JPH09247536A - Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents
Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法Info
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- JPH09247536A JPH09247536A JP8055985A JP5598596A JPH09247536A JP H09247536 A JPH09247536 A JP H09247536A JP 8055985 A JP8055985 A JP 8055985A JP 5598596 A JP5598596 A JP 5598596A JP H09247536 A JPH09247536 A JP H09247536A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のフォトダイオードの電荷を同時に読み
出すことのできるＭＯＳ型固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、転送パルス信号を発生する第
１の転送パルス信号発生手段３２（３２−１−３２−
３）と、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−
３）とコンデンサ３３（３３−１−１〜３３−３−３）
との間に接続され、第１の転送パルス信号発生手段３２
（３２−１−３２−３）にて発生した転送パルス信号が
入力されると、フォトダイオード１（１−１−１〜１−
３−３）の電荷をコンデンサ３３（３３−１−１〜３３
−３−３）に転送する第１の転送トランジスタ３４（３
４−１−１〜３４−３−３）とを具備したことを特徴と
する。
出すことのできるＭＯＳ型固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、転送パルス信号を発生する第
１の転送パルス信号発生手段３２（３２−１−３２−
３）と、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−
３）とコンデンサ３３（３３−１−１〜３３−３−３）
との間に接続され、第１の転送パルス信号発生手段３２
（３２−１−３２−３）にて発生した転送パルス信号が
入力されると、フォトダイオード１（１−１−１〜１−
３−３）の電荷をコンデンサ３３（３３−１−１〜３３
−３−３）に転送する第１の転送トランジスタ３４（３
４−１−１〜３４−３−３）とを具備したことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＯＳ型固体撮像
装置及びその駆動方法に関する。
装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＭＯＳ型固体撮像装置の一つとし
て、増幅型固体撮像装置が種々提案されている。この種
の固体撮像装置は、各画素内で信号電荷による信号電圧
を増幅するものであり、画素が微細化されたときの問題
点であった感度を向上させることができる。
て、増幅型固体撮像装置が種々提案されている。この種
の固体撮像装置は、各画素内で信号電荷による信号電圧
を増幅するものであり、画素が微細化されたときの問題
点であった感度を向上させることができる。
【０００３】図５は、このようなＭＯＳ型固体撮像装置
の概要を示す回路構成図である。このＭＯＳ型固体撮像
装置におけるアドレスの指定方法は、各単位セル毎に順
次呼び出しを行なうことからＸ−Ｙ順次アドレス型セン
サーと呼ばれている。
の概要を示す回路構成図である。このＭＯＳ型固体撮像
装置におけるアドレスの指定方法は、各単位セル毎に順
次呼び出しを行なうことからＸ−Ｙ順次アドレス型セン
サーと呼ばれている。
【０００４】同図に示すように、このＭＯＳ型固体撮像
装置は、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−
３）、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）
の検出信号を増幅する増幅トランジスタ２（２−１−１
〜２−３−３）、信号を読み出すラインを選択する垂直
選択トランジスタ３（３−１−１〜３−３−３）、信号
電荷をリセットするリセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−３−３）からなる単位セルが２次元状に配列さ
れている。
装置は、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−
３）、フォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）
の検出信号を増幅する増幅トランジスタ２（２−１−１
〜２−３−３）、信号を読み出すラインを選択する垂直
選択トランジスタ３（３−１−１〜３−３−３）、信号
電荷をリセットするリセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−３−３）からなる単位セルが２次元状に配列さ
れている。
【０００５】同図において、画素は３×３を示している
が、実際にはこれよりも多数の画素を配列されている。
垂直シフトレジスタ５から水平方向に配線されている水
平アドレス線６（６−１〜６−３）は、垂直選択トラン
ジスタ３（３−１−１〜３−３−３）のゲートに接続さ
れ、信号を読み出すラインを決定する。
が、実際にはこれよりも多数の画素を配列されている。
垂直シフトレジスタ５から水平方向に配線されている水
平アドレス線６（６−１〜６−３）は、垂直選択トラン
ジスタ３（３−１−１〜３−３−３）のゲートに接続さ
れ、信号を読み出すラインを決定する。
【０００６】同様に、垂直シフトレジスタ５から水平方
向に配線されているリセット線７（７−１〜７−３）は
リセットトランジスタ４（４−１−１〜４−３−３）の
ゲートに接続されている。
向に配線されているリセット線７（７−１〜７−３）は
リセットトランジスタ４（４−１−１〜４−３−３）の
ゲートに接続されている。
【０００７】増幅トランジスタ２（２−１−１〜２−３
−３）のソースは、列方向に配置された垂直信号線８
（８−１〜８−３）に接続されている。この垂直信号線
８（８−１〜８−３）の一端には負荷トランジスタ９
（９−１〜９−３）が接続されており、他端には、クラ
ンプ容量１０（１０−１〜１０−３）、クランプトラン
ジスタ１１（１１−１〜１１−３）、サンプルホールド
トランジスタ１２（１２−１〜１２−３）、サンプルホ
ールド容量１３（１３−１〜１３−３）、からなる雑音
除去回路が接続されている。
−３）のソースは、列方向に配置された垂直信号線８
（８−１〜８−３）に接続されている。この垂直信号線
８（８−１〜８−３）の一端には負荷トランジスタ９
（９−１〜９−３）が接続されており、他端には、クラ
ンプ容量１０（１０−１〜１０−３）、クランプトラン
ジスタ１１（１１−１〜１１−３）、サンプルホールド
トランジスタ１２（１２−１〜１２−３）、サンプルホ
ールド容量１３（１３−１〜１３−３）、からなる雑音
除去回路が接続されている。
【０００８】この雑音除去回路は、水平シフトレジスタ
１４から供給される選択パルスにより駆動される水平選
択トランジスタ１８（１８−１〜１８−３）を介して水
平信号線１５に接続されている。
１４から供給される選択パルスにより駆動される水平選
択トランジスタ１８（１８−１〜１８−３）を介して水
平信号線１５に接続されている。
【０００９】図６は、このようなＭＯＳ型固体撮像装置
の動作を示すタイミングチャートであり、垂直有効期間
内の任意の３水平期間分のパルスの様子を示している。
第１の水平ブランキング期間内で、水平アドレスライン
６−１にアドレスパルス２１を印加すると、この水平ア
ドレスライン６−１の垂直選択トランジスタ３（３−１
−１〜３−１−３）のみＯＮとなり、このラインの増幅
トランジスタ２と負荷トランジスタ９とでソースフォロ
ア回路が構成される。
の動作を示すタイミングチャートであり、垂直有効期間
内の任意の３水平期間分のパルスの様子を示している。
第１の水平ブランキング期間内で、水平アドレスライン
６−１にアドレスパルス２１を印加すると、この水平ア
ドレスライン６−１の垂直選択トランジスタ３（３−１
−１〜３−１−３）のみＯＮとなり、このラインの増幅
トランジスタ２と負荷トランジスタ９とでソースフォロ
ア回路が構成される。
【００１０】その結果、増幅トランジスタ２（２−１−
１〜２−１−３）のゲート電圧、すなわちフォトダイオ
ード１（１−１−１〜１−１−３）の電圧とほぼ同じ電
圧が垂直信号線８（８−１〜８−３）に現れる。
１〜２−１−３）のゲート電圧、すなわちフォトダイオ
ード１（１−１−１〜１−１−３）の電圧とほぼ同じ電
圧が垂直信号線８（８−１〜８−３）に現れる。
【００１１】この時、クランプパルス２２を印加するこ
とにより、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１
−３）をＯＮにし、クランプノード１６（１６−１〜１
６−３）をクランプ電源１７と同じ電圧に固定する。
とにより、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１
−３）をＯＮにし、クランプノード１６（１６−１〜１
６−３）をクランプ電源１７と同じ電圧に固定する。
【００１２】次に、クランプトランジスタ１１（１１−
１〜１１−３）をＯＦＦにした後、リセット線をハイレ
ベルにするリセットパルス２３をリセットトランジスタ
４に印加する。
１〜１１−３）をＯＦＦにした後、リセット線をハイレ
ベルにするリセットパルス２３をリセットトランジスタ
４に印加する。
【００１３】すると、クランプノード１６（１６−１〜
１６−３）には、クランプ電源１７にフォトダイオード
１（１−１−１〜１−１−３）の電荷があるときの電圧
と信号電荷がリセットされたときとの電圧との差がクラ
ンプ電源１７の電圧に加算されて出現する。
１６−３）には、クランプ電源１７にフォトダイオード
１（１−１−１〜１−１−３）の電荷があるときの電圧
と信号電荷がリセットされたときとの電圧との差がクラ
ンプ電源１７の電圧に加算されて出現する。
【００１４】ついで、サンプルホールドトランジスタ１
２（１２−１〜１２−３）のゲートにサンプルホールド
パルス２４を印加し、サンプルホールドトランジスタ１
２（１２−１〜１２−３）をＯＮにし、この信号電圧を
サンプルホールド容量１３（１３−１〜１３−３）に伝
達する。
２（１２−１〜１２−３）のゲートにサンプルホールド
パルス２４を印加し、サンプルホールドトランジスタ１
２（１２−１〜１２−３）をＯＮにし、この信号電圧を
サンプルホールド容量１３（１３−１〜１３−３）に伝
達する。
【００１５】なお、クランプ容量１０（１０−１〜１０
−３）、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１−
３）、サンプルホールドトランジスタ１２（１２−１〜
１２−３）、サンプルホールド容量１３（１３−１〜１
３−３）からなる部分は、増幅トランジスタ２（２−１
−１〜２−３−３）のしきい値ばらつきを低減する雑音
低減回路として機能する。
−３）、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１−
３）、サンプルホールドトランジスタ１２（１２−１〜
１２−３）、サンプルホールド容量１３（１３−１〜１
３−３）からなる部分は、増幅トランジスタ２（２−１
−１〜２−３−３）のしきい値ばらつきを低減する雑音
低減回路として機能する。
【００１６】その後、水平選択パルス２５（２５−１〜
２５−３）を水平選択トランジスタ１８（１８−１〜１
８−３）に順に印加し、水平信号線１５から１ライン分
の信号を順次取り出す。これらの動作をライン毎に順に
続けることにより、２次元状に配置されたフォトダイオ
ードの信号を読み出すことができる。
２５−３）を水平選択トランジスタ１８（１８−１〜１
８−３）に順に印加し、水平信号線１５から１ライン分
の信号を順次取り出す。これらの動作をライン毎に順に
続けることにより、２次元状に配置されたフォトダイオ
ードの信号を読み出すことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、従来のＭＯＳ型固体撮像装置においては、各単
位セルにおけるフォトダイオード１の電荷を行毎に順番
に読み出していることから、各行のフォトダイオードで
の信号蓄積タイミングが異なるという問題がある。
ように、従来のＭＯＳ型固体撮像装置においては、各単
位セルにおけるフォトダイオード１の電荷を行毎に順番
に読み出していることから、各行のフォトダイオードで
の信号蓄積タイミングが異なるという問題がある。
【００１８】特に、画面において水平方向に被写体が移
動している場合など、その被写体の形が歪んで再生され
るという大きな問題があった。本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであり、複数のフォトダイオードにて
変換された電荷を同時に読み出すことにより、各画素の
撮像タイミングの時間差を低減することのできるＭＯＳ
型固体撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的
とする。
動している場合など、その被写体の形が歪んで再生され
るという大きな問題があった。本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであり、複数のフォトダイオードにて
変換された電荷を同時に読み出すことにより、各画素の
撮像タイミングの時間差を低減することのできるＭＯＳ
型固体撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的
とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項１に係る発明は、複数の単位セ
ルを備えたＭＯＳ型固体撮像装置において、前記単位セ
ルは、光を電荷に変換する光電変換手段と、前記光電変
換手段から出力された電荷を保持する電荷保持手段と、
前記光電変換手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電荷保
持手段にオンの場合に転送する第１の転送ゲートと、前
記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を出力
する電圧出力手段とからなり、前記複数の単位セルのう
ち、一部の単位セルの第１の転送ゲートを同時にオンに
する第１の制御手段とをさらに具備したことを特徴とす
る。
を達成するために請求項１に係る発明は、複数の単位セ
ルを備えたＭＯＳ型固体撮像装置において、前記単位セ
ルは、光を電荷に変換する光電変換手段と、前記光電変
換手段から出力された電荷を保持する電荷保持手段と、
前記光電変換手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電荷保
持手段にオンの場合に転送する第１の転送ゲートと、前
記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を出力
する電圧出力手段とからなり、前記複数の単位セルのう
ち、一部の単位セルの第１の転送ゲートを同時にオンに
する第１の制御手段とをさらに具備したことを特徴とす
る。
【００２０】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載のＭＯＳ型固体撮像装置において、前記単位セルは、
前記第１の転送ゲートと前記電荷保持手段との間に接続
され、前記第１の転送ゲートから転送される電荷を蓄積
する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段と前記電荷保持
手段との間に接続され、前記電荷蓄積手段に蓄積された
電荷を前記電荷保持手段にオンの場合に転送する第２の
転送ゲートとをさらに具備し、前記第２の転送ゲートの
うち、読みだし対象となる単位セルの第２の転送ゲート
を順次オンにする第２の制御手段とをさらに具備したこ
とを特徴とする。
載のＭＯＳ型固体撮像装置において、前記単位セルは、
前記第１の転送ゲートと前記電荷保持手段との間に接続
され、前記第１の転送ゲートから転送される電荷を蓄積
する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段と前記電荷保持
手段との間に接続され、前記電荷蓄積手段に蓄積された
電荷を前記電荷保持手段にオンの場合に転送する第２の
転送ゲートとをさらに具備し、前記第２の転送ゲートの
うち、読みだし対象となる単位セルの第２の転送ゲート
を順次オンにする第２の制御手段とをさらに具備したこ
とを特徴とする。
【００２１】さらに、請求項３に係る発明は、光を電荷
に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出力
された電荷を保持する電荷保持手段と、前記光電変換手
段と前記電荷保持手段との間に接続され、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段にオンの場
合に転送する第１の転送ゲートと、前記電荷保持手段に
保持された電荷に対応する電圧を出力する電圧出力手段
とからなる単位セルを複数有し、前記複数の単位セルの
うち、一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時に
オンにする第１の制御手段とをさらに具備したＭＯＳ型
固体撮像装置の駆動方法において、前記第１の制御手段
によって前記複数の単位セルのうち、一部の単位セルの
前記第１の転送ゲートを同時にオンにし、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段に転送し、
前記電圧出力手段により読みだし対象となる単位セルの
前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を順
次出力することを特徴とする。
に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出力
された電荷を保持する電荷保持手段と、前記光電変換手
段と前記電荷保持手段との間に接続され、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段にオンの場
合に転送する第１の転送ゲートと、前記電荷保持手段に
保持された電荷に対応する電圧を出力する電圧出力手段
とからなる単位セルを複数有し、前記複数の単位セルの
うち、一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時に
オンにする第１の制御手段とをさらに具備したＭＯＳ型
固体撮像装置の駆動方法において、前記第１の制御手段
によって前記複数の単位セルのうち、一部の単位セルの
前記第１の転送ゲートを同時にオンにし、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段に転送し、
前記電圧出力手段により読みだし対象となる単位セルの
前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を順
次出力することを特徴とする。
【００２２】さらに、請求項４に係る発明は、光を電荷
に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出力
された電荷を保持する電荷保持手段と、前記光電変換手
段と前記電荷保持手段との間に接続され、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段にオンの場
合に転送する第１の転送ゲートと、前記電荷保持手段に
保持された電荷に対応する電圧を出力する電圧出力手段
と前記第１の転送ゲートと前記電荷保持手段との間に接
続され、前記第１の転送ゲートから転送される電荷を蓄
積する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段と前記電荷保
持手段との間に接続され、前記電荷蓄積手段に蓄積され
た電荷を前記電荷保持手段にオンの場合に転送する第２
の転送ゲートとからなる単位セルを複数有し、前記複数
の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第１の転送ゲ
ートを同時にオンにする第１の制御手段と、前記第２の
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにする第２の制御手段とをさら
に具備したＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法において、
前記第１の制御手段により前記複数の単位セルのうち、
一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時にオンに
することにより、前記光電変換手段から出力された電荷
を同時に前記電荷蓄積手段に転送し、前記複数の第１の
転送ゲートをＯＦＦにし、前記第２の制御手段により前
記第２の転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セ
ルの第２の転送ゲートを順次オンにすることにより、前
記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を前記電荷保持手段に
転送し、前記電圧出力手段から前記電荷保持手段に保持
された電荷に対応する電圧を出力することを特徴とす
る。
に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出力
された電荷を保持する電荷保持手段と、前記光電変換手
段と前記電荷保持手段との間に接続され、前記光電変換
手段から出力された電荷を前記電荷保持手段にオンの場
合に転送する第１の転送ゲートと、前記電荷保持手段に
保持された電荷に対応する電圧を出力する電圧出力手段
と前記第１の転送ゲートと前記電荷保持手段との間に接
続され、前記第１の転送ゲートから転送される電荷を蓄
積する電荷蓄積手段と、前記電荷蓄積手段と前記電荷保
持手段との間に接続され、前記電荷蓄積手段に蓄積され
た電荷を前記電荷保持手段にオンの場合に転送する第２
の転送ゲートとからなる単位セルを複数有し、前記複数
の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第１の転送ゲ
ートを同時にオンにする第１の制御手段と、前記第２の
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにする第２の制御手段とをさら
に具備したＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法において、
前記第１の制御手段により前記複数の単位セルのうち、
一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時にオンに
することにより、前記光電変換手段から出力された電荷
を同時に前記電荷蓄積手段に転送し、前記複数の第１の
転送ゲートをＯＦＦにし、前記第２の制御手段により前
記第２の転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セ
ルの第２の転送ゲートを順次オンにすることにより、前
記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を前記電荷保持手段に
転送し、前記電圧出力手段から前記電荷保持手段に保持
された電荷に対応する電圧を出力することを特徴とす
る。
【００２３】次に、各請求項に係る発明の作用について
説明する。請求項１に係る発明は、第１の制御手段によ
り複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転送
ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力された
電荷を電荷保持手段に転送し、電圧出力手段から電荷保
持手段に保持された電荷に対応する電圧を出力するの
で、複数の単位セルの光電変換手段から出力された電荷
を同時に読み出すことができ、その結果、撮像タイミン
グの時間差を低減することができる。
説明する。請求項１に係る発明は、第１の制御手段によ
り複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転送
ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力された
電荷を電荷保持手段に転送し、電圧出力手段から電荷保
持手段に保持された電荷に対応する電圧を出力するの
で、複数の単位セルの光電変換手段から出力された電荷
を同時に読み出すことができ、その結果、撮像タイミン
グの時間差を低減することができる。
【００２４】請求項２に係る発明は、請求項１記載のＭ
ＯＳ型固体撮像装置において、第１の制御手段によっ
て、複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転
送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力され
た電荷を電化蓄積手段に蓄積する。
ＯＳ型固体撮像装置において、第１の制御手段によっ
て、複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転
送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力され
た電荷を電化蓄積手段に蓄積する。
【００２５】そして、第２の制御手段によって、第２の
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにすることにより、電荷蓄積手
段に蓄積された電荷を電荷保持手段に転送し、この電荷
保持手段に転送された電荷に対応する電圧を電圧出力手
段から出力するので、撮像タイミングの時間差を低減す
ることができる。
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにすることにより、電荷蓄積手
段に蓄積された電荷を電荷保持手段に転送し、この電荷
保持手段に転送された電荷に対応する電圧を電圧出力手
段から出力するので、撮像タイミングの時間差を低減す
ることができる。
【００２６】請求項３に係る発明は、第１の制御手段に
より、複数の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第
１の転送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出
力された電荷を電荷保持手段に転送し、電圧出力手段に
より読みだし対象となる単位セルの電荷保持手段に保持
された電荷に対応する電圧を順次出力するので、複数の
単位セルの光電変換手段により出力された電荷を同時に
読み出すことができ、その結果、撮像タイミングの時間
差を低減することができる。
より、複数の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第
１の転送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出
力された電荷を電荷保持手段に転送し、電圧出力手段に
より読みだし対象となる単位セルの電荷保持手段に保持
された電荷に対応する電圧を順次出力するので、複数の
単位セルの光電変換手段により出力された電荷を同時に
読み出すことができ、その結果、撮像タイミングの時間
差を低減することができる。
【００２７】請求項４に係る発明は、第１の制御手段に
より複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転
送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力され
た電荷を電化蓄積手段に蓄積する。
より複数の単位セルのうち、一部の単位セルの第１の転
送ゲートを同時にオンにし、光電変換手段から出力され
た電荷を電化蓄積手段に蓄積する。
【００２８】そして、第２の制御手段によって、第２の
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにすることにより、電荷蓄積手
段に蓄積された電荷を電荷保持手段に転送し、この電荷
保持手段に転送された電荷に対応する電圧を電圧出力手
段から出力するので、撮像タイミングの時間差を低減す
ることができる。
転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位セルの第２
の転送ゲートを順次オンにすることにより、電荷蓄積手
段に蓄積された電荷を電荷保持手段に転送し、この電荷
保持手段に転送された電荷に対応する電圧を電圧出力手
段から出力するので、撮像タイミングの時間差を低減す
ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置の回路構成を示す図で
ある。なお、図５と同一部分には、同一符号を付して説
明する。
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の
形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置の回路構成を示す図で
ある。なお、図５と同一部分には、同一符号を付して説
明する。
【００３０】本実施の形態のＭＯＳ型固体撮像装置と従
来のＭＯＳ型固体撮像装置と異なる点は、基本セルの構
造にある。すなわち、本実施の形態のＭＯＳ型固体撮像
装置の単位セルは、垂直選択トランジスタの代わりに、
アドレス容量３３（３３−１−１〜３３−３−３）を水
平アドレス線６（６−１〜６−３）と増幅トランジスタ
２（２−１−１〜２−３−３）のゲートとの間に接続す
る。
来のＭＯＳ型固体撮像装置と異なる点は、基本セルの構
造にある。すなわち、本実施の形態のＭＯＳ型固体撮像
装置の単位セルは、垂直選択トランジスタの代わりに、
アドレス容量３３（３３−１−１〜３３−３−３）を水
平アドレス線６（６−１〜６−３）と増幅トランジスタ
２（２−１−１〜２−３−３）のゲートとの間に接続す
る。
【００３１】また、フォトダイオード１（１−１−１〜
１−３−３）の出力側と増幅トランジスタ２（２−１−
１〜２−３−３）のゲートとの間に、転送トランジスタ
３４（３４−１−１〜３４−３−３）を接続する。
１−３−３）の出力側と増幅トランジスタ２（２−１−
１〜２−３−３）のゲートとの間に、転送トランジスタ
３４（３４−１−１〜３４−３−３）を接続する。
【００３２】上記転送トランジスタ３４のゲートは、転
送信号線３２（３２−１〜３２−３）に接続されてい
る。上記転送トランジスタ３４は、転送信号線３２（３
２−１〜３２−３）からパルス信号が入力されると、フ
ォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）に蓄積さ
れた電荷をアドレス容量３３（３３−１−１〜３３−３
−３）と検出部３５（３５−１−１〜３５−３−３）と
に蓄積する。
送信号線３２（３２−１〜３２−３）に接続されてい
る。上記転送トランジスタ３４は、転送信号線３２（３
２−１〜３２−３）からパルス信号が入力されると、フ
ォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）に蓄積さ
れた電荷をアドレス容量３３（３３−１−１〜３３−３
−３）と検出部３５（３５−１−１〜３５−３−３）と
に蓄積する。
【００３３】検出部３５（３５−１−１〜３５−３−
３）は、転送トランジスタ３４（３４−１−１〜３４−
３−３）を介してアドレス容量３３に転送されるフォト
トランジスタ１（１−１−１〜１−３−３）の電荷を電
圧として検出する部分である。
３）は、転送トランジスタ３４（３４−１−１〜３４−
３−３）を介してアドレス容量３３に転送されるフォト
トランジスタ１（１−１−１〜１−３−３）の電荷を電
圧として検出する部分である。
【００３４】次に、本実施の形態のＭＯＳ型固体撮像装
置の動作について、図２のタイミングチャートを参照し
て説明する。なお、雑音低減回路の動作については説明
を省略する。
置の動作について、図２のタイミングチャートを参照し
て説明する。なお、雑音低減回路の動作については説明
を省略する。
【００３５】また、図２においては、垂直帰線期間（Ｖ
−ＢＬＫ）の最終期間と、最初の２水平期間のみを図示
している。また、図２のタイミングチャートは、３×３
画素を仮定しているが、実際には、水平の画素数分だけ
水平選択レジスタがあるものとする。
−ＢＬＫ）の最終期間と、最初の２水平期間のみを図示
している。また、図２のタイミングチャートは、３×３
画素を仮定しているが、実際には、水平の画素数分だけ
水平選択レジスタがあるものとする。
【００３６】まず、垂直帰線期間Ｖ−ＢＬＫ内におい
て、全ての転送信号線３２（３２−１〜３２−３）に転
送パルス４１（４１−１〜４１−３）を付加して、全画
素同時にフォトダイオード１の信号電荷を検出部３５
（３５−１−１〜３５−３−３）に読みだし、アドレス
容量３３（３３−１−１〜３３−３−３）に蓄積する。
て、全ての転送信号線３２（３２−１〜３２−３）に転
送パルス４１（４１−１〜４１−３）を付加して、全画
素同時にフォトダイオード１の信号電荷を検出部３５
（３５−１−１〜３５−３−３）に読みだし、アドレス
容量３３（３３−１−１〜３３−３−３）に蓄積する。
【００３７】これにより、各画素の撮像タイミングに時
間差が発生するのを防止することができる。この全ての
転送信号線に対して同時に転送パルスを付加する方法
は、転送信号線を互いに接続して１本の転送信号線にす
ることにより実現してもよいし、各転送信号線３２（３
２−１〜３２−３）に対して同時にパルス信号を付加し
ても良い。
間差が発生するのを防止することができる。この全ての
転送信号線に対して同時に転送パルスを付加する方法
は、転送信号線を互いに接続して１本の転送信号線にす
ることにより実現してもよいし、各転送信号線３２（３
２−１〜３２−３）に対して同時にパルス信号を付加し
ても良い。
【００３８】次に、１番目の水平帰線期間（Ｈ−ＢＬ
Ｋ）内で、第１行目の水平アドレス線６−１を介して、
アドレスパルス４２−１をアドレス容量３３−１−１、
３３−１−２、３３−１−３に印加する。
Ｋ）内で、第１行目の水平アドレス線６−１を介して、
アドレスパルス４２−１をアドレス容量３３−１−１、
３３−１−２、３３−１−３に印加する。
【００３９】アドレス容量３３（３３−１−１〜３３−
１−３）に、アドレスパルスが印加されることにより、
増幅トランジスタ２−１−１〜２−１−３のチャネルの
電位が他のラインに比較して上昇し、負荷トランジスタ
９（９−１〜９−３）と増幅トランジスタ２（２−１−
１〜２−１−３）によりソースフォロア回路が構成され
る。
１−３）に、アドレスパルスが印加されることにより、
増幅トランジスタ２−１−１〜２−１−３のチャネルの
電位が他のラインに比較して上昇し、負荷トランジスタ
９（９−１〜９−３）と増幅トランジスタ２（２−１−
１〜２−１−３）によりソースフォロア回路が構成され
る。
【００４０】従って、フォトダイオード１（１−１−１
〜１−１−３）の信号電荷が検出部３５（３５−１−１
〜３５−１−３）でインピーダンス変換された信号電圧
にほぼ等しい電圧がクランプ容量１０（１０−１〜１０
−３）の端に現れる。
〜１−１−３）の信号電荷が検出部３５（３５−１−１
〜３５−１−３）でインピーダンス変換された信号電圧
にほぼ等しい電圧がクランプ容量１０（１０−１〜１０
−３）の端に現れる。
【００４１】次に、信号の「０」レベルをサンプルする
ために、第１行目のリセット線７−１にリセットパルス
４３−１を加えて、リセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−１−３）をＯＮにして、リセットゲートを開
き、検出部３５（３５−１−１〜３５−１−３）の信号
電荷をドレインに掃き出す。
ために、第１行目のリセット線７−１にリセットパルス
４３−１を加えて、リセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−１−３）をＯＮにして、リセットゲートを開
き、検出部３５（３５−１−１〜３５−１−３）の信号
電荷をドレインに掃き出す。
【００４２】次に、リセットをＯＦＦにして、サンプル
ホールド回路でリセットレベルをサンプルする。次に、
水平有効間に入り、水平シフトレジスタ１４によって水
平選択パルス４６（４６−１〜４６−３）を水平選択ト
ランジスタ１８（１８−１〜１８−３）に順に印加し、
１ライン分のフォトダイオード１−１−１〜１−１−３
の出力信号を水平信号線１５に順次出力する。
ホールド回路でリセットレベルをサンプルする。次に、
水平有効間に入り、水平シフトレジスタ１４によって水
平選択パルス４６（４６−１〜４６−３）を水平選択ト
ランジスタ１８（１８−１〜１８−３）に順に印加し、
１ライン分のフォトダイオード１−１−１〜１−１−３
の出力信号を水平信号線１５に順次出力する。
【００４３】このようにして第１行目のフォトダイオー
ド１（１−１−１〜１−１−３）の出力電圧をサンプリ
ングした後、次の水平帰線期間内に、同様に第２のライ
ンの水平アドレス線６−２にアドレスパルス４１−２を
印加して第２のラインのフォトダイオード（１−２−１
〜１−２−３）の信号電荷を読みだし、出力信号を水平
信号線１５に順次出力する。
ド１（１−１−１〜１−１−３）の出力電圧をサンプリ
ングした後、次の水平帰線期間内に、同様に第２のライ
ンの水平アドレス線６−２にアドレスパルス４１−２を
印加して第２のラインのフォトダイオード（１−２−１
〜１−２−３）の信号電荷を読みだし、出力信号を水平
信号線１５に順次出力する。
【００４４】以上述べたような動作を各ラインについて
順次繰り返すことにより、２次元配列された全てのフォ
トダイオードの信号を読み出すことができる。従って、
本実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置によれば、全
てのフォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）に
蓄積された電荷を転送トランジスタ３４（３４−１−１
〜３４−３−３）によって同時に各単位セルのコンデン
サに読み出すことができるので、各画素の撮像タイミン
グの時間差を完全に無くすことができる。
順次繰り返すことにより、２次元配列された全てのフォ
トダイオードの信号を読み出すことができる。従って、
本実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置によれば、全
てのフォトダイオード１（１−１−１〜１−３−３）に
蓄積された電荷を転送トランジスタ３４（３４−１−１
〜３４−３−３）によって同時に各単位セルのコンデン
サに読み出すことができるので、各画素の撮像タイミン
グの時間差を完全に無くすことができる。
【００４５】なお、フォトダイオード１を埋め込み型の
フォトダイオードにすることによって、フォトダイオー
ド１とシリコン基板との界面の空乏化を防ぐことができ
るとともに、検出部３５への転送が完全転送モードにな
るため、残像やランダム雑音を低減することができる。
フォトダイオードにすることによって、フォトダイオー
ド１とシリコン基板との界面の空乏化を防ぐことができ
るとともに、検出部３５への転送が完全転送モードにな
るため、残像やランダム雑音を低減することができる。
【００４６】また、上述の実施の形態においては、フォ
トダイオードの電荷の読みだしは、全画素同時に行なう
場合について説明したが、全画素を同時に読み出す場合
に限らず、２行以上同時に読み出す方法であってもよ
い。
トダイオードの電荷の読みだしは、全画素同時に行なう
場合について説明したが、全画素を同時に読み出す場合
に限らず、２行以上同時に読み出す方法であってもよ
い。
【００４７】このような方法を採用しても、各画素の撮
像タイミングの時間差を従来のＭＯＳ型固体撮像装置と
比較して低減することができる。さらに、第１列と最終
列とでは、信号を読み出してからサンプルするまでの時
間が異なり、例えば基板からの拡散電流による雑音増加
が懸念されるが、これは、Ｎ型基板にｐウェル構造を用
い、このＰウェルにフォトダイオードを形成することに
より、無視できるほど小さくすることができる。
像タイミングの時間差を従来のＭＯＳ型固体撮像装置と
比較して低減することができる。さらに、第１列と最終
列とでは、信号を読み出してからサンプルするまでの時
間が異なり、例えば基板からの拡散電流による雑音増加
が懸念されるが、これは、Ｎ型基板にｐウェル構造を用
い、このＰウェルにフォトダイオードを形成することに
より、無視できるほど小さくすることができる。
【００４８】さらに、検出部には、ゲートに接続するコ
ンタクトが形成されるため、埋め込み構造にすることが
できないが、第１のゲートと検出部との間に埋め込みダ
イオードと第２のゲートとを付加し、このダイオードに
蓄積するようにすれば、さらに界面で発生するリーク電
流も少なくすることができる。
ンタクトが形成されるため、埋め込み構造にすることが
できないが、第１のゲートと検出部との間に埋め込みダ
イオードと第２のゲートとを付加し、このダイオードに
蓄積するようにすれば、さらに界面で発生するリーク電
流も少なくすることができる。
【００４９】図３は、本発明の他の実施の形態に係るＭ
ＯＳ型固体撮像装置の単位セルの構成を示す図である。
なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明す
る。ここでは、１つの単位セルの構成のみを示している
が、他のセルについても同様の構成が採られている。
ＯＳ型固体撮像装置の単位セルの構成を示す図である。
なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明す
る。ここでは、１つの単位セルの構成のみを示している
が、他のセルについても同様の構成が採られている。
【００５０】すなわち、上述の実施の形態のＭＯＳ型固
体撮像装置の単位セルと本実施の形態のＭＯＳ型固体撮
像装置の単位セルと異なる点は、電荷蓄積用ダイオード
５１−１−１と転送トランジスタ５２−１−１とを付加
したことにある。
体撮像装置の単位セルと本実施の形態のＭＯＳ型固体撮
像装置の単位セルと異なる点は、電荷蓄積用ダイオード
５１−１−１と転送トランジスタ５２−１−１とを付加
したことにある。
【００５１】具体的には、フォトダイオード１−１−１
の出力側には、転送トランジスタ５２−１−１のドレイ
ンが接続される。また、転送トランジスタ５２−１−１
のゲートには、転送信号線５３−１−１が接続されると
ともに、転送トランジスタ５２−１−１のソースには、
電荷蓄積用ダイオード５１−１−１の入力側が接続され
る。
の出力側には、転送トランジスタ５２−１−１のドレイ
ンが接続される。また、転送トランジスタ５２−１−１
のゲートには、転送信号線５３−１−１が接続されると
ともに、転送トランジスタ５２−１−１のソースには、
電荷蓄積用ダイオード５１−１−１の入力側が接続され
る。
【００５２】電荷蓄積用ダイオード５１−１−１の出力
側には、転送トランジスタ３４−１−１のドレインが接
続される。そして、転送トランジスタ３４−１−１のゲ
ートには、転送信号線３２−１が接続されており、転送
トランジスタ３４−１−１のソースには、アドレス容量
３３−１−１及び増幅トランジスタ２−１−１のゲート
が接続されている。
側には、転送トランジスタ３４−１−１のドレインが接
続される。そして、転送トランジスタ３４−１−１のゲ
ートには、転送信号線３２−１が接続されており、転送
トランジスタ３４−１−１のソースには、アドレス容量
３３−１−１及び増幅トランジスタ２−１−１のゲート
が接続されている。
【００５３】上記電荷蓄積用ダイオード５１−１−１
は、フォトダイオード１−１−１から転送トランジスタ
５２−１−１を介して転送されてくる電荷を蓄積するも
のである。
は、フォトダイオード１−１−１から転送トランジスタ
５２−１−１を介して転送されてくる電荷を蓄積するも
のである。
【００５４】また、電荷蓄積用ダイオード５１−１−１
は、図４に示すように、上部が遮閉層５４によって覆わ
れており、外部からの光が検出されないようになってい
る。フォトダイオード１−１−１、電荷蓄積用ダイオー
ド５１−１−１ともに表面をＢ+ でシールドする埋め込
み構造である。
は、図４に示すように、上部が遮閉層５４によって覆わ
れており、外部からの光が検出されないようになってい
る。フォトダイオード１−１−１、電荷蓄積用ダイオー
ド５１−１−１ともに表面をＢ+ でシールドする埋め込
み構造である。
【００５５】次に、本実施の形態のＭＯＳ型固体撮像装
置の動作について説明する。まず、垂直帰線期間Ｖ−Ｂ
ＬＫ内において、全ての転送信号線５３に転送パルスを
印加して、転送トランジスタ５２の転送ゲートを開き、
全画素同時にフォトダイオード１の信号電荷を読みだ
し、電荷蓄積用ダイオード５１に蓄積する。
置の動作について説明する。まず、垂直帰線期間Ｖ−Ｂ
ＬＫ内において、全ての転送信号線５３に転送パルスを
印加して、転送トランジスタ５２の転送ゲートを開き、
全画素同時にフォトダイオード１の信号電荷を読みだ
し、電荷蓄積用ダイオード５１に蓄積する。
【００５６】これにより、各画素の撮像タイミングに時
間差が発生するのを防止することができる。この全ての
転送信号線５３に対して同時に転送パルスを付加する方
法は、上述の実施の形態において述べたように、転送信
号線５３を互いに接続して１本の転送信号線にすること
により実現してもよいし、各転送信号線５３に対して同
時にパルス信号を付加しても良い。
間差が発生するのを防止することができる。この全ての
転送信号線５３に対して同時に転送パルスを付加する方
法は、上述の実施の形態において述べたように、転送信
号線５３を互いに接続して１本の転送信号線にすること
により実現してもよいし、各転送信号線５３に対して同
時にパルス信号を付加しても良い。
【００５７】次に、転送トランジスタ５２の転送ゲート
を閉める。ここで、フォトダイオード１は、埋め込み構
造が採用されているので、信号電荷が完全転送であるの
でランダム雑音はない。
を閉める。ここで、フォトダイオード１は、埋め込み構
造が採用されているので、信号電荷が完全転送であるの
でランダム雑音はない。
【００５８】次に、水平帰線期間内において、読みだし
の対象となる第１行目の単位セルの転送信号線３２−１
に転送パルスを付加して、第１行目のフォトダイオード
１（１−１−１〜１−１−３）の信号電荷をアドレス容
量３３（３３−１−１〜３３−１−３）に転送して蓄積
する。
の対象となる第１行目の単位セルの転送信号線３２−１
に転送パルスを付加して、第１行目のフォトダイオード
１（１−１−１〜１−１−３）の信号電荷をアドレス容
量３３（３３−１−１〜３３−１−３）に転送して蓄積
する。
【００５９】次に、同じ水平帰線期間内で、第１行目の
水平アドレス線６−１を介して、アドレスパルスを第１
行目のアドレス容量３３（３３−１−１〜３３−１−
３）に印加する。
水平アドレス線６−１を介して、アドレスパルスを第１
行目のアドレス容量３３（３３−１−１〜３３−１−
３）に印加する。
【００６０】アドレス容量３３（３３−１−１〜３３−
１−３）に、アドレスパルスが印加されることにより、
増幅トランジスタ２（２−１−１〜２−１−３）のチャ
ネルの電位が他のラインに比較して上昇し、負荷トラン
ジスタ９（９−１〜９−３）と増幅トランジスタ２（２
−１−１〜２−１−３）によりソースフォロア回路が構
成される。
１−３）に、アドレスパルスが印加されることにより、
増幅トランジスタ２（２−１−１〜２−１−３）のチャ
ネルの電位が他のラインに比較して上昇し、負荷トラン
ジスタ９（９−１〜９−３）と増幅トランジスタ２（２
−１−１〜２−１−３）によりソースフォロア回路が構
成される。
【００６１】従って、フォトダイオード１（１−１−１
〜１−１−３）の信号電荷が検出部３５（３５−１−１
〜３５−１−３）でインピーダンス変換された信号電圧
にほぼ等しい電圧がクランプ容量１０（１０−１〜１０
−３）の端に現れる。
〜１−１−３）の信号電荷が検出部３５（３５−１−１
〜３５−１−３）でインピーダンス変換された信号電圧
にほぼ等しい電圧がクランプ容量１０（１０−１〜１０
−３）の端に現れる。
【００６２】この時、クランプパルス４４を印加するこ
とにより、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１
−３）をＯＮにし、クランプノード１６（１６−１〜１
６−３）をクランプ電源１７と同じ電圧に固定する。
とにより、クランプトランジスタ１１（１１−１〜１１
−３）をＯＮにし、クランプノード１６（１６−１〜１
６−３）をクランプ電源１７と同じ電圧に固定する。
【００６３】次に、クランプトランジスタ１１（１１−
１〜１１−３）をＯＦＦにした後、リセット線７−１を
ハイレベルにするリセットパルス４３−１をリセットト
ランジスタ４（４−１−１〜４−１−３）に印加する。
１〜１１−３）をＯＦＦにした後、リセット線７−１を
ハイレベルにするリセットパルス４３−１をリセットト
ランジスタ４（４−１−１〜４−１−３）に印加する。
【００６４】次に、信号の「０」レベルをサンプルする
ために、第１行目のリセット線７−１にリセットパルス
４３−１を加えて、リセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−１−３）をＯＮにして、リセットゲートを開
き、検出部３５（３５−１−１〜３５−１−３）の信号
電荷をドレインに掃き出す。
ために、第１行目のリセット線７−１にリセットパルス
４３−１を加えて、リセットトランジスタ４（４−１−
１〜４−１−３）をＯＮにして、リセットゲートを開
き、検出部３５（３５−１−１〜３５−１−３）の信号
電荷をドレインに掃き出す。
【００６５】そして、水平シフトレジスタ１４によって
水平選択パルス４６（４６−１〜４６−３）を水平選択
トランジスタ１８（１８−１〜１８−３）に順に印加
し、１ライン分のフォトダイオード１−１−１〜１−１
−３の出力信号を水平信号線１５に順次出力する。
水平選択パルス４６（４６−１〜４６−３）を水平選択
トランジスタ１８（１８−１〜１８−３）に順に印加
し、１ライン分のフォトダイオード１−１−１〜１−１
−３の出力信号を水平信号線１５に順次出力する。
【００６６】このようにして第１行目のフォトダイオー
ド１（１−１−１〜１−１−３）の出力電圧をサンプリ
ングした後、同様に第２のラインの水平アドレス線６−
２にアドレスパルス４１−２を印加して第２のラインの
フォトダイオード（１−２−１〜１−２−３）の信号電
荷を読みだし、出力信号を水平信号線１５に順次出力す
る。
ド１（１−１−１〜１−１−３）の出力電圧をサンプリ
ングした後、同様に第２のラインの水平アドレス線６−
２にアドレスパルス４１−２を印加して第２のラインの
フォトダイオード（１−２−１〜１−２−３）の信号電
荷を読みだし、出力信号を水平信号線１５に順次出力す
る。
【００６７】以上述べたような動作を各ラインについて
順次繰り返すことにより、２次元配列された全てのフォ
トダイオードの信号を読み出すことができる。したがっ
て、本実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置によれ
ば、フォトダイオードとは別に一時蓄積部があるため、
先にリセットレベルをサンプルしてから次に信号レベル
をサンプルできる。このため、リセットトランジスタの
熱雑音によって検出部電位が交調されて生じるランダム
雑音を低減することができる。
順次繰り返すことにより、２次元配列された全てのフォ
トダイオードの信号を読み出すことができる。したがっ
て、本実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮像装置によれ
ば、フォトダイオードとは別に一時蓄積部があるため、
先にリセットレベルをサンプルしてから次に信号レベル
をサンプルできる。このため、リセットトランジスタの
熱雑音によって検出部電位が交調されて生じるランダム
雑音を低減することができる。
【００６８】なお、転送トランジスタ３４（３４−１−
１〜３４−３−３）によるフォトダイオード１（１−１
−１〜１−３−３）から電荷蓄積用ダイオード５１（５
１−１−１〜５１−３−３）への電荷の蓄積方法は、全
画素同時に読み出す場合に限らず、二行以上同時に行な
っても良い
１〜３４−３−３）によるフォトダイオード１（１−１
−１〜１−３−３）から電荷蓄積用ダイオード５１（５
１−１−１〜５１−３−３）への電荷の蓄積方法は、全
画素同時に読み出す場合に限らず、二行以上同時に行な
っても良い
【００６９】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
複数のフォトダイオードにて変換された電荷を同時に読
み出すことにより、各画素の撮像タイミングの時間差を
低減することができる。
複数のフォトダイオードにて変換された電荷を同時に読
み出すことにより、各画素の撮像タイミングの時間差を
低減することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮像
装置の回路構成を示す図である。
装置の回路構成を示す図である。
【図２】同実施の形態におけるＭＯＳ型固体撮像装置の
動作を説明するためのタイミングチャートである。
動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の他の実施の形態に係るＭＯＳ型固体撮
像装置の単位セルの構成を示す図である。
像装置の単位セルの構成を示す図である。
【図４】同実施の形態におけるＭＯＳ型固体撮像装置の
単位セルの断面を示す図である。
単位セルの断面を示す図である。
【図５】従来のＭＯＳ型固体撮像装置の概要を示す回路
構成図である。
構成図である。
【図６】従来のＭＯＳ型固体撮像装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
１…フォトダイオード、 ２…増幅トランジスタ、 ３…垂直選択トランジスタ、 ４…リセットトランジスタ、 ５…垂直シフトレジスタ、 ６…水平アドレス線、 ７…リセット線、 ８…垂直信号線、 ９…負荷トランジスタ、 １０…クランプ容量、 １１…クランプトランジスタ、 １２…サンプルホールドトランジスタ、 １３…サンプルホールド容量、 １４…水平シフトレジスタ、 １５…水平信号線、 １６…クランプノード、 １７…クランプ電源、 １８…水平選択トランジスタ、 ２１…アドレスパルス、 ２２…クランプパルス、 ２３…リセットパルス、 ２４…サンプルホールドパルス、 ２５…水平選択パルス、 ３１…電源線、 ３２…転送信号線、 ３３…アドレス容量、 ３４…転送トランジスタ、 ３５…検出部、 ４１…転送パルス、 ４２…アドレスパルス、 ４３…リセットパルス、 ４４…クランプパルス、 ４５…サンプルホールドパルス、 ４６…水平選択パルス、 ５１…電荷蓄積用ダイオード、 ５２…転送トランジスタ、 ５３…転送信号線、 ５４…遮閉層。
フロントページの続き (72)発明者 井原 久典 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の単位セルを備えたＭＯＳ型固体撮
像装置において、 前記単位セルは、 光を電荷に変換する光電変換手段と、 前記光電変換手段から出力された電荷を保持する電荷保
持手段と、 前記光電変換手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電荷保
持手段にオンの場合に転送する第１の転送ゲートと、 前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を出
力する電圧出力手段とからなり、 前記複数の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第１
の転送ゲートを同時にオンにする第１の制御手段とをさ
らに具備したことを特徴とするＭＯＳ型固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記単位セルは、 前記第１の転送ゲートと前記電荷保持手段との間に接続
され、前記第１の転送ゲートから転送される電荷を蓄積
する電荷蓄積手段と、 前記電荷蓄積手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を前記電荷保持
手段にオンの場合に転送する第２の転送ゲートとをさら
に具備し、 前記第２の転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位
セルの第２の転送ゲートを順次オンにする第２の制御手
段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の
ＭＯＳ型固体撮像装置。 - 【請求項３】 光を電荷に変換する光電変換手段と、 前記光電変換手段から出力された電荷を保持する電荷保
持手段と、 前記光電変換手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電荷保
持手段にオンの場合に転送する第１の転送ゲートと、 前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を出
力する電圧出力手段とからなる単位セルを複数有し、 前記複数の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第１
の転送ゲートを同時にオンにする第１の制御手段とをさ
らに具備したＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法におい
て、 前記第１の制御手段によって前記複数の単位セルのう
ち、一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時にオ
ンにし、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電
荷保持手段に転送し、 前記電圧出力手段により読みだし対象となる単位セルの
前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を順
次出力することを特徴とするＭＯＳ型固体撮像装置の駆
動方法。 - 【請求項４】 光を電荷に変換する光電変換手段と、 前記光電変換手段から出力された電荷を保持する電荷保
持手段と、 前記光電変換手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記光電変換手段から出力された電荷を前記電荷保
持手段にオンの場合に転送する第１の転送ゲートと、 前記電荷保持手段に保持された電荷に対応する電圧を出
力する電圧出力手段と前記第１の転送ゲートと前記電荷
保持手段との間に接続され、前記第１の転送ゲートから
転送される電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、 前記電荷蓄積手段と前記電荷保持手段との間に接続さ
れ、前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を前記電荷保持
手段にオンの場合に転送する第２の転送ゲートとからな
る単位セルを複数有し、 前記複数の単位セルのうち、一部の単位セルの前記第１
の転送ゲートを同時にオンにする第１の制御手段と、 前記第２の転送ゲートのうち、読みだし対象となる単位
セルの第２の転送ゲートを順次オンにする第２の制御手
段とをさらに具備したＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法
において、 前記第１の制御手段により前記複数の単位セルのうち、
一部の単位セルの前記第１の転送ゲートを同時にオンに
することにより、前記光電変換手段から出力された電荷
を同時に前記電荷蓄積手段に転送し、 前記複数の第１の転送ゲートをＯＦＦにし、 前記第２の制御手段により前記第２の転送ゲートのう
ち、読みだし対象となる単位セルの第２の転送ゲートを
順次オンにすることにより、前記電荷蓄積手段に蓄積さ
れた電荷を前記電荷保持手段に転送し、 前記電圧出力手段から前記電荷保持手段に保持された電
荷に対応する電圧を出力することを特徴とするＭＯＳ型
固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055985A JPH09247536A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055985A JPH09247536A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247536A true JPH09247536A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13014385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8055985A Pending JPH09247536A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247536A (ja) |
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