JPS58154626A - 光検出装置 - Google Patents

光検出装置

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Publication number
JPS58154626A
JPS58154626A JP3838982A JP3838982A JPS58154626A JP S58154626 A JPS58154626 A JP S58154626A JP 3838982 A JP3838982 A JP 3838982A JP 3838982 A JP3838982 A JP 3838982A JP S58154626 A JPS58154626 A JP S58154626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
reference voltage
photoelectric conversion
mosfet
Prior art date
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Pending
Application number
JP3838982A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Kojima
健一 小島
Toru Akiyama
徹 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP3838982A priority Critical patent/JPS58154626A/ja
Publication of JPS58154626A publication Critical patent/JPS58154626A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換素子に依って光検出を行なう光検出装
置に関する。
この極光検出装置は、主に撞像装置として用いられるも
のであって、複数の光電変換素子からなる光電変換素子
列を備えれば、−次元の@**置、さらにこの光電変換
素子列を複数本並列配置すれば%2次元の撮像装置が構
成される。
現存する光検出装置の構成を第1図に示す。同図の光検
出装置け、フォトダイオードDに並列接続されたコンデ
ンサCにスイッチングトランジスタQを直列接続した構
成の光電変換回路(1]を備え、この7オトダイオード
Dでの受光前に、プリチャージ回路(2)から得られる
一定電圧Vp を上記光電変換回路(1)のスイッチン
グトランジスタQを介して上記コンデンサCに印加し、
このコンデンサCに一定量の電荷を貯え、このフォトダ
イオードDの受光時に於いて上記コンデンサCの電荷が
フォトダイオードDを経て放電される為に生じるコンデ
ンサCの端子電圧VINの低下分を検出する事に依り、
フォトダイオードDでの放電電荷量、即ち受光光量を検
知するものであるっそして、この電圧VINの低下分、
即ち、電圧VINの変化分を検出する為に、差動増巾回
路(4)に依って、基準電圧発生回路(3)から得られ
る基準電圧VRIと、上記電圧VINと、の差電圧を増
巾した電圧が光検知電圧■outとして出力される。
上述の叩き光検出装置は、トランジスタに依って構成さ
れている為に、温度変化及び製造時の特性のバラツキが
原因となって、実際には、上記フォトダイオードDでの
受光光量が一定であっても上記光検出電圧Voutが変
動してしまう不都合が生じるっ この為、プリチャージ回路(21及び基準電圧発生回路
(3)として則−特性を有するトランジスタ構成の定電
圧発生回路を用いる事の試みがなされている。この場合
、両回路(2)、(3)から得られる一定電圧Vp と
基準電圧■旧とが等しくなり、これ等電圧Vp、VR[
は上述の温度変化1に依って同様に変動する。従って、
このプリチャージ回路(2)からの一定電圧Vpのit
b成分がそのまま上記光電変換回路(1)のコンデンサ
C間の電圧VINの変勧収分となるが、この質重成分は
差動増巾回路(4)に於いて、基準電圧発生回路(3)
からの基準電圧VRIの変#jJ成分に依って相殺され
る事になり、この結果、上記差1増巾回路(4)からは
上述の温度変化等に起因する変動のない安定した光検出
電圧Voutが得られるっ ところが、上述の差動増巾回路(41)の出力である光
検出電圧Vout lこの回路(4)への肉入カ亀圧■
IN、VRrの関保は、第2図に示す如く、Vout 
= VRO十G (VIN −VRI )ただし、Gけ
項中率、VROは両人カ電圧VINとVRIが等しい時
のVoutの値 で表わされ、上述の場合には、光電変換回路(1)のフ
ォトダイオードDでの受光後のコンデンサCの端子電圧
VTHの最大値が基準電圧VRIとなっている為に、光
検出電圧Vout Id、その出力特性の電圧VRoの
0点を中心とした線!!il−!#斌A・B点間の内の
半分の0・B点間の@城にしか存在せず、そのダイナミ
ックレンジの低下を来たすものであったっ 本発明#′i祈る点に矯みて為されたものであり、温度
変化等の影響を同様に受けるプリチャージ回路と基*t
i圧発生回路とを備え、プリチャージ回路からの一定電
圧より基準電圧発生回路からの基準電圧を小ならしめた
光検出装置を提供するものであるっ 本発明の光検出装置に用いられるプリチャージ回路(2
)を第6図に示し、並びに基準電圧発生回路(3)を第
4図に示し、さらに差動増巾回路(4)を第5図に示す
っglI;2図のプリチャージ回路(2)はエンハンス
メント型の第1のMOSFET  (MO5型電界効果
トランジスタ)、Qll並びにデプレション型(D第2
 )MOSFET 、Q2 カラナ’)、第1 OMO
SFET、Q+のドレインとそのゲートとが共に電源V
DDに接続されさらにそのソースが、第2のMOSFE
T、Q2のドレインに接続されている。そして、この第
2のMOSFET−Q2のソースとそのゲートとが共に
4%lさレテオリ、これ’4!MO8FET −Q +
、Q2の接続中点から一定電圧Vpが得られるUtとな
っているっ従ってこの一定電圧vp#−i電源電圧vD
Dカら第1のMOSFET、Q+ のしきい値電圧VT
を差し引いた値VDD−VTとなるっ第4図の基準電圧
発生回路(3)は、上記プリチャージ回路(21)第1
 (D MOSFET 、Q + と同特性)、r−ン
ハンスメント型の嘉6及び第4のMOSFET、Q3Δ
、Q4並びに、上記プリチャージ回路(2)のv;2の
MOSFET、Q2 と同特性のデプレション型の第5
れ、そのソースが第4のMOSFET、Qzのトンイン
及びゲートに接続されている。そしてこの第4及び第5
0M08FET、Q4、Q5i!上記フリチャージ回路
(2)の第1及び第2 のMOSFET、Q+、Q2と
同様に直列接続され、これ等MO8FET−04、Q5
の接続中点力・ら基準電圧VRIが得られる構成となっ
ている。従って、この基準電圧VRI  は電源電圧V
DDから第6及び第4のMOSFET−Q 5、Q4の
しきい値電圧の和2 VT を等し引いた値(VD−2
VT)となろう 更に、第5図の差動増巾器(5)は本願出願人が先に出
願した特願昭56−9332号のrFET差紡増差動路
」を採用しているっこの差動増幅器(4)は、基本的に
特性の揃った一対のレベルシフト回路として機能する第
1、第2電圧発生回路偵0(4りと、各々対応する電圧
発生回路のレベルシフト出力を入力とする斎−特性の高
ゲイン第1、第2位相反転増巾回路(43I44)と、
前記第1位相反転増中回路(43から前記第1電圧発生
回路Iに至る負帰還接続(6及び上記第1位相反転増中
回路(43から前記第2電圧発生回路りに至る準負帰還
接続+4Qとを備えているう 前記第1、第2電圧発生回路f4N2は、それぞれMO
8FETQ11、Ql2  或けQ2+、Q22  の
直列接続で構成され、下段のMOSFET−Q++、或
はQ2+のゲートに印加される入力電圧VIN或は基準
電圧vsr虹をレベルシフトし、そのドレイン出力を対
応する位相反転増巾回路(43、或はu4に入力として
供給するっそして、これ等第1及び第2位相反転増中回
%(43(44には、プッシュプル型位相反転増中器が
用いられ、この第1位相反転増中回路(ハ)の出力を、
上記第1電圧発生回路0υの上段のMOSFET。
(h2のゲートに負帰還接続(6すると共に、上記第2
電圧発生回路(4渇の上段のMOSFET−022のゲ
ートに接続(ハ)している。
断る構成の差動増巾器は、その増巾率が、第1及び第2
の電圧発生回路I、(6)での増巾率と、第1及び第2
の位相反転回路(43、■での増巾率と、の積となって
いる。依って、これ等回路41)、 (43,143、
(44)#′iはぼ独立に1作する為、第1及び第2の
電圧発生回路(4t+、 (43の増巾率を変化させる
Cとで、この差動増巾回路の増巾率を自由に変更でき、
SN比の向上を目指すこの種光検出装置の増巾器として
好適な低増巾率大出力振巾を容易にかつ安定に実現でき
るっ 上述の(4)き、構成のプリチャージ回路(2)、基準
電圧発生回路(3)、並びに差動増巾回路(4)を用い
た本発明の光検出装置は、その光電変換回路(1)のフ
ォトダイオードDでの受光前に放いて、そのコンデンサ
Cの端子電圧は、上記プリチャージ回路(2)から得ら
れる一定電圧VpがVDD −VTとなるので、フォト
ダイオードDでの受光後に流いて、その受光光量を示す
コンデンサCの端子電圧VINの最大値もVDD −V
Tとなる。一方基準電圧発生回路(3)から得られる基
準電圧VRIがVDD −2VTとなるので、上述の電
圧VINは基準電圧VRIを中心としてこの電圧■旧よ
り大なる値から小なる値に亘る範囲内で変化する事にな
る。従って、差動増巾回路(4)#−1′、第2図に示
す如く入力電圧VINが基準電圧VRIの6点を動作点
として項中作用し、その出力電圧、Illち、光検幻電
圧Voutの存在可能範囲はその線形なA−B点間の領
域全体をほぼ占めるVoulminからVout−ma
xに至る範囲にまで拡大されているっしかも、上記基準
電圧発生回路(3)が上記プリチャージ回路(2)の第
1のMOSFET、Qlの代りに第3及び第4のMOS
FET、Qs、Q4の直列接続回路を用いた構成となっ
ているので、これ等両回路(2)、(3)の温度特性及
び製造ノ(ラツキに依る特性の変化は同一の傾向を示す
事になる。従って、第2図の一点破線で示す如く、差動
増巾回路(4)への両入力電圧V’I N 、 V’R
Iが同様に変1する為、差勧増中回W!(41からの光
検出電圧Voutはこかな如く、温度変化等の影響を同
様に受けるプリチャージ回路と基準電圧発生回路とを備
え、プリチャージ回路からの一定電圧、即ち、光電変換
回路の光電変換素子での受光光量を検知する為のコンデ
ンサからの出力電圧の最大値、より基準電圧発生回路か
らの基準電圧を小さく膜室したので、上記コンデンサか
らの出力電圧と基準電圧とを差動増巾する差動増巾回路
に依って、上記プリチャージ回路並びに基準電圧発生回
路での温度変化等に起因する質重成分が相殺された光検
出電圧を得る事がでさる。しかも、上記差1増中器に於
いて、&準電圧を中心とした線形な1[If領領域て増
巾前作がなされるので、光検出電圧のダイナミックレン
ジの向上が計れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は現存する光検出装置の構成を示すブロック図、
第2図は差動増巾回路に於ける増巾特性図、第3図、第
4図、及び第5図は夫々本発明の光検出装置に用いられ
るプリチャージ回路図、基#h′4圧発生回路図、及び
差1増巾回路図であるっil+・・・光′罐変換回路、
(2)・・・プリチャージ回路、(3)・・・基準電圧
発生回路、(4)・・・差動増巾回路、D・・・7!オ
ドダイオード、C・・・コンデンサ、Q・・・トランジ
スタっ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)コンデンサに光電変換素子を並列接続してなる光電
    変換回路と、該光電変換回路の光電変換素子での受光前
    に上記コンデンサ間を一定電圧にする為のプリチャージ
    回路と、これとは別に一定の基準電圧を発生する基準電
    圧発生回路と、上記光電変換回路の光電変換素子での受
    光後の上記コンデンサ間の電画と上記基準電圧発生回路
    からの基準電圧との差電圧を増巾して光検出信号を得る
    差動増巾回路と、を備え、上記プリチャージ回路は定電
    圧電源と接地間K11l及び第2のトランジスタを直列
    接続してなり、これ等第1及び第2のトランジスタの接
    続中点から一定電圧を得る構成であり、また上記基準電
    圧発生回W!r#i定電圧電源に第3のトランジスタを
    接続し、この第3のトランジスタと接地l′l11に上
    記プリチャージ回路を構成している第1、及び第2のト
    ランジスタと同特性の第4及び第5のトランジスタを直
    列接続してなり、これ等第4及び第5のトランジスタの
    接続中点から、上記プリチャージ回路に依って得られる
    一定電圧より低い値の基準電圧を得る事を特徴とした光
    検出回路。
JP3838982A 1982-03-10 1982-03-10 光検出装置 Pending JPS58154626A (ja)

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JP (1) JPS58154626A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6178315U (ja) * 1984-10-29 1986-05-26
JPS633229A (ja) * 1986-06-24 1988-01-08 Nippon Denso Co Ltd 光検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6178315U (ja) * 1984-10-29 1986-05-26
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