JPH0530438A - イメージセンサの出力回路 - Google Patents
イメージセンサの出力回路Info
- Publication number
- JPH0530438A JPH0530438A JP3206570A JP20657091A JPH0530438A JP H0530438 A JPH0530438 A JP H0530438A JP 3206570 A JP3206570 A JP 3206570A JP 20657091 A JP20657091 A JP 20657091A JP H0530438 A JPH0530438 A JP H0530438A
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- JP
- Japan
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- circuit
- output
- image sensor
- floating diffusion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィードスルーレベルと光信号レベルとの差
分を求めるための外部回路を簡素化するとともに、波形
周期が短かくなった場合でもサンプリング期間を長くで
きるようにする。 【構成】 フローティングディフュージョン２１，２２
とこの各後段に共通に接続したリセットゲート５とから
成る回路を複数、かつ直列に設け、その各々に個別の出
力アンプ２３ａ，２３ｂを設けて、この出力アンプ２３
ａから光信号レベル、出力アンプ２３ｂからフィードス
ルーレベルを同時刻に出力する。
分を求めるための外部回路を簡素化するとともに、波形
周期が短かくなった場合でもサンプリング期間を長くで
きるようにする。 【構成】 フローティングディフュージョン２１，２２
とこの各後段に共通に接続したリセットゲート５とから
成る回路を複数、かつ直列に設け、その各々に個別の出
力アンプ２３ａ，２３ｂを設けて、この出力アンプ２３
ａから光信号レベル、出力アンプ２３ｂからフィードス
ルーレベルを同時刻に出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフローティングディフュ
ージョン部により増幅回路へ信号を伝えるイメージセン
サの出力回路に関するものである。
ージョン部により増幅回路へ信号を伝えるイメージセン
サの出力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５の（ａ）は従来のフローティングデ
ィフュージョン部を示す断面図である。図において、１
は水平転送用ＣＣＤの最終ゲート、２は信号を増幅回路
へ伝えるフローティングディフュージョン、３は水平転
送用ＣＣＤとフローティングディフュージョン２間のポ
テンシャルを決定するバリアゲート、４はリセット電位
を印加するためのリセット端子、５はフローティングデ
ィフュージョン２の信号レベルをリセット電位に設定す
るためのリセットゲート、６はフローティングディフュ
ージョン２が出力した信号を増幅する増幅回路としての
出力アンプである。図５の（ｂ）ないし（ｆ）は電子ポ
テンシャルを時刻ｔ１ないしｔ５の時間経過とともに示
した図である。図６はイメージセンサに印加するクロッ
ク波形及び出力波形で、時刻ｔ１ないしｔ５は図５のも
のと同一である。図において、７は水平転送用ＣＣＤの
最終ゲート１に印加する転送用クロック、８はリセット
ゲート５に印加するリセットクロック、９はデバイスの
出力波形、９ａは上記リセットクロック８が漏れ込んで
発生するリセットノイズ成分、９ｂは信号キャリアが０
の状態であるフィードスルーレベル、９ｃは信号キャリ
ア量に比例して発生する光信号レベル、９ｄは光信号成
分である。
ィフュージョン部を示す断面図である。図において、１
は水平転送用ＣＣＤの最終ゲート、２は信号を増幅回路
へ伝えるフローティングディフュージョン、３は水平転
送用ＣＣＤとフローティングディフュージョン２間のポ
テンシャルを決定するバリアゲート、４はリセット電位
を印加するためのリセット端子、５はフローティングデ
ィフュージョン２の信号レベルをリセット電位に設定す
るためのリセットゲート、６はフローティングディフュ
ージョン２が出力した信号を増幅する増幅回路としての
出力アンプである。図５の（ｂ）ないし（ｆ）は電子ポ
テンシャルを時刻ｔ１ないしｔ５の時間経過とともに示
した図である。図６はイメージセンサに印加するクロッ
ク波形及び出力波形で、時刻ｔ１ないしｔ５は図５のも
のと同一である。図において、７は水平転送用ＣＣＤの
最終ゲート１に印加する転送用クロック、８はリセット
ゲート５に印加するリセットクロック、９はデバイスの
出力波形、９ａは上記リセットクロック８が漏れ込んで
発生するリセットノイズ成分、９ｂは信号キャリアが０
の状態であるフィードスルーレベル、９ｃは信号キャリ
ア量に比例して発生する光信号レベル、９ｄは光信号成
分である。
【０００３】動作は次のとおりである。水平転送用ＣＣ
Ｄにより転送されるキャリアは、フローティングディフ
ュージョン２に送られる。（時刻ｔ１）この時のキャリ
ア量をＱ、フローティングディフュージョン２から出力
アンプ６間の静電容量をＣとすると、Ｖ＝Ｑ／Ｃで電圧
に変換されて信号が出力される。時刻ｔ２で転送クロッ
ク７及びリセットクロック８がハイレベルになると、フ
ローティングディフュージョン部２はリセット電位に設
定され、同時に次画素のキャリアが水平転送用ＣＣＤの
最終ゲート１に転送される。この時、デバイスの出力に
はリセットクロック８が漏れ込み、リセットノイズ成分
９ａが現われる。時刻ｔ３ではリセットクロック８がロ
ーレベルになり、フローティングディフュージョン部２
は電気的に浮いた状態になる。出力波形は、リセット電
位、すなわち信号キャリアが０の状態に相当するフィー
ドスルーレベル９ｂで一定になる。時刻ｔ４で転送クロ
ック７がローレベルになると、水平転送用ＣＣＤの最終
ゲート１に転送されたキャリアはバリアゲート３を通過
し、フローティングディフュージョン２へ転送される。
この時、出力波形はキャリア量に比例した光信号レベル
９ｃになる。次の時刻ｔ５の状態はｔ２の状態と同じで
ある。以上の過程を繰り返して全画素の信号を読み出
す。尚、光信号成分９ｄを測定する為には、外部回路で
フィードスルーレベル９ｂと光信号レベル９ｃの差分を
求める回路が必要である。
Ｄにより転送されるキャリアは、フローティングディフ
ュージョン２に送られる。（時刻ｔ１）この時のキャリ
ア量をＱ、フローティングディフュージョン２から出力
アンプ６間の静電容量をＣとすると、Ｖ＝Ｑ／Ｃで電圧
に変換されて信号が出力される。時刻ｔ２で転送クロッ
ク７及びリセットクロック８がハイレベルになると、フ
ローティングディフュージョン部２はリセット電位に設
定され、同時に次画素のキャリアが水平転送用ＣＣＤの
最終ゲート１に転送される。この時、デバイスの出力に
はリセットクロック８が漏れ込み、リセットノイズ成分
９ａが現われる。時刻ｔ３ではリセットクロック８がロ
ーレベルになり、フローティングディフュージョン部２
は電気的に浮いた状態になる。出力波形は、リセット電
位、すなわち信号キャリアが０の状態に相当するフィー
ドスルーレベル９ｂで一定になる。時刻ｔ４で転送クロ
ック７がローレベルになると、水平転送用ＣＣＤの最終
ゲート１に転送されたキャリアはバリアゲート３を通過
し、フローティングディフュージョン２へ転送される。
この時、出力波形はキャリア量に比例した光信号レベル
９ｃになる。次の時刻ｔ５の状態はｔ２の状態と同じで
ある。以上の過程を繰り返して全画素の信号を読み出
す。尚、光信号成分９ｄを測定する為には、外部回路で
フィードスルーレベル９ｂと光信号レベル９ｃの差分を
求める回路が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のイメージセンサ
の出力回路は以上のように構成されているので、光信号
レベル９ｃを求める為にフィードスルーレベル９ｂと光
信号レベル９ｃの２箇所をサンプリングし、差分を求め
る回路が必要であった。また、近年のイメージセンサの
高画素化につれて波形周期が短かくなると、フィードス
ルーレベル期間及び光信号レベル期間ともに短縮される
ため、正確にサンプリングすることができなくなる等の
問題点があった。
の出力回路は以上のように構成されているので、光信号
レベル９ｃを求める為にフィードスルーレベル９ｂと光
信号レベル９ｃの２箇所をサンプリングし、差分を求め
る回路が必要であった。また、近年のイメージセンサの
高画素化につれて波形周期が短かくなると、フィードス
ルーレベル期間及び光信号レベル期間ともに短縮される
ため、正確にサンプリングすることができなくなる等の
問題点があった。
【０００５】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、フィードスルーレベルと光信号レ
ベルとの差分を求めるための外部回路を簡素化できると
ともに、波形周期が短かくなった場合でもサンプリング
期間を長くできるイメージセンサの出力回路を提供する
ことを目的とする。
めになされたもので、フィードスルーレベルと光信号レ
ベルとの差分を求めるための外部回路を簡素化できると
ともに、波形周期が短かくなった場合でもサンプリング
期間を長くできるイメージセンサの出力回路を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るイメー
ジセンサの出力回路は、フローティングディフュージョ
ンとリセットゲートとの直列回路より成るイメージセン
サの出力回路において、上記フローティングディフュー
ジョンとリセットゲートの回路を複数設け、その各々に
個別の増幅回路を設けた。
ジセンサの出力回路は、フローティングディフュージョ
ンとリセットゲートとの直列回路より成るイメージセン
サの出力回路において、上記フローティングディフュー
ジョンとリセットゲートの回路を複数設け、その各々に
個別の増幅回路を設けた。
【０００７】第２の発明に係るイメージセンサの出力回
路は、第１の発明に係るイメージセンサの出力回路にお
いて、各増幅回路の後に差動回路を備えた。
路は、第１の発明に係るイメージセンサの出力回路にお
いて、各増幅回路の後に差動回路を備えた。
【０００８】第３の発明に係るイメージセンサの出力回
路は、第１の発明に係るイメージセンサの出力回路にお
いて、各増幅回路を差動回路より構成した。
路は、第１の発明に係るイメージセンサの出力回路にお
いて、各増幅回路を差動回路より構成した。
【０００９】
【作用】第１の発明に係るイメージセンサの出力回路
は、複数設けたフローティングディフュージョンとリセ
ットゲートの回路の各々に個別の増幅回路を設けて、一
方の増幅回路が光信号レベルを出力し、他方の増幅回路
がフィードスルーレベルを同時刻に出力する。
は、複数設けたフローティングディフュージョンとリセ
ットゲートの回路の各々に個別の増幅回路を設けて、一
方の増幅回路が光信号レベルを出力し、他方の増幅回路
がフィードスルーレベルを同時刻に出力する。
【００１０】第２の発明に係るイメージセンサの出力回
路は、上記各増幅回路の後段に設けた差動回路に上記光
信号レベルとフィードスルーレベルとをそれぞれ入力
し、その差分をデバイス端で検出する。
路は、上記各増幅回路の後段に設けた差動回路に上記光
信号レベルとフィードスルーレベルとをそれぞれ入力
し、その差分をデバイス端で検出する。
【００１１】第３の発明に係るイメージセンサの出力回
路は、差動回路で構成した上記各増幅回路に上記光信号
レベルとフィードスルーレベルとをそれぞれ入力し、そ
の差分をデバイス端で検出する。
路は、差動回路で構成した上記各増幅回路に上記光信号
レベルとフィードスルーレベルとをそれぞれ入力し、そ
の差分をデバイス端で検出する。
【００１２】
【実施例】第１の発明に係るイメージセンサの出力回路
の一実施例を図１及び図２に示す。図５ないし図６と同
じものは同一の符号を付して説明を省略する。図１の
（ａ）は第１の発明に係るフローティングディフュージ
ョン部の断面図である。図において、２１，２２は直列
に設けられたフローティングディフュージョンで、この
フローティングディフュージョン２１，２２の各後段に
はリセット電位への設定を行うためのリセットゲート５
が共通に接続されている。２３ａ，２３ｂは増幅回路と
しての出力アンプで、上記フローティングディフュージ
ョン２１，２２からの信号を各々入力され、これを増幅
して出力する。図１の（ｂ）ないし（ｆ）は電子ポテン
シャルを時間経過とともに示した図である。また図２は
イメージセンサに印加するクロック波形及び出力波形
で、時刻ｔ１ないしｔ５は図１のものと同一である。図
２において、９は上記フローティングディフュージョン
２１から転送される出力信号波形、１０は上記フローテ
ィングディフュージョン２２から転送される出力信号波
形で、１０ａはリセットノイズ成分、１０ｂはフィード
スルーレベルである。
の一実施例を図１及び図２に示す。図５ないし図６と同
じものは同一の符号を付して説明を省略する。図１の
（ａ）は第１の発明に係るフローティングディフュージ
ョン部の断面図である。図において、２１，２２は直列
に設けられたフローティングディフュージョンで、この
フローティングディフュージョン２１，２２の各後段に
はリセット電位への設定を行うためのリセットゲート５
が共通に接続されている。２３ａ，２３ｂは増幅回路と
しての出力アンプで、上記フローティングディフュージ
ョン２１，２２からの信号を各々入力され、これを増幅
して出力する。図１の（ｂ）ないし（ｆ）は電子ポテン
シャルを時間経過とともに示した図である。また図２は
イメージセンサに印加するクロック波形及び出力波形
で、時刻ｔ１ないしｔ５は図１のものと同一である。図
２において、９は上記フローティングディフュージョン
２１から転送される出力信号波形、１０は上記フローテ
ィングディフュージョン２２から転送される出力信号波
形で、１０ａはリセットノイズ成分、１０ｂはフィード
スルーレベルである。
【００１３】動作は次のとおりである。水平転送用ＣＣ
Ｄにより転送されるキャリアはフローティングディフュ
ージョン２１に送られ、キャリア量に比例した電圧信号
が出力される。一方、フローティングディフュージョン
２２はリセット状態のままであるのでフィードスルーレ
ベル１０ｂが出力される。時刻ｔ２で転送クロック７及
びリセットクロック８がハイレベルになると、フローテ
ィングディフュージョン部２１，２２はともにリセット
電位に設定され、同時に次画素のキャリアが水平転送用
ＣＣＤの最終ゲート１に転送される。この時、デバイス
の出力にはリセットクロック８が漏れ込み、リセットノ
イズ成分９ａ，１０ａが現われる。時刻ｔ３ではリセッ
トクロック８がローレベルになり、フローティングディ
フュージョン部２１，２２は電気的に浮いた状態にな
る。出力波形のレベルはリセット電位、すなわち信号キ
ャリアが０の状態に相当するフィードスルーレベル９
ｂ，１０ｂで一定になる。時刻ｔ４で転送クロック７が
ローレベルになると、水平転送用ＣＣＤの最終ゲート１
に転送されたキャリアはバリアゲート３を通過し、フロ
ーティングディフュージョン２１へ転送される。しか
し、電気的な障壁の為にフローティングディフュージョ
ン２２にはキャリアは転送されない。この時の出力波形
は、フローティングディフュージョン２１からはキャリ
ア量に比例した光信号レベル９ｃになる。一方、フロー
ティングディフュージョン２２はキャリアが転送されな
いのでフィードスルーレベル１０ｂを保持する。次の時
刻ｔ５の状態はｔ２の状態と同じである。以上の過程を
繰り返して、全画素の信号を読み出す。
Ｄにより転送されるキャリアはフローティングディフュ
ージョン２１に送られ、キャリア量に比例した電圧信号
が出力される。一方、フローティングディフュージョン
２２はリセット状態のままであるのでフィードスルーレ
ベル１０ｂが出力される。時刻ｔ２で転送クロック７及
びリセットクロック８がハイレベルになると、フローテ
ィングディフュージョン部２１，２２はともにリセット
電位に設定され、同時に次画素のキャリアが水平転送用
ＣＣＤの最終ゲート１に転送される。この時、デバイス
の出力にはリセットクロック８が漏れ込み、リセットノ
イズ成分９ａ，１０ａが現われる。時刻ｔ３ではリセッ
トクロック８がローレベルになり、フローティングディ
フュージョン部２１，２２は電気的に浮いた状態にな
る。出力波形のレベルはリセット電位、すなわち信号キ
ャリアが０の状態に相当するフィードスルーレベル９
ｂ，１０ｂで一定になる。時刻ｔ４で転送クロック７が
ローレベルになると、水平転送用ＣＣＤの最終ゲート１
に転送されたキャリアはバリアゲート３を通過し、フロ
ーティングディフュージョン２１へ転送される。しか
し、電気的な障壁の為にフローティングディフュージョ
ン２２にはキャリアは転送されない。この時の出力波形
は、フローティングディフュージョン２１からはキャリ
ア量に比例した光信号レベル９ｃになる。一方、フロー
ティングディフュージョン２２はキャリアが転送されな
いのでフィードスルーレベル１０ｂを保持する。次の時
刻ｔ５の状態はｔ２の状態と同じである。以上の過程を
繰り返して、全画素の信号を読み出す。
【００１４】第２の発明に係るイメージセンサの出力回
路の一実施例を図３に示す。図１と同じものは同一の符
号を付して説明を省略する。図中、２４は差動回路で上
記増幅回路としての出力アンプ２３ａ，２３ｂの後に設
けられ、上記増幅回路２３ａ，２３ｂの出力の差分を求
める。これにより、光信号成分がデバイス端で検出でき
る。
路の一実施例を図３に示す。図１と同じものは同一の符
号を付して説明を省略する。図中、２４は差動回路で上
記増幅回路としての出力アンプ２３ａ，２３ｂの後に設
けられ、上記増幅回路２３ａ，２３ｂの出力の差分を求
める。これにより、光信号成分がデバイス端で検出でき
る。
【００１５】さらに第３の発明に係るイメージセンサの
出力回路の一実施例を図４に示す。図１と同じものは同
一の符号を付して説明を省略する。図中、２４は差動回
路で上記フローティングディフュージョン２１，２２の
出力の差分を求める。これにより、光信号成分がデバイ
ス端で検出できる。
出力回路の一実施例を図４に示す。図１と同じものは同
一の符号を付して説明を省略する。図中、２４は差動回
路で上記フローティングディフュージョン２１，２２の
出力の差分を求める。これにより、光信号成分がデバイ
ス端で検出できる。
【００１６】
【発明の効果】第１の発明によれば、フローティングデ
ィフュージョンとリセットゲートとの直列回路より成る
イメージセンサの出力回路において、上記フローティン
グディフュージョンとリセットゲートの回路を複数設
け、その各々に個別の増幅回路を設けたので、上記増幅
回路の一方から常にフィードスルーレベルが得られ、波
形周期が短くなった場合でもサンプリング期間が長くで
きる。また、フィードスルーレベルと光信号レベルが同
時刻に出力されるので、サンプリングパルスが１種とな
り、外部回路が簡素化される。
ィフュージョンとリセットゲートとの直列回路より成る
イメージセンサの出力回路において、上記フローティン
グディフュージョンとリセットゲートの回路を複数設
け、その各々に個別の増幅回路を設けたので、上記増幅
回路の一方から常にフィードスルーレベルが得られ、波
形周期が短くなった場合でもサンプリング期間が長くで
きる。また、フィードスルーレベルと光信号レベルが同
時刻に出力されるので、サンプリングパルスが１種とな
り、外部回路が簡素化される。
【００１７】第２の発明によれば、上記各増幅回路の後
に差動回路を備えたので、光信号成分をデバイス端で得
ることができ、外部回路が簡単になる。
に差動回路を備えたので、光信号成分をデバイス端で得
ることができ、外部回路が簡単になる。
【００１８】第３の発明によれば、上記各増幅回路は差
動回路より成るので、光に反応した出力信号レベルがデ
バイス端で得られるため、外部回路がより簡単になる。
動回路より成るので、光に反応した出力信号レベルがデ
バイス端で得られるため、外部回路がより簡単になる。
【図１】第１の発明に係るイメージセンサの出力回路の
一実施例を示す断面図及び電子ポテンシャル図である。
一実施例を示す断面図及び電子ポテンシャル図である。
【図２】第１の発明に係るイメージセンサの出力回路の
一実施例を示す波形図である。
一実施例を示す波形図である。
【図３】第２の発明に係るイメージセンサの出力回路の
一実施例を示す図である。
一実施例を示す図である。
【図４】第３の発明に係るイメージセンサの出力回路の
一実施例を示す図である。
一実施例を示す図である。
【図５】従来のイメージセンサの出力回路を示す断面図
及び電子ポテンシャル図である。
及び電子ポテンシャル図である。
【図６】従来のイメージセンサの出力回路の一例を示す
波形図である。
波形図である。
１ 水平転送用ＣＣＤの最終ゲート
３ バリアゲート
４ リセット端子
５ リセットゲート
２１，２２ フローティングディフュージョン
２３ａ，２３ｂ 出力アンプ
２４ 差動回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【発明の効果】第１の発明によれば、フローティングデ
ィフュージョンとリセットゲートとの直列回路より成る
イメージセンサの出力回路において、上記フローティン
グディフュージョンとリセットゲートの回路を複数設
け、その各々に個別の増幅回路を設けたので、上記増幅
回路の一方から常にフィードスルーレベルが得られ、図
２のｔ３期間が不必要となり、波形周期が短くなった場
合でもサンプリング期間が長くできる。また、フィード
スルーレベルと光信号レベルが同時刻に出力されるの
で、サンプリングパルスが１種となり、外部回路が簡素
化される。
ィフュージョンとリセットゲートとの直列回路より成る
イメージセンサの出力回路において、上記フローティン
グディフュージョンとリセットゲートの回路を複数設
け、その各々に個別の増幅回路を設けたので、上記増幅
回路の一方から常にフィードスルーレベルが得られ、図
２のｔ３期間が不必要となり、波形周期が短くなった場
合でもサンプリング期間が長くできる。また、フィード
スルーレベルと光信号レベルが同時刻に出力されるの
で、サンプリングパルスが１種となり、外部回路が簡素
化される。
Claims (3)
- 【請求項１】 増幅回路へ信号を伝えるフローティング
ディフュージョンとこのフローティングディフュージョ
ンの信号レベルをリセット電位に設定するリセットゲー
トとの直列回路より成り、最終ゲートの後段に設けられ
るイメージセンサの出力回路において、上記フローティ
ングディフュージョンとリセットゲートとの回路を複数
設け、その各々の回路に増幅回路を設けたことを特徴と
するイメージセンサの出力回路。 - 【請求項２】 各増幅回路の後に差動回路を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のイメージセンサの出力回
路。 - 【請求項３】 各増幅回路は、差動回路より成ることを
特徴とする請求項１記載のイメージセンサの出力回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206570A JP2934537B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イメージセンサの出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206570A JP2934537B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イメージセンサの出力回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530438A true JPH0530438A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2934537B2 JP2934537B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16525589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206570A Expired - Fee Related JP2934537B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | イメージセンサの出力回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934537B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009042800A3 (en) * | 2007-09-27 | 2009-05-14 | Continental Controls Corp | Fuel control system and method for gas engines |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3206570A patent/JP2934537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009042800A3 (en) * | 2007-09-27 | 2009-05-14 | Continental Controls Corp | Fuel control system and method for gas engines |
| US8005603B2 (en) | 2007-09-27 | 2011-08-23 | Continental Controls Corporation | Fuel control system and method for gas engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934537B2 (ja) | 1999-08-16 |
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