JPH09247353A - Electric charge detection circuit - Google Patents
Electric charge detection circuitInfo
- 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
- terminals
- detection circuit
- operational amplifiers
- output
- switching element
- 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
Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge detection circuit for detecting signal charges.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Optical sensors are widely used for measuring light intensity, as position sensors in robots and various automation systems, and for reading image information in information communication and information processing. In particular, with the recent advances in image information processing technology and capabilities, there is a strong demand for advances in image sensors as high-performance image information input devices.
Facsimile machines, word processors, electronic file systems, etc. are typical devices that require an image input device.
【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。As such an input device, a device for taking out two-dimensional information such as a video camera and an image scanner for scanning and reading an image by using a line sensor can be considered, but usually a sufficient resolving power (number of pixels) is used. Image scanner using a line sensor is used to obtain a). As a line sensor, a charge coupled device (CCD) using crystalline silicon is typical, but there is a limit to the size of the device, and a reduction optical system is used to read an image of a large area. It is necessary to arrange a large number of high precision. On the other hand, a sensor having a photoconductive surface of cadmium sulfide or amorphous silicon can have a comparatively large area, and a line sensor of an equal magnification contact type has been partially put into practical use in combination with a rod lens array.
【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。In such an image reading apparatus, a method is generally used in which the output current of each pixel is accumulated in a capacitor for a fixed time and the accumulated charge is detected by a charge detection circuit. FIG. 4 shows an example of a charge detection circuit used conventionally. While the switching element S1 is in the OFF state, the signal charge Q accumulated in C1 flows into the detection circuit by turning S1 in the ON state, and the voltage Vout1 is output to the output terminal of the operational amplifier.
Occurs. After that, the voltage at the output terminal decreases with a time constant t1.
【0005】[0005]
【数1】Vout1=Q/C2 (1) t1=R2×C2 (2)## EQU1 ## Vout1 = Q / C2 (1) t1 = R2 × C2 (2)
【0006】[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。However, depending on the output capacitance and wiring capacitance of the switching element (S1), a third capacitance (C
3) is present, there are problems that the rising of the output waveform is delayed, the sensitivity to signal charges is lowered, the output waveform is oscillated, and the noise output is increased.
【0007】[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。DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that the noise output can be reduced and the S / N ratio can be improved by configuring the charge detection circuit as follows. Then, the present invention has been completed. That is, the gist of the present invention is to connect the first capacitance for accumulating signal charges to all the negative terminals of a plurality of operational amplifiers via the first switching element, and to substantially connect all the positive terminals of the plurality of operational amplifiers. Keep the same constant potential
All output terminals of the plurality of operational amplifiers and all negative terminals of the plurality of operational amplifiers are connected by a second capacitor, and all output terminals of the plurality of operational amplifiers and all negative terminals of the plurality of operational amplifiers are connected to a second The charge detection circuit is characterized by being connected by the resistor or the second switching element. Further, it is desirable that the number of the operational amplifiers is between 2 and 5.
【0008】[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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the charge detection circuit of the present invention, since the third capacitance is connected in parallel to a plurality of operational amplifiers, the noise generated at the output due to the influence of the capacitances decreases as the number of operational amplifiers increases. To do. On the other hand, since the signal charge is converted into a voltage by the second capacitance C2, the output does not decrease even if the number of operational amplifiers increases. Therefore, the S / N ratio of the output can be improved by increasing the number of operational amplifiers.
【0009】[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。FIG. 1 shows an embodiment in which three operational amplifiers are connected to the charge detection circuit of the present invention. However, C3 = 4
70 pF, R2 = 82 kΩ, C2 = 2 pF, C1 = 10
pF, and the operational amplifier is LM6365 (Nation
Al Semiconductor, and LC7938C (Sanyo Electric Co., Ltd.) was used as the switching element. The spectral distribution of the noise output is shown in FIG. It can be seen that the noise is reduced as compared with the charge detection circuit used conventionally.
【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。Further, as shown in FIG. 2, a switching element S2 may be used instead of the second resistor R2 in FIG. In this case, the voltage at the output terminal of the operational amplifier 2 is maintained at Vout1 while S2 is in the OFF state, and is reset by turning S2 into the ON state. Further, a circuit for adjusting the offset may be added to each operational amplifier.
【0011】[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。With the above-described structure of the present invention, it is possible to provide a highly sensitive charge detection circuit which is not affected by the output capacitance of the switching element or the wiring capacitance.
【図1】実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment.
【図2】実施例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an example.
【図3】実施例のノイズ出力のスペクトル分布である。FIG. 3 is a spectral distribution of noise output of the example.
【図4】従来使用されていた電荷検出回路である。FIG. 4 shows a charge detection circuit used conventionally.
Claims (2)
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。1. A first capacitance for accumulating signal charges is connected to all negative terminals of a plurality of operational amplifiers via a first switching element, and all positive terminals of the plurality of operational amplifiers are substantially the same. A constant potential is maintained, all output terminals of the plurality of operational amplifiers and all negative terminals of the plurality of operational amplifiers are connected by a second capacitor, and all output terminals of the plurality of operational amplifiers and all of the plurality of operational amplifiers are connected. A charge detection circuit characterized in that the negative terminal is connected by a second resistor or a second switching element.
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。2. The charge detection circuit according to claim 1, wherein the number of operational amplifiers connected in the detection circuit is between 2 and 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5296396A JPH09247353A (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Electric charge detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5296396A JPH09247353A (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Electric charge detection circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09247353A true JPH09247353A (en) | 1997-09-19 |
Family
ID=12929553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5296396A Pending JPH09247353A (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Electric charge detection circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09247353A (en) |
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 (en) * | 2012-09-07 | 2016-05-25 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Sample hold circuit, A / D converter, and calibration method for sample hold circuit |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP5296396A patent/JPH09247353A/en 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 (en) * | 2012-09-07 | 2016-05-25 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Sample hold circuit, A / D converter, and calibration method for sample hold circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7326904B2 (en) | In-pixel kTC noise suppression using circuit techniques | |
US9030583B2 (en) | Imaging system with foveated imaging capabilites | |
US8319869B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JPH08149376A (en) | Solid-state image pickup device | |
US6903768B1 (en) | Solid state image sensor device free of influence on optical black level by signal potential change of optical black pixels | |
JP3817294B2 (en) | Solid-state imaging device | |
US9318519B2 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
GB2035746A (en) | Solid-state imaging apparatus | |
JPH11220662A (en) | Noise compensating circuit for image sensor | |
KR20010109157A (en) | Mos-based image sensor and method of forming black-level signal therefor | |
EP0851670A2 (en) | Photoelectric conversion apparatus | |
EP2334055B1 (en) | Photoelectric-conversion device | |
JP2022505571A (en) | Ultra high dynamic range CMOS sensor | |
JP3610144B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JPH09247353A (en) | Electric charge detection circuit | |
JP2004349907A (en) | Solid-state imaging apparatus | |
JP3563971B2 (en) | Signal processing device and imaging device using the same | |
US11159752B2 (en) | Imaging device | |
JPH0590557A (en) | Photoelectric converter and data processor | |
JP2719058B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JP3527911B2 (en) | Optical sensor monitor circuit | |
JPH0961478A (en) | Electric charge detection circuit | |
JP3121033B2 (en) | Imaging device | |
JPH09232891A (en) | Electric charge detection circuit | |
JPH0142186B2 (en) |