JP2583564B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents
Photoelectric conversion deviceInfo
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- JP2583564B2 JP2583564B2 JP63065296A JP6529688A JP2583564B2 JP 2583564 B2 JP2583564 B2 JP 2583564B2 JP 63065296 A JP63065296 A JP 63065296A JP 6529688 A JP6529688 A JP 6529688A JP 2583564 B2 JP2583564 B2 JP 2583564B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光電変換素子より読み出されたセンサ出力
からセンサノイズを除去する方式の光電変換装置に関す
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion device that removes sensor noise from a sensor output read from a photoelectric conversion element.
[従来の技術] センサ出力からセンサノイズを除去する方法として
は、読出し動作後に、そのセンサをリフレッシュし、リ
フレッシュ後の残存成分をセンサノイズとして読み出
し、センサ出力とセンサノイズとを差分処理する方法が
ある。[Related Art] As a method of removing sensor noise from a sensor output, a method of refreshing a sensor after a read operation, reading a residual component after the refresh as sensor noise, and performing a difference process between the sensor output and the sensor noise is known. is there.
この方法による種々の改良例が、本出願人により特願
昭61−229625号、特願昭62−123872号、特願昭62−1945
25号などに記載されている。Various improvements by this method have been disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Nos. 61-229625, 62-1223872 and 62-1945.
It is described in No. 25 etc.
これらの方法において、高SN比の出力を得るために
は、リフレッシュ動作によって読み出された後の信号の
残存成分を十分に除去することが必要である。更に、セ
ンサノイズの読出し動作は、センサ出力に含まれるノイ
ズ成分と読み出されたセンサノイズとの相関性(近似
度)を高める必要から、センサ出力の読出し動作と同様
に駆動により行うことが望ましい。In these methods, in order to obtain an output with a high SN ratio, it is necessary to sufficiently remove the residual component of the signal read by the refresh operation. Further, the reading operation of the sensor noise is desirably performed by driving in the same manner as the reading operation of the sensor output because it is necessary to increase the correlation (approximation) between the noise component included in the sensor output and the read sensor noise. .
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような十分なリフレッシュ動作は
短時間に行うことが困難であり、特に本出願人による特
願昭62−17150号に記載されたゲート分離型センサで
は、ベース抵抗が大きいために時間を要する。[Problems to be Solved by the Invention] However, it is difficult to perform such a sufficient refresh operation in a short time, and in particular, in the gate separated type sensor described in Japanese Patent Application No. 62-17150 by the present applicant. However, it takes time because the base resistance is large.
例えば、NTSC用エリアセンサを構成した場合、一水平
走査期間は63.5μsecであり、このうち約10μsecが水平
ブランキング期間である。したがって、約10μsec内に
センサの読出し動作およびリフレッシュ動作を行う必要
がある。For example, when an NTSC area sensor is configured, one horizontal scanning period is 63.5 μsec, and about 10 μsec is a horizontal blanking period. Therefore, it is necessary to perform the read operation and the refresh operation of the sensor within about 10 μsec.
しかし、上記ゲート分離型センサでは、完全リフレッ
シュと過渡リフレッシュとを合わせた十分なリフレッシ
ュ動作を10μsec内で完了させることができない。However, in the above-described gate-separated sensor, a sufficient refresh operation including the complete refresh and the transient refresh cannot be completed within 10 μsec.
そこで考えられるのは、一水平有効走査期間を完全リ
フレッシュ動作期間とし、センサ出力とセンサノイズと
の間の一水平期間の時間差を補償する方法である。Therefore, a method is considered in which one horizontal effective scanning period is set as a complete refresh operation period, and a time difference between the sensor output and the sensor noise in one horizontal period is compensated.
第5図は、従来の光電変換装置における遅延補償の方
法を示す概略的構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a method of delay compensation in a conventional photoelectric conversion device.
同図に示すように、センサ部501からのセンサ出力S1
を遅延器502によって1Hだけ遅延させ、センサノイズN1
と共に差動アンプ503に入力する。これによってセンサ
出力S1からそのノイズ成分に近似したセンサノイズN1を
除去することができる。As shown in the figure, the sensor output S1 from the sensor unit 501
Is delayed by 1H by the delay unit 502, and the sensor noise N1
At the same time, it is input to the differential amplifier 503. As a result, the sensor noise N1 approximate to the noise component can be removed from the sensor output S1.
しかしながら、従来のようにセンサ出力の遅延処理を
センサ部501の外部回路である遅延器502によって行う
と、センサ出力S1のダイナミックレンジが大きいため
に、遅延器502のNS比が悪いところで信号レベルの設定
を行う必要がある。特に、低照度撮像時は、カメラの感
度を上げるためにプロセス回路等でゲインアップを行う
と、センサノイズよりも遅延器のノイズが目立つように
なるという問題点を有していた。However, if the delay processing of the sensor output is performed by the delay unit 502 which is an external circuit of the sensor unit 501 as in the related art, since the dynamic range of the sensor output S1 is large, the signal level of the delay unit 502 is low when the NS ratio is poor. You need to make settings. In particular, at the time of low-illuminance imaging, if the gain is increased by a process circuit or the like in order to increase the sensitivity of the camera, there is a problem that the noise of the delay unit becomes more conspicuous than the sensor noise.
さらに、従来では、出力アンプで発生する低域ノイ
ズ、外来の低周波ノイズ等を有効に除去することができ
なかった。Further, conventionally, low-frequency noise and external low-frequency noise generated in an output amplifier cannot be effectively removed.
本発明の目的は、センサ出力からノイズ成分を有効に
除去し、従来よりSN比が高く光情報を忠実に反映したセ
ンサ信号を得ることにある。An object of the present invention is to effectively remove a noise component from a sensor output and obtain a sensor signal having a higher SN ratio than the conventional one and faithfully reflecting optical information.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明による光電変換装
置は、 行及び列方向に配列された複数個の光電変換素子と、 該複数個の光電変換素子の内の所定の第1の行の光電
変換素子のセンサ出力を第1の水平ブランキング期間に
読み出して蓄積する第1の行メモリと、 その後前記第1の行の光電変換素子を1水平期間かけ
てリフレッシュし、続く第2の水平ブランキング期間に
該第1の行の光電変換素子に残存するセンサノイズを読
み出して蓄積する第2の行メモリと、 該第2の水平ブランキング期間に第2の行の光電変換
素子のセンサ出力を蓄積する第3の行メモリと、 前記第2の水平ブランキング期間の後の第2の水平期
間に前記第1、第2の行メモリの出力を差分処理する差
分処理手段と、 前記第2の水平期間に前記第2の行の光電変換素子を
1水平期間かけてリフレッシュし、続く第3の水平ブラ
ンキング期間に該第2の行の光電変換素子に残存するセ
ンサノイズを読み出して前記第2の行メモリに蓄積し、
該第3の水平ブランキング期間の後の第3の水平期間に
前記第2、第3の行メモリの出力を前記差分処理手段に
より差分処理するよう制御する制御手段と、 を有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, a photoelectric conversion device according to the present invention comprises: a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a row and a column direction; A first row memory for reading and accumulating the sensor outputs of the photoelectric conversion elements in a predetermined first row during a first horizontal blanking period, and thereafter storing the photoelectric conversion elements in the first row in one horizontal period A second row memory that refreshes and reads and accumulates sensor noise remaining in the photoelectric conversion elements of the first row in a subsequent second horizontal blanking period; and a second row memory in the second horizontal blanking period. A third row memory that accumulates sensor outputs of the photoelectric conversion elements in a row; and a differential processing of outputs from the first and second row memories in a second horizontal period after the second horizontal blanking period. Difference processing means, the second water The photoelectric conversion elements in the second row are refreshed for one horizontal period in a normal period, and sensor noise remaining in the photoelectric conversion elements in the second row is read out in a subsequent third horizontal blanking period to read out the second row. Accumulate in the row memory of
Control means for controlling output of the second and third row memories to be subjected to difference processing by the difference processing means in a third horizontal period after the third horizontal blanking period. I do.
[作 用] センサ出力とセンサノイズとの読出し時間差を所望の
走査期間補償する蓄積手段を設けたことで、遅延補償の
ための外部回路が不要となり、外部回路ノイズがなくな
りセンサ信号のSN比が向上する。[Operation] By providing the accumulation means for compensating the read time difference between the sensor output and the sensor noise for a desired scanning period, an external circuit for delay compensation becomes unnecessary, the external circuit noise is eliminated, and the SN ratio of the sensor signal is reduced. improves.
また、一旦センサ出力を行メモリに蓄積し、その1水
平期間後にセンサノイズを読み出して差分処理している
ので、各光電変換素子のバラツキを補正することができ
るとともに、更にこの差分処理中に次の行のセンサ出力
を別の行メモリに蓄積するようにするので、エリアセン
サにおいてこのような差分処理を連続して行うことが可
能となる。In addition, since the sensor output is temporarily stored in the row memory and the sensor noise is read out and subjected to the difference processing one horizontal period after that, the dispersion of each photoelectric conversion element can be corrected. Is stored in another row memory, it is possible to continuously perform such a difference process in the area sensor.
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の
概略的回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the photoelectric conversion device according to the present invention.
本実施例におけるセンサセルは特願昭62−17150号に
記載されたゲート分離型センサであり、n個のラインセ
ンサがm行配列され、m×nのエリアセンサを構成して
いる。The sensor cell in the present embodiment is a gate-separated sensor described in Japanese Patent Application No. 62-17150, in which n line sensors are arranged in m rows to form an m × n area sensor.
各センサの制御電極4は水平ラインごとに共通接続さ
れ、各水平ラインは垂直走査部1の並列出力端子に各々
接続されている。なお、垂直走査部1はシフトレジスタ
およびバッファから成り、シフトレジスタに入力するパ
ルスφv1およびφv2のタイミングに従って、駆動電圧Vr
を制御電極4が接続された各水平ラインへ順次出力す
る。The control electrodes 4 of the sensors are connected in common for each horizontal line, and each horizontal line is connected to a parallel output terminal of the vertical scanning unit 1. The vertical scanning unit 1 includes a shift register and a buffer. The vertical scanning unit 1 drives the drive voltage Vr according to the timing of the pulses φv 1 and φv 2 input to the shift register.
Is sequentially output to each horizontal line to which the control electrode 4 is connected.
また、各センサの出力電極3は列ごとに垂直ラインVL
に各々接続されている。各垂直ラインは、トランジスタ
Qt1〜Qt3を介して蓄積用のコンデンサCT1〜CT3に接続さ
れ、更にトランジスタQ1〜Q3を介して出力ラインSL1〜S
L3に各々接続されている。The output electrode 3 of each sensor is a vertical line VL for each column.
Are connected to each other. Each vertical line is a transistor
Qt 1 ~Qt 3 is connected to the capacitor CT 1 to CT 3 for storing via a further transistor Q 1 to Q 3 through the output line SL 1 to S
They are respectively connected to L 3.
ここで、トランジスタQt1〜Qt3のゲート電極にはパル
スφt1〜φt3が各々入力し開閉制御が行われる。また、
各水平ラインに対応するトランジスタQ1〜Q3において、
トランジスタQ1およびQ2のゲート電極にはトランジスタ
Qh1およびQh2を介して、トランジスタQ3のゲート電極に
は直接、水平走査部2からの走査パルスφh1〜φhnが各
々入力し開閉制御が行われる。Here, the switching control pulse φt 1 ~φt 3 respectively input to the gate electrode of the transistor Qt 1 ~Qt 3 is performed. Also,
In transistors Q 1 to Q 3 corresponding to each horizontal line,
Transistor to the gate electrode of the transistor Q 1 and Q 2
Scan pulses φh 1 to φhn from the horizontal scanning unit 2 are directly input to the gate electrode of the transistor Q 3 via Qh 1 and Qh 2 , respectively, to perform opening / closing control.
トランジスタQh1とQh2の各ゲート電極は、垂直ライン
ごとに共通接続され、トランジスタQh2にはパルスφh
が、トランジスタQh1にはパルスφhをインバータINVに
よって反転させたパルスが入力する。Each gate electrode of the transistor Qh 1 and Qh 2 is commonly connected to each vertical line, pulse φh the transistor Qh 2
But the pulse obtained by inverting the pulse φh by the inverter INV is input to the transistor Qh 1.
なお、各垂直ラインの両端はトランジスタQrおよびQc
を介して各々接地され、各トランジスタはパルスφvcお
よびφcによって開閉制御される。Note that both ends of each vertical line are transistors Qr and Qc
, And each transistor is controlled to open and close by pulses φvc and φc.
出力ラインSL3は出力アンプ5に接続され、センサノ
イズNを出力する。また、出力ラインSL1およびSL2はト
ランジスタQL1およびQL2を介して出力アンプ6に接続さ
れ、センサ出力Sを出力する。Output line SL 3 is connected to the output amplifier 5 outputs the sensor noise N. The output lines SL 1 and SL 2 are connected to the output amplifier 6 via the transistors QL 1 and QL 2 and output a sensor output S.
ここでトランジスタQL1およびQL2のゲート電極には、
パルスφhを反転したパルスおよびパルスφhが各々入
力し開閉制御が行われる。また、出力ラインSL1〜SL3お
よび出力アンプ5、6の入力端子は、パルスφhcによっ
て開閉制御されるトランジスタQhcを介して接地されて
いる。Here, the gate electrodes of the transistors QL 1 and QL 2
A pulse obtained by inverting the pulse φh and the pulse φh are input, and opening / closing control is performed. The input terminal of the output lines SL 1 to SL 3 and the output amplifier 5 and 6 are grounded through a transistor Qhc which is opened and closed controlled by a pulse [phi] HC.
次に、かかる構成を有する本実施例の動作を説明す
る。Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
第2図(A)は、本実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャート、第2図(B)は、信号読出しタイミ
ングを示す説明図である。FIG. 2A is a timing chart for explaining the operation of the present embodiment, and FIG. 2B is an explanatory diagram showing signal read timing.
なお、同図(A)のタイミングチャートは、同図
(B)における期間BLK1、fH1およびBLK2を示したもの
であり、したがって、BLK1が開始した時点では第1行の
ラインセンサのセンサ出力S1は既にコンデンサCT1に蓄
積された状態となっている。また、第1行のラインセン
サは期間fH0の間に完全リフレッシュが行われ、トラン
ジスタTrのベースは等電位に設定されている。The timing chart in FIG (A), which has shown the period BLK1, fH 1 and BLK2 in FIG (B), therefore, at the time the BLK1 starts the sensor output of the line sensor in the first row S1 It is already in a state of being accumulated in the capacitor CT 1. The line sensor of the first row indicates complete refresh is performed during a period fH 0, the base of the transistor Tr is set to an equipotential.
(期間T1) 水平ブランキング期間BLK1が開始すると、パルスφt2
およびφt3が立上がりトランジスタQt2およびQt3がONと
なる。パルスφcはハイレベルでトランジスタQcはON状
態であるから、コンデンサCT2およびCT3の残留電荷がク
リアされる。(Period T 1 ) When the horizontal blanking period BLK1 starts, the pulse φt 2
And φt 3 rise, and transistors Qt 2 and Qt 3 are turned on. Since the pulse φc transistor Qc at high level in the ON state, the residual charge in the capacitor CT 2 and CT 3 are cleared.
(期間T2) 垂直走査部1に入力する駆動パルスφv1およびφv2は
変化していないために、垂直走査部1は依然として第1
行を選択している。(Period T 2 ) Since the drive pulses φv 1 and φv 2 input to the vertical scanning unit 1 have not changed, the vertical scanning unit 1 is still in the first position.
You have selected a row.
したがって、駆動電圧Vrが正電圧へ立上がると、パル
スφcによりトランジスタQcはON状態であるから、第1
行のラインセンサの過渡リフレッシュ動作が行われる。Therefore, when the drive voltage Vr rises to a positive voltage, the transistor Qc is turned on by the pulse φc.
A transient refresh operation of the line sensor of the row is performed.
過渡リフレッシュ動作は、前記完全リフレッシュ後に
ベースに残留するキャリアをトランジスタ動作を利用し
て除去するものである。すなわち、正電圧の駆動電圧Vr
が制御電極4に入力することによって、センサのキャパ
シタCoxを通してトランジスタTrのベース電位が上昇
し、ベース・エミッタ間が順方向にバイアスされ、ベー
スに蓄積されたキャリア(ここではホール)がトランジ
スタQcおよびQrを通して接地されたエミッタ側へ除去さ
れる。In the transient refresh operation, carriers remaining in the base after the complete refresh are removed using a transistor operation. That is, the positive drive voltage Vr
Is input to the control electrode 4, the base potential of the transistor Tr rises through the capacitor Cox of the sensor, the base-emitter is forward-biased, and the carriers (here, holes) accumulated in the base become the transistors Qc and It is removed to the emitter side grounded through Qr.
(期間T3) 駆動電圧Vrを正電圧に維持したまま、パルスφcをロ
ーレベルとしてトランジスタQcをOFF状態にする。これ
によって、第1行のラインセンサの各セルにおけるリフ
レッシュ後の信号、すなわちセンサノイズN1がトランジ
スタQt3を通してコンデンサCT3へ転送される。(Period T 3 ) While maintaining the drive voltage Vr at a positive voltage, the pulse φc is set to the low level to turn off the transistor Qc. Thus, the signal after the refresh in each cell of the first row line sensor, i.e., sensor noise N1 is transferred to the capacitor CT 3 through the transistor Qt 3.
したがって、前の水平ブランキング期間BLK0で転送さ
れたセンサ出力S1がコンデンサCT1に、センサノイズN1
がコンデンサCT3に各々蓄積されている。Thus, the sensor outputs S1 transferred in front of the horizontal blanking period BLK0 is the capacitor CT 1, sensor noise N1
There are respectively stored in the capacitor CT 3.
続いて、期間T3を経過すると、駆動電圧Vrは接地電位
に立下がり、パルスφt3も立下がってトランジスタQt3
はOFF状態となる。そして、駆動パルスφv1およびφv2
によって、垂直走査部1は第2行のラインセンサを選択
する。Then, after a lapse of the period T 3, the drive voltage Vr falls to the ground potential, transistor Qt 3 and pulse φt 3 also fall of
Is turned off. Then, drive pulses φv 1 and φv 2
, The vertical scanning unit 1 selects the line sensor in the second row.
(期間T4) パルスφt2およびφcを立上がらせてコンデンサCT2
をクリアした後、期間T4の動作を行う。ここでは、トラ
ンジスタQt2はONのままであり、パルスφcはローレベ
ルであるから垂直ラインは浮遊状態となっている。(Period T 4 ) Pulses φt 2 and φc rise and capacitor CT 2
After clearing the, perform the operation in the period T 4. Here, the transistor Qt 2 remains ON, and the pulse φc is at a low level, so that the vertical line is in a floating state.
この状態で駆動電圧Vrが正電圧に立上がり、第2行の
ラインセンサの読出し動作が行われる。すなわち、制御
電極4に正電圧が印加されることで、トランジスタTrの
ベース電位が上昇する。これによってベース・エミッタ
間が順方向のバイアスされてベースの蓄積電圧がエミッ
タ側へ読み出され、トランジスタQt2を通してコンデン
サCT2にセンサ出力S2として蓄積される。In this state, the drive voltage Vr rises to a positive voltage, and the read operation of the line sensor in the second row is performed. That is, when a positive voltage is applied to the control electrode 4, the base potential of the transistor Tr increases. Thus the base-emitter is forward bias is read based storage voltage to the emitter side, is stored as a sensor output S2 in the capacitor CT 2 through the transistor Qt 2.
以上の動作が水平ブランキング期間BLK1内で行われ
る。The above operation is performed within the horizontal blanking period BLK1.
(期間T5) この期間は水平有効走査期間に相当する。すなわち、
各垂直ラインにおけるコンデンサCT1およびCT3に各々蓄
積されたセンサ出力S1およびセンサノイズN1を水平走査
部2からの走査パルスφhのタイミングに従って順次外
部へ読み出す期間である。これと平行して、第2行のラ
インセンサの完全リフレッシュ動作を行う期間でもあ
る。(Period T 5) This period corresponds to the effective horizontal scanning period. That is,
A period sequentially reading outside in accordance with the timing of the scanning pulse φh of the sensor output S1 and sensor noise N1 which are respectively accumulated in the capacitor CT 1 and CT 3 in each vertical line from the horizontal scanning unit 2. In parallel with this, it is also a period during which the complete refresh operation of the line sensor in the second row is performed.
まず、この期間において、パルスφh1はローレベルで
あるから各垂直ラインに対応するトランジスタQh1と出
力ラインSL1に接続されたトランジスタQL1とはON状態と
なっている。First, in this period, the pulse φh1 is in the ON state because a low level and the transistor QL 1 which is connected to the transistor Qh 1 and the output line SL 1 corresponding to the vertical line.
まず、走査パルスφh1が立上がると、トランジスタQ1
およびQ3がONとなり、コンデンサCT1およびCT3に各々蓄
積されているセルS11のセンサ出力S1およびセンサノイ
ズN1が出力ラインSL1およびSL3に各々転送され、出力ア
ンプ5および6を通して外部へ同時に出力される。すな
わち、S1とN1との間の一水平走査期間の時間差をセンサ
部内で補償しているために、従来のような遅延器を外部
に設ける必要がなく遅延器によるノイズをなくすことが
できる。First, when the scan pulse φh 1 rises, the transistor Q 1
And Q 3 is turned ON, are respectively transferred to the sensor output S1 and sensor noise N1 is output lines SL 1 and SL 3 cells S 11 that are respectively stored in the capacitor CT 1 and CT 3, the external through the output amplifier 5 and 6 Are output simultaneously. That is, since the time difference of one horizontal scanning period between S1 and N1 is compensated in the sensor unit, it is not necessary to provide a delay unit as in the related art outside, and noise caused by the delay unit can be eliminated.
以下同様に、走査パルスφh2〜φhnのタイミングで、
第1行のセンサセルS12〜S1nのセンサ出力S1およびセン
サノイズN1が順次出力される。なお、各信号が出力され
るごとに、出力ラインの残留電荷をリセットするため
に、パルスφhcによりトランジスタQhcがONとなる。Hereinafter, similarly, at the timing of the scanning pulses φh 2 to φhn,
Sensor output S1 and sensor noise N1 of the sensor cell S 12 to S 1 n of the first row are sequentially output. Each time a signal is output, the transistor Qhc is turned on by the pulse φhc in order to reset the residual charge on the output line.
更に期間T5において、駆動電圧Vrが負電圧に立下がる
ことで、第2行のセンサの完全リフレッシュを行う。十
分長い時間の完全リフレッシュを行うことができるため
に、第2行のラインセンサのベース電位を蓄積電圧に関
係なく均一にすることができる。In still period T 5, by driving voltage Vr falls to a negative voltage, a complete refresh of the second row of sensors. Since the complete refresh can be performed for a sufficiently long time, the base potential of the line sensor in the second row can be made uniform regardless of the storage voltage.
こうして第1行のセンサ出力S1およびセンサノイズN1
が読み出されると、次の水平ブランキング期間BLK2にお
いて第2行のセルのセンサノイズN2と第3行のセルのセ
ンサ出力N3とが転送される。Thus, the sensor output S1 and the sensor noise N1 in the first row
Is read, the sensor noise N2 of the cells in the second row and the sensor output N3 of the cells in the third row are transferred in the next horizontal blanking period BLK2.
その際、第2行のセンサ出力S2は既に期間BLK1でコン
デンサCT2に転送され蓄積されているために、コンデン
サCT1およびCT3がクリアされ、第2行のセンサの過渡リ
フレッシュが行われた後で、第2行のセンサノイズN2が
コンデンサCT3に転送される。At that time, because it is transferred to the capacitor CT 2 accumulated in the second row of the sensor output S2 already period BLK1, clears the capacitor CT 1 and CT 3, transient refresh of the second row of the sensor is performed later, sensor noise N2 in the second row are transferred to the capacitor CT 3.
続いて、垂直走査部1は第3行を選択し、第3行のセ
ンサ出力S3を読み出してコンデンサCT1へ転送する。Then, the vertical scanning unit 1 selects the third line is transferred to the capacitor CT 1 reads the third row of the sensor output S3.
こうして第2行のセンサ出力S2とセンサノイズN2とが
出力されるが、その際パルスφhはハイレベルとなって
いるために、各垂直ラインに対応するトランジスタQh2
と出力ラインSL2に接続されたトランジスタQL2とがONと
なっている。したがって、走査パルスφhおよびφhcに
よって、第2行のセンサ出力S2およびセンサノイズN2が
順次外部へ出力される。Thus, the sensor output S2 and the sensor noise N2 of the second row are output. At this time, since the pulse φh is at the high level, the transistor Qh 2 corresponding to each vertical line is output.
A transistor QL 2 connected to the output line SL 2 and is ON. Therefore, the sensor output S2 and the sensor noise N2 in the second row are sequentially output to the outside by the scanning pulses φh and φhc.
以下同様の動作を繰り返して、第m行までのセンサ出
力およびセンサノイズが各々出力される。Hereinafter, the same operation is repeated to output the sensor output and the sensor noise up to the m-th row.
このように本実施例では、期間T5において完全リフレ
ッシュを行ったあとで、過渡リフレッシュも行うため
に、センサ出力に含まれるノイズ成分と、読み出された
センサノイズとの相関性が良くなり、ノイズ低減に大き
く寄与する。Thus, in this embodiment, after performing a complete refresh in period T 5, in order to perform even transient refresh, the noise component included in the sensor output, the better the correlation between the sensor noise read, It greatly contributes to noise reduction.
第3図は、本発明の第2実施例の概略的構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
同図に示すように、m×nのセンサ301を垂直シフト
レジスタ302およびバッファ303によって順次水平ライン
を選択しながら、水平シフトレジスタ306および読出し
回路304と水平シフトレジスタ307および読出し回路305
とを用いて偶数列と奇数列とを交互に読み出す。As shown in the drawing, the horizontal shift register 306 and readout circuit 304 and the horizontal shift register 307 and readout circuit 305 are sequentially selected by the m × n sensor 301 by the vertical shift register 302 and the buffer 303.
Are used to alternately read even and odd columns.
このように構成することで、水平シフトレジスタ306
および307の駆動周波数を低くでき、回路設計が容易と
なる。With this configuration, the horizontal shift register 306
And 307 can be driven at a low frequency, and circuit design becomes easy.
第4図(A)は、本発明の第3実施例の概略的構成
図、第4図(B)は、その動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。FIG. 4A is a schematic configuration diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a timing chart for explaining the operation.
同図(A)において、センサ部401は第3図に示す構
成を有し、そのセンサSaおよびセンサノイズNaと、同じ
くSbおよびNbとは、差動増幅器402aおよび402bに各々入
力しセンサノイズが除去される。ノイズが除去された各
センサ信号は、クランプ回路403aおよび403b、サンプル
ホールド回路404および404bを通して加算器405で合成さ
れ、ローパルフィルタ406およびプロセス回路407を通し
てNTSC信号として出力される。3A, a sensor unit 401 has the configuration shown in FIG. 3, and its sensor Sa and sensor noise Na, and similarly Sb and Nb, are input to differential amplifiers 402a and 402b, respectively. Removed. Each of the sensor signals from which noise has been removed is synthesized by the adder 405 through the clamp circuits 403a and 403b and the sample and hold circuits 404 and 404b, and output as an NTSC signal through the low-pass filter 406 and the process circuit 407.
センサ401の駆動やクランプおよびサンプルホールド
のタイミングは、クロック回路408からのクロックパル
スによって制御される。The timing of driving, clamping, and sample-and-hold of the sensor 401 is controlled by a clock pulse from the clock circuit 408.
次に、同図(B)を参照しながら本実施例の動作を説
明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
まず、センサ出力SbからセンサノイズNbが除去され、
そのセンサ信号がクランプ回路403bから出力する時点
で、パルスCP1がクランプ回路403aおよびサンプルホー
ルド回路404bに入力する。First, the sensor noise Nb is removed from the sensor output Sb,
When the sensor signal is output from the clamp circuit 403b, the pulse CP1 is input to the clamp circuit 403a and the sample and hold circuit 404b.
これによって、クランプ回路403aにおいて、出力ライ
ンSL、出力アンプ5および6、アンプ402a、その他外乱
等に起因する低域ノイズ等がクランプされ、サンプルホ
ールド回路404bにおいて、クランプ回路403bで低域ノイ
ズ等が除去されたセンサ信号がホールドされる。As a result, in the clamp circuit 403a, the output line SL, the output amplifiers 5 and 6, the amplifier 402a, and other low-frequency noise caused by disturbances and the like are clamped. In the sample-and-hold circuit 404b, the low-frequency noise and the like are clamped in the clamp circuit 403b. The removed sensor signal is held.
サンプルホールド回路404aによってコンデンサCTや出
力ラインSL等による容量分割ノイズが低減できる。The sample and hold circuit 404a can reduce capacitance division noise due to the capacitor CT, the output line SL, and the like.
続いて、水平シフトレジスタ306に駆動パルスφH1が
入力して次段の走査パルスが出力すると、次のセンサ出
力SaおよびセンサノイズNaが差動アンプ402aに入力し、
クランプ回路403aによって低域ノイズ等が除去されてサ
ンプルホールド回路404aへ出力する。Subsequently, when the driving pulse φH 1 is input to the horizontal shift register 306 and the next scanning pulse is output, the next sensor output Sa and sensor noise Na are input to the differential amplifier 402a,
The low-frequency noise and the like are removed by the clamp circuit 403a, and output to the sample-and-hold circuit 404a.
この状態でパルスCP2がクロック回路408から出力し、
低域ノイズ等が除去されたセンサ信号がサンプルホール
ド回路404aに保持されると共に、クランプ回路403bに差
動アンプ402b系統の低域ノイズ等がクランプされる。In this state, the pulse CP2 is output from the clock circuit 408,
The sensor signal from which the low-frequency noise or the like has been removed is held by the sample-and-hold circuit 404a, and the low-frequency noise or the like of the differential amplifier 402b system is clamped by the clamp circuit 403b.
以下同様にして、種々のノイズが除去されたセンサ信
号が加算器405に入力し、NTSC信号としてプロセス回路4
07から出力する。In the same manner, the sensor signal from which various noises have been removed is input to the adder 405 and the process circuit 4 outputs the NTSC signal.
Output from 07.
なお、本実施例ではノイズNnを読み出した後にセンサ
ベースを逆バイアスにして蓄積状態へ移行させ、蓄積
後、再び順バイアス駆動を行って信号Sn+1を読み出す
こととなる。In this embodiment, after reading out the noise Nn, the sensor base is reverse-biased to shift to the accumulation state, and after accumulation, the forward bias driving is performed again to read out the signal Sn + 1 .
しかし、ノイズNnと信号Sn+1とに含まれるノイズN
n′を考えると、ノイズNnは1回目の読み出しであり、
ノイズNn′は2回目の読み出しである。このような複数
回の読み出しモードでは、信号とノイズとは別個に考え
る必要がある。However, the noise Nn included in the noise Nn and the signal Sn + 1
Considering n ', the noise Nn is the first readout,
The noise Nn 'is the second reading. In such a multiple reading mode, the signal and the noise need to be considered separately.
まず、信号の複数回読み出しでは、読出し回数を重ね
るにつれてベースの信号電荷の一部が破壊され、信号レ
ベルが低下していく。逆に、ノイズの場合は読出し回数
を重ねるにつれて増加する傾向にある。これはフィード
バック作用によるものと考えられる。First, in reading a signal a plurality of times, as the number of readings increases, a part of the base signal charge is destroyed, and the signal level decreases. Conversely, noise tends to increase as the number of readings increases. This is considered to be due to the feedback effect.
本実施例はノイズの複数回読み出しに相当するので、
ノイズを効果的に除去するためには互いのレベル調整を
行う必要がある。Since the present embodiment corresponds to reading noise multiple times,
In order to effectively remove noise, it is necessary to adjust the levels of each other.
この信号レベル調整の方法として、1回目の読み出し
出力に対して、2回目の読出し出力を小さくする、ある
いは逆に1回目の読出し出力を大きく調整しても良い。
また、他の方法として1回目の読出し時間に対し、2回
目の読出し時間を短かくして、2回目の読出し効率を低
下させることによってもレベル調整が可能である。As a method of adjusting the signal level, the second read output may be made smaller than the first read output, or conversely, the first read output may be made larger.
As another method, the level can be adjusted by shortening the second reading time with respect to the first reading time to lower the second reading efficiency.
なお、パルスCP1とCP2との繰返し移送を180゜に設定
できるので、ホールドデューティが50%となり、信号出
力低下を防止できる。Since the repetitive transfer of the pulses CP1 and CP2 can be set to 180 °, the hold duty becomes 50%, and a decrease in signal output can be prevented.
なお、本発明は、多水平ライン同時読出し方式にも適
用可能である。例えば、2水平ライン同時読出し方式で
は、2つの水平ラインに対応した信号蓄積用のコンデン
サを4個と、ノイズ蓄積用のコンデンサを2個設ければ
よい。The present invention is also applicable to a multi-horizontal-line simultaneous reading system. For example, in the two-horizontal-line simultaneous reading method, it is sufficient to provide four capacitors for signal accumulation and two capacitors for noise accumulation corresponding to two horizontal lines.
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明による光電変換装
置は、センサ出力とセンサノイズとの読出し時間差を所
望の走査期間補償する蓄積手段を設けたことで、遅延補
償のための外部回路が不要となり、外部回路ノイズがな
くなりセンサ信号のSN比が向上する。[Effects of the Invention] As described above in detail, the photoelectric conversion device according to the present invention is provided with the accumulation means for compensating the read time difference between the sensor output and the sensor noise for a desired scanning period, thereby providing delay compensation. No external circuit is required, and external circuit noise is eliminated, and the SN ratio of the sensor signal is improved.
また、一旦センサ出力を行メモリに蓄積し、その1水
平期間後にセンサノイズを読み出して行メモリに蓄積
し、各行メモリの出力を差分処理しているので、各光電
変換素子のバラツキを補正することができるとともに、
更にこの差分処理中に次の行のセンサ出力を別の行メモ
リに蓄積するようにするので、エリアセンサにおいてこ
のような差分処理を連続して行うことが可能となる。Further, since the sensor output is temporarily stored in the row memory, and the sensor noise is read out and stored in the row memory one horizontal period after that, and the output of each row memory is subjected to the difference processing, the variation of each photoelectric conversion element is corrected. Can be done,
Further, since the sensor output of the next row is stored in another row memory during the difference processing, it is possible to continuously perform such a difference processing in the area sensor.
第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の概
略的回路図、 第2図(A)は、本実施例の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第2図(B)は、信号読出しタイミン
グを示す説明図、 第3図は、本発明の第2実施例の概略的構成図、 第4図(A)は、本発明の第3実施例の概略的構成図、
第4図(B)は、その動作を説明するためのタイミング
チャート、 第5図は、従来の光電変換装置における遅延補償の方法
を示す概略的構成図である。 1……垂直走査部 2……水平走査部 3……出力電極 4……制御電極 5、6……出力アンプ 402a,402b……差動アンプ 403a,403b……クランプ回路 404a,404b……サンプルホールド回路FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the photoelectric conversion device according to the present invention, FIG. 2 (A) is a timing chart for explaining the operation of the present embodiment, and FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention, FIG. 4 (A) is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention,
FIG. 4 (B) is a timing chart for explaining the operation, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a delay compensation method in a conventional photoelectric conversion device. 1 Vertical scanning unit 2 Horizontal scanning unit 3 Output electrode 4 Control electrode 5, 6 Output amplifier 402a, 402b Differential amplifier 403a, 403b Clamp circuit 404a, 404b Sample Hold circuit
Claims (1)
換素子と、 該複数個の光電変換素子の内の所定の第1の行の光電変
換素子のセンサ出力を第1の水平ブランキング期間に読
み出して蓄積する第1の行メモリと、 その後前記第1の行の光電変換素子を1水平期間かけて
リフレッシュし、続く第2の水平ブランキング期間に該
第1の行の光電変換素子に残存するセンサノイズを読み
出して蓄積する第2の行メモリと、 該第2の水平ブランキング期間に第2の行の光電変換素
子のセンサ出力を蓄積する第3の行メモリと、 前記第2の水平ブランキング期間の後の第2の水平期間
に前記第1、第2の行メモリの出力を差分処理する差分
処理手段と、 前記第2の水平期間に前記第2の行の光電変換素子を1
水平期間かけてリフレッシュし、続く第3の水平ブラン
キング期間に該第2の行の光電変換素子に残存するセン
サノイズを読み出して前記第2の行メモリに蓄積し、該
第3の水平ブランキング期間の後の第3の水平期間に前
記第2、第3の行メモリの出力を前記差分処理手段によ
り差分処理するよう制御する制御手段と、 を有することを特徴とする光電変換装置。A plurality of photoelectric conversion elements arranged in a row and a column direction, and a sensor output of a photoelectric conversion element in a predetermined first row among the plurality of photoelectric conversion elements is supplied to a first horizontal block. A first row memory that reads and accumulates during the ranking period; and thereafter, refreshes the photoelectric conversion elements of the first row over one horizontal period, and then performs photoelectric conversion of the first row during a second horizontal blanking period. A second row memory that reads and accumulates sensor noise remaining in the element, a third row memory that accumulates a sensor output of a photoelectric conversion element in a second row during the second horizontal blanking period, Differential processing means for performing differential processing on the outputs of the first and second row memories in a second horizontal period after two horizontal blanking periods; and photoelectric conversion of the second row in the second horizontal period. Element 1
Refreshing is performed over a horizontal period, and sensor noise remaining in the photoelectric conversion elements of the second row is read out and stored in the second row memory during a subsequent third horizontal blanking period, and the third horizontal blanking is performed. Control means for controlling output of the second and third row memories to be subjected to difference processing by the difference processing means during a third horizontal period after the period.
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|---|---|---|---|
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| JPH01238381A JPH01238381A (en) | 1989-09-22 |
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Family Cites Families (2)
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