JPH08172399A - 多素子型光検出器のオフセット除去方法および除去回路 - Google Patents

多素子型光検出器のオフセット除去方法および除去回路

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JPH08172399A
JPH08172399A JP6316211A JP31621194A JPH08172399A JP H08172399 A JPH08172399 A JP H08172399A JP 6316211 A JP6316211 A JP 6316211A JP 31621194 A JP31621194 A JP 31621194A JP H08172399 A JPH08172399 A JP H08172399A
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JP
Japan
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offset
photodetector
circuit
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offset level
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JP6316211A
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Juro Ishida
十郎 石田
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない処理で簡単に、かつ確実にオフセット
を除去する 【構成】 多素子型光検出器5は多数の光検出素子が配
列されたもので、入力した光信号を電気信号に変換して
出力する。個々の光検出素子のオフセットレベルがデジ
タル信号としてオフセットレベル入力部1から入力さ
れ、オフセットレベル保持回路2に保持される。制御回
路6からの制御信号により、オフセットレベル保持回路
2に保持されたオフセットレベルは、D/A変換回路3
でアナログ信号に変換され、アナログ減算回路4に入力
される一方、多素子型光検出器5からの出力が、アナロ
グ減算回路4に入力される。アナログ減算回路4は、多
素子型光検出器5の出力から、D/A変換回路3の出力
を減算し出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多素子型光検出器の信
号処理回路の一つで、CCD撮像素子等の多素子型光検
出器からの出力信号に含まれるオフセットを除去するオ
フセット除去方法および除去回路に関する。
【0002】
【従来の技術】光検出素子は、入力した光信号を電気信
号に変換して出力するものであり、このような光検出素
子を1次元あるいは2次元に多数配列した多素子型光検
出器は、ファクシミリ、文字読取装置、撮像装置等、様
々な分野で利用されている。ところが、得られる出力値
には、光検出器の暗時電流、光学系の背景放射、シェー
ディング等に起因すると考えられるオフセットが加わ
る。しかもオフセットは、光検出素子ごとにばらつきが
あり、一様ではない。そのため、色バランスが取れなく
なる、信号の最小検出限界が高くなる、といった不具合
が生じるので、できれば信号電流に対して十分に小さ
く、無視できることが好ましい。特に赤外域の光検出素
子では、出力のほとんどがオフセットである場合もある
ので、このような場合にはオフセットを除去する必要が
ある。
【0003】そこで、従来、オフセットを除去する手段
として、平均レベル算出回路により信号の平均値を算出
し、この平均値をオフセットレベルとして元の信号から
差し引くもの(特開平2−215286号公報)や、暗
時データを取得し、暗時データの平均値をオフセットレ
ベルとして保持し、元の信号から差し引くもの(特開昭
63−199570号公報)等が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、光検出器の出力信号に対して、平均
値を求めこの値を差し引く処理を行う必要があった。そ
のため、回路が複雑になるとともに、処理が重なる度に
ノイズが重畳され、信号のS/N比が劣化してしまうと
いう問題点があった。また、光検出器の出力信号から差
し引く値は、各光検出素子のオフセットレベルの平均値
であり、各光検出素子のオフセットレベルのばらつきに
ついては考慮されていなかったので、オフセットを完全
には除去しきれていなかった。
【0005】そこで本発明は、少ない処理で簡単に、か
つ確実にオフセットを除去することのできる、多素子型
光検出器のオフセット除去方法および除去回路を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の多素子型光検出器のオフセット除去方法は、入
力した光信号を電気信号に変換して出力する光検出素子
を1次元または2次元に多数配列した多素子型光検出器
の出力からオフセットを除去する、多素子型光検出器の
オフセット除去方法であって、前記多素子型光検出器か
らの出力に対し、前記各光検出素子毎に、除去すべきオ
フセットレベルを外部より与え、前記多素子型光検出器
の出力から、前記外部より与えられた除去すべきオフセ
ットレベルを減算することを特徴とする。
【0007】また、前記除去すべきオフセットレベル
を、使用する雰囲気の温度に応じて与えるものであって
もよい。
【0008】本発明の多素子型光検出器のオフセット除
去回路は、入力した光信号を電気信号に変換して出力す
る光検出素子を1次元または2次元に多数配列した多素
子型光検出器の出力からオフセットを除去する、多素子
型光検出器のオフセット除去回路であって、除去すべき
オフセットレベルを、前記各光検出素子毎に外部から入
力するオフセットレベル入力部と、前記各光検出素子毎
に、前記多素子型光検出器の出力から前記オフセットレ
ベル入力部に入力されたオフセットレベルを減算して出
力する減算回路とを有することを特徴とする。
【0009】また、前記オフセットレベル入力部は、前
記除去すべきオフセットレベルを所定の温度範囲毎にテ
ーブルとして持ち、使用する雰囲気の温度に応じて前記
除去すべきオフセットレベルを入力するものであっても
よい。
【0010】
【作用】上記のとおり構成された本発明の多素子型光検
出器のオフセット除去方法では、光検出素子毎に除去す
べきオフセットレベルを与え、このオフセットレベルを
多素子型光検出器の出力信号から減算するので、光検出
素子毎のオフセットの値にばらつきがあっても、多素子
型光検出器の出力信号からオフセットが完全に除去され
る。
【0011】また、除去すべきオフセットレベルを、使
用する雰囲気の温度に応じて与えることで、使用する雰
囲気の温度変化により光検出素子のオフセットレベルが
変化しても、それに応じてオフセットが除去される。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例に付いて図面を参照し
て説明する。
【0013】(第1実施例)図1は、本発明の多素子型
光検出器のオフセット除去回路の第1実施例のブロック
図である。
【0014】本実施例のオフセット除去回路は、光検出
素子(不図示)を1次元または2次元に多数個配列し、
入力した光信号を電気信号に変換して出力する、CCD
撮像素子等の多素子型光検出器5のオフセットを除去す
るものであり、個々の光検出素子のオフセットレベルを
デジタル信号として入力するオフセットレベル入力部1
と、オフセットレベル入力部1から入力されたオフセッ
トレベルを保持するオフセットレベル保持回路2と、オ
フセットレベル保持回路2から出力された個々の光検出
素子のオフセットレベルをアナログ信号に変換するD/
A変換回路3と、多素子型光検出器5から出力された個
々の光検出素子の電気信号から、D/A変換回路3から
出力された個々の光検出素子のオフセットレベルを減算
して出力するアナログ減算回路4とを有する。
【0015】オフセットレベル入力部1から入力される
個々の光検出素子のオフセットレベルは、基準となる光
信号を多素子型光検出器5に入力したときの出力を測定
するなどして、予め実験等により求めておく。
【0016】また、多素子型光検出器5からの電気信号
の出力は、制御回路6からの読み出し制御信号により行
われ、多素子型光検出器5およびD/A変換回路3から
のアナログ減算回路4への入力信号を同期させるため
に、制御回路6は、多素子型光検出器5への読み出し制
御信号に同期して、オフセットレベル保持回路2へオフ
セット出力制御信号を出力する。
【0017】次に、本実施例のオフセット除去回路の動
作について説明する。
【0018】多素子型光検出器5に入力した光信号は、
多素子型光検出器5でアナログの電気信号に変換され、
個々の光検出素子の電気信号が制御回路6からの読み出
し制御信号に同期して出力される。このときの出力信号
の例を図2に示す。なお、図2では、赤外域の光を検出
するN個の光検出素子の場合について示している。図2
に示すように、多素子型光検出器5からの出力信号の大
部分がオフセットとなっており、実際の検出値よりも高
い値になっている。また、オフセットの値は、個々の光
検出素子毎にばらついており、これを一様に除去して
も、多素子型光検出器5の正確な出力値は得られない。
【0019】一方、オフセットレベル入力部1から入力
された個々の光検出素子のオフセットの値は、オフセッ
トレベル保持回路2に保持される。
【0020】制御回路6からのオフセット出力制御信号
により、多素子型光検出器5の出力信号に同期して、個
々の光検出素子に対応したオフセットの値がオフセット
レベル保持回路2から出力され、D/A変換回路3によ
りアナログ信号に変換される。 多素子型光検出器5か
らの出力信号と、D/A変換回路3から出力されたオフ
セットの値の信号は、アナログ減算回路4に入力され
る。アナログ減算回路4では、個々の光検出素子の出力
信号毎に、多素子型光検出器5の出力信号からD/A変
換回路3の出力信号を減算し、出力する。アナログ減算
回路4からの出力信号の例を図3に示す。図3に示すよ
うに、アナログ減算回路4からの出力信号は、オフセッ
トが完全に除去されたアナログ信号となっている。その
結果、出力信号のダイナミックレンジをより大きくとる
ことができるようになる。これは、多素子型光検出器1
が赤外域の光を検出するものの場合に、特に有効であ
る。また、オフセットを除去するための処理は1回の減
算処理だけですむので、処理も簡単であり、ひいては回
路構成も単純なものとなる。
【0021】ところで、光検出素子のオフセットレベル
は、一般に、使用される雰囲気の温度によって異なる。
そこで、温度変化が伴う雰囲気中で多素子型光検出器1
を用いる場合には、温度をパラメータとする個々の光検
出素子のオフセットレベルを入力するのが好ましい。
【0022】この場合、例えばオフセットレベル入力部
1に、所定の温度範囲毎の個々の光検出素子のオフセッ
トレベルをテーブルとして持たせておき、オフセットレ
ベル入力部1は、使用する雰囲気温度に応じたオフセッ
トレベルをオフセットレベル保持回路2に出力させる。
使用する雰囲気温度の検出については温度センサ(不図
示)を用い、この温度センサの出力に基づいてオフセッ
トレベル入力部1のテーブルから必要なオフセットレベ
ルを出力させることができる。これにより、使用する雰
囲気の温度に係わらず、オフセットを除去することがで
きるようになる。
【0023】(第2実施例)図4は、本発明の多素子型
光検出器のオフセット除去回路の第2実施例のブロック
図である。
【0024】本実施例は、多素子型光検出器25からの
出力をデジタル信号に変換して出力するものであり、第
1実施例で示したアナログ減算回路に代えて、デジタル
減算回路28が設けられている。また、デジタル減算回
路28での減算処理を可能にするために、多素子型光検
出器25からの出力はA/D変換回路27によってデジ
タル信号に変換されてデジタル減算回路28に入力され
る一方、オフセットレベル入力部21から出力された個
々の光検出素子のオフセットレベルを保持するオフセッ
トレベル保持回路22からの出力は、そのままデジタル
減算回路28に入力される構成となっている。その他の
構成は第1実施例と同様であるので、その説明は省略す
る。
【0025】本実施例のオフセット除去回路の動作につ
いても、基本的には第1実施例と同様である。すなわ
ち、多素子型光検出器25に入力した光信号は、多素子
型光検出器25で電気信号に変換され、個々の光検出素
子の電気信号が制御回路26からの読み出し制御信号に
同期してA/D変換回路27に出力される。A/D変換
回路27では、多素子型光検出器25からの出力信号を
デジタル信号に変換し、デジタル減算回路28に出力す
る。
【0026】一方、オフセットレベル入力部21から入
力された個々の光検出素子のオフセットの値は、オフセ
ットレベル保持回路22に保持され、制御回路26から
のオフセット出力制御信号により、多素子型光検出器2
5の出力信号に同期して、個々の光検出素子に対応した
オフセットの値がオフセットレベル保持回路22からデ
ジタル減算回路28に出力される。
【0027】デジタル減算回路28では、個々の光検出
素子の出力信号毎に、D/A変換回路28でデジタル信
号に変換された多素子型光検出器25の出力信号からオ
フセットレベル保持回路22の出力信号を減算し、出力
する。これにより、デジタル減算回路28からの出力信
号は、オフセットが完全に除去されたデジタル信号とな
っている。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の多素子型光
検出器のオフセット除去方法は、光検出素子毎に除去す
べきオフセットレベルを与え、このオフセットレベルを
多素子型光検出器の出力信号から減算するという簡単な
処理で、多素子型光検出器の出力信号からオフセットを
完全に除去することができる。その結果、出力信号のダ
イナミックレンジをより大きくとることができるように
なる。赤外域の光を検出する多素子型光検出器では、出
力信号の大部分がオフセットとなる場合もあるので、こ
の種の多素子型光検出器の場合において特に有効であ
る。
【0029】また、除去すべきオフセットレベルを、使
用する雰囲気の温度に応じて与えることで、使用する雰
囲気の温度変化による光検出素子のオフセットレベルの
変化に応じて、オフセットを除去することができる。
【0030】本発明の多素子型光検出器のオフセット除
去回路は、オフセットレベル入力部と減算回路とを有す
ることで、簡単な構成で上記本発明のオフセット除去方
法を実施することができる。また、オフセットレベル入
力部を、除去すべきオフセットレベルを所定の温度範囲
毎にテーブルとして持ち、使用する雰囲気の温度に応じ
て前記除去すべきオフセットレベルを入力するものとす
ることで、使用する雰囲気の温度に応じてオフセットを
除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多素子型光検出器のオフセット除去回
路の第1実施例のブロック図である。
【図2】多素子型光検出器から出力される出力信号の一
例を示すグラフである。
【図3】アナログ減算回路から出力される出力信号の一
例を示すグラフである。
【図4】本発明の多素子型光検出器のオフセット除去回
路の第2実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1、21 オフセットレベル入力部 2、22 オフセットレベル保持回路 3 D/A変換回路 4 アナログ減算回路 5、25 多素子型光検出器 6、26 制御回路 27 A/D変換回路 28 デジタル減算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/04 10/06 H01L 27/148 31/10 H01L 31/10 G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力した光信号を電気信号に変換して出
    力する光検出素子を1次元または2次元に多数配列した
    多素子型光検出器の出力からオフセットを除去する、多
    素子型光検出器のオフセット除去方法であって、 前記多素子型光検出器からの出力に対し、前記各光検出
    素子毎に、除去すべきオフセットレベルを外部より与
    え、 前記多素子型光検出器の出力から、前記外部より与えら
    れた除去すべきオフセットレベルを減算することを特徴
    とする多素子型光検出器のオフセット除去方法。
  2. 【請求項2】 前記除去すべきオフセットレベルを、使
    用する雰囲気の温度に応じて与える、請求項1に記載の
    多素子型光検出器のオフセット除去方法。
  3. 【請求項3】 入力した光信号を電気信号に変換して出
    力する光検出素子を1次元または2次元に多数配列した
    多素子型光検出器の出力からオフセットを除去する、多
    素子型光検出器のオフセット除去回路であって、 除去すべきオフセットレベルを、前記各光検出素子毎に
    外部から入力するオフセットレベル入力部と、 前記各光検出素子毎に、前記多素子型光検出器の出力か
    ら前記オフセットレベル入力部に入力されたオフセット
    レベルを減算して出力する減算回路とを有することを特
    徴とする多素子型光検出器のオフセット除去回路。
  4. 【請求項4】 前記オフセットレベル入力部は、前記除
    去すべきオフセットレベルを所定の温度範囲毎にテーブ
    ルとして持ち、使用する雰囲気の温度に応じて前記除去
    すべきオフセットレベルを入力する請求項3に記載の多
    素子型光検出器のオフセット除去回路。
JP6316211A 1994-12-20 1994-12-20 多素子型光検出器のオフセット除去方法および除去回路 Pending JPH08172399A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62235874A (ja) * 1986-04-04 1987-10-16 Canon Inc 画像読取装置
JPH02215286A (ja) * 1989-02-15 1990-08-28 Fujitsu Ltd Pn接合型赤外線多素子検知器のオフセット及び感度の補正回路

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