JPH0723298A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH0723298A
JPH0723298A JP5161469A JP16146993A JPH0723298A JP H0723298 A JPH0723298 A JP H0723298A JP 5161469 A JP5161469 A JP 5161469A JP 16146993 A JP16146993 A JP 16146993A JP H0723298 A JPH0723298 A JP H0723298A
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Tetsuya Tada
田 哲 也 多
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Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した出力を得ることを可能にする。 【構成】 光信号を電気信号に変換するN個の画素
1 ,…AN と、各段がパルス信号を発生するN+2段
1 ,…EN+2 のシフトレジスタと、N個の第1のリセ
ットゲートR1 ,…RN と、N個のバッファ回路B1
…BN と、N個の第2のリセットゲートTb1,…T
bNと、N個の選択ゲートD1 ,…DN と、共通出力ライ
ンとを備え、第1のリセットゲートRi はレフトレジス
タの第i+2段Ei+ 2 からのパルス信号に基づいて画素
i の出力を基準電圧レベルにリセットし、バッファ回
路Bi はシフトレジスタの第i段Ei からのパルス信号
に基づいて画素Ai の、入射光量と積分時間に応じた出
力信号を出力し、第2のリセットゲートTbiはシフトレ
ジスタの第i+2段Ei+2 からのパルス信号に基づいて
バッファ回路Bi のコンデンサCに保持されたバイアス
電圧VB をリセットし、選択ゲートDi はシフトレジス
タの第i+1段Ei+1 からのパルス信号に基づいてバッ
ファ回路Bi の出力を共通出力ラインに送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の固体撮像装置の構成を図4に示
す。この固体撮像装置は画素毎に増幅、あるいはインピ
ーダンス変換作用を有するものであって、N個の画素A
1 ,…AN と、リセットゲートR1 ,…RN と、バッフ
ァB1 ,…BN と、選択ゲートD1 ,…DN と、N+1
段のシフトレジスタ20とを備えている。図4におい
て、画素Ai (i=1,…N)の出力はバッファBi
送出される。リセットゲートRi は、シフトレジスタ2
0の第i+1段Ei+1 からの読出しパルスFi+1 を受け
た場合にバッファBi に送出される画素Ai の出力をぎ
じゅん電圧レベルにリセットする。バッファBi は図5
に示すように4個のトランジスタTr1,Tr2,Tr3,T
r4から構成され、シフトレジスタ20の第i段Ei から
の読出しパルスFi に基づいて画素Ai の、入射光量と
積分時間に応じた出力Vout を選択ゲートDi を介して
共通出力ラインHに送出する。
【0003】選択ゲートDi はシフトレジスタ20の第
i段Ei の読出しパルスFi に基づいてONする。
【0004】この固体撮像装置においては、バッファB
i (i=1,…N)は前述したように図5に示すように
構成される。すなわち、トランジスタTr1に示すように
構成される。すなわち、トランジスタTr1とトランジス
タTr2は直列に接続されており、そしてトランジスタT
r1のソースは電源に接続され、トランジスタTr2のドレ
インは接地されている。又、トランジスタTr3とトラン
ジスタTr4は直列に接続されており、トランジスタTr3
のソースは電源に接続され、Tr4のドレインは接地され
ている。そしてトランジスタTr2及びTr4の各ゲートは
トランジスタTr1とトランジスタTr2の接続点に接続さ
れている。又、トランジスタTr1のゲートには読出し信
号Fi が供給され、トランジスタTr3のゲートには画素
i の出力Ji が供給されて、トランジスタTr3とTr4
の接続点から出力Vout が出力される。
【0005】このように構成されたバッファBi の動作
について図5を参照して説明する。トランジスタTr3
ゲートはリセットゲートRi ならびに画素Ai に接続し
ており、その電圧ノードは、リセットゲートRi がON
したときの基準電圧レベルから画素Ai の入射光量と積
分時間に応じた信号レベルの電圧Ji が常に印加されて
いる状態にある。
【0006】しかし、トランジスタTr3のドレイン部は
高インピーダンスにあるためトランジスタTr3のゲート
に印加される画素Ai の出力電圧に応じて出力信号が得
られない。このためトランジスタTr3のドレイン部のイ
ンピーダンスを下げることにより、画素Ai の出力電圧
に応じた出力信号を得ることが必要である。そこで、バ
ッファBi はトランジスタTr1のゲートに出力読み出し
パルスFi が印加されると、読み出しパルスFi の振幅
電圧の値に比例したバイアス電圧VB を発生し、トラン
ジスタTr4のゲートに印加する。
【0007】トランジスタTr4のゲートにバイアス電圧
B が印加されるとバイアス電圧VB の値に応じた電流
4 がGNDに流れ、トランジスタTr3に接続されたド
レイン部のインピーダンスが下がる。したがってトラン
ジスタTr3のゲートに印加される、画素Ai の出力電圧
に応じた出力がバッファBi から出力されると同時に読
み出しパルスFi によって選択ゲートDi をONさせる
と、この選択ゲートDi を介して画素Ai の出力電圧に
応じた出力が共通出力ラインHに送出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点を図
6を参照しながら説明する。
【0009】従来の固体撮像装置において、バッファB
i のバイアス電圧VB はトランジスタTr1に印加される
パルスの振幅電圧により決まる。そのため読み出しパル
スFi の立ち上がり時間、立ち下がり時間、および誘導
ノイズ等による振幅電圧の変動の影響を受ける。
【0010】ここで画素Ai のリセットゲートRi がO
Nしたときの基準電圧あるいは、入射光量と積分時間に
応じた信号レベルの電圧をV1 (一定電圧)としたと
き、バッファBi のトランジスタTr3のゲートにはこの
電圧V1 が印加される。このとき読み出しパルスFi
バッファBi のトランジスタTr1のゲートに印加される
とバイアス電圧VB はこの読み出しパルスFi の立ち上
がり時間、立ち下がり時間、および誘導ノイズ等による
振幅電圧の変動に応じた電圧となる。これをトランジス
タTr4が受けてトランジスタTr3と接続したドレイン部
のインピーダンスを下げ、選択ゲートDi が読出しパル
スFi によりONされることにより、画素Ai の入射光
量と積分時間に応じた出力が共通出力ラインHに読出さ
れる。そして、画素Ai の出力が読み出されている期間
中はトランジスタTr3のゲートに印加された電圧V1
応じた安定した電圧V1 ′が発生されなければならない
が、読み出しパルスFi の立ち上がり時間、立ち下がり
時間、および誘導ノイス等による振幅電圧の変動に応じ
たバイアス電圧VB により出力電圧V1 ′も変動して、
擬似信号成分として出力信号に乗るため、真の出力信号
を得るにはこの擬似信号成分を取り除くため信号処理回
路が必要になりそのための周辺回路が複雑となり使用上
不便であった。
【0011】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、安定した出力を得ることのできる固体撮像装
置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、光信号を電気信号に変換するN個の画素A1 ,…
N と、各段がパルス信号を発生するN+2段E1 ,…
N+2 のシフトレジスタと、N個の第1のリセットゲー
トR1 ,…RN と、N個のバッファ回路B1 ,…B
N と、N個の第2のリセットゲートTb1,…TbNと、N
個の選択ゲートD1,…DN と、共通出力ラインとを備
え、前記第1のリセットゲートRi は前記レフトレジス
タの第i+2段Ei+2 からのパルス信号に基づいて前記
画素Ai の出力を基準電圧レベルにリセットし、前記バ
ッファ回路Bi は前記シフトレジスタの第i段Ei から
のパルス信号に基づいて画素Ai の、入射光量と積分時
間に応じた出力信号を出力し、前記第2のリセットゲー
トTbiは前記シフトレジスタの第i+2段Ei+2 からの
パルス信号に基づいて前記バッファ回路Bi のコンデン
サCに保持されたバイアス電圧VB をリセットし、前記
選択ゲートDi は前記シフトレジスタの第i+1段E
i+1 からのパルス信号に基づいて前記バッファ回路Bi
の出力を前記共通出力ラインに送出することを特徴とす
る。
【0013】
【作用】このように構成された本発明の固体撮像装置に
よれば、バッファ回路Bi は第i段Ei からのパルス信
号に基づいて起動され、第i+1段Ei+1 からのパルス
信号に基づいて画素Ai の出力信号が読出される。すな
わち、起動信号と読出し信号が分離されたことにより、
安定した出力を得ることができる。
【0014】
【実施例】本発明による固体撮像装置の一実施例の構成
を図1に示す。この実施例の固体撮像装置は、N個の画
素A1 ,…AN と、N個のリセットゲートR1 ,…RN
と、N個のバッファB1 ,…BN と、N個のリセットゲ
ートTb1,…TbNと、N個の選択ゲートD1 ,…D
N と、N+2段のシフトレジスタ10と、共通出力ライ
ンFとを備えている。画素Ai (i=1,…N)の出力
はバッファBi に送出される。リセットゲートRi (i
=1,…N)はシフトレジスタ10の第i+2段Ei+2
からの出力信号Fi+2 に基づいて、バッファBi に送出
される画素Ai の出力を基準電圧レベルにリセットす
る。バッファBi (i=1,…N)は、シフトレジスタ
10の第i段Ei からの読出しパルスFi に基づいて、
トランジスタTr5をONしコンデンサCにバイアス電圧
B を充電させるとともにシフトレジスタ10の第i+
1からの読み出しパルスFi+1に基づいて、画素Ai
の、入射光量と積分時間に応じた出力Vout を選択ゲー
トDi を介して共通出力ラインHに送出する。リセット
ゲートTbiはシフトレジスタ10の第i+2段Ei+2
らの出力信号Fi+2 に基づいてバッファBi のコンデン
サCに保持されたバイアス電圧VB をリセットする。選
択ゲートDi はシフトレジスタ10の第i+1段Ei+1
からの出力信号Fi+1 にもどついてONする。
【0015】又、上記各バッファBi (i=1,…N)
は、例えば図2に示すようにMOSトランジスタTr1
r2,Tr3,Tr4,Tr5と、コンデンサCとからなって
いる。図2において、トランジスタTr1とTr2は直列に
接続されて、トランジスタTr1のソースは電源に接続さ
れ、トランジスタTr2のドレインは接地されている。そ
して各トランジスタTr1,Tr2のゲートは自身のソース
に接続されている。又、トランジスタTr3とTr4は直接
に接続されて、トランジスタTr3のソースは電源に接続
され、トランジスタTr4のドレインは接地されている。
トランジスタTr3のゲートには画素Ai の出力Ji が供
給されている。トランジスタTr5の一端はトランジスタ
r1とTr2の接続点に接続され、他端はトランジスタT
r4のゲートに接続されている。コンデンサCの一端はト
ランジスタTr4のゲートとトランジスタTr5の上記他端
との接続点であるノードNB に接続され、他端は接地さ
れている。又、バッファBi のリセットゲートTbiの一
端は接地され、他端はノードNB に接続されている。そ
してトランジスタTr5のゲートにはシフトレジスタ10
の第i段Ei からの信号Fi が供給され、リセットゲー
トTbiのゲートにはシフトレジスタ10の第i+2段E
i+2 からの信号Fi+2 が供給されている。
【0016】このように構成されたバッファBi の動作
を図2ならび図3を参照して説明する。
【0017】バッファBi のバイアス電圧VB は、シフ
トレジスタ10の第i段Ei の出力パルスFi が“H”
となるとトランジスタTr5をONし、トランジスタTr1
とTr2の構成により基づいて発生するバイアス電圧VB
はトランジスタTr5を介してトランジスタTr3のゲート
に印加されるとともに、コンデンサCを充電する。ここ
でシフトレジスタ10の第i段Ei の出力パルスFi
“L”なるとトランジスタTr5がOFFしてトランジス
タTr1とTr2の構成に基づいて発生するバイアス電圧V
B がトランジスタTr4のゲートならびにコンデンサCに
供給されなくなるが、ノードNB のレベルはトランジス
タTr5がONのときにコンデンサCにより蓄えられてバ
イアス電圧VB に保持され続ける。次にシフトレジスタ
10の第i+1段Ei+1 にの読み出しパルスFi+1 に基
づいてONされた選択ゲートを介して画素Ai の入射光
量と積分時間に応じたバッファBi の出力を共通出力ラ
インHに送出する。そして、この出力信号の読み出し期
間が終了するとシフトレジスタ10の第i+2段Ei+2
の出力パルスFi+2 により第2のリセットゲートTbi
ONし、これによりバッファBi のコンデンサCにより
保持されていた電圧をGNDに放電しノードNB をリセ
ットする。これにより画素Ai の入射光量と積分時間に
応じたバッファBi の出力が読み出しパルスFi+1 によ
って共通出力ラインHに出力されている間は、対応する
バッファBi のノードNB のバイアス電圧はシフトレジ
スタ10の第i段Ei の出力パルスF1 ,第i+1段E
i+1 の読み出しパルスFi+1 ならびに第i+2段Ei+2
の出力パルスFi+2 の立ち上がり時間、立ち下がり時
間、誘導ノイズ等による振幅電圧の変動に関係なく一定
となる。これにより従来バイアス電圧の変動による擬似
信号成分のない安定した出力信号が得られる。
【0018】又、従来の場合と異なり、読出しパルスの
誘導ノイズによる擬似信号成分を取除く補正回路が不要
となり、周辺回路が単純なものとなる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明によればバッフ
ァの読出しパルスと起動パルスを別にしたことにより、
安定した出力信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像装置の一実施例の構成を示す
ブロック図。
【図2】本発明にかかるバッファの一具体例を示す回路
図。
【図3】実施例の動作を説明するタイミングチャート。
【図4】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図。
【図5】従来の固体撮像装置のバッファの具体例を示す
回路図。
【図6】従来のバッファの動作を説明する回路図。
【符号の説明】
i (i=1,…N) 画素 Bi (i=1,…N) バッファ Di (i=1,…N) 選択ゲート H 共通出力ライン Ri (i=1,…N) リセットゲート Tbi(i=1,…N) リセットゲート 10 シフトレジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光信号を電気信号に変換するN個の画素A
    1 ,…AN と、各段がパルス信号を発生するN+2段E
    1 ,…EN+2 のシフトレジスタと、N個の第1のリセッ
    トゲートR1 ,…RN と、N個のバッファ回路B1 ,…
    N と、N個の第2のリセットゲートTb1,…TbNと、
    N個の選択ゲートD1 ,…DN と、共通出力ラインとを
    備え、 前記第1のリセットゲートRi は前記レフトレジスタの
    第i+2段Ei+2 からのパルス信号に基づいて前記画素
    i の出力を基準電圧レベルにリセットし、 前記バッファ回路Bi は前記シフトレジスタの第i段E
    i からのパルス信号に基づいて画素Ai の、入射光量と
    積分時間に応じた出力信号を出力し、 前記第2のリセットゲートTbiは前記シフトレジスタの
    第i+2段Ei+2 からのパルス信号に基づいて前記バッ
    ファ回路Bi のコンデンサCに保持されたバイアス電圧
    B をリセットし、 前記選択ゲートDi は前記シフトレジスタの第i+1段
    i+1 からのパルス信号に基づいて前記バッファ回路B
    i の出力を前記共通出力ラインに送出することを特徴と
    する固体撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009225004A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Canon Inc 固体撮像装置
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