JP2897106B2

JP2897106B2 - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2897106B2
Application number: JP6171569A
Authority: JP
Inventors: 知久石田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0818866A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば増幅型イメージ
センサとして好適な固体撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、増幅型固体撮像装置では、各
受光画素からの受光電荷の読み出しをソースフォロワに
よって行うことが多い。図４は、ＭＯＳ型静電誘導トラ
ンジスタをマトリクス状に配置し、ソースフォロワによ
る信号読み出し方式を用いた従来の一般的な増幅型固体
撮像装置の概略構成を示す模式回路図である。図４に示
すように従来の固体撮像装置では、画素に入射する光を
電荷（映像信号）に変換する光電変換部５を備えた複数
のＭＯＳ型静電誘導トランジスタ（読み出しトランジス
タ（以下、単に「ＭＯＳトランジスタ」と称す。））Ｔ
_ji（ｊ＝１〜ｍ，ｉ＝１〜ｎ）が、マトリクス状に配置
されている。

【０００３】各ＭＯＳトランジスタＴ_jiのソースは、マ
トリクス配置の各列毎に列ライン（信号線）ＬＨ_aiに共
通に接続され、ドレインには電源電圧Ｖ_D が個々に印加
されている。また、各ＭＯＳトランジスタＴ_jiのゲート
は、マトリクス配置の各行毎に垂直走査回路２によって
走査される行ラインＬＶ_ajに共通接続され、前記垂直走
査回路２から送出される駆動パルスφＧ_j によって行単
位で駆動されるようになっている。尚、前記列ラインＬ
Ｈ_aiが信号読み出しラインとなる。

【０００４】また、前記列ラインＬＨ_aiは、一方におい
て、各列毎に信号電荷転送ゲート用トランジスタＴ_aiを
介して信号電荷蓄積用コンデンサＣ_aiに接続されると共
に、列選択トランジスタＴ_biを各々経てビデオラインＬ
Ｖに共通に接続されている。尚、このビデオラインＬＶ
には、送出される映像信号を増幅する出力アンプ４が接
続されている。また、前記列選択トランジスタＴ_biの各
々のゲートには、水平走査回路３が接続され、該水平走
査回路３から送出される駆動パルスφＨ_i によって走査
されるようになっている。

【０００５】また、前記列ラインＬＨ_aiは、他方におい
て、各列毎にリセット用トランジスタＴ_ciのドレインと
ソースフォロワ読み出し用トランジスタＴ_diのドレイン
とに接続され、各リセット用トランジスタＴ_ciのソース
は接地され、各ソースフォロワ読み出し用トランジスタ
Ｔ_diのソースには電源電圧Ｖ_SSが供給されている。

【０００６】尚、各リセット用トランジスタＴ_ciのゲー
トにはリセットパルスφＲＳＴＶが供給され、このリセ
ットパルスがハイレベルになるとリセット用トランジス
タＴ_ciが導通して信号線列ラインＬＨ_aiを接地状態にす
ることができるようになっている。

【０００７】また、前記ソースフォロワ読み出し用トラ
ンジスタＴ_diのゲートには、抵抗Ｒ_L とトランジスタＴ
_S から構成された定電流設定回路１ａを備えた定電流源
１によって電源電圧Ｖ_DD及びＶ_SSから得た一定電圧が与
えられ、これにより読み出し動作時に列ラインＬＨ_aiに
流れる各読み出し用トランジスタＴ_diのソースフォロワ
バイアス電流が安定した一定電流となるようにしてあ
る。

【０００８】次に、図５に示すタイミングチャートを参
照しながら、上記従来の固体撮像装置の動作について説
明する。先ず、図５に示すように、期間ｔ₁ において、
電荷転送ゲート制御信号φＴ及びリセット信号φＲＳＴ
Ｖをハイレベルにして、信号電荷転送ゲート用トランジ
スタＴ_ai及びリセット用トランジスタＴ_ciを導通可能状
態にする（図４参照）。これにより、列ラインＬＨ_ai及
び信号電荷蓄積用コンデンサＣ_aiに信号電荷が残ってい
ればこれらトランジスタが導通して接地レベルにリセッ
トされる。また、このとき、垂直走査回路２から送出さ
れる駆動パルスφＧ_j 、例えばφＧ₁ の電圧は図５に示
すようにＶ_G1レベルで、ＭＯＳトランジスタＴ_1iのゲー
トに、光電変換された電荷Ｑ_PHが蓄積される状態になっ
ている。

【０００９】次いで、期間ｔ₂ において、リセット信号
φＲＳＴＶをローレベルにしてリセット用トランジスタ
Ｔ_ciを遮断状態に保つとともに、前記駆動パルスφＧ₁
の電圧をＶ_G2レベルに上げて該ＭＯＳトランジスタＴ_1i
を読み出し状態にする。この結果、定電流源１によって
定電流駆動状態となっているソースフォロワ読み出し用
トランジスタＴ_diのソースフォロワ動作によって、蓄積
状態においてＭＯＳトランジスタＴ_1iのゲートに蓄積さ
れた前記電荷Ｑ_PHに対応する映像信号が列ラインＬＨ_ai
に読み出されるとともに、ハイレベルのゲート信号φＴ
で導通可能状態にあった信号電荷転送用トランジスタＴ
_aiを導通させて、この映像信号電荷が信号電荷蓄積用コ
ンデンサＣ_aiに蓄積される。

【００１０】尚、入射光量に応じてＭＯＳトランジスタ
Ｔ_1iのゲートに蓄積された光生成電荷Ｑ_PHの電荷量をΔ
Ｑ_PH、ＭＯＳトランジスタＴ_1iのゲート容量をＣ_G 、ソ
ースフォロワ動作によるゲインをα（≒１）とすると、
列ラインＬＨ_ai及び信号電荷蓄積用コンデンサＣ_aiに出
力される明状態の映像信号は、暗状態の映像信号に比べ
て、α×ΔＱ_PH／Ｃ_G ≒ΔＶ_G だけ大きい。

【００１１】期間ｔ₂ の終了時点で、再びリセット信号
φＲＳＴＶをハイレベルにしてリセット用トランジスタ
Ｔ_ciを導通させるとともに、電荷転送ゲート制御信号φ
Ｔをローレベルにして、信号電荷転送用トランジスタＴ
_aiを遮断し、これにより列ラインＬＨ_aiを接地レベルに
リセットするとともに、前記読み出された映像信号電荷
を信号電荷蓄積用コンデンサＣ_aiに保持した状態にす
る。

【００１２】次いで、期間ｔ₃ において、前記駆動パル
スφＧ₁ の電圧をＶ_G3レベルに更に上げてＭＯＳトラン
ジスタＴ_1iのゲートに溜っている電荷Ｑ_PHを排出させ、
このＭＯＳトランジスタＴ_1iをリセットする。

【００１３】期間ｔ₃ の終了後、前記駆動パルスφＧ₁
の電圧がＶ_G1レベルに戻され、これにより前記ＭＯＳト
ランジスタＴ_1iは、再び光入射による前記電荷Ｑ_PHをゲ
ートに蓄積する状態となる。

【００１４】その後、次の駆動パルスφＧ₂ が垂直走査
回路２から出力される前の期間ｔ₄において、水平走査
回路３（図４参照）から駆動パルスφＨ_i （φＨ₁ 、φ
Ｈ₂、φＨ₃ …φＨ_n ）が順次列選択トランジスタＴ_bi
に与えられ、各列の信号電荷蓄積用コンデンサＣ_aiに保
持された映像信号が順次ビデオラインＬＶから読み出さ
れる。

【００１５】以上の動作をＭＯＳトランジスタＴ_2i、Ｔ
_3i…Ｔ_miと順次行単位で同様に行うことにより、所謂ラ
スタースキャンが行われる。

【００１６】このようなソースフォロワによる読み出し
動作を行う増幅型固体撮像装置では、電荷をソースフォ
ロワアンプで増幅して読み出すためＳ／Ｎ比が高く、映
像信号のリニアリティが良いほか、固定パターンノイズ
（ＦＰＮ）の主原因である画素毎のＶ_TH（閾値）のばら
つきが、暗状態の映像信号を記憶することにより、明状
態の映像信号との差を取って簡単に除去できるという利
点を有している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固体撮像装置においては、定電流源１の定電流設定
回路１ａが、常時作動しているため、その定電流設定用
トランジスタＴ_S およびソースフォロワ読み出し用トラ
ンジスタＴ_diに信号読み出し時以外にも電流が流れてお
り、消費電力が大きくなるという問題点があった。

【００１８】このため、イメージセンサチップの温度が
上昇して、画素の暗電流（ノイズ）が増加してしまい、
装置の性能（例えば、Ｓ／Ｎ比）が低下してしまうとい
う問題点が生じていた。

【００１９】これは、高解像度を得るために画素数を増
加したイメージセンサでは、合計の電流値が特に大きく
なり、重大な問題となっていた。

【００２０】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
のであり、増幅型固体撮像装置において、ソースフォロ
ワ読み出し方式で実現される種々の利点を損なうことな
く、消費電力を低減することができる固体撮像装置を得
ることを主目的とする。

【００２１】また、本発明の別の目的は、画素の暗電流
が小さく、Ｓ／Ｎ比の高い固体撮像装置を得ることであ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る固体撮像装置は、上記目的を達成するために、半導
体基板上に配列された複数の光電変換部と、前記複数の
光電変換部でそれぞれ光電変換された電荷をそれぞれ信
号線に読み出すための複数の読み出しトランジスタと、
前記読み出しトランジスタの読み出し動作時に前記信号
線に流れる電流を制御するための定電流源とを備えた固
体撮像装置において、前記読み出しトランジスタの読み
出し動作時以外に前記定電流源に流れる電流を制限する
電流制御手段を備えたことを特徴とするものである。

【００２３】また、請求項２に記載の発明に係る固体撮
像装置では、請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記読み出しトランジスタの読み出し動作時以外では前
記信号線を接地状態にしてリセットするリセット制御手
段を更に備え、前記電流制御手段は、前記リセット制御
手段により前記信号線がリセット状態にあるときには前
記定電流源への供給電流を断つ回路手段を含むことを特
徴とするものである。

【００２４】また、請求項３に記載の発明に係る固体撮
像装置では、請求項２に記載の固体撮像装置において、
前記リセット制御手段は、パルス状に変化するリセット
信号を受けてスイッチング動作することにより導通時に
前記信号線を接地状態にしてリセットするスイッチング
回路を備え、前記電流制御手段は、前記スイッチング回
路が導通しているときには前記定電流源への供給電流を
断つように前記リセット信号を受けて逆位相のパルス状
電流出力を前記定電流源の供給電流として出力する位相
反転回路手段を備えたことを特徴とするものである。

【００２５】

【作用】請求項１に記載の発明による固体撮像装置は、
複数の光電変換部と、複数の読み出しトランジスタと、
定電流源と、電流制御手段とから構成されている。前記
複数の光電変換部は、半導体基板上に配列され、また、
前記複数の読み出しトランジスタは、前記複数の光電変
換部でそれぞれ光電変換された電荷をそれぞれ信号線に
読み出す。また、前記定電流源は、前記読み出しトラン
ジスタの読み出し動作時に前記信号線に流れる電流を制
御する。そして、前記電流制御手段は、前記読み出しト
ランジスタの読み出し動作時以外に前記定電流源に流れ
る電流を制限する。

【００２６】つまり、半導体基板上に複数個配列された
光電変換部により、該光電変換部に入射した光が電荷に
変換される。この電荷は、読み出しトランジスタの読み
出し動作によって信号線に読み出され、このとき前記信
号線に流れる信号電流は前記定電流源によって制御され
た状態にある。

【００２７】ここで、本発明による固体撮像装置におい
ては、前記読み出しトランジスタの読み出し動作時以
外、即ち、読み出し動作を行っていない時には、前記電
流制御手段によって、前記定電流源に流れる電流が制限
され、究極的には遮断される。

【００２８】即ち、従来の固体撮像装置においては、読
み出しトランジスタの動作時あるいは非動作時にかかわ
らず、信号線の読み出し電流を制御する定電流源には常
に電流が流れており、このため、消費電力が大きくなる
という問題点が生じていたが、本発明による固体撮像装
置においては、前記電流制御手段を備えているため、消
費電力の低減を図ることが可能になる。また、この結
果、画素の暗電流を小さくし、Ｓ／Ｎ比を高くすること
も可能になる。

【００２９】請求項２に記載の発明による固体撮像装置
では、請求項１に記載の固体撮像装置において、リセッ
ト制御手段が更に備えられ、また、前記電流制御手段に
は、電流遮断用の回路手段が備えられている。

【００３０】前記リセット制御手段は、前記読み出しト
ランジスタの読み出し動作時以外では前記信号線を接地
状態にしてリセットする。また、前記回路手段は、リセ
ット制御手段により前記信号線がリセット状態にある時
には前記定電流源の定電流設定回路への供給電流を遮断
する。

【００３１】つまり、前記読み出しトランジスタによる
毎回の読み出し動作において、光電変換部に蓄積された
電荷が信号線に読み出されてから電荷転送ゲートを介し
て出力された後には、次の撮像受光電荷の蓄積状態とそ
の読み出しの準備のために信号線から残留電荷が排出さ
れるが、この排出動作を行うために前記リセット制御手
段が備えられている。このリセット制御手段は、例えば
前記信号線を接地ラインに導通させ、該信号線に残って
いる電荷を全て接地ラインに排出する。

【００３２】即ち、読み出しトランジスタの読み出し動
作中には、リセット制御手段は信号線を読み出し動作状
態に保持したままであり、前記読み出しトランジスタの
読み出し動作が終了して信号電荷が出力側に移される
と、前記リセット制御手段が信号線を接地ラインに導通
させ、各読み出しトランジスタのソース領域及び信号線
上の残留電荷を接地ラインへ排出させる。

【００３３】このとき、定電流源による前記信号線の電
流制御は無用であるため、前記回路手段は、前記リセッ
ト制御手段による前記信号線のリセット時に同期して前
記定電流源の定電流設定回路への供給電流を遮断する。

【００３４】このようにして、本発明による固体撮像装
置においては、読み出しトランジスタの読み出し動作時
以外は前記定電流源の定電流設定回路への供給電流が遮
断されるため、消費電力の低減を図ることが可能にな
る。また、この結果、画素の暗電流を小さくし、Ｓ／Ｎ
比を高くすることも可能になる。

【００３５】請求項３に記載の発明による固体撮像装置
では、請求項２に記載の固体撮像装置において、前記リ
セット制御手段はスイッチング回路を備え、前記電流制
御手段は位相反転回路手段を備えている。

【００３６】前記スイッチング回路は、パルス状に変化
するリセット信号を受けてスイッチング動作し、その導
通時には前記信号線を接地状態にしてリセットする。前
記位相反転回路手段は、前記リセット信号を受けて該リ
セット手段とは逆位相のパルス状の電流出力を前記定電
流源の定電流設定回路への供給電流として出力し、これ
により前記スイッチング回路が導通しているときには前
記電流出力、即ち定電流源の定電流設定回路への供給電
流が断たれるようにしてある。

【００３７】例えば、ハイレベルとローレベルとにパル
ス状に変化するリセット信号を前記スイッチング回路に
与え、リセット信号がハイレベルのときに前記スイッチ
ング回路が導通することにより信号線が接地状態にされ
るものとすれば、前記リセット信号を受けた前記位相反
転回路手段からは、前記リセット信号がローレベルにあ
るときのみ電流出力が生じ、リセット信号がハイレベル
にあるときには電流出力は生じない。

【００３８】即ち、この場合、リセット信号がハイレベ
ルの状態の時は、前記読み出しトランジスタによる読み
出し動作が行われない時であり、この時には位相反転回
路手段の電流出力が断たれるので、前記定電流源の定電
流設定回路には電流が流れず、これにより無用な電力消
費が回避される。

【００３９】このように、本発明においては、リセット
信号を利用して前記読み出しトランジスタの読み出し動
作と逆位相でオン・オフする電流出力を前記定電流源の
定電流設定回路への供給電流として与えることができ、
電力を無駄に消費することがなく、消費電力の低減を図
ることが可能になる。また、この結果、画素の暗電流を
小さくし、Ｓ／Ｎ比を高くすることも可能になる。

【００４０】尚、この場合、前記リセット信号がローレ
ベルの状態の時は、前記読み出しトランジスタによる読
み出し動作時であり、この時には、前記位相反転回路手
段から生じる電流出力が前記定電流源の定電流設定回路
に供給され、従って、読み出し動作時の前記信号線に流
れる信号電流は前記定電流源による安定電流によってバ
イアス制御されることになる。

【００４１】

【実施例】図１は、ＭＯＳ型静電誘導トランジスタをマ
トリクス状に配置して、ソースフォロワによる信号読み
出し方式を用いた本発明の一実施例に係る固体撮像装置
の概略構成を示す模式回路図である。従来の固体撮像装
置との相違点は、定電流源１に流れる電流を読み出しト
ランジスタＴ_jiの読み出し動作時以外には制御する電流
制御手段としてのインバータ回路（電流制御手段）１１
が設けられている点である。尚、従来例と同一部分につ
いては同一符号を付し、説明を省略する。

【００４２】図１に示すように、インバータ回路１１は
リセット信号φＲＳＴＶを入力してそれと逆位相の電流
出力を生じ、インバータ１１の出力は定電流設定回路１
ａの負荷抵抗Ｒ_L の給電端ｒ_a に接続されている。尚、
インバータ回路１１は定電流源１の内部回路として示し
てあるが、これに限らない。

【００４３】図２は、前記定電流源１の近傍の構成を示
す回路図であり、図２に示すように、本実施例に係る固
体撮像装置において、前記インバータ回路１１は、相補
性ＭＯＳトランジスタＴ_W1，Ｔ_W2により主に構成された
位相反転回路である。この場合、リセット信号φＲＳＴ
Ｖのハイレベルとローレベルは、それぞれインバータ回
路１１の正電源電圧Ｖ_DDと負電源電圧Ｖ_SSにほぼ一致す
るように設定されている。

【００４４】次に、上記のように構成された本実施例に
係る固体撮像装置の定電流源１の動作について説明す
る。尚、本実施例における各部の駆動タイミングは、従
来例において説明した図５と同一の駆動タイミングとす
る。

【００４５】先ず、図５に示す期間ｔ₂ 以外の期間、例
えば期間ｔ₁ ，ｔ₃ ，ｔ₄ では、リセット信号φＲＳＴ
Ｖはハイレベル（＝Ｖ_DD）になっている。従って、期間
ｔ₂以外においては、インバータ回路１１内のトランジ
スタＴ_W1は遮断状態、またトランジスタＴ_W2は導通状態
となるため、定電流設定回路１ａの給電端ｒ_a の電圧は
Ｖ_SSとなり、定電流設定回路１ａとソースフォロワ読み
出し用トランジスタＴ_diが共に遮断状態となる。この結
果、期間ｔ₂ 以外の期間では定電流源１に流れる電流が
遮断される。

【００４６】また、図５に示す期間ｔ₂ においてのみ、
リセット信号φＲＳＴＶはローレベル（＝Ｖ_SS）にな
り、従って、この期間ｔ₂ においては、インバータ回路
１１内のトランジスタＴ_W1は導通状態、またトランジス
タＴ_W2は遮断状態となるため、定電流設定回路１ａの給
電端ｒ_a の電位はＶ_DDとなる。これにより給電状態にさ
れた定電流設定回路１ａがソースフォロワ読み出し用ト
ランジスタＴ_diのゲートに一定電圧を与え、ソースフォ
ロワ読み出し用トランジスタＴ_diによるソースフォロワ
動作のバイアス電流が一定値に設定される。

【００４７】この結果、期間ｔ₂ における垂直走査回路
２からの駆動パルスφＧ_j が読み出し電圧Ｖ_G2になる
と、安定制御されたバイアス電流のもとに前記ソースフ
ォロワ読み出し用トランジスタＴ_diが電荷Ｑ_PHに対応す
る映像信号を列ラインＬＨ_aiに読み出し、更に信号電荷
転送用トランジスタＴ_ai（φＴがハイレベルであるので
導通される）を介して映像信号電荷が信号電荷蓄積用コ
ンデンサＣ_aiに蓄積される。

【００４８】このように、本実施例においては、前記読
み出しトランジスタＴ_jiが読み出し動作を行う時にの
み、インバータ回路１１によって、前記定電流設定回路
１ａに電流が流れるようにしたため、電力を無駄に消費
することがなく、消費電力を低減することができる。ま
た、この結果、画素の暗電流を小さくし、Ｓ／Ｎ比を高
くすることもできる。

【００４９】尚、本実施例においては、インバータ回路
１１を相補性ＭＯＳトランジスタＴ_W1，Ｔ_W2により構成
しているが、これは、一般的にこの種の固体撮像装置に
内蔵される周辺回路が、低消費電力の観点から相補性Ｍ
ＯＳトランジスタによって構成されているためであり、
リセット信号φＲＳＴＶの位相を反転したパルス状電流
出力を定電流設定回路１ａの給電端ｒ_a に供給するもの
であれば、これに限られるものではない。

【００５０】図３（ａ）は、本発明に係る固体撮像装置
における定電流設定回路の変形例を示す回路図である。
この変形例に係る定電流設定回路１ｂにおいて、図２に
示した定電流設定回路１ａとの相違点は、定電流設定回
路１ａに備えられていた負荷抵抗Ｒ_L をインバータ回路
１１のＰＭＯＳトランジスタＴ_W1で兼用している点であ
る。

【００５１】この変形例に係る固体撮像装置において、
リセット信号φＲＳＴＶがハイレベル（電圧がＶ_DD）に
なったときの動作は、図２の場合と同様である。一方、
リセット信号φＲＳＴＶがローレベル（電圧がＶ_SS）に
なった場合には、インバータ回路１１内のＰＭＯＳトラ
ンジスタＴ_W1が導通状態となるとともに、ＮＭＯＳトラ
ンジスタＴ_W2が遮断状態となり、ＰＭＯＳトランジスタ
Ｔ_W1と電流設定ＮＭＯＳトランジスタＴ_S とが直列動作
状態となる。これにより、定電流設定回路１ｂは、ソー
スフォロワ読み出し用トランジスタＴ_diのゲートに一定
電圧を与え、該トランジスタＴ_diによるソースフォロワ
バイアス電流を設定値に安定制御する。

【００５２】このように、負荷抵抗Ｒ_L をインバータ回
路１１のＰＭＯＳトランジスタＴ_W1で兼用すると、負荷
抵抗Ｒ_L のための抵抗素子が不要となるため、高集積化
に適した構成を得ることができる。

【００５３】図３（ｂ）は、本発明に係る固体撮像装置
における定電流設定回路の別の変形例を示す回路図であ
る。この例において、図２及び図３（ａ）との相違点
は、電源電圧の変動の影響を受けにくい定電流設定回路
１ｃを利用した点である。この定電流設定回路１ｃで
は、負荷抵抗Ｒ_L の端子電圧をＰＭＯＳトランジスタＴ
_L1，Ｔ_L2によって帰還制御し、定電流制御トランジスタ
Ｔ_S に安定した定電圧が供給されるようにしてある。

【００５４】この図３（ｂ）に示す変形例では、ソース
フォロワ読み出し用トランジスタＴ_diによる読み出し時
のソースフォロワバイアス電流が、定電流設定回路１ｃ
のＰＭＯＳトランジスタＴ_L1，Ｔ_L2の閾値と抵抗Ｒ_L で
決まり、より安定度の高いソースフォロワ読み出し動作
をすることができ、この結果、Ｓ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。

【００５５】尚、前記実施例において、装置の画素とし
てＭＯＳ型静電誘導トランジスタ（ＭＯＳＳＩＴ）を使
用したが、本発明は、これに限定されることなく、増幅
型固体撮像装置の画素として機能する素子構成、例えば
バイポーラフォトトランジスタ、接合型電界効果トラン
ジスタなどのトランジスタだけからなる画素、あるいは
フォトダイオードと読み出し用トランジスタとの複合構
成の画素としても良い。

【００５６】また、前記実施例においては、装置の画素
を２次元配列した固体撮像装置についてのみ説明した
が、画素を１次元配列した固体撮像装置についても、本
発明を適用することができることは述べるまでもない。

【００５７】更に、前記実施例及び各変形例では、信号
線がリセット状態にあるときに定電流源への供給電流を
インバータ回路１１により遮断する場合を説明したが、
本発明はこれに限定されることなく、定電流源への供給
電流値を減少させるような電流制御手段によっても実現
できることは当業者に容易なことであり、このような電
流制御手段による構成も当然本発明の技術的範疇に包含
されるものである。

【００５８】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、増幅型固
体撮像装置において、ソースフォロワ読み出し方式で実
現される種々の利点を損なうことなく、読み出しトラン
ジスタの読み出し動作時以外に定電流源に流れる電流を
制限する電流制御手段を備えたため、高解像度の多画素
イメージセンサにおいても消費電力を低減することがで
きるという効果がある。

【００５９】また、本発明においては、消費電力の低減
によってチップ温度の上昇を抑制することができるた
め、暗電流が小さく、Ｓ／Ｎ比の高い固体撮像装置を得
ることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＭＯＳ型静電誘導トラ
ンジスタを用いた固体撮像装置の概略構成を示す模式回
路図である。

【図２】図１に示した実施例に係る固体撮像装置の定電
流源の近傍の構成を示す回路図である。

【図３】（ａ）は、本発明に係る固体撮像装置における
定電流設定回路の変形例を示す回路図である。（ｂ）
は、本発明に係る固体撮像装置における定電流設定回路
の別の変形例を示す回路図である。

【図４】従来の一般的なＭＯＳ型静電誘導トランジスタ
を用いた固体撮像装置の概略構成を示す模式回路図であ
る。

【図５】従来および本発明の実施例に係る固体撮像装置
の動作を説明するための駆動タイミングを示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１：定電流源１ａ，１ｂ，１ｃ：定電流設定回路ｒ_a ：給電端２：垂直走査回路３：水平走査回路４：出力アンプ５：光電変換部１１：インバータ回路（電流制御手段） φＲＳＴＶ：リセット信号（リセット制御手段） φＴ：電荷転送ゲート制御信号Ｔ_ji：ＭＯＳ型静電誘導トランジスタ（読み出しトラン
ジスタ）Ｔ_ai：信号電荷転送ゲート用トランジスタＴ_bi：列選択トランジスタＴ_ci：リセット用トランジスタ（スイッチング回路）Ｔ_di：ソースフォロワ読み出し用トランジスタＣ_ai：信号電荷蓄積用コンデンサＬＶ：ビデオラインＬＶ_aj：行ラインＬＨ_ai：列ライン（信号線）Ｒ_L ：負荷抵抗Ｔ_S ：定電流設定トランジスタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に配列された複数の光電変
換部と、前記複数の光電変換部でそれぞれ光電変換された電荷を
それぞれ信号線に読み出すための複数の読み出しトラン
ジスタと、前記読み出しトランジスタの読み出し動作時に前記信号
線に流れる電流を制御するための定電流源とを備えた固
体撮像装置において、前記読み出しトランジスタの読み出し動作時以外に前記
定電流源に流れる電流を制限する電流制御手段を備えた
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】前記読み出しトランジスタの読み出し動
作時以外では前記信号線を接地状態にしてリセットする
リセット制御手段を更に備え、前記電流制御手段は、前記リセット制御手段により前記
信号線がリセット状態にあるときには前記定電流源への
供給電流を断つ回路手段を含むことを特徴とする請求項
１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】前記リセット制御手段は、パルス状に変
化するリセット信号を受けてスイッチング動作すること
により導通時に前記信号線を接地状態にしてリセットす
るスイッチング回路を備え、前記電流制御手段は、前記スイッチング回路が導通して
いるときには前記定電流源への供給電流を断つように前
記リセット信号を受けて逆位相のパルス状電流出力を前
記定電流源の供給電流として出力する位相反転回路手段
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装
置。