JPH09247353A - 電荷検出回路 - Google Patents
電荷検出回路Info
- Publication number
- JPH09247353A JPH09247353A JP5296396A JP5296396A JPH09247353A JP H09247353 A JPH09247353 A JP H09247353A JP 5296396 A JP5296396 A JP 5296396A JP 5296396 A JP5296396 A JP 5296396A JP H09247353 A JPH09247353 A JP H09247353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- operational amplifiers
- detection circuit
- terminals
- charge detection
- switching element
- Prior art date
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- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング素子の出力容量や配線容量の影
響を受けない高感度な電荷検出回路を提供する。 【解決手段】 信号電荷を蓄積する第一の容量を、第一
のスイッチング素子を介して複数のオペアンプのマイナ
ス端子全てと接続し、該複数のオペアンプの全てのプラ
ス端子を実質的に同一の一定電位に保ち、該複数のオペ
アンプの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全ての
マイナス端子を第二の容量で接続し、該複数のオペアン
プの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全てのマイ
ナス端子を第二の抵抗又は第二のスイッチング素子で接
続する。
響を受けない高感度な電荷検出回路を提供する。 【解決手段】 信号電荷を蓄積する第一の容量を、第一
のスイッチング素子を介して複数のオペアンプのマイナ
ス端子全てと接続し、該複数のオペアンプの全てのプラ
ス端子を実質的に同一の一定電位に保ち、該複数のオペ
アンプの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全ての
マイナス端子を第二の容量で接続し、該複数のオペアン
プの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全てのマイ
ナス端子を第二の抵抗又は第二のスイッチング素子で接
続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は信号電荷の検出を行
う電荷検出回路に関するものである。
う電荷検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光センサは光強度の計測に、またロボッ
ト、各種オートメーションシステムにおける位置センサ
として、また情報通信、情報処理における画像情報の読
み取りなどに広く用いられている。特に画像情報処理の
技術、能力の進歩した今日、高性能な画像情報の入力装
置としてのイメージセンサの進歩が強く望まれている。
ファクシミリ、ワードプロセッサ、電子ファイルシステ
ムなどは画像入力装置を必要とする代表的な装置であ
る。
ト、各種オートメーションシステムにおける位置センサ
として、また情報通信、情報処理における画像情報の読
み取りなどに広く用いられている。特に画像情報処理の
技術、能力の進歩した今日、高性能な画像情報の入力装
置としてのイメージセンサの進歩が強く望まれている。
ファクシミリ、ワードプロセッサ、電子ファイルシステ
ムなどは画像入力装置を必要とする代表的な装置であ
る。
【０００３】このような入力装置としては、ビデオカメ
ラのような二次元情報を取り出すものと、ラインセンサ
を利用して画像をスキャンして読み出すイメージスキャ
ナーが考えられるが、通常十分な解像力（画素数）を得
るためにラインセンサを使用したイメージスキャナが使
用されている。ラインセンサとしては、結晶シリコンを
使用した電荷結合素子（ＣＣＤ）が代表的であるが、素
子の大きさに限界があって、大きな面積の画像を読み取
るには縮小光学系を使用するか、素子を多数高精度に並
べる必要がある。それに対して硫化カドミウム、アモル
ファスシリコンを光導電面としたセンサは比較的大きな
面積が可能であり、ロッドレンズアレイを併用して等倍
密着型のラインセンサが一部実用化されている。
ラのような二次元情報を取り出すものと、ラインセンサ
を利用して画像をスキャンして読み出すイメージスキャ
ナーが考えられるが、通常十分な解像力（画素数）を得
るためにラインセンサを使用したイメージスキャナが使
用されている。ラインセンサとしては、結晶シリコンを
使用した電荷結合素子（ＣＣＤ）が代表的であるが、素
子の大きさに限界があって、大きな面積の画像を読み取
るには縮小光学系を使用するか、素子を多数高精度に並
べる必要がある。それに対して硫化カドミウム、アモル
ファスシリコンを光導電面としたセンサは比較的大きな
面積が可能であり、ロッドレンズアレイを併用して等倍
密着型のラインセンサが一部実用化されている。
【０００４】このような画像読み取り装置において、各
画素の出力電流は一定時間、容量に蓄積し、蓄積された
電荷を電荷検出回路で検出する方法が一般的である。図
４は従来用いられている電荷検出回路の一例である。ス
イッチング素子Ｓ１がＯＦＦ状態の間、Ｃ１に蓄積され
た信号電荷Ｑは、Ｓ１をＯＮ状態にすることによって検
出回路に流れ、オペアンプの出力端子に電圧Ｖｏｕｔ１
が発生する。この後、出力端子の電圧は時定数ｔ１で減
少する。
画素の出力電流は一定時間、容量に蓄積し、蓄積された
電荷を電荷検出回路で検出する方法が一般的である。図
４は従来用いられている電荷検出回路の一例である。ス
イッチング素子Ｓ１がＯＦＦ状態の間、Ｃ１に蓄積され
た信号電荷Ｑは、Ｓ１をＯＮ状態にすることによって検
出回路に流れ、オペアンプの出力端子に電圧Ｖｏｕｔ１
が発生する。この後、出力端子の電圧は時定数ｔ１で減
少する。
【０００５】
【数１】Ｖｏｕｔ１＝Ｑ／Ｃ２ （１） ｔ１＝Ｒ２×Ｃ２ （２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スイッ
チング素子（Ｓ１）の出力容量や配線容量によってオペ
アンプのマイナス端子と一定電位の間に第三の容量（Ｃ
３）が存在するため、出力波形の立ち上がりが遅くなり
信号電荷に対する感度が低下する、出力波形が発振す
る、ノイズ出力が増加するなどの問題があった。
チング素子（Ｓ１）の出力容量や配線容量によってオペ
アンプのマイナス端子と一定電位の間に第三の容量（Ｃ
３）が存在するため、出力波形の立ち上がりが遅くなり
信号電荷に対する感度が低下する、出力波形が発振す
る、ノイズ出力が増加するなどの問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて鋭意検討した結果、電荷検出回路を以下の構成に
することによって、ノイズ出力を減少させ、Ｓ／Ｎ比を
向上させることができることを見いだし本発明を完成し
た。即ち、本発明の要旨は、信号電荷を蓄積する第一の
容量を、第一のスイッチング素子を介して複数のオペア
ンプのマイナス端子全てと接続し、該複数のオペアンプ
の全てのプラス端子を実質的に同一の一定電位に保ち、
該複数のオペアンプの全ての出力端子と該複数のオペア
ンプの全てのマイナス端子を第二の容量で接続し、該複
数のオペアンプの全ての出力端子と該複数のオペアンプ
の全てのマイナス端子を第二の抵抗又は第二のスイッチ
ング素子で接続したことを特徴とした電荷検出回路に存
する。また、該オペアンプの数は２から５の間であるこ
とが望ましい。
ついて鋭意検討した結果、電荷検出回路を以下の構成に
することによって、ノイズ出力を減少させ、Ｓ／Ｎ比を
向上させることができることを見いだし本発明を完成し
た。即ち、本発明の要旨は、信号電荷を蓄積する第一の
容量を、第一のスイッチング素子を介して複数のオペア
ンプのマイナス端子全てと接続し、該複数のオペアンプ
の全てのプラス端子を実質的に同一の一定電位に保ち、
該複数のオペアンプの全ての出力端子と該複数のオペア
ンプの全てのマイナス端子を第二の容量で接続し、該複
数のオペアンプの全ての出力端子と該複数のオペアンプ
の全てのマイナス端子を第二の抵抗又は第二のスイッチ
ング素子で接続したことを特徴とした電荷検出回路に存
する。また、該オペアンプの数は２から５の間であるこ
とが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の電荷検出回路では、第
三の容量は、複数のオペアンプに並列に接続されるた
め、該容量の影響で出力に発生するノイズはオペアンプ
の数が増えるに従って減少する。一方、信号電荷は第二
の容量Ｃ２によって電圧に変換されるため、オペアンプ
の数が増えても出力は低下しない。従って、オペアンプ
の数を増やすことによって、出力のＳ／Ｎ比を向上させ
ることができる。
三の容量は、複数のオペアンプに並列に接続されるた
め、該容量の影響で出力に発生するノイズはオペアンプ
の数が増えるに従って減少する。一方、信号電荷は第二
の容量Ｃ２によって電圧に変換されるため、オペアンプ
の数が増えても出力は低下しない。従って、オペアンプ
の数を増やすことによって、出力のＳ／Ｎ比を向上させ
ることができる。
【０００９】
【実施例】本発明の電荷検出回路について、３個のオペ
アンプを接続した実施例を図１に示す。但し、Ｃ３＝４
７０ｐＦ、Ｒ２＝８２ｋΩ、Ｃ２＝２ｐＦ、Ｃ１＝１０
ｐＦ、とし、オペアンプはＬＭ６３６５（Ｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、スイッチング素
子はＬＣ７９３８Ｃ（三洋電機（株））を用いた。ノイ
ズ出力のスペクトル分布を図３に示す。従来使用されて
いた電荷検出回路に比べて、ノイズが低減していること
が分かる。
アンプを接続した実施例を図１に示す。但し、Ｃ３＝４
７０ｐＦ、Ｒ２＝８２ｋΩ、Ｃ２＝２ｐＦ、Ｃ１＝１０
ｐＦ、とし、オペアンプはＬＭ６３６５（Ｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、スイッチング素
子はＬＣ７９３８Ｃ（三洋電機（株））を用いた。ノイ
ズ出力のスペクトル分布を図３に示す。従来使用されて
いた電荷検出回路に比べて、ノイズが低減していること
が分かる。
【００１０】また図２に示すように図１における第二の
抵抗Ｒ２の代わりにスイッチング素子Ｓ２を用いてもよ
い。この場合、オペアンプ２の出力端子の電圧はＳ２が
ＯＦＦ状態の間Ｖｏｕｔ１に保たれ、Ｓ２をＯＮ状態に
することによってリセットされる。さらには各オペアン
プそれぞれについてオフセットを調整する回路等を付加
してもよい。
抵抗Ｒ２の代わりにスイッチング素子Ｓ２を用いてもよ
い。この場合、オペアンプ２の出力端子の電圧はＳ２が
ＯＦＦ状態の間Ｖｏｕｔ１に保たれ、Ｓ２をＯＮ状態に
することによってリセットされる。さらには各オペアン
プそれぞれについてオフセットを調整する回路等を付加
してもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上の本発明の構成によって、スイッチ
ング素子の出力容量や配線容量の影響を受けない高感度
な電荷検出回路を提供することができる。
ング素子の出力容量や配線容量の影響を受けない高感度
な電荷検出回路を提供することができる。
【図１】実施例の回路図である。
【図２】実施例の回路図である。
【図３】実施例のノイズ出力のスペクトル分布である。
【図４】従来使用されていた電荷検出回路である。
Claims (2)
- 【請求項１】 信号電荷を蓄積する第一の容量を、第一
のスイッチング素子を介して複数のオペアンプのマイナ
ス端子全てと接続し、該複数のオペアンプの全てのプラ
ス端子を実質的に同一の一定電位に保ち、該複数のオペ
アンプの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全ての
マイナス端子を第二の容量で接続し、該複数のオペアン
プの全ての出力端子と該複数のオペアンプの全てのマイ
ナス端子を第二の抵抗又は第二のスイッチング素子で接
続したことを特徴とした電荷検出回路。 - 【請求項２】 上記検出回路で、接続されるオペアンプ
の数が２から５の間であることを特徴とする請求項１記
載の電荷検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296396A JPH09247353A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電荷検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5296396A JPH09247353A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電荷検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247353A true JPH09247353A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12929553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5296396A Pending JPH09247353A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電荷検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247353A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6677997B1 (en) | 1998-11-05 | 2004-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
| JP5926388B2 (ja) * | 2012-09-07 | 2016-05-25 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | サンプルホールド回路、ａ／ｄ変換器およびサンプルホールド回路のキャリブレーション方法 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP5296396A patent/JPH09247353A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6677997B1 (en) | 1998-11-05 | 2004-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
| JP5926388B2 (ja) * | 2012-09-07 | 2016-05-25 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | サンプルホールド回路、ａ／ｄ変換器およびサンプルホールド回路のキャリブレーション方法 |
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