JP2009141462A

JP2009141462A - 基板電圧制御回路及びその調整方法、並びに固体撮像素子及び固体撮像装置

Info

Publication number: JP2009141462A
Application number: JP2007313179A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Shiraishi; 雄一郎白石; Takahiro Miura; 隆裕三浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】動画撮像モード時のみならず静止画撮像モード時における基板電圧（ファイＳＵＢ）についても高精度に制御することができる基板電圧制御回路を提供する。
【解決手段】動画撮像モード及び静止画撮像モードを有する固体撮像素子本体５と接続され、固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、電源電圧（Ｖｄｄ）が印加される第１の端子と、外部抵抗４及びスイッチング素子３を介して接地された外部端子７と、第１の端子と出力端子との間に接続された第１の可変抵抗回路１４と、外部端子と出力端子との間に接続された第２の可変抵抗回路１６とを有し、スイッチング素子３は動画撮像モードでは非導通状態とされ、静止画撮像モード時では導通状態とされる。
【選択図】図１

Description

本発明は基板電圧制御回路及びその調整方法、並びに固体撮像素子及び固体撮像装置に関する。詳しくは、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体に基板電圧を供給する基板電圧制御回路及びその調整方法、並びにこうした基板電圧制御回路を備える固体撮像素子及び固体撮像装置に係るものである。

２次元イメージセンサを備え、デジタルスチールカメラに用いられる固体撮像素子では、図３で示す様に、マトリクス状に配列された受光部１０１と、この受光部の列方向（縦方向）の配列にそれぞれ隣接して対応し、読み出された電荷の垂直方向の転送を行なう垂直転送部１０２が配設された撮像エリア１０３と、垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部１０４と、水平転送部によって水平転送された電荷を出力する出力部１０５とを有しており、受光部で蓄積された電荷は、垂直転送部、水平転送部及び出力部を経て受光信号として読み出されることとなる。

ところで、デジタルスチールカメラで撮像を行なう場合には、デジタルスチールカメラに取り付けられた液晶画面に被写体を動画として表示し、スチール写真として撮像したい映像を決定した後にスチール写真の撮像を行なう。この一連の撮像動作において、動画の撮像時（動画撮像モード時）にはスチール写真の撮像時と比較して高速での画像処理が必要とされるために、個々の画素の信号を間引いて読み出し、垂直転送部や水平転送部で画素の信号を加算して画面の表示を行なう間引き読み出しモードが用いられることが多く、一方、スチール写真の撮像時（静止画撮像モード時）には精密な画像を得るために、読み出し時に個々の画素の信号の間引きや混合を行わずに各画素の信号を個々に出力して画面の表示を行なう全画素読み出しモードが用いられることが多い（例えば、特許文献１参照）。

そのために画素加算を行わない静止画撮像モード時は固体撮像素子の基板電圧を低めに設定して１画素当たりの飽和信号量を大きくし、画素加算を行なう動画撮像モード時は固体撮像素子の基板電圧を高めに設定して１画素当たりの飽和信号量を小さくすることで、垂直転送部やフローティングディフュージョンアンプの取扱電荷量を超えない様に調整を行なっている。即ち、図４は固体撮像素子の深さ方向とポテンシャルとの関係を示した模式図であるが、図中符号Ａで示す静止画撮像モード時のポテンシャルの状態（１画素当たりの飽和信号量は図中符合ａで示す量）よりも動画撮像モード時には基板電圧を高めに設定して図中符合Ｂで示すポテンシャルの状態（１画素当たりの飽和信号量は図中符合ｂで示す量）とすることで、１画素当たりの飽和信号量を小さくしているのである。

以下、従来の基板電圧制御回路について説明を行ない、従来の固体撮像素子の基板電圧の調整方法について説明を行なう。
図５は従来の基板電圧制御回路の一例を説明するための模式図であり、ここで示す基板電圧制御回路では、ＳＵＢｉ端子に印加する電圧値によってその抵抗値を制御することが可能な可変抵抗回路１１１と、可変抵抗回路と接続され、後述するエミッタフォロア回路を駆動するにあたりインピーダンスの低下を図るためのソースフォロア回路１１２と、可変抵抗回路及びエミッタフォロア回路を経て入力される電圧値に応じた出力である基板電圧（φＳＵＢ）を出力するエミッタフォロア回路１１３とを有している。なお、可変抵抗回路は電源電圧（Ｖｄｄ）の変動が及ぼす基板電圧（φＳＵＢ）への影響を抑制するためにインバータ回路として構成されている。

また、ソースフォロア回路とエミッタフォロア回路のベースとを接続する配線は、外部抵抗１１４と接続されており、この外部抵抗１１４は、サブコントロール端子（ＳＵＢｃｏｎｔ端子）をオンの状態とすることで導通状態をなし、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態とすることで非導通状態をなすスイッチング素子１１５を介して接地されている。

上記の様に構成された従来の基板電圧制御回路の一例では、動画撮像モード時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、ＳＵＢｉ端子に電圧印加を行っている。即ち、ＳＵＢｉ端子への印加電圧を調整することによって、動画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、動画撮像モード時に所望の飽和信号量となる様に調整を行っている。

一方、静止画撮像モード時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態として、接地された外部抵抗を有効にすることで、エミッタフォロア回路への入力電圧を下げてエミッタフォロア回路の出力である基板電圧（φＳＵＢ）を下げている。即ち、エミッタフォロア回路への入力電圧の一部を接地された外部抵抗を介して逃がすことで、動画撮像モード時よりも基板電圧を下げているのである。

また、図６は従来の基板電圧制御回路の他の一例を説明するための模式図であり、ここで示す基板電圧制御回路では、ヒューズカットを行なうことによってその抵抗値を調整可能なヒューズカット回路１１６と、ヒューズカット回路と接続され、電源電圧（Ｖｄｄ）の変動が及ぼす基板電圧（φＳＵＢ）への影響を抑制するためのインバータ回路１１１と、インバータ回路と接続され、後述するエミッタフォロア回路を駆動するにあたりインピーダンスの低下を図るためのソースフォロア回路１１２と、インバータ回路及びエミッタフォロア回路を経て入力される電圧値に応じた出力である基板電圧（φＳＵＢ）を出力するエミッタフォロア回路１１３とを有している。

また、ソースフォロア回路とエミッタフォロア回路のベースとを接続する配線は、外部抵抗１１４と接続されており、この外部抵抗１１４は、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態とすることで導通状態をなし、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態とすることで非導通状態をなすスイッチング素子１１５を介して接地されている。

上記の様に構成された従来オン基板電圧制御回路の他の一例では、動画撮像モード時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、ヒューズカット回路のヒューズカットを行っている。即ち、ヒューズカット回路におけるヒューズカットによる抵抗調整によって、動画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、動画撮像モード時に所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整を行っている。

一方、静止画撮像モード時には、上述した従来の基板電圧制御回路の一例と同様に、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態として、接地された外部抵抗を有効とすることで、エミッタフォロア回路への入力電圧を下げてエミッタフォロア回路の出力である基板電圧（φＳＵＢ）を下げている。即ち、エミッタフォロア回路への入力電圧の一部を接地された外部抵抗を介して逃がすことで、動画撮像モード時よりも基板電圧を下げているのである。

特開２００４−２２２１２８号公報

上記した従来の基板電圧制御回路では、動画撮像モード時の基板電圧については、チップ毎（固体撮像素子毎）に所望の電圧値となる様に調整を行っているために、飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）のバラツキを極めて高精度に制御することができる。

しかしながら、静止画撮像モード時の基板電圧については、接地された外部抵抗を有効にすることで、エミッタフォロア回路への入力電圧の一部を外部抵抗を介して逃がすことによる調整のみであり、[１]チップ毎（固体撮像素子毎）に飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）の基板電圧依存性が異なることや、[２]回路特性についてもバラツキがあること等の理由から、飽和信号量はチップ毎（固体撮像素子毎）に大きなバラツキを生じてしまう。

具体的には、第１の固体撮像素子、第２の固体撮像素子及び第３の固体撮像素子のそれぞれの動画撮像モード時の飽和信号量が所定の値（例えば２００ｍＶ）となる様に各固体撮像素子の基板電圧の調整を行って、第１の固体撮像素子については動画撮像モード時の基板電圧がａ１[Ｖ]、第２の固体撮像素子については動画撮像モード時の基板電圧がｂ１[Ｖ]、第３の固体撮像素子については動画撮像モード時の基板電圧がｃ１[Ｖ]であったとすると、それぞれの固体撮像素子を接地することで得られる静止画撮像モード時の基板電圧については、ａ２[Ｖ]、ｂ２[Ｖ]及びｃ２[Ｖ]となるのであるが、上述の通り、チップ毎（固体撮像素子毎）に飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）の基板電圧依存性が異なることや、回路特性についてもバラツキがあること等の理由から、図７で示す様に、静止画撮像モード時における飽和信号量にバラツキ（例えば４５０ｍＶ±５０ｍＶ）を生じてしまうのである。

なお、静止画撮像モード時における飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）がチップ毎（固体撮像素子毎）にバラツキを生じた場合には、飽和信号量不足（１画素当たりの飽和信号量不足）が生じたり、逆に飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）が多くなりすぎて大光量特性が悪化したりすることが懸念される。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、動画撮像モード時のみならず静止画撮像モード時における基板電圧についても高精度に制御することができる基板電圧制御回路及びその調整方法、並びにこうした基板電圧制御回路を用いた固体撮像素子及び固体撮像装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明の基板電圧制御回路では、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、第１の所定電位が印加される第１の端子と、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える。

ここで、出力端子と第２の端子との間に接続されると共に、第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗の抵抗値が変更可能に構成されたことによって、第２の抵抗の抵抗値を調整することで第２の駆動モード時の基板電圧の調整が可能となる。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る基板電圧制御回路の調整方法では、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、第１の所定電位が印加される第１の端子と、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える基板電圧制御回路の調整方法であって、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、前記第１の抵抗の抵抗値及び前記第２の抵抗の抵抗値を変更する工程を備える。

ここで、第１の抵抗及び第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、第１の抵抗の抵抗値及び第２の抵抗の抵抗値を変更することによって、抵抗値の変更時間の増加を抑制することができる。

また、本発明に係る基板電圧制御回路の調整方法では、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、第１の所定電位が印加される第１の端子と、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える基板電圧制御回路の調整方法であって、前記第１の抵抗の抵抗値を第１の所定値に変更するために要する第１の抵抗への電気信号の印加時間と、前記第２の抵抗の抵抗値を第２の所定値に変更するために要する第２の抵抗への電気信号の印加時間が略同一となる様に、前記第１の抵抗若しくは前記第２の抵抗の少なくとも一方の抵抗を調整する工程と、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、前記第１の抵抗の抵抗値を前記第１の所定値に変更すると共に、前記第２の抵抗の抵抗値を前記第２の所定値に変更する工程とを備える。

ここで、第１の抵抗の抵抗値を所望の抵抗値である第１の所定値に変更するために要する第１の抵抗への電気信号の印加時間と、第２の抵抗の抵抗値を所望の抵抗値である第２の所定値に変更するために要する第２の抵抗への電気信号の印加時間が略同一となる様に、第１の抵抗若しくは第２の抵抗の少なくとも一方の抵抗を調整した上で、第１の抵抗及び第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、第１の抵抗の抵抗値を所望の抵抗値である第１の抵抗値に変更すると共に、第２の抵抗値を所望の抵抗値である第２の所定値に変更することによって、抵抗値の変更時間の増加を抑制することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子では、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と、該固体撮像素子本体の基板電圧を制御する基板電圧制御回路とを備える固体撮像素子において、前記基板電圧制御回路は、前記固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、第１の所定電位が印加される第１の端子と、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像装置では、少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と、該固体撮像素子本体の基板電圧を制御する基板電圧制御回路と、第２の所定電位の供給源と接続されたスイッチング素子とを備える固体撮像装置において、前記基板電圧制御回路は、前記固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、第１の所定電位が印加される第１の端子と、前記スイッチング素子と接続される第２の端子と、前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備え、前記スイッチング素子は、前記固体撮像素子本体が第１の駆動モード時には非導通状態をなし、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時には導通状態をなす様に構成されている。

本発明を適用した基板電圧制御回路及び固体撮像素子並びに固体撮像装置では、第２の抵抗の抵抗値を調整することで第２の駆動モード時の基板電圧の調整が可能となり、第１の駆動モード時のみならず第２の駆動モード時においても固体撮像素子本体の基板電圧を高精度に制御することが可能となる。

また、本発明を適用した基板電圧制御回路の調整方法では、第２の抵抗の抵抗値を変更するのに必要となる変更時間の増加を抑制することができるために、第２の駆動モード時の固体撮像素子本体の基板電圧を制御するために要する調整時間を必要最低限に抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式図であり、ここで示す固体撮像装置１は、固体撮像素子２と、スイッチング素子３を介して接地された外部抵抗４とを有しており、外部抵抗４は固体撮像素子の外部端子７と接続されている。また、固体撮像素子２は、固体撮像素子本体５と、固体撮像素子本体に基板電圧を供給する基板電圧制御回路６とを有している。

上記した固体撮像素子本体５は、マトリクス状に配列された受光部１８と、この受光部の列方向（縦方向）の配列にそれぞれ隣接して対応し、読み出された電荷の垂直方向の転送を行なう垂直転送部１９が配設された撮像エリア１１と、垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部１２と、水平転送部によって水平転送された電荷を出力する出力部１３とを有しており、受光部で蓄積された電荷は、垂直転送部、水平転送部及び出力部を経て受光信号として読み出されることとなる。

また、上記した基板電圧制御回路６は、ＳＵＢｉ端子に印加する電圧値によってその抵抗値を制御することが可能な第１の可変抵抗回路１４と、第１の可変抵抗回路と接続され、後述するエミッタフォロア回路を駆動するにあたりインピーダンスの低下を図るためのソースフォロア回路１５と、第１の可変抵抗回路及びソースフォロア回路を経て入力される電圧値に応じた出力である基板電圧（φＳＵＢ）を出力するエミッタフォロア回路１６とを有している。なお、第１の可変抵抗回路は電源電圧（Ｖｄｄ）の変動が及ぼす基板電圧（φＳＵＢ）への影響を抑制するためのインバータ回路として構成されており、エミッタフォロア回路のベースとソースフォロア回路とを接続する配線は外部端子７と接続されている。

また、上記したスイッチング素子３は、サブコントロール端子（ＳＵＢｃｏｎｔ端子）をオンの状態とすることで導通状態をなし、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態とすることで非導通状態をなす様に構成されている。

また、本実施例では、外部端子７とエミッタフォロア回路１６との間に、ＳＵＢｉ２端子に印加する電圧値によってその抵抗値を制御することが可能な第２の可変抵抗回路１７が設けられており、第１の可変抵抗回路と第２の可変抵抗回路とは並列接続がなされている。

ここで、本実施例では、外部端子７には、スイッチング素子３を介して接地された外部抵抗４が接続された場合を例に挙げて説明を行っているが、外部端子には必ずしも外部抵抗が接続される必要は無く、スイッチング素子を介して接地しても良い。

以下、上記の様に構成された固体撮像装置における基板電圧の調整方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した基板電圧制御回路の調整方法の一例について説明を行なう。

上記の様に構成された固体撮像装置で基板電圧の調整を行う場合には、先ず、ＳＵＢｃｏｎｔ端子がオフの状態で動画撮像モード（第１の駆動モードの一例）時における飽和信号量を所望の値とするために要するＳＵＢｉ端子への電圧印加時間ｔ１を算出する。

次に、ＳＵＢｉ端子に時間ｔ１だけ電圧が印加されると共にＳＵＢｃｏｎｔ端子がオンの状態で静止画撮像モード（第２の駆動モードの一例）時における飽和信号量を所望の値とするために要するＳＵＢｉ２端子への電圧印加時間ｔ２を算出する。

ここで、ＳＵＢｉ端子への電圧印加時間ｔ１とＳＵＢｉ２端子への電圧印加時間ｔ２が略同一となる様に、第１の可変抵抗回路を構成するトランジスタのスレッショルド電圧や、第２の可変抵抗回路を構成するトランジスタのスレッショルド電圧や、外部抵抗の抵抗値等の調整を行なうのが好ましい。

その後、ＳＵＢｉ端子とＳＵＢｉ２端子とに同時に電圧印加を開始することによって、第１の可変抵抗回路の抵抗値と第２の可変抵抗回路の抵抗値を同時に調整する。
具体的には、[１]電圧印加時間ｔ１と電圧印加時間ｔ２がいずれも２．０秒である場合には、ＳＵＢｉ端子とＳＵＢｉ２端子に同時に電圧印加を開始し、ＳＵＢｉ端子及びＳＵＢｉ２端子の双方共に２．０秒後に電圧印加を終了することで第１の可変抵抗回路の抵抗値及び第２の可変抵抗回路の抵抗値を調整し、[２]電圧印加時間ｔ１が２．０秒で、電圧印加時間ｔ２が２．２秒である場合には、ＳＵＢｉ端子とＳＵＢｉ２端子に同時に電圧印加を開始し、ＳＵＢｉ端子については２秒後に電圧印加を終了し、ＳＵＢｉ２端子については２．２秒後に電圧印加を終了することで第１の可変抵抗回路の抵抗値及び第２の可変抵抗回路の抵抗値を調整する。

上記の様に構成された本発明を適用した固体撮像装置の一例では、動画撮像モード（第１の駆動モードの一例）時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、ＳＵＢｉ端子に電圧印加を行なう。即ち、ＳＵＢｉ端子への印加電圧を調整することによって、動画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、動画撮像モード時に所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整することができる。

また、静止画撮像モード（第２の駆動モードの一例）時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態とし、接地された外部抵抗を有効な状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、ＳＵＢｉ２端子に電圧印加を行なう。即ち、ＳＵＢｉ２端子への印加電圧を調整することによって、静止画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、静止画撮像モード時に所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整することができる。

即ち、本発明を適用した固体撮像装置の一例では、動画撮像モード時及び静止画撮像モード時の双方において、所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整を行なうことができるために、固体撮像素子本体毎の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）のバラツキを低減することができる。

また、本発明を適用した固体撮像装置の一例では、従来の基板電圧調整回路と比較すると、第２の可変抵抗回路の調整を行なう必要があるために、抵抗値の調整時間の増加が懸念されるところではあるが、ＳＵＢｉ端子への電圧印加とＳＵＢｉ２端子への電圧印加とを同時に開始することによって、第２の可変抵抗回路の調整を行ったとしても、抵抗値の調整時間の増加を抑制することができる。特に、ＳＵＢｉ２端子への電圧印加時間がＳＵＢｉ端子への電圧印加と同一となる様に調整することによって、従来の基板電圧調整回路と比較したとしても、抵抗値の調整時間をほとんど増加させることなく第２の可変抵抗回路の調整が実現する。

図２は本発明を適用した固体撮像装置の他の一例を説明するための模式図であり、ここで示す固体撮像装置１は、固体撮像素子２と、接地されたスイッチング素子３とを有しており、スイッチング素子は外部端子７と接続されている。また、固体撮像素子２は固体撮像素子本体５と、固体撮像素子本体に基板電圧を供給する基板電圧制御回路６とを有している。

上記した固体撮像素子本体５は、上述した固体撮像装置の一例における固体撮像素子本体と同様に、マトリクス状に配列された受光部１８と、この受光部の列方向（縦方向）の配列にそれぞれ隣接して対応し、読み出された電荷の垂直方向の転送を行なう垂直転送部１９が配設された有効画素部１１と、垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部１２と、水平転送部によって水平転送された電荷を出力する出力部１３とを有しており、受光部で蓄積された電荷は、垂直転送部、水平転送部及び出力部を経て受光信号として読み出されることとなる。

また、上記した基板電圧制御回路６は、ヒューズカットを行なうことによってその抵抗値を調整可能な第１の可変抵抗回路（第１のヒューズカット回路）２１と、第１の可変抵抗回路と接続され、電源電圧（Ｖｄｄ）の変動が及ぼす基板電圧（φＳＵＢ）への影響を抑制するためのインバータ回路２２と、インバータ回路と接続され、後述するエミッタフォロア回路を駆動するにあたりインピーダンスの低下を図るためのソースフォロア回路１５と、第１の可変抵抗回路、インバータ回路及びソースフォロア回路を経て入力される電圧値に応じた出力である基板電圧（φＳＵＢ）を出力するエミッタフォロア回路１６を有している。なお、エミッタフォロア回路のベースとソースフォロア回路とを接続する配線は外部端子７と接続されている。

また、上記したスイッチング素子３は、上述した固体撮像装置の一例におけるスイッチング素子と同様に、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態とすることで導通状態をなし、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態とすることで非導通状態をなす様に構成されている。

また、本実施例では、外部端子７とエミッタフォロア回路１６との間に、ヒューズカットを行なうことによってその抵抗値を調整可能な第２の可変抵抗回路（第２のヒューズカット回路）２３が設けられており、第１の可変抵抗回路と第２の可変抵抗回路とは並列接続がなされている。

ここで、本実施例では、外部端子７は接地されたスイッチング素子が接続された場合を例に挙げて説明を行っているが、外部端子には必ずしも接地されたスイッチング素子が接続される必要は無く、スイッチング素子３を介して接地された外部抵抗が接続されても良い。

以下、上記の様に構成された固体撮像装置における基板電圧の調整方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した基板電圧制御回路の調整方法の他の一例について説明を行なう。

上記の様に構成された固体撮像装置で基板電圧の調整を行う場合には、先ず、ＳＵＢｃｏｎｔ端子がオフの状態で動画撮像モード（第１の駆動モードの一例）時における飽和信号量を所望の値とするために第１の可変抵抗回路中のヒューズカットを行なう箇所を特定する。

次に、第１の可変抵抗回路のヒューズカットがなされると共にＳＵＢｃｏｎｔ端子がオンの状態で静止画撮像モード（第２の駆動モードの一例）時における飽和信号量を所望の値とするために第２の可変抵抗回路中のヒューズカットを行なう箇所を特定する。

その後、第１の可変抵抗回路と第２の可変抵抗回路とを同時にヒューズカットすることによって、第１の可変抵抗回路の抵抗値と第２の可変抵抗回路の抵抗値を同時に調整する。

上記の様に構成された本発明を適用した固体撮像装置の他の一例では、動画撮像モード（第１の駆動モードの一例）時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオフの状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、第１の可変抵抗回路のヒューズカットを行なう。即ち、第１の可変抵抗回路のヒューズカットを行なうことによって、動画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、動画撮像モード時に所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整することができる。

また、静止画撮像モード（第２の駆動モードの一例）時には、ＳＵＢｃｏｎｔ端子をオンの状態とし、接地されたスイッチング素子を有効な状態として、所望の飽和信号量が得られる基板電圧（φＳＵＢ）となる様に、第２の可変抵抗回路のヒューズカットを行なう。即ち、第２の可変抵抗回路のヒューズカットを行なうことによって、静止画撮像モード時の基板電圧が所望の基板電圧値となる様に、換言すると、静止画撮像モード時に所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整することができる。

即ち、本発明を適用した固体撮像装置の他の一例では、動画撮像モード時及び静止画撮像モード時の双方において、所望の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）となる様に調整を行なうことができるために、固体撮像素子本体毎の飽和信号量（１画素当たりの飽和信号量）のバラツキを低減することができる。

また、本発明を適用した固体撮像装置の一例では、従来の基板電圧調整回路と比較すると、第２の可変抵抗回路の調整を行なう必要があるために、抵抗値の調整時間の増加が懸念されるところではあるが、第１の可変抵抗回路のヒューズカットと第２の可変抵抗回路のヒューズカットを同時に行なうことによって、従来の基板電圧調整回路と比較したとしても、抵抗値の調整時間をほとんど増加させることなく第２の可変抵抗回路の調整が実現する。

本発明を適用した固体撮像装置の一例を説明するための模式図である。本発明を適用した固体撮像装置の他の一例を説明するための模式図である。従来の固体撮像素子を説明するための模式図である。固体撮像素子の深さ方向におけるポテンシャルを説明するための模式図である。従来の基板電圧制御回路の一例を説明するための模式図である。従来の基板電圧制御回路の他の一例を説明するための模式図である。静止画撮像モード時における飽和信号量のバラツキを説明するための模式図である。

符号の説明

１固体撮像装置
２固体撮像素子
３スイッチング素子
４外部抵抗
５固体撮像素子本体
６基板電圧制御回路
７外部端子
１１撮像エリア
１２水平転送部
１３出力部
１４第１の可変抵抗回路
１５ソースフォロア回路
１６エミッタフォロア回路
１７第２の可変抵抗回路
１８受光部
１９垂直転送部
２１第１の可変抵抗回路（第１のヒューズカット回路）
２２インバータ回路
２３第２の可変抵抗回路（第２のヒューズカット回路）

Claims

少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、
第１の所定電位が印加される第１の端子と、
前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、
前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、
前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える
ことを特徴とする基板電圧制御回路。
前記第２の端子は、スイッチング素子を介して第２の所定電位の供給源と接続されており、
前記スイッチング素子は、前記固体撮像素子本体が第１の駆動モード時には非導通状態をなし、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時には導通状態をなす
ことを特徴とする請求項１に記載の基板電圧制御回路。
前記第１の端子は電源電位と接続され、
前記第２の端子はスイッチング素子を介して接地電位と接続され、若しくは、スイッチング素子及び所定の抵抗を介して接地電位と接続されており、
前記スイッチング素子は、前記固体撮像素子本体が第１の駆動モード時には非導通状態をなし、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時には導通状態をなす
ことを特徴とする請求項１に記載の基板電圧制御回路。
前記第１の駆動モードは動画撮像モードであり、前記第２の駆動モードは静止画撮像モードである
ことを特徴とする請求項１に記載の基板電圧制御回路。
前記第１の抵抗は、電気信号を印加することでその抵抗値を変更可能に構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の基板電圧制御回路。
前記第２の抵抗は、電気信号を印加することでその抵抗値を変更可能に構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の基板電圧制御回路。
少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、
第１の所定電位が印加される第１の端子と、
前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、
前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、
前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える基板電圧制御回路の調整方法であって、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、前記第１の抵抗の抵抗値及び前記第２の抵抗の抵抗値を変更する工程を備える
基板電圧制御回路の調整方法。
少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、
第１の所定電位が印加される第１の端子と、
前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、
前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、
前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、電気信号が印加されることによりその抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える基板電圧制御回路の調整方法であって、
前記第１の抵抗の抵抗値を第１の所定値に変更するために要する第１の抵抗への電気信号の印加時間と、前記第２の抵抗の抵抗値を第２の所定値に変更するために要する第２の抵抗への電気信号の印加時間が略同一となる様に、前記第１の抵抗若しくは前記第２の抵抗の少なくとも一方の抵抗を調整する工程と、
前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗に略同時に電気信号を印加して、前記第１の抵抗の抵抗値を前記第１の所定値に変更すると共に、前記第２の抵抗の抵抗値を前記第２の所定値に変更する工程とを備える
基板電圧制御回路の調整方法。
少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と、
該固体撮像素子本体の基板電圧を制御する基板電圧制御回路とを備える固体撮像素子において、
前記基板電圧制御回路は、
前記固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、
第１の所定電位が印加される第１の端子と、
前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時に第２の所定電位が印加される第２の端子と、
前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、
前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備える
ことを特徴とする固体撮像素子。
少なくとも第１の駆動モード及び第２の駆動モードを有する固体撮像素子本体と、
該固体撮像素子本体の基板電圧を制御する基板電圧制御回路と、
第２の所定電位の供給源と接続されたスイッチング素子とを備える固体撮像装置において、
前記基板電圧制御回路は、
前記固体撮像素子本体と接続され、同固体撮像素子本体に基板電圧を供給する出力端子と、
第１の所定電位が印加される第１の端子と、
前記スイッチング素子と接続される第２の端子と、
前記出力端子と前記第１の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成された第１の抵抗と、
前記出力端子と前記第２の端子との間に接続され、その抵抗値を変更可能に構成されると共に、前記第１の抵抗と並列接続された第２の抵抗とを備え、
前記スイッチング素子は、前記固体撮像素子本体が第１の駆動モード時には非導通状態をなし、前記固体撮像素子本体が第２の駆動モード時には導通状態をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。