JP2001078093A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性の劣化及び新たな電源回路の追加
なしに、信号出力部の消費電力を低減した固体撮像装置
を提供すること。 【解決手段】 １段目のソースフォロワ回路１０と２段
目のソースフォロワ回路を結合するコンデンサ１５によ
り、１段目のソースフォロア回路１０の出力電圧Ｖ１に
含まれる直流成分が除去され、２段目のソースフォロワ
回路１９の入力と電源電圧ＶＤＤ２間に接続されたダイ
オード１６により、出力電圧のピーク部分がＶＤＤ２近
くにクランプされて２段目のソースフォロア回路１９に
入力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送装置を用
いた固体撮像装置の信号出力部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電荷結合素子（以下「ＣＣＤ」という）
に代表される電荷転送装置を用いた固体撮像装置は、そ
の低雑音特性等の優位性により、近年その実用化が著し
い。特に、固体撮像装置の低消費電力化を実現するため
に、出力回路の消費電力を低減する構成として、特開平
１０−２８５４６９号には、ソースフォロア回路の電源
電圧を複数個使用し、各段のソースフォロワ回路の駆動
電圧をそれより前段のソースフォロワ回路の駆動電圧以
下の電圧に設定した構成が提案されている。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の固体撮
像装置について説明する。

【０００４】図５は、従来技術に係る固体撮像装置の信
号出力部が２段のソースフォロア回路で構成された場合
を示したものである。図５において、水平方向電荷転送
部（第２の信号電荷転送手段、以下「ＨＣＣＤ」と記
す）から転送されてきた信号電荷がフローティング・デ
ィフュージョン（以下「ＦＤ」と記す）に入力されて電
圧に変換される。この電圧をトランジスタ１，２で構成
された1段目のソースフォロア回路５に入力し、さらに
その出力をトランジスタ３，４で構成された２段目のソ
ースフォロア回路６に入力し、その出力を固体撮像装置
出力としている。1段目及び２段目のソースフォロア回
路５，６の電源電圧、すなわちトランジスタ１，３のド
レイン端子電圧はそれぞれＶＤＤ１（第１の電圧）、Ｖ
ＤＤ２（第２の電圧）であり、ＶＤＤ１には、垂直方向
電荷転送部（第１の信号電荷転送手段、図示せず、以下
「ＶＣＣＤ」と記す）の駆動に用いられるハイレベル電
圧と同じ電圧、たとえば１５Ｖが用いられ、ＶＤＤ２に
は、1段目のソースフォロワ回路５によるＤＣ電圧の低
下分を考慮して、ＶＤＤ１以下の電圧が用いられる。

【０００５】図６は、信号出力部から出力される電圧波
形を表したものある。期間Ｔ１は、リセットゲート（Ｒ
Ｇ）にハイレベルの電圧が印加された期間であり、期間
Ｔ１の間、フローティング・ディフュージョン（ＦＤ）
の電位がリセットドレイン（ＲＤ）に固定されるととも
に、容量カップリングによりリセットパルスが重畳され
る。期間Ｔ２は、ＦＤ電位がＣＣＤ出力信号の基準電位
であるＲＤ電位に保持されている期間である。期間Ｔ３
は、ＨＣＣＤより信号電荷がＦＤに転送され、ＦＤの電
位を信号電荷量に比例して変調している期間である。以
上のＦＤの電位変化が図６のような出力電圧波形にな
る。出力信号成分は、図中ＶＳで示すようにＶＲＥＦを
基準とした電位差である。このＶＲＥＦで示した電位
は、ＦＤがリセットされるＲＤ電位が複数段のソースフ
ォロア回路によって増幅され変位した電位である。

【０００６】なお、各ソースフォロア毎の出力波形は図
６と相似形となるため、以下の説明では各ノードの信号
波形は記さず、１段目のソースフォロア回路の出力電圧
をＶ１、その信号成分をＶ１Ｓといったように記す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係る固
体撮像装置の出力回路では、以下のような問題があっ
た。

【０００８】１段目のソースフォロア回路の出力電圧の
ＤＣレベルは、ドレイン電圧ＶＤＤ１よりΔＶ１だけ低
い電圧となる。通常このΔＶ１は２Ｖ程度である。従っ
て、２段目のソースフォロア回路のドレイン電圧ＶＤＤ
２は、トランジスタ３を飽和領域で動作させ、２段目の
ソースフォロワ回路に流れる電流を低減して、消費電力
を抑えるためには、ＶＤＤ１が１５Ｖ、ΔＶ１＝２Ｖで
あるので、ＶＤＤ１−ΔＶ１＝１３Ｖ程度の電圧を印加
する必要がある。このため、固体撮像装置駆動用の外部
電源として新たに１３Ｖ程度の電圧を発生する電源回路
が必要となり、その電源回路が追加されることで、撮像
システムの部品点数が増大し、また追加の電源回路での
電力損失により消費電力がシステム全体として増大する
可能性もある。

【０００９】そこで、新たに電源回路を設けるのではな
く、ＶＤＤ２を固体撮像装置のＨＣＣＤ駆動に用いられ
ている電圧、たとえば３Ｖで代用しようとすると、１段
目のソースフォロワ回路におけるＤＣ電圧の低下分ΔＶ
１をＶＤＤ１−ＶＤＤ２＝１２Ｖ程度に設計しなければ
ならない。この場合、１段目ソースフォロア回路のドラ
イブトランジスタの閾値電圧ＶＴが上昇し、コンダクタ
ンスｇｍが低下するため、周波数特性が劣化するという
問題がある。

【００１０】また、ＨＣＣＤ電位との関係上、ドレイン
電圧ＶＤＤ１は低くできないので、上記のように、ＶＣ
ＣＤに用いられるハイレベル電圧等と同じ電圧、たとえ
ば１５Ｖの電圧がＶＤＤ１に用いられ、ＶＤＤ２には１
３Ｖ程度の電圧が用いられる。ここで、１段目のソース
フォロア回路を構成するトランジスタ１は、ＦＤ容量と
並列に加わるゲート容量が電荷電圧変換容量としても機
能するように、ゲートサイズを小さくし流れる電流値を
少なくしている。しかし、２段目のソースフォロア回路
は、ＣＣＤ出力信号を外部の処理回路へ伝送するため
に、大きなサイズのトランジスタを用いて出力インピー
ダンスが低く設計されるので、２段目のソースフォロワ
回路の電流値は、１段目のソースフォロア回路の電流値
の１０倍以上になる。従って、図５に示した構成をとる
固体撮像装置の出力回路全体の消費電力は、２段目のソ
ースフォロア回路の消費電力が支配的なものとなる。

【００１１】したがって、本発明は、上記問題点を解決
するためになされたもので、周波数特性の劣化及び新た
な電源回路の追加なしに、信号出力部の消費電力を低減
した固体撮像装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の第１の固体撮像装置は、撮像対象からの光
信号を電気信号に変換する光電変換部、該電気信号たる
電荷を所定周期で少なくとも1方向に転送する信号電荷
転送部、転送されてきた電荷を電圧として検出する電荷
検出部、及び検出された電圧を増幅するために複数のソ
ースフォロワ回路が多段接続された信号出力部を有する
固体撮像装置であって、前記信号出力部は、入力端が前
記電荷検出部に接続され、電源端に第１の電圧が印加さ
れる第１のソースフォロア回路と、前記第１のソースフ
ォロワ回路の出力端と容量性素子を介して入力端が接続
され、電源端に前記第１の電圧より低い第２の電圧が印
加される第２のソースフォロワ回路と、前記容量性素子
と協働して、前記第２の電圧に基づき、前記第２のソー
スフォロワ回路の入力端における信号のＤＣレベルをシ
フトさせるレベルシフト回路を備えたことを特徴とす
る。

【００１３】前記第１の固体撮像装置によれば、容量性
素子により、第１のソースフォロワ回路の出力信号にお
ける直流成分を除去して交流成分のみを抽出し、レベル
シフト回路により、第２の電圧に基づき、第２のソース
フォロワ回路が飽和領域動作可能な動作点に信号のＤＣ
レベルをシフトすることができるので、第２の電圧を第
１のソースフォロワ回路の出力信号の最大振幅値程度に
まで低くすることができる。これにより、第２のソース
フォロワ回路及びその後段のソースフォロワ回路の電源
電圧を低減して、信号出力部したがって固体撮像装置全
体の消費電力を低減することが可能になる。また、第１
のソースフォロワ回路において信号のＤＣレベルを大幅
に低下させるような構成をとらないので、周波数特性が
劣化することはない。

【００１４】前記第１の固体撮像装置において、前記レ
ベルシフト回路は、アノードが前記第２のソースフォロ
ワ回路の入力端に接続され、カソードに前記第２の電圧
が印加されるダイオードを備えることが好ましい。

【００１５】この構成によれば、ダイオードクランプを
用いて、第１のソースフォロワ回路の出力信号のピーク
レベルを第２の電圧近くにまでシフトさせることができ
る。

【００１６】また、前記第１の固体撮像装置において、
前記レベルシフト回路は、前記第２の電圧を分圧して前
記第２のソースフォロワ回路の入力端に供給する分圧回
路を備えることが好ましい。

【００１７】この構成によれば、分圧回路により、第１
のソースフォロワ回路の出力信号のＤＣレベルを、第２
のソースフォロワ回路が飽和領域動作可能な動作点にシ
フトすることができる。

【００１８】また、前記第１の固体撮像装置において、
前記第２のソースフォロワ回路及びその後段のソースフ
ォロア回路はデプレション型のトランジスタで構成さ
れ、前記レベルシフト回路は、アノードが前記第２のソ
ースフォロワ回路の入力端に接続され、カソードに前記
第２の電圧を分圧した電圧が印加されるダイオードを備
えることが好ましい。

【００１９】この構成によれば、第２のソースフォロワ
回路以降のソースフォロワ回路に、ゲート電圧がゼロで
もドレイン電流が流れるデプレション型トランジスタを
用い、第１のソースフォロワ回路の出力信号を、第２の
ソースフォロワ回路が飽和領域動作可能な動作点になる
ように、所定電圧にダイオードクランプすることができ
るので、前記第２のソースフォロワ回路及びその後段の
ソースフォロア回路の電源電圧をさらに低減することが
できる。

【００２０】さらに、前記第１の固体撮像装置におい
て、前記信号電荷転送部は、第１の電荷転送部と、該第
１の信号電荷転送部と直交する方向に前記第１の信号電
荷転送部と一端を接した第２の信号電荷転送部とを備
え、前記第１の電圧は前記第１の信号電荷転送部に印加
するハイレベルの電圧と同じ電圧であり、前記第２の電
圧は前記第２の信号電荷転送部に印加するハイレベルの
電圧と同じ電圧であることが好ましい。

【００２１】この構成によれば、第１の信号電荷転送部
を駆動する電圧よりも低い、第２の信号電荷転送部を駆
動する電圧を、第２の電圧として用いることができるの
で、第２の電圧を発生させるために新たに電源回路を設
ける必要がない。

【００２２】前記の目的を達成するため、本発明の第２
の固体撮像装置は、撮像対象からの光信号を電気信号に
変換する光電変換部、該電気信号たる電荷を所定周期で
少なくとも1方向に転送する信号電荷転送部、転送され
てきた電荷を電圧として検出する電荷検出部、及び検出
された電圧を増幅するために複数のソースフォロワ回路
が多段接続された信号出力部を有する固体撮像装置であ
って、前記信号出力部は、入力端が前記電荷検出部に接
続され、電源端に第１の電圧が印加される第１のソース
フォロア回路と、前記第１のソースフォロワ回路の出力
端と容量性素子を介して入力端が接続され、電源端に前
記第１の電圧より低い第２の電圧が印加され、デプレシ
ョン型のトランジスタで構成された第２のソースフォロ
ワ回路と、アノードが前記第２のソースフォロワ回路の
入力端に接続され、カソードが接地に接続されたダイオ
ードを備えたことを特徴とする。

【００２３】前記第２の固体撮像装置によれば、容量性
素子により、第１のソースフォロワ回路の出力信号にお
ける直流成分を除去して交流成分のみを抽出し、ダイオ
ードクランプを用いて、第１のソースフォロワ回路の出
力信号のピークレベルを、デプレション型トランジスタ
が飽和領域動作可能なマイナスの閾値以上の接地電位近
くにまでシフトさせることができるので、第２の電圧を
第１のソースフォロワ回路の出力信号の最大振幅値程度
にまで低くすることができる。これにより、第２のソー
スフォロワ回路及びその後段のソースフォロワ回路の電
源電圧を低減して、信号出力部したがって固体撮像装置
全体の消費電力を低減することが可能になる。また、第
１のソースフォロワ回路において信号のＤＣレベルを大
幅に低下させるような構成をとらないので、周波数特性
が劣化することはない。

【００２４】前記第２の固体撮像装置において、前記信
号電荷転送部は、第１の電荷転送部と、該第１の信号電
荷転送部と直交する方向に前記第１の信号電荷転送部と
一端を接した第２の信号電荷転送部とを備え、前記第１
の電圧は前記第１の信号電荷転送部に印加するハイレベ
ルの電圧と同じ電圧であり、前記第２の電圧は前記第２
の信号電荷転送部に印加するハイレベルの電圧と同じ電
圧であることが好ましい。

【００２５】この構成によれば、第１の信号電荷転送部
を駆動する電圧よりも低い、第２の信号電荷転送部を駆
動する電圧を、第２の電圧として用いることができるの
で、第２の電圧を発生させるために新たに電源回路を設
ける必要がない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る固
体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る固体撮像装置の信号出力部の構成を示
したものである。

【００２８】図１において、従来技術を示す図５と異な
るのは、信号出力部が、トランジスタ１１、１２で構成
される１段目のソースフォロア回路１０（第１のソース
フォロワ回路）とトランジスタ１３、１４で構成される
２段目のソースフォロア回路１９（第２のソースフォロ
ワ回路）とを接続するコンデンサ１５（容量性素子）
と、２段目のソースフォロア回路１９のドレインとゲー
ト間に接続されているダイオード１６を備えている点に
ある。なお、ダイオード１６の接続方向は、図１に示す
ようにゲートからドレインに向かって順方向となるよう
にする。

【００２９】このような構成とすることで、コンデンサ
１５によって、１段目のソースフォロア回路１０の出力
電圧Ｖ１に含まれる直流成分が除去されて、交流成分で
ある信号成分のみを取り出すことができる。信号成分Ｖ
１Ｓは約１Ｖであり、リセットパルスの重畳成分を含め
ても２Ｖp-p程度である。得られた出力信号を、ダイオ
ード１６（レベルシフト回路）によって、その最大電圧
レベル、すなわちリセットパルスの重畳部のレベルＶＲ
Ｐ（図６参照）がＶＤＤ２（第２の電圧）近くになるよ
うにクランプする。これを２段目のソースフォロア回路
１９のトランジスタ１３のゲートに入力することで、２
段目のソースフォロア回路１９が安定的に飽和領域で動
作するように設定することができる。

【００３０】ここで、本実施形態の場合、１段目のソー
スフォロワ回路１０の電源電圧ＶＤＤ１は、ＶＣＣＤの
駆動に用いられるハイレベルの電圧である１５Ｖに、２
段目のソースフォロワ回路１９の電源電圧ＶＤＤ２は、
ＨＣＣＤの駆動に用いられるハイレベルの電圧である３
Ｖに設定することができる。

【００３１】したがって、本実施形態の場合、1段目の
ソースフォロワ回路の出力電圧は２ＶのＤＣレベルの低
下により、その出力電圧のピークレベル、すなわちリセ
ットパルスの重畳部は約１３Ｖの電位となるが、コンデ
ンサ１５により、出力電圧から直流成分が除去されて出
力電圧の平均レベルが０Ｖとなり、ダイオード１６によ
り、リセットパルスの重畳部が３Ｖ近くにピーククラン
プされるので、２段目のソースフォロワ回路からは、最
大振幅が約３Ｖから１Ｖの出力信号Ｖｏｕｔが得られる
ことになる。

【００３２】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態に係る固体撮像装置の信号出力部の構成を示
したものである。

【００３３】図２において、第１の実施形態と異なるの
は、信号出力部が、電源電圧ＶＤＤ２を抵抗２６，２７
により分圧して、この分圧した電圧を２段目のソースフ
ォロア回路２９の動作点となるバイアス電圧として供給
する分圧回路４０を備えている点にある。

【００３４】このような構成とすることで、第１の実施
形態と同様にして、コンデンサ２５によって、１段目の
ソースフォロア回路２０の出力電圧に含まれる直流成分
が除去されて、交流成分である信号成分のみを取り出す
ことができる。次に、分圧回路４０によって、直流成分
を除去した出力信号に改めて直流電圧を重畳させ、１段
目のソースフォロワ回路２０の出力信号のＤＣレベル
を、２段目のソースフォロワ回路２９が飽和領域動作可
能な動作点にシフトすることができる。

【００３５】したがって、本実施形態の場合、1段目の
ソースフォロワ回路２０の出力電圧は２ＶのＤＣレベル
の低下により、その出力電圧のピークレベル、すなわち
リセットパルスの重畳部は約１３Ｖの電位となるが、コ
ンデンサ１５により、出力電圧から直流成分が除去され
て出力電圧の平均レベルが０Ｖとなり、出力電圧が最大
振幅２Ｖp-pを有する（ＣＣＤの全ての画素からの出力
電圧が最大である）場合に、その最大振幅範囲が、２段
目のソースフォロワ回路２９が飽和領域動作可能な範囲
に入るように、分圧回路４０により３ＶのＶＤＤ２から
分圧された約２Ｖのバイアス電圧が重畳され、出力電圧
の平均レベルがシフトされて、２段目のソースフォロワ
回路２９から最大振幅が約３Ｖから１Ｖの出力信号Ｖｏ
ｕｔが得られることになる。

【００３６】ここで、図６に示したように、固体撮像装
置の出力電圧波形は１画素ごとに異なるものとなる。前
記第１の実施形態では、画素に関わらず一定の電圧波形
となる期間Ｔ１のリセットパルス重畳部をダイオードク
ランプするため、ＶＲＥＦは一定となる。従って、第１
の実施形態は信号波形を忠実に再現する。これに対し
て、第２の実施形態では、単に直流電圧を重畳している
だけであるので、出力信号のレベルに応じて信号成分の
基準となるＶＲＥＦの値が常に変動することになる。し
かし、通常、固体撮像装置の出力は、後段の信号処理回
路部（図示しない）に設けられた相関二重サンプリング
等の方式によるサンプル／ホールド回路によって、ＶＲ
ＥＦを基準にした信号成分のみを抽出するため、この実
施形態でも実用上問題はない。

【００３７】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態に係る固体撮像装置の信号出力部の構成を示
したものである。

【００３８】図３において、第１の実施形態と異なるの
は、1段目及び２段目のソースフォロワ回路を構成する
トランジスタがエンハンスメント型ではなく、１段目の
ソースフォロワ回路３０の負荷トランジスタ３２と、２
段目のソースフォロワ回路３９の駆動及び負荷トランジ
スタ３３及び３４がデプレション型である点、また、ダ
イオード３６のカソードが、ＶＤＤ２に接続されている
のではなく、抵抗３７，３８からなる分圧回路５０によ
りＶＤＤ２を分圧した電圧に接続されている点にある。

【００３９】このような構成とすることで、第１の実施
形態と同様に、コンデンサ３５により、１段目のソース
フォロア回路３０の出力電圧に含まれる直流成分を除去
した後、ダイオード３６により、出力電圧のリセットパ
ルス重畳部をピーククランプして出力電圧をシフトし、
２段目ソースフォロア回路３９に入力する。この時、ト
ランジスタ３３がデプレション型であるため、第１の実
施形態のように、ドレインとダイオードを直接接続する
と飽和領域動作しない。そのために、抵抗３７、３８か
らなる分圧回路５０を追加し、クランプ電位を下げた。
こうすることで、２段目ソースフォロア回路３９を安定
的に飽和領域で動作するように設定することができる。

【００４０】したがって、本実施形態の場合、１段目の
ソースフォロワ回路３０の出力電圧は２ＶのＤＣレベル
の低下により、その出力電圧のピークレベル、すなわち
リセットパルスの重畳部は約１３Ｖの電位となるが、コ
ンデンサ３５により、出力電圧から直流成分が除去され
て出力電圧の平均レベルが０Ｖとなり、ダイオード３６
及び分圧回路５０で３Ｖから分圧された２Ｖにより、リ
セットパルスの重畳部が２Ｖ近くにピーククランプされ
るので、２段目のソースフォロワ回路３９からは、最大
振幅が約２Ｖから０Ｖの出力信号Ｖｏｕｔが得られるこ
とになる。

【００４１】また、第１及び第２の実施形態で用いたト
ランジスタは、エンハンスメント型トランジスタであ
り、これはシリコン基板の界面を電流が流れるのに対し
て、本実施形態のデプレション型トランジスタでは、シ
リコン基板内部を電流が流れるため、発生するノイズが
小さくなり、高Ｓ／Ｎを実現することができる。

【００４２】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態に係る固体撮像装置の信号出力部の構成を示
したものである。

【００４３】図４において、第３の実施形態と異なるの
は、分圧回路３９が無く、ダイオード３６のクランプ電
位がグランドに設定されている点にある。

【００４４】回路動作は第３の実施形態と同様であり、
異なる点は、電源電圧ＶＤＤ２をさらに低くできること
にある。

【００４５】トランジスタを飽和領域で動作させるに
は、ゲート電圧ＶＧ、ドレイン電圧ＶＤ、および閾値電
圧ＶＴの間に ＶＧ−ＶＤ＜ＶＴ の関係が成り立たなければならない。これより信号振幅
を２Ｖp-pとすると、第３の実施形態の場合、ＶＤＤ２
は２Ｖ以上でなければならない。しかし、本実施形態の
場合、ＶＤＤ２は−ＶＴ以上であればよいことになり、
ＶＴをたとえば−１Ｖに設定すればＶＤＤ２は１Ｖまで
低くできる。

【００４６】したがって、本実施例の場合、1段目のソ
ースフォロワ回路３０の出力電圧は２ＶのＤＣレベルの
低下により、その出力電圧のピークレベル、すなわちリ
セットパルスの重畳部は約１３Ｖの電位となるが、コン
デンサ３５により、出力電圧から直流成分が除去されて
出力電圧の平均レベルが０Ｖとなり、ダイオード３６に
より、リセットパルスの重畳部が０Ｖ近くにピーククラ
ンプされるので、２段目のソースフォロワ回路３９から
は、最大振幅が約０Ｖから−２Ｖの出力信号Ｖｏｕｔが
得られることになる。

【００４７】以上説明したように、本発明の固体撮像装
置によれば、１段目のソースフォロア回路の出力波形の
交流成分を抽出した上で２段目以降のソースフォロア回
路のドレイン電圧を基準に最適なバイアスを付加するこ
とができる。従って、２段目以降の電源電圧ＶＤＤ２
を、１段目のソースフォロア回路の出力波形の最大振幅
値程度にまで低く設定できる。従来例で述べたように、
出力回路の消費電力は２段目以降のソースフォロア回路
が支配的であるため、この電源電圧ＶＤＤ２を低くする
ことによる低消費電力化の効果は大きい。具体的には、
信号波形の振幅が約２Ｖであるので、ＨＣＣＤ駆動に用
いる電圧である３Ｖまで低下させることができる。従来
例と同じ電流を流した場合、本発明によれば消費電力を
約１／４に低減できることになる。

【００４８】なお、上記説明はソースフォロアを２段接
続した構成について説明してきたが、３段以上接続され
た場合でも同様である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ソースフォロアの電源電圧をＨＣＣＤ駆動電圧まで低く
できるので、消費電力を大幅に低減することができる固
体撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置
の信号出力部の回路図

【図２】 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置
の信号出力部の回路図

【図３】 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置
の信号出力部の回路図

【図４】 本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置
の信号出力部の回路図

【図５】 従来技術に係る固体撮像装置の信号出力部の
回路図

【図６】 固体撮像装置の出力波形図

【符号の説明】

ＶＤＤ１ １段目のソースフォロワ回路の電源電圧（第
１の電圧） ＶＤＤ２ ２段目のソースフォロワ回路の電源電圧（第
２の電圧） １０，２０，３０ １段目のソースフォロワ回路（第１
のソースフォロワ回路） １５，２５，３５ コンデンサ（容量性素子） １６，２６，３６ ダイオード（レベルシフト回路） １９，２９，３９ ２段目のソースフォロワ回路（第２
のソースフォロワ回路） ４０，５０ 分圧回路（レベルシフト回路）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像対象からの光信号を電気信号に変換
   する光電変換部、該電気信号たる電荷を所定周期で少な
   くとも1方向に転送する信号電荷転送部、転送されてき
   た電荷を電圧として検出する電荷検出部、及び検出され
   た電圧を増幅するために複数のソースフォロワ回路が多
   段接続された信号出力部を有する固体撮像装置におい
   て、 前記信号出力部は、 入力端が前記電荷検出部に接続され、電源端に第１の電
   圧が印加される第１のソースフォロア回路と、 前記第１のソースフォロワ回路の出力端と容量性素子を
   介して入力端が接続され、電源端に前記第１の電圧より
   低い第２の電圧が印加される第２のソースフォロワ回路
   と、 前記容量性素子と協働して、前記第２の電圧に基づき、
   前記第２のソースフォロワ回路の入力端における信号の
   ＤＣレベルをシフトさせるレベルシフト回路とを備えた
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記レベルシフト回路は、アノードが前
   記第２のソースフォロワ回路の入力端に接続され、カソ
   ードに前記第２の電圧が印加されるダイオードを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記レベルシフト回路は、前記第２の電
   圧を分圧して前記第２のソースフォロワ回路の入力端に
   供給する分圧回路を備えたことを特徴とする請求項１に
   記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記第２のソースフォロワ回路及びその
   後段のソースフォロア回路はデプレション型のトランジ
   スタで構成され、前記レベルシフト回路は、アノードが
   前記第２のソースフォロワ回路の入力端に接続され、カ
   ソードに前記第２の電圧を分圧した電圧が印加されるダ
   イオードを備えたことを特徴とする請求項１に記載の固
   体撮像装置。
5. 【請求項５】 前記信号電荷転送部は、第１の電荷転送
   部と、該第１の信号電荷転送部と直交する方向に前記第
   １の信号電荷転送部と一端を接した第２の信号電荷転送
   部とを備え、前記第１の電圧は前記第１の信号電荷転送
   部に印加するハイレベルの電圧と同じ電圧であり、前記
   第２の電圧は前記第２の信号電荷転送部に印加するハイ
   レベルの電圧と同じ電圧であることを特徴とする請求項
   １から４のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
6. 【請求項６】 撮像対象からの光信号を電気信号に変換
   する光電変換部、該電気信号たる電荷を所定周期で少な
   くとも1方向に転送する信号電荷転送部、転送されてき
   た電荷を電圧として検出する電荷検出部、及び検出され
   た電圧を増幅するために複数のソースフォロワ回路が多
   段接続された信号出力部を有する固体撮像装置におい
   て、 前記信号出力部は、 入力端が前記電荷検出部に接続され、電源端に第１の電
   圧が印加される第１のソースフォロア回路と、 前記第１のソースフォロワ回路の出力端と容量性素子を
   介して入力端が接続され、電源端に前記第１の電圧より
   低い第２の電圧が印加され、デプレション型のトランジ
   スタで構成された第２のソースフォロワ回路と、 アノードが前記第２のソースフォロワ回路の入力端に接
   続され、カソードが接地に接続されたダイオードとを備
   えたことを特徴とする固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記信号電荷転送部は、第１の電荷転送
   部と、該第１の信号電荷転送部と直交する方向に前記第
   １の信号電荷転送部と一端を接した第２の信号電荷転送
   部とを備え、前記第１の電圧は前記第１の信号電荷転送
   部に印加するハイレベルの電圧と同じ電圧であり、前記
   第２の電圧は前記第２の信号電荷転送部に印加するハイ
   レベルの電圧と同じ電圧であることを特徴とする請求項
   ６に記載の固体撮像装置。