JPH033487A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH033487A JPH033487A JP1136126A JP13612689A JPH033487A JP H033487 A JPH033487 A JP H033487A JP 1136126 A JP1136126 A JP 1136126A JP 13612689 A JP13612689 A JP 13612689A JP H033487 A JPH033487 A JP H033487A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は光電変換装置に係り、特に制（財）電極部に光
電荷を蓄積し、この光電荷を主電極部から増幅して出力
する光電変換装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、ＭＯＳトランジスタのゲートに光信号電荷を蓄積
することによって、増幅した信号を出力する方式の光電
変換装置としては、例えば、テレビジョン学会技術報告
、 Ｄ１００５（１９８６年１１月）、特開昭６３−２
７６３７７号公報等に開示されたものがある。 第７図及び第８図は、上記従来の光電変換装置のセンサ
の一画素を示す回路構成図である。 第７図及び第８図において、Ｍａ 、Ｍ４はそれぞれフ
ォトダイオードＤ、、Ｄ、に蓄積された光電荷をゲート
に入力し、増幅して出力するＭＯＳトランジスタ、Ｍ、
、Ｍ、は二次元に並んだ画素の行を選択するためのＭＯ
Ｓ トランジスタ、Ｍ、。 Ｍ６はフォトダイオードの光電荷をリセットにするため
のＭＯＳトランジスタであり、Ｌｓ、Ｌｓは信号出力線
である。これらの画素は蓄積された光信号が増幅されて
出力されるため、Ｓ／Ｎ比が読み出し回路系のノイズに
支配されないという長所を有する。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、第７図及び第８図に示
すように、一画素が三つのトランジスタで構成されてい
るため、一つの画素に接続する配線数も多く、画素面積
の小さな高集積化されたセンサでは、画素における有効
受光面積が著しく損なわれ、感度が悪（なる問題点があ
った。 また、一つの画素が一つの増幅素子として動作するため
、各画素のオフセットのバラツキが固定パターンノイズ
として現わされ、これによって、Ｓ／Ｎ比が制限される
という問題点もあった。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は、制御電極部に光電荷を蓄積し
、この光電荷を増幅して出力する第１のトランジスタと
、蓄積された光電荷をリセットするための第２のトラン
ジスタとを有し、前記第２のトランジスタの一方の主電
極部を前記第１のトランジスタの出力側の主電極部と電
気的に接続し、前記第２のトランジスタの他方の主電極
部を前記第１のトランジスタの制御電極部と・電気的に
接続したことを特徴とする。 なお、本願において、「電気的に接続」とは複数の電極
部を同一領域で構成した場合の他、複数の電極部をそれ
ぞれ異なる領域に形成し、各領域を配線等で接続した場
合を含むものとする。
電荷を蓄積し、この光電荷を主電極部から増幅して出力
する光電変換装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、ＭＯＳトランジスタのゲートに光信号電荷を蓄積
することによって、増幅した信号を出力する方式の光電
変換装置としては、例えば、テレビジョン学会技術報告
、 Ｄ１００５（１９８６年１１月）、特開昭６３−２
７６３７７号公報等に開示されたものがある。 第７図及び第８図は、上記従来の光電変換装置のセンサ
の一画素を示す回路構成図である。 第７図及び第８図において、Ｍａ 、Ｍ４はそれぞれフ
ォトダイオードＤ、、Ｄ、に蓄積された光電荷をゲート
に入力し、増幅して出力するＭＯＳトランジスタ、Ｍ、
、Ｍ、は二次元に並んだ画素の行を選択するためのＭＯ
Ｓ トランジスタ、Ｍ、。 Ｍ６はフォトダイオードの光電荷をリセットにするため
のＭＯＳトランジスタであり、Ｌｓ、Ｌｓは信号出力線
である。これらの画素は蓄積された光信号が増幅されて
出力されるため、Ｓ／Ｎ比が読み出し回路系のノイズに
支配されないという長所を有する。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、第７図及び第８図に示
すように、一画素が三つのトランジスタで構成されてい
るため、一つの画素に接続する配線数も多く、画素面積
の小さな高集積化されたセンサでは、画素における有効
受光面積が著しく損なわれ、感度が悪（なる問題点があ
った。 また、一つの画素が一つの増幅素子として動作するため
、各画素のオフセットのバラツキが固定パターンノイズ
として現わされ、これによって、Ｓ／Ｎ比が制限される
という問題点もあった。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は、制御電極部に光電荷を蓄積し
、この光電荷を増幅して出力する第１のトランジスタと
、蓄積された光電荷をリセットするための第２のトラン
ジスタとを有し、前記第２のトランジスタの一方の主電
極部を前記第１のトランジスタの出力側の主電極部と電
気的に接続し、前記第２のトランジスタの他方の主電極
部を前記第１のトランジスタの制御電極部と・電気的に
接続したことを特徴とする。 なお、本願において、「電気的に接続」とは複数の電極
部を同一領域で構成した場合の他、複数の電極部をそれ
ぞれ異なる領域に形成し、各領域を配線等で接続した場
合を含むものとする。
本発明は、制御電極部に光電荷を蓄積し、この光電荷を
増幅して出力する第１のトランジスタと、蓄積された光
電荷をリセットするための第２のトランジスタとで、信
号読み出し動作を制御するものであり、トランジスタの
数及び配線を少なくして、有効受光面積を増大させるも
のである。また、信号と暗時出力との同時読み出し、減
算処理を容易化し、高Ｓ／Ｎ化を実現するものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 第１図は、本発明の光電変換装置の第１実施例の信号読
み出し回路系の回路構成図である。 以下の実施例は本発明を固体撮像装置に用いた例である
が、必ずしもかρ）る実施例に限定されるものでな（、
例えばラインセンサ等にも用いることができる。 なお、説明の簡易化のため本実施例では、二行、二部分
のセンサ画素の信号読み出し回路を示している。 第１図に示すように、１つのセンサ画素Ｓ（図中破線図
示）は、増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ□、リセット用
ＭＯＳ トランジスタＭ０、及びフォトダイオードＤ□
から構成される。 なお、リセット用ＭＯ３トランジスタＭ３□のソースは
増幅用ＭＯ３トランジスタＭｓｌのゲートと電気的に接
続され、リセット用ＭＯＳ トランジスタＭ０のドレイ
ンは増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ３１のドレインと電
気的に接続される。なお、半導体基板上に、かかるセン
サ画素を形成する場合、リセット用ＭＯ３トランジスタ
Ｍ□のソースと増幅用ＭＯ３ｈランジスタＭｓ＋のゲー
トを同一半導体領域で形成し、リセット用ＭＯＳトラン
ジスタＭ ｓａのドレインと増幅用ＭＯＳ ）ランジス
タＭ□のドレインとを同一半導体領域で形成すれことが
できる。無論ソース領域、ゲート領域、ドレイン領域を
分離して形成し、配線で接続することも可能である。 他のセンサも同様な構成となっている。なお、増幅用Ｍ
Ｏ３トランジスタＭ１、リセット用ＭＯ３トランジスタ
Ｍｓｔ、及び負荷トランジスタＭア、。 Ｍ７．はｎ型ＭＯＳ トランジスタとして、またバイポ
ーラトランジスタＴｒ、ＴｘはＮＰＮ型バイポーラトラ
ンジスタとして説明するが、それぞれｎ型ＭＯＳ ）−
ランジスタ、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタとしても
よい。 第１図において、Ｍｙ＋、 ７１／ＩｔＩｌは画素にお
ける増幅用トランジスタＭ□とともに反転型アンプを構
成するための負荷トランジスタ、ＣＩ、ｃａＩＣ，、Ｃ
４はそれぞれ画素からの出力を蓄積するための容量、Ｍ
Ｒｌ 、 Ｍ ＊ ＊ ＋ Ｍ Ｆｌ ｓ ＋ Ｍ
＋１１４は画素出力を上記容量０１〜Ｃ４へ転送するた
めのＭＯＳ トランジスタ、Ｊｌ、Ｊ＊はそれぞれ上下
の転送ＭＯＳトランジスタＭ９１〜Ｍ□のゲートに接続
する駆動線である０Ｍ□、 ＭＨＩＩ ＭＨ８Ｎ ＭＨ
４はそれぞれ容量０１〜Ｃ４に蓄積された信号を、水平
シフトレジスタ２かもの出力に従って水平信号線Ｈへ転
送するためのＭＯＳトランジスタ、Ｔ＋、Ｔｓはエミッ
タが読み出し行のセンサ画素の増幅用ＭＯＳ トランジ
スタのソースに接続され、ソースに一定の電圧を与える
バイポーラトランジスタである。 Ｍｖ １． Ｍ ｖ ｓはセンサ画素におけるリセット
用ＭＯＳトランジスタのゲートと接続され、垂直シフト
レジスタの出力に従ってリセットの行を選択するための
ＭＯＳトランジスタである＠ Ｍｖｉ＋ ＭＶ４はそれ
ぞれバイポーラトランジスタＴ＋、Ｔ寓のベースに接続
され、垂直シフトレジスタ１からの出力によって、読み
出す行を選択するためのＭＯＳトランジスタである。Ｒ
１は読み出しのタイミングを与えるパルスを伝える駆動
線、Ｒ，はりセットのタイミングを与えるパルスを伝え
る駆動線である。 Ａ＋、Ａｓはセンサ出力を取出すためのアンプである。 第２図は、上記信号読み出し回路系の一部回路構成図で
ある。 第２図に示した一部回路構成図は本発明の特徴部分を説
明するものであり、上述したようにバイポーラトランジ
スタＴ１のエミッタは、増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ
□のソースに接続され、ソース電位ＶＯＯを供給する。 増幅用ＭＯＳトランジスタＭ□と、負荷となるＭＯＳト
ランジスタＭ〒１とで反転アンプを構成している。 第３図は、第２図に示した反転アンプの入出力特性を示
す特性図である。 同図において、■、はＶ ＩＮ＝ Ｖ ｏｕｙとなると
ころの値である。反転アンプのゲイン（−ｇ）は増幅用
ＭＯ３トランジスタＭ□及びＭＯＳ トランジスタＭＴ
１の構造パラメータに依存する。また、ゲイン−ｇを保
つ入力電圧範囲は、ＭＯＳ トランジスタからｖｏ。−
■いまでの範囲となる。 以下、一つのセンサ画素からの読み出し方法について第
１図〜第３図を用いて説明する。 信号読み出し動作は、三つの基本動作、すなわち、読み
出し動作、リセット動作、蓄積動作からなる。 読み出されるセンサ画素の行を第１行目とすると、バイ
ポーラトランジスタＴＩのベース電位がハイレベルに上
がり、反転アンプのソース電位ｖｍｓが供給される。 この時、垂直出力線には、フォトダイオードに蓄積され
た光電荷に応じて変化した増幅用ＭＯＳトランジスタＭ
□のゲート電位に対応する出力電位があられれ読み出し
動作を行うことができる。 次に、リセット用ＭＯＳトランジスタＭ３□のゲート電
位をロウレベルとして、リセット用ＭＯＳトランジスタ
Ｍ□をＯＮ状態とする。この時増幅用ＭＯ３）ランジス
タＭ□のゲート電位は、第３図に示したようにＶ、とな
り、リセット動作を行うことができる。 次に、リセット用−ＯＳ ）ランジスタＭ。のゲート電
位なハイレベルにもどして、リセット用ＭＯＳトランジ
スタＭ□をＯＦＦ状態とし、またバイポーラトランジス
タＴ、のベース電位なロウレベルとして、増幅用ＭＯＳ
トランジスタＭｌｌのソースを接地電位（ＧＮＤ）と
する。この状態で蓄積動作が開始され、光電荷の蓄積量
に応じて、増幅用ＭＯＳトランジスタＭ、ｌのゲートに
接続するフォトダイオードＤ□の電極電位はＶいから上
昇していく。 この蓄積動作において、増幅用ＭＯＳ ｌ−ランジスタ
Ｍ□のゲート電位は７１以上、リセット用ＭＯＳトラン
ジスタＭ０のゲート電圧はハイレベルにあるが、他の行
の画素の読み出しが行われているときでも、垂直出力線
の電位はＶ、を超えることがないので、増幅用ＭＯＳト
ランジスタＭ□、リセット用ＭＯＳ トランジスタＭ。 とも必ずＯＦＦ状態にあり、他の画素の読み出しに影響
を及ぼすことはない。 次に第４図を用いて、第１図の動作を説明する。 第４図は、第１図に示す光電変換装置の駆動パルスのタ
イミングチャートである。 まず、駆動線Ｒ１にハイレベルの信号を印加し、駆動線
Ｊ１にハイレベルの信号を印加すると、垂直シフトレジ
スタ１によって選択される行の画素の出力信号が、容量
Ｃ，，Ｃ，に蓄積される。次に駆動線Ｒ２にロウレベル
の信号を印加すると画素のリセットが行われる。 駆動線Ｒ，にハイレベルの信号を印加し、駆動線Ｊ、に
ハイレベルの信号を印加すると、リセットされた画素の
出力、すなわち暗出力を容量Ｃ，，Ｃ，に蓄積する。駆
動線Ｒ２をロウレベルの信号として、読み出し動作を終
えた後、上下の水平シフトレジスタ２の出力に従い、容
量上の信号電圧及び暗電圧をアンプＡ、及びアンプＡ３
から順次出力させる。信号読み出し回路系の外部におい
て、アンプＡ１の信号出力からアンプＡ２の暗出力を引
くという減算処理を行うと、暗出力の画素毎のバラツキ
により生ずる暗時の固定パターンノイズのないセンサ信
号が得られる。 第５図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の光電変
換部の回路構成図である。 なお、フォトトランジスタは説明の都合上省略している
。 １つのセンサ画素の構成部材は、第１図に示した１つの
センサ画素Ｓの構成部材と同じであるが、リセット用Ｍ
ＯＳトランジスタＭｓｍの一方の主電極は隣接するセン
サ画素の増幅用ＭＯＳトランジスタＭ□のドレインと接
続されている。 第６図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子２０１は、垂直走査部２０２及び水平走査部２０３に
よってテレビジョン走査が行なわれる。 水平走査部２０３から出力された信号は、処理回路２０
４を通して標準テレビジョン信号として出力される。 垂直および水平走査部２０２及び２０３の駆動パルスφ
■１ φＭ＋、φＨＩＩ φｖｓ、φシｌ、φｖ２等は
ドライバ２０５によって供給される。またドライバ２０
５はコントローラ２０６によって制限される。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置は、
制御電極部に光電荷を蓄積し、この光電荷を増幅して出
力する第１のトランジスタと、蓄積された光電荷をリセ
ットするための第２のトランジスタとで、信号読み出し
動作を制御することができ、トランジスタの数及び配線
を少な（して、有効受光面積を増大させ、高集積化され
たセンサでも高開口率を保ち、高感度化を達成すること
ができる。また信号と暗時出力との同時読み出し、減算
処理を集積化された簡易な構成の回路で行うことができ
、高Ｓ／Ｎ化を実現することができる。 なお、第１のトランジスタの出力側の主電極部に、第３
のトランジスタの一方の主電極部を接続し、前記第１の
トランジスタの増幅ゲインを負とすることで負のゲイン
を持つアンプを構成することができ、また、前記第１の
トランジスタの出力側でない側の主電極部に、コレクタ
が定電圧源に・接続されたバイポーラトランジスタのエ
ミッタを接続すれば、ソース電位を任意に変えることが
できるので、１つの画素の出力時に他の画素の影響を受
けることがなく、偽信号のないエリアセンサーを提供す
ることができる。
増幅して出力する第１のトランジスタと、蓄積された光
電荷をリセットするための第２のトランジスタとで、信
号読み出し動作を制御するものであり、トランジスタの
数及び配線を少なくして、有効受光面積を増大させるも
のである。また、信号と暗時出力との同時読み出し、減
算処理を容易化し、高Ｓ／Ｎ化を実現するものである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 第１図は、本発明の光電変換装置の第１実施例の信号読
み出し回路系の回路構成図である。 以下の実施例は本発明を固体撮像装置に用いた例である
が、必ずしもかρ）る実施例に限定されるものでな（、
例えばラインセンサ等にも用いることができる。 なお、説明の簡易化のため本実施例では、二行、二部分
のセンサ画素の信号読み出し回路を示している。 第１図に示すように、１つのセンサ画素Ｓ（図中破線図
示）は、増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ□、リセット用
ＭＯＳ トランジスタＭ０、及びフォトダイオードＤ□
から構成される。 なお、リセット用ＭＯ３トランジスタＭ３□のソースは
増幅用ＭＯ３トランジスタＭｓｌのゲートと電気的に接
続され、リセット用ＭＯＳ トランジスタＭ０のドレイ
ンは増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ３１のドレインと電
気的に接続される。なお、半導体基板上に、かかるセン
サ画素を形成する場合、リセット用ＭＯ３トランジスタ
Ｍ□のソースと増幅用ＭＯ３ｈランジスタＭｓ＋のゲー
トを同一半導体領域で形成し、リセット用ＭＯＳトラン
ジスタＭ ｓａのドレインと増幅用ＭＯＳ ）ランジス
タＭ□のドレインとを同一半導体領域で形成すれことが
できる。無論ソース領域、ゲート領域、ドレイン領域を
分離して形成し、配線で接続することも可能である。 他のセンサも同様な構成となっている。なお、増幅用Ｍ
Ｏ３トランジスタＭ１、リセット用ＭＯ３トランジスタ
Ｍｓｔ、及び負荷トランジスタＭア、。 Ｍ７．はｎ型ＭＯＳ トランジスタとして、またバイポ
ーラトランジスタＴｒ、ＴｘはＮＰＮ型バイポーラトラ
ンジスタとして説明するが、それぞれｎ型ＭＯＳ ）−
ランジスタ、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタとしても
よい。 第１図において、Ｍｙ＋、 ７１／ＩｔＩｌは画素にお
ける増幅用トランジスタＭ□とともに反転型アンプを構
成するための負荷トランジスタ、ＣＩ、ｃａＩＣ，、Ｃ
４はそれぞれ画素からの出力を蓄積するための容量、Ｍ
Ｒｌ 、 Ｍ ＊ ＊ ＋ Ｍ Ｆｌ ｓ ＋ Ｍ
＋１１４は画素出力を上記容量０１〜Ｃ４へ転送するた
めのＭＯＳ トランジスタ、Ｊｌ、Ｊ＊はそれぞれ上下
の転送ＭＯＳトランジスタＭ９１〜Ｍ□のゲートに接続
する駆動線である０Ｍ□、 ＭＨＩＩ ＭＨ８Ｎ ＭＨ
４はそれぞれ容量０１〜Ｃ４に蓄積された信号を、水平
シフトレジスタ２かもの出力に従って水平信号線Ｈへ転
送するためのＭＯＳトランジスタ、Ｔ＋、Ｔｓはエミッ
タが読み出し行のセンサ画素の増幅用ＭＯＳ トランジ
スタのソースに接続され、ソースに一定の電圧を与える
バイポーラトランジスタである。 Ｍｖ １． Ｍ ｖ ｓはセンサ画素におけるリセット
用ＭＯＳトランジスタのゲートと接続され、垂直シフト
レジスタの出力に従ってリセットの行を選択するための
ＭＯＳトランジスタである＠ Ｍｖｉ＋ ＭＶ４はそれ
ぞれバイポーラトランジスタＴ＋、Ｔ寓のベースに接続
され、垂直シフトレジスタ１からの出力によって、読み
出す行を選択するためのＭＯＳトランジスタである。Ｒ
１は読み出しのタイミングを与えるパルスを伝える駆動
線、Ｒ，はりセットのタイミングを与えるパルスを伝え
る駆動線である。 Ａ＋、Ａｓはセンサ出力を取出すためのアンプである。 第２図は、上記信号読み出し回路系の一部回路構成図で
ある。 第２図に示した一部回路構成図は本発明の特徴部分を説
明するものであり、上述したようにバイポーラトランジ
スタＴ１のエミッタは、増幅用ＭＯＳ ）ランジスタＭ
□のソースに接続され、ソース電位ＶＯＯを供給する。 増幅用ＭＯＳトランジスタＭ□と、負荷となるＭＯＳト
ランジスタＭ〒１とで反転アンプを構成している。 第３図は、第２図に示した反転アンプの入出力特性を示
す特性図である。 同図において、■、はＶ ＩＮ＝ Ｖ ｏｕｙとなると
ころの値である。反転アンプのゲイン（−ｇ）は増幅用
ＭＯ３トランジスタＭ□及びＭＯＳ トランジスタＭＴ
１の構造パラメータに依存する。また、ゲイン−ｇを保
つ入力電圧範囲は、ＭＯＳ トランジスタからｖｏ。−
■いまでの範囲となる。 以下、一つのセンサ画素からの読み出し方法について第
１図〜第３図を用いて説明する。 信号読み出し動作は、三つの基本動作、すなわち、読み
出し動作、リセット動作、蓄積動作からなる。 読み出されるセンサ画素の行を第１行目とすると、バイ
ポーラトランジスタＴＩのベース電位がハイレベルに上
がり、反転アンプのソース電位ｖｍｓが供給される。 この時、垂直出力線には、フォトダイオードに蓄積され
た光電荷に応じて変化した増幅用ＭＯＳトランジスタＭ
□のゲート電位に対応する出力電位があられれ読み出し
動作を行うことができる。 次に、リセット用ＭＯＳトランジスタＭ３□のゲート電
位をロウレベルとして、リセット用ＭＯＳトランジスタ
Ｍ□をＯＮ状態とする。この時増幅用ＭＯ３）ランジス
タＭ□のゲート電位は、第３図に示したようにＶ、とな
り、リセット動作を行うことができる。 次に、リセット用−ＯＳ ）ランジスタＭ。のゲート電
位なハイレベルにもどして、リセット用ＭＯＳトランジ
スタＭ□をＯＦＦ状態とし、またバイポーラトランジス
タＴ、のベース電位なロウレベルとして、増幅用ＭＯＳ
トランジスタＭｌｌのソースを接地電位（ＧＮＤ）と
する。この状態で蓄積動作が開始され、光電荷の蓄積量
に応じて、増幅用ＭＯＳトランジスタＭ、ｌのゲートに
接続するフォトダイオードＤ□の電極電位はＶいから上
昇していく。 この蓄積動作において、増幅用ＭＯＳ ｌ−ランジスタ
Ｍ□のゲート電位は７１以上、リセット用ＭＯＳトラン
ジスタＭ０のゲート電圧はハイレベルにあるが、他の行
の画素の読み出しが行われているときでも、垂直出力線
の電位はＶ、を超えることがないので、増幅用ＭＯＳト
ランジスタＭ□、リセット用ＭＯＳ トランジスタＭ。 とも必ずＯＦＦ状態にあり、他の画素の読み出しに影響
を及ぼすことはない。 次に第４図を用いて、第１図の動作を説明する。 第４図は、第１図に示す光電変換装置の駆動パルスのタ
イミングチャートである。 まず、駆動線Ｒ１にハイレベルの信号を印加し、駆動線
Ｊ１にハイレベルの信号を印加すると、垂直シフトレジ
スタ１によって選択される行の画素の出力信号が、容量
Ｃ，，Ｃ，に蓄積される。次に駆動線Ｒ２にロウレベル
の信号を印加すると画素のリセットが行われる。 駆動線Ｒ，にハイレベルの信号を印加し、駆動線Ｊ、に
ハイレベルの信号を印加すると、リセットされた画素の
出力、すなわち暗出力を容量Ｃ，，Ｃ，に蓄積する。駆
動線Ｒ２をロウレベルの信号として、読み出し動作を終
えた後、上下の水平シフトレジスタ２の出力に従い、容
量上の信号電圧及び暗電圧をアンプＡ、及びアンプＡ３
から順次出力させる。信号読み出し回路系の外部におい
て、アンプＡ１の信号出力からアンプＡ２の暗出力を引
くという減算処理を行うと、暗出力の画素毎のバラツキ
により生ずる暗時の固定パターンノイズのないセンサ信
号が得られる。 第５図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の光電変
換部の回路構成図である。 なお、フォトトランジスタは説明の都合上省略している
。 １つのセンサ画素の構成部材は、第１図に示した１つの
センサ画素Ｓの構成部材と同じであるが、リセット用Ｍ
ＯＳトランジスタＭｓｍの一方の主電極は隣接するセン
サ画素の増幅用ＭＯＳトランジスタＭ□のドレインと接
続されている。 第６図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子２０１は、垂直走査部２０２及び水平走査部２０３に
よってテレビジョン走査が行なわれる。 水平走査部２０３から出力された信号は、処理回路２０
４を通して標準テレビジョン信号として出力される。 垂直および水平走査部２０２及び２０３の駆動パルスφ
■１ φＭ＋、φＨＩＩ φｖｓ、φシｌ、φｖ２等は
ドライバ２０５によって供給される。またドライバ２０
５はコントローラ２０６によって制限される。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の光電変換装置は、
制御電極部に光電荷を蓄積し、この光電荷を増幅して出
力する第１のトランジスタと、蓄積された光電荷をリセ
ットするための第２のトランジスタとで、信号読み出し
動作を制御することができ、トランジスタの数及び配線
を少な（して、有効受光面積を増大させ、高集積化され
たセンサでも高開口率を保ち、高感度化を達成すること
ができる。また信号と暗時出力との同時読み出し、減算
処理を集積化された簡易な構成の回路で行うことができ
、高Ｓ／Ｎ化を実現することができる。 なお、第１のトランジスタの出力側の主電極部に、第３
のトランジスタの一方の主電極部を接続し、前記第１の
トランジスタの増幅ゲインを負とすることで負のゲイン
を持つアンプを構成することができ、また、前記第１の
トランジスタの出力側でない側の主電極部に、コレクタ
が定電圧源に・接続されたバイポーラトランジスタのエ
ミッタを接続すれば、ソース電位を任意に変えることが
できるので、１つの画素の出力時に他の画素の影響を受
けることがなく、偽信号のないエリアセンサーを提供す
ることができる。
第１図は、本発明の光電変換装置の第１実施例の信号読
み出し回路の回路構成図である。 第２図は、上記信号読み出し回路系の一部回路構成図で
ある。 第３図は、第２図に示した反転アンプの入出力特性を示
す特性図である。 第４図は、第１図に示す光電変換装置の駆動パルスのタ
イミングチャートである。 第５図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の光電変
換部の回路構成図である。 第６図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第７図及び第８図は、上記従来の光電変換装置のセンサ
の一画素を示す回路構成図である。 Ｍａｌ。 Ｍ Ｔ Ｉ 。 Ｍ ｙ ３ 。 Ｃｓ。 Ａ２ ： Ｍ□、 Ｍｌ８． Ｍｌ、： ＭＯＳ トランジスタ、
Ｍ、、：ＭＯＳトランジスタ、Ｍ Ｖｌ＋ Ｍｖｉ。 Ｍｖ４：ＭＯＳトランジスタ、ＣＩ Ｉ Ｃｚ ＋Ｃ４
：容量、Ｒ，、Ｒイ ：駆動線、Ａ、。 アンプ。
み出し回路の回路構成図である。 第２図は、上記信号読み出し回路系の一部回路構成図で
ある。 第３図は、第２図に示した反転アンプの入出力特性を示
す特性図である。 第４図は、第１図に示す光電変換装置の駆動パルスのタ
イミングチャートである。 第５図は、本発明の光電変換装置の第２実施例の光電変
換部の回路構成図である。 第６図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第７図及び第８図は、上記従来の光電変換装置のセンサ
の一画素を示す回路構成図である。 Ｍａｌ。 Ｍ Ｔ Ｉ 。 Ｍ ｙ ３ 。 Ｃｓ。 Ａ２ ： Ｍ□、 Ｍｌ８． Ｍｌ、： ＭＯＳ トランジスタ、
Ｍ、、：ＭＯＳトランジスタ、Ｍ Ｖｌ＋ Ｍｖｉ。 Ｍｖ４：ＭＯＳトランジスタ、ＣＩ Ｉ Ｃｚ ＋Ｃ４
：容量、Ｒ，、Ｒイ ：駆動線、Ａ、。 アンプ。
Claims (5)
- （１）制御電極部に光電荷を蓄積し、この光電荷を増幅
して出力する第１のトランジスタと、蓄積された光電荷
をリセットするための第２のトランジスタとを有し、 前記第２のトランジスタの一方の主電極部を前記第１の
トランジスタの出力側の主電極部と電気的に接続し、前
記第２のトランジスタの他方の主電極部を前記第１のト
ランジスタの制御電極部と電気的に接続した光電変換装
置。 - （２）前記第１のトランジスタの制御電極部と、この制
御電極部に電気的に接続した前記第２のトランジスタの
主電極部とを同一半導体領域で構成した請求項１記載の
光電変換装置。 - （３）前記第１のトランジスタの出力側の主電極部に、
第３のトランジスタの一方の主電極部を接続し、前記第
１のトランジスタの増幅ゲインを負とした請求項１記載
の光電変換装置。 - （４）前記第１のトランジスタの出力側でない側の主電
極部に、コレクタが定電圧源に接続されたバイポーラト
ランジスタのエミッタを接続した請求項１記載の光電変
換装置。 - （５）前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジ
スタが、絶縁ゲート型トランジスタである請求項１記載
の光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136126A JPH033487A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136126A JPH033487A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033487A true JPH033487A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15167915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1136126A Pending JPH033487A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045843A (ja) * | 1996-08-20 | 2010-02-25 | Thomson Licensing | 高感度イメージセンサアレイ |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1136126A patent/JPH033487A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045843A (ja) * | 1996-08-20 | 2010-02-25 | Thomson Licensing | 高感度イメージセンサアレイ |
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