JPS615680A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS615680A JPS615680A JP59125126A JP12512684A JPS615680A JP S615680 A JPS615680 A JP S615680A JP 59125126 A JP59125126 A JP 59125126A JP 12512684 A JP12512684 A JP 12512684A JP S615680 A JPS615680 A JP S615680A
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- JP
- Japan
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- imaging device
- state imaging
- amplifier
- package
- capacitance
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、固体撮像装置に関し、特にＣＯＤ（Ｃｈａｒ
ｇｅ Ｃｏｎｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＰ Ｄ （
ＣｈａｒｇｅＰｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）から映像
信号を読み出す固体撮像装置に関するものである。
ｇｅ Ｃｏｎｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＰ Ｄ （
ＣｈａｒｇｅＰｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）から映像
信号を読み出す固体撮像装置に関するものである。
従来のＣＣＤ型固体撮像装置の動作原理は、第１図に示
すように、マトリックス状に配列された光ダイオード２
からなる感光部１と、光ダイオード２に蓄積された光信
号をＦＥＴ５を通して読み出す垂直方向のＣＣＤ群１１
，１２．・・・１Ｎおよび水平方向のＣＣＤＣ２Ｏ４Ｃ
ＣＤＣ２Ｏ４の電荷量信号を増幅して出力する増幅器４
で構成されている。なお、φ□１．φ、＋２．φヮ。〜
φｖ２は信号転送用のクロックパルスである。
すように、マトリックス状に配列された光ダイオード２
からなる感光部１と、光ダイオード２に蓄積された光信
号をＦＥＴ５を通して読み出す垂直方向のＣＣＤ群１１
，１２．・・・１Ｎおよび水平方向のＣＣＤＣ２Ｏ４Ｃ
ＣＤＣ２Ｏ４の電荷量信号を増幅して出力する増幅器４
で構成されている。なお、φ□１．φ、＋２．φヮ。〜
φｖ２は信号転送用のクロックパルスである。
また、上記の増幅器４とその周辺は、第２図に示すよう
な回路構成および撮像素子チップに実装された部品であ
る。８はＣＣＤＣ２Ｏ４力信号である電荷量Ｑｓを電圧
量に変換するための小さな静電容量（Ｇｏ）、２１は電
荷量Ｑ５で静電容量８の両端に生じた電圧Ｖ。（” Ｑ
ｓ ／ Ｇ ｏ ）を低インピーダンスで出力するソ
ース・フォロアのＭＯ８ｆＪＦＥＴ、２２は静電容量８
の電荷量Ｑ８を外部に放出し、リセットするためのＭＯ
８型ＦＥＴ、７は撮像素子のチップ、２３．２３’はチ
ップ上の端子（ワイヤーボンディング用のパッド）、６
はパッケージ、２４．２４’はパッケージのピン端子、
２５は外部配線、９は外部配線２５の寄生容量、１−０
は信号処理部、２６はプルダウン抵抗である。
な回路構成および撮像素子チップに実装された部品であ
る。８はＣＣＤＣ２Ｏ４力信号である電荷量Ｑｓを電圧
量に変換するための小さな静電容量（Ｇｏ）、２１は電
荷量Ｑ５で静電容量８の両端に生じた電圧Ｖ。（” Ｑ
ｓ ／ Ｇ ｏ ）を低インピーダンスで出力するソ
ース・フォロアのＭＯ８ｆＪＦＥＴ、２２は静電容量８
の電荷量Ｑ８を外部に放出し、リセットするためのＭＯ
８型ＦＥＴ、７は撮像素子のチップ、２３．２３’はチ
ップ上の端子（ワイヤーボンディング用のパッド）、６
はパッケージ、２４．２４’はパッケージのピン端子、
２５は外部配線、９は外部配線２５の寄生容量、１−０
は信号処理部、２６はプルダウン抵抗である。
この第１図、第２図において、映像信号を読み出す場合
を、第３図により説明する。
を、第３図により説明する。
光ダイオード２のそれぞれに１フレ一ム期間で蓄積され
た電荷は、クロックパルスφワ。〜φｖ２により、垂直
帰線期間の間でＣＣ０群１１゜１２・・・ＩＮへ移され
た後、水平帰線期間の間で１ラインずつ転送させながら
、０００群３へ移される。０００群３に移された電荷は
、第３図に示すようにクロックパルスφＨ２により、順
次静電容量８に転送され、リセット信号φ、が加えられ
て、出力電圧Ｖ。（＝ｑｓ ／ｃｏ ）となる。
た電荷は、クロックパルスφワ。〜φｖ２により、垂直
帰線期間の間でＣＣ０群１１゜１２・・・ＩＮへ移され
た後、水平帰線期間の間で１ラインずつ転送させながら
、０００群３へ移される。０００群３に移された電荷は
、第３図に示すようにクロックパルスφＨ２により、順
次静電容量８に転送され、リセット信号φ、が加えられ
て、出力電圧Ｖ。（＝ｑｓ ／ｃｏ ）となる。
φＨ２のＱ番目のクロックパルスで静電容量８に移動し
た電荷Ｑｓ”は、静電容量８の両端に電圧Ｖ。（ｊＩ）
を発生した後、リセット信号φえによって、外部に放出
される。なお上記のＶ。（１）はＦＥＴ２１．端子２３
′を通して、ピン端子２４′から出力する。φ８□の次
（Ｑ＋１番目）のクロックパルスで静電容量８に移され
た電荷ＱＳ”’）も同様に、ｖｏ（１＋１）を出力する
。このようにクロックパルスφ８２により転送される電
荷は、その電荷に比例した電圧のホールドパルス列とな
って、外部配線、２５を通して、信号処理部１０に送ら
れる。さらに、信号処理部１０内にローパスフィルタに
よって、変調成分が取り出され、映像信号となる。
た電荷Ｑｓ”は、静電容量８の両端に電圧Ｖ。（ｊＩ）
を発生した後、リセット信号φえによって、外部に放出
される。なお上記のＶ。（１）はＦＥＴ２１．端子２３
′を通して、ピン端子２４′から出力する。φ８□の次
（Ｑ＋１番目）のクロックパルスで静電容量８に移され
た電荷ＱＳ”’）も同様に、ｖｏ（１＋１）を出力する
。このようにクロックパルスφ８２により転送される電
荷は、その電荷に比例した電圧のホールドパルス列とな
って、外部配線、２５を通して、信号処理部１０に送ら
れる。さらに、信号処理部１０内にローパスフィルタに
よって、変調成分が取り出され、映像信号となる。
上記の動作において、増幅器４の静電容量８が小容量で
ある程、大きな電圧（ｖｏ ”Ｑｓ ／ｃｏ ）が得ら
れることから、静電容量８の主成分を構成するＦＥＴ２
１のゲート面積をできるだけ小さくする。しかし、小面
積にするとソースフォロアの出力インピーダンス（Ｒ）
が数十にΩ以上と大きく “１なるため、寄
生容量９（Ｃ）とで構成するＲＣ回路により、信号周波
数帯域の劣化という問題が発生する。この問題の解決に
は、寄生容量９による影響を減らせばよいので従来は、
第４図に示すように、固定撮像素子を収めるパッケージ
６のピン端２４′に、トランジスタ、（または、Ｊ−Ｆ
ＥＴ）３１単体で構成したエミッタフォロア（または、
ソースフォロア）を接近させて付加することにより、低
出力インピーダンスとし、寄生容量９の影響を減少して
いる。また、撮像素子や単体トランジスタのピンやソケ
ット等に生ずる寄生容量３２の影響をなくすため、撮像
素子のチップ７内にＭＯ８形ＦＥＴ３３によるソースフ
ォロアを２段内蔵して低出力インピーダンスにする方法
が用いられている（例えば、５ＯＮＹ新製品速報ＩＣＸ
０１６ＡＫｒＣＣＤイメージセンサ」参照）。
ある程、大きな電圧（ｖｏ ”Ｑｓ ／ｃｏ ）が得ら
れることから、静電容量８の主成分を構成するＦＥＴ２
１のゲート面積をできるだけ小さくする。しかし、小面
積にするとソースフォロアの出力インピーダンス（Ｒ）
が数十にΩ以上と大きく “１なるため、寄
生容量９（Ｃ）とで構成するＲＣ回路により、信号周波
数帯域の劣化という問題が発生する。この問題の解決に
は、寄生容量９による影響を減らせばよいので従来は、
第４図に示すように、固定撮像素子を収めるパッケージ
６のピン端２４′に、トランジスタ、（または、Ｊ−Ｆ
ＥＴ）３１単体で構成したエミッタフォロア（または、
ソースフォロア）を接近させて付加することにより、低
出力インピーダンスとし、寄生容量９の影響を減少して
いる。また、撮像素子や単体トランジスタのピンやソケ
ット等に生ずる寄生容量３２の影響をなくすため、撮像
素子のチップ７内にＭＯ８形ＦＥＴ３３によるソースフ
ォロアを２段内蔵して低出力インピーダンスにする方法
が用いられている（例えば、５ＯＮＹ新製品速報ＩＣＸ
０１６ＡＫｒＣＣＤイメージセンサ」参照）。
しかしながら、１）寄生容量３２の容量が数ｐＦ〜十数
ＰＦと大きく、出力インピーダンスを数にΩ以下にする
ことはＭＯ８型ＦＥＴの性能上離しいため、信号周波数
帯域が１０ＭＨｚ程度と狭くなる。なお、撮像素子の水
平方向に現行の４００画素を並べた場合の周波数帯域は
１４ＭＨｚ、将来、８００画素を並べる場合は２８ＭＨ
ｚの帯域が必要となることから、これは重要な問題であ
る。ｆｉ）ＭＯ８形ＦＥＴには、大きなバイアス電流が
必要であるため、消費電力が大きくなり、それに伴って
発熱による暗電流性の白点が発生する。目１）パッケー
ジ以外の回路実装部品が増すので、イメージカメラの製
作費がアップし、しかも信頼性を下げる。ｉＶ）素子駆
動のパルス信号などから発生する誘導雑音が寄生容量か
ら信号に漏洩するため、Ｓ／Ｎ比が低下する、などの問
題がある。
ＰＦと大きく、出力インピーダンスを数にΩ以下にする
ことはＭＯ８型ＦＥＴの性能上離しいため、信号周波数
帯域が１０ＭＨｚ程度と狭くなる。なお、撮像素子の水
平方向に現行の４００画素を並べた場合の周波数帯域は
１４ＭＨｚ、将来、８００画素を並べる場合は２８ＭＨ
ｚの帯域が必要となることから、これは重要な問題であ
る。ｆｉ）ＭＯ８形ＦＥＴには、大きなバイアス電流が
必要であるため、消費電力が大きくなり、それに伴って
発熱による暗電流性の白点が発生する。目１）パッケー
ジ以外の回路実装部品が増すので、イメージカメラの製
作費がアップし、しかも信頼性を下げる。ｉＶ）素子駆
動のパルス信号などから発生する誘導雑音が寄生容量か
ら信号に漏洩するため、Ｓ／Ｎ比が低下する、などの問
題がある。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、外付
に部品を実装することなく、簡単かつ安価な方法により
、低消費電力で広帯域な映像信号を得ることができる固
体撮像装置を提供することにある。
に部品を実装することなく、簡単かつ安価な方法により
、低消費電力で広帯域な映像信号を得ることができる固
体撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の固定撮像装置は、連
続するパルス状の信号電荷を順次増幅器入力端の静電容
量に蓄積し、該静電容量端子間に生ずる信号電圧を増幅
して出力する増幅器と、該増幅器をチップ状にして実装
したパッケージとを有する固体撮像装置において、上記
パッケージに、単体あるいは複数個のトランジスタある
いはＪ−ＰＥＴから成る集積回路のチップを、上記増幅
器に近接する位置に実装したことに特徴がある。
続するパルス状の信号電荷を順次増幅器入力端の静電容
量に蓄積し、該静電容量端子間に生ずる信号電圧を増幅
して出力する増幅器と、該増幅器をチップ状にして実装
したパッケージとを有する固体撮像装置において、上記
パッケージに、単体あるいは複数個のトランジスタある
いはＪ−ＰＥＴから成る集積回路のチップを、上記増幅
器に近接する位置に実装したことに特徴がある。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第５図は、本発明の一実施例を示す固体撮像装置の構成
図である。
図である。
第５図において、４１はトランジスタ（または、Ｊ−Ｐ
ＥＴ）単体のチップであり、従来の固体撮像装置の構成
を示す第４図と異なる点は、上記のチップ４１を増幅器
４のソースフォロア出力端子２３′の近傍でパッケージ
６内に実装したことである。チップ４１を同一パッケー
ジ６内に実装する場合には、チップ４１のベース（また
は、Ｊ−ＦＥＴのときはゲージ）用端子（パッド）４２
とソースフォロアの出力端子（パッド）２３′の間隔を
、この間に生ずる寄生容量を小さくするため、できるだ
け近接した位置とする。また、チップ４１間あるいはチ
ップ４１とパッケージ端子２４′間を接続するワイヤー
ボンディングなどの作業が容易で、各リード線間の接触
を防止するために、コレクタやエミッタ（または、Ｊ−
ＦＥＴのときは、ドレインやソース）からのリード線４
３゜４３′が交叉しない位置とする。
ＥＴ）単体のチップであり、従来の固体撮像装置の構成
を示す第４図と異なる点は、上記のチップ４１を増幅器
４のソースフォロア出力端子２３′の近傍でパッケージ
６内に実装したことである。チップ４１を同一パッケー
ジ６内に実装する場合には、チップ４１のベース（また
は、Ｊ−ＦＥＴのときはゲージ）用端子（パッド）４２
とソースフォロアの出力端子（パッド）２３′の間隔を
、この間に生ずる寄生容量を小さくするため、できるだ
け近接した位置とする。また、チップ４１間あるいはチ
ップ４１とパッケージ端子２４′間を接続するワイヤー
ボンディングなどの作業が容易で、各リード線間の接触
を防止するために、コレクタやエミッタ（または、Ｊ−
ＦＥＴのときは、ドレインやソース）からのリード線４
３゜４３′が交叉しない位置とする。
チップ４１を、上記のように実装することによって、増
幅器４のソースフォロアの負荷容量（トランジスタのベ
ースに生ずる寄生容量であり、第４図では寄生容量３２
）が無視できるので、ソースフォロアの出力インピーダ
ンスを数十にΩであっても周波数帯域の広い信号を得る
ことができる。
幅器４のソースフォロアの負荷容量（トランジスタのベ
ースに生ずる寄生容量であり、第４図では寄生容量３２
）が無視できるので、ソースフォロアの出力インピーダ
ンスを数十にΩであっても周波数帯域の広い信号を得る
ことができる。
また、単体トランジスタを撮像素子のチップと同一のパ
ッケージに実装したことにより、イメージカメラの回路
実装部品が減り、安価な製造コストにすることができる
。
ッケージに実装したことにより、イメージカメラの回路
実装部品が減り、安価な製造コストにすることができる
。
さらに、信号の周波数帯域に影響を及ぼす寄生容量が無
視できる程に小さくなったことから、ソースフォロアの
出力インピーダンスを下げるための大きなバイアス電流
が減らせるので、低消費電力にすることができる。
視できる程に小さくなったことから、ソースフォロアの
出力インピーダンスを下げるための大きなバイアス電流
が減らせるので、低消費電力にすることができる。
なお、増幅器４のソースフォロアは、第５図に示すよう
に、１段の場合を一実施例として述べたが、第４図に示
すような２段の場合についても同様の効果を得ることが
できる。また、第５図のチップ４１は、トランジスタ（
または、Ｊ−ＦＥＴ）単体を一実施例として述べたが、
小さい入力容量、低い出力インピーダンス等の機能を高
めるために、複数個のバイポーラトランジスタ、あるい
は、Ｊ−ＦＥＴとバイポーラトランジスタを組み合わせ
た集積回路であっても可能である。
に、１段の場合を一実施例として述べたが、第４図に示
すような２段の場合についても同様の効果を得ることが
できる。また、第５図のチップ４１は、トランジスタ（
または、Ｊ−ＦＥＴ）単体を一実施例として述べたが、
小さい入力容量、低い出力インピーダンス等の機能を高
めるために、複数個のバイポーラトランジスタ、あるい
は、Ｊ−ＦＥＴとバイポーラトランジスタを組み合わせ
た集積回路であっても可能である。
以上説明したように、本発明によれば、トランジスタな
どの緩衝用部品を、簡単かつ安価な方法シ；より、ｍ機
素子のチップと同一のパッケージ内に実装させるので、
低消費電力で広帯域の映像信′号が得られる。
どの緩衝用部品を、簡単かつ安価な方法シ；より、ｍ機
素子のチップと同一のパッケージ内に実装させるので、
低消費電力で広帯域の映像信′号が得られる。
第１図はＣＣＤ型固体撮像装置の動作原理を説明する図
、第２図は増幅器とその周辺の回路図、第３図は第２図
の動作タイム・チャート、第４図は従来の固定撮像装置
の構成図、第５図は本発明の一実施例を示す固定撮像装
置の構成図である。 １・・・感光部、２・・・光ダイオード、３，１１，１
２・・・ＩＮ： ＣＣＤ群、４・・・増幅器、５，２１
，２２゜２３・・・ＦＥＴ、６・・・パッケージ、７・
・・撮像素子のチップ、８・・・静電容量、９，３２・
・・奇生容量、１０・・・信号処理部、２３．２３’
、４２・・・端子（パッド）、２４．２４’ ・・・ピ
ン端子、２５・・・外部配線、２６・・・プルダウン抵
抗、４１・・・トランジ■ １ 図 ｈｅ 活２図 ■３図
、第２図は増幅器とその周辺の回路図、第３図は第２図
の動作タイム・チャート、第４図は従来の固定撮像装置
の構成図、第５図は本発明の一実施例を示す固定撮像装
置の構成図である。 １・・・感光部、２・・・光ダイオード、３，１１，１
２・・・ＩＮ： ＣＣＤ群、４・・・増幅器、５，２１
，２２゜２３・・・ＦＥＴ、６・・・パッケージ、７・
・・撮像素子のチップ、８・・・静電容量、９，３２・
・・奇生容量、１０・・・信号処理部、２３．２３’
、４２・・・端子（パッド）、２４．２４’ ・・・ピ
ン端子、２５・・・外部配線、２６・・・プルダウン抵
抗、４１・・・トランジ■ １ 図 ｈｅ 活２図 ■３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、連続するパルス状の信号電荷を順次増幅器入力端の
静電容量に蓄積し、該静電容量端子間に生ずる信号電圧
を増幅して出力する増幅器と、該増幅器をチップ状にし
て実装したパッケージとを有する固体撮像装置において
、上記パッケージに、単体あるいは複数個のトランジス
タあるいはＪ−ＦＥＴから成る集積回路のチップを、上
記増幅器に近接する位置に実装したことを特徴とする固
体撮像装置。 ２、前記集積回路のチップは、増幅器のチップ間、およ
びパッケージの端子間を結ぶ各接続用リード線を互に交
叉しないように、パッケージ上に実装されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125126A JPH07114471B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125126A JPH07114471B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615680A true JPS615680A (ja) | 1986-01-11 |
| JPH07114471B2 JPH07114471B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=14902488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59125126A Expired - Lifetime JPH07114471B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114471B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116373A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-12 | Fujitsu Ltd | Signal charge detection circuit for line sensor |
| JPS58220574A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59125126A patent/JPH07114471B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116373A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-12 | Fujitsu Ltd | Signal charge detection circuit for line sensor |
| JPS58220574A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07114471B2 (ja) | 1995-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |