JPS62292081A - イメ−ジセンサ信号続出回路 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は密着型イメージセンサの信号読出回路に関する
。

〔発明の概要〕

本発明は密着型イメージセンサの信号読出回路において
、プリアンプの入力部にカレントミラー回路を用いるこ
とにより、密着型イメージセンサの大きな出力容量に対
してもプリアンプが安定に動作し、高速な信号読出でき
るというものである。

〔従来の技術〕

従来の密着型イメージセンサの信号読出回路は、たとえ
ば特開昭５９−２２９９６６の第６図に示すようなもの
であった。プリアンプ部は負帰還のかかった電流アンプ
となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

−ｍにＭＯＳ型の密着型イメージセンサのセンサ出力静
電容量は、その構造の長さのためかなり大きく数１０ｐ
Ｆ程度となる。このようなセンサに広帯域の周波数特性
を持つｉｔ電流アンプ接続すると、発振を起こし易い。

そのために各種の周波数及位相補償を行なうわけである
が、結果として得られる特性は、必ずしも高速ではない
という間照点を存する。そこで本発明はこのような問題
点を解決するもので、その目的とするところは、センサ
出力容量の大きい密着型イメージセンサに用いても、安
定に動作し、高速な信号読出ができるイメージセンサ信
号読出回路を提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のイメージセンサ信号読出回路は、プリアンプと
積分器から構成される。プリアンプは、イメージセンサ
出力端子からの入力段を、第１の定電流源と第１のカレ
ントミラー回路の入力端子で構成し、第１のカレントミ
ラー回路の出力端子は第１のトランジスタのベース、負
帰還抵抗に接続され、負帰還抵抗のもう一端は第１のト
ランジスタのコレクタに接続されることを特徴とする。

積分器は第２のカレントミラー回路の入力端子、第２の
定電ｉｓを接続し、第１のトランジスタのコレクタから
積分抵抗を介して、第２のカレントミラー回路の出力端
子と第２のトランジスタのベースと積分コンデンサと初
期化回路を接続し、積分コンデンサのもう一端は第２の
トランジスタのコレクタに接続されることを特徴とする
。

〔作　用〕

本発明の上記の構成によれば、イメージセンサの出力端
子から、信号電荷を高速に第１のカレントミラー回路の
入力端子に導出し、その信号電荷の９８％程度が、第１
のカレントミラー回路の出力端子に吸込まれるので、第
１のトランジスタと負帰還抵抗からなる電流アンプはイ
メージセンサ出力端子からの１８号電荷を電圧として第
１のトランジスタのコレクタから出力する。その際、第
１のトランジスタのベースに浮遊する静電容量は、イメ
ージセンサ出力端子に浮遊する静電容量よりも小さいの
で、第１のトランジスタに対して過度の周波数及位相補
償を行なう必要がな（、結果として、安定で高速な信号
読出動作となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例におけるイメージセンサ信号読
出回路の回路図である。大まかに分けると、イメージセ
ンサ部、プリアンプ部、積分器部となる。まずイメージ
センサ部はクロックパルスＣＬ、スタートパルスＳＰに
よって制御される走査回路３によってスイッチ１が時系
列的に選択されて、フォトダイオード２の信号！荷が、
順とにイメージセンサの出力端子１９から出力される。

センサバイアス電源５はフォトダイオード２にバイアス
電圧を与える０次にプリアンプ部はトランジスタ６．７
で構成される第１のカレントミラー回路２４、トランジ
スタ６にバイアス電流を与える第１の定電流ａ４、トラ
ンジスタ７にバイアス電流を与える負帰還抵抗１０、ト
ランジスタ９、定電に＠　１１から構成される。トラン
ジスタ６のベース、コレクタはトランジスタ７のベース
と共通に接続されカレントミラー回路２４の入力端子と
なる。カレントミラー回路２４の入力インピーダンスは
、定電流源４の電流値を変えることにより、いろいろな
値をとれるので、イメージセンサの出力端子１９の浮遊
静電容量との関係で、自由な応答速度を設定できる。カ
レントミラー回路２４の入力端子に吸込まれた、定電流
源４のバイアス電流と、イメージセンサの出力端子１９
からの信号電流の和の９８％程度が電流が、トランジス
タ７のコレクタで構成されるカレントミラー回路２４の
出力端子に吸込まれる。カレントミラー回路２４の出力
端子のバイアス電流は負帰還抵抗１０を介して定電流源
１１から供給され、出力・端子のバイアス電位はトラン
ジスタ６．７のコレクタ電圧がほぼ等しくなるように０
．６Ｖ程度にトランジスタ９のベースにクランプされる
。プリアンプ部は全体として信号電流を信号電圧に変換
する７ンブとして動作し、信号電流と０．９８と負帰還
抵抗１０の値の積が出力信号電圧となる。

次に４８分器部は積分抵抗１２、積分コンデンサ１５、
第２のトランジスタ２９で基本的な積分器を構成する。

さらに詳しくは、トランジスタ１６．１７で構成される
第２のカレントミラー回路２５、トランジスタ１６にバ
イアス電流を与える第２の定電流源１４、トランジスタ
１７にバイア電圧を与える積分抵抗１２、トランジスタ
２９、積分コンデンサ２０、定電＠Ｂ　２１　、初期化
回路２６（初期化回路２６はインバーター２２．２３、
コンデンサ１３、スイッチ１５で構成される）で積分器
は構成される。トランジスタ１６のベース、コレクタは
トランジスタ１７０ベースと共通に接続されカレントミ
ラー回路２５の入力端子となる。

カレントミラー回路２５の入力端子に吸込まれた、定電
流源１４のバイアス電流の９８％程度の電流が、トラン
ジスタ１７のコレクタで構成されるカレントミラー回路
２５の出力端子に吸込まれる。

カレントミラー回路２５の出力端子のバイアス電流は積
分抵抗１２を介して定電流源１１から供給され、定電流
源１４の電流値と０．９８の積と積分抵抗１２を介して
流れ込むバイアスＷｍは等しくなるよう回路定数を設定
する。スィッチ１５０オン動作で積分器の初期化を行な
う。すなわち、トランジスタ２９はカントオフとなり、
積分器出力端子１８は定電流源２１の動作停止電圧まで
上昇する０次にリセットパルスＤＩＳの立ち下がりで、
コンデンサ１３を介してトランジスタ２９のベースにパ
ルス電圧が印加され、トランジスタ１９はカットオフで
なくなるので、積分動作が再開される。

第２図は本発明のイメージセンサ信号読出回路の波形図
である。■、はイメージセンサ出力電流及プリアンプ出
力電圧、Ｖ１□は積分器出力電圧である。破線は暗時出
力電圧を表わしている。センサ出力電流をｉ、抵抗１０
をＲ，い抵抗１２をＲ１□、コンデンサ２０を０２゜と
すると積分器出力電圧ΔＶ＋Ｓは次式のようになる。

Ｃｚｏ　　　　Ｒｚ。

トランジスタ６．７で構成される第１のカレントミラー
回路２４によって入出力が分離されるので、トランジス
タ９は、大きな浮遊静電容量を持つイメージセンサの出
力端子１９に対してでなく、カレントミラー回路２４の
出力端子と負帰還抵抗１０によって発生する極に対して
周波数及位相補償を行なえばよいので、高域で利得の低
下が少なく、安定で高速な信号読出動作ができる。

各定電流源４．１１．１４．２１は適当な値の抵抗素子
で代用することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、密着型イメージセン
サのセンサ出力容量が大きいという欠点を補って、安定
で、高速な信号読出動作のできるイメージセンサ信号読
出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイメージセンサ信号読出回路の回路図
。 第２図は本発明のイメージセンサ信号読出回路の波形図
。 ２４・・・・・・第１のカレントミラー回路１９・・・
・・・イメージセンサの出力端子４・・・・・・第１の
定電流源 ９・・・・・・第１のトランジスタ １０・・・・・・負帰還抵抗 ２５・・・・・・第２のカレントミラー回路１４・・・
・・・第２の定電流源 ２９・・・・・・第２のトランジスタ １２・・・・・・積分抵抗 ２０・・・・・・積分コンデンサ ２６・・・・・・初期化回路 以　　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　最　上　　務　他１名第１図 Ｖｇ　　　　　−−− 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のカレントミラー回路の入力端子とイメージセンサ
   の出力端子と第１の定電流源を接続し、第１のカレント
   ミラー回路の出力端子と第１のトランジスタのベースと
   負帰還抵抗を接続したプリアンプ、第２のカレントミラ
   ー回路の入力端子と第２の定電流源を接続し、第２のカ
   レントミラー回路の出力端子と第２のトランジスタのベ
   ースと積分抵抗と積分コンデンサと初期化回路を接続し
   た積分器から構成されることを特徴とするイメージセン
   サ信号読出回路。