JPS6370673A - Ｍｏｓ型イメ−ジセンサ−の信号読取り回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＭＯＳ型イメージセンサ−の信号読取り回路
に関するものである。

〔従来の技術〕

テレビカメラ、スキャナー等の撮像部に、ＭＯ８型イメ
ージセンサ−が使用されている。このＭＯ８型イメージ
センサ−は、フォトダイオードをマトリックスに配置し
、各フォトダイオードを水平ＭＯＳスイッチと垂直ＭＯ
Ｓスイッチとにより走査して、選択されたフォトダイオ
ードの信号を出力線から読み出すようにしたものである
。

従来の信号読取り回路は、出力線に電源電圧を接続し、
この接続点にコンデンサを介して演算増幅器を接続した
構造になっている。各フォトダイオードの信号電荷は、
出力線を介してコンデンサに送られ、ここで交流成分だ
けが取り出される。

この交流成分は、演算増幅器で電圧変換されてから、ク
ランプ回路に送られ、ここで直流成分が再生される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の信号読取り回路は、コンデンサを使用した交流結
合回路を使用しているため、コンデンサにより帯域制限
され、特に低周波成分が劣化するという欠点があった。

また、コンデンサを使用しているため、演算増幅器の後
に、クランプ回路等の直流再生回路が必要になるという
問題もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、出力線に一方
の入力端子を接続し、他方の入力端子に所定の電圧ＶＢ
を印加して、入力された信号電荷を電圧に変換する第１
の演算増幅器と、この第１の演算増幅器の出力端子に一
方の入力端子を接続し、他方の入力端子に前記電圧ＶＢ
を印加して、第１の演算増幅器の出力電圧から電圧ＶＢ
を減算する第２の演算増幅器とを設けたものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図において、垂直走査シフトレジスタ１０の出力端
子Ｄ１〜Ｄ３に、水平線１１〜１３がそれぞれ接続され
ている。第１行目の水平線１１には、水平ＭＯＳスイッ
チ１４．１５のゲートが接続され、第２行目の水平線１
２には水平ＭＯＳスイッチ１５．１６のゲートがそれぞ
れ接続されている。これらの水平ＭＯＳスイッチ１４〜
１７には、フォトダイオード１９〜２２がそれぞれ接続
されている。

前記水平ＭＯＳスイッチ１４．１６のドレインば、第１
列目の垂直線２４に接続されており、また水平ＭＯＳス
イッチ１５．１７のドレインは、第２列目の垂直線２５
に接続されている。これらの垂直線２４．２５には、垂
直ＭＯＳスイッチ２６．２７が直列にそれぞれ接続され
ている。この垂直ＭＯＳスイッチ２６．２７のゲートは
、水平走査シフトレジスタ２８の出力端子Ｆｌ、Ｆ２に
それぞれ接続されており、またドレインには出力線２９
が接続されている。

前記フォトダイオードは、ＬＳＩ技術により多数形成さ
れ、これらが規則正しくマトリックスに配置されるもの
であるが、図面を簡単にするために、４個のフォトダイ
オードだけが例示しである。

また、色信号を取り出す場合には、各フォトダイオード
の前に色フィルタを取り付ける。

前記出力線２９は、演算増幅器３２の反転入力端子に接
続されている。この演算増幅器３２の帰還回路には、抵
抗３３が接続されており、また非反転入力端子には一定
電圧Ｖ、が印加されている。

前記演算増幅器３２の出力端子は、抵抗３４を介して演
算増幅器３５の反転入力端子に接続されている。この演
算増幅器３５の帰還回路には、抵抗３６が接続され、ま
た非反転入力端子には抵抗３４と同じ抵抗値を持った抵
抗３７を介して一定電圧Ｖｎが印加されている。

前記演算増幅器３５の出力端子は、抵抗を介して演算増
幅器３９の反転入力端子に接続されている。この演算増
幅器３９の帰還回路には、積分用のコンデンサ４０と、
所定のタイミングでスイ・ノチングするりセントスイッ
チ４１との並列回路が接続されており、これらの回路に
より積分器が構成される。この積分された信号は、サン
プリングスイッチ４２でサンプリングされる。

コントローラ４３は、垂直走査シフトレジスタ１０、水
平走査シフトレジスタ２８とにシフトパルスを送り、各
フォトダイオードからの信号電荷の読出しを制御すると
ともに、この読出しに同期したタイミングでリセットス
イッチ４１及びサンプリングスイッチ４２をＯＮにする
。

次に、第２図を参照して上記実施例の作用について説明
する。コントローラ４３は、垂直走査シフトレジスタ１
０にパルスを送って、第１番目の出力端子ＤＩをｒＨＪ
にする。これとともに、コントローラ４３は、水平走査
シフトレジスタ２８にパルスを送り、第１番目の出力端
子Ｆ１を「Ｈ」にする。これにより、水平ＭＯＳスイッ
チ１４と、垂直ＭＯＳスイッチ２６とがＯＮするから、
第１行第１列目のフォトダイオード１９が選択される。

・演算増幅器３２の非反転入力端子には、一定電圧ＶＢ
が印加されているため、出力線２９が電圧ＶＢでバイア
スされる。この電圧ＶＢは、垂直ＭＯＳスイッチ２６と
水平ＭＯＳスイッチ１４とを介して、充電電圧としてフ
ォトダイオード１９に印加されるから、フォトダイオー
ド１９の浮遊容量に蓄積された信号電荷に応じた電流が
出力線２９に流れ、演算増幅器３２で電流−電圧変換さ
れる。

前記演算増幅器３２から出力された信号は、演算増幅器
３５に送られ、ここで演算増幅器３２のバイアス電圧Ｖ
Ｂが減算され、かつ電圧増幅される。第２図に示すよう
に、演算増幅器３５の出力信号は、垂直ＭＯＳスイッチ
２６の０Ｎ−ＯＦＦによる大きなノイズが乗っている。

前記垂直ＭＯＳスインチ２６のスイッチング時に発生す
るノイズを除去するために、演算増幅器３５の出力信号
は、積分コンデンサ４０で積分される。この積分により
、ノイズが相殺されたタイミングでサンプリングスイッ
チ４２をＯＮにして、フォトダイオード１９に入射した
光量に応じた信号を取り出す。なお、リセットスイッチ
４１は、有効な信号を取り出した後にＯＮして、積分コ
ンデンサ４０を放電させる。

第１行第１列目のフォトダイオード１９の信号読取りが
終了すると、コントローラ４３は、水平走査シフトレジ
スフ２８にシフトパルスを送って第２番目の出力端子Ｆ
２をｒＨＪにするから、第２列目の垂直ＭＯＳスイッチ
２７がＯＮする。これにより、第１行第２列目のフォト
ダイオード２０の信号読取りが開始される。こうして、
第１行目のフォトダイオードの走査が終了すると、コン
トローラ４３は、垂直走査シフトレジスタ１ｏの第２番
目の出力端子Ｄ２をｒＨＪに、その間で水平走査シフト
レジスフ２８を１回走査して、第２行目に属しているフ
ォトダイオードの信号読取りを行う。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、信号読取
り回路を直結形としたから、信号の直流成分も精度よく
読み取ることができる。すなわち、本発明は、出力線に
コンデンサを使用していないから、フォトダイオードの
信号のうち直流成分をカントすることなく、そのまま読
み取ることができる。また、直流成分がカットされない
から、これを再生するためのクランプ回路が不要となる
。

更に、コンデンサを使用すると、帯域が制限されるが、
本発明は直結形であるから、このような問題が発生しな
い。

また、第１演算増幅器と第２演算増幅器に共通電圧を印
加しているから、電圧変動による影響をなくすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。 第２図は信号波形図である。 １４〜１７・・水平ＭＯＳスイッチ １９〜２２・・フォトダイオード ２６．２７・・垂直ＭＯＳスイッチ ３２．３５．３９・・演算増幅器 ４０・・積分コンデンサ ４１・・リセットスイッチ ４２・・サンプリングスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光を光電変換するフォトダイオードをマトリ
   ックスに配置し、走査手段で各フォトダイオードを順次
   走査して、フォトダイオードの信号電荷を出力線から取
   り出すＭＯＳ型イメージセンサーにおいて、 前記出力線に一方の入力端子を接続し、他方の入力端子
   に所定の電圧Ｖ＿Ｂを印加して、入力された信号を電圧
   に変換する第１の演算増幅器と、この第１の演算増幅器
   の出力端子に一方の入力端子を接続し、他方の入力端子
   に前記電圧Ｖ＿Ｂを印加して、第１の演算増幅器の出力
   電圧から電圧Ｖ＿Ｂを減算する第２の演算増幅器とを設
   けたことを特徴とする信号読取り回路。