JPS6027467B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS6027467B2 JPS6027467B2 JP51155242A JP15524276A JPS6027467B2 JP S6027467 B2 JPS6027467 B2 JP S6027467B2 JP 51155242 A JP51155242 A JP 51155242A JP 15524276 A JP15524276 A JP 15524276A JP S6027467 B2 JPS6027467 B2 JP S6027467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- sampling
- pulse
- precharge
- 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.)
- Expired
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＣＣＤなどの半導体素子を固体撮像体として用
いた間体撮像装置に係り、特に固体撮像体で得た出力の
サンプリング動作がノイズ混入によっても誤動作しない
ようにしたものである。
いた間体撮像装置に係り、特に固体撮像体で得た出力の
サンプリング動作がノイズ混入によっても誤動作しない
ようにしたものである。
周知のように固体撮像体に投影された被写体像は固体撮
像体に印加されたクロツクパルスにて電気的に読出され
てカメラ出力（映像信号）とされるものである。この固
体撮像体には一般に屑号取出しのため水平シフトレジス
タが設けられ、その出力段は第１図に示される如く構成
されろを普通とする。図において、１０は水平シフトレ
ジスタ１に設けられた出力回路であって、これは水平シ
フトレジスタ１と同機に固体撮像体用の半導体基体Ｓ上
に形成されている。
像体に印加されたクロツクパルスにて電気的に読出され
てカメラ出力（映像信号）とされるものである。この固
体撮像体には一般に屑号取出しのため水平シフトレジス
タが設けられ、その出力段は第１図に示される如く構成
されろを普通とする。図において、１０は水平シフトレ
ジスタ１に設けられた出力回路であって、これは水平シ
フトレジスタ１と同機に固体撮像体用の半導体基体Ｓ上
に形成されている。
水平シフトレジスタ１の読出出力Ｓａはゲート回路２の
転送ゲート３を通じて出力拡散領域６に供給される。転
送期間は水平シフトレジスタ１の最終段の端子４に供給
された転送パルスＰＧ（第２図Ａ）にて制御される。本
列では第２図で示すように絵素毎に読出出力Ｓａの転送
が行なわれ、Ｔを操辺し周期とした場合、転送周期は図
の如くＴＴに選ばれている。尚ＥＧ水平シフトレジスタ
１のゲート電極にかけられるバイアス電圧である。ゲー
ト出力たるこの読出出力Ｓａは続いてプリチャージ回路
５に供給されるも、このブリチャージ回路５は図のよう
に伝送路に対し直列接続さ、プリチャージ用の出力拡散
領域６に、プリチャージ電圧ＥＰを印加するための制御
トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）７で構成される。
転送ゲート３を通じて出力拡散領域６に供給される。転
送期間は水平シフトレジスタ１の最終段の端子４に供給
された転送パルスＰＧ（第２図Ａ）にて制御される。本
列では第２図で示すように絵素毎に読出出力Ｓａの転送
が行なわれ、Ｔを操辺し周期とした場合、転送周期は図
の如くＴＴに選ばれている。尚ＥＧ水平シフトレジスタ
１のゲート電極にかけられるバイアス電圧である。ゲー
ト出力たるこの読出出力Ｓａは続いてプリチャージ回路
５に供給されるも、このブリチャージ回路５は図のよう
に伝送路に対し直列接続さ、プリチャージ用の出力拡散
領域６に、プリチャージ電圧ＥＰを印加するための制御
トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）７で構成される。
ここで、出力拡散領域６は、電気的にはトランジスタ７
と並列接続された容量性素子６′と等価であると考えら
れる。依って以後の説明では領域６における信号の授受
を素子、すなわちコンデンサ６′の授受として説明する
。プリチャージ期間ＴＰは第２図の如く選ばれ、依って
今このプリチャージ期間ＴＰに端子８にプリチャージパ
ルスＰＰ（図示せず）を供給すれば、制御トランジスタ
７を通じてコンデンサ６′にはプリチャージ電圧ＥＰ（
第２図Ｂ）が印加されるため、コンデンサ６′の両端電
圧Ｅｃはプリチャージ期間ＴＰにおいて最大値ＥＰとな
る。
と並列接続された容量性素子６′と等価であると考えら
れる。依って以後の説明では領域６における信号の授受
を素子、すなわちコンデンサ６′の授受として説明する
。プリチャージ期間ＴＰは第２図の如く選ばれ、依って
今このプリチャージ期間ＴＰに端子８にプリチャージパ
ルスＰＰ（図示せず）を供給すれば、制御トランジスタ
７を通じてコンデンサ６′にはプリチャージ電圧ＥＰ（
第２図Ｂ）が印加されるため、コンデンサ６′の両端電
圧Ｅｃはプリチャージ期間ＴＰにおいて最大値ＥＰとな
る。
転送期間ＴＴに至ると読出出力Ｓａが供給される訳であ
るが、半導体基体としてＰ型のものを使用したときには
、コンデンサ６′の充電電荷は放電されるため、放電量
は被写体像に応じて蓄えられた電荷量に比例する。従っ
てプリチャージ→転送を操返えせば、例えば同図Ｃで示
されるような充電電圧波形が得られる。このように得た
撮像出力Ｓｃはバッファ回路１１に通じ、最終的な信号
として園体撮像体ＣＣＤより出力されるものであるが、
この撮像出力Ｓｃは位相反転アンプ１２にて位相反転さ
れた後、サンプリングホールド回路１３に供給される。
るが、半導体基体としてＰ型のものを使用したときには
、コンデンサ６′の充電電荷は放電されるため、放電量
は被写体像に応じて蓄えられた電荷量に比例する。従っ
てプリチャージ→転送を操返えせば、例えば同図Ｃで示
されるような充電電圧波形が得られる。このように得た
撮像出力Ｓｃはバッファ回路１１に通じ、最終的な信号
として園体撮像体ＣＣＤより出力されるものであるが、
この撮像出力Ｓｃは位相反転アンプ１２にて位相反転さ
れた後、サンプリングホールド回路１３に供給される。
反転出力Ｓ′ｃは第２図Ｄの如くなり、端子１４に供給
されるサンプリングパルスＰｓ（第２図Ｅ）にて同図Ｆ
に示すような求めんとする映像信号Ｓｏが形成される。
ところで、上述した出力回路１０においてプリチャ−ジ
パルスＰＰ（極性ではゲートパルスＰＧの反転出力と同
じ）にてコンデンサ６′をプリチャージする動作を行な
う場合回路内に存在する浮遊容量などの影響でこのプリ
チャージパルスＰＰが出力ＳＥ中に飛び込むことがある
。
されるサンプリングパルスＰｓ（第２図Ｅ）にて同図Ｆ
に示すような求めんとする映像信号Ｓｏが形成される。
ところで、上述した出力回路１０においてプリチャ−ジ
パルスＰＰ（極性ではゲートパルスＰＧの反転出力と同
じ）にてコンデンサ６′をプリチャージする動作を行な
う場合回路内に存在する浮遊容量などの影響でこのプリ
チャージパルスＰＰが出力ＳＥ中に飛び込むことがある
。
ブリチャージパルスＰＰのレベルは信号レベルよりも格
段に大きいので、パルスＰＰが出力Ｓｃ中に飛び込むと
これが基でサンプリングホールド回路１３が誤動作する
ことがある。すなわちプリチヤージバルスＰＰに基づく
ノイズＮが混入すると、位相反転出力Ｓ′ｃは第２図Ｇ
で示すようにプリチャージ期間ＴＰのみ負極性となるか
ら、例えばサンプリングホールド回路１３に設けられた
サンプリング素子としてＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジ
スタを使用した場合には、ノイズＮが混入したプリチャ
ージ期間ＴＰにおいてこのノイズＮの存在でサンプリン
グ素子が動作（オン動作）してしまうことがある。
段に大きいので、パルスＰＰが出力Ｓｃ中に飛び込むと
これが基でサンプリングホールド回路１３が誤動作する
ことがある。すなわちプリチヤージバルスＰＰに基づく
ノイズＮが混入すると、位相反転出力Ｓ′ｃは第２図Ｇ
で示すようにプリチャージ期間ＴＰのみ負極性となるか
ら、例えばサンプリングホールド回路１３に設けられた
サンプリング素子としてＭＯＳ−ＦＥＴなどのトランジ
スタを使用した場合には、ノイズＮが混入したプリチャ
ージ期間ＴＰにおいてこのノイズＮの存在でサンプリン
グ素子が動作（オン動作）してしまうことがある。
すなわち位相反転出力が供給されるＦＥＴのソ−ス電圧
Ｖｓがゲート電圧ＶＧよりＶＧｓだけ低ければこのＦＥ
Ｔはオンするので、負極性ノイズＮのレベルＥＮがＩＥ
ＮＩ＞ＩＶＧｓｌであれば、サンプリングパルスＰｓが
このＦＥＴに印加されない場合でもＦＥＴはオンしてし
まう。従って、正しいサンプリング動作は期待できない
。この関係を第３図を用いて説明するならば仮に位相反
転アンプ１２の直流入出力特性が、入力０のとき出力０
である場合を考えて、位相反転出力Ｓ′ｃのノイズレベ
ルＥＮがＦＥＴのＶＧｓより低くなった時にこのＦＥＴ
は誤動作する。
Ｖｓがゲート電圧ＶＧよりＶＧｓだけ低ければこのＦＥ
Ｔはオンするので、負極性ノイズＮのレベルＥＮがＩＥ
ＮＩ＞ＩＶＧｓｌであれば、サンプリングパルスＰｓが
このＦＥＴに印加されない場合でもＦＥＴはオンしてし
まう。従って、正しいサンプリング動作は期待できない
。この関係を第３図を用いて説明するならば仮に位相反
転アンプ１２の直流入出力特性が、入力０のとき出力０
である場合を考えて、位相反転出力Ｓ′ｃのノイズレベ
ルＥＮがＦＥＴのＶＧｓより低くなった時にこのＦＥＴ
は誤動作する。
なお、このノイズＮのレベルＩＥＮＩがサンプリング素
子であるＦＥＴのＶＧｓより小さい場合には、ノイズＮ
が混入しても誤動作は起きない。
子であるＦＥＴのＶＧｓより小さい場合には、ノイズＮ
が混入しても誤動作は起きない。
本発明はこのような点を考慮してサンプリング時の誤動
作を確実に除去したものである。第４図以下を参照して
本発明装置を詳細に説明しよう。本発明においては、第
４図で示すように、サンプリングホールド回路１３の前
段に所定レベルを越える信号を制限する振中制限回路２
０が設けられ、誤動作のもととなるノイズＮが除去され
た第２図Ｄ示すような出六Ｓ″ｃがサンプリングホール
ド回路１３に常に供給されるようにしたものである。振
中制限回路２０の一例を第５図を参照して説明するも、
本例ではリミツタアンプとして構成した場合である。
作を確実に除去したものである。第４図以下を参照して
本発明装置を詳細に説明しよう。本発明においては、第
４図で示すように、サンプリングホールド回路１３の前
段に所定レベルを越える信号を制限する振中制限回路２
０が設けられ、誤動作のもととなるノイズＮが除去され
た第２図Ｄ示すような出六Ｓ″ｃがサンプリングホール
ド回路１３に常に供給されるようにしたものである。振
中制限回路２０の一例を第５図を参照して説明するも、
本例ではリミツタアンプとして構成した場合である。
本例では一対のトランジスタＱ，，Ｑ２で構成された差
動増中回路２５を有し、夫々のェミツタの電流通路には
トランジスタＱ３よりなる定電流回路２６が設けられる
。一方のトランジスタＱ，のベースには端子２７を通じ
て入力信号、すなわち撮像出力Ｓｃが供給され、他方の
トランジスタＱ２のベースは電源２８が接続され、所定
のバイアスが与えられている。差鰯増中回路２５の出力
は一方のトランジスタＱ，のコレクタ側から導出され、
これによって入力信号の位相反転されたものが出力され
る。
動増中回路２５を有し、夫々のェミツタの電流通路には
トランジスタＱ３よりなる定電流回路２６が設けられる
。一方のトランジスタＱ，のベースには端子２７を通じ
て入力信号、すなわち撮像出力Ｓｃが供給され、他方の
トランジスタＱ２のベースは電源２８が接続され、所定
のバイアスが与えられている。差鰯増中回路２５の出力
は一方のトランジスタＱ，のコレクタ側から導出され、
これによって入力信号の位相反転されたものが出力され
る。
この世力Ｓｃ′はバッファ用のトランジスタＱを通じて
サンプリングホールド回路１３に供給される。２９はサ
ンプリング用のＦＥＴ、３０はホールドコンデンサであ
る。
サンプリングホールド回路１３に供給される。２９はサ
ンプリング用のＦＥＴ、３０はホールドコンデンサであ
る。
差敷増中回路２０の入出力特性は第６図に示す通りであ
る。
る。
タィナミックレンジは電流ら‘こよって決定され、振中
策雌艮の上限は電源電圧Ｖｃｃにて決定される。下限は
トランジスタＱ，のコレク夕抵抗器の値をＲ，としたと
き、（Ｖｃｃ−も・Ｒ，）で求められ、これ以下は一定
となる。この回路の動作点はトランジスタＥ２のベース
電圧Ｅａによって定まるから、ノイズＮが除去されるよ
うにこの動作電圧Ｅａを設定すると、端子２７に第２図
Ｆに示す信号Ｓｃ′が供給されたときでも−Ｅａ以下の
成分が振中制限作用によって除去される。依って出力側
には第２図印こ示す信号Ｓｃ″が得られるようになる。
以上説明したように本発明ではサンプリングホールド回
路１３の前段に振中制限回路２０を設けたので、プリチ
ャージ期間ＴＰにプリチャージパルスＰＰに基づく雑音
パルスＮが混入してもこの雑音パルスＮを確実に除去で
きるから、サンプリングホールド回路１３は誤動作せず
、常に正しい映像信号Ｓ。
策雌艮の上限は電源電圧Ｖｃｃにて決定される。下限は
トランジスタＱ，のコレク夕抵抗器の値をＲ，としたと
き、（Ｖｃｃ−も・Ｒ，）で求められ、これ以下は一定
となる。この回路の動作点はトランジスタＥ２のベース
電圧Ｅａによって定まるから、ノイズＮが除去されるよ
うにこの動作電圧Ｅａを設定すると、端子２７に第２図
Ｆに示す信号Ｓｃ′が供給されたときでも−Ｅａ以下の
成分が振中制限作用によって除去される。依って出力側
には第２図印こ示す信号Ｓｃ″が得られるようになる。
以上説明したように本発明ではサンプリングホールド回
路１３の前段に振中制限回路２０を設けたので、プリチ
ャージ期間ＴＰにプリチャージパルスＰＰに基づく雑音
パルスＮが混入してもこの雑音パルスＮを確実に除去で
きるから、サンプリングホールド回路１３は誤動作せず
、常に正しい映像信号Ｓ。
を得ることができるものである。半導体基体としてＮ型
のものを使用すれば、動作関係は全く逆になる。固体糠
像体はＣＣＤに限られない。
のものを使用すれば、動作関係は全く逆になる。固体糠
像体はＣＣＤに限られない。
第１図は本発明の説明に供する図、第２図及び第３図は
その動作説明に供する波形図、第４図は本発明装置の一
例を示す系統図、第５図は振中制限回路の一例を示す接
続図、第６図はその入出力特性曲線図である。 １０は出力回路、２はゲート回路、５はプリチャージ回
路、１３はサンプリングホールド回路、２０は振中制限
回路である。 第２図 繁１図 第８図 第４図 第５図 豹６図
その動作説明に供する波形図、第４図は本発明装置の一
例を示す系統図、第５図は振中制限回路の一例を示す接
続図、第６図はその入出力特性曲線図である。 １０は出力回路、２はゲート回路、５はプリチャージ回
路、１３はサンプリングホールド回路、２０は振中制限
回路である。 第２図 繁１図 第８図 第４図 第５図 豹６図
Claims (1)
- １ 固体撮像体の出力部に設けられた拡散領域に、所定
同期でかつ所定パルス幅を有するプリチヤージパルスで
制御されるスイツチング素子を介してプリチヤージ電圧
を印加するようになし、上記拡散領域の電圧をバツフア
回路を介してとり出すようにし、このバツフア回路と、
上記プリチヤージパルスと同一周期のサンプリングパル
スで制御される電界効果トランジスタをサンプリング素
子として有するサンプリングホールド回路との間に、所
定レベルを越える信号を除去する振幅制限回路が設けら
れてなる固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51155242A JPS6027467B2 (ja) | 1976-12-23 | 1976-12-23 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51155242A JPS6027467B2 (ja) | 1976-12-23 | 1976-12-23 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5378720A JPS5378720A (en) | 1978-07-12 |
| JPS6027467B2 true JPS6027467B2 (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=15601633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51155242A Expired JPS6027467B2 (ja) | 1976-12-23 | 1976-12-23 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027467B2 (ja) |
-
1976
- 1976-12-23 JP JP51155242A patent/JPS6027467B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5378720A (en) | 1978-07-12 |
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