、増幅器Ａ１の出力端
子と他方の端子が接続され、処理部５００から通知され
た積分動作指示信号が有意の場合には開放され、積分動
作指示信号が非有意の場合には閉じるスイッチ素子Ｓ１
とを備える。なお、積分回路２２０は積分回路２１０と
同様に構成される。
【００２６】また、容量素子Ｃ１の容量値Ｃ１と容量素
子Ｃ２の容量値Ｃ２とは、ＰＤ１とＰＤ２とに同一の光
量が与えられた場合に、ＰＤ１で発生する電流値を
Ｉ10、ＰＤ２で発生する電流値をＩ20として、 Ｉ10／Ｉ20＝Ｃ２／Ｃ１ …（３） を満たすように選択した。
子Ｃ２の容量値Ｃ２とは、ＰＤ１とＰＤ２とに同一の光
量が与えられた場合に、ＰＤ１で発生する電流値を
Ｉ10、ＰＤ２で発生する電流値をＩ20として、 Ｉ10／Ｉ20＝Ｃ２／Ｃ１ …（３） を満たすように選択した。
【００２７】演算回路４００は、アナログデジタル変換
器３１０から出力されたデジタル信号と、アナログデジ
タル変換器３２０から出力されたデジタル信号とをアド
レス入力端子で入力し、指定アドレスに該当する記憶部
の予め書き込まれたデータをデータ出力端子から出力す
る読み出し専用記憶素子（ＲＯＭ）を備える。
器３１０から出力されたデジタル信号と、アナログデジ
タル変換器３２０から出力されたデジタル信号とをアド
レス入力端子で入力し、指定アドレスに該当する記憶部
の予め書き込まれたデータをデータ出力端子から出力す
る読み出し専用記憶素子（ＲＯＭ）を備える。
【００２８】本実施例の固体撮像装置は、以下のように
動作して受光した光の色の識別を行う。
動作して受光した光の色の識別を行う。
【００２９】まず、電極１１１と電極１２１との間に逆
バイアス電圧の印加するとともに、電極１２１と電極１
３１との間に逆バイアス電圧の印加する。また、当初に
は、処理部５００からは積分動作信号が非有意に設定さ
れて出力される。すなわち、積分回路２１０、２２０の
スイッチ素子Ｓ１、Ｓ２は閉じた状態に設定される。
バイアス電圧の印加するとともに、電極１２１と電極１
３１との間に逆バイアス電圧の印加する。また、当初に
は、処理部５００からは積分動作信号が非有意に設定さ
れて出力される。すなわち、積分回路２１０、２２０の
スイッチ素子Ｓ１、Ｓ２は閉じた状態に設定される。
【００３０】処理部５００は、測定開始にあたって、積
分動作指示信号を有意とする。この結果、スイッチ素子
Ｓ１、Ｓ２は開放状態となり、積分回路２１０、２２０
は積分動作を開始する。
分動作指示信号を有意とする。この結果、スイッチ素子
Ｓ１、Ｓ２は開放状態となり、積分回路２１０、２２０
は積分動作を開始する。
【００３１】この状態で、２色分解型カラーセンサ１０
０が受光すると、受光した光の波長分布に応じた比率
で、電極１１１と電極１２１との間に電流信号Ｉ１およ
び電極１２１と電極１３１との間に電流信号Ｉ２が生じ
る。
０が受光すると、受光した光の波長分布に応じた比率
で、電極１１１と電極１２１との間に電流信号Ｉ１およ
び電極１２１と電極１３１との間に電流信号Ｉ２が生じ
る。
【００３２】電流信号Ｉ１は積分回路２１０に入力し、
電荷が容量素子Ｃ１に蓄積される。この蓄積電荷の量に
応じた電圧信号が積分回路２１０の積分信号として出力
される。積分回路２１０の構成素子として、単独のダイ
オードのように動作特性の温度依存性が大きいものはな
いので、この積分信号は温度による変動が小さい。
電荷が容量素子Ｃ１に蓄積される。この蓄積電荷の量に
応じた電圧信号が積分回路２１０の積分信号として出力
される。積分回路２１０の構成素子として、単独のダイ
オードのように動作特性の温度依存性が大きいものはな
いので、この積分信号は温度による変動が小さい。
【００３３】積分回路２１０から出力された積分信号
は、アナログデジタル変化器３１０でデジタル信号に変
換された後、演算回路４００に入力する。
は、アナログデジタル変化器３１０でデジタル信号に変
換された後、演算回路４００に入力する。
【００３４】電流信号Ｉ２も電流信号Ｉ１と同様にし
て、積分回路２２０に入力し、積分され積分信号として
出力された後、アナログデジタル変換器３２０でこの積
分信号がデジタル化され、演算回路４００に入力する。
積分回路２２０から出力された積分信号も、積分回路２
１０から出力された積分信号と同様に温度変動が小さな
ものである。
て、積分回路２２０に入力し、積分され積分信号として
出力された後、アナログデジタル変換器３２０でこの積
分信号がデジタル化され、演算回路４００に入力する。
積分回路２２０から出力された積分信号も、積分回路２
１０から出力された積分信号と同様に温度変動が小さな
ものである。
【００３５】演算回路４００では、ＲＯＭのアドレス入
力端子にアナログデジタル変換器３１０から出力された
デジタル信号とアナログデジタル変換器３２０から出力
されたデジタル信号とを入力する。ＲＯＭの該当指定ア
ドレスに応じた記憶部には、双方のデジタル信号が示す
デジタル値から夫々のオフセット値を除去した値に関す
る比の値のデジタルデータが格納されており、このデジ
タルデータをデータ出力端子から出力する。このデジタ
ルデータを反映したデジタル信号が演算回路４００から
処理部５００に向けて出力される。
力端子にアナログデジタル変換器３１０から出力された
デジタル信号とアナログデジタル変換器３２０から出力
されたデジタル信号とを入力する。ＲＯＭの該当指定ア
ドレスに応じた記憶部には、双方のデジタル信号が示す
デジタル値から夫々のオフセット値を除去した値に関す
る比の値のデジタルデータが格納されており、このデジ
タルデータをデータ出力端子から出力する。このデジタ
ルデータを反映したデジタル信号が演算回路４００から
処理部５００に向けて出力される。
【００３６】処理部５００は、所定の測定時間が経過し
たことを判断した時点で演算回路４００から出力されて
いるデジタル信号のデータを収集し、収集データ値から
受光した光の色を識別するとともに、積分動作指示信号
を非有意として次の測定に備える。
たことを判断した時点で演算回路４００から出力されて
いるデジタル信号のデータを収集し、収集データ値から
受光した光の色を識別するとともに、積分動作指示信号
を非有意として次の測定に備える。
【００３７】こうして、受光した光の色を精度良く識別
する。
する。
【００３８】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく変形が可能である。例えば、容量素子Ｃ１、Ｃ
２の容量値の選択は、（３）式の関係の代りに単に同一
容量値とすることが可能である。こうした場合には、演
算回路の構成（例えば、ＲＯＭの記憶部の書き込みデー
タ）の変更または処理部の色識別の方法（例えば、収集
データの値を色の対照テーブル）の変更を行う必要があ
る。
ではなく変形が可能である。例えば、容量素子Ｃ１、Ｃ
２の容量値の選択は、（３）式の関係の代りに単に同一
容量値とすることが可能である。こうした場合には、演
算回路の構成（例えば、ＲＯＭの記憶部の書き込みデー
タ）の変更または処理部の色識別の方法（例えば、収集
データの値を色の対照テーブル）の変更を行う必要があ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の固
体撮像装置によれば、動作特性が温度依存性の高い単体
のダイオードを使用した対数変換回路を用いずに、動作
特性が温度依存性が低い積分回路を使用することにした
ので、温度依存性を低減して精度良く受光した光の識別
が可能となる。
体撮像装置によれば、動作特性が温度依存性の高い単体
のダイオードを使用した対数変換回路を用いずに、動作
特性が温度依存性が低い積分回路を使用することにした
ので、温度依存性を低減して精度良く受光した光の識別
が可能となる。
【００４０】また、積分回路からの積分信号をデジタル
化後に、前段のオフセットを除去して演算を行う演算回
路を設けることとすれば、更に精度良く受光した光の識
別が可能となる。
化後に、前段のオフセットを除去して演算を行う演算回
路を設けることとすれば、更に精度良く受光した光の識
別が可能となる。
【図１】本発明の実施例の固体撮像装置の構成図であ
る。
る。
【図２】２色分解型カラーセンサの構成図である。
【図３】従来の固体撮像装置の構成図である。 １００…２色分解型カラーセンサ、１１０，１２０，１
３０…半導体層、１１１，１２１，１３１…電極、２１
０，２２０…積分回路、３１０，３２０…アナログデジ
タル変換器、４００…演算回路、５００…処理部。
３０…半導体層、１１１，１２１，１３１…電極、２１
０，２２０…積分回路、３１０，３２０…アナログデジ
タル変換器、４００…演算回路、５００…処理部。
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の導電型を有する第１の半導体層
と、前記第１の半導体層の表面の一部に形成された、第
２の導電型を有する第２の半導体層と、前記第２の半導
体層の表面の一部に形成された、前記第１の導電型を有
する第３の半導体層と、前記第１の半導体層の前記第２
の半導体層が形成されていない表面の一部に形成された
第１の電極と、前記第２の半導体層の前記第３の半導体
層が形成されていない表面の一部に形成された第２の電
極と、前記第３の半導体層の表面の一部に形成された第
３の電極とを備えるとともに、前記第１の半導体層、前
記第２の半導体層、および前記第３の半導体層は光吸収
率が波長依存性を有する半導体材料を主材として形成さ
れ、前記第３の半導体層の表面側から受光する受光器
と、 前記第１の電極と前記第２の電極との間への逆バイアス
電圧の印加中の受光によって前記第１の電極と前記第２
の電極との間に生じた第１の光電流信号を入力し、積分
する第１の積分回路と、 前記第２の電極と前記第３の電極との間への逆バイアス
電圧の印加中の受光によって前記第２の電極と前記第３
の電極との間に生じた第２の光電流信号を入力し、積分
する第２の積分回路と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記第１の積分回路から出力された第１
の積分信号を入力してアナログデジタル変換する第１の
アナログデジタル変換器と、 前記第２の積分回路から出力された第２の積分信号を入
力してアナログデジタル変換する第２のアナログデジタ
ル変換器と、 を更に備えることを特徴とする請求項１記載の固体撮像
装置。 - 【請求項３】 前記第１のアナログデジタル変換器から
出力された第１のデジタル信号と、前記第２のアナログ
デジタル変換器から出力された第２のデジタル信号とを
入力し、前記第１のデジタル信号が示す第１のデジタル
値と前記第２のデジタル信号が示す第２のデジタル値と
の比の値に応じた第３のデジタル値を示す第３のデジタ
ル信号を出力する演算器を更に備える、ことを特徴とす
る請求項２記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 前記演算器は、アドレス入力端子に前記
第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号を入力
し、記憶部に書き込まれたデータに応じて、データ出力
端子から第３のデジタル信号を出力する読み出し専用記
憶素子を備える、ことを特徴とする請求項３記載の固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13684295A JP3445407B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13684295A JP3445407B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330560A true JPH08330560A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3445407B2 JP3445407B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=15184789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13684295A Expired - Lifetime JP3445407B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445407B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000033038A1 (fr) * | 1998-12-02 | 2000-06-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetecteur |
| WO2005073683A1 (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| WO2009081961A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc. | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| WO2009081971A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc. | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2009158569A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2009158570A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| TWI455298B (zh) * | 2011-10-25 | 2014-10-01 | Pixart Imaging Inc | 感光元件及量測入射光的方法 |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP13684295A patent/JP3445407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6455837B2 (en) | 1998-02-12 | 2002-09-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector apparatus |
| WO2000033038A1 (fr) * | 1998-12-02 | 2000-06-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetecteur |
| WO2005073683A1 (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| US7800038B2 (en) | 2004-02-02 | 2010-09-21 | Hamamatsu Photonis K.K. | Photodetector device |
| JP2009158570A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2009158569A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Seiko Instruments Inc | 光検出半導体装置、光検出装置、及び画像表示装置 |
| WO2009081971A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc. | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| JP2009177150A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-08-06 | Seiko Instruments Inc | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| WO2009081961A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Seiko Instruments Inc. | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| JPWO2009081971A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2011-05-06 | セイコーインスツル株式会社 | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| US8269717B2 (en) | 2007-12-25 | 2012-09-18 | Seiko Instruments Inc. | Photodetection device and image display device |
| JP2013157619A (ja) * | 2007-12-25 | 2013-08-15 | Seiko Instruments Inc | 光検出装置、及び画像表示装置 |
| TWI455298B (zh) * | 2011-10-25 | 2014-10-01 | Pixart Imaging Inc | 感光元件及量測入射光的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3445407B2 (ja) | 2003-09-08 |
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