JP2003174596A - 固体撮像装置用出力回路 - Google Patents
固体撮像装置用出力回路Info
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Abstract
像装置用出力回路を提供する。 【解決手段】 固体撮像装置用出力回路は、電流でバイ
アスされる出力アンプと、前記出力アンプに印加される
バイアス電流を遮断する電流遮断手段とを有する。
Description
力回路に関し、より詳しくは消費電力を考慮した固体撮
像装置の出力回路に関する。
Coupled Device)型イメージセンサの出
力アンプの回路図の例である。
荷は、例えば、フローティング・ディフュージョン方式
により、ダイオード34の容量に従い電位差に変換され
る。FD部33の容量を大きくしないためにサイズを小
さくしたN−chトランジスタ37aを能動トランジス
タとしたソースフォロア36aで、フローティング・デ
ィフュージョン(FD)部33の電位はインピーダンス
変換され、次段のソースフォロア36bへ入力される。
2段目のソースフォロア36bの出力がそのまま外部に
出力される。CCDの駆動には、16V、0V、−8V
の電圧が使用されるので、ソースフォロア回路のVdd
電圧はも16Vである。なお、3段以上のソースフォロ
アを設けることもあり、また、最終段のソースフォロア
に5V等の電源電圧(Vdd)を用いることもある。
り、図4(A)は、ディプレッション型トランジスタ3
8のゲートをソースに接続して定電流源39としている
例であり、図4(B)は、エンハンスメント型トランジ
スタ48のゲートに定電圧(CG)を印加して定電流源
49としている例である。
は、ソースフォロワアンプの電流源は、常時電流を流し
つづけている。しかし、イメージセンサの場合は、周知
のように常時有効画素を出力しているわけではなく、無
効画素を出力している期間もかなりある。オプティカル
ブラック画素等の有効画素ではないが、後段の信号処理
用に用いられる分の画素を差し引いたとしても、相当な
期間にわたり、完全に無駄な画素出力の分まで電流を消
費していることになる。
に無駄な画素出力の分まで電流を消費する等、CCDイ
メージセンサの消費電力については、ほとんど考慮され
ていなかった。このため、デジタルカメラの用途では、
消費電力が大きいために電池の消耗が激しいなどの問題
がある。
ことの出来る固体撮像装置用出力回路を提供することで
ある。
ば、固体撮像装置用出力回路は、電流でバイアスされる
出力アンプと、前記出力アンプに印加されるバイアス電
流を遮断する電流遮断手段とを有する。
よるCCD型イメージセンサの出力アンプ1の回路図で
ある。
ュージョン(FD)3、ダイオード4、ディプレッショ
ン型のN−chトランジスタ5、及び複数段のソースフ
ォロア6a及び6bを含んで構成される。出力アンプ1
の電源電圧はVdd=16V、GND=0Vである。入
力信号RS、_SLPは3Vレベルである。
evel)のリセットパルス(RS)がディプレッショ
ン型のN−chトランジスタ5のゲートに供給される
と、FD3の電位をVdd(16V)に充電する。その
後、リセットパルス(RS)がLowLevelに戻る
と、N−chトランジスタ5は、オフとなる。FD3
は、浮いた状態になり、CCD転送レジスタ2から電荷
が転送される。
ら転送される電荷を、例えば、フローティング・ディフ
ュージョン方式により、ダイオード4の容量に従い電位
差に変換する。その後出力アンプ1は、変換された電位
差を、ソースフォロア6aでインピーダンス変換し、次
段のソースフォロア6bへ入力する。最後に2段目のソ
ースフォロア6bの出力がそのまま出力OSとして外部
に出力する。
たN−chトランジスタである能動トランジスタ7a、
ディプレッション型トランジスタ8のゲートとソースを
接続した定電流源9及び電流遮断用のN−chトランジ
スタ10を含んで構成される。定電流源9は、ソースフ
ォロア6aの負荷として働く。
は、定電流源9とGNDの間に配置される。電流遮断用
のN−chトランジスタ10のゲートには、LowLe
vel又はHighLevelの制御信号_SLPが印
加され、該制御信号_SLPがLowLevelの電圧
になると電流遮断用のN−chトランジスタ10がオフ
になり、ソースフォロア6aの電流を遮断する。
スタである能動トランジスタ7b、ディプレッション型
トランジスタ8のゲートとソースを接続した定電流源9
及び電流遮断用のN−chトランジスタ10を含んで構
成される。定電流源9は、ソースフォロア6bの負荷と
して働く。本実施例では、ソースフォロア6bの出力が
そのまま出力OSとして出力される。
のN−chトランジスタ10は、定電流源9とGNDの
間に配置される。電流遮断用のN−chトランジスタ1
0のゲートには、LowLevel又はHighLev
elの制御信号_SLPが印加され、該制御信号_SL
PがLowLevelの電圧になると電流遮断用のN−
chトランジスタ10がオフになり、ソースフォロア6
bの電流を遮断する。
Cによって発生し、HighLevelの電圧は、例え
ば、3.3Vである。制御信号_SLPは、例えば、C
CDの水平ブランキング期間にLowLevelの電圧
になり、それ以外の期間にはHighLevelの電圧
になるように設定される。すなわち、CCDが、有効画
素及び無効画素から後に信号処理に使われる画素を出力
している間は、制御信号_SLPは、HighLeve
lの電圧となり、それ以外の期間は、LowLevel
の電圧となるように設定される。
電圧が3.3Vと低いので、電流遮断用のN−chトラ
ンジスタ10は、その低い電圧で充分オンするような低
い閾値電圧(Vth)に設定される。
D型イメージセンサの出力アンプ11の回路図である。
6a及び16bの定電流源19がエンハンスメント型の
N−chトランジスタ18により構成されている。それ
以外の構成は第1の実施例と同様であるので説明を省略
する。
供給されるエンハンスメント型のN−chトランジスタ
18により構成されている。制御信号CGは、制御信号
_SLPがHighLevelの電圧である時、すなわ
ち電流遮断用のN−chトランジスタ10がオンである
時に、所定の電流が流れるような電圧に設定されてい
る。
れば、有効画素及び無効画素から後に信号処理に使われ
る画素を出力している間以外は、LowLevelの制
御信号_SLPを供給して電流遮断用のN−chトラン
ジスタ10をオフにして、ソースフォロア6a(16
a)及び6b(16b)のバイアス電流を遮断すること
ができる。よって、出力回路の消費電力を削減すること
が出来る。
D型イメージセンサの出力アンプの回路図である。
フュージョン(FD)3、ダイオード4、ディプレッシ
ョン型のN−chトランジスタ5、及び複数段のソース
フォロア26a及び26bを含んで構成される。
リセットパルス(RS)がディプレッション型のN−c
hトランジスタ5のゲートに供給されると、FD3の電
位をVdd(16V)に充電する。その後、リセットパ
ルス(RS)がLowLevelになると、N−chト
ランジスタ5はオフする。FD3は、浮いた状態にな
り、CCD転送レジスタ2から電荷が転送される。
から転送される電荷を、例えば、フローティング・ディ
フュージョン方式により、ダイオード4の容量に従い電
位差に変換する。その後出力アンプ21は、変換された
電位差を、ソースフォロア26aでインピーダンス変換
し、次段のソースフォロア26bへ入力する。最後に2
段目のソースフォロア26bの出力がそのまま出力OS
として外部に出力する。
chトランジスタである能動トランジスタ7、電流源で
あるエンハンスメント型トランジスタ28を含んで構成
される。
ートは、もう1つのエンハンスメント型N−chトラン
ジスタ30のゲートとドレインに接続されており、いわ
ゆるカレントミラー回路を構成している。すなわち、ド
レインとゲートが共通に接続された、いわゆるダイオー
ド接続されたトランジスタ30に流れる電流を参照する
形でソースフォロア26a及び26bに電流が流れる。
タ30のW/L比をZ1とし、ソースフォロア26a及
び26bの電流源トランジスタ28のW/L比をZ2と
すると、ダイオード接続されたトランジスタ30に流れ
る電流のZ2/Z1倍の電流がソースフォロア26a及
び26bの電流源トランジスタ28に流れる。
ドレインには、抵抗29を介して外部から制御信号_S
LPが供給される。
実施例と同様に外部のLogicICによって発生し、
HighLevelの電圧は、例えば、3.3Vであ
る。制御信号_SLPは、例えば、CCDの水平ブラン
キング期間にHighLevelの電圧になり、それ以
外の期間にはLowLevelの電圧になるように設定
される。すなわち、CCDが、有効画素及び無効画素か
ら後に信号処理に使われる画素を出力している間は、制
御信号_SLPは、HighLevelの電圧となり、
それ以外の期間は、LowLevelの電圧となるよう
に設定される。
流れる電流は、HighLevel出力電圧と抵抗値と
トランジスタの特性によって決まる。
el(0V)になると、ダイオード接続されたトランジ
スタ30に流れる電流はゼロとなり、カレントミラー回
路によりソースフォロア26a及び26bに流れる電流
もゼロとなる。よって、制御信号_SLPにより、ソー
スフォロア26a及び26bに流れる電流をコントロー
ルすることが出来る。
イオード接続したN−chトランジスタのゲートに制御
信号_SLPを供給することにより、不必要な期間のソ
ースフォロアに流れるバイアス電流をカットすることが
出来る。よって、出力回路の消費電力を削減することが
出来る。
フォロアを用いて出力アンプを構成したが、これに限ら
ず例えば3段のソースフォロアで出力アンプを構成する
ことも出来る。その場合には、最終段のソースフォロア
のVddを5V等にすることも出来る。また、上述の実
施例においても2段目のソースフォロアのVddを5V
等にすることも出来る。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組合せ等が可能なことは当業者に自明
であろう。
消費電流の低減をはかることの出来る固体撮像装置用出
力回路を提供することができる。
ジセンサの出力アンプ1の回路図である。
ジセンサの出力アンプ11の回路図である。
ジセンサの出力アンプ21の回路図である。
の回路図である。
タ、 6、16、26、36…ソースフォロア、 7、37…能動トランジスタ、 28、48…エンハンスメント型トランジスタ、 9、19、29、39、49…定電流源、 10、20…電流遮断用トランジスタ、 30…ダイオード接続トランジスタ
Claims (4)
- 【請求項1】 電流でバイアスされる出力アンプと、 前記出力アンプに印加されるバイアス電流を遮断する電
流遮断手段とを有する固体撮像装置用出力回路。 - 【請求項2】 前記出力アンプは、少なくとも1つのソ
ースフォロアで構成され、 前記電流遮断手段は、前記ソースフォロアを形成する電
流経路に組み込まれたトランジスタである請求項1記載
の固体撮像装置用出力回路。 - 【請求項3】 前記電流遮断手段は、外部から前記トラ
ンジスタのゲートに供給される制御信号に従い電流を遮
断する請求項2記載の固体撮像装置用出力回路。 - 【請求項4】 前記出力アンプは、少なくとも1つのソ
ースフォロアで構成され、 前記ソースフォロアは、ゲートに印加された電圧に相応
した電流を流す電流源トランジスタを有し、 さらに、前記電流源トランジスタのゲート電圧を制御す
る制御手段を有する請求項1記載の固体撮像装置用出力
回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001372201A JP2003174596A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置用出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001372201A JP2003174596A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置用出力回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003174596A true JP2003174596A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19181132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001372201A Pending JP2003174596A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置用出力回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003174596A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006049986A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
JP2008160344A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置、カメラシステム、および固体撮像装置の駆動方法 |
JP2008271186A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Olympus Corp | 固体撮像装置 |
US7985993B2 (en) | 2006-11-13 | 2011-07-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and image signal detecting method thereof |
US8432471B2 (en) | 2009-08-24 | 2013-04-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and image signal detecting method |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372201A patent/JP2003174596A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008271186A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Olympus Corp | 固体撮像装置 |
US8159586B2 (en) | 2007-04-20 | 2012-04-17 | Olympus Corporation | Solid-state imaging apparatus |
US8432471B2 (en) | 2009-08-24 | 2013-04-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and image signal detecting method |
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