JPH0752120B2 - Charge integration type photodetector and its signal readout circuit - Google Patents
Charge integration type photodetector and its signal readout circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電荷積分型光検出器及
びその信号読み出し回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge integration type photodetector and a signal read circuit thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電荷積分型光検出器(以後、単に
光検出器と記す)について、本発明関連部分、すなわち
出力信号の読み出し回路を中心にして説明する。2. Description of the Related Art A conventional charge integration type photodetector (hereinafter referred to simply as "photodetector") will be described with reference to a portion related to the present invention, that is, an output signal reading circuit.
【0003】この種の光検出器において出力信号の読み
出し回路は基本的に、電荷蓄積用のキャパシタを光検出
素子に直列に接続し、光検出素子で発生した電荷を上記
のキャパシタで一定時間積分し、この積分によって生じ
たキャパシタの端子電圧を出力信号として読み出すよう
に構成されている。尚、本発明の属する技術分野におい
ては、電荷蓄積用のキャパシタを予め所定電圧に充電し
て電荷を蓄積した後、このキャパシタに直列に接続され
た、例えば、フォトダイオードのような電流決定素子を
流れる電流で放電することを、フォトダイオードでの発
生電荷をキャパシタで積分すると言う。In this type of photodetector, an output signal readout circuit basically has a charge storage capacitor connected in series to a photodetection element, and the charge generated in the photodetection element is integrated for a certain period of time by the capacitor. Then, the terminal voltage of the capacitor generated by this integration is read as an output signal. In the technical field to which the present invention pertains, a capacitor for storing charges is charged in advance to a predetermined voltage to store charges, and then a current-determining element such as a photodiode connected in series to the capacitor is connected. Discharging with a flowing current is called integrating a charge generated in the photodiode with a capacitor.
【0004】図4に従来の光検出器の一例の回路図を示
す。図4を参照すると、従来の光検出器は、光検出素子
2と、列選択トランジスタ3とDIG(ダイレクト・イ
ンジェクション・ゲート:Direct Inject
ion Gate)トランジスタ4とキャパシタ5とで
構成される積分回路1とを備えている。光検出素子2で
発生した電荷は、列選択トランジスタ3が投入されてい
る間(図5に示すタイミングチャート中の期間T1及び
T4)だけ、DIGトランジスタ4を介してキャパシタ
5で積分される。列選択トランジスタ3が開放状態とな
り積分が終了すると、制御信号S2で制御される行選択
トランジスタ8が導通状態となりキャパシタ5の端子電
圧が読み出しライン9に読み出され、出力アンプ10を
介して出力信号S4として出力される。更に、読み出し
期間の後半(図5中の期間T3及びT6)で、制御信号
S3で制御されるリセットトランジスタ11が投入状態
となりキャパシタ5が再充電され、次の積分に備える。
DIGトランジスタ4のゲート電極には、このトランジ
スタを飽和領域で動作させるような一定電圧が与えら
れ、上記の読み出し動作中にキャパシタ5の端子電圧が
変化しても、放電が一定電流で行われるようにしてい
る。FIG. 4 shows a circuit diagram of an example of a conventional photodetector. Referring to FIG. 4, a conventional photodetector includes a photodetector element 2, a column selection transistor 3, and a DIG (Direct Injection Gate).
(ion gate) transistor 4 and an integrating circuit 1 including a capacitor 5. The charges generated in the photodetection element 2 are integrated in the capacitor 5 via the DIG transistor 4 only while the column selection transistor 3 is turned on (periods T1 and T4 in the timing chart shown in FIG. 5). When the column selection transistor 3 is opened and integration is completed, the row selection transistor 8 controlled by the control signal S2 becomes conductive, the terminal voltage of the capacitor 5 is read out to the read line 9, and the output signal is output via the output amplifier 10. It is output as S4. Further, in the latter half of the read-out period (periods T3 and T6 in FIG. 5), the reset transistor 11 controlled by the control signal S3 is turned on and the capacitor 5 is recharged to prepare for the next integration.
A constant voltage is applied to the gate electrode of the DIG transistor 4 so that the transistor operates in a saturation region, and even if the terminal voltage of the capacitor 5 changes during the read operation, the discharge is performed with a constant current. I have to.
【0005】このように、従来の光検出器は、積分、読
み出し、リセット(充電)動作を1サイクルとして動作
し、光検出素子4に入力した光信号を電圧信号として出
力することを特徴とする。As described above, the conventional photodetector is characterized in that the integration, reading, and reset (charge) operations are performed as one cycle, and the optical signal input to the photodetector element 4 is output as a voltage signal. .
【0006】尚、図4に示す光検出器を実際に実現する
場合の構造としては、光検出素子2とそれ以外の回路部
分とを含めて同一基板上に形成した構造のものと、光検
出器2とそれ以外の回路部分とをそれぞれ別々の基板上
に形成した後電気的に一体化接続した構造のものとがあ
る。As a structure for actually realizing the photodetector shown in FIG. 4, as a structure including the photodetection element 2 and the other circuit portion formed on the same substrate, There is a structure in which the container 2 and the other circuit portion are formed on separate substrates and then electrically integrated and connected.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の光
検出器では、出力信号のS/N比とダイナミックレンジ
に対する要請とを同時に満たすことが困難である。In the conventional photodetector described above, it is difficult to simultaneously satisfy the requirements for the S / N ratio of the output signal and the dynamic range.
【0008】すなわち、S/N比の点からは、出力電圧
のボルテージスウィングが大きくなるように、キャパシ
タ5の容量値は出来るだけ小さくすることが求められ
る。一方、過渡的に大きな入射光量に対応するために
は、キャパシタ容量を大きめに設計することが必要とな
る。一般的には、通常の入射光量に対してS/N比が最
大になるようにキャパシタを設計するが、この場合、過
渡的に大きな信号に対する出力信号の飽和現象が避けら
れない。That is, from the viewpoint of the S / N ratio, it is required to make the capacitance value of the capacitor 5 as small as possible so that the voltage swing of the output voltage becomes large. On the other hand, in order to cope with a transiently large amount of incident light, it is necessary to design the capacitor capacitance to be large. Generally, the capacitor is designed so that the S / N ratio becomes maximum with respect to the normal incident light amount, but in this case, the saturation phenomenon of the output signal with respect to a transiently large signal is unavoidable.
【0009】このように、従来の光検出器では、キャパ
シタ容量の最適設計において、S/N比とダイナミック
レンジとが互いにトレードオフの関係にあることが問題
となっていた。As described above, the conventional photodetector has a problem that the S / N ratio and the dynamic range are in a trade-off relationship in the optimum design of the capacitor capacitance.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の電荷積分型光検
出器用の信号読み出し回路は、電荷積分用キャパシタ
と、前記電荷積分用キャパシタから外部に設けられる光
検出素子との接続部分に至る電流経路内に設けられた定
電流用素子と、前記電流経路開閉用のスイッチング素子
とが、前記光検出素子を直列に含んで放電経路を形成す
るように接続された構成の積分回路を含み、前記光検出
素子に発生した電荷を前記電荷蓄積用キャパシタで所定
の時間積分し、この積分後の前記電荷積分用キャパシタ
の端子電圧を出力信号として読み出すように構成された
電荷積分型光検出器用の信号読み出し回路において、電
荷積分用の第2のキャパシタと、前記第2のキャパシタ
の放電経路中に設けられた定電流源と、前記第2のキャ
パシタの放電経路を前記電荷積分用キャパシタの端子電
圧に応じて開閉する第2のスイッチング素子とを含む第
2の積分回路を設け、前記電荷積分用キャパシタ及び前
記第2のキャパシタを予め所定の電圧に充電し、前記所
定時間の積分の後の前記電荷積分用キャパシタの端子電
圧および前記第2のキャパシタの端子電圧を出力信号と
して読み出すように構成されている。A signal readout circuit for a charge integration type photodetector according to the present invention comprises a charge integration capacitor and a current from the charge integration capacitor to a connecting portion to a photodetection element provided outside. A constant current element provided in the path, and a switching element for opening and closing the current path, including an integrating circuit configured to include the photodetector element in series to form a discharge path, A signal for a charge integration type photodetector configured to integrate the charge generated in the photodetection element for a predetermined time by the charge storage capacitor and read the terminal voltage of the charge integration capacitor after the integration as an output signal. In the readout circuit, a second capacitor for charge integration, a constant current source provided in the discharge path of the second capacitor, and a discharge path of the second capacitor are provided. A second integrating circuit including a second switching element that opens and closes in accordance with the terminal voltage of the charge integrating capacitor is provided, and the charge integrating capacitor and the second capacitor are charged in advance to a predetermined voltage, and The terminal voltage of the charge integration capacitor and the terminal voltage of the second capacitor after integration for a predetermined time are read as output signals.
【0011】[0011]
【作用】本発明の電荷積分型光検出器及びその信号読み
出し回路は、通常の入射光量で働く第1積分回路とは別
に、過渡的に入射光量が増大した場合に働く第2積分回
路を有する。この第2積分回路は、積分動作の開始を制
御するスイッチングトランジスタを有する。このスイッ
チングトランジスタのゲート入力を、第1積分回路中の
キャパシタとDIGトランジスタとの節点電圧で与え、
任意の節点電圧以下でスイッチングトランジスタが投入
状態になるように設計する。このスイッチングトランジ
スタの働きにより、過渡的に入射光量が増大した場合、
自動的に第2積分回路が動作を開始し、第1/第2積分
回路で積分された信号電圧は、独立した読み出しライン
および出力アンプを介して出力される。The charge integration type photodetector and the signal readout circuit thereof according to the present invention have a second integrating circuit which works when the incident light amount transiently increases, in addition to the first integrating circuit which works with the normal incident light amount. . This second integration circuit has a switching transistor that controls the start of the integration operation. The gate input of this switching transistor is given by the node voltage between the capacitor in the first integrating circuit and the DIG transistor,
Design so that the switching transistor is turned on at an arbitrary node voltage or less. When the amount of incident light transiently increases due to the action of this switching transistor,
The second integrator circuit automatically starts its operation, and the signal voltage integrated by the first / second integrator circuit is output via the independent read line and output amplifier.
【0012】ここで、第1積分回路のキャパシタは通常
の入射光量に対して高いS/N比が得られるよう設計
し、第2積分回路のキャパシタは過渡的に大きい入射光
量に対して最適設計することにより、S/N比とダイナ
ミックレンジを両立させることが可能となる。Here, the capacitor of the first integrating circuit is designed so that a high S / N ratio can be obtained with respect to a normal incident light amount, and the capacitor of the second integrating circuit is optimally designed for a transiently large incident light amount. By doing so, it becomes possible to make the S / N ratio and the dynamic range compatible.
【0013】このことにより、従来の光検出器と同等の
S/N比を確保しながら、従来では不可能であった大き
な信号光も検出できる。As a result, it is possible to detect a large signal light, which has been impossible in the past, while securing the same S / N ratio as that of the conventional photodetector.
【0014】[0014]
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例の回
路図である。図1を参照すると本実施例は、2つの積分
回路1A及び1Bを有する。第1積分回路1Aは、従来
の信号読み出し回路の積分回路1(図4参照)に相当
し、光検出素子2で発生した電荷は、列選択トランジス
タ3が導通状態の間だけDIGトランジスタ4Aを介し
てキャパシタ5Aで積分される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this embodiment has two integrating circuits 1A and 1B. The first integrator circuit 1A corresponds to the integrator circuit 1 (see FIG. 4) of the conventional signal readout circuit, and the charges generated in the photodetector element 2 pass through the DIG transistor 4A only while the column selection transistor 3 is in the conductive state. Are integrated by the capacitor 5A.
【0015】一方、第2積分回路1Bは、定電流源4B
と、キャパシタ5B(5.0pF)と、スイッチングト
ランジスタ6の直列回路で構成される。スイッチングト
ランジスタ6のゲート入力は、第1積分回路のDIGト
ランジスタ4Aとキャパシタ5Aの節点電圧で与えられ
る。ここで、スイッチングトランジスタ6として、スレ
ッショルド電圧2.0Vのpチャネルのデプリーション
型MOSトランジスタを用いている。即ち、上記節点電
圧が2.0Vを下回ると、スイッチングトランジスタ6
が導通し、第2積分回路1Bの積分動作が開始する。各
キャパシタ5A/5Bの端子電圧は、独立した読み出し
ライン9A及び9Bから出力アンプ10A及び10Bを
介して出力信号S4A/S4Bとして出力される。On the other hand, the second integrating circuit 1B includes a constant current source 4B.
And a capacitor 5B (5.0 pF) and a switching transistor 6 in series. The gate input of the switching transistor 6 is given by the node voltage of the DIG transistor 4A and the capacitor 5A of the first integrating circuit. Here, as the switching transistor 6, a p-channel depletion type MOS transistor having a threshold voltage of 2.0 V is used. That is, when the node voltage falls below 2.0V, the switching transistor 6
Are conducted, and the integration operation of the second integration circuit 1B starts. The terminal voltage of each capacitor 5A / 5B is output as an output signal S4A / S4B from the independent read lines 9A and 9B via the output amplifiers 10A and 10B.
【0016】次に、本実施例の動作について、図2に示
すタイミングチャートを用いて説明する。図2において
制御信号S1〜S3は、図1中の各トランジスタ3,8
A,8B,11Aおよび11Bのゲート入力信号を示
す。先ず、制御信号S1がハイの時、即ち列選択トラン
ジスタ3が導通している期間T1及びT4(各200μ
s)で積分が行われる。積分終了と共に制御信号S2が
ハイになり、二つの行選択トランジスタ8A/8Bが導
通状態となる。これら行選択トランジスタ8A/8Bが
導通している期間の前半、即ち図2の期間T2及びT5
(各100μs)で、それぞれのキャパシタ5A/5B
で積分された電圧を読み出しライン9A/9Bから出力
信号S4A/S4Bとして出力する。最後に、後半の期
間T3及びT6(各100μs)で制御信号S3が同時
にハイになり、両キャパシタ5A/5Bが再充電され
る。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG. In FIG. 2, control signals S1 to S3 correspond to the transistors 3 and 8 in FIG.
The gate input signals of A, 8B, 11A and 11B are shown. First, when the control signal S1 is high, that is, the periods T1 and T4 (200 μm each) during which the column selection transistor 3 is conducting.
The integration is performed in s). When the integration is completed, the control signal S2 becomes high, and the two row selection transistors 8A / 8B become conductive. The first half of the period in which the row selection transistors 8A / 8B are conducting, that is, the periods T2 and T5 in FIG.
(Each 100 μs), each capacitor 5A / 5B
The voltage integrated by is output as the output signal S4A / S4B from the read line 9A / 9B. Finally, in the latter half of the periods T3 and T6 (100 μs each), the control signal S3 becomes high at the same time, and both capacitors 5A / 5B are recharged.
【0017】第1の積分サイクル(期間T1)で通常の
入射光量で光検出素子2に10nAのダイオード電流を
発生させ、第2の積分サイクル(期間T4)で入射光量
を大きくし40nAの電流を発生させた場合の出力信号
について説明する。出力信号S4A/S4Bはそれぞ
れ、第1積分回路1Aの出力信号と第2積分回路1Bの
出力信号を示す。ここで、リセット電圧(キャパシタ5
A及び5Bの充電電圧)は4Vとし、出力アンプはゲイ
ン1.0のものを用いた。また、定電流源4Bは100
nAで用いた。In the first integration cycle (period T1), a diode current of 10 nA is generated in the photodetector 2 with a normal incident light amount, and in the second integration cycle (period T4), the incident light amount is increased and a current of 40 nA is generated. The output signal when it is generated will be described. The output signals S4A / S4B represent the output signal of the first integrating circuit 1A and the output signal of the second integrating circuit 1B, respectively. Here, the reset voltage (capacitor 5
The charging voltage of A and 5B) was 4 V, and the output amplifier used had a gain of 1.0. The constant current source 4B is 100
Used at nA.
【0018】期間T1では、入射光量が通常のレベルで
あったためキャパシタ5Aの積分が飽和することなく、
出力信号S4Aの電圧は3Vであった。この時、スイッ
チングトランジスタ6は導通状態にならず、出力信号S
4Bの電圧は4Vのままであった。During the period T1, since the incident light quantity is at a normal level, the integration of the capacitor 5A does not saturate,
The voltage of the output signal S4A was 3V. At this time, the switching transistor 6 does not become conductive, and the output signal S
The voltage at 4B remained at 4V.
【0019】一方期間T4では、積分開始後100μs
(図2中時刻P1)で節点電圧(キャパシタ5Aの端子
電圧)が2Vとなりスイッチングトランジスタ6が導通
し、第2積分回路1Bによる積分動作が開始した。積分
終了後、出力信号S4Bの出力電圧は2Vであった。こ
の時、出力信号S4Aは積分開始後150μs(同、時
刻P2)で既に飽和し、出力電圧は1Vを示した。On the other hand, in the period T4, 100 μs after the start of integration.
At time P1 in FIG. 2, the node voltage (the terminal voltage of the capacitor 5A) becomes 2V, the switching transistor 6 is turned on, and the second integrating circuit 1B starts the integrating operation. After the integration was completed, the output voltage of the output signal S4B was 2V. At this time, the output signal S4A was already saturated at 150 μs (the same time P2) after the start of integration, and the output voltage was 1V.
【0020】また光検出素子2の電流値を変えたとこ
ろ、第1積分回路1Aは30nAで飽和したが、第2積
分回路1Bは80nAまで飽和しなかった。本実施例は
回路定数を適当に変えることにより、ダイナミックレン
ジを更に拡大することが可能である。しかも、通常の光
量(光検出素子2の電流値で30nA以下)では第1積
分回路1Aで積分が行われるので、従来と同程度のS/
N比を維持できる。When the current value of the photodetector 2 was changed, the first integrator circuit 1A was saturated at 30 nA, but the second integrator circuit 1B was not saturated up to 80 nA. In this embodiment, the dynamic range can be further expanded by appropriately changing the circuit constant. Moreover, since the first integrating circuit 1A performs integration with a normal light amount (current value of the photodetector element 2 is 30 nA or less), S / S that is almost the same as the conventional one
The N ratio can be maintained.
【0021】以上より、入射光量が大きい場合、スイッ
チングトランジスタ6の働きにより第2積分回路1Bに
より積分動作が正常に行われることが確認できた。本実
施例に於いては、従来と同等のS/N比を維持したま
ま、ダイナミックレンジを2.7倍に拡大できた。From the above, it was confirmed that when the amount of incident light is large, the integration operation is normally performed by the second integrating circuit 1B by the action of the switching transistor 6. In this embodiment, the dynamic range could be expanded to 2.7 times while maintaining the same S / N ratio as the conventional one.
【0022】上述の第1の実施例では、第2積分回路1
Bのキャパシタ5Bに蓄積された電荷を、この積分回路
1Bに専用の定電流源4Bによって放電させたが、図3
に示す第2の実施例のように、キャパシタ5Bの放電用
電流源として、光検出素子2を用いることもできる。In the above-mentioned first embodiment, the second integrating circuit 1
The charge accumulated in the B capacitor 5B is discharged by the constant current source 4B dedicated to the integrating circuit 1B.
As in the second embodiment shown in (1), the photodetector 2 can be used as the current source for discharging the capacitor 5B.
【0023】図3を参照すると、本発明の第2の実施例
では、第2積分回路1Cのキャパシタ5Bの放電経路
が、スイッチングトランジスタ6と、DIGトランジス
タ4Cと、列選択トランジスタ3と、光検出素子2との
直列回路となっている。スイッチングトランジスタ6は
第1の実施例と同様に、第2積分回路1Cでの積分開始
のタイミングを第1積分回路1A中のキャパシタ5Aの
端子電圧で制御するものである。又、DIGトランジス
タ4Cは、第2積分回路1Cでの積分の進行に伴なうキ
ャパシタ5Bの端子電圧の変化によって放電電流が変化
するのを防止するためのものであって、ゲート電極には
このトランジスタ4Bが飽和領域で動作するような一定
バイアス電圧が与えられている。本実施例の構成は実質
的には、第1積分回路1Aと第2積分回路1Cとがそれ
ぞれのキャパシタ5A/5Bの放電電流源として光検出
素子2を共有する構成であり、光検出素子2で発生した
電荷の一部が、第2積分回路2Cで積分されることにな
る。本実施例も、通常の入射光量での積分を行う第1積
分回路に加えて、入射光量が増加した場合に積分を行な
う第2積分回路を備えているので、従来と同等のS/N
比を確保しつつダイナミックレンジを広げることができ
る。Referring to FIG. 3, in the second embodiment of the present invention, the discharge path of the capacitor 5B of the second integrating circuit 1C is such that the switching transistor 6, the DIG transistor 4C, the column selection transistor 3 and the photodetector. It is a series circuit with the element 2. Similar to the first embodiment, the switching transistor 6 controls the timing of starting the integration in the second integrating circuit 1C by the terminal voltage of the capacitor 5A in the first integrating circuit 1A. The DIG transistor 4C is provided to prevent the discharge current from changing due to the change in the terminal voltage of the capacitor 5B accompanying the progress of integration in the second integrating circuit 1C, and the gate electrode has this A constant bias voltage is applied so that the transistor 4B operates in the saturation region. The configuration of the present embodiment is substantially a configuration in which the first integrator circuit 1A and the second integrator circuit 1C share the photodetection element 2 as a discharge current source of the respective capacitors 5A / 5B. A part of the electric charges generated in 2 will be integrated in the second integrating circuit 2C. Also in this embodiment, in addition to the first integrator circuit that performs the integration with the normal incident light amount, the second integrator circuit that performs the integration when the incident light amount increases is provided.
The dynamic range can be expanded while ensuring the ratio.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電荷
積分型光検出器とその信号読み出し回路は、通常の入射
光量に対して高いS/N比が得られるような容量値の電
荷積分用キャパシタを備えた第1積分回路と、過渡的な
大きい入射光量に対して最適設計された電荷積分用キャ
パシタ及びこのキャパシタの放電経路中に設けられたス
イッチング素子を備えた第2積分回路とを有しており、
入射光量が過渡的に増加して第1積分回路が飽和した場
合に、スイッチング素子がこれを検知し、第2積分回路
が自動的に積分動作を開始するように構成されている。As described above, the charge integration type photodetector and the signal reading circuit thereof according to the present invention are used for charge integration of a capacitance value such that a high S / N ratio can be obtained with respect to a normal incident light amount. A first integrator circuit having a capacitor, and a second integrator circuit having a charge integrating capacitor optimally designed for a transiently large incident light amount and a switching element provided in a discharge path of the capacitor. And
When the amount of incident light transiently increases and the first integrating circuit is saturated, the switching element detects this and the second integrating circuit automatically starts the integrating operation.
【0025】これにより本発明によれば、電荷蓄積型光
検出器のS/N比を従来と同等程度に維持しつつしかも
高いダイナミックレンジを実現できる。As a result, according to the present invention, a high dynamic range can be realized while maintaining the S / N ratio of the charge storage type photodetector to the same level as the conventional one.
【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャート図である。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG.
【図3】本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図4】従来の電荷積分型光検出器の一例の回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram of an example of a conventional charge integration type photodetector.
【図5】図4に示す回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャート図である。5 is a timing chart diagram for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 4. FIG.
1,1A,1B,1C 積分回路 2 光検出素子 3 列選択トランジスタ 4,4A,4C DIGトランジスタ 4B 定電流源 5,5A,5B 電荷積分用キャパシタ 6 スイッチングトランジスタ 8,8A,8B 行選択トランジスタ 9,9A,9B 読み出しライン 10,10A,10B 出力アンプ 11,11A,11B リセットトランジスタ 1, 1A, 1B, 1C Integrator circuit 2 Photodetector 3 Column selection transistor 4, 4A, 4C DIG transistor 4B Constant current source 5, 5A, 5B Charge integration capacitor 6 Switching transistor 8, 8A, 8B Row selection transistor 9, 9A, 9B Read line 10, 10A, 10B Output amplifier 11, 11A, 11B Reset transistor
Claims (4)
用キャパシタから外部に設けられる光検出素子との接続
部分に至る電流経路内に設けられた定電流用素子と、前
記電流経路開閉用のスイッチング素子とが、前記光検出
素子を直列に含んで放電経路を形成するように接続され
た構成の積分回路を含み、 前記光検出素子に発生した電荷を前記電荷蓄積用キャパ
シタで所定の時間積分し、この積分後の前記電荷積分用
キャパシタの端子電圧を出力信号として読み出すように
構成された電荷積分型光検出器用の信号読み出し回路に
おいて、 電荷積分用の第2のキャパシタと、前記第2のキャパシ
タの放電経路中に設けられた定電流源と、前記第2のキ
ャパシタの放電経路を前記電荷積分用キャパシタの端子
電圧に応じて開閉する第2のスイッチング素子とを含む
第2の積分回路を設け、 前記電荷積分用キャパシタ及び前記第2のキャパシタを
予め所定の電圧に充電し、前記所定時間の積分の後の前
記電荷積分用キャパシタの端子電圧および前記第2のキ
ャパシタの端子電圧を出力信号として読み出すように構
成したことを特徴とする電荷積分型光検出器用の信号読
み出し回路。1. A constant current element provided in a current path from a charge integration capacitor to a connection portion between the charge integration capacitor and a photodetection element provided outside, and a switching for opening / closing the current path. The element includes an integrating circuit configured to include the photodetection element in series to form a discharge path, and integrates the charge generated in the photodetection element for a predetermined time by the charge storage capacitor. In a signal readout circuit for a charge integration type photodetector configured to read out the terminal voltage of the charge integration capacitor after the integration as an output signal, a second capacitor for charge integration and the second capacitor Constant current source provided in the discharge path of the second switch and a second switch for opening and closing the discharge path of the second capacitor according to the terminal voltage of the charge integration capacitor. A second integration circuit including a charge element, the charge integration capacitor and the second capacitor are charged to a predetermined voltage in advance, and the terminal voltage of the charge integration capacitor after integration for the predetermined time and A signal readout circuit for a charge integration type photodetector, characterized in that the terminal voltage of the second capacitor is read out as an output signal.
信号読み出し回路において、 前記第2の積分回路の前記定電流源に代えて定電流用素
子を接続し、前記第2の積分回路の放電経路に前記光検
出素子及び前記積分回路の前記スイッチング素子を直列
に含むように接続することにより、前記定電流源を前記
定電流用素子及び前記光検出素子で構成して、前記光検
出素子に発生した電荷の一部が前記第2のキャパシタで
積分されるようにしたことを特徴とする電荷積分型光検
出器用の信号読み出し回路。2. The signal readout circuit for a charge integration type photodetector according to claim 1, wherein a constant current element is connected instead of the constant current source of the second integration circuit, and the second integration circuit is connected. By connecting the photodetection element and the switching element of the integration circuit in series to the discharge path of, the constant current source is configured by the constant current element and the photodetection element, and the photodetection element A signal readout circuit for a charge integration type photodetector, characterized in that a part of charges generated in the element is integrated by the second capacitor.
求項2記載の信号読み出し回路と光検出素子とを同一半
導体基板上に形成し集積化したことを特徴とする電荷積
分型光検出器。3. A charge integration type photodetector, characterized in that the signal readout circuit according to claim 1 or the signal readout circuit according to claim 2 and a photodetection element are formed and integrated on the same semiconductor substrate.
求項2記載の信号読み出し回路と光検出素子とをそれぞ
れ別個の半導体基板上に形成し、それぞれの半導体基板
を、前記信号読み出し回路の前記光検出素子との接続部
分と前記光検出素子とが電気的に接続されるようにして
一体化したことを特徴とする電荷積分型光検出器。4. The signal readout circuit according to claim 1, or the signal readout circuit according to claim 2 and a photodetector are formed on different semiconductor substrates, and each semiconductor substrate is formed on the semiconductor substrate of the signal readout circuit. A charge integration type photodetector, characterized in that a connection portion with the photodetection element and the photodetection element are integrated so as to be electrically connected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12987193A JPH0752120B2 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Charge integration type photodetector and its signal readout circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12987193A JPH0752120B2 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Charge integration type photodetector and its signal readout circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341899A JPH06341899A (en) | 1994-12-13 |
| JPH0752120B2 true JPH0752120B2 (en) | 1995-06-05 |
Family
ID=15020368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12987193A Expired - Lifetime JPH0752120B2 (en) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Charge integration type photodetector and its signal readout circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752120B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088645A (en) | 1998-09-16 | 2000-03-31 | Hamamatsu Photonics Kk | Integral photodetector |
| JP6729336B2 (en) * | 2016-12-08 | 2020-07-22 | コニカミノルタ株式会社 | Reflection/transmission characteristic measuring device |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP12987193A patent/JPH0752120B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06341899A (en) | 1994-12-13 |
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