JPH0630186A - イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサ - Google Patents
イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPH0630186A JPH0630186A JP4206143A JP20614392A JPH0630186A JP H0630186 A JPH0630186 A JP H0630186A JP 4206143 A JP4206143 A JP 4206143A JP 20614392 A JP20614392 A JP 20614392A JP H0630186 A JPH0630186 A JP H0630186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sampling
- signal
- output
- cycle
- image sensor
- 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
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/767—Horizontal readout lines, multiplexers or registers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速動作が可能でしかもＳ／Ｎ比のよいイメ
−ジセンサを提供する。 【構成】 フォトダイオ−ドから所定の周期で読み出さ
れ、入力端子に印加された信号は増幅回路８で増幅され
た後に、第５スイチング素子２６及び第９スイッチング
素子２９を介してオフセットキャンセル回路１０ａ，１
０ｂに入力されるようになっている。そして、この第５
スチッング素子２６及び第９スイチング素子２９の導通
周期は、入力端子に印加されるフォトダイオ−ドからの
信号の出力周期の略２倍に設定されており、且つ相互の
導通タイミングは、略半周期のずれを有している。そし
て、マルチプレクサ６からは、オフセットキャンセル回
路１０ａ，１０ｂの出力信号が交互に出力されるように
なっている。
−ジセンサを提供する。 【構成】 フォトダイオ−ドから所定の周期で読み出さ
れ、入力端子に印加された信号は増幅回路８で増幅され
た後に、第５スイチング素子２６及び第９スイッチング
素子２９を介してオフセットキャンセル回路１０ａ，１
０ｂに入力されるようになっている。そして、この第５
スチッング素子２６及び第９スイチング素子２９の導通
周期は、入力端子に印加されるフォトダイオ−ドからの
信号の出力周期の略２倍に設定されており、且つ相互の
導通タイミングは、略半周期のずれを有している。そし
て、マルチプレクサ６からは、オフセットキャンセル回
路１０ａ，１０ｂの出力信号が交互に出力されるように
なっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、画像ス
キャナ等の画像読取部に用いられるイメ−ジセンサに係
り、特に、駆動周波数の改善を図ったものに関する。
キャナ等の画像読取部に用いられるイメ−ジセンサに係
り、特に、駆動周波数の改善を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ファクシミリ、画像スキャナ等に使用さ
れているイメ−ジセンサとして代表的なものに、原稿か
らの反射光をフォトダイオ−ドにより受光し、この受光
光を光電変換し、原稿画像に対応した電気信号を得るよ
うにしたものが公知・周知となっている。かかるイメ−
ジセンサにおいては、その出力信号にいわゆるオフセッ
トノイズが含まれることがある。このオフセットノイズ
は、画像濃度のむらや画質の低下を引き起こす原因とな
るため、極力小さいことが望まれる。このため、このオ
フセットノイズを抑圧する技術が種々提案されており、
例えば、特開昭６３−２８１６７号公報には、いわゆる
オフセットノイズの原因となるノイズ信号を画像信号と
分離して捕足し、ノイズを含んだ画像信号から先のノイ
ズ信号を減算してオフセットノイズのない画像信号を得
るようにしたものが開示されている。
れているイメ−ジセンサとして代表的なものに、原稿か
らの反射光をフォトダイオ−ドにより受光し、この受光
光を光電変換し、原稿画像に対応した電気信号を得るよ
うにしたものが公知・周知となっている。かかるイメ−
ジセンサにおいては、その出力信号にいわゆるオフセッ
トノイズが含まれることがある。このオフセットノイズ
は、画像濃度のむらや画質の低下を引き起こす原因とな
るため、極力小さいことが望まれる。このため、このオ
フセットノイズを抑圧する技術が種々提案されており、
例えば、特開昭６３−２８１６７号公報には、いわゆる
オフセットノイズの原因となるノイズ信号を画像信号と
分離して捕足し、ノイズを含んだ画像信号から先のノイ
ズ信号を減算してオフセットノイズのない画像信号を得
るようにしたものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のイメ−ジセンサ
いおいては、減算処理を施した後に画像信号を所望のレ
ベルにするために増幅器が用いられているが、この増幅
器には最適動作周波数があるために、イメ−ジセンサが
用いられる装置の高速化に伴い単にそのイメ−ジセンサ
駆動周波数を上げる訳にはゆかず次述するような問題を
生ずることがあった。
いおいては、減算処理を施した後に画像信号を所望のレ
ベルにするために増幅器が用いられているが、この増幅
器には最適動作周波数があるために、イメ−ジセンサが
用いられる装置の高速化に伴い単にそのイメ−ジセンサ
駆動周波数を上げる訳にはゆかず次述するような問題を
生ずることがあった。
【０００４】図４には上述した従来例における増幅回路
を簡略化した一例が示されており、以下、同図を参照し
つつイメ−ジセンサの駆動周波数を大きくする際に生ず
る問題について説明する。図４に示された回路は図示し
ないフォトダイオ−ドからの画像信号を増幅するように
なっており、各ビット（ｂｉｔ）毎、すなわち、１つの
フォトダイオ−ドに対して同図において点線で囲まれた
部分が接続されて、フォトダイオ−ドからの信号が入力
されるようになっている。各ビット毎の回路は全く同一
であるので、１ｂｉｔ目に示された回路について概略的
に説明すれば、この回路は、演算増幅器５０を中心に構
成される初段増幅部５１と、演算増幅器５２を中心に構
成される終段増幅部５３とを有してなるものである。
を簡略化した一例が示されており、以下、同図を参照し
つつイメ−ジセンサの駆動周波数を大きくする際に生ず
る問題について説明する。図４に示された回路は図示し
ないフォトダイオ−ドからの画像信号を増幅するように
なっており、各ビット（ｂｉｔ）毎、すなわち、１つの
フォトダイオ−ドに対して同図において点線で囲まれた
部分が接続されて、フォトダイオ−ドからの信号が入力
されるようになっている。各ビット毎の回路は全く同一
であるので、１ｂｉｔ目に示された回路について概略的
に説明すれば、この回路は、演算増幅器５０を中心に構
成される初段増幅部５１と、演算増幅器５２を中心に構
成される終段増幅部５３とを有してなるものである。
【０００５】初段増幅部５１は、抵抗器５４と抵抗器５
５とで増幅度が決定された非反転増幅回路となってい
る。また、抵抗器５５には高周波ノイズを遮断する作用
をするコンデンサ５６が並列接続されている。一方、終
段増幅部５３は、演算増幅器５２によって増幅度１のボ
ルテ−ジフォロワ回路が形成されている。したがって、
この１ビット当りの増幅回路のト−タルの増幅特性は上
述した初段増幅部５１の増幅特性によって略定まるよう
になっている。すなわち、よく知られているように、初
段増幅部５１における過渡応答特性は、抵抗器５５の抵
抗値及びコンデンサ５６の容量値の積である時定数によ
り略定まる。例えば、この回路を駆動周波数ｆ１（例え
ば、１ＭＨｚ程度）で駆動した場合、入力端子に図５
（ａ）において一点鎖線で示されたような方形波信号を
印加したとすると、初段増幅部５１の出力点Ａには同図
（ａ）に実線で示されるような信号波形が得られる。か
かる場合、信号の入力時から十分時間が経過した時刻ｔ
ｓにおいて、出力電圧がサンプリングされて終段増幅部
５３に入力されるとすると、この時刻ｔｓにおける出力
点Ａの電圧値をＶ２、同時刻における理想電圧値をＶ１
（初段増幅部５１がいわゆる理想的増幅器と仮定した際
に出力される出力信号の値）とした場合、その差ΔＶ
（ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）は、駆動周波数が初段増幅部５１
の最適動作周波数の範囲内であれば、Ｖ２は、信号変化
が十分に収束した時点での値であるので、実用上問題に
ならない程度に小さい。
５とで増幅度が決定された非反転増幅回路となってい
る。また、抵抗器５５には高周波ノイズを遮断する作用
をするコンデンサ５６が並列接続されている。一方、終
段増幅部５３は、演算増幅器５２によって増幅度１のボ
ルテ−ジフォロワ回路が形成されている。したがって、
この１ビット当りの増幅回路のト−タルの増幅特性は上
述した初段増幅部５１の増幅特性によって略定まるよう
になっている。すなわち、よく知られているように、初
段増幅部５１における過渡応答特性は、抵抗器５５の抵
抗値及びコンデンサ５６の容量値の積である時定数によ
り略定まる。例えば、この回路を駆動周波数ｆ１（例え
ば、１ＭＨｚ程度）で駆動した場合、入力端子に図５
（ａ）において一点鎖線で示されたような方形波信号を
印加したとすると、初段増幅部５１の出力点Ａには同図
（ａ）に実線で示されるような信号波形が得られる。か
かる場合、信号の入力時から十分時間が経過した時刻ｔ
ｓにおいて、出力電圧がサンプリングされて終段増幅部
５３に入力されるとすると、この時刻ｔｓにおける出力
点Ａの電圧値をＶ２、同時刻における理想電圧値をＶ１
（初段増幅部５１がいわゆる理想的増幅器と仮定した際
に出力される出力信号の値）とした場合、その差ΔＶ
（ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２）は、駆動周波数が初段増幅部５１
の最適動作周波数の範囲内であれば、Ｖ２は、信号変化
が十分に収束した時点での値であるので、実用上問題に
ならない程度に小さい。
【０００６】しかし、この回路をさらに高い周波数（回
路の最適動作周波数範囲外の周波数）で駆動した場合に
は、回路自体の過渡応答特性は変わらないので、出力信
号が十分に立ち上がっていない時点でサンプリングする
こととなり（図５（ｂ）参照）、サンプリング時刻ｔｓ
1 での出力点Ａにおける電圧値Ｖ２ａと理想電圧値Ｖ１
との差ΔＶａ（ΔＶａ＝Ｖ１−Ｖ２a ）は、無視できな
い大きさとなってしまう。そこで、図４に示された回路
においてコンデンサ５６の容量を調整して時定数を小さ
くすることにより回路の過渡応答特性を改善することが
考えられる。この場合、過渡応答特性が改善されること
により、図５（ｃ）に示されるように時刻ｔｓでの出力
点Ａにおける電圧値Ｖ２ｃは十分大きくなり、このため
サンプリング誤差ΔＶｃは十分小さくなる。
路の最適動作周波数範囲外の周波数）で駆動した場合に
は、回路自体の過渡応答特性は変わらないので、出力信
号が十分に立ち上がっていない時点でサンプリングする
こととなり（図５（ｂ）参照）、サンプリング時刻ｔｓ
1 での出力点Ａにおける電圧値Ｖ２ａと理想電圧値Ｖ１
との差ΔＶａ（ΔＶａ＝Ｖ１−Ｖ２a ）は、無視できな
い大きさとなってしまう。そこで、図４に示された回路
においてコンデンサ５６の容量を調整して時定数を小さ
くすることにより回路の過渡応答特性を改善することが
考えられる。この場合、過渡応答特性が改善されること
により、図５（ｃ）に示されるように時刻ｔｓでの出力
点Ａにおける電圧値Ｖ２ｃは十分大きくなり、このため
サンプリング誤差ΔＶｃは十分小さくなる。
【０００７】しかし、コンデンサ５６の容量を小さくす
ることは、このコンデンサ５６の容量と抵抗器５５の抵
抗値とで定まる時定数を小さくし、これにより、よく知
られているように初段増幅部５１のカットオフ周波数を
高周波域にシフトする結果を招くこととなる（図６参
照）、ところが、カットオフ周波数が高周波域へシフト
すると、いわゆる高周波ノイズが増大して画像信号のＳ
／Ｎ比を劣化させる結果を招くこととなり、イメ−ジセ
ンサの駆動周波数の向上と出力信号のＳ／Ｎ比の向上は
相反する要求であるというという問題があった。本発明
は、上記実情に鑑みてなされたもので、高速駆動が可能
でしかもＳ／Ｎ比のよいイメ−ジセンサの駆動方法及び
イメ−ジセンサを提供するものである。
ることは、このコンデンサ５６の容量と抵抗器５５の抵
抗値とで定まる時定数を小さくし、これにより、よく知
られているように初段増幅部５１のカットオフ周波数を
高周波域にシフトする結果を招くこととなる（図６参
照）、ところが、カットオフ周波数が高周波域へシフト
すると、いわゆる高周波ノイズが増大して画像信号のＳ
／Ｎ比を劣化させる結果を招くこととなり、イメ−ジセ
ンサの駆動周波数の向上と出力信号のＳ／Ｎ比の向上は
相反する要求であるというという問題があった。本発明
は、上記実情に鑑みてなされたもので、高速駆動が可能
でしかもＳ／Ｎ比のよいイメ−ジセンサの駆動方法及び
イメ−ジセンサを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め請求項１記載の発明に係るイメ−ジセンサの駆動方法
は、フォトダイオ−ドから一定の周期で読み出した光電
荷を前記光電荷の読み出し周期の略２倍の周期でサンプ
リングする第１のサンプリング工程と、前記第１のサン
プリング工程終了後に前記光電荷の読み出し周期の略２
倍の周期で前記光電荷をサンプリングする第２のサンプ
リング工程とを交互に繰り返すと共に、前記第１のサン
プリング工程を実行しつつ当該第１のサンプリング工程
の直前に実行された前記第２のサンプリング工程におい
てサンプリングされた信号を出力し、前記第１のサンプ
リング工程の実行終了後は前記第２のサンプリング工程
を実行しつつ当該第２のサンプリング工程の直前に実行
された前記第１のサンプリング工程においてサンプリン
グされた信号を出力することを繰り返してなるものであ
る。
め請求項１記載の発明に係るイメ−ジセンサの駆動方法
は、フォトダイオ−ドから一定の周期で読み出した光電
荷を前記光電荷の読み出し周期の略２倍の周期でサンプ
リングする第１のサンプリング工程と、前記第１のサン
プリング工程終了後に前記光電荷の読み出し周期の略２
倍の周期で前記光電荷をサンプリングする第２のサンプ
リング工程とを交互に繰り返すと共に、前記第１のサン
プリング工程を実行しつつ当該第１のサンプリング工程
の直前に実行された前記第２のサンプリング工程におい
てサンプリングされた信号を出力し、前記第１のサンプ
リング工程の実行終了後は前記第２のサンプリング工程
を実行しつつ当該第２のサンプリング工程の直前に実行
された前記第１のサンプリング工程においてサンプリン
グされた信号を出力することを繰り返してなるものであ
る。
【０００９】また、請求項２記載の発明に係るメ−ジセ
ンサは、フォトダイオ−ドから一定の周期で入力された
光電荷を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号
に含まれるオフセット信号を除去する２つのオフセット
除去手段と、前記増幅手段と前記２つのオフセット除去
手段との間に接続される信号切替手段と、前記２つのオ
フセット除去手段の出力信号を選択的に出力する選択出
力手段とを具備するイメ−ジセンサであって、前記信号
切替手段は前記増幅手段の出力信号を前記フォトダイオ
−ドからの光電荷の出力周期の略２倍の周期で前記２つ
のオフセット除去手段の一方のオフセット手段に入力す
る第１のサンプリング部と、前記増幅手段の出力信号を
前記フォトダイオ−ドからの光電荷の出力周期の略２倍
の周期で前記２つのオフセット除去手段の他方のオフセ
ット手段に入力する第２のサンプリング部とを有してな
り、前記第１のサンプリング部と前記第２のサンプリン
グ部は、互いに半周期のずれをもって前記サンプリング
動作を行い、前記選択出力手段は前記第１のサンプリン
グ部がサンプリング動作状態にある間、前記第２のサン
プリング部の出力信号を選択して出力する一方、前記第
２のサンプリング部がサンプリング動作状態にある間、
前記第１のサンプリング部の出力信号を選択して出力し
てなるものである。そして、上述のイメ−ジセンサには
増幅手段の増幅度を変える増幅度調整手段を設けると好
適である。さらに、増幅度調整手段は、増幅手段にフォ
トダイオ−ドからの信号が入力されている間、前記増幅
手段の増幅度をその前後に比して大とするよう動作する
ものが好適である。また、さらに増幅度調整手段は、増
幅手段を構成する増幅回路の帰還抵抗器に抵抗器を一定
周期で並列接続するものが好適である。
ンサは、フォトダイオ−ドから一定の周期で入力された
光電荷を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号
に含まれるオフセット信号を除去する２つのオフセット
除去手段と、前記増幅手段と前記２つのオフセット除去
手段との間に接続される信号切替手段と、前記２つのオ
フセット除去手段の出力信号を選択的に出力する選択出
力手段とを具備するイメ−ジセンサであって、前記信号
切替手段は前記増幅手段の出力信号を前記フォトダイオ
−ドからの光電荷の出力周期の略２倍の周期で前記２つ
のオフセット除去手段の一方のオフセット手段に入力す
る第１のサンプリング部と、前記増幅手段の出力信号を
前記フォトダイオ−ドからの光電荷の出力周期の略２倍
の周期で前記２つのオフセット除去手段の他方のオフセ
ット手段に入力する第２のサンプリング部とを有してな
り、前記第１のサンプリング部と前記第２のサンプリン
グ部は、互いに半周期のずれをもって前記サンプリング
動作を行い、前記選択出力手段は前記第１のサンプリン
グ部がサンプリング動作状態にある間、前記第２のサン
プリング部の出力信号を選択して出力する一方、前記第
２のサンプリング部がサンプリング動作状態にある間、
前記第１のサンプリング部の出力信号を選択して出力し
てなるものである。そして、上述のイメ−ジセンサには
増幅手段の増幅度を変える増幅度調整手段を設けると好
適である。さらに、増幅度調整手段は、増幅手段にフォ
トダイオ−ドからの信号が入力されている間、前記増幅
手段の増幅度をその前後に比して大とするよう動作する
ものが好適である。また、さらに増幅度調整手段は、増
幅手段を構成する増幅回路の帰還抵抗器に抵抗器を一定
周期で並列接続するものが好適である。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明に係るイメ−ジセンサの駆
動方法においては、一定周期でフォトダイオ−ドから一
定周期で読み出された信号を、この信号の読み出し周期
の略２倍の周期、すなわち、略１周期おきにしかも略半
周期のずれをもって交互にサンプリングする２つの工程
を繰り返すようにし、しかも、一方のサンプリング工程
の実行中に当該サンプリング工程の直前に実行された他
方のサンプリング工程でサンプリングされた信号が出力
されるもので、各々のサンプリング工程の繰り返し周期
は、フォトダイオ−ドから信号の読み出し周期（駆動速
度）より遅くて済むので、フォトダイオ−ドの駆動速度
の高速化にも十分対応でき高速化にともなうＳ／Ｎ比の
低下がすくなくなるものである。
動方法においては、一定周期でフォトダイオ−ドから一
定周期で読み出された信号を、この信号の読み出し周期
の略２倍の周期、すなわち、略１周期おきにしかも略半
周期のずれをもって交互にサンプリングする２つの工程
を繰り返すようにし、しかも、一方のサンプリング工程
の実行中に当該サンプリング工程の直前に実行された他
方のサンプリング工程でサンプリングされた信号が出力
されるもので、各々のサンプリング工程の繰り返し周期
は、フォトダイオ−ドから信号の読み出し周期（駆動速
度）より遅くて済むので、フォトダイオ−ドの駆動速度
の高速化にも十分対応でき高速化にともなうＳ／Ｎ比の
低下がすくなくなるものである。
【００１１】また、請求項２記載の発明に係るイメ−ジ
センサにおいて、増幅手段からは、一定周期でこの増幅
手段に入力されたフォトダイオ−ドからの信号が増幅出
力され、信号切換手段に入力される。この信号切換手段
の第１のサンプリング部と第２のサンプリング部とがフ
ォトダイオ−ドから増幅手段への信号入力の周期の略２
倍の周期でしかも互いに半周期ずれた動作タイミングで
動作することにより、信号切換手段に入力された画像信
号は、第１のサンプリング部に接続された一方のオフセ
ット除去手段と、第２のサンプリング部に接続された他
方のオフセット除去手段とに交互に入力される。そし
て、選択出力手段により第１のサンプリング部がサンプ
リング動作状態にある間は、第２のサンプリング部の信
号が選択されて出力され、第２のサンプリング部がサン
プリング動作状態にある間は、第１のサンプリング部の
信号が出力されることとなり、増幅手段以降の回路動作
速度はフォトダイオ−ドから増幅手段への信号入力速度
の略半分で済み、その分、動作速度の高速化に伴うＳ／
Ｎ比の低下が少なくなるものである。
センサにおいて、増幅手段からは、一定周期でこの増幅
手段に入力されたフォトダイオ−ドからの信号が増幅出
力され、信号切換手段に入力される。この信号切換手段
の第１のサンプリング部と第２のサンプリング部とがフ
ォトダイオ−ドから増幅手段への信号入力の周期の略２
倍の周期でしかも互いに半周期ずれた動作タイミングで
動作することにより、信号切換手段に入力された画像信
号は、第１のサンプリング部に接続された一方のオフセ
ット除去手段と、第２のサンプリング部に接続された他
方のオフセット除去手段とに交互に入力される。そし
て、選択出力手段により第１のサンプリング部がサンプ
リング動作状態にある間は、第２のサンプリング部の信
号が選択されて出力され、第２のサンプリング部がサン
プリング動作状態にある間は、第１のサンプリング部の
信号が出力されることとなり、増幅手段以降の回路動作
速度はフォトダイオ−ドから増幅手段への信号入力速度
の略半分で済み、その分、動作速度の高速化に伴うＳ／
Ｎ比の低下が少なくなるものである。
【００１２】さらに、請求項３記載の発明に係るイメ−
ジセンサにおいては、上述した請求項２記載のイメ−ジ
センサの増幅手段の増幅度を変える増幅度調整手段が設
けられ、この増幅度調整手段によって増幅手段は増幅度
が変えられ必要に応じた適切な増幅動作が確保される。
特に、請求項４記載のように一定期間だけ増幅度を上げ
るようにすることにより、必要な場合にのみ増幅度を大
として、不要な入力信号を大増幅することのないように
し、大きなダイナミックレンジが確保されることとな
る。
ジセンサにおいては、上述した請求項２記載のイメ−ジ
センサの増幅手段の増幅度を変える増幅度調整手段が設
けられ、この増幅度調整手段によって増幅手段は増幅度
が変えられ必要に応じた適切な増幅動作が確保される。
特に、請求項４記載のように一定期間だけ増幅度を上げ
るようにすることにより、必要な場合にのみ増幅度を大
として、不要な入力信号を大増幅することのないように
し、大きなダイナミックレンジが確保されることとな
る。
【００１３】
【実施例】以下、図１乃至図３を参照しつつ、本発明に
係るイメ−ジセンサ及びその駆動方法について説明す
る。ここで、図１は本発明に係るイメ−ジセンサにおけ
る駆動回路の一実施例を示す回路図、図２は本発明に係
るイメ−ジセンサの概略構成を示す構成図、図３は図１
に示された駆動回路の動作を説明するための主要部にお
けるタイミングチャ−トである。このイメ−ジセンサ
は、図２に示されるように、センサ部１と信号処理部２
とに大別できるもので、この内、センサ部１は例えばフ
ォトダイオ−ド３を複数直線状（又はいわゆる二次元ア
レイであってもよい）に配列してなる公知・周知の構成
を有してなるものである。すなわち、センサ部１は、複
数のフォトダイオ−ド３がそのカソ−ド側において相互
に接続されてバイアス電圧ＶB が印加されるようになっ
ている。一方、複数のフォトダイオ−ド３のアノ−ドは
それぞれ別個に信号処理部２の入力段に接続されてい
る。また、複数のフォトダイオ−ド３の各アノ−ドと信
号処理部２とを接続する配線とア−ス間には配線容量が
形成されるが図１においては、コンデンサの電気記号の
脇にＣL の符号を付して示してある。
係るイメ−ジセンサ及びその駆動方法について説明す
る。ここで、図１は本発明に係るイメ−ジセンサにおけ
る駆動回路の一実施例を示す回路図、図２は本発明に係
るイメ−ジセンサの概略構成を示す構成図、図３は図１
に示された駆動回路の動作を説明するための主要部にお
けるタイミングチャ−トである。このイメ−ジセンサ
は、図２に示されるように、センサ部１と信号処理部２
とに大別できるもので、この内、センサ部１は例えばフ
ォトダイオ−ド３を複数直線状（又はいわゆる二次元ア
レイであってもよい）に配列してなる公知・周知の構成
を有してなるものである。すなわち、センサ部１は、複
数のフォトダイオ−ド３がそのカソ−ド側において相互
に接続されてバイアス電圧ＶB が印加されるようになっ
ている。一方、複数のフォトダイオ−ド３のアノ−ドは
それぞれ別個に信号処理部２の入力段に接続されてい
る。また、複数のフォトダイオ−ド３の各アノ−ドと信
号処理部２とを接続する配線とア−ス間には配線容量が
形成されるが図１においては、コンデンサの電気記号の
脇にＣL の符号を付して示してある。
【００１４】さらに、複数のフォトダイオ−ド３のアノ
−ドとア−ス間にはそれぞれＭＯＳ型トランジスタ等を
用いてなるスイッチング素子４が接続されており、フォ
トダイオ−ド３からの光電荷の読み出しが終了した後
に、先の配線容量ＣL の蓄積電荷を次のタイミングでの
光電荷の読み出しに備えて放電させる機能を果たしてい
る。尚、図２において各フォトダイオ−ド３と並列接続
されたコンデンサＣｐは、よく知られているようにフォ
トダイオ−ド３の内部に形成されるいわゆる寄生容量を
便宜的に表したものである。このセンサ部１は、先に述
べたように公知・周知の構成のものであるので、ここで
の説明は以上の概略的説明に止め、詳細な説明は省略す
る。
−ドとア−ス間にはそれぞれＭＯＳ型トランジスタ等を
用いてなるスイッチング素子４が接続されており、フォ
トダイオ−ド３からの光電荷の読み出しが終了した後
に、先の配線容量ＣL の蓄積電荷を次のタイミングでの
光電荷の読み出しに備えて放電させる機能を果たしてい
る。尚、図２において各フォトダイオ−ド３と並列接続
されたコンデンサＣｐは、よく知られているようにフォ
トダイオ−ド３の内部に形成されるいわゆる寄生容量を
便宜的に表したものである。このセンサ部１は、先に述
べたように公知・周知の構成のものであるので、ここで
の説明は以上の概略的説明に止め、詳細な説明は省略す
る。
【００１５】次に、本実施のイメ−ジセンサにおける主
要部である信号処理部２について、図１を参照しつつ具
体的に説明する。この信号処理部２は、先のセンサ部１
に設けられたフォトダイオ−ド３の数に対応して設けら
れた信号処理回路５と、選択出力手段としてのマルチプ
レクサ６とからなるものである。信号処理回路５は、第
１演算増幅器７を中心として構成される増幅手段として
の増幅回路８と、信号切替手段として信号切替回路９
と、この信号切替回路９に接続され同一の回路構成を有
する２つのオフセット除去手段としてのオフセットキャ
ンセル回路１０ａ，１０ｂとを中心にしてなるものであ
る。
要部である信号処理部２について、図１を参照しつつ具
体的に説明する。この信号処理部２は、先のセンサ部１
に設けられたフォトダイオ−ド３の数に対応して設けら
れた信号処理回路５と、選択出力手段としてのマルチプ
レクサ６とからなるものである。信号処理回路５は、第
１演算増幅器７を中心として構成される増幅手段として
の増幅回路８と、信号切替手段として信号切替回路９
と、この信号切替回路９に接続され同一の回路構成を有
する２つのオフセット除去手段としてのオフセットキャ
ンセル回路１０ａ，１０ｂとを中心にしてなるものであ
る。
【００１６】本実施例の増幅回路８において、入力端子
１１とア−ス間には第１スイッチング素子（図３におい
て「ＳＷ１」と略記）１２が接続されると共に、入力端
子１１と第１演算増幅器７の非反転入力端子との間には
第２スイッチング素子（図３において「ＳＷ２」と略
記）１３と第１コンデンサ１４とが直列に接続されてい
る。また、第１演算増幅器７の非反転入力端子には第２
コンデンサ１５の一端及び第３スイッチング素子（図３
において「ＳＷ３」と略記）１６の一端が共に接続され
ている。そして、第３スイッチング素子１６の他端と第
２コンデンサ１５の他端は共に接続されて、バイアス電
圧Ｖｂが印加されるようになっている。
１１とア−ス間には第１スイッチング素子（図３におい
て「ＳＷ１」と略記）１２が接続されると共に、入力端
子１１と第１演算増幅器７の非反転入力端子との間には
第２スイッチング素子（図３において「ＳＷ２」と略
記）１３と第１コンデンサ１４とが直列に接続されてい
る。また、第１演算増幅器７の非反転入力端子には第２
コンデンサ１５の一端及び第３スイッチング素子（図３
において「ＳＷ３」と略記）１６の一端が共に接続され
ている。そして、第３スイッチング素子１６の他端と第
２コンデンサ１５の他端は共に接続されて、バイアス電
圧Ｖｂが印加されるようになっている。
【００１７】一方、第１演算増幅器７の反転入力端子に
は、第１、第２及び第３の各抵抗器１７，１８，１９並
びに第３コンデンサ２０の一端がそれぞれ接続されてい
る。そして、第１抵抗器１７の他端には先の第２コンデ
ンサ１５と同様にバイアス電圧Ｖｂが印加されるように
なっており、第２抵抗器１８及び第３コンデンサ２０の
他端は、共に第１演算増幅器７の出力端子に接続されて
いる。さらに、第３抵抗器１９は、第４演算増幅器２１
の出力端子に接続されている。また、第１演算増幅器７
の出力端子と第４演算増幅器２１の入力端子との間には
第４スイッチング素子（図３において「ＳＷ４」と略
記）２２が接続されると共に、第４演算増幅器２１の入
力端子とア−ス間には第４コンデンサ２３が接続されて
いる。尚、上述した増幅回路８の構成において、第１乃
至第４スイッチング素子１２、１３、１６、２２を構成
する好適な具体的素子としては、例えば、ＭＯＳ型トラ
ンジスタがある。
は、第１、第２及び第３の各抵抗器１７，１８，１９並
びに第３コンデンサ２０の一端がそれぞれ接続されてい
る。そして、第１抵抗器１７の他端には先の第２コンデ
ンサ１５と同様にバイアス電圧Ｖｂが印加されるように
なっており、第２抵抗器１８及び第３コンデンサ２０の
他端は、共に第１演算増幅器７の出力端子に接続されて
いる。さらに、第３抵抗器１９は、第４演算増幅器２１
の出力端子に接続されている。また、第１演算増幅器７
の出力端子と第４演算増幅器２１の入力端子との間には
第４スイッチング素子（図３において「ＳＷ４」と略
記）２２が接続されると共に、第４演算増幅器２１の入
力端子とア−ス間には第４コンデンサ２３が接続されて
いる。尚、上述した増幅回路８の構成において、第１乃
至第４スイッチング素子１２、１３、１６、２２を構成
する好適な具体的素子としては、例えば、ＭＯＳ型トラ
ンジスタがある。
【００１８】この増幅回路８は、第４スイッチング素子
２２のオンオフにより定まる増幅度で非反転増幅作用を
行うものである。すなわち、この第４スッイチング素子
２２、第４コンデンサ２３、第４演算増幅器２１及び第
３抵抗器１９とで増幅度を切り替えるための回路が形成
されており、第４スイッチング素子２２が導通すると第
３抵抗器１９が第４演算増幅器２１を介して第２抵抗器
１８と並列接続となるために、第１演算増幅器７を中心
に構成される非反転増幅回路の増幅度が低下することと
なる。尚、第４演算増幅器２１は増幅度１に設定されて
おり、いわゆるボルテ−ジフォロワに形成されている。
この第４スイッチング素子２２の導通時の増幅度と非導
通時の増幅度の差としては、本実施例においては略１０
倍程度に設定されている。
２２のオンオフにより定まる増幅度で非反転増幅作用を
行うものである。すなわち、この第４スッイチング素子
２２、第４コンデンサ２３、第４演算増幅器２１及び第
３抵抗器１９とで増幅度を切り替えるための回路が形成
されており、第４スイッチング素子２２が導通すると第
３抵抗器１９が第４演算増幅器２１を介して第２抵抗器
１８と並列接続となるために、第１演算増幅器７を中心
に構成される非反転増幅回路の増幅度が低下することと
なる。尚、第４演算増幅器２１は増幅度１に設定されて
おり、いわゆるボルテ−ジフォロワに形成されている。
この第４スイッチング素子２２の導通時の増幅度と非導
通時の増幅度の差としては、本実施例においては略１０
倍程度に設定されている。
【００１９】第１及び第２オフセットキャンセル回路１
０ａ，１０ｂは、いずれも基本的に同一の回路構成を有
してなるものであるが、後述するように動作タイミング
がずれている点で異なっているものである。本実施例の
第１オフセットキャンセル回路１０ａは第２演算増幅器
２４を、第２オフセットキャンセル回路１０ｂは、第３
演算増幅器２５を、それぞれ有してなるものである。第
２演算増幅器２４の非反転入力端子と前述した増幅回路
８の第１演算増幅器７の出力端子との間には、第５スイ
ッチング素子（図３において「ＳＷ５」と略記）２６、
第５及び第６コンデンサ２７，２８が直列に接続されて
いる。また、第３演算増幅器２５の非反転入力端子と第
１演算増幅器７の出力端子との間には第９スイッチング
素子（図３において「ＳＷ９」と略記）２９、第７及び
第８コンデンサ３０，３１が接続されている。
０ａ，１０ｂは、いずれも基本的に同一の回路構成を有
してなるものであるが、後述するように動作タイミング
がずれている点で異なっているものである。本実施例の
第１オフセットキャンセル回路１０ａは第２演算増幅器
２４を、第２オフセットキャンセル回路１０ｂは、第３
演算増幅器２５を、それぞれ有してなるものである。第
２演算増幅器２４の非反転入力端子と前述した増幅回路
８の第１演算増幅器７の出力端子との間には、第５スイ
ッチング素子（図３において「ＳＷ５」と略記）２６、
第５及び第６コンデンサ２７，２８が直列に接続されて
いる。また、第３演算増幅器２５の非反転入力端子と第
１演算増幅器７の出力端子との間には第９スイッチング
素子（図３において「ＳＷ９」と略記）２９、第７及び
第８コンデンサ３０，３１が接続されている。
【００２０】また、第５コンデンサ２７と第６コンデン
サ２８との接続点には、第６スイッチング素子（図３に
おいて「ＳＷ６」と略記）３２の一端が、第２演算増幅
器２４の非反転入力端子には第８スイッチング素子（図
３において「ＳＷ８」と略記）３３の一端が、それぞれ
接続されると共に、これら第６及び第８スイッチング素
子３２，３３の他端は共に接続されてバイアス電圧Ｖｂ
が印加されるようになっている。一方、第２オフセット
キャンセル回路１０ｂにおいては、第７コンデンサ３０
と第８コンデンサ３３との接続点は、第１０スイッチン
グ素子（図３において「ＳＷ１０」と略記）３４の一端
が、第３演算増幅器２５の非反転入力端子には第１２ス
イッチング素子３５の一端が、それぞれ接続されると共
に、これら第１０及び第１２スイッチング素子３４，３
５の他端は共に接続されてバイアス電圧Ｖｂが印加され
るようになっている。
サ２８との接続点には、第６スイッチング素子（図３に
おいて「ＳＷ６」と略記）３２の一端が、第２演算増幅
器２４の非反転入力端子には第８スイッチング素子（図
３において「ＳＷ８」と略記）３３の一端が、それぞれ
接続されると共に、これら第６及び第８スイッチング素
子３２，３３の他端は共に接続されてバイアス電圧Ｖｂ
が印加されるようになっている。一方、第２オフセット
キャンセル回路１０ｂにおいては、第７コンデンサ３０
と第８コンデンサ３３との接続点は、第１０スイッチン
グ素子（図３において「ＳＷ１０」と略記）３４の一端
が、第３演算増幅器２５の非反転入力端子には第１２ス
イッチング素子３５の一端が、それぞれ接続されると共
に、これら第１０及び第１２スイッチング素子３４，３
５の他端は共に接続されてバイアス電圧Ｖｂが印加され
るようになっている。
【００２１】さらに、第１オフセットキャンセル回路１
０ａにおいては、第５コンデンサ２７と第６コンデンサ
２８との接続点と第２演算増幅器２４の反転入力端子と
の間に、第７スイッチイング素子（図３において「ＳＷ
７」と略記）３６が、また、第２オフセットキャンセル
回路１０ｂにおいては、第７コンデンサ３０と第８コン
デンサ３１との接続点と第３演算増幅器２５の反転入力
端子との間に第１１スイッチング素子（図３において
「ＳＷ１１」と略記）３８が、それぞれ接続されてい
る。またさらに、第１オフセットキャンセル回路１０ａ
においては、第５スイッチング素子２６と第５コンデン
サ２７の接続点とア−ス間には第９コンデンサ３９が、
一方、第２オフセットキャンセル回路１０ｂにおいて
は、第９スイッチング素子２９と第７コンデンサ３０の
接続点とア−ス間に第１０コンデンサ４０が、それぞれ
接続されている。これら第９及び第１０コンデンサ３
９，４０は、第５スイッチング素子２６又は第９スイッ
チング素子２９を介していわゆるサンプル入力された信
号を、第５スイッチング素子２６又は第９スイッチング
素子２９が非導通状態となった後も保持するためのもの
である。
０ａにおいては、第５コンデンサ２７と第６コンデンサ
２８との接続点と第２演算増幅器２４の反転入力端子と
の間に、第７スイッチイング素子（図３において「ＳＷ
７」と略記）３６が、また、第２オフセットキャンセル
回路１０ｂにおいては、第７コンデンサ３０と第８コン
デンサ３１との接続点と第３演算増幅器２５の反転入力
端子との間に第１１スイッチング素子（図３において
「ＳＷ１１」と略記）３８が、それぞれ接続されてい
る。またさらに、第１オフセットキャンセル回路１０ａ
においては、第５スイッチング素子２６と第５コンデン
サ２７の接続点とア−ス間には第９コンデンサ３９が、
一方、第２オフセットキャンセル回路１０ｂにおいて
は、第９スイッチング素子２９と第７コンデンサ３０の
接続点とア−ス間に第１０コンデンサ４０が、それぞれ
接続されている。これら第９及び第１０コンデンサ３
９，４０は、第５スイッチング素子２６又は第９スイッ
チング素子２９を介していわゆるサンプル入力された信
号を、第５スイッチング素子２６又は第９スイッチング
素子２９が非導通状態となった後も保持するためのもの
である。
【００２２】上述の第１及び第２オフセットキャンセル
回路１０ａ，１０ｂの構成において、第５乃至第１２ス
イッチング素子２６，３２，３６，３３，２９，３４，
３８，３５を構成する好適な具体的素子としては、例え
ば、ＭＯＳ型トランジスタが挙げられる。
回路１０ａ，１０ｂの構成において、第５乃至第１２ス
イッチング素子２６，３２，３６，３３，２９，３４，
３８，３５を構成する好適な具体的素子としては、例え
ば、ＭＯＳ型トランジスタが挙げられる。
【００２３】次に、上記構成における回路動作につい
て、図３のタイミングチャ−トを参照しつつ説明する。
尚、以下の説明において第１乃至第１２スイッチング素
子１２，１３，１６，２２，２６，３２，３６，３３，
２９，３４，３８，３５は、図３に記された略称（ＳＷ
１〜ＳＷ１２）を用いて説明する。先ず、入力端子１１
には、図３において「ＩＮ」と表記してある横に示され
たように、一定の周期でオフセット電圧Ｖosに本来の画
像信号電圧Ｖｓが重畳された電圧Ｖos＋Ｖｓが印加され
る一方、画像信号がない部分ではオフセット電圧Ｖosの
みが印加されるとする。
て、図３のタイミングチャ−トを参照しつつ説明する。
尚、以下の説明において第１乃至第１２スイッチング素
子１２，１３，１６，２２，２６，３２，３６，３３，
２９，３４，３８，３５は、図３に記された略称（ＳＷ
１〜ＳＷ１２）を用いて説明する。先ず、入力端子１１
には、図３において「ＩＮ」と表記してある横に示され
たように、一定の周期でオフセット電圧Ｖosに本来の画
像信号電圧Ｖｓが重畳された電圧Ｖos＋Ｖｓが印加され
る一方、画像信号がない部分ではオフセット電圧Ｖosの
みが印加されるとする。
【００２４】ＳＷ１が導通する（図３のＳＷ１のタイミ
ングチャ−トにおいて信号レベルがパルス状に立ち上が
っている部分）周期は、センサ部１のフォトダイオ−ド
３からの光電荷の読み出し周期に一致しており、このＳ
Ｗ１が導通状態となっている間，信号処理回路５は、入
力信号の読み込み状態にはなく、ＳＷ１が非導通状態と
なっている間で且つＳＷ２が導通状態となっている間、
センサ部１から信号が入力される状態となる。尚、ＳＷ
２は、先のＳＷ１の導通周期の略１／２の周期で導通を
繰り返している。
ングチャ−トにおいて信号レベルがパルス状に立ち上が
っている部分）周期は、センサ部１のフォトダイオ−ド
３からの光電荷の読み出し周期に一致しており、このＳ
Ｗ１が導通状態となっている間，信号処理回路５は、入
力信号の読み込み状態にはなく、ＳＷ１が非導通状態と
なっている間で且つＳＷ２が導通状態となっている間、
センサ部１から信号が入力される状態となる。尚、ＳＷ
２は、先のＳＷ１の導通周期の略１／２の周期で導通を
繰り返している。
【００２５】以下の動作説明はその便宜上、図３におい
てステップ０乃至８までのタイミングチャ−トを基に行
うこととする。ＳＷ２及びＳＷ３が共に導通状態になる
と（図３においてステップ１近傍参照）、オフセット電
圧Ｖosに画像信号電圧Ｖs が重畳された電圧が第１コン
デンサ１４の一端（ＳＷ２側）に印加される。同時に第
１コンデンサ１４の他端にはＳＷ３を介してバイアス電
圧Ｖｂが印加されるので、第１コンデンサ１４の両端に
はＶｂ−（Ｖs ＋Ｖos）の電位差が生じることとなる。
この後、ＳＷ１が非導通状態となり第１コンデンサ１４
の一端はいわゆるフロ−ティング状態となる。
てステップ０乃至８までのタイミングチャ−トを基に行
うこととする。ＳＷ２及びＳＷ３が共に導通状態になる
と（図３においてステップ１近傍参照）、オフセット電
圧Ｖosに画像信号電圧Ｖs が重畳された電圧が第１コン
デンサ１４の一端（ＳＷ２側）に印加される。同時に第
１コンデンサ１４の他端にはＳＷ３を介してバイアス電
圧Ｖｂが印加されるので、第１コンデンサ１４の両端に
はＶｂ−（Ｖs ＋Ｖos）の電位差が生じることとなる。
この後、ＳＷ１が非導通状態となり第１コンデンサ１４
の一端はいわゆるフロ−ティング状態となる。
【００２６】一方、ＳＷ４が導通している間、第１演算
増幅器７を中心に形成される非反転増幅回路の増幅度は
既述したように低くなっており、例えば、この場合の増
幅度を１０とすると、ＳＷ２が再び導通状態となる（図
３のステップ４近傍）まで、第９コンデンサ３９は第１
演算増幅器７の出力電圧としてのＶｂ＋１０・Ｖof1の
電圧を充電して保持することとなる。ここで、Ｖof1 は
第１演算増幅器７の入力側におけるオフセット電圧であ
り、入力端子１１に入力される入力信号に含まれるオフ
セット電圧Ｖosとは別個のものである。
増幅器７を中心に形成される非反転増幅回路の増幅度は
既述したように低くなっており、例えば、この場合の増
幅度を１０とすると、ＳＷ２が再び導通状態となる（図
３のステップ４近傍）まで、第９コンデンサ３９は第１
演算増幅器７の出力電圧としてのＶｂ＋１０・Ｖof1の
電圧を充電して保持することとなる。ここで、Ｖof1 は
第１演算増幅器７の入力側におけるオフセット電圧であ
り、入力端子１１に入力される入力信号に含まれるオフ
セット電圧Ｖosとは別個のものである。
【００２７】また、ＳＷ７とＳＷ８の導通（図３のステ
ップ０と１の間）により第６コンデンサ２８には第２演
算増幅器２４内部の入力側におけるオフセット電圧Ｖof
2 が印加されることとなる。これによって、第２演算増
幅器の出力側にはオフセット電圧Ｖof2 が現れないよう
になっている。次に、ＳＷ２が再び導通状態となると
（図３のステップ４近傍）、第１コンデンサ１４にはオ
フセット電圧Ｖosが印加され、第１コンデンサ１４の電
位差は、先のＶｂ−（Ｖs ＋Ｖos）からオフセット電圧
Ｖosが相殺されたＶｂ−Ｖs に変化し、この電圧（Ｖｂ
−Ｖs ）が第１演算増幅器７の非反転入力端子に印加さ
れることとなる。そしてこの時、ＳＷ４が非導通状態で
あるので（図３においてステップ４の時点におけるＳＷ
４参照）、第１演算増幅器７を中心に形成される非反転
増幅回路の増幅度は、先のＳＷ４の導通状態時に比して
大となっており、例えばこの時の増幅度を１００とすれ
ば、第１演算増幅器７の出力端子にはＶｂ−１００・Ｖ
s ＋１０・Ｖof1 が出力されることとなる。そして、こ
の電圧はＳＷ５を介して第９コンデンサ３９に充電・保
持されることとなる。
ップ０と１の間）により第６コンデンサ２８には第２演
算増幅器２４内部の入力側におけるオフセット電圧Ｖof
2 が印加されることとなる。これによって、第２演算増
幅器の出力側にはオフセット電圧Ｖof2 が現れないよう
になっている。次に、ＳＷ２が再び導通状態となると
（図３のステップ４近傍）、第１コンデンサ１４にはオ
フセット電圧Ｖosが印加され、第１コンデンサ１４の電
位差は、先のＶｂ−（Ｖs ＋Ｖos）からオフセット電圧
Ｖosが相殺されたＶｂ−Ｖs に変化し、この電圧（Ｖｂ
−Ｖs ）が第１演算増幅器７の非反転入力端子に印加さ
れることとなる。そしてこの時、ＳＷ４が非導通状態で
あるので（図３においてステップ４の時点におけるＳＷ
４参照）、第１演算増幅器７を中心に形成される非反転
増幅回路の増幅度は、先のＳＷ４の導通状態時に比して
大となっており、例えばこの時の増幅度を１００とすれ
ば、第１演算増幅器７の出力端子にはＶｂ−１００・Ｖ
s ＋１０・Ｖof1 が出力されることとなる。そして、こ
の電圧はＳＷ５を介して第９コンデンサ３９に充電・保
持されることとなる。
【００２８】第９コンデンサ３９に充電・保持された電
圧は、第５及び第６コンデンサ２７，２８を介して第２
演算増幅器２４の非反転入力端子に印加されることとな
るが、その際、第１演算増幅器７内部のオフセット電圧
Ｖof1 が第１演算増幅器７により増幅されて出力された
電圧分１０・Ｖof1 は、第５コンデンサ２７によって除
去されるため、第２演算増幅器２４の非反転入力端子に
はＶｂ−１００・Ｖsが印加されることとなる。この結
果、いわゆるボルテ−ジフォロワを形成している第２演
算増幅器２４の出力端子にはＶｂ−１００・Ｖs が出力
されることとなる。この第２演算増幅器２４の出力信号
はマルチプレクサ６を介して出力されることとなるが、
その出力タイミングは、上述した第１オフセットキャン
セル回路１０ａについての動作と基本的に同一の動作を
第２オフセットキャンセル回路１０ｂが開始（図３のス
テップ７とステップ８の間）すると同時に出力が開始さ
れるようになっている（図３のステップ７とステップ８
の間におけるＯＵＴ１参照）。
圧は、第５及び第６コンデンサ２７，２８を介して第２
演算増幅器２４の非反転入力端子に印加されることとな
るが、その際、第１演算増幅器７内部のオフセット電圧
Ｖof1 が第１演算増幅器７により増幅されて出力された
電圧分１０・Ｖof1 は、第５コンデンサ２７によって除
去されるため、第２演算増幅器２４の非反転入力端子に
はＶｂ−１００・Ｖsが印加されることとなる。この結
果、いわゆるボルテ−ジフォロワを形成している第２演
算増幅器２４の出力端子にはＶｂ−１００・Ｖs が出力
されることとなる。この第２演算増幅器２４の出力信号
はマルチプレクサ６を介して出力されることとなるが、
その出力タイミングは、上述した第１オフセットキャン
セル回路１０ａについての動作と基本的に同一の動作を
第２オフセットキャンセル回路１０ｂが開始（図３のス
テップ７とステップ８の間）すると同時に出力が開始さ
れるようになっている（図３のステップ７とステップ８
の間におけるＯＵＴ１参照）。
【００２９】ステップ７及び８の間でＳＷ１１，１２，
１４が導通を開始すると同時に増幅回路８と第２オフセ
ットキャンセル回路１０ｂについて上述したと同様な動
作が開始されることとなる。そして、既に述べたように
この間（図３のステップ７とステップ８の間からステッ
プ１３とステップ１４の間までの期間）、第１オフセッ
トキャンセル回路１０ａはマルチプレクサ６を介して信
号の出力状態となっている。すなわち、第１オフセット
キャンセル回路１０ａと第２オフセットキャンセル回路
１０ｂは共に、画像信号を入力し、その入力信号からオ
フセット電圧を除去する動作と、オフセット電圧が除去
された画像信号をマルチプレクサ６を介して出力する動
作とをそれぞれ交互に行うもので、しかもその動作周期
は互いに丁度半周期のずれをもっている。したがって、
一方のオフセットキャンセル回路がオフセット電圧の除
去動作期間にある間、他方のオフセットキャンセル回路
はマルチプレクサ６を介して画像信号の出力状態にある
こととなる。
１４が導通を開始すると同時に増幅回路８と第２オフセ
ットキャンセル回路１０ｂについて上述したと同様な動
作が開始されることとなる。そして、既に述べたように
この間（図３のステップ７とステップ８の間からステッ
プ１３とステップ１４の間までの期間）、第１オフセッ
トキャンセル回路１０ａはマルチプレクサ６を介して信
号の出力状態となっている。すなわち、第１オフセット
キャンセル回路１０ａと第２オフセットキャンセル回路
１０ｂは共に、画像信号を入力し、その入力信号からオ
フセット電圧を除去する動作と、オフセット電圧が除去
された画像信号をマルチプレクサ６を介して出力する動
作とをそれぞれ交互に行うもので、しかもその動作周期
は互いに丁度半周期のずれをもっている。したがって、
一方のオフセットキャンセル回路がオフセット電圧の除
去動作期間にある間、他方のオフセットキャンセル回路
はマルチプレクサ６を介して画像信号の出力状態にある
こととなる。
【００３０】本実施例においては、第４スイッチング素
子２２を設け、この第４スイッチング素子２２をスイッ
チング動作させることにより一定時間第２抵抗器１８と
第３抵抗器１９とを並列接続状態とし、増幅回路８の増
幅度を変化させるように構成することにより、必要な信
号、すなわち、画像信号電圧Ｖs のみが高増幅度で増幅
されるので、入力信号に含まれるオフセット電圧Ｖosが
抑圧されると共に増幅回路８においては、大きなダイナ
ミックレンジが確保されることとなる。
子２２を設け、この第４スイッチング素子２２をスイッ
チング動作させることにより一定時間第２抵抗器１８と
第３抵抗器１９とを並列接続状態とし、増幅回路８の増
幅度を変化させるように構成することにより、必要な信
号、すなわち、画像信号電圧Ｖs のみが高増幅度で増幅
されるので、入力信号に含まれるオフセット電圧Ｖosが
抑圧されると共に増幅回路８においては、大きなダイナ
ミックレンジが確保されることとなる。
【００３１】また、本実施例においては、２つのオフセ
ットキャンセル回路１０ａ，１０ｂと信号切換回路９と
を設け、フォトダイオ−ド３から一定周期で読み出され
た画像信号を、信号切換回路９の第５スイッチング素子
２６と第９スイッチング素子２９とを交互に導通させる
ことにより、２つのオフセットキャンセル回路１０ａ，
１０ｂに交互に入力するように構成することにより、第
１及び第２オフセットキャンセル回路１０ａ，１０ｂの
各動作周期は、フォトダイオ−ド３からの画像信号の読
み出し周期の略２倍とすることができるので、動作速度
はフォトダイオ−ド３からの信号の読み出し速度より遅
くて済み、それだけ回路の負担が少なくなる。
ットキャンセル回路１０ａ，１０ｂと信号切換回路９と
を設け、フォトダイオ−ド３から一定周期で読み出され
た画像信号を、信号切換回路９の第５スイッチング素子
２６と第９スイッチング素子２９とを交互に導通させる
ことにより、２つのオフセットキャンセル回路１０ａ，
１０ｂに交互に入力するように構成することにより、第
１及び第２オフセットキャンセル回路１０ａ，１０ｂの
各動作周期は、フォトダイオ−ド３からの画像信号の読
み出し周期の略２倍とすることができるので、動作速度
はフォトダイオ−ド３からの信号の読み出し速度より遅
くて済み、それだけ回路の負担が少なくなる。
【００３２】
【発明の効果】以上、述べたように、請求項１記載の発
明によれば、各サンプリング工程の動作速度は、フォト
ダイオ−ドからの信号の出力速度の略半分で済むので、
フォトダイオ−ドからの信号の読み出し速度の高速化に
十分対応できるものである。また、請求項２記載の発明
によれば、信号切換手段を設け、２つのオフセット除去
手段によってフォトダイオ−ドから読み出された信号を
交互に処理するよう構成することにより、フォトダイオ
−ドの駆動速度を高速化しても、２つのオフセット除去
手段での動作速度はその半分で済むので、高速化への対
応が容易であり、しかも、動作速度が遅くて済むので高
速化に伴うＳ／Ｎ比の低下が少なくて済み高速駆動がで
き、しかもＳ／Ｎ比のよいイメ−ジセンサを提供するこ
とができるという顕著な効果を奏するものである。さら
に、請求項３記載、請求項４記載及び請求項５記載の発
明においては、請求項２記載の発明における増幅手段の
増幅度を変えるようにし構成することにより、必要ある
場合にのみ増幅度を大とできるので、不要な信号を大増
幅することによるＳ／Ｎ比の低下を防止すると共に、大
きなダイナミックレンジを確保することができるという
効果を奏するものである。
明によれば、各サンプリング工程の動作速度は、フォト
ダイオ−ドからの信号の出力速度の略半分で済むので、
フォトダイオ−ドからの信号の読み出し速度の高速化に
十分対応できるものである。また、請求項２記載の発明
によれば、信号切換手段を設け、２つのオフセット除去
手段によってフォトダイオ−ドから読み出された信号を
交互に処理するよう構成することにより、フォトダイオ
−ドの駆動速度を高速化しても、２つのオフセット除去
手段での動作速度はその半分で済むので、高速化への対
応が容易であり、しかも、動作速度が遅くて済むので高
速化に伴うＳ／Ｎ比の低下が少なくて済み高速駆動がで
き、しかもＳ／Ｎ比のよいイメ−ジセンサを提供するこ
とができるという顕著な効果を奏するものである。さら
に、請求項３記載、請求項４記載及び請求項５記載の発
明においては、請求項２記載の発明における増幅手段の
増幅度を変えるようにし構成することにより、必要ある
場合にのみ増幅度を大とできるので、不要な信号を大増
幅することによるＳ／Ｎ比の低下を防止すると共に、大
きなダイナミックレンジを確保することができるという
効果を奏するものである。
【図１】 本発明に係るイメ−ジセンサの主要部の一実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【図２】 本発明に係るイメ−ジセンサの全体構成を示
す概略図である。
す概略図である。
【図３】 本発明に係るイメ−ジセンサの動作を説明す
るための主要部のタイミングチャ−トである。
るための主要部のタイミングチャ−トである。
【図４】 従来のイメ−ジセンサの主要部の一実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図５】 従来のイメ−ジセンサにおける増幅回路の過
渡応答特性を説明するための波形図である。
渡応答特性を説明するための波形図である。
【図６】 従来のイメ−ジセンサに用いられる増幅回路
の周波数特性を示す特性線図である。
の周波数特性を示す特性線図である。
１…センサ部、 ２…信号処理部、 ３…フォトダイオ
−ド、 ５…信号処理回路、 ６…マルチプレクサ、
９…信号切換回路、 １０ａ，１０ｂ…オフセットキャ
ンセル回路
−ド、 ５…信号処理回路、 ６…マルチプレクサ、
９…信号切換回路、 １０ａ，１０ｂ…オフセットキャ
ンセル回路
Claims (5)
- 【請求項１】 フォトダイオ−ドから一定の周期で読み
出した光電荷を前記光電荷の読み出し周期の略２倍の周
期でサンプリングする第１のサンプリング工程と、前記
第１のサンプリング工程終了後に前記光電荷の読み出し
周期の略２倍の周期で前記光電荷をサンプリングする第
２のサンプリング工程とを交互に繰り返すと共に、前記
第１のサンプリング工程を実行しつつ当該第１のサンプ
リング工程の直前に実行された前記第２のサンプリング
工程においてサンプリングされた信号を出力し、前記第
１のサンプリング工程の実行終了後は前記第２のサンプ
リング工程を実行しつつ当該第２のサンプリング工程の
直前に実行された前記第１のサンプリング工程において
サンプリングされた信号を出力することを繰り返してな
ることを特徴とするイメ−ジセンサの駆動方法。 - 【請求項２】 フォトダイオ−ドから一定の周期で入力
された光電荷を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出
力信号に含まれるオフセット信号を除去する２つのオフ
セット除去手段と、前記増幅手段と前記２つのオフセッ
ト除去手段との間に接続される信号切替手段と、前記２
つのオフセット除去手段の出力信号を選択的に出力する
選択出力手段と、を具備するイメ−ジセンサであって、
前記信号切替手段は前記増幅手段の出力信号を前記フォ
トダイオ−ドからの光電荷の出力周期の略２倍の周期で
前記２つのオフセット除去手段の一方のオフセット手段
に入力する第１のサンプリング部と、前記増幅手段の出
力信号を前記前記フォトダイオ−ドからの光電荷の出力
周期の略２倍の周期で前記２つのオフセット除去手段の
他方のオフセット手段に入力する第２のサンプリング部
とを有してなり、前記第１のサンプリング部と前記第２
のサンプリング部は、互いに半周期のずれをもって前記
サンプリング動作を行い、前記選択出力手段は前記第１
のサンプリング部がサンプリング動作状態にある間、前
記第２のサンプリング部の出力信号を選択して出力する
一方、前記第２のサンプリング部がサンプリング動作状
態にある間、前記第１のサンプリング部の出力信号を選
択して出力することを特徴とするイメ−ジセンサ。 - 【請求項３】 増幅手段の増幅度を周期的に変える増幅
度調整手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のイ
メ−ジセンサ。 - 【請求項４】 増幅度調整手段は増幅手段にフォトダイ
オ−ドからの信号が入力されている間、前記増幅手段の
増幅度をその前後に比して大とすることを特徴とする請
求項３記載のイメ−ジセンサ。 - 【請求項５】 増幅度調節手段は増幅手段を構成する増
幅回路の帰還抵抗器に抵抗器を一定周期で並列接続する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のイメ−ジ
センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206143A JPH0630186A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサ |
| US08/088,643 US5485206A (en) | 1992-07-10 | 1993-07-09 | Method of driving image sensor and image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206143A JPH0630186A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630186A true JPH0630186A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16518508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4206143A Pending JPH0630186A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485206A (ja) |
| JP (1) | JPH0630186A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0862829A1 (en) * | 1995-11-07 | 1998-09-09 | California Institute Of Technology | An image sensor with high dynamic range linear output |
| JP2007096485A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
| US8537258B2 (en) | 2007-02-28 | 2013-09-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state imaging device with transimpedance and integrating circuits |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6945457B1 (en) * | 1996-05-10 | 2005-09-20 | Transaction Holdings Ltd. L.L.C. | Automated transaction machine |
| JP3223823B2 (ja) * | 1996-12-20 | 2001-10-29 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置の出力回路およびその駆動方法 |
| JP3410042B2 (ja) * | 1999-04-26 | 2003-05-26 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| US7721948B1 (en) * | 1999-05-25 | 2010-05-25 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method and system for online payments |
| US6982758B2 (en) * | 2001-07-23 | 2006-01-03 | Micron Technology, Inc. | Flexy-power amplifier: a new amplifier with built-in power management |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2936703A1 (de) * | 1979-09-11 | 1981-03-26 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Monolithisch integrierte schaltung mit einem zweidimensionalen bildsensor |
| FR2469805A1 (fr) * | 1979-11-09 | 1981-05-22 | Thomson Csf | Matrice de detection d'un rayonnement electromagnetique et intensificateur d'images radiologiques comportant une telle matrice |
| JPS63100879A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| US4974093A (en) * | 1987-12-22 | 1990-11-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image-pickup device with expanded dynamic range |
| JPH04286464A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Rohm Co Ltd | イメージセンサの出力回路 |
| US5268567A (en) * | 1992-11-25 | 1993-12-07 | X-Ray Scanner Corporation | Charge collection control circuit for use with charge-coupled photodetector arrays |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4206143A patent/JPH0630186A/ja active Pending
-
1993
- 1993-07-09 US US08/088,643 patent/US5485206A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0862829A1 (en) * | 1995-11-07 | 1998-09-09 | California Institute Of Technology | An image sensor with high dynamic range linear output |
| EP0862829A4 (en) * | 1995-11-07 | 1999-11-10 | California Inst Of Techn | IMAGE SENSOR WITH LINEAR OUTPUT WITH LARGE DYNAMIC RANGE |
| US7190398B1 (en) | 1995-11-07 | 2007-03-13 | California Institute Of Technology | Image sensor with high dynamic range linear output |
| JP2007096485A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
| JP4644086B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-03-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| US8537258B2 (en) | 2007-02-28 | 2013-09-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state imaging device with transimpedance and integrating circuits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5485206A (en) | 1996-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4022862B2 (ja) | 固体撮像装置及びその制御方法 | |
| JP2965777B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| CN1652566B (zh) | 图像传感设备中的相关双采样放大器 | |
| US20060170795A1 (en) | Data read circuit of solid-state imaging device, imaging apparatus, and data read method for solid-state imaging device | |
| US6818933B2 (en) | CMOS image sensors | |
| JP4555103B2 (ja) | ランプ信号発生回路 | |
| JPH10256593A (ja) | アクティブインテグレータ・オプティカルセンサ用装置及び方法 | |
| JP2006020171A (ja) | 差動型コンパレータ、アナログ・デジタル変換装置、撮像装置 | |
| JPH0759013A (ja) | 電荷転送装置 | |
| JPH07283386A (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方法 | |
| JP2004304413A (ja) | イメージセンサ用２段階ａ／ｄ変換器 | |
| CN102905088A (zh) | 固态成像装置 | |
| US6822211B2 (en) | Solid-state image-sensing device | |
| JP2010063096A6 (ja) | 単一光子画像形成素子 | |
| US7508427B2 (en) | Apparatus and method for amplifying analog signal and analog preprocessing circuits and image pick-up circuits | |
| US4333111A (en) | Signal processing circuit for solid-state camera | |
| US4910597A (en) | Photoelectric converting apparatus accumulating a readout signal and a remaining signal | |
| JP3222276B2 (ja) | コンパレータ回路およびコンパレータ回路の制御方法 | |
| JPH0630186A (ja) | イメ−ジセンサの駆動方法及びイメ−ジセンサ | |
| JPH09270961A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0679346B2 (ja) | 積分器及び画像読取装置 | |
| JP4006111B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| US6423961B1 (en) | Pixel readout switched capacitor buffer circuit and method therefor | |
| JP2000286706A (ja) | アナログデジタル変換器 | |
| JP2003274290A (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方法 |