JP2000101931A - 固体撮像装置のクランプ回路 - Google Patents
固体撮像装置のクランプ回路Info
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
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- H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な回路構成によりクランプ動作に伴うノイ
ズを大幅に抑圧して、高画質を得ることができる固体撮
像装置のクランプ回路を提供する。 【解決手段】画素信号は、クランプ容量Ｃｃに入力さ
れ、そのＤＣ成分がクランプ容量Ｃｃによって遮断さ
れ、その変化分（ＡＣ成分）のみがクランプ容量Ｃｃを
通じて反転増幅器Ａに入力される。第１及び第２スイッ
チＳＷ１，ＳＷ２が制御信号φｃに応答して閉じると、
反転増幅器Ａの入出力が短絡され、反転増幅器Ａの入出
力にクランプ電位Ｖ1が与えられる。第１及び第２スイ
ッチＳＷ１，ＳＷ２が開かれ、反転増幅器Ａの入力出力
が開放されたとき、クランプ容量Ｃｃを通じて入力され
た画素信号の変化分ｖｉが反転増幅器Ａによって−α倍
で増幅され、該反転増幅器Ａからは変化分ｖｏが出力さ
れる。
ズを大幅に抑圧して、高画質を得ることができる固体撮
像装置のクランプ回路を提供する。 【解決手段】画素信号は、クランプ容量Ｃｃに入力さ
れ、そのＤＣ成分がクランプ容量Ｃｃによって遮断さ
れ、その変化分（ＡＣ成分）のみがクランプ容量Ｃｃを
通じて反転増幅器Ａに入力される。第１及び第２スイッ
チＳＷ１，ＳＷ２が制御信号φｃに応答して閉じると、
反転増幅器Ａの入出力が短絡され、反転増幅器Ａの入出
力にクランプ電位Ｖ1が与えられる。第１及び第２スイ
ッチＳＷ１，ＳＷ２が開かれ、反転増幅器Ａの入力出力
が開放されたとき、クランプ容量Ｃｃを通じて入力され
た画素信号の変化分ｖｉが反転増幅器Ａによって−α倍
で増幅され、該反転増幅器Ａからは変化分ｖｏが出力さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置から
出力された画素信号を相関２重サンプリングするときに
用いられるクランプ回路に関する。
出力された画素信号を相関２重サンプリングするときに
用いられるクランプ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置には、ＣＣＤ型、ＣＭＯＳ
型等、各種のものが提案及び実用化されている。この様
な固体撮像装置において、画素信号のノイズを抑圧する
には、各画素信号を黒レベルと信号レベルの対により構
成し、各画素信号毎に、黒レベルをクランプ電位にクラ
ンプし、信号レベル期間に、該クランプを解除して、黒
レベルから信号レベルへの変化分をサンプルホールドす
るという相関２重サンプリング（ＣＤＳ）が極めて有効
であることが、従来より知られている。
型等、各種のものが提案及び実用化されている。この様
な固体撮像装置において、画素信号のノイズを抑圧する
には、各画素信号を黒レベルと信号レベルの対により構
成し、各画素信号毎に、黒レベルをクランプ電位にクラ
ンプし、信号レベル期間に、該クランプを解除して、黒
レベルから信号レベルへの変化分をサンプルホールドす
るという相関２重サンプリング（ＣＤＳ）が極めて有効
であることが、従来より知られている。
【０００３】例えば、ＣＣＤ撮像装置の場合には、各画
素信号毎のリセットノイズが黒レベルと信号レベルに相
関をもって発生するため、該リセットノイズが前記ＣＤ
Ｓ動作により除去される。また、ＣＭＯＳ撮像装置の場
合には、固定パターンノイズが黒レベルと信号レベルに
相関をもって発生するため、該固定パターンノイズが前
記ＣＤＳ動作により除去される。更に、どの様な種類の
固体撮像装置においても、低周波域のノイズがＭＯＳ型
の出力アンプで発生し易いが、低周波ノイズは、対とな
る黒レベルと信号レベル間でやはり相関があるため、Ｃ
ＤＳ動作で抑圧することが可能である。
素信号毎のリセットノイズが黒レベルと信号レベルに相
関をもって発生するため、該リセットノイズが前記ＣＤ
Ｓ動作により除去される。また、ＣＭＯＳ撮像装置の場
合には、固定パターンノイズが黒レベルと信号レベルに
相関をもって発生するため、該固定パターンノイズが前
記ＣＤＳ動作により除去される。更に、どの様な種類の
固体撮像装置においても、低周波域のノイズがＭＯＳ型
の出力アンプで発生し易いが、低周波ノイズは、対とな
る黒レベルと信号レベル間でやはり相関があるため、Ｃ
ＤＳ動作で抑圧することが可能である。
【０００４】このＣＤＳ動作を実現するために、ＣＣＤ
撮像装置においては、ＣＣＤとは別素子により構成され
る専用素子が使われることが多く、クランプ回路及びサ
ンプルホールド回路ともに、複雑な回路構成となる。Ｃ
ＭＯＳ撮像装置においては、ＣＣＤとＣＤＳ回路の一体
化が容易なため、比較的簡単な回路構成が提案されてい
る。
撮像装置においては、ＣＣＤとは別素子により構成され
る専用素子が使われることが多く、クランプ回路及びサ
ンプルホールド回路ともに、複雑な回路構成となる。Ｃ
ＭＯＳ撮像装置においては、ＣＣＤとＣＤＳ回路の一体
化が容易なため、比較的簡単な回路構成が提案されてい
る。
【０００５】クランプ回路としては、クランプ容量と反
転増幅器を用いた例があり、これが特開平５−２０７２
２０号公報に示されている。この公報には、反転増幅器
を複数個用い、該反転増幅器毎のバラツキを抑えるとい
う技術が開示されている。ここでは、その技術は直接関
係ないので、これを省き、クランプ回路の要点のみを図
６に示す。図６（ａ）はクランプ回路全体を示すブロッ
ク図、（ｂ）は該クランプ回路における反転増幅器を示
す回路図、（ｃ）は該反転増幅器の動作を説明するため
のグラフである。
転増幅器を用いた例があり、これが特開平５−２０７２
２０号公報に示されている。この公報には、反転増幅器
を複数個用い、該反転増幅器毎のバラツキを抑えるとい
う技術が開示されている。ここでは、その技術は直接関
係ないので、これを省き、クランプ回路の要点のみを図
６に示す。図６（ａ）はクランプ回路全体を示すブロッ
ク図、（ｂ）は該クランプ回路における反転増幅器を示
す回路図、（ｃ）は該反転増幅器の動作を説明するため
のグラフである。
【０００６】反転増幅器１０２は、図６（ｂ）に示すよ
うにｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１１，１１２の組み合わせで構
成される。この反転増幅器１０２において、各ＦＥＴ１
１１，１１２の閾値をＶT1，ＶT2とすると、次式（１）
が成立する。
うにｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１１，１１２の組み合わせで構
成される。この反転増幅器１０２において、各ＦＥＴ１
１１，１１２の閾値をＶT1，ＶT2とすると、次式（１）
が成立する。
【０００７】 Ｖｏ＞Ｖｉ−ＶT1，ＶD−Ｖｏ＞ＶD−Ｖｏ−ＶT2 …（１） ただし、Ｖｉは入力電圧（固体撮像素子からの画素信
号）、Ｖｏはクランプ回路１０１の出力電圧、ＶDは電
源電圧である。
号）、Ｖｏはクランプ回路１０１の出力電圧、ＶDは電
源電圧である。
【０００８】上記式（１）の条件では、各ＦＥＴ１１
１，１１２は飽和領域動作となる。このとき、各ＦＥＴ
１１１，１１２に流れる電流ＩDは等しいから、次式
（２）が成立する。
１，１１２は飽和領域動作となる。このとき、各ＦＥＴ
１１１，１１２に流れる電流ＩDは等しいから、次式
（２）が成立する。
【０００９】 Ｋ・（Ｗ1／Ｌ1）・（Ｖｉ−ＶT1）2 ＝Ｋ・（Ｗ2／Ｌ2）・（ＶD−Ｖｏ−ＶT2）2 …（２） ただし、Ｋはトランスコンダクタンス・パラメータ、Ｗ
1／Ｌ1、Ｗ2／Ｌ2は各ＦＥＴ１１１，１１２のチャネル
幅／チャネル長である。
1／Ｌ1、Ｗ2／Ｌ2は各ＦＥＴ１１１，１１２のチャネル
幅／チャネル長である。
【００１０】更に、上記式（２）を整理すると、クラン
プ回路１０１の出力電圧Ｖｏは次式（３）によって表さ
れる。
プ回路１０１の出力電圧Ｖｏは次式（３）によって表さ
れる。
【００１１】 Ｖｏ＝−α・（Ｖｉ−ＶT1）＋（ＶD−ＶT2） …（３） ただし、α＝√（（Ｗ1／Ｌ1）／（Ｗ2／Ｌ2））、であ
る。
る。
【００１２】図６（ｃ）のグラフは、入力電圧Ｖｉと出
力電圧Ｖｏの関係を示している。図６（ｃ）のグラフに
おいて、直線部１２１が上記式（３）の関係を表してい
る。
力電圧Ｖｏの関係を示している。図６（ｃ）のグラフに
おいて、直線部１２１が上記式（３）の関係を表してい
る。
【００１３】図６（ａ）のクランプ回路において、反転
増幅器１０２の入出力を短絡した状態では、Ｖｉ＝Ｖｏ
＝Ｖ1となる。
増幅器１０２の入出力を短絡した状態では、Ｖｉ＝Ｖｏ
＝Ｖ1となる。
【００１４】各ＦＥＴ１１１，１１２がエンハンスメン
ト形であるならば、ＶT1＞０，ＶT2＞０であるため、ス
イッチＳＷ１をオフにして、入出力を切り離した状態で
は、Ｖｉ＜Ｖ1、Ｖｏ＞Ｖ1となり、上記式（１）を満た
す。従って、各ＦＥＴ１１１，１１２は飽和領域で動作
し、図６（ｃ）の直線部１２１で動作する。よって入力
変化分ｖｉと出力変化分ｖｏの比は、次式（４）で表さ
れる。
ト形であるならば、ＶT1＞０，ＶT2＞０であるため、ス
イッチＳＷ１をオフにして、入出力を切り離した状態で
は、Ｖｉ＜Ｖ1、Ｖｏ＞Ｖ1となり、上記式（１）を満た
す。従って、各ＦＥＴ１１１，１１２は飽和領域で動作
し、図６（ｃ）の直線部１２１で動作する。よって入力
変化分ｖｉと出力変化分ｖｏの比は、次式（４）で表さ
れる。
【００１５】ｖｏ／ｖｉ＝−α …（４） 以上の関係を前提とすると、図６（ａ）のクランプ回路
において、制御信号φｃによってクランプスイッチＳＷ
１をオンにし、反転増幅器１０２の入出力を短絡する
と、クランプ電位がＶ1となる。その後、クランプスイ
ッチＳＷ１をオフとし、この状態で入力信号Ｖｉを入力
すると、クランプ容量Ｃｃによって入力信号ＶｉのＤＣ
成分がカットされ、入力信号ＶｉのＡＣ成分、つまり変
化分ｖｉが反転増幅器１０２によってゲイン−α倍で増
幅され、反転増幅器１０２からは変化分ｖｏが出力され
る。このとき、反転増幅器１０２の出力側の電位は、ｖ
ｏ＋Ｖ1となる。αの値は、上記式（３）から容易に分
かるように、任意の高い値を設定することができ、よっ
て増幅が可能である。また、クランプ電位となる電圧Ｖ
1は、入出力間の短絡により、常に先述のように図６
（ｃ）の直線部１２１において定まり、最適の動作点が
得られる。
において、制御信号φｃによってクランプスイッチＳＷ
１をオンにし、反転増幅器１０２の入出力を短絡する
と、クランプ電位がＶ1となる。その後、クランプスイ
ッチＳＷ１をオフとし、この状態で入力信号Ｖｉを入力
すると、クランプ容量Ｃｃによって入力信号ＶｉのＤＣ
成分がカットされ、入力信号ＶｉのＡＣ成分、つまり変
化分ｖｉが反転増幅器１０２によってゲイン−α倍で増
幅され、反転増幅器１０２からは変化分ｖｏが出力され
る。このとき、反転増幅器１０２の出力側の電位は、ｖ
ｏ＋Ｖ1となる。αの値は、上記式（３）から容易に分
かるように、任意の高い値を設定することができ、よっ
て増幅が可能である。また、クランプ電位となる電圧Ｖ
1は、入出力間の短絡により、常に先述のように図６
（ｃ）の直線部１２１において定まり、最適の動作点が
得られる。
【００１６】図６（ａ）のクランプ回路を画素信号の周
期で高速に動作させるものとすると、このときの該クラ
ンプ回路の各信号は、例えば図７に示す様に変化する。
期で高速に動作させるものとすると、このときの該クラ
ンプ回路の各信号は、例えば図７に示す様に変化する。
【００１７】図７（ａ）は、入力電圧Ｖｉ（固体撮像素
子からの画素信号）を示し、画素信号の周期Ｔ3の内、
Ｔ1が黒レベル期間、Ｔ2が信号レベル期間である。
子からの画素信号）を示し、画素信号の周期Ｔ3の内、
Ｔ1が黒レベル期間、Ｔ2が信号レベル期間である。
【００１８】図７（ａ）に示す様に、各画素信号におい
て、黒レベルに対する信号レベルの変化分ｖｉが一定で
あっても、固体撮像装置特有のノイズにより、各画素信
号毎に、信号レベルが変動している。
て、黒レベルに対する信号レベルの変化分ｖｉが一定で
あっても、固体撮像装置特有のノイズにより、各画素信
号毎に、信号レベルが変動している。
【００１９】この様な固体撮像装置特有のノイズをクラ
ンプ動作によって抑圧する。すなわち、図７（ｂ）に示
す様に、期間Ｔ1内の期間Ｔ4に、制御信号φｃによって
クランプスイッチＳＷ１をオンにし、反転増幅器１０２
の入出力を短絡して、黒レベルをクランプ電位Ｖ1にク
ランプし、この後にクランプを解除して、信号レベルの
変化分ｖｉのみをクランプ容量Ｃｃを介して反転増幅器
１０２に入力し、図７（ｃ）に示す様に、反転増幅器１
０２によりゲイン−α倍に増幅された変化分ｖｏ（ＡＣ
成分）を得る。これによって、画素信号のノイズ成分が
抑圧され、画素信号の信号レベルのみを正確に抽出する
ことができる。
ンプ動作によって抑圧する。すなわち、図７（ｂ）に示
す様に、期間Ｔ1内の期間Ｔ4に、制御信号φｃによって
クランプスイッチＳＷ１をオンにし、反転増幅器１０２
の入出力を短絡して、黒レベルをクランプ電位Ｖ1にク
ランプし、この後にクランプを解除して、信号レベルの
変化分ｖｉのみをクランプ容量Ｃｃを介して反転増幅器
１０２に入力し、図７（ｃ）に示す様に、反転増幅器１
０２によりゲイン−α倍に増幅された変化分ｖｏ（ＡＣ
成分）を得る。これによって、画素信号のノイズ成分が
抑圧され、画素信号の信号レベルのみを正確に抽出する
ことができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクランプ回路においては、クランプ電位に下記ノイ
ズが含まれる。
来のクランプ回路においては、クランプ電位に下記ノイ
ズが含まれる。
【００２１】スイッチＳＷ１のオン時に反転増幅器１
０２の入力側に導入されるｋＴＣノイズ。
０２の入力側に導入されるｋＴＣノイズ。
【００２２】ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅器の出力
側に発生するノイズ。
側に発生するノイズ。
【００２３】ここで、は反転増幅器がノイズを全く含
まない理想的な場合でも発生するもので、次式（５）で
表される。
まない理想的な場合でも発生するもので、次式（５）で
表される。
【００２４】ＶnA＝√（ｋＴ／Ｃ） …（５） ただし、Ｃは反転増幅器の入力側での有効容量、ｋはボ
ルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
ルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
【００２５】また、は一般に次式（６）で表される。
【００２６】 ＶnB＝√（α2・（Ｖn1）2＋（Ｖn2）2） …（６） ただし、Ｖn1は図６（ｂ）のＦＥＴ１１１側で発生する
等価ノイズ、Ｖn2はＦＥＴ１１２側で発生する等価ノイ
ズである。また、Ｖn1，Ｖn2は、それぞれ熱ノイズとフ
リッカノイズの和である。
等価ノイズ、Ｖn2はＦＥＴ１１２側で発生する等価ノイ
ズである。また、Ｖn1，Ｖn2は、それぞれ熱ノイズとフ
リッカノイズの和である。
【００２７】従って、クランプ電位には、次式（７）に
示すノイズＶnAとＶnBとの和が現れる。
示すノイズＶnAとＶnBとの和が現れる。
【００２８】 Ｖn＝√（（ＶnA）2＋（ＶnB）2） …（７） この様にクランプ電位のノイズは、ｋＴＣノイズ、熱ノ
イズ及びフリッカノイズからなる。ｋＴＣノイズ及び熱
ノイズのスペクトラムは白色であり、フリッカノイズは
１／ｆの周期で現れる（ｆは周波数である）。
イズ及びフリッカノイズからなる。ｋＴＣノイズ及び熱
ノイズのスペクトラムは白色であり、フリッカノイズは
１／ｆの周期で現れる（ｆは周波数である）。
【００２９】しかしながら、クランプ動作により周期Ｔ
3＝１／ｆｃで画素信号をサンプリングするため、クラ
ンプ電位のノイズスペクトラムは、ナイキスト限界：ｆ
N＝ｆｃ／２によって制約され、図８のグラフの特性曲
線ＶNに示す様なものとなる。同様に、画素信号のスペ
クトラムもサンプリングによりナイキスト限界：ｆN＝
ｆｃ／２によって制約され、図８のグラフの特性曲線Ｖ
sに示す様なものとなる。
3＝１／ｆｃで画素信号をサンプリングするため、クラ
ンプ電位のノイズスペクトラムは、ナイキスト限界：ｆ
N＝ｆｃ／２によって制約され、図８のグラフの特性曲
線ＶNに示す様なものとなる。同様に、画素信号のスペ
クトラムもサンプリングによりナイキスト限界：ｆN＝
ｆｃ／２によって制約され、図８のグラフの特性曲線Ｖ
sに示す様なものとなる。
【００３０】以上の考察に基づくと、クランプ電位は、
図６（ｃ）に示すＶ1の値では安定せず、上記式（７）
に示すノイズＶnに含まれる図８の特性曲線ＶNのノイズ
により変動する。例えば、図７（ｃ）に示す様に、ノイ
ズ成分Δｖnが原因となって、クランプ電位が電圧Ｖ1に
対してノイズ成分Δｖｃだけばらつくと、信号レベルが
ノイズ成分△ｖｏでばらつく。これによって、画質が劣
化する。
図６（ｃ）に示すＶ1の値では安定せず、上記式（７）
に示すノイズＶnに含まれる図８の特性曲線ＶNのノイズ
により変動する。例えば、図７（ｃ）に示す様に、ノイ
ズ成分Δｖnが原因となって、クランプ電位が電圧Ｖ1に
対してノイズ成分Δｖｃだけばらつくと、信号レベルが
ノイズ成分△ｖｏでばらつく。これによって、画質が劣
化する。
【００３１】すなわち、上記従来のクランプ回路におい
ては、黒レベルと信号レベルに相関のあるノイズを除去
することはできても、ノイズＶnが原因となって、クラ
ンプ電位がばらついたときには、このばらつきの影響が
信号レベルに現れて、画質が劣化した。
ては、黒レベルと信号レベルに相関のあるノイズを除去
することはできても、ノイズＶnが原因となって、クラ
ンプ電位がばらついたときには、このばらつきの影響が
信号レベルに現れて、画質が劣化した。
【００３２】なお、図６（ａ）において、反転増幅器１
０２の出力インピーダンスをＺとし、入力側の寄生容量
をＣ’とすると、時定数：τ＝Ｃ’・Ｚは、制御信号φ
ｃのオン期間Ｔ4より十分短くなければならない。この
場合、反転増幅器１０２の動作帯域は、ナイキスト限
界：ｆN＝ｆｃ／２から明らかな様に、十分高い周波数
であるから、周波数帯域ｆN以内での議論に影響は与え
ない。
０２の出力インピーダンスをＺとし、入力側の寄生容量
をＣ’とすると、時定数：τ＝Ｃ’・Ｚは、制御信号φ
ｃのオン期間Ｔ4より十分短くなければならない。この
場合、反転増幅器１０２の動作帯域は、ナイキスト限
界：ｆN＝ｆｃ／２から明らかな様に、十分高い周波数
であるから、周波数帯域ｆN以内での議論に影響は与え
ない。
【００３３】そこで、本発明の課題は、簡単な回路構成
によりクランプ動作に伴うノイズを大幅に抑圧して、高
画質を得ることができる固体撮像装置のクランプ回路を
提供することにある。
によりクランプ動作に伴うノイズを大幅に抑圧して、高
画質を得ることができる固体撮像装置のクランプ回路を
提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、黒レベルと信号レベルからなる画素信号
を信号線を通じて入力し、該画素信号のノイズを抑圧し
て出力する固体撮像装置のクランプ回路であって、前記
信号線に挿入され直列接続されたクランプ用の第１容量
及び反転増幅器と、直列接続された第１及び第２スイッ
チと、前記第１及び第２スイッチの中間点と一定電位間
に接続された第２容量とを備え、前記第１及び第２スイ
ッチからなる直列回路の両側を前記反転増幅器の入力側
及び出力側に接続している。
に、本発明は、黒レベルと信号レベルからなる画素信号
を信号線を通じて入力し、該画素信号のノイズを抑圧し
て出力する固体撮像装置のクランプ回路であって、前記
信号線に挿入され直列接続されたクランプ用の第１容量
及び反転増幅器と、直列接続された第１及び第２スイッ
チと、前記第１及び第２スイッチの中間点と一定電位間
に接続された第２容量とを備え、前記第１及び第２スイ
ッチからなる直列回路の両側を前記反転増幅器の入力側
及び出力側に接続している。
【００３５】１実施形態では、前記第１及び第２スイッ
チをクロック信号に同期して開閉しており、前記第１及
び第２スイッチが閉じているときに前記反転増幅器の出
力側インピーダンスと前記第２容量によって定められる
時定数は、前記クロック信号の周期より十分に長くされ
ている。
チをクロック信号に同期して開閉しており、前記第１及
び第２スイッチが閉じているときに前記反転増幅器の出
力側インピーダンスと前記第２容量によって定められる
時定数は、前記クロック信号の周期より十分に長くされ
ている。
【００３６】１実施形態では、前記第１スイッチは、第
１導電型の第１ＭＯＳＦＥＴ及び第２導電型の第２ＭＯ
ＳＦＥＴを並列接続してなり、前記第２スイッチは、前
記第１導電型の第３ＭＯＳＦＥＴ及び前記第２導電型の
第４ＭＯＳＦＥＴを並列接続してなり、前記第１ＭＯＳ
ＦＥＴ及び前記第３ＭＯＳＦＥＴは、第１制御信号によ
り駆動され、前記第２ＭＯＳＦＥＴ及び前記第４ＭＯＳ
ＦＥＴは、第２制御信号により駆動され、前記第１制御
信号の極性及び前記第２制御信号の極性は相互に異な
る。
１導電型の第１ＭＯＳＦＥＴ及び第２導電型の第２ＭＯ
ＳＦＥＴを並列接続してなり、前記第２スイッチは、前
記第１導電型の第３ＭＯＳＦＥＴ及び前記第２導電型の
第４ＭＯＳＦＥＴを並列接続してなり、前記第１ＭＯＳ
ＦＥＴ及び前記第３ＭＯＳＦＥＴは、第１制御信号によ
り駆動され、前記第２ＭＯＳＦＥＴ及び前記第４ＭＯＳ
ＦＥＴは、第２制御信号により駆動され、前記第１制御
信号の極性及び前記第２制御信号の極性は相互に異な
る。
【００３７】１実施形態では、前記反転増幅器からの前
記画素信号を入力し、該画素信号の信号レベルをサンプ
リングしてホールドするサンプルホールド回路を備え、
前記画素信号の黒レベルの期間に、前記第１及び第２ス
イッチを閉じて、クランプ動作を行い、前記画素信号の
信号レベルの期間に、前記サンプルホールド回路によっ
て該画素信号の信号レベルをサンプリングしてホールド
する。
記画素信号を入力し、該画素信号の信号レベルをサンプ
リングしてホールドするサンプルホールド回路を備え、
前記画素信号の黒レベルの期間に、前記第１及び第２ス
イッチを閉じて、クランプ動作を行い、前記画素信号の
信号レベルの期間に、前記サンプルホールド回路によっ
て該画素信号の信号レベルをサンプリングしてホールド
する。
【００３８】１実施形態では、前記第２容量は、外付け
のコンデンサである。
のコンデンサである。
【００３９】以下作用について説明する。
【００４０】本発明によれば、クランプ動作時に、第１
及び第２スイッチをオンにすると、信号線と一定電位
（例えば接地電位）間に十分に大きな第２容量が接続さ
れる状態となるため、該信号線上のクランプ電位のノイ
ズ成分が該第２容量を通じて除去され、低ノイズ化する
ことが可能となる。
及び第２スイッチをオンにすると、信号線と一定電位
（例えば接地電位）間に十分に大きな第２容量が接続さ
れる状態となるため、該信号線上のクランプ電位のノイ
ズ成分が該第２容量を通じて除去され、低ノイズ化する
ことが可能となる。
【００４１】１実施形態によれば、第１及び第２スイッ
チを第１導電型及び第２導電型（例えばｎ型及びｐ型）
のＭＯＳＦＥＴにより構成し、これらのトランジスタを
互いに逆相の制御信号で駆動するから、スイッチ動作に
伴う誘導ノイズがキャンセルされ、一層低ノイズのクラ
ンプ動作が可能となる。
チを第１導電型及び第２導電型（例えばｎ型及びｐ型）
のＭＯＳＦＥＴにより構成し、これらのトランジスタを
互いに逆相の制御信号で駆動するから、スイッチ動作に
伴う誘導ノイズがキャンセルされ、一層低ノイズのクラ
ンプ動作が可能となる。
【００４２】１実施形態によれば、前記クランプ回路の
後段にサンプルホールド回路を挿入し、固体撮像装置か
らの画素信号の黒レベル期間にクランプ動作を行うと共
に、信号レベル期間にサンプルホールド動作を行うこと
により、相関２重サンプリングを行っている。この相関
２重サンプリングを前記低ノイズクランプ動作と組み合
わせれば、理想的な低ノイズのクランプ並びにサンプリ
ングが実現される。
後段にサンプルホールド回路を挿入し、固体撮像装置か
らの画素信号の黒レベル期間にクランプ動作を行うと共
に、信号レベル期間にサンプルホールド動作を行うこと
により、相関２重サンプリングを行っている。この相関
２重サンプリングを前記低ノイズクランプ動作と組み合
わせれば、理想的な低ノイズのクランプ並びにサンプリ
ングが実現される。
【００４３】１実施形態によれば、前記第２容量は、外
付けのコンデンサであるため、第２容量を十分大きな値
とすることが容易となり、低域通過フィルタによるノイ
ズ抑圧効果を一段と高めることが可能となる。
付けのコンデンサであるため、第２容量を十分大きな値
とすることが容易となり、低域通過フィルタによるノイ
ズ抑圧効果を一段と高めることが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００４５】図１は、本発明のクランプ回路の１実施形
態を示している。図１において、Ｃｃはクランプ容量
（第１容量）、Ａは反転増幅器、ＣLは第２容量、ＳＷ
１，ＳＷ２はそれぞれ第１及び第２スイッチを示す。第
１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は共通の制御信号φ
Cで開閉される。
態を示している。図１において、Ｃｃはクランプ容量
（第１容量）、Ａは反転増幅器、ＣLは第２容量、ＳＷ
１，ＳＷ２はそれぞれ第１及び第２スイッチを示す。第
１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は共通の制御信号φ
Cで開閉される。
【００４６】反転増幅器Ａ、第１及び第２スイッチＳＷ
１，ＳＷ２等は、１つの半導体素子上に形成することが
できる。これに対し、第２容量ＣLは、外付け容量とし
てもよい。
１，ＳＷ２等は、１つの半導体素子上に形成することが
できる。これに対し、第２容量ＣLは、外付け容量とし
てもよい。
【００４７】図２は、本実施形態のクランプ回路におけ
る各信号を示している。入力電圧Ｖｉｎ（固体撮像装置
からの画素信号）は、黒レベルと信号レベルの対で構成
される。各画素信号は、周期Ｔ3で繰り返され、画素信
号の周期Ｔ3の内、Ｔ1が黒レベル期間、Ｔ2が信号レベ
ル期間である。
る各信号を示している。入力電圧Ｖｉｎ（固体撮像装置
からの画素信号）は、黒レベルと信号レベルの対で構成
される。各画素信号は、周期Ｔ3で繰り返され、画素信
号の周期Ｔ3の内、Ｔ1が黒レベル期間、Ｔ2が信号レベ
ル期間である。
【００４８】画素信号は、クランプ容量Ｃｃに入力さ
れ、そのＤＣ成分がクランプ容量Ｃｃによって遮断さ
れ、その変化分（ＡＣ成分）のみがクランプ容量Ｃｃを
通じて反転増幅器Ａに入力される。
れ、そのＤＣ成分がクランプ容量Ｃｃによって遮断さ
れ、その変化分（ＡＣ成分）のみがクランプ容量Ｃｃを
通じて反転増幅器Ａに入力される。
【００４９】期間Ｔ4において、第１及び第２スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２が制御信号φｃに応答して閉じると、反
転増幅器Ａの入出力が短絡され、反転増幅器Ａの入出力
にクランプ電位Ｖ1が与えられる。
ＳＷ１，ＳＷ２が制御信号φｃに応答して閉じると、反
転増幅器Ａの入出力が短絡され、反転増幅器Ａの入出力
にクランプ電位Ｖ1が与えられる。
【００５０】期間Ｔ4以外では、第１及び第２スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２が開かれ、反転増幅器Ａの入出力が開放
される。このとき、クランプ容量Ｃｃを通じて入力され
た画素信号の変化分ｖｉが反転増幅器Ａによって−α倍
で増幅され、該反転増幅器Ａからは変化分ｖｏが出力さ
れる。
ＳＷ１，ＳＷ２が開かれ、反転増幅器Ａの入出力が開放
される。このとき、クランプ容量Ｃｃを通じて入力され
た画素信号の変化分ｖｉが反転増幅器Ａによって−α倍
で増幅され、該反転増幅器Ａからは変化分ｖｏが出力さ
れる。
【００５１】以降同様に、各画素信号毎に、期間Ｔ4に
おいて反転増幅器Ａの入出力にクランプ電位Ｖ1が与え
られ、期間Ｔ4以外において画素信号の変化分ｖｉがク
ランプ容量Ｃｃを通じて反転増幅器Ａに与えられ、ここ
で増幅されて変化分ｖｏが出力される。
おいて反転増幅器Ａの入出力にクランプ電位Ｖ1が与え
られ、期間Ｔ4以外において画素信号の変化分ｖｉがク
ランプ容量Ｃｃを通じて反転増幅器Ａに与えられ、ここ
で増幅されて変化分ｖｏが出力される。
【００５２】なお、高速応答が求められる期間、即ち各
信号レベル期間Ｔ2においては、第１及び第２スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態であるから、第２容量ＣLが
どんなに大きな容量であっても、信号レベルの抽出動作
は影響を受けない。
信号レベル期間Ｔ2においては、第１及び第２スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態であるから、第２容量ＣLが
どんなに大きな容量であっても、信号レベルの抽出動作
は影響を受けない。
【００５３】さて、クランプ動作の期間Ｔ4において
は、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉じられ、
反転増幅器Ａの入出力が第１及び第２スイッチＳＷ１，
ＳＷ２の中間点の大きな第２容量ＣLを介して接地され
る。この期間Ｔ4における反転増幅器Ａの出力インピー
ダンスをＺとすると、時定数τLは、Ｚ・ＣLで表され
（τ L＝Ｚ・ＣL）、十分大きな値とすることができる。
このとき、反転増幅器Ａの入力側を時定数τLを持つ積
分回路とみなせるから、その周波数特性は、図３のグラ
フの特性曲線Ｒ（ｆ）の様になる。即ち、反転増幅器Ａ
の入力側には、次式（８）によって示される帯域周波数
ｆ0を持つを持つ低域通過フィルタが設けられたことに
なる。
は、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉じられ、
反転増幅器Ａの入出力が第１及び第２スイッチＳＷ１，
ＳＷ２の中間点の大きな第２容量ＣLを介して接地され
る。この期間Ｔ4における反転増幅器Ａの出力インピー
ダンスをＺとすると、時定数τLは、Ｚ・ＣLで表され
（τ L＝Ｚ・ＣL）、十分大きな値とすることができる。
このとき、反転増幅器Ａの入力側を時定数τLを持つ積
分回路とみなせるから、その周波数特性は、図３のグラ
フの特性曲線Ｒ（ｆ）の様になる。即ち、反転増幅器Ａ
の入力側には、次式（８）によって示される帯域周波数
ｆ0を持つを持つ低域通過フィルタが設けられたことに
なる。
【００５４】ｆ0＝１／（２πτL） …（８） なお、図３のグラフにおいて、特性曲線ＶNは、図８の
グラフと同様に、ナイキスト限界：ｆN＝ｆｃ／２によ
って制約されるクランプ電位のノイズスペクトラムを表
し、特性曲線Ｖsは、図８のグラフと同様に、ナイキス
ト限界：ｆN＝ｆｃ／２によって制約され画素信号のス
ペクトラムを表す。
グラフと同様に、ナイキスト限界：ｆN＝ｆｃ／２によ
って制約されるクランプ電位のノイズスペクトラムを表
し、特性曲線Ｖsは、図８のグラフと同様に、ナイキス
ト限界：ｆN＝ｆｃ／２によって制約され画素信号のス
ペクトラムを表す。
【００５５】第２容量ＣLを大きな値のものとし、時定
数τLを増大させて、上記低域通過フィルタの帯域周波
数ｆ0を十分に小さくすれば、該低域通過フィルタによ
ってクランプ動作に伴い発生するノイズの大部分をカッ
トすることができる。この結果、図２（ｃ）に示す様に
クランプ電位のノイズ成分Δｖｃは抑圧され、出力信号
のノイズ成分Δｖｏも抑圧される。
数τLを増大させて、上記低域通過フィルタの帯域周波
数ｆ0を十分に小さくすれば、該低域通過フィルタによ
ってクランプ動作に伴い発生するノイズの大部分をカッ
トすることができる。この結果、図２（ｃ）に示す様に
クランプ電位のノイズ成分Δｖｃは抑圧され、出力信号
のノイズ成分Δｖｏも抑圧される。
【００５６】更に、本実施形態においては、次の効果が
ある。即ち、図６に示す従来技術では、反転増幅器の出
力インピーダンスＺを前述のように、τ＝Ｃ・Ｚ＜Ｔ4
となるよう、小さくする必要があったが、本実施形態で
は、Ｃｃ≪ＣLであれば、第２容量ＣLにクランプ電位が
充電されて保持されることになる。従って、τL＝Ｚ・
ＣLが装置立ち上げ時間（一般に数１００ｍｓ）内であ
れば、つまり、装置が実際に稼動するまでに、第２容量
ＣLにクランプ電位が充電されれば、出力インピーダン
スＺが大きくても良い。これによって、反転増幅器Ａの
設計上の制約が大幅に緩和される。
ある。即ち、図６に示す従来技術では、反転増幅器の出
力インピーダンスＺを前述のように、τ＝Ｃ・Ｚ＜Ｔ4
となるよう、小さくする必要があったが、本実施形態で
は、Ｃｃ≪ＣLであれば、第２容量ＣLにクランプ電位が
充電されて保持されることになる。従って、τL＝Ｚ・
ＣLが装置立ち上げ時間（一般に数１００ｍｓ）内であ
れば、つまり、装置が実際に稼動するまでに、第２容量
ＣLにクランプ電位が充電されれば、出力インピーダン
スＺが大きくても良い。これによって、反転増幅器Ａの
設計上の制約が大幅に緩和される。
【００５７】なお、本実施形態におけるクランプ動作
は、画素信号の周期毎の高速動作を対象としている。従
って、画素信号の周期の数百倍程度の周期（例えば２次
元撮像装置での水平周期）を１単位とする低速のクラン
プ動作と組み合わせれば、該低速のクランプ動作により
発生した低域のノイズをカットすることが可能となる。
は、画素信号の周期毎の高速動作を対象としている。従
って、画素信号の周期の数百倍程度の周期（例えば２次
元撮像装置での水平周期）を１単位とする低速のクラン
プ動作と組み合わせれば、該低速のクランプ動作により
発生した低域のノイズをカットすることが可能となる。
【００５８】図４は、図１に示したクランプ回路の具体
例を示している。ここでは、反転増幅器Ａをｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１５，１６の組み合わせで構成している。この反
転増幅器Ａの動作特性は、図６（ｂ）に示す反転増幅器
１０２と全く同様である。
例を示している。ここでは、反転増幅器Ａをｎ型ＭＯＳ
ＦＥＴ１５，１６の組み合わせで構成している。この反
転増幅器Ａの動作特性は、図６（ｂ）に示す反転増幅器
１０２と全く同様である。
【００５９】また、第１及び第２スイッチＳＷ１，ＳＷ
２をＣＭＯＳ回路で構成して示している。第１スイッチ
ＳＷ１は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１とｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
２の組み合わせからなり、また第２スイッチＳＷ２は、
ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３とｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４の組み合
わせからなる。各ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１，１３は、制御
信号φｃに応答動作し、各ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１２，１４
は、制御信号φｃを反転してなる反転制御信号／φｃに
応答動作する。
２をＣＭＯＳ回路で構成して示している。第１スイッチ
ＳＷ１は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１とｐ型ＭＯＳＦＥＴ１
２の組み合わせからなり、また第２スイッチＳＷ２は、
ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３とｐ型ＭＯＳＦＥＴ１４の組み合
わせからなる。各ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１，１３は、制御
信号φｃに応答動作し、各ｐ型ＭＯＳＦＥＴ１２，１４
は、制御信号φｃを反転してなる反転制御信号／φｃに
応答動作する。
【００６０】このように第１及び第２スイッチＳＷ１，
ＳＷ２をＣＭＯＳ化することにより、該各スイッチＳＷ
１，ＳＷ２両端の電位が電源電圧０〜ＶDの範囲で完全
にオン／オフする。また、互いに逆相の制御信号φｃ，
／φｃ（クロック信号）によって駆動されるため、クロ
ック信号による誘導がキャンセルされ、スイッチ動作に
伴う誘導ノイズが抑圧される。更に、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
とｐ型ＭＯＳＦＥＴｎＭＯＳの組合せにより、第１及び
第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン抵抗を容易に低くす
ることができる。
ＳＷ２をＣＭＯＳ化することにより、該各スイッチＳＷ
１，ＳＷ２両端の電位が電源電圧０〜ＶDの範囲で完全
にオン／オフする。また、互いに逆相の制御信号φｃ，
／φｃ（クロック信号）によって駆動されるため、クロ
ック信号による誘導がキャンセルされ、スイッチ動作に
伴う誘導ノイズが抑圧される。更に、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
とｐ型ＭＯＳＦＥＴｎＭＯＳの組合せにより、第１及び
第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン抵抗を容易に低くす
ることができる。
【００６１】図５は、図１に示したクランプ回路の後段
に、バッファアンプＢを介してサンプルホールド回路を
接続してなる相関２重サンプリングのための回路構成を
例示している。サンプルホールド回路は、制御信号φｓ
で駆動されるスイッチＳＷ３と、ホールド容量Ｃｓによ
り構成される。スイッチＳＷ３は、ＭＯＳトランジスタ
等の既知の技術で構成したものである。
に、バッファアンプＢを介してサンプルホールド回路を
接続してなる相関２重サンプリングのための回路構成を
例示している。サンプルホールド回路は、制御信号φｓ
で駆動されるスイッチＳＷ３と、ホールド容量Ｃｓによ
り構成される。スイッチＳＷ３は、ＭＯＳトランジスタ
等の既知の技術で構成したものである。
【００６２】本実施形態のクランプ回路を通過した信号
は、バッファアンプＢを介して、図２（ｃ）の信号Ｖｏ
となる（簡単のためアンプＢのゲインを１とする）。信
号レベル期間Ｔ2のうち期間Ｔ5において、制御信号φｓ
によってスイッチＳＷ３をオンにし、信号Ｖｏの変化分
ｖｏをサンプリングして、ホールド容量Ｃｓにホールド
する。この結果、サンプルホールド回路の出力信号ＳＨ
ｏｕｔは、図２（ｅ）に示す様に、ノイズが除去された
正味の変化分ｖｏのみとなり、この変化分ｖｏがノイズ
を含まないクランプ電位Ｖ1に重畳されて得られる。即
ち、極めて低ノイズの相関２重サンプリングを実現する
ことができる。出力信号ＳＨｏｕｔをさらに他のバッフ
ァアンプを通してもよい。
は、バッファアンプＢを介して、図２（ｃ）の信号Ｖｏ
となる（簡単のためアンプＢのゲインを１とする）。信
号レベル期間Ｔ2のうち期間Ｔ5において、制御信号φｓ
によってスイッチＳＷ３をオンにし、信号Ｖｏの変化分
ｖｏをサンプリングして、ホールド容量Ｃｓにホールド
する。この結果、サンプルホールド回路の出力信号ＳＨ
ｏｕｔは、図２（ｅ）に示す様に、ノイズが除去された
正味の変化分ｖｏのみとなり、この変化分ｖｏがノイズ
を含まないクランプ電位Ｖ1に重畳されて得られる。即
ち、極めて低ノイズの相関２重サンプリングを実現する
ことができる。出力信号ＳＨｏｕｔをさらに他のバッフ
ァアンプを通してもよい。
【００６３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものでなく、多様に変形することができる。例えば、
反転増幅器やスイッチを構成する各スイッチング素子
は、ＭＯＳＦＥＴに限定されるものでなく、他の種類の
能動素子を用いても構わない。また、クランプ回路にお
いて、抵抗や他の能動素子等を適宜に追加することがで
きる。
るものでなく、多様に変形することができる。例えば、
反転増幅器やスイッチを構成する各スイッチング素子
は、ＭＯＳＦＥＴに限定されるものでなく、他の種類の
能動素子を用いても構わない。また、クランプ回路にお
いて、抵抗や他の能動素子等を適宜に追加することがで
きる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、画
素信号のクランプ動作において、反転増幅器を用いたと
きに問題となる各種のノイズの発生を大幅に抑えること
が可能となる。
素信号のクランプ動作において、反転増幅器を用いたと
きに問題となる各種のノイズの発生を大幅に抑えること
が可能となる。
【００６５】この反転増幅器を利用した場合は、高いゲ
インが得られるばかりでなく、クランプ電位が自動的に
最適値に設定される。
インが得られるばかりでなく、クランプ電位が自動的に
最適値に設定される。
【００６６】従って、本発明は、画素信号のクランプ動
作ために反転増幅器を用いることを前提とした上で、反
転増幅器の欠点を抑制しつつ、反転増幅器の利点を有効
に活用することを可能にするものである。
作ために反転増幅器を用いることを前提とした上で、反
転増幅器の欠点を抑制しつつ、反転増幅器の利点を有効
に活用することを可能にするものである。
【００６７】また、本発明のクランプ回路は、従来のク
ランプ回路と比較すると、１組のスイッチ素子と大きな
１個の第２容量を追加するのみで済む。
ランプ回路と比較すると、１組のスイッチ素子と大きな
１個の第２容量を追加するのみで済む。
【００６８】更に、クランプ動作時以外では、第２容量
を反転増幅器から切り離すので、第２容量を大きくする
ことができる。そして、この大きな第２容量にクランプ
電位を充電して保持することができるので、反転増幅器
への制約が緩和される。また、大きな第２容量を外付け
とすることも可能であり、これを容易に実現することが
できる。
を反転増幅器から切り離すので、第２容量を大きくする
ことができる。そして、この大きな第２容量にクランプ
電位を充電して保持することができるので、反転増幅器
への制約が緩和される。また、大きな第２容量を外付け
とすることも可能であり、これを容易に実現することが
できる。
【００６９】また、本発明のクランプ回路を相関２重サ
ンプリングのために用いれば、極めて低ノイズの固体撮
像装置を形成することが可能となる。
ンプリングのために用いれば、極めて低ノイズの固体撮
像装置を形成することが可能となる。
【００７０】更に、第１及び第２スイッチをそれぞれｎ
型及びｐ型ＭＯＳＦＥＴにより構成し、互いに逆相の制
御信号で駆動することから、スイッチ動作に伴い誘導さ
れるノイズがキャンセルされ、一層低ノイズのクランプ
動作を実現することができる。
型及びｐ型ＭＯＳＦＥＴにより構成し、互いに逆相の制
御信号で駆動することから、スイッチ動作に伴い誘導さ
れるノイズがキャンセルされ、一層低ノイズのクランプ
動作を実現することができる。
【図１】本発明のクランプ回路の１実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１のクランプ回路における各信号を示すタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図３】図１のクランプ回路における低域通過フィルタ
の特性、クランプ電位のノイズスペクトラム特性、及び
画素信号のスペクトラム特性を示すグラフである。
の特性、クランプ電位のノイズスペクトラム特性、及び
画素信号のスペクトラム特性を示すグラフである。
【図４】図１に示したクランプ回路における第１及び第
２スイッチの構成を例示する回路図である。
２スイッチの構成を例示する回路図である。
【図５】図１に示したクランプ回路にサンプルホールド
回路等を追加してなるブロック図である。
回路等を追加してなるブロック図である。
【図６】（ａ）は従来の固体撮像装置のクランプ回路を
示すブロック図、（ｂ）は（ａ）のクランプ回路におけ
る反転増幅器を示す回路図、（ｃ）は（ｂ）の反転増幅
器の特性を示すグラフである。
示すブロック図、（ｂ）は（ａ）のクランプ回路におけ
る反転増幅器を示す回路図、（ｃ）は（ｂ）の反転増幅
器の特性を示すグラフである。
【図７】図６（ａ）のクランプ回路における各信号を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図８】図６のクランプ回路におけるクランプ電位のノ
イズスペクトラム特性、及び画素信号のスペクトラム特
性を示すグラフである。
イズスペクトラム特性、及び画素信号のスペクトラム特
性を示すグラフである。
Ｃｃ クランプ容量（第１容量） Ａ 反転増幅器 ＣL 第２容量 ＳＷ１ 第１スイッチ ＳＷ２ 第２スイッチ １１，１３ ｎ型ＭＯＳＦＥＴ １２，１４ ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
Claims (5)
- 【請求項１】 黒レベルと信号レベルからなる画素信号
を信号線を通じて入力し、該画素信号のノイズを抑圧し
て出力する固体撮像装置のクランプ回路であって、 前記信号線に挿入され直列接続されたクランプ用の第１
容量及び反転増幅器と、 直列接続された第１及び第２スイッチと、 前記第１及び第２スイッチの中間点と一定電位間に接続
された第２容量とを備え、 前記第１及び第２スイッチからなる直列回路の両側を前
記反転増幅器の入力側及び出力側に接続した固体撮像装
置のクランプ回路。 - 【請求項２】 前記第１及び第２スイッチをクロック信
号に同期して開閉しており、 前記第１及び第２スイッチが閉じているときに前記反転
増幅器の出力側インピーダンスと前記第２容量によって
定められる時定数は、前記クロック信号の周期より十分
に長くされている請求項１に記載の固体撮像装置のクラ
ンプ回路。 - 【請求項３】 前記第１スイッチは、第１導電型の第１
ＭＯＳＦＥＴ及び第２導電型の第２ＭＯＳＦＥＴを並列
接続してなり、 前記第２スイッチは、前記第１導電型の第３ＭＯＳＦＥ
Ｔ及び前記第２導電型の第４ＭＯＳＦＥＴを並列接続し
てなり、 前記第１ＭＯＳＦＥＴ及び前記第３ＭＯＳＦＥＴは、第
１制御信号により駆動され、 前記第２ＭＯＳＦＥＴ及び前記第４ＭＯＳＦＥＴは、第
２制御信号により駆動され、 前記第１制御信号の極性及び前記第２制御信号の極性は
相互に異なる請求項１に記載の固体撮像装置のクランプ
回路。 - 【請求項４】 前記反転増幅器からの前記画素信号を入
力し、該画素信号の信号レベルをサンプリングしてホー
ルドするサンプルホールド回路を備え、 前記画素信号の黒レベルの期間に、前記第１及び第２ス
イッチを閉じて、クランプ動作を行い、 前記画素信号の信号レベルの期間に、前記サンプルホー
ルド回路によって該画素信号の信号レベルをサンプリン
グしてホールドする請求項１に記載の固体撮像装置のク
ランプ回路。 - 【請求項５】 前記第２容量は、外付けのコンデンサで
ある請求項１に記載の固体撮像装置のクランプ回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26375098A JP3618232B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 固体撮像装置のクランプ回路 |
| KR1019990039945A KR100301885B1 (ko) | 1998-09-17 | 1999-09-16 | 고체촬상장치의 클램핑회로 |
| US09/398,343 US6606118B1 (en) | 1998-09-17 | 1999-09-17 | Clamping circuit for solid-state imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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