JPH06232702A - 3値レベルパルス発生回路 - Google Patents
3値レベルパルス発生回路Info
- Publication number
- JPH06232702A JPH06232702A JP3104544A JP10454491A JPH06232702A JP H06232702 A JPH06232702 A JP H06232702A JP 3104544 A JP3104544 A JP 3104544A JP 10454491 A JP10454491 A JP 10454491A JP H06232702 A JPH06232702 A JP H06232702A
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- inverter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】CCD用3値レベル発生回路において、イメー
ジセンサチップ内に形成しうる回路構成とする。 【構成】2値レベルのクロックを発生する回路3と、そ
の回路出力端子とCCD転送電極との接続又はオープン
を制御するトランスファー用スイッチ素子TSW2 と、
CCD転送電極と、3値レベル目の基準電圧源2との接
続又はオープンを制御するトランスファ用スイッチ素子
TSW1 より成る。 【効果】簡単にイメージセンサチップ内に形成すること
ができ、かつまた高S/Nが必要な場合には、その発熱
源である2値レベル発生回路3のみをオンチップしない
構成もとれる自由度があり、その汎用性は高い。
ジセンサチップ内に形成しうる回路構成とする。 【構成】2値レベルのクロックを発生する回路3と、そ
の回路出力端子とCCD転送電極との接続又はオープン
を制御するトランスファー用スイッチ素子TSW2 と、
CCD転送電極と、3値レベル目の基準電圧源2との接
続又はオープンを制御するトランスファ用スイッチ素子
TSW1 より成る。 【効果】簡単にイメージセンサチップ内に形成すること
ができ、かつまた高S/Nが必要な場合には、その発熱
源である2値レベル発生回路3のみをオンチップしない
構成もとれる自由度があり、その汎用性は高い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は3値レベルのパルス信号
発生回路、特に電荷転送装置の転送クロック発生等に用
いるパルス信号発生回路に関する。
発生回路、特に電荷転送装置の転送クロック発生等に用
いるパルス信号発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電荷転送素子としてCCDを用いたイメ
ージセンサにおいては転送クロックとして3値レベルの
クロック振幅を有するクロックを印加することにより、
光電変換素子からCCDシフトレジスタへの電荷転送も
同時に制御できるようにしたいわゆるトランファーゲー
トレス(TGレス)構造が提案されている(例えば、特
開昭56−85981号公報)。この3値レベルのクロ
ック振幅は従来では外部より図3に示す回路を用いて印
加していた。この図3のクロック発生回路はそのタイミ
ング図である図4の動作をする。すなわち、今時刻t1
においてパルスφT が高レベルであり、Pチャンネル型
とNチャンネル型MOSFETが直列接続されたCMO
S構造のインバータ1の出力節点Aの電圧VA は低レベ
ルである(VA =0V)。又、同様のCMOS構造のイ
ンバータ2のPチャンネルMOSFETに接続された節
点Bの電位VBは電源2の電圧V2 よりダイオードD1
による順方向電圧VD だけ下がったものであり、VB =
V2 −VD となっている。又、この時パルスφ1 は高レ
ベルであるため、インバータ2の出力電圧φV は低レベ
ルである(φV =0V)。この時、VA =0V、VB =
V2 −VD となっているため、コンデンサーC1 にはそ
の両端子間の電位差(VB −VA )によりコンデンサC
1 の容量をC1 とすると電荷Q1 =C1 (V2 −VD )
が蓄積されている。
ージセンサにおいては転送クロックとして3値レベルの
クロック振幅を有するクロックを印加することにより、
光電変換素子からCCDシフトレジスタへの電荷転送も
同時に制御できるようにしたいわゆるトランファーゲー
トレス(TGレス)構造が提案されている(例えば、特
開昭56−85981号公報)。この3値レベルのクロ
ック振幅は従来では外部より図3に示す回路を用いて印
加していた。この図3のクロック発生回路はそのタイミ
ング図である図4の動作をする。すなわち、今時刻t1
においてパルスφT が高レベルであり、Pチャンネル型
とNチャンネル型MOSFETが直列接続されたCMO
S構造のインバータ1の出力節点Aの電圧VA は低レベ
ルである(VA =0V)。又、同様のCMOS構造のイ
ンバータ2のPチャンネルMOSFETに接続された節
点Bの電位VBは電源2の電圧V2 よりダイオードD1
による順方向電圧VD だけ下がったものであり、VB =
V2 −VD となっている。又、この時パルスφ1 は高レ
ベルであるため、インバータ2の出力電圧φV は低レベ
ルである(φV =0V)。この時、VA =0V、VB =
V2 −VD となっているため、コンデンサーC1 にはそ
の両端子間の電位差(VB −VA )によりコンデンサC
1 の容量をC1 とすると電荷Q1 =C1 (V2 −VD )
が蓄積されている。
【0003】時刻t2 において、パルスφT は高レベル
のままで変化はないため、節点A,Bの電位VA ,VB
は変化しない。パルスφ1 は低レベルとなるため、イン
バータ2のPチャンネル型MOSFET Tr2p はオン
し、Nチャンネル型MOSFET Tr2N はオフするた
め出力パルスφV は節点Bの電圧VB と同じ電圧である
(V2 −VD )まで上昇する。この出力パルスφV はC
CDの転送電極に接続されており、その容量をCL とす
ると、容量CL にはQL =C1 (V2 −VD )だけの電
荷が蓄積されていることになる。
のままで変化はないため、節点A,Bの電位VA ,VB
は変化しない。パルスφ1 は低レベルとなるため、イン
バータ2のPチャンネル型MOSFET Tr2p はオン
し、Nチャンネル型MOSFET Tr2N はオフするた
め出力パルスφV は節点Bの電圧VB と同じ電圧である
(V2 −VD )まで上昇する。この出力パルスφV はC
CDの転送電極に接続されており、その容量をCL とす
ると、容量CL にはQL =C1 (V2 −VD )だけの電
荷が蓄積されていることになる。
【0004】時刻t3 において、パルスφ1 は低のまま
であるのでインバータ2のPチャンネルMOSFET
Tr2 pはオンしたままである。パルスφT は高レベル
から低レベルに変化するため、インバータ1のPチャン
ネルMOSFET Tr1 pはオンし、NチャンネルM
OSFET Tr1N はオフするため節点Aの電位VAは
0VよりV1 まで上昇する。この上昇により、節点Bの
電位VB は容量C1 ,CL に蓄積された電荷Q1 ,QL
が保存されたままであるため VB =(V2 −VD )+C1 ・V1 /(C1 +CL )…
…(1) まで上昇する。インバータ2のPチャンネルトランジス
タTr2 pはオンしたままであるので、これは出力パル
スφV の電位でもある。ここでC1 >>CL の様に設定
しておけば VB ≒V2 −VD +V1 ……(2) となる。又、ダイオードD1 は節点Bの電位が電源12
の電圧V2 より上昇しても電源2へ電流が逆流すること
を防止している。
であるのでインバータ2のPチャンネルMOSFET
Tr2 pはオンしたままである。パルスφT は高レベル
から低レベルに変化するため、インバータ1のPチャン
ネルMOSFET Tr1 pはオンし、NチャンネルM
OSFET Tr1N はオフするため節点Aの電位VAは
0VよりV1 まで上昇する。この上昇により、節点Bの
電位VB は容量C1 ,CL に蓄積された電荷Q1 ,QL
が保存されたままであるため VB =(V2 −VD )+C1 ・V1 /(C1 +CL )…
…(1) まで上昇する。インバータ2のPチャンネルトランジス
タTr2 pはオンしたままであるので、これは出力パル
スφV の電位でもある。ここでC1 >>CL の様に設定
しておけば VB ≒V2 −VD +V1 ……(2) となる。又、ダイオードD1 は節点Bの電位が電源12
の電圧V2 より上昇しても電源2へ電流が逆流すること
を防止している。
【0005】時刻t4 では、パルスφ1 は低のままであ
るためインバータ2のPチャンネルトランジスタTr2
pはオンのままであり、パルスφT が高レベルに変化す
るため、節点Aの電圧VA は0Vとなり、節点Bの電圧
VB は式(2)の電位よりV2 −VD へ容量C1 により
下げられる。これ以後はパルスφT に変化はないため、
単にパルスφ1 が反転されただけの通常の2値のクロッ
クが出力パルスφV として出力される。この様に、従来
の3値レベル発生回路はC1 >>CL とすることによ
り、容量C1 に蓄積された電荷により出力パルスφV の
電位を押し上げることが基本動作となっていた。
るためインバータ2のPチャンネルトランジスタTr2
pはオンのままであり、パルスφT が高レベルに変化す
るため、節点Aの電圧VA は0Vとなり、節点Bの電圧
VB は式(2)の電位よりV2 −VD へ容量C1 により
下げられる。これ以後はパルスφT に変化はないため、
単にパルスφ1 が反転されただけの通常の2値のクロッ
クが出力パルスφV として出力される。この様に、従来
の3値レベル発生回路はC1 >>CL とすることによ
り、容量C1 に蓄積された電荷により出力パルスφV の
電位を押し上げることが基本動作となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の3値レ
ベル発生回路においては、CCD転送電極の容量CL よ
り十分大きな容量が容量素子C1 が必要であり、その大
負荷容量を駆動するのに十分な能力をもったインバータ
1が必要となる。しかしながらCCDの転送電極の容量
CL は1000pfほど存在しているため、容量C1 は
数十μF必要となり、このように大きな容量を駆動する
ためには、インバータ1に大きな駆動能力が要求されて
いた。この様に大きな容量の必要性と大駆動能力のイン
バーターの必要性は周辺回路部品数低減のために本回路
をイメージセンサチップ内に形成する上で大きな問題と
なっている。現状においては、イメージセンサチップ内
に3値レベル発生回路を形成は不可能であった。
ベル発生回路においては、CCD転送電極の容量CL よ
り十分大きな容量が容量素子C1 が必要であり、その大
負荷容量を駆動するのに十分な能力をもったインバータ
1が必要となる。しかしながらCCDの転送電極の容量
CL は1000pfほど存在しているため、容量C1 は
数十μF必要となり、このように大きな容量を駆動する
ためには、インバータ1に大きな駆動能力が要求されて
いた。この様に大きな容量の必要性と大駆動能力のイン
バーターの必要性は周辺回路部品数低減のために本回路
をイメージセンサチップ内に形成する上で大きな問題と
なっている。現状においては、イメージセンサチップ内
に3値レベル発生回路を形成は不可能であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1の
パルスに応じて第1および第2の電圧レベルを持った2
値レベルのクロックを発生する2値レベルクロック発生
手段と、この2値クロック発生手段の出力端子とCCD
転送電極との接続を第2のパルスで制御する第1のスイ
ッチ手段と、第3の電圧レベルを発生する電圧源と、第
2のパルスで制御されて第1のスイッチ手段のオン・オ
フとは逆の動作をして前述の電圧源とCCD転送電極と
の接続を制御する第2のスイッチ手段とを有する3値レ
ベルパルス発生回路を得る。
パルスに応じて第1および第2の電圧レベルを持った2
値レベルのクロックを発生する2値レベルクロック発生
手段と、この2値クロック発生手段の出力端子とCCD
転送電極との接続を第2のパルスで制御する第1のスイ
ッチ手段と、第3の電圧レベルを発生する電圧源と、第
2のパルスで制御されて第1のスイッチ手段のオン・オ
フとは逆の動作をして前述の電圧源とCCD転送電極と
の接続を制御する第2のスイッチ手段とを有する3値レ
ベルパルス発生回路を得る。
【0008】
【実施例】次に、図面を参照して本発明をより詳細に説
明する。図1(a)は本発明の一実施例の回路図で図1
(b)はその具体例、図2はそのタイミング図である。
今、時刻t1Aにおいてパルスφ1 が高レベルであり、P
チャンネル型MOSFET Tr3 pとNチャンネル型
MOSFET Tr3 Nとが直列接続されたCMOS構
成のインバータ3の出力電圧VC は低レベルとなってい
る。この時例えばPチャンネル型MOSFET Tr5
pとNチャンネル型MOSFET Tr5 Nが並列接続
して構成されるトランスファースイッチTSW2 はオン
し、同じくPチャンネル型MOSFET Tr4 pとN
チャンネル型MOSFET Tr4 nとが並列接続して
構成されるトランスファースイッチTSW1 はオフであ
るため、CCD転送電極に印加されるパルスφV はイン
バータ3の出力VC と同一電位となっている。時刻t2A
になってもトランスファースイッチTSW2 はオン、ト
ランスファースイッチFSW1 はオフの状態を維持して
いるためパルスφ1 が低になることによりインバータ3
の出力VC は高レベルとなりパルスφV はインバータ3
の出力VC と同一電位であるV1 電位となる。時刻t3A
において、今度はトランスファースイッチTSW2 がオ
フし、トランスファースイッチTSW1 がオンするた
め、パルスφV は電源12から供給される基準電位V2
と同一となる。時刻t4AではトランスファースイッチT
SW2 がオンしトランスファースイッチTSW1 がオフ
するので、パルスφV はインバータ3の出力VC と同一
電位である電源11から供給される電位V1 にもどる。
明する。図1(a)は本発明の一実施例の回路図で図1
(b)はその具体例、図2はそのタイミング図である。
今、時刻t1Aにおいてパルスφ1 が高レベルであり、P
チャンネル型MOSFET Tr3 pとNチャンネル型
MOSFET Tr3 Nとが直列接続されたCMOS構
成のインバータ3の出力電圧VC は低レベルとなってい
る。この時例えばPチャンネル型MOSFET Tr5
pとNチャンネル型MOSFET Tr5 Nが並列接続
して構成されるトランスファースイッチTSW2 はオン
し、同じくPチャンネル型MOSFET Tr4 pとN
チャンネル型MOSFET Tr4 nとが並列接続して
構成されるトランスファースイッチTSW1 はオフであ
るため、CCD転送電極に印加されるパルスφV はイン
バータ3の出力VC と同一電位となっている。時刻t2A
になってもトランスファースイッチTSW2 はオン、ト
ランスファースイッチFSW1 はオフの状態を維持して
いるためパルスφ1 が低になることによりインバータ3
の出力VC は高レベルとなりパルスφV はインバータ3
の出力VC と同一電位であるV1 電位となる。時刻t3A
において、今度はトランスファースイッチTSW2 がオ
フし、トランスファースイッチTSW1 がオンするた
め、パルスφV は電源12から供給される基準電位V2
と同一となる。時刻t4AではトランスファースイッチT
SW2 がオンしトランスファースイッチTSW1 がオフ
するので、パルスφV はインバータ3の出力VC と同一
電位である電源11から供給される電位V1 にもどる。
【0009】以下、トランスファースイッチTSW1 が
オフ、トランスファースイッチTSW2 がオン状態を維
持することにより、パルスφV はインバータ3の出力V
C と同一の電圧変化を示す。この様に、インバータ3と
トランスファースイッチTSW1 ,TSW2 より成る簡
単な回路構成で3値レベル発生が可能となる。尚トラン
スファースイッチTSW1 ,TSW2 のオン,オフ制御
は3段のインバータ4により簡単に行なえる。
オフ、トランスファースイッチTSW2 がオン状態を維
持することにより、パルスφV はインバータ3の出力V
C と同一の電圧変化を示す。この様に、インバータ3と
トランスファースイッチTSW1 ,TSW2 より成る簡
単な回路構成で3値レベル発生が可能となる。尚トラン
スファースイッチTSW1 ,TSW2 のオン,オフ制御
は3段のインバータ4により簡単に行なえる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の3値レベ
ルパルス発生回路は大容量のコンデンサを用いることな
くCMOSインバータとCMOSトランスファー用スイ
ッチ素子で簡単に作成できるため、イメージセンサチッ
プ内に形成することが実現できる。又、大容量のCCD
転送電極の充放電のためインバーター3で発生する発熱
がイメージセンサチップ温度の上昇を起こし、センサー
自体のS/Nの低下が起きる場合は、インバータ3のみ
をチップ上に形成せずトランスファースイッチTSW1
とTSW2 とその制御回路のみをチップ上に形成するこ
とも可能である。又、2値レベルのクロック発生はイン
バータ3である必要はなく、単なるバッファー(反転し
ないもの)であってもよいのも言うまでもないことであ
る。
ルパルス発生回路は大容量のコンデンサを用いることな
くCMOSインバータとCMOSトランスファー用スイ
ッチ素子で簡単に作成できるため、イメージセンサチッ
プ内に形成することが実現できる。又、大容量のCCD
転送電極の充放電のためインバーター3で発生する発熱
がイメージセンサチップ温度の上昇を起こし、センサー
自体のS/Nの低下が起きる場合は、インバータ3のみ
をチップ上に形成せずトランスファースイッチTSW1
とTSW2 とその制御回路のみをチップ上に形成するこ
とも可能である。又、2値レベルのクロック発生はイン
バータ3である必要はなく、単なるバッファー(反転し
ないもの)であってもよいのも言うまでもないことであ
る。
【図1】図1(a)は本発明の一実施例を示す回路図、
図1(b)はその具体例を示す回路図
図1(b)はその具体例を示す回路図
【図2】本発明の一実施例の各部の動作波形を示すタイ
ミング図
ミング図
【図3】従来例を示す回路図
【図4】従来例の各部の動作波形を示すタイミング図
Tr1 p,Tr2 p…,Tr4 p,Tr5 p Pチャ
ンネル型MOS TrTr1 n,Tr2 n…,Tr
4 n,Tr5 n Nチャンネル型MOS TrC1 ,
CL 容量 V1 ,V2 ,V3 電圧源電圧 TSW1 ,TSW2 トランスファースイッチ 11,12 電源 1,2,3,4 インバータ
ンネル型MOS TrTr1 n,Tr2 n…,Tr
4 n,Tr5 n Nチャンネル型MOS TrC1 ,
CL 容量 V1 ,V2 ,V3 電圧源電圧 TSW1 ,TSW2 トランスファースイッチ 11,12 電源 1,2,3,4 インバータ
フロントページの続き (72)発明者 山本 淳一 東京都港区芝5丁目7番1号日本電気株式 会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 第1のパルスに応じて第1および第2の
電圧レベルを持った2値レベルのクロックを発生するク
ロック発生手段と、このクロック発生手段の出力端と出
力端子との間の接続を第2のパルスで制御する第1のス
イッチ手段と、第3の電圧レベルを発生する電圧源と、
前記第2のパルスで制御されて前記第1のスイッチ手段
のオン・オフとは逆の動作をし、前記電圧源と前記出力
端子との間の接続を制御する第2のスイッチとを有する
ことを特徴とする3値レベルパルス発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104544A JPH06232702A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 3値レベルパルス発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104544A JPH06232702A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 3値レベルパルス発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232702A true JPH06232702A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=14383428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104544A Pending JPH06232702A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 3値レベルパルス発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232702A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781689A1 (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-02 | Lucent Technologies Inc. | Inflatable restraint system including an optical image sensor |
| JP2007124084A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 3値パルス発生回路 |
| JP2007251530A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Fujifilm Corp | 電圧信号出力回路及びccd型固体撮像装置 |
| US9645493B2 (en) | 2015-04-07 | 2017-05-09 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Negative resist composition and pattern forming process |
| CN113568515A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 深圳市绘王动漫科技有限公司 | 一种电子手写笔和手写装置 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3104544A patent/JPH06232702A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781689A1 (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-02 | Lucent Technologies Inc. | Inflatable restraint system including an optical image sensor |
| JP2007124084A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 3値パルス発生回路 |
| JP2007251530A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Fujifilm Corp | 電圧信号出力回路及びccd型固体撮像装置 |
| US9645493B2 (en) | 2015-04-07 | 2017-05-09 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Negative resist composition and pattern forming process |
| CN113568515A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 深圳市绘王动漫科技有限公司 | 一种电子手写笔和手写装置 |
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