JPH0787406A - 信号読み出し回路とその駆動方式 - Google Patents
信号読み出し回路とその駆動方式Info
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- JPH0787406A JPH0787406A JP5229946A JP22994693A JPH0787406A JP H0787406 A JPH0787406 A JP H0787406A JP 5229946 A JP5229946 A JP 5229946A JP 22994693 A JP22994693 A JP 22994693A JP H0787406 A JPH0787406 A JP H0787406A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/701—Line sensors
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- H04N5/33—Transforming infrared radiation
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電荷積分型二次元アレイ光検出器に用いられ
る信号読み出し回路での、電荷積分時間をより長く確保
することにより、温度分解能を向上させる。 【構成】 本発明の信号読み出し回路は、フォーカル・
プレイン・アレイ１の構成要素であるユニットセル２中
を、２本以上の信号読み出しライン５が横切り、列選択
トランジスタ４がこれらの何れか１本と接続している。
各信号読み出しライン５は、この接続された１本と１対
１で対応する電荷積分用キャパシタ９とを有し、電荷積
分用キャパシタの信号読み出しラインへの切り替えを行
うアナログスイッチ１０，１３を有する。
る信号読み出し回路での、電荷積分時間をより長く確保
することにより、温度分解能を向上させる。 【構成】 本発明の信号読み出し回路は、フォーカル・
プレイン・アレイ１の構成要素であるユニットセル２中
を、２本以上の信号読み出しライン５が横切り、列選択
トランジスタ４がこれらの何れか１本と接続している。
各信号読み出しライン５は、この接続された１本と１対
１で対応する電荷積分用キャパシタ９とを有し、電荷積
分用キャパシタの信号読み出しラインへの切り替えを行
うアナログスイッチ１０，１３を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷積分型二次元アレ
イ光検出器に用いられる信号読み出し回路と、その駆動
方式に関するものである。
イ光検出器に用いられる信号読み出し回路と、その駆動
方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】二次元アレイ赤外線検出器は、光検出部
と、光検出器により検出された信号を外部に読み出すた
めの信号読み出し部とにより構成されている。
と、光検出器により検出された信号を外部に読み出すた
めの信号読み出し部とにより構成されている。
【０００３】信号読み出し部として、一般的に用いられ
るライン積分型信号読み出し回路の従来例を図３に示
す。このライン積分型信号読み出し回路は、フォーカル
・プレイン・アレイ１を備え、このフォーカル・プレイ
ン・アレイ１には、ユニットセル２が行方向および列方
向の二次元アレイ状に配列されている。ユニットセル２
は、光検出素子３と列選択トランジスタ４とを有し、信
号読み出しライン５と列選択ライン６とが、それぞれ行
方向，列方向に横切っている。列選択トランジスタ４
は、光検出素子３と信号読み出しライン５との間に挿入
され、Ｘ−シフトレジスタ７の出力に接続する列選択ラ
イン６により列単位に導通状態が決められる。
るライン積分型信号読み出し回路の従来例を図３に示
す。このライン積分型信号読み出し回路は、フォーカル
・プレイン・アレイ１を備え、このフォーカル・プレイ
ン・アレイ１には、ユニットセル２が行方向および列方
向の二次元アレイ状に配列されている。ユニットセル２
は、光検出素子３と列選択トランジスタ４とを有し、信
号読み出しライン５と列選択ライン６とが、それぞれ行
方向，列方向に横切っている。列選択トランジスタ４
は、光検出素子３と信号読み出しライン５との間に挿入
され、Ｘ−シフトレジスタ７の出力に接続する列選択ラ
イン６により列単位に導通状態が決められる。
【０００４】信号読み出しライン５は、ダイレクト・イ
ンジェクション・ゲート・トランジスタ（以降、ＤＩＧ
トランジスタ）８および行選択トランジスタ１１を経て
信号出力ライン１３に接続されている。信号読み出しラ
イン５には、電荷積分用キャパシタ９が接続され、行選
択トランジスタ１１はＹ−シフトレジスタ１２に接続さ
れている。
ンジェクション・ゲート・トランジスタ（以降、ＤＩＧ
トランジスタ）８および行選択トランジスタ１１を経て
信号出力ライン１３に接続されている。信号読み出しラ
イン５には、電荷積分用キャパシタ９が接続され、行選
択トランジスタ１１はＹ−シフトレジスタ１２に接続さ
れている。
【０００５】信号検出動作は、積分動作，読み出し動
作，リセット動作を１サイクル（この時間を１Ｈとす
る）として、列単位で行われている。なお、Ｘ−シフト
レジスタ７の出力パルスのシフト時間が、先程の１Ｈに
相当する。以下に、ユニットセルの信号検出動作、つま
り積分動作，読み出し動作，リセット動作について、順
に説明する。
作，リセット動作を１サイクル（この時間を１Ｈとす
る）として、列単位で行われている。なお、Ｘ−シフト
レジスタ７の出力パルスのシフト時間が、先程の１Ｈに
相当する。以下に、ユニットセルの信号検出動作、つま
り積分動作，読み出し動作，リセット動作について、順
に説明する。
【０００６】Ｘ−シフトレジスタ７により、任意の列選
択ライン６が選択されている時、即ち、任意の１列の列
選択トランジスタ４が導通状態にある時、その１列の光
検出素子３が、信号読み出しライン５と電気的に接続す
る。この時、光検出素子３，列選択トランジスタ４，Ｄ
ＩＧトランジスタ８，および電荷積分用キャパシタ９
が、直列回路を形成し、予め電荷積分用キャパシタ９に
蓄積された電荷が、ＤＩＧトランジスタ８と光検出素子
３とを介し放電する。放電が一定時間経過した後、列選
択トランジスタ４が開放し、放電が停止する。以上の動
作が、積分動作である。積分時間は、Ｘ−シフトレジス
タ７の出力パルスの位相差１Ｈを最大として、信号Ｓ１
で与えられる。
択ライン６が選択されている時、即ち、任意の１列の列
選択トランジスタ４が導通状態にある時、その１列の光
検出素子３が、信号読み出しライン５と電気的に接続す
る。この時、光検出素子３，列選択トランジスタ４，Ｄ
ＩＧトランジスタ８，および電荷積分用キャパシタ９
が、直列回路を形成し、予め電荷積分用キャパシタ９に
蓄積された電荷が、ＤＩＧトランジスタ８と光検出素子
３とを介し放電する。放電が一定時間経過した後、列選
択トランジスタ４が開放し、放電が停止する。以上の動
作が、積分動作である。積分時間は、Ｘ−シフトレジス
タ７の出力パルスの位相差１Ｈを最大として、信号Ｓ１
で与えられる。
【０００７】積分動作の終了後、Ｙ−シフトレジスタ１
２の出力信号で制御される行選択トランジスタ１１を一
行ずつ順番に投入・開放することにより、各電荷積分用
キャパシタ９の電圧信号を信号出力ライン１３に転送
し、バッファアンプ１６を介し出力端子１７に出力す
る。以上の動作が、読み出し動作である。
２の出力信号で制御される行選択トランジスタ１１を一
行ずつ順番に投入・開放することにより、各電荷積分用
キャパシタ９の電圧信号を信号出力ライン１３に転送
し、バッファアンプ１６を介し出力端子１７に出力す
る。以上の動作が、読み出し動作である。
【０００８】読み出し動作の終了後、リセット・トラン
ジスタ１４を投入し、読み出しが終了した電荷積分用キ
ャパシタ９を再充電する。以上の動作が、リセット動作
である。
ジスタ１４を投入し、読み出しが終了した電荷積分用キ
ャパシタ９を再充電する。以上の動作が、リセット動作
である。
【０００９】このように、積分動作，読み出し動作，リ
セット動作を１サイクルとして、一列ずつ順番に進める
ことにより、１フレームの信号検出動作が終了する。
セット動作を１サイクルとして、一列ずつ順番に進める
ことにより、１フレームの信号検出動作が終了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したライン積
分型信号読み出し回路は、二次元アレイ赤外線検出器の
信号読み出し回路として、一般的に用いられている。二
次元アレイ赤外線検出器の性能指標の一つとして、温度
分解能がある。この温度分解能は、信号検出動作の積分
時間に依存する。
分型信号読み出し回路は、二次元アレイ赤外線検出器の
信号読み出し回路として、一般的に用いられている。二
次元アレイ赤外線検出器の性能指標の一つとして、温度
分解能がある。この温度分解能は、信号検出動作の積分
時間に依存する。
【００１１】一例として、図４に、長波長帯受光用のＨ
ｇＣｄＴｅフォトダイオードを光検出素子として用い
た、二次元アレイ赤外線検出器で得られた温度分解能と
積分時間の関係を示す。図において光学系は、Ｆナンバ
ー２の整合系である。図４より、積分時間と温度分解能
との関係が、正の相関関係にあることがわかる。
ｇＣｄＴｅフォトダイオードを光検出素子として用い
た、二次元アレイ赤外線検出器で得られた温度分解能と
積分時間の関係を示す。図において光学系は、Ｆナンバ
ー２の整合系である。図４より、積分時間と温度分解能
との関係が、正の相関関係にあることがわかる。
【００１２】出力が１系統の２５６×２５６アレイ赤外
線検出器を、６０Ｈｚで動作させた場合の信号検出時間
を求める。赤外線検出器の同一行のユニットセルの積分
動作，読み出し動作，リセット動作は、全て同じ信号読
み出しラインを通して行われるため、複数列の信号検出
動作を同時に行うことはできない。従って、一列当たり
の信号検出時間（ＩＨ）は、下式より最大６５μｓであ
る。
線検出器を、６０Ｈｚで動作させた場合の信号検出時間
を求める。赤外線検出器の同一行のユニットセルの積分
動作，読み出し動作，リセット動作は、全て同じ信号読
み出しラインを通して行われるため、複数列の信号検出
動作を同時に行うことはできない。従って、一列当たり
の信号検出時間（ＩＨ）は、下式より最大６５μｓであ
る。
【００１３】積分時間 ＋ 読み出し時間 ＋ リセッ
ト時間＝ １Ｈ＝ １／６０／２５６≒ ６５μｓ この１Ｈの半分を積分時間に割くと、積分時間は３２．
５μｓで、図４より温度分解能は、０．１Ｋ程度とな
る。またこの時、単位ユニットセル当たりの読み出し動
作、およびリセット動作の時間（＝１Ｖ）は、下式より
１２７ｎｓ程度となる。
ト時間＝ １Ｈ＝ １／６０／２５６≒ ６５μｓ この１Ｈの半分を積分時間に割くと、積分時間は３２．
５μｓで、図４より温度分解能は、０．１Ｋ程度とな
る。またこの時、単位ユニットセル当たりの読み出し動
作、およびリセット動作の時間（＝１Ｖ）は、下式より
１２７ｎｓ程度となる。
【００１４】 １Ｖ ＝ １Ｈ／２／２５６ ≒ １２７ｎｓ この時間は、読み出し回路の時定数および信号処理回路
で用いられるＡＤコンバータのサンプルホールドに必要
な時間を考えると、必ずしも十分な時間とはいえない。
で用いられるＡＤコンバータのサンプルホールドに必要
な時間を考えると、必ずしも十分な時間とはいえない。
【００１５】これを解決するために、信号読み出し回路
のフォーカル・プレイン・アレイを複数のエリアに分解
し、各エリアを並列に処理する方法が提案されている。
しかし、この方法では、複数列の読み出し動作が同時に
進行するため、外部の信号処理回路で時系列を整える必
要があり、このための信号処理回路が複雑になるという
問題があった。
のフォーカル・プレイン・アレイを複数のエリアに分解
し、各エリアを並列に処理する方法が提案されている。
しかし、この方法では、複数列の読み出し動作が同時に
進行するため、外部の信号処理回路で時系列を整える必
要があり、このための信号処理回路が複雑になるという
問題があった。
【００１６】本発明の目的は、このような問題を解決
し、温度分解能の向上を図った信号読み出し回路とその
駆動方式を提供することにある。
し、温度分解能の向上を図った信号読み出し回路とその
駆動方式を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の信号読み出し回
路は、光検出素子と列選択トランジスタとからなる配列
単位のユニットセルが行方向および列方向に二次元アレ
イ状に配列されているフォーカル・プレイン・アレイ
と、前記ユニットセルを行方向に横切る２本以上の信号
読み出しラインと、前記ユニットを列方向に横切り、前
記列選択トランジスタの導通状態を列単位で制御する列
選択ラインと、前記列選択ラインに接続される第１のシ
フトレジスタと、前記信号読み出しラインにダイレクト
・インジェクション・ゲート・トランジスタを介して接
続される電荷積分用キャパシタおよび行選択トランジス
タと、前記行選択トランジスタの導通状態を制御する第
２のシフトレジスタと、前記電荷積分用キャパシタを充
電するためのリセット・トランジスタと、前記２本以上
の信号読み出しラインを外部出力用の信号出力ラインに
時分割で切り替えるスイッチと、を備えることを特徴と
する。
路は、光検出素子と列選択トランジスタとからなる配列
単位のユニットセルが行方向および列方向に二次元アレ
イ状に配列されているフォーカル・プレイン・アレイ
と、前記ユニットセルを行方向に横切る２本以上の信号
読み出しラインと、前記ユニットを列方向に横切り、前
記列選択トランジスタの導通状態を列単位で制御する列
選択ラインと、前記列選択ラインに接続される第１のシ
フトレジスタと、前記信号読み出しラインにダイレクト
・インジェクション・ゲート・トランジスタを介して接
続される電荷積分用キャパシタおよび行選択トランジス
タと、前記行選択トランジスタの導通状態を制御する第
２のシフトレジスタと、前記電荷積分用キャパシタを充
電するためのリセット・トランジスタと、前記２本以上
の信号読み出しラインを外部出力用の信号出力ラインに
時分割で切り替えるスイッチと、を備えることを特徴と
する。
【００１８】また本発明の信号読み出し回路の駆動方式
は、異なる列の列選択トランジスタを２列以上同時に導
通状態にし、前記信号読み出しラインに対応する電荷積
分用キャパシタで同時に積分動作を行うことを特徴とす
る。
は、異なる列の列選択トランジスタを２列以上同時に導
通状態にし、前記信号読み出しラインに対応する電荷積
分用キャパシタで同時に積分動作を行うことを特徴とす
る。
【００１９】また本発明の信号読み出し回路の駆動方式
は、任意の一列以上の列選択トランジスタが導通状態に
ある時、同時に、前記列選択トランジスタが接続する信
号読み出しラインとは異なる信号読み出しラインに接続
する電荷積分用キャパシタの読み出し動作，リセット動
作の少なくとも一方の動作を行うことを特徴とする。
は、任意の一列以上の列選択トランジスタが導通状態に
ある時、同時に、前記列選択トランジスタが接続する信
号読み出しラインとは異なる信号読み出しラインに接続
する電荷積分用キャパシタの読み出し動作，リセット動
作の少なくとも一方の動作を行うことを特徴とする。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の信号読み出し回路とその駆動
方式の実施例について、図面を参照して説明する。
方式の実施例について、図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本発明を利用した２５６×２５６
アレイ赤外線検出器用信号読み出し回路を示す図であ
る。
アレイ赤外線検出器用信号読み出し回路を示す図であ
る。
【００２２】この読み出し回路は、配列の単位となるユ
ニットセル２が行方向および列方向に正方マトリックス
状に配列されているフォーカル・プレイン・アレイ１を
備えている。図を簡単にするために、ユニットセル２は
１パターンの隣接する４個のみ示している。
ニットセル２が行方向および列方向に正方マトリックス
状に配列されているフォーカル・プレイン・アレイ１を
備えている。図を簡単にするために、ユニットセル２は
１パターンの隣接する４個のみ示している。
【００２３】各ユニットセル２は、光検出素子３（３
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）と、列選択トランジスタ４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）を有している。ユニットセル２
には、４本の信号読み出しライン５（５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ，５Ｄ）が行方向に、１本の列選択ライン６（６Ａ，
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）が列方向に横切っている。
Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）と、列選択トランジスタ４（４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）を有している。ユニットセル２
には、４本の信号読み出しライン５（５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ，５Ｄ）が行方向に、１本の列選択ライン６（６Ａ，
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）が列方向に横切っている。
【００２４】列選択ライン６Ａ〜６Ｄは、Ｘ−シフトレ
ジスタ７に接続され、列選択トランジスタ４のゲート入
力を与え導通状態を列単位で制御する。
ジスタ７に接続され、列選択トランジスタ４のゲート入
力を与え導通状態を列単位で制御する。
【００２５】隣接する４列のユニットセルの列選択トラ
ンジスタ４Ａ〜４Ｄは、それぞれ異なる信号読み出しラ
イン５Ａ〜５Ｄに接続され、列方向にこのパターンを繰
り返す。
ンジスタ４Ａ〜４Ｄは、それぞれ異なる信号読み出しラ
イン５Ａ〜５Ｄに接続され、列方向にこのパターンを繰
り返す。
【００２６】信号読み出しラインのうち５Ａ，５Ｂは右
側に、５Ｃ，５Ｄは左側で信号検出動作を行うよう構成
されている。左右対象のため図では右半分を示した。各
信号読み出しライン５Ａ，５Ｂは、固有のＤＩＧトラン
ジスタ８Ａ，８Ｂと固有の電荷積分用キャパシタ９とを
有している。
側に、５Ｃ，５Ｄは左側で信号検出動作を行うよう構成
されている。左右対象のため図では右半分を示した。各
信号読み出しライン５Ａ，５Ｂは、固有のＤＩＧトラン
ジスタ８Ａ，８Ｂと固有の電荷積分用キャパシタ９とを
有している。
【００２７】信号読み出しライン５Ａ，５Ｂは、切り替
えスイッチ１０，行選択トランジスタ１１を経て、信号
出力ライン１３に接続されている。信号出力ライン１３
は、さらに、切り替えスイッチ１５，バッファアンプ１
６を経て、出力端子１７に接続されている。
えスイッチ１０，行選択トランジスタ１１を経て、信号
出力ライン１３に接続されている。信号出力ライン１３
は、さらに、切り替えスイッチ１５，バッファアンプ１
６を経て、出力端子１７に接続されている。
【００２８】行選択トランジスタ１１は、Ｙ−シフトレ
ジスタ１２に接続され、これにより制御される。
ジスタ１２に接続され、これにより制御される。
【００２９】図２は、各入力信号を示すタイミングチャ
ートである。信号Ｓ２は、Ｘ−シフトレジスタ７のクロ
ック信号であり、シフトレジスタ出力パルスのシフト時
間として１Ｈが与えられる。また、信号Ｓ１は、列選択
トランジスタ４の投入時間を与え、ここでは３Ｈとして
いる。また、パルスＴＧＡ，ＴＧＢ，ＴＧＥは、切り替
えスイッチ１０、および切り替えスイッチ１５に入力す
る制御パルスである。
ートである。信号Ｓ２は、Ｘ−シフトレジスタ７のクロ
ック信号であり、シフトレジスタ出力パルスのシフト時
間として１Ｈが与えられる。また、信号Ｓ１は、列選択
トランジスタ４の投入時間を与え、ここでは３Ｈとして
いる。また、パルスＴＧＡ，ＴＧＢ，ＴＧＥは、切り替
えスイッチ１０、および切り替えスイッチ１５に入力す
る制御パルスである。
【００３０】次に、図１と図２を参照して信号検出動作
を、順に説明する。説明において、列選択ライン６Ａは
フォーカル・プレイン・アレイの１列目、列選択ライン
６Ｂは２列目、列選択ライン６Ｃは３列目、列選択ライ
ン６Ｄは４列目とする。
を、順に説明する。説明において、列選択ライン６Ａは
フォーカル・プレイン・アレイの１列目、列選択ライン
６Ｂは２列目、列選択ライン６Ｃは３列目、列選択ライ
ン６Ｄは４列目とする。
【００３１】先ず、時刻ｂ〜ｄの間、Ｘ−シフトレジス
タ７からの信号Ｓ３の１列目の信号により、列選択トラ
ンジスタ４Ａが投入される。この時，光検出素子３Ａ，
列選択トランジスタ４Ａ，信号読み出しライン５Ａ，Ｄ
ＩＧトランジスタ８Ａ，および電荷積分用キャパシタ９
Ａが、直列回路を形成し、電荷積分用キャパシタ９Ａの
電荷が、ＤＩＧトランジスタ８Ａ，光検出素子３Ａを介
して放電する。以上の動作が、積分動作である。
タ７からの信号Ｓ３の１列目の信号により、列選択トラ
ンジスタ４Ａが投入される。この時，光検出素子３Ａ，
列選択トランジスタ４Ａ，信号読み出しライン５Ａ，Ｄ
ＩＧトランジスタ８Ａ，および電荷積分用キャパシタ９
Ａが、直列回路を形成し、電荷積分用キャパシタ９Ａの
電荷が、ＤＩＧトランジスタ８Ａ，光検出素子３Ａを介
して放電する。以上の動作が、積分動作である。
【００３２】次に、時刻ｅでは、選択トランジスタ４Ａ
が開放され、同時に、信号読み出しライン５Ａが、切り
替えスイッチ１０，切り替えスイッチ１５によりバッフ
ァアンプ１６の入力信号として選択される。このとき、
行選択トランジスタ１１により一画素ずつ信号出力ライ
ン１３からバッファアンプ１６を介し、出力端子１７よ
り外部に出力される。以上の動作が、読み出し動作であ
る。
が開放され、同時に、信号読み出しライン５Ａが、切り
替えスイッチ１０，切り替えスイッチ１５によりバッフ
ァアンプ１６の入力信号として選択される。このとき、
行選択トランジスタ１１により一画素ずつ信号出力ライ
ン１３からバッファアンプ１６を介し、出力端子１７よ
り外部に出力される。以上の動作が、読み出し動作であ
る。
【００３３】また、この時、リセット・トランジスタ１
４により、読み出しが終了した画素から順に電荷積分用
キャパシタ９Ａが再充電される。以上の動作が、リセッ
ト動作である。
４により、読み出しが終了した画素から順に電荷積分用
キャパシタ９Ａが再充電される。以上の動作が、リセッ
ト動作である。
【００３４】隣接する列選択ライン６のＸ−シフトレジ
スタ７の出力は、読み出し動作，リセット動作に要する
１Ｈの位相差がある。このため、各信号読み出しライン
５の電荷積分用キャパシタ９の信号は、１Ｈ毎に１本の
信号出力ライン５から読み出すことができる。
スタ７の出力は、読み出し動作，リセット動作に要する
１Ｈの位相差がある。このため、各信号読み出しライン
５の電荷積分用キャパシタ９の信号は、１Ｈ毎に１本の
信号出力ライン５から読み出すことができる。
【００３５】以上説明したように、本実施例によると、
任意の１列の読み出し、リセット動作を行なっている１
Ｈの間に、同時に３列分の積分動作が行うことができ
る。即ち積分時間は、 積分時間＝ ３Ｈ＝ １／６０／２５６×３≒
１９５μｓ で、従来の６倍が可能となる。このため、４０ｍＫ台の
温度分解能が達成できる。これは、従来型の２．４倍以
上に相当するものである。
任意の１列の読み出し、リセット動作を行なっている１
Ｈの間に、同時に３列分の積分動作が行うことができ
る。即ち積分時間は、 積分時間＝ ３Ｈ＝ １／６０／２５６×３≒
１９５μｓ で、従来の６倍が可能となる。このため、４０ｍＫ台の
温度分解能が達成できる。これは、従来型の２．４倍以
上に相当するものである。
【００３６】また、ユニットセルの読み出し，リセット
時間についても、 １Ｖ ＝ １／６０／２５６／２５６ ≒ ２５０ｎｓ となり、従来型の２倍が確保できる。
時間についても、 １Ｖ ＝ １／６０／２５６／２５６ ≒ ２５０ｎｓ となり、従来型の２倍が確保できる。
【００３７】更に、４本の信号読み出しライン５を、１
本の信号出力ライン１３に統合するための切り替えスイ
ッチ１０，１５を設置し、これを適当に制御することに
より、１本の出力として外部に取り出すことができる。
この時の時系列は、モニターの出力と一致しているた
め、外部の信号処理回路に余分な回路を必要としない。
本の信号出力ライン１３に統合するための切り替えスイ
ッチ１０，１５を設置し、これを適当に制御することに
より、１本の出力として外部に取り出すことができる。
この時の時系列は、モニターの出力と一致しているた
め、外部の信号処理回路に余分な回路を必要としない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の信号読み
出し回路とその駆動方式は、２列以上の電荷積分用キャ
パシタを同時に積分でき、また積分中に他の列の読み出
し、およびリセット動作ができる。この結果、従来型信
号読み出し回路と比べ、積分時間をより長く確保するこ
とができ、センサの温度分解能が向上する。
出し回路とその駆動方式は、２列以上の電荷積分用キャ
パシタを同時に積分でき、また積分中に他の列の読み出
し、およびリセット動作ができる。この結果、従来型信
号読み出し回路と比べ、積分時間をより長く確保するこ
とができ、センサの温度分解能が向上する。
【図１】本発明の信号読み出し回路の説明図である。
【図２】本発明の信号読み出し回路の駆動方式を説明す
るための信号タイミングチャートである。
るための信号タイミングチャートである。
【図３】従来の信号読み出し回路の説明図である。
【図４】積分時間と温度分能能の関係を示す図である。
１ フォーカル・プレイン・アレイ ２ ユニットセル ３ 光検出素子 ４ 列選択トランジスタ ５ 信号読み出しライン ６ 列選択ライン ７ Ｘ−シフトレジスタ ８ ＤＩＧトランジスタ ９ 電荷積分用キャパシタ １０ 切り替えスイッチ １１ 行選択トランジスタ １２ Ｙ−シフトレジスタ １３ 信号出力ライン １４ リセット・トランジスタ １５ 切り替えスイッチ １６ バッファアンプ １７ 出力端子
Claims (3)
- 【請求項１】光検出素子と列選択トランジスタとからな
る配列単位のユニットセルが行方向および列方向に二次
元アレイ状に配列されているフォーカル・プレイン・ア
レイと、 前記ユニットセルを行方向に横切る２本以上の信号読み
出しラインと、 前記ユニットを列方向に横切り、前記列選択トランジス
タの導通状態を列単位で制御する列選択ラインと、 前記列選択ラインに接続される第１のシフトレジスタ
と、 前記信号読み出しラインにダイレクト・インジェクショ
ン・ゲート・トランジスタを介して接続される電荷積分
用キャパシタおよび行選択トランジスタと、 前記行選択トランジスタの導通状態を制御する第２のシ
フトレジスタと、 前記電荷積分用キャパシタを充電するためのリセット・
トランジスタと、 前記２本以上の信号読み出しラインを外部出力用の信号
出力ラインに時分割で切り替えるスイッチと、 を備えることを特徴とする信号読み出し回路。 - 【請求項２】前記請求項１記載の信号読み出し回路の駆
動方式において、 異なる列の列選択トランジスタを２列以上同時に導通状
態にし、前記信号読み出しラインに対応する電荷積分用
キャパシタで同時に積分動作を行うことを特徴とする駆
動方式。 - 【請求項３】前記請求項１記載の信号読み出し回路の駆
動方式において、 任意の一列以上の列選択トランジスタが導通状態にある
時、同時に、前記列選択トランジスタが接続する信号読
み出しラインとは異なる信号読み出しラインに接続する
電荷積分用キャパシタの読み出し動作，リセット動作の
少なくとも一方の動作を行うことを特徴とする駆動方
式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229946A JP2546514B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 信号読み出し回路とその駆動方式 |
| EP94114560A EP0645925B1 (en) | 1993-09-16 | 1994-09-15 | A signal readout circuit and its drive circuit |
| DE69411240T DE69411240T2 (de) | 1993-09-16 | 1994-09-15 | Signalausleseschaltung und seine Steuerschaltung |
| US08/690,943 US5789736A (en) | 1993-09-16 | 1996-08-01 | Signal readout circuit having a two-dimensional focal plane cell array capable of reading out signals with improved resolution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229946A JP2546514B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 信号読み出し回路とその駆動方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0787406A true JPH0787406A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2546514B2 JP2546514B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16900202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5229946A Expired - Lifetime JP2546514B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 信号読み出し回路とその駆動方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5789736A (ja) |
| EP (1) | EP0645925B1 (ja) |
| JP (1) | JP2546514B2 (ja) |
| DE (1) | DE69411240T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| USRE38527E1 (en) * | 1996-04-19 | 2004-06-08 | Nec Corporation | Thermal-type infrared imaging device |
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| KR100263500B1 (ko) * | 1996-12-24 | 2000-08-01 | 다니구찌 이찌로오 | 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법 |
| US6847399B1 (en) | 1998-03-23 | 2005-01-25 | Micron Technology, Inc. | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through block readout |
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| GB2181010B (en) * | 1985-09-20 | 1989-09-06 | Philips Electronic Associated | Infrared imaging devices |
| US4835404A (en) * | 1986-09-19 | 1989-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting apparatus with a switching circuit and a resetting circuit for reading and resetting a plurality of lines sensors |
| FR2634947B1 (fr) * | 1988-07-29 | 1990-09-14 | Thomson Csf | Matrice photosensible a deux diodes de meme polarite et une capacite par point photosensible |
| EP0382568B1 (en) * | 1989-02-10 | 1994-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and photoelectric conversion apparatus using the same |
| JPH0748786B2 (ja) * | 1989-10-04 | 1995-05-24 | 富士ゼロックス株式会社 | イメージセンサ |
| DE4002431A1 (de) * | 1990-01-27 | 1991-08-01 | Philips Patentverwaltung | Sensormatrix |
| US4996413A (en) * | 1990-02-27 | 1991-02-26 | General Electric Company | Apparatus and method for reading data from an image detector |
| JPH03274957A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Seiko Instr Inc | 画像読取り装置 |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP5229946A patent/JP2546514B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-09-15 EP EP94114560A patent/EP0645925B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-15 DE DE69411240T patent/DE69411240T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-01 US US08/690,943 patent/US5789736A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US5965892A (en) * | 1996-04-19 | 1999-10-12 | Nec Corporation | Thermal-type infrared imaging device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69411240T2 (de) | 1998-10-29 |
| DE69411240D1 (de) | 1998-07-30 |
| EP0645925B1 (en) | 1998-06-24 |
| EP0645925A2 (en) | 1995-03-29 |
| EP0645925A3 (en) | 1995-05-17 |
| US5789736A (en) | 1998-08-04 |
| JP2546514B2 (ja) | 1996-10-23 |
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