JPH06189202A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH06189202A JPH06189202A JP4342454A JP34245492A JPH06189202A JP H06189202 A JPH06189202 A JP H06189202A JP 4342454 A JP4342454 A JP 4342454A JP 34245492 A JP34245492 A JP 34245492A JP H06189202 A JPH06189202 A JP H06189202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- solid
- signal
- state image
- reset
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＣＤリニアセンサ、ＣＣＤイメージセンサ
等の固体撮像素子自体の出力波形の直流成分レベルのば
らつきを制御する。 【構成】 固体撮像素子４４が形成された同一の半導体
基板４３上において、固体撮像素子の電荷−電圧変換し
た後の出力回路中に、信号のリセットレベル又は／及び
プリチャージレベルを固定電圧Ｖref にクランプするク
ランプ回路３７を設けて構成する。
等の固体撮像素子自体の出力波形の直流成分レベルのば
らつきを制御する。 【構成】 固体撮像素子４４が形成された同一の半導体
基板４３上において、固体撮像素子の電荷−電圧変換し
た後の出力回路中に、信号のリセットレベル又は／及び
プリチャージレベルを固定電圧Ｖref にクランプするク
ランプ回路３７を設けて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばリニアセンサ、
イメージセンサ等に適用される固体撮像素子に関する。
イメージセンサ等に適用される固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】リニアセンサ、イメージセンサ等に用い
られる例えばＣＣＤ固体撮像素子は、通常、半導体基体
上に入射する光信号を電荷に変換する受光部と、この受
光部で発生した信号電荷を転送する電荷転送路を有し、
この電荷転送路に電荷転送素子（ＣＣＤ）を用いて構成
される。このＣＣＤ固体撮像素子では、その出力信号に
相当する信号電荷を電圧に変換して外部に読み出す出力
方式としてフローティング・ディフージョン方式、フロ
ーティング・ゲート方式等がある。
られる例えばＣＣＤ固体撮像素子は、通常、半導体基体
上に入射する光信号を電荷に変換する受光部と、この受
光部で発生した信号電荷を転送する電荷転送路を有し、
この電荷転送路に電荷転送素子（ＣＣＤ）を用いて構成
される。このＣＣＤ固体撮像素子では、その出力信号に
相当する信号電荷を電圧に変換して外部に読み出す出力
方式としてフローティング・ディフージョン方式、フロ
ーティング・ゲート方式等がある。
【０００３】図５は、フローティング・ディフージョン
方式を採るＣＣＤ固体撮像素子１の水平転送レジスタの
終段部分及びその出力部の構成を示す。同図において、
２は水平転送レジスタを示す。水平転送レジスタ２は、
半導体基板３の主面上に絶縁膜４を介して転送電極、即
ちストレージ電極５Ｓ及びトランスファ電極５Ｔを有し
てなる転送部５が複数配列され、例えば２相の駆動クロ
ックパルスφＨ1 及びφＨ2 により信号電荷を水平方向
に転送するように形成される。ストレージ電極５Ｓの直
下には例えばＮ層６Ｓが、トランスファ電極５Ｔの直下
にはＮ- 層６Ｔが夫々形成される。
方式を採るＣＣＤ固体撮像素子１の水平転送レジスタの
終段部分及びその出力部の構成を示す。同図において、
２は水平転送レジスタを示す。水平転送レジスタ２は、
半導体基板３の主面上に絶縁膜４を介して転送電極、即
ちストレージ電極５Ｓ及びトランスファ電極５Ｔを有し
てなる転送部５が複数配列され、例えば２相の駆動クロ
ックパルスφＨ1 及びφＨ2 により信号電荷を水平方向
に転送するように形成される。ストレージ電極５Ｓの直
下には例えばＮ層６Ｓが、トランスファ電極５Ｔの直下
にはＮ- 層６Ｔが夫々形成される。
【０００４】水平転送レジスタ２の最終段の転送部５に
は、水平出力ゲート部７を介して電荷−電圧変換を行う
ためのＮ+ フローティング・ディフージョン領域９が接
続される。水平出力ゲート部７はＮ- 層６Ｔ上にゲート
絶縁膜４を介して固定のゲート電圧ＶHOG が印加される
ゲート電極８が形成されてなる。
は、水平出力ゲート部７を介して電荷−電圧変換を行う
ためのＮ+ フローティング・ディフージョン領域９が接
続される。水平出力ゲート部７はＮ- 層６Ｔ上にゲート
絶縁膜４を介して固定のゲート電圧ＶHOG が印加される
ゲート電極８が形成されてなる。
【０００５】そして、水平転送レジスタ２を転送されて
きた信号電荷が、フローティング・ディフージョン領域
９に蓄えられ、このとき、フローティング・ディフージ
ョン領域９の電位が変化し、この電位変化を出力回路１
０のＣＣＤ出力端子ｔ1 より出力信号として読み出すよ
うになされる。なお、電極５Ｓ、５Ｔ、８等は例えば多
結晶シリコンにて形成される。１１は絶縁膜である。
きた信号電荷が、フローティング・ディフージョン領域
９に蓄えられ、このとき、フローティング・ディフージ
ョン領域９の電位が変化し、この電位変化を出力回路１
０のＣＣＤ出力端子ｔ1 より出力信号として読み出すよ
うになされる。なお、電極５Ｓ、５Ｔ、８等は例えば多
結晶シリコンにて形成される。１１は絶縁膜である。
【０００６】一方、フローティング・ディフージョン領
域９には、順次転送され、読み出された後の信号電荷を
１画素毎にリセットするため、リセットパルスφRGが印
加されるリセットゲート部１３を介して、一定の高電位
ＶRDに固定された電荷排出用のリセットドレイン領域１
２が接続される。１４及び１５は夫々リセットゲート部
１３を構成するゲート絶縁膜及び例えば多結晶シリコン
からなるゲート電極である。
域９には、順次転送され、読み出された後の信号電荷を
１画素毎にリセットするため、リセットパルスφRGが印
加されるリセットゲート部１３を介して、一定の高電位
ＶRDに固定された電荷排出用のリセットドレイン領域１
２が接続される。１４及び１５は夫々リセットゲート部
１３を構成するゲート絶縁膜及び例えば多結晶シリコン
からなるゲート電極である。
【０００７】リセットパルスφRGによりリセットゲート
部１３がオンすると、フローティング・ディフージョン
領域９の容量に蓄積された信号電荷は、リセットドレイ
ン領域１２に排出され、フローティング・ディフージョ
ン領域９の電位はリセットドレイン領域１２の電位に固
定される。
部１３がオンすると、フローティング・ディフージョン
領域９の容量に蓄積された信号電荷は、リセットドレイ
ン領域１２に排出され、フローティング・ディフージョ
ン領域９の電位はリセットドレイン領域１２の電位に固
定される。
【０００８】そして、次の信号電荷が転送される前にリ
セットゲート部１３がオフされることにより、フローテ
ィング・ディフージョン領域９の電位は、次に転送され
た信号電荷により決定される。
セットゲート部１３がオフされることにより、フローテ
ィング・ディフージョン領域９の電位は、次に転送され
た信号電荷により決定される。
【０００９】リセットゲート部１３のオフ時には、リセ
ットゲート部１３のもつ寄生容量によってカップリング
が生じ、このため、フローティング・ディフージョン領
域９の出力にはリセットドレイン領域１２の電圧からマ
イナスのオフセットがかったような信号成分が生じる。
これをリセットノイズと呼ぶ。
ットゲート部１３のもつ寄生容量によってカップリング
が生じ、このため、フローティング・ディフージョン領
域９の出力にはリセットドレイン領域１２の電圧からマ
イナスのオフセットがかったような信号成分が生じる。
これをリセットノイズと呼ぶ。
【００１０】図６にＣＣＤ出力信号波形の一例を示す。
２１はリセット期間であり、この後の期間２２の信号成
分２４がリセットノイズと呼ばれる信号成分であり、こ
のリセットノイズの電位に対してさらに電位が下がって
いる期間２３が光信号に対応する信号成分２５である。
リセットノイズ２４の電位の部分２２をプリチャージ
相、光信号電位２５の部分２３をデータ相と呼ぶ。また
リセット期間２１の電位レベルをリセットレベルと呼
び、プリチャージ相（期間２２）の電位レベルをプリチ
ャージレベルと呼ぶ。
２１はリセット期間であり、この後の期間２２の信号成
分２４がリセットノイズと呼ばれる信号成分であり、こ
のリセットノイズの電位に対してさらに電位が下がって
いる期間２３が光信号に対応する信号成分２５である。
リセットノイズ２４の電位の部分２２をプリチャージ
相、光信号電位２５の部分２３をデータ相と呼ぶ。また
リセット期間２１の電位レベルをリセットレベルと呼
び、プリチャージ相（期間２２）の電位レベルをプリチ
ャージレベルと呼ぶ。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＣＤ固体
撮像素子において、出力回路を形成する上で問題となる
のがＣＣＤ出力信号の直流成分レベルのばらつきであ
る。直流成分レベルのばらつきの要因は、ＣＣＤ固体撮
像素子自体の製造ばらつきや、出力回路を構成している
トランジスタの製造ばらつきなどが考えられるが、しか
しこれらの要因を除去することは不可能である。
撮像素子において、出力回路を形成する上で問題となる
のがＣＣＤ出力信号の直流成分レベルのばらつきであ
る。直流成分レベルのばらつきの要因は、ＣＣＤ固体撮
像素子自体の製造ばらつきや、出力回路を構成している
トランジスタの製造ばらつきなどが考えられるが、しか
しこれらの要因を除去することは不可能である。
【００１２】これらの要因により直流成分レベル（ＤＣ
電位）がばらつくため、ＣＣＤ固体撮像素子内に作り込
む出力回路自体の設計が困難となる。
電位）がばらつくため、ＣＣＤ固体撮像素子内に作り込
む出力回路自体の設計が困難となる。
【００１３】また、出力電位のばらつきは、ＣＣＤ固体
撮像素子を用いたシステムにおいても問題となるため
に、出力電位の規定が必要となり、ばらつきが大きくな
った場合には、撮像素子自体の歩留り低下要因ともな
り、固体撮像素子の製造上の問題点となる。
撮像素子を用いたシステムにおいても問題となるため
に、出力電位の規定が必要となり、ばらつきが大きくな
った場合には、撮像素子自体の歩留り低下要因ともな
り、固体撮像素子の製造上の問題点となる。
【００１４】本発明は、上述の点に鑑み、固体撮像素子
が形成された同一基板上の出力回路上で出力信号の直流
成分レベルのばらつきを抑制できるようにした固体撮像
素子を提供するものである。
が形成された同一基板上の出力回路上で出力信号の直流
成分レベルのばらつきを抑制できるようにした固体撮像
素子を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体撮像素子
４４が形成された同一基板４３上において、該固体撮像
素子４４の電荷−電圧変換した後の出力回路中に、信号
のリセットレベル又は／及びプリチャージレベルをクラ
ンプするクランプ回路３７を設けて構成する。
４４が形成された同一基板４３上において、該固体撮像
素子４４の電荷−電圧変換した後の出力回路中に、信号
のリセットレベル又は／及びプリチャージレベルをクラ
ンプするクランプ回路３７を設けて構成する。
【００１６】この場合、信号のリセットレベル又は／及
びプリチャージレベルを固定電位にクランプすることが
できる。
びプリチャージレベルを固定電位にクランプすることが
できる。
【００１７】
【作用】本発明では、固体撮像素子４４が形成された同
一基板４３において、その電荷−電圧変換した後の出力
回路中に、信号のリセットレベル又は／及びプリチャー
ジレベルをクランプする回路３７を設けることによっ
て、固体撮像素子自体の出力信号の直流成分レベルのば
らつきが抑制される。
一基板４３において、その電荷−電圧変換した後の出力
回路中に、信号のリセットレベル又は／及びプリチャー
ジレベルをクランプする回路３７を設けることによっ
て、固体撮像素子自体の出力信号の直流成分レベルのば
らつきが抑制される。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による固体撮像
素子の実施例を説明する。
素子の実施例を説明する。
【００１９】図１は本発明の固体撮像素子をＣＣＤイメ
ージセンサに適用した場合である。本例においては、マ
トリックス状に配列された夫々画素となる複数の受光部
３１と、各受光部列の１側に配されたＣＣＤ構造の垂直
転送レベスタ３２と、垂直転送レジスタ３２の端部に接
続されたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ３３を有し、水
平転送レジスタ３３の最終段に水平出力ゲート部８を介
してフローティング・ディフージョン領域９、さらに１
画素毎にフローティング・ディフージョン領域９の信号
電荷をリセットするためのリセットゲート部１３及びリ
セットドレイン領域１２からなる所謂光信号出力変換部
３４が接続される。
ージセンサに適用した場合である。本例においては、マ
トリックス状に配列された夫々画素となる複数の受光部
３１と、各受光部列の１側に配されたＣＣＤ構造の垂直
転送レベスタ３２と、垂直転送レジスタ３２の端部に接
続されたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ３３を有し、水
平転送レジスタ３３の最終段に水平出力ゲート部８を介
してフローティング・ディフージョン領域９、さらに１
画素毎にフローティング・ディフージョン領域９の信号
電荷をリセットするためのリセットゲート部１３及びリ
セットドレイン領域１２からなる所謂光信号出力変換部
３４が接続される。
【００２０】しかして、本例においては、フローティン
グ・ディフージョン領域９に例えばソースフォロア回
路、インバータ回路等からなる前段の出力回路３６が接
続され、この出力回路３６の出力側にリセット時におけ
る出力信号の直流成分レベルを参照電圧Ｖref にクラン
プするためのクランプ回路３７が接続され、さらにこの
クランプ回路３７の出力側に例えばソースフォロア回
路、インバータ回路等からなる後段の出力回路３８が接
続され、之より信号出力端子ｔ2 が導出される。
グ・ディフージョン領域９に例えばソースフォロア回
路、インバータ回路等からなる前段の出力回路３６が接
続され、この出力回路３６の出力側にリセット時におけ
る出力信号の直流成分レベルを参照電圧Ｖref にクラン
プするためのクランプ回路３７が接続され、さらにこの
クランプ回路３７の出力側に例えばソースフォロア回
路、インバータ回路等からなる後段の出力回路３８が接
続され、之より信号出力端子ｔ2 が導出される。
【００２１】クランプ回路３７は、クランプ容量４０と
アナログスイッチ４１とからなり、クランプ容量４０の
一端が前段の出力回路３６の出力端に接続され、クラン
プ容量４０及びアナログスイッチ４１の接続中点が後段
の出力回路３８の入力端に接続され、さらに、アナログ
スイッチ４１の他端が例えば外部より参照電圧Ｖrefが
印加される参照電圧端子ｔ3 に接続される。アナログス
イッチ４１は端子ｔ4からのクランプパルスφC により
オン・オフ動作するようになされる。
アナログスイッチ４１とからなり、クランプ容量４０の
一端が前段の出力回路３６の出力端に接続され、クラン
プ容量４０及びアナログスイッチ４１の接続中点が後段
の出力回路３８の入力端に接続され、さらに、アナログ
スイッチ４１の他端が例えば外部より参照電圧Ｖrefが
印加される参照電圧端子ｔ3 に接続される。アナログス
イッチ４１は端子ｔ4からのクランプパルスφC により
オン・オフ動作するようになされる。
【００２２】上記の前段及び後段の出力回路３６及び３
８、クランプ回路３７は、受光部３１、垂直転送レジス
タ３２、水平転送レジスタ３３及び光信号出力変換部３
４等からなる所謂固体撮像素子本体と共に、同一の半導
体基板（即ち半導体チップ）４３上に作り込まれる。
８、クランプ回路３７は、受光部３１、垂直転送レジス
タ３２、水平転送レジスタ３３及び光信号出力変換部３
４等からなる所謂固体撮像素子本体と共に、同一の半導
体基板（即ち半導体チップ）４３上に作り込まれる。
【００２３】次に、かかる構成の固体撮像素子（即ちＣ
ＣＤイメージセンサ）４４の出力回路の動作を説明す
る。
ＣＤイメージセンサ）４４の出力回路の動作を説明す
る。
【００２４】フローティング・ディフージョン領域９か
ら発生された信号は固体撮像素子４４内の前段の出力回
路３６を通ってクランプ容量４０の入力端（Ａ）に到達
する。このとき、半導体製造上生じるフローティング・
ディフージョン領域９のばらつきや、出力回路３６のば
らつきにより、クランプ容量４０の入力端（Ａ）での信
号は直流的に変動を受けている。これはデバイス固体間
即ち固体撮像素子間の差であり、不可避の現象である。
ら発生された信号は固体撮像素子４４内の前段の出力回
路３６を通ってクランプ容量４０の入力端（Ａ）に到達
する。このとき、半導体製造上生じるフローティング・
ディフージョン領域９のばらつきや、出力回路３６のば
らつきにより、クランプ容量４０の入力端（Ａ）での信
号は直流的に変動を受けている。これはデバイス固体間
即ち固体撮像素子間の差であり、不可避の現象である。
【００２５】クランプ回路３７のアナログスイッチ４１
がオン状態では、クランプ容量４０の出力端（Ｂ）に現
れる電圧は、参照電圧端子ｔ3 より印加される参照電位
Ｖre f に固定される。一方、アナログスイッチ４１がオ
フ状態では、出力端（Ｂ）の電圧は、入力端（Ａ）に加
えられる電位によってクランプ容量４０がチャージされ
る電圧になる。この出力端（Ｂ）の電位は後段の出力回
路３８を通って、信号出力端子ｔ2 に出力される。
がオン状態では、クランプ容量４０の出力端（Ｂ）に現
れる電圧は、参照電圧端子ｔ3 より印加される参照電位
Ｖre f に固定される。一方、アナログスイッチ４１がオ
フ状態では、出力端（Ｂ）の電圧は、入力端（Ａ）に加
えられる電位によってクランプ容量４０がチャージされ
る電圧になる。この出力端（Ｂ）の電位は後段の出力回
路３８を通って、信号出力端子ｔ2 に出力される。
【００２６】図２は、上記出力回路部に対する動作クロ
ックと出力波形の一例を示す。図２Ａは、クランプ容量
４０の入力端（Ａ）での出力波形を示し、同図中、(i),
(ii),(iii)は夫々出力波形の直流成分レベルのばらつき
を示している。
ックと出力波形の一例を示す。図２Ａは、クランプ容量
４０の入力端（Ａ）での出力波形を示し、同図中、(i),
(ii),(iii)は夫々出力波形の直流成分レベルのばらつき
を示している。
【００２７】今、アナログスイッチ４１にクランプパル
スφC として図２ＢのクランプパルスφC1が与えられた
とする。このクランプパルスφC1は、ＣＣＤ駆動パルス
におけるリセットパルスφRGと同等のパルスである。
スφC として図２ＢのクランプパルスφC1が与えられた
とする。このクランプパルスφC1は、ＣＣＤ駆動パルス
におけるリセットパルスφRGと同等のパルスである。
【００２８】アナログスイッチ４１はクランプパルスφ
C1の高レベルのときにオン状態にあり、このオン状態に
おいて出力端（Ｂ）での信号は参照電圧端子ｔ3 より与
えられる参照電圧Ｖref になる。即ちリセット時（期間
２１）における直流成分レベル、いわゆるリセットレベ
ルが参照電圧Ｖref にクランプされる。次に、アナログ
スイッチ４１がオフ状態になると、出力端（Ｂ）にはＣ
ＣＤ出力の変化分だけがあらわれる。このため、出力端
（Ｂ）においては、図２Ｃに示すように常に参照電位Ｖ
ref が規準になった出力信号Ｓ1 が発生し、これは、入
力端（Ａ）の信号が(i),(ii),(iii)のように変化しても
直流成分レベルが変化しないようになる。
C1の高レベルのときにオン状態にあり、このオン状態に
おいて出力端（Ｂ）での信号は参照電圧端子ｔ3 より与
えられる参照電圧Ｖref になる。即ちリセット時（期間
２１）における直流成分レベル、いわゆるリセットレベ
ルが参照電圧Ｖref にクランプされる。次に、アナログ
スイッチ４１がオフ状態になると、出力端（Ｂ）にはＣ
ＣＤ出力の変化分だけがあらわれる。このため、出力端
（Ｂ）においては、図２Ｃに示すように常に参照電位Ｖ
ref が規準になった出力信号Ｓ1 が発生し、これは、入
力端（Ａ）の信号が(i),(ii),(iii)のように変化しても
直流成分レベルが変化しないようになる。
【００２９】後段に接続されている出力回路３８をソー
スフォロア回路のような簡便なものにすれば、トランジ
スタの製造上のばらつきも小さくできるため、信号出力
端子ｔ2 での直流成分レベルのばらつきは少なくなる。
結果として、固体撮像素子を用いたシステムにおいて信
号処理回路での構成を簡便にすることができる。
スフォロア回路のような簡便なものにすれば、トランジ
スタの製造上のばらつきも小さくできるため、信号出力
端子ｔ2 での直流成分レベルのばらつきは少なくなる。
結果として、固体撮像素子を用いたシステムにおいて信
号処理回路での構成を簡便にすることができる。
【００３０】また、本構成を取る場合、出力回路３８に
対する入力レベルが固定されるため、出力回路３８の設
計自体も簡便になる。特に高増幅度アンプを用いる場合
には入力ダイナミックレンジが狭いため、入力段での直
流成分レベルのばらつきは極力小さい方がよい。本構成
を適用することにより、入力ダイナミックレンジを固定
することができるので、より高増幅度のアンプを用いる
ことも可能となる。
対する入力レベルが固定されるため、出力回路３８の設
計自体も簡便になる。特に高増幅度アンプを用いる場合
には入力ダイナミックレンジが狭いため、入力段での直
流成分レベルのばらつきは極力小さい方がよい。本構成
を適用することにより、入力ダイナミックレンジを固定
することができるので、より高増幅度のアンプを用いる
ことも可能となる。
【００３１】次に、図１の出力回路構成において、図３
Ｂに示すように入力端（Ａ）のＣＣＤ出力波形 (i)（又
は、(ii),(iii)）のリセット期間２１からプリチャージ
相の期間２２に跨がるようなパルス幅を有するクランプ
パルスφC2を用いる場合は、さらに次の利点がある。即
ち、同図に示すようにアナログスイッチ４１のオフにな
るポイントをＣＣＤ出力のプリチャージ相の部分に持っ
てくるようにすると、リセットレベル及びプリチャージ
レベルが参照電圧Ｖref にクランプされるため、出力端
（Ｂ）での出力信号は図３Ｃに示されるような光信号成
分だけの出力信号Ｓ2 が得られる。これにより、直流成
分レベルのばらつきを抑制すると同時に、リセットノイ
ズ２４の除去が可能となり、固体撮像素子を用いたシス
テムにおいて、信号処理回路での構成はさらに簡便にす
ることができる。
Ｂに示すように入力端（Ａ）のＣＣＤ出力波形 (i)（又
は、(ii),(iii)）のリセット期間２１からプリチャージ
相の期間２２に跨がるようなパルス幅を有するクランプ
パルスφC2を用いる場合は、さらに次の利点がある。即
ち、同図に示すようにアナログスイッチ４１のオフにな
るポイントをＣＣＤ出力のプリチャージ相の部分に持っ
てくるようにすると、リセットレベル及びプリチャージ
レベルが参照電圧Ｖref にクランプされるため、出力端
（Ｂ）での出力信号は図３Ｃに示されるような光信号成
分だけの出力信号Ｓ2 が得られる。これにより、直流成
分レベルのばらつきを抑制すると同時に、リセットノイ
ズ２４の除去が可能となり、固体撮像素子を用いたシス
テムにおいて、信号処理回路での構成はさらに簡便にす
ることができる。
【００３２】尚、図３Ｂの破線で示すようなプリチャー
ジ相にタイミングを合わせたクランプパルスφC3を用い
ることも可能であり、これによってもプリチャージレベ
ルが参照電圧Ｖref にクランプされることになり、出力
信号の直流成分レベルのばらつきを抑制することが可能
となる。
ジ相にタイミングを合わせたクランプパルスφC3を用い
ることも可能であり、これによってもプリチャージレベ
ルが参照電圧Ｖref にクランプされることになり、出力
信号の直流成分レベルのばらつきを抑制することが可能
となる。
【００３３】図４は、本発明の固体撮像素子をＣＣＤリ
ニアセンサに適用した場合の実施例である。本例におい
ては、１ラインに沿って配列された夫々画素となる複数
の受光部５１と、水平転送レジスタ５３と、各受光部５
１の信号電荷を水平転送レジスタ５３へ読み出す読出し
ゲート部５２とを有し、水平転送レジスタ５３の最終段
に水平出力ゲート部８を介してフローティング・ディフ
ージョン領域９、さらにリセットゲート部１３及びリセ
ットドレイン領域１２からなる所謂光信号出力変換部３
４が形成される。
ニアセンサに適用した場合の実施例である。本例におい
ては、１ラインに沿って配列された夫々画素となる複数
の受光部５１と、水平転送レジスタ５３と、各受光部５
１の信号電荷を水平転送レジスタ５３へ読み出す読出し
ゲート部５２とを有し、水平転送レジスタ５３の最終段
に水平出力ゲート部８を介してフローティング・ディフ
ージョン領域９、さらにリセットゲート部１３及びリセ
ットドレイン領域１２からなる所謂光信号出力変換部３
４が形成される。
【００３４】しかして、本例においても、図１で示した
と同様の出力回路が構成される。即ち、フローティング
・ディフージョン領域９に前段の出力回路３６が接続さ
れ、その出力側にクランプ容量４０とアナログスイッチ
４１からなるクランプ回路３７が接続され、さらにこの
クランプ回路３７の出力側に後段の出力回路３８が接続
され、之より信号出力端子ｔ2 が導出される。クランプ
回路３７のアナログスイッチ４１は参照電圧Ｖref が印
加される参照電圧端子ｔ3 に接続されると共に、端子ｔ
4 よりのクランプパルスφC によりオン・オフ制御され
るようになされる。
と同様の出力回路が構成される。即ち、フローティング
・ディフージョン領域９に前段の出力回路３６が接続さ
れ、その出力側にクランプ容量４０とアナログスイッチ
４１からなるクランプ回路３７が接続され、さらにこの
クランプ回路３７の出力側に後段の出力回路３８が接続
され、之より信号出力端子ｔ2 が導出される。クランプ
回路３７のアナログスイッチ４１は参照電圧Ｖref が印
加される参照電圧端子ｔ3 に接続されると共に、端子ｔ
4 よりのクランプパルスφC によりオン・オフ制御され
るようになされる。
【００３５】かかる構成の固体撮像素子（即ちＣＣＤリ
ニアセンサ）５４においても、その出力回路部は前述の
図１と同様の動作が行われ、ＣＣＤ出力の直流成分レベ
ルのばらつきが抑制される。
ニアセンサ）５４においても、その出力回路部は前述の
図１と同様の動作が行われ、ＣＣＤ出力の直流成分レベ
ルのばらつきが抑制される。
【００３６】上例では、クランプ用の参照電圧Ｖref を
端子ｔ3 を通じて外部より印加するようにしたが、デバ
イス内部で発生させる直流電位であってもよい。
端子ｔ3 を通じて外部より印加するようにしたが、デバ
イス内部で発生させる直流電位であってもよい。
【００３７】また、例えば後段の出力回路３８からの出
力の直流成分をとってその直流成分レベルが基準電位と
ずれている分だけ端子ｔ3 より戻すような形でクランプ
電位を変えてフィードバックする等、いわゆるフィード
バッククランプによって後段の出力回路３８に入力され
るＣＣＤ信号の直流成分のばらつきを制御することも可
能である。
力の直流成分をとってその直流成分レベルが基準電位と
ずれている分だけ端子ｔ3 より戻すような形でクランプ
電位を変えてフィードバックする等、いわゆるフィード
バッククランプによって後段の出力回路３８に入力され
るＣＣＤ信号の直流成分のばらつきを制御することも可
能である。
【００３８】また、クランプパルスφC 自体は、外部か
ら与えても、ＣＣＤ駆動パルス自体から作り出してもよ
い。
ら与えても、ＣＣＤ駆動パルス自体から作り出してもよ
い。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子内におい
て、その出力信号の直流成分レベルのばらつきを制御す
ることが可能となる。この結果、固体撮像素子を用いた
システムにおいて、信号処理回路の構成を簡便にできる
等、システム自体の設計を容易にすることが可能とな
る。
て、その出力信号の直流成分レベルのばらつきを制御す
ることが可能となる。この結果、固体撮像素子を用いた
システムにおいて、信号処理回路の構成を簡便にできる
等、システム自体の設計を容易にすることが可能とな
る。
【図１】本発明の固体撮像素子をＣＣＤイメージセンサ
に適用した場合の実施例を示す構成図である。
に適用した場合の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の動作説明に供する動作クロック及び出
力波形の一例を示す線図である。
力波形の一例を示す線図である。
【図３】本発明の動作説明に供する動作クロック及び出
力波形の他例を示す線図である。
力波形の他例を示す線図である。
【図４】本発明の固体撮像素子をＣＣＤリニアセンサに
適用した場合の実施例を示す構成図である。
適用した場合の実施例を示す構成図である。
【図５】固体撮像素子の水平転送レジスタの終段部分及
び出力部を示す断面図である。
び出力部を示す断面図である。
【図６】図５の固体撮像素子のＣＣＤ出力波形図であ
る。
る。
８ 水平出力ゲート部 ９ フローティング・ディフージョン領域 １２ リセットドレイン領域 １３ リセットゲート部 ３１，５１ 受光部 ３２ 垂直転送レジスタ ３３，５３ 水平転送レジスタ ３６，３８ 出力回路 ３７ クランプ回路 ４０ クランプ容量 ４１ アナログスイッチ ５２ 読み出しゲート部 ４３ 半導体基板
Claims (2)
- 【請求項１】 固体撮像素子が形成された同一基板上に
おいて、該固体撮像素子の電荷−電圧変換した後の出力
回路中に、信号のリセットレベル又は／及びプリチャー
ジレベルをクランプするクランプ回路が設けられて成る
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 信号のリセットレベル又は／及びプリチ
ャージレベルを固定電位にクランプすることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4342454A JPH06189202A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4342454A JPH06189202A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06189202A true JPH06189202A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18353872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4342454A Pending JPH06189202A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06189202A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013066087A (ja) * | 2011-09-19 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 画像読取装置及び画像形成装置 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP4342454A patent/JPH06189202A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013066087A (ja) * | 2011-09-19 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 画像読取装置及び画像形成装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6747699B2 (en) | Solid state image pickup apparatus | |
| EP1178673B1 (en) | Solid state image pickup apparatus | |
| RU2550031C2 (ru) | Схема вывода линейно изменяющихся сигналов, схема аналого-цифрового преобразования, устройство формирования изображений, способ для возбуждения схемы вывода линейно изменяющихся сигналов, способ для возбуждения схемы аналого-цифрового преобразования и способ для возбуждения устройства формирования изображений | |
| US20010033337A1 (en) | Image pickup apparatus | |
| EP0593139A2 (en) | Photoelectric converting apparatus | |
| US20020167601A1 (en) | Solid state image pickup apparatus | |
| JPH05207220A (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方式 | |
| JP2001128070A (ja) | 自己補償型相関二重サンプリング回路 | |
| JPS6343951B2 (ja) | ||
| JP2833729B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6255349B2 (ja) | ||
| JP2023111095A (ja) | 光電変換装置及びその駆動方法 | |
| JP2575964B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2576860B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP2001251555A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2000022118A (ja) | 撮像装置 | |
| JP3389949B2 (ja) | 固体撮像素子用雑音除去回路 | |
| JP3008655B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH06189202A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2000106652A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3223823B2 (ja) | 固体撮像装置の出力回路およびその駆動方法 | |
| JP2741703B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2000152090A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH08116491A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2669462B2 (ja) | 光電変換装置 |