JPH09270960A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH09270960A JPH09270960A JP8079087A JP7908796A JPH09270960A JP H09270960 A JPH09270960 A JP H09270960A JP 8079087 A JP8079087 A JP 8079087A JP 7908796 A JP7908796 A JP 7908796A JP H09270960 A JPH09270960 A JP H09270960A
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
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- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
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- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度かつ高速で撮像が可能な固体撮像装置
を提供する。 【解決手段】 受光素子１２０i,jに応じたスイッチ素
子２６０が「ＯＮ」となることにより、容量素子２５０
の出力端子とデータ出力回路２８０の入力端子とが接続
されるが、容量素子２５０の出力端子の電位は、前回の
スイッチ素子２６０の開放時の電位、すなわち、データ
出力回路２８０の入力端子の初期電位である基準電位Ｖ
ｒｅｆのままなので、データ出力回路２８０の入力端子
の電位は変動せず安定したままであり、受光素子１２０
i,jに応じたスイッチ素子２６０が「ＯＮ」となった瞬
間でノイズが発生しない。
を提供する。 【解決手段】 受光素子１２０i,jに応じたスイッチ素
子２６０が「ＯＮ」となることにより、容量素子２５０
の出力端子とデータ出力回路２８０の入力端子とが接続
されるが、容量素子２５０の出力端子の電位は、前回の
スイッチ素子２６０の開放時の電位、すなわち、データ
出力回路２８０の入力端子の初期電位である基準電位Ｖ
ｒｅｆのままなので、データ出力回路２８０の入力端子
の電位は変動せず安定したままであり、受光素子１２０
i,jに応じたスイッチ素子２６０が「ＯＮ」となった瞬
間でノイズが発生しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力した２次元光像を
撮像する固体撮像装置に関するものである。
撮像する固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電荷結合素子（ＣＣＤ）に代表される固
体撮像素子を使用した撮像装置は、家庭用ビデオをはじ
め様々な分野で使用されている。しかし、比較的大きな
受光面積を有するフォトダイオード電荷を取り扱う場合
には、ＣＣＤでは電荷転送効率が低いので、電荷の転送
をしきれないという問題を生じる。そこで、特定の分野
では、固体撮像装置の内で、電荷転送効率の問題が生じ
ないＭＯＳ型イメージセンサが使用される。
体撮像素子を使用した撮像装置は、家庭用ビデオをはじ
め様々な分野で使用されている。しかし、比較的大きな
受光面積を有するフォトダイオード電荷を取り扱う場合
には、ＣＣＤでは電荷転送効率が低いので、電荷の転送
をしきれないという問題を生じる。そこで、特定の分野
では、固体撮像装置の内で、電荷転送効率の問題が生じ
ないＭＯＳ型イメージセンサが使用される。
【０００３】一方、従来のＭＯＳ型イメージセンサは、
ＣＣＤに比べて電荷の駆動スピードが遅いという欠点を
有している。そこで、電荷の駆動スピードの向上を図る
提案がなされている。「N.Ricquier et al., SPIE, Vo
l.2172, pp.2-10」は、こうした提案の代表的な例（以
後、単に従来例と呼ぶ）である。
ＣＣＤに比べて電荷の駆動スピードが遅いという欠点を
有している。そこで、電荷の駆動スピードの向上を図る
提案がなされている。「N.Ricquier et al., SPIE, Vo
l.2172, pp.2-10」は、こうした提案の代表的な例（以
後、単に従来例と呼ぶ）である。
【０００４】図５は、従来例のＭＯＳ型イメージセンサ
の構成図である。図５に示すように、この装置は、
（ａ）入力光信号を電流信号に変換する光電変換素子９
１３と、光電変換素子９１３の信号出力端子に第１の端
子が接続され、垂直走査信号に応じて第２の端子から光
電変換素子９１３で発生した電流信号を流出するスイッ
チ素子９１４とを１組の受光素子９１２として、第１の
方向（以後、垂直方向と呼ぶ）に沿ってＭ個配列される
とともに、夫々のスイッチ素子９１４の第２の端子と互
いに電気的に接続された信号出力端子を有する垂直受光
部９１１が、第２の方向（以後、水平方向と呼ぶ）に沿
ってＮ個配列された受光部９１０と、（ｂ）夫々の垂直
受光部９１１ｊから出力を夫々個別に入力し、リセット
指示信号ＫＲＳに応じて垂直受光部から出力された電流
信号を入出力端子間に接続された容量素子９２２に積分
または非積分の動作をするＮ個の積分回路９２０と、
（ｃ）夫々の積分回路から出力された信号を夫々入力
し、交流成分を出力するＮ個の容量素子９３０と、
（ｄ）夫々の容量素子９３０から出力された信号を入力
するとともに、指示された容量素子９３０から信号を出
力するＮ個のスイッチ素子９４０と、（ｅ）水平走査信
号ＲＳｊに応じて択一的に容量素子９３０から出力され
た信号を入力して、出力データ信号を出力するととも
に、初期電位指示信号ＧＲＳの指示に応じて、初期電位
指示信号ＧＲＳが有意の期間にわたって入力電位値およ
び出力電位値を夫々の初期値である基準電位Ｖｒｅｆに
設定するデータ信号出力回路９５０と、（ｆ）初期電位
指示信号ＧＲＳ、リセット指示信号ＫＲＳ、垂直走査信
号ＶＳｉ、および水平走査信号ＲＳｊを出力するタイミ
ング制御部９６０とを備える。
の構成図である。図５に示すように、この装置は、
（ａ）入力光信号を電流信号に変換する光電変換素子９
１３と、光電変換素子９１３の信号出力端子に第１の端
子が接続され、垂直走査信号に応じて第２の端子から光
電変換素子９１３で発生した電流信号を流出するスイッ
チ素子９１４とを１組の受光素子９１２として、第１の
方向（以後、垂直方向と呼ぶ）に沿ってＭ個配列される
とともに、夫々のスイッチ素子９１４の第２の端子と互
いに電気的に接続された信号出力端子を有する垂直受光
部９１１が、第２の方向（以後、水平方向と呼ぶ）に沿
ってＮ個配列された受光部９１０と、（ｂ）夫々の垂直
受光部９１１ｊから出力を夫々個別に入力し、リセット
指示信号ＫＲＳに応じて垂直受光部から出力された電流
信号を入出力端子間に接続された容量素子９２２に積分
または非積分の動作をするＮ個の積分回路９２０と、
（ｃ）夫々の積分回路から出力された信号を夫々入力
し、交流成分を出力するＮ個の容量素子９３０と、
（ｄ）夫々の容量素子９３０から出力された信号を入力
するとともに、指示された容量素子９３０から信号を出
力するＮ個のスイッチ素子９４０と、（ｅ）水平走査信
号ＲＳｊに応じて択一的に容量素子９３０から出力され
た信号を入力して、出力データ信号を出力するととも
に、初期電位指示信号ＧＲＳの指示に応じて、初期電位
指示信号ＧＲＳが有意の期間にわたって入力電位値およ
び出力電位値を夫々の初期値である基準電位Ｖｒｅｆに
設定するデータ信号出力回路９５０と、（ｆ）初期電位
指示信号ＧＲＳ、リセット指示信号ＫＲＳ、垂直走査信
号ＶＳｉ、および水平走査信号ＲＳｊを出力するタイミ
ング制御部９６０とを備える。
【０００５】この装置では、以下のようにして、受光部
９１０に入力した光が形成する光像を撮像する。図６
は、図５の装置の動作を説明するタイミングチャートで
ある。
９１０に入力した光が形成する光像を撮像する。図６
は、図５の装置の動作を説明するタイミングチャートで
ある。
【０００６】まず、読み出しの実行に先立って、タイミ
ング制御部９６０が積分回路リセット指示信号ＫＲＳを
有意とし、積分回路の出力を初期値である基準電位Ｖｒ
ｅｆとする。
ング制御部９６０が積分回路リセット指示信号ＫＲＳを
有意とし、積分回路の出力を初期値である基準電位Ｖｒ
ｅｆとする。
【０００７】また、読み出しの実行に先立って、初期電
位設定指示信号ＧＲＳを有意とする。この結果、データ
出力回路の入出力端子が初期電位である基準電位Ｖｒｅ
ｆに設定される。
位設定指示信号ＧＲＳを有意とする。この結果、データ
出力回路の入出力端子が初期電位である基準電位Ｖｒｅ
ｆに設定される。
【０００８】次に、タイミング制御部９６０が積分回路
リセット指示信号ＫＲＳと初期電位設定指示信号ＧＲＳ
とを非有意としたのち、各垂直受光部９１１ｊの垂直走
査における第１番目の受光素子のスイッチ素子９１２
1,jのみを「ＯＮ」とする垂直走査信号ＶＳ１を有意に
して出力する。スイッチ９１４が「ＯＮ」となると、そ
れまでの受光によって光電変換素子９１３に蓄積された
電荷が電流信号となって受光部９１０から出力される。
そして、積分回路９２０によって瞬時にその帰還容量素
子に蓄積され電圧として出力される。積分回路９２０か
ら出力された信号は、容量素子９３０に入力する。この
結果、容量素子９３０の信号入力端子および信号出力端
子は受光素子９１２1,jでの受光量に応じた電位とな
る。
リセット指示信号ＫＲＳと初期電位設定指示信号ＧＲＳ
とを非有意としたのち、各垂直受光部９１１ｊの垂直走
査における第１番目の受光素子のスイッチ素子９１２
1,jのみを「ＯＮ」とする垂直走査信号ＶＳ１を有意に
して出力する。スイッチ９１４が「ＯＮ」となると、そ
れまでの受光によって光電変換素子９１３に蓄積された
電荷が電流信号となって受光部９１０から出力される。
そして、積分回路９２０によって瞬時にその帰還容量素
子に蓄積され電圧として出力される。積分回路９２０か
ら出力された信号は、容量素子９３０に入力する。この
結果、容量素子９３０の信号入力端子および信号出力端
子は受光素子９１２1,jでの受光量に応じた電位とな
る。
【０００９】次いで、水平走査信号の設定により、垂直
方向の第１番目の受光素子９１２1, jに関するデータの
読み出しを開始する。
方向の第１番目の受光素子９１２1, jに関するデータの
読み出しを開始する。
【００１０】タイミング制御部９６０が、水平方向の第
１番目の受光素子９１２1,1に応じたスイッチ素子９４
０のみの選択を指示する水平走査信号ＲＳ１を有意と
し、第１番目の受光素子９１２1,1に応じたスイッチ素
子９４０のみを「ＯＮ」とする。
１番目の受光素子９１２1,1に応じたスイッチ素子９４
０のみの選択を指示する水平走査信号ＲＳ１を有意と
し、第１番目の受光素子９１２1,1に応じたスイッチ素
子９４０のみを「ＯＮ」とする。
【００１１】スイッチ素子９４０を介した信号はデータ
出力回路９５０に入力し、水平方向の第１番目の受光素
子９１２1,1に入射した光量に応じた出力データ信号と
して出力される。
出力回路９５０に入力し、水平方向の第１番目の受光素
子９１２1,1に入射した光量に応じた出力データ信号と
して出力される。
【００１２】引き続き、水平方向の第１番目の受光素子
９１２1,1に応じたスイッチ素子９４０のみの選択を指
示する水平走査信号ＲＳ１を非有意として、水平方向の
第１番目の受光素子９１２1,1に関するデータ読み出し
を終了する。
９１２1,1に応じたスイッチ素子９４０のみの選択を指
示する水平走査信号ＲＳ１を非有意として、水平方向の
第１番目の受光素子９１２1,1に関するデータ読み出し
を終了する。
【００１３】次に、水平方向の第１番目の受光素子９１
２1,1と同様にして、水平方向の第２番目以降の受光素
子９１２1,jに関するデータ読み出しを実行する。
２1,1と同様にして、水平方向の第２番目以降の受光素
子９１２1,jに関するデータ読み出しを実行する。
【００１４】次いで、タイミング制御部９６０が積分回
路リセット指示信号ＫＲＳおよび初期電位設定指示信号
を有意とし、積分回路の出力を初期値に都度設定しなが
ら、各垂直受光部９１１ｊの垂直走査における第２番目
以降の受光素子９１２1,jに関するデータ読み出しを実
行する。
路リセット指示信号ＫＲＳおよび初期電位設定指示信号
を有意とし、積分回路の出力を初期値に都度設定しなが
ら、各垂直受光部９１１ｊの垂直走査における第２番目
以降の受光素子９１２1,jに関するデータ読み出しを実
行する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】提案されている固体撮
像装置は上記のように構成されるので、水平読み出し動
作において、スイッチ素子９４０が「ＯＮ」となる前
は、スイッチ素子９４０の一方の端子と他方の端子との
電位は一般に異なるので、スイッチ素子９４０が「Ｏ
Ｎ」となった瞬間、スイッチ素子９４０の他方の端子、
すなわち、データ出力回路９５０の入力端子の電位は不
安定な状態となる。
像装置は上記のように構成されるので、水平読み出し動
作において、スイッチ素子９４０が「ＯＮ」となる前
は、スイッチ素子９４０の一方の端子と他方の端子との
電位は一般に異なるので、スイッチ素子９４０が「Ｏ
Ｎ」となった瞬間、スイッチ素子９４０の他方の端子、
すなわち、データ出力回路９５０の入力端子の電位は不
安定な状態となる。
【００１６】この結果、データ出力回路９５０の出力は
安定せず、装置としての精度が低下する。
安定せず、装置としての精度が低下する。
【００１７】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、高精度かつ高速で撮像が可能な固体撮像装置を提供
することを目的とする。
り、高精度かつ高速で撮像が可能な固体撮像装置を提供
することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１の固体撮像装置
は、入力した２次元光像を撮像する固体撮像装置であっ
て、（ａ）入力光信号を電流信号に変換する光電変換素
子と、光電変換素子の信号出力端子に第１の端子が接続
され、垂直走査信号に応じて第２の端子から光電変換素
子で発生した電流信号を流出する第１のスイッチ素子と
を１組の受光素子として、第１の方向に沿って第１の数
だけ配列されるとともに、夫々の第１のスイッチ素子の
第２の端子と互いに電気的に接続された信号出力端子を
有する垂直受光部が、第２の方向に沿って第２の数だけ
配列された受光部と、（ｂ）夫々の垂直受光部から出力
を夫々個別に入力し、リセット指示信号に応じて垂直受
光部から出力された電流信号を入出力端子間に接続され
た第１の容量素子に積分または非積分の動作をする第２
の数の積分回路と、（ｃ）夫々の積分回路から出力され
た信号を夫々入力し、クランプ指示信号に応じてクラン
プ処理する第２の数のクランプ回路と、（ｄ）夫々のク
ランプ回路から出力された信号を夫々入力し、サンプル
指示信号に応じてサンプル動作またはホールド動作を行
う第２の数のサンプルホールド回路と、（ｅ）夫々のサ
ンプルホールド回路から出力された信号を入力し、交流
成分を出力する第２の数の第２の容量素子と、（ｆ）夫
々の第２の容量素子から出力された信号を入力するとと
もに、指示された第２の容量素子から信号を出力する第
２の数の第２のスイッチ素子と、（ｇ）水平走査信号に
応じて択一的に第２の容量素子から出力された信号を入
力して、出力データ信号を出力するとともに、初期電位
指示信号の指示に応じて、初期電位指示信号が有意の期
間にわたって入力電位値および出力電位値を夫々の初期
値に設定するデータ信号出力回路と、（ｈ）垂直走査信
号、全クランプ指示信号と個別クランプ指示信号との論
理和であるクランプ指示信号、リセット指示信号、全サ
ンプル指示信号と個別サンプル指示信号との論理和であ
るサンプル指示信号、水平指示信号、および初期電位設
定指示信号を出力するとともに、垂直走査信号の出力に
先立って、リセット指示信号、および、全クランプ指示
信号を一時的に有意とするとともに、垂直走査信号が有
意の期間にわたって全サンプル指示信号と全ての信号出
力ラインに応じた水平走査信号を有意とし、かつ、垂直
走査信号が非有意の場合の夫々の信号出力ラインに応じ
た水平走査信号の有意期間の後半でクランプ指示信号お
よび個別サンプル指示信号を一時的に有意とするタイミ
ング制御部とを備えることを特徴とする。
は、入力した２次元光像を撮像する固体撮像装置であっ
て、（ａ）入力光信号を電流信号に変換する光電変換素
子と、光電変換素子の信号出力端子に第１の端子が接続
され、垂直走査信号に応じて第２の端子から光電変換素
子で発生した電流信号を流出する第１のスイッチ素子と
を１組の受光素子として、第１の方向に沿って第１の数
だけ配列されるとともに、夫々の第１のスイッチ素子の
第２の端子と互いに電気的に接続された信号出力端子を
有する垂直受光部が、第２の方向に沿って第２の数だけ
配列された受光部と、（ｂ）夫々の垂直受光部から出力
を夫々個別に入力し、リセット指示信号に応じて垂直受
光部から出力された電流信号を入出力端子間に接続され
た第１の容量素子に積分または非積分の動作をする第２
の数の積分回路と、（ｃ）夫々の積分回路から出力され
た信号を夫々入力し、クランプ指示信号に応じてクラン
プ処理する第２の数のクランプ回路と、（ｄ）夫々のク
ランプ回路から出力された信号を夫々入力し、サンプル
指示信号に応じてサンプル動作またはホールド動作を行
う第２の数のサンプルホールド回路と、（ｅ）夫々のサ
ンプルホールド回路から出力された信号を入力し、交流
成分を出力する第２の数の第２の容量素子と、（ｆ）夫
々の第２の容量素子から出力された信号を入力するとと
もに、指示された第２の容量素子から信号を出力する第
２の数の第２のスイッチ素子と、（ｇ）水平走査信号に
応じて択一的に第２の容量素子から出力された信号を入
力して、出力データ信号を出力するとともに、初期電位
指示信号の指示に応じて、初期電位指示信号が有意の期
間にわたって入力電位値および出力電位値を夫々の初期
値に設定するデータ信号出力回路と、（ｈ）垂直走査信
号、全クランプ指示信号と個別クランプ指示信号との論
理和であるクランプ指示信号、リセット指示信号、全サ
ンプル指示信号と個別サンプル指示信号との論理和であ
るサンプル指示信号、水平指示信号、および初期電位設
定指示信号を出力するとともに、垂直走査信号の出力に
先立って、リセット指示信号、および、全クランプ指示
信号を一時的に有意とするとともに、垂直走査信号が有
意の期間にわたって全サンプル指示信号と全ての信号出
力ラインに応じた水平走査信号を有意とし、かつ、垂直
走査信号が非有意の場合の夫々の信号出力ラインに応じ
た水平走査信号の有意期間の後半でクランプ指示信号お
よび個別サンプル指示信号を一時的に有意とするタイミ
ング制御部とを備えることを特徴とする。
【００１９】請求項１の固体撮像装置では、受光部が入
射した光が形成する光像を入力し、受光部の光電変換素
子に受光量に応じた電荷が蓄積される。そして、所定の
受光期間の経過後に各受光素子に蓄積された電荷量を以
下のようにして読み出す。
射した光が形成する光像を入力し、受光部の光電変換素
子に受光量に応じた電荷が蓄積される。そして、所定の
受光期間の経過後に各受光素子に蓄積された電荷量を以
下のようにして読み出す。
【００２０】まず、読み出しの実行に先立って、タイミ
ング制御部が全クランプ指示信号と積分回路リセット指
示信号を有意とし、クランプ回路の出力と積分回路の出
力を初期値とする。
ング制御部が全クランプ指示信号と積分回路リセット指
示信号を有意とし、クランプ回路の出力と積分回路の出
力を初期値とする。
【００２１】また、読み出しの実行に先立って、全ての
信号出力ラインに応じた水平走査信号および初期電位設
定指示信号を有意とする。この結果、全ての第２のスイ
ッチ素子がＯＮとなり、第２の容量素子の出力がデータ
出力回路の初期電位に設定される。
信号出力ラインに応じた水平走査信号および初期電位設
定指示信号を有意とする。この結果、全ての第２のスイ
ッチ素子がＯＮとなり、第２の容量素子の出力がデータ
出力回路の初期電位に設定される。
【００２２】次に、タイミング制御部が全クランプ指示
信号と積分回路リセット指示信号を非有意とするととも
に、全ての信号出力ラインに応じた水平走査信号および
初期電位設定指示信号を有意としたままで、各垂直受光
部の垂直走査における第１番目の受光素子のスイッチ素
子のみを「ＯＮ」とする垂直走査信号および全ての信号
出力ラインに応じたサンプル指示信号を有意にして出力
する。スイッチ素子が「ＯＮ」となると、それまでの受
光によって光電変換素子に蓄積された電荷が電流信号と
なって受光部から出力される。そして、積分回路によっ
て瞬時にその帰還容量である第１の容量素子に蓄積され
電圧として出力される。積分回路から出力された信号
は、クランプ回路、サンプルホールド回路を介して第２
の容量素子に入力する。この結果、第２の容量素子の信
号入力端子は受光素子での受光量に応じた電圧が印加さ
れる。
信号と積分回路リセット指示信号を非有意とするととも
に、全ての信号出力ラインに応じた水平走査信号および
初期電位設定指示信号を有意としたままで、各垂直受光
部の垂直走査における第１番目の受光素子のスイッチ素
子のみを「ＯＮ」とする垂直走査信号および全ての信号
出力ラインに応じたサンプル指示信号を有意にして出力
する。スイッチ素子が「ＯＮ」となると、それまでの受
光によって光電変換素子に蓄積された電荷が電流信号と
なって受光部から出力される。そして、積分回路によっ
て瞬時にその帰還容量である第１の容量素子に蓄積され
電圧として出力される。積分回路から出力された信号
は、クランプ回路、サンプルホールド回路を介して第２
の容量素子に入力する。この結果、第２の容量素子の信
号入力端子は受光素子での受光量に応じた電圧が印加さ
れる。
【００２３】次いで、全ての信号出力ラインに応じた水
平走査信号および初期電位設定指示信号を非有意とした
後、水平走査信号の設定により、水平方向の第１番目の
受光素子に関するデータの読み出しを開始する。
平走査信号および初期電位設定指示信号を非有意とした
後、水平走査信号の設定により、水平方向の第１番目の
受光素子に関するデータの読み出しを開始する。
【００２４】タイミング制御部が、水平方向の第１番目
の受光素子に応じた第２のスイッチ素子のみの選択を指
示する水平走査信号が有意とし、第１番目の受光素子に
応じた第２のスイッチ素子のみを「ＯＮ」とするととも
に、初期電位設定指示信号が一時的に有意となり、デー
タ出力回路の入力電位が初期値に設定される。
の受光素子に応じた第２のスイッチ素子のみの選択を指
示する水平走査信号が有意とし、第１番目の受光素子に
応じた第２のスイッチ素子のみを「ＯＮ」とするととも
に、初期電位設定指示信号が一時的に有意となり、デー
タ出力回路の入力電位が初期値に設定される。
【００２５】第１番目の受光素子に応じた第２のスイッ
チ素子が「ＯＮ」となることにより、第２の容量素子の
出力端子とデータ出力回路の入力端子とが接続される
が、第２の容量素子の出力端子の電位は、前回の第２の
スイッチの開放時の電位、すなわち、データ出力回路の
入力端子の初期電位のままなので、データ出力回路の入
力端子の電位は変動せず安定したままである。
チ素子が「ＯＮ」となることにより、第２の容量素子の
出力端子とデータ出力回路の入力端子とが接続される
が、第２の容量素子の出力端子の電位は、前回の第２の
スイッチの開放時の電位、すなわち、データ出力回路の
入力端子の初期電位のままなので、データ出力回路の入
力端子の電位は変動せず安定したままである。
【００２６】次に、水平方向の第１番目の受光素子に応
じたクランプ指示信号とサンプル指示信号とを有意とす
る。この結果、クランプ回路の出力はクランプ電位に変
化し、この変化がサンプルホールド回路、第２の容量素
子、およびデータ出力回路を介して、水平方向の第１番
目の受光素子に入射した光量に応じた出力データ信号と
して出力される。
じたクランプ指示信号とサンプル指示信号とを有意とす
る。この結果、クランプ回路の出力はクランプ電位に変
化し、この変化がサンプルホールド回路、第２の容量素
子、およびデータ出力回路を介して、水平方向の第１番
目の受光素子に入射した光量に応じた出力データ信号と
して出力される。
【００２７】引き続き、水平方向の第１番目の受光素子
に応じた第２のスイッチ素子のみの選択を指示する水平
走査信号、水平方向の第１番目の受光素子に応じたクラ
ンプ指示信号、およびサンプル指示信号を非有意とし
て、水平方向の第１番目の受光素子に関するデータ読み
出しを終了する。
に応じた第２のスイッチ素子のみの選択を指示する水平
走査信号、水平方向の第１番目の受光素子に応じたクラ
ンプ指示信号、およびサンプル指示信号を非有意とし
て、水平方向の第１番目の受光素子に関するデータ読み
出しを終了する。
【００２８】次に、水平方向の第１番目の受光素子と同
様にして、水平方向の第２番目以降の受光素子に関する
データ読み出しを実行する。
様にして、水平方向の第２番目以降の受光素子に関する
データ読み出しを実行する。
【００２９】次いで、タイミング制御部が全クランプ指
示信号と積分回路リセット指示信号を有意とし、クラン
プ回路の出力と積分回路の出力を初期値に都度設定しな
がら、各垂直受光部の垂直走査における第２番目以降の
受光素子に関するデータ読み出しを実行する。
示信号と積分回路リセット指示信号を有意とし、クラン
プ回路の出力と積分回路の出力を初期値に都度設定しな
がら、各垂直受光部の垂直走査における第２番目以降の
受光素子に関するデータ読み出しを実行する。
【００３０】請求項２の固体撮像装置は、請求項１の固
体撮像装置において、データ信号出力回路が、（i）水
平走査信号に応じて択一的に第２の容量素子から出力さ
れた信号を入力して増幅する増幅器と、（ii）電荷増幅
器の入出力端子間に接続された第３の容量素子と、（ii
i）第３の容量素子と並列に電荷増幅器の入出力端子間
に接続され、初期電位設定指示信号が有意な期間に閉塞
する第３のスイッチ素子とを備えることを特徴とする。
体撮像装置において、データ信号出力回路が、（i）水
平走査信号に応じて択一的に第２の容量素子から出力さ
れた信号を入力して増幅する増幅器と、（ii）電荷増幅
器の入出力端子間に接続された第３の容量素子と、（ii
i）第３の容量素子と並列に電荷増幅器の入出力端子間
に接続され、初期電位設定指示信号が有意な期間に閉塞
する第３のスイッチ素子とを備えることを特徴とする。
【００３１】請求項２の固体撮像装置では、初期電位設
定指示信号を有意し、第３のスイッチ素子を「ＯＮ」と
することにより、データ信号出力回路の入力端子と出力
端子とを同一の初期電位に設定する。
定指示信号を有意し、第３のスイッチ素子を「ＯＮ」と
することにより、データ信号出力回路の入力端子と出力
端子とを同一の初期電位に設定する。
【００３２】請求項３の固体撮像装置は、請求項２の固
体撮像装置において、データ信号出力回路が、（i）増
幅器の入力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が
基準電位に設定され、初期電位設定指示信号が有意な期
間に閉塞する第４のスイッチ素子と、（ii）増幅器の出
力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が前記基準
電位に設定され、初期電位設定指示信号が有意な期間に
閉塞する第５のスイッチ素子とを更に備えることを特徴
とする。
体撮像装置において、データ信号出力回路が、（i）増
幅器の入力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が
基準電位に設定され、初期電位設定指示信号が有意な期
間に閉塞する第４のスイッチ素子と、（ii）増幅器の出
力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が前記基準
電位に設定され、初期電位設定指示信号が有意な期間に
閉塞する第５のスイッチ素子とを更に備えることを特徴
とする。
【００３３】請求項３の固体撮像装置では、初期電位設
定指示信号を有意することにより、第３のスイッチ素子
に加えて、第４のスイッチ素子および第５のスイッチ素
子も「ＯＮ」となり、迅速に初期電位である基準電位に
設定される。
定指示信号を有意することにより、第３のスイッチ素子
に加えて、第４のスイッチ素子および第５のスイッチ素
子も「ＯＮ」となり、迅速に初期電位である基準電位に
設定される。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の固体撮像装置の実施形態を説明する。なお、図面の説
明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。
の固体撮像装置の実施形態を説明する。なお、図面の説
明にあたって同一の要素には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。
【００３５】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態の固体撮像装置の構成図である。図１に示すよう
に、この装置は、（ａ）入力光信号を電流信号に変換す
る光電変換素子１３０と、光電変換素子１３０の信号出
力端子に接続され、垂直走査信号ＶＳｉ（ｉ＝１〜Ｍ）
に応じて光電変換素子１３０で発生した電流信号を流出
するスイッチ素子１４０とを１組の受光素子１２０とし
て、第１の方向（以後、垂直方向と呼ぶ）に沿ってＭ個
配列され、夫々のスイッチ素子１４０の信号出力端子が
電気的に接続された垂直受光部１１０が、第２の方向
（以後、水平方向と呼ぶ）に沿ってＮ個配列された受光
部１００と、（ｂ）垂直受光部１１０j（ｊ＝１〜Ｎ）
からの出力信号を夫々個別に入力し、信号処理後に水平
走査信号（ＲＳｊ）に応じて択一的に信号を出力する水
平信号処理部２１０jと、水平信号処理部２１０jから出
力された信号を入力し、装置としての出力データ信号を
出力するデータ信号出力回路２８０とを備える信号処理
部２００と、（ｃ）受光部１００および信号処理部２０
０に動作タイミングの指示信号を通知するタイミング制
御部３００とを備える。
施形態の固体撮像装置の構成図である。図１に示すよう
に、この装置は、（ａ）入力光信号を電流信号に変換す
る光電変換素子１３０と、光電変換素子１３０の信号出
力端子に接続され、垂直走査信号ＶＳｉ（ｉ＝１〜Ｍ）
に応じて光電変換素子１３０で発生した電流信号を流出
するスイッチ素子１４０とを１組の受光素子１２０とし
て、第１の方向（以後、垂直方向と呼ぶ）に沿ってＭ個
配列され、夫々のスイッチ素子１４０の信号出力端子が
電気的に接続された垂直受光部１１０が、第２の方向
（以後、水平方向と呼ぶ）に沿ってＮ個配列された受光
部１００と、（ｂ）垂直受光部１１０j（ｊ＝１〜Ｎ）
からの出力信号を夫々個別に入力し、信号処理後に水平
走査信号（ＲＳｊ）に応じて択一的に信号を出力する水
平信号処理部２１０jと、水平信号処理部２１０jから出
力された信号を入力し、装置としての出力データ信号を
出力するデータ信号出力回路２８０とを備える信号処理
部２００と、（ｃ）受光部１００および信号処理部２０
０に動作タイミングの指示信号を通知するタイミング制
御部３００とを備える。
【００３６】水平信号処理部２１０jは、（i）垂直受光
部１１０jからの出力信号を入力し、リセット指示信号
ＫＲＳに応じて垂直受光部１１０jから出力された電流
信号を入出力端子間に接続された容量素子２２２に積分
（リセット指示信号ＫＲＳが非有意の場合）、または非
積分（リセット指示信号ＫＲＳが有意の場合）の動作を
する積分回路２２０と、（ii）積分回路２２０から出力
された信号を入力し、クランプ指示信号ＣＰｊに応じて
入力信号をクランプするクランプ回路２３０と、（ii
i）クランプ回路２３０から出力された信号を入力し、
サンプル指示信号ＳＰｊに応じてサンプルホールド動作
を行うサンプルホールド回路２４０と、（iv）サンプル
ホールド回路２４０から出力された信号を入力し、交流
成分を出力する容量素子２５０と、（v）容量素子２５
０から出力された信号を入力し、水平走査信号ＲＳｊに
応じて開閉するスイッチ素子２６０と、（vi）スイッチ
素子２６０を介した信号を入力し、装置としての出力デ
ータ信号を出力するデータ信号出力回路２８０とを備え
る。
部１１０jからの出力信号を入力し、リセット指示信号
ＫＲＳに応じて垂直受光部１１０jから出力された電流
信号を入出力端子間に接続された容量素子２２２に積分
（リセット指示信号ＫＲＳが非有意の場合）、または非
積分（リセット指示信号ＫＲＳが有意の場合）の動作を
する積分回路２２０と、（ii）積分回路２２０から出力
された信号を入力し、クランプ指示信号ＣＰｊに応じて
入力信号をクランプするクランプ回路２３０と、（ii
i）クランプ回路２３０から出力された信号を入力し、
サンプル指示信号ＳＰｊに応じてサンプルホールド動作
を行うサンプルホールド回路２４０と、（iv）サンプル
ホールド回路２４０から出力された信号を入力し、交流
成分を出力する容量素子２５０と、（v）容量素子２５
０から出力された信号を入力し、水平走査信号ＲＳｊに
応じて開閉するスイッチ素子２６０と、（vi）スイッチ
素子２６０を介した信号を入力し、装置としての出力デ
ータ信号を出力するデータ信号出力回路２８０とを備え
る。
【００３７】積分回路２２０は、（i）垂直受光部１１
０jからの出力信号を入力し、入力した電流信号の電荷
を増幅する電荷増幅器２２１と、（ii）電荷増幅器２２
１の入力端子に一方の端子が接続され、電荷増幅器２２
１の出力端子に他方の端子が接続された容量素子２２２
と、（iii）電荷増幅器２２１の入力端子に一方の端子
が接続され、電荷増幅器２２１の出力端子に他方の端子
が接続され、リセット指示信号ＫＲＳが有意の場合には
「ＯＮ」状態となり、リセット指示信号ＫＲＳが非有意
の場合には「ＯＦＦ」状態となるスイッチ素子２２３と
を備える。
０jからの出力信号を入力し、入力した電流信号の電荷
を増幅する電荷増幅器２２１と、（ii）電荷増幅器２２
１の入力端子に一方の端子が接続され、電荷増幅器２２
１の出力端子に他方の端子が接続された容量素子２２２
と、（iii）電荷増幅器２２１の入力端子に一方の端子
が接続され、電荷増幅器２２１の出力端子に他方の端子
が接続され、リセット指示信号ＫＲＳが有意の場合には
「ＯＮ」状態となり、リセット指示信号ＫＲＳが非有意
の場合には「ＯＦＦ」状態となるスイッチ素子２２３と
を備える。
【００３８】クランプ回路２３０は、（i）積分回路２
２０から出力された信号を入力し、交流成分を出力する
容量素子２３１と、（ii）容量素子２３１を介した信号
を入力し、増幅して出力する増幅器２３２と、（iii）
増幅器２３２の入力端子に一方の端子が接続され、増幅
器２３２の出力端子に他方の端子が接続された容量素子
２３３と、（iv）増幅器２３２の入力端子に一方の端子
が接続され、増幅器２３２の出力端子に他方の端子が接
続され、クランプ指示信号ＣＰｊが有意の場合には「Ｏ
Ｎ」状態となり、クランプ指示信号ＣＰｊが非有意の場
合には「ＯＦＦ」状態となるスイッチ素子２３４とを備
える。
２０から出力された信号を入力し、交流成分を出力する
容量素子２３１と、（ii）容量素子２３１を介した信号
を入力し、増幅して出力する増幅器２３２と、（iii）
増幅器２３２の入力端子に一方の端子が接続され、増幅
器２３２の出力端子に他方の端子が接続された容量素子
２３３と、（iv）増幅器２３２の入力端子に一方の端子
が接続され、増幅器２３２の出力端子に他方の端子が接
続され、クランプ指示信号ＣＰｊが有意の場合には「Ｏ
Ｎ」状態となり、クランプ指示信号ＣＰｊが非有意の場
合には「ＯＦＦ」状態となるスイッチ素子２３４とを備
える。
【００３９】サンプルホールド回路２４０は、（i）ク
ランプ回路２３０から出力された信号を一方の端子に入
力するとともに、サンプル指示信号ＳＰｊが非有意の場
合には「ＯＦＦ」のホールド状態となり、サンプル指示
信号ＳＰｊが有意の場合には「ＯＮ」のサンプル状態と
なるスイッチ素子２４１と、（ii）スイッチ素子２４１
を介した信号電荷を蓄積する容量素子２４２と、（ii
i）スイッチ素子２４１の他方の端子から出力された電
圧信号を入力し、インピーダンス変換して出力するバッ
ファ増幅器２４３とを備える。
ランプ回路２３０から出力された信号を一方の端子に入
力するとともに、サンプル指示信号ＳＰｊが非有意の場
合には「ＯＦＦ」のホールド状態となり、サンプル指示
信号ＳＰｊが有意の場合には「ＯＮ」のサンプル状態と
なるスイッチ素子２４１と、（ii）スイッチ素子２４１
を介した信号電荷を蓄積する容量素子２４２と、（ii
i）スイッチ素子２４１の他方の端子から出力された電
圧信号を入力し、インピーダンス変換して出力するバッ
ファ増幅器２４３とを備える。
【００４０】データ信号出力回路２８０は、（i）水平
信号処理部２１０jから出力された信号を入力し、入力
した電流信号の電荷を増幅する電荷増幅器２８１と、
（ii）電荷増幅器２８１の入力端子に一方の端子が接続
され、電荷増幅器２８１の出力端子に他方の端子が接続
された容量素子２８２と、（iii）電荷増幅器２８１の
入力端子に一方の端子が接続され、電荷増幅器２８１の
出力端子に他方の端子が接続され、初期電位設定指示信
号ＧＲＳが有意の場合には「ＯＮ」状態となり、初期電
位設定指示信号ＧＲＳが非有意の場合には「ＯＦＦ」状
態となるスイッチ素子２８３とを備える。
信号処理部２１０jから出力された信号を入力し、入力
した電流信号の電荷を増幅する電荷増幅器２８１と、
（ii）電荷増幅器２８１の入力端子に一方の端子が接続
され、電荷増幅器２８１の出力端子に他方の端子が接続
された容量素子２８２と、（iii）電荷増幅器２８１の
入力端子に一方の端子が接続され、電荷増幅器２８１の
出力端子に他方の端子が接続され、初期電位設定指示信
号ＧＲＳが有意の場合には「ＯＮ」状態となり、初期電
位設定指示信号ＧＲＳが非有意の場合には「ＯＦＦ」状
態となるスイッチ素子２８３とを備える。
【００４１】図２は、タイミング制御部３００の回路構
成図である。図２に示すように、タイミング制御部３０
０は、（i）データの読み出し動作の基本タイミングを
発生する基本タイミング生成部３１０と、（ii）基本タ
イミング生成部３１０から出力された基本タイミング信
号に同期して、垂直走査信号ＶＳｉを出力する垂直シフ
トレジスタ３２０と、（iii）基本タイミング生成部３
１０から出力された基本タイミング信号に同期して、水
平選択信号ＨＳｊを出力する水平シフトレジスタ３３０
と、（iv）基本タイミング生成部３１０から出力された
基本タイミング信号に同期して、リセット指示信号ＫＲ
Ｓ、初期電位設定指示信号ＧＲＳ、全水平ライン選択指
示信号ＡＨＳ、個別クランプ／サンプル指示信号ＩＣ
Ｓ、全サンプル指示信号ＡＳＰ、および全クランプ指示
信号を生成する制御信号生成部３４０と、（v）全水平
ライン選択指示信号ＡＨＳ、個別クランプ／サンプル指
示信号ＩＣＳ、全サンプル指示信号ＡＳＰ、全クランプ
指示信号、および水平選択信号ＨＳｊを入力して、水平
走査信号ＲＳｊ、サンプル指示信号ＳＰｊ、およびクラ
ンプ指示信号ＣＰｊを生成する制御信号部３５０とを備
える。
成図である。図２に示すように、タイミング制御部３０
０は、（i）データの読み出し動作の基本タイミングを
発生する基本タイミング生成部３１０と、（ii）基本タ
イミング生成部３１０から出力された基本タイミング信
号に同期して、垂直走査信号ＶＳｉを出力する垂直シフ
トレジスタ３２０と、（iii）基本タイミング生成部３
１０から出力された基本タイミング信号に同期して、水
平選択信号ＨＳｊを出力する水平シフトレジスタ３３０
と、（iv）基本タイミング生成部３１０から出力された
基本タイミング信号に同期して、リセット指示信号ＫＲ
Ｓ、初期電位設定指示信号ＧＲＳ、全水平ライン選択指
示信号ＡＨＳ、個別クランプ／サンプル指示信号ＩＣ
Ｓ、全サンプル指示信号ＡＳＰ、および全クランプ指示
信号を生成する制御信号生成部３４０と、（v）全水平
ライン選択指示信号ＡＨＳ、個別クランプ／サンプル指
示信号ＩＣＳ、全サンプル指示信号ＡＳＰ、全クランプ
指示信号、および水平選択信号ＨＳｊを入力して、水平
走査信号ＲＳｊ、サンプル指示信号ＳＰｊ、およびクラ
ンプ指示信号ＣＰｊを生成する制御信号部３５０とを備
える。
【００４２】本実施形態の装置は、以下のようにして、
受光部１００に入力した光像データを収集する。図３
は、本実施形態の装置の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
受光部１００に入力した光像データを収集する。図３
は、本実施形態の装置の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
【００４３】本実施形態の固体撮像装置では、受光部１
００が入射した光が形成する光像を入力し、受光部１０
０の光電変換素子１３０に受光量に応じた電荷が蓄積さ
れる。そして、所定の受光期間の経過後に夫々の光電変
換素子１３０に蓄積された電荷量を以下のようにして読
み出す。
００が入射した光が形成する光像を入力し、受光部１０
０の光電変換素子１３０に受光量に応じた電荷が蓄積さ
れる。そして、所定の受光期間の経過後に夫々の光電変
換素子１３０に蓄積された電荷量を以下のようにして読
み出す。
【００４４】まず、読み出しの実行に先立って、タイミ
ング制御部３００が全クランプ指示信号ＡＣＰを有意と
することにより全てのクランプ指示信号ＣＰｊを有意す
るとともに、積分回路リセット指示信号ＫＲＳを有意と
し、クランプ回路２３０の出力と積分回路２２０の出力
を基準電位Ｖｒｅｆとする。
ング制御部３００が全クランプ指示信号ＡＣＰを有意と
することにより全てのクランプ指示信号ＣＰｊを有意す
るとともに、積分回路リセット指示信号ＫＲＳを有意と
し、クランプ回路２３０の出力と積分回路２２０の出力
を基準電位Ｖｒｅｆとする。
【００４５】また、読み出しの実行に先立って、全水平
ライン選択指示信号ＡＨＳを有意とすることにより全て
の信号出力ラインに応じた水平走査信号ＲＳｊおよび初
期電位設定指示信号ＧＲＳを有意とする。この結果、全
ての第２のスイッチ素子２６０がＯＮとなり、全ての容
量素子２５０の出力がデータ出力回路２８０の初期電位
である基準電位Ｖｒｅｆに設定される。
ライン選択指示信号ＡＨＳを有意とすることにより全て
の信号出力ラインに応じた水平走査信号ＲＳｊおよび初
期電位設定指示信号ＧＲＳを有意とする。この結果、全
ての第２のスイッチ素子２６０がＯＮとなり、全ての容
量素子２５０の出力がデータ出力回路２８０の初期電位
である基準電位Ｖｒｅｆに設定される。
【００４６】次に、タイミング制御部３００が全クラン
プ指示信号ＡＣＰを非有意にして全てのクランプ指示信
号ＣＰｊを非有意とし、積分回路リセット指示信号ＫＲ
Ｓを非有意とするとともに、全ての信号出力ラインに応
じた水平走査信号ＲＳｊおよび初期電位設定指示信号Ｇ
ＲＳを有意としたままで、各垂直受光部１１０ｊの垂直
走査における第１番目の受光素子１２０1,jのスイッチ
素子１４０のみを「ＯＮ」とする垂直走査信号ＶＳｉを
有意とするとともに、全サンプル指示信号ＡＳＰを有意
とすることにより全ての信号出力ラインに応じたサンプ
ル指示信号ＳＰｊを有意にする。スイッチ素子１４０が
「ＯＮ」となると、それまでの受光によって光電変換素
子１３０に蓄積された電荷が電流信号となって受光部１
００から出力される。そして、積分回路２２０によって
瞬時にその帰還容量である容量素子２２２に蓄積され電
圧として出力される。積分回路２２０から出力された信
号は、クランプ回路２３０、サンプルホールド回路２４
０を介して容量素子２５０に入力する。この結果、容量
素子２５０の信号入力端子は受光素子１３０での受光量
に応じた電圧が印加される。
プ指示信号ＡＣＰを非有意にして全てのクランプ指示信
号ＣＰｊを非有意とし、積分回路リセット指示信号ＫＲ
Ｓを非有意とするとともに、全ての信号出力ラインに応
じた水平走査信号ＲＳｊおよび初期電位設定指示信号Ｇ
ＲＳを有意としたままで、各垂直受光部１１０ｊの垂直
走査における第１番目の受光素子１２０1,jのスイッチ
素子１４０のみを「ＯＮ」とする垂直走査信号ＶＳｉを
有意とするとともに、全サンプル指示信号ＡＳＰを有意
とすることにより全ての信号出力ラインに応じたサンプ
ル指示信号ＳＰｊを有意にする。スイッチ素子１４０が
「ＯＮ」となると、それまでの受光によって光電変換素
子１３０に蓄積された電荷が電流信号となって受光部１
００から出力される。そして、積分回路２２０によって
瞬時にその帰還容量である容量素子２２２に蓄積され電
圧として出力される。積分回路２２０から出力された信
号は、クランプ回路２３０、サンプルホールド回路２４
０を介して容量素子２５０に入力する。この結果、容量
素子２５０の信号入力端子は受光素子１３０での受光量
に応じた電圧が印加される。
【００４７】次いで、全ての信号出力ラインに応じた水
平走査信号ＲＳｊおよび初期電位設定指示信号ＧＲＳを
非有意とした後、水平走査信号ＲＳｊの設定により、垂
直方向の第１番目の受光素子１２０1,jに関するデータ
の読み出しを開始する。
平走査信号ＲＳｊおよび初期電位設定指示信号ＧＲＳを
非有意とした後、水平走査信号ＲＳｊの設定により、垂
直方向の第１番目の受光素子１２０1,jに関するデータ
の読み出しを開始する。
【００４８】タイミング制御部３００が、水平選択信号
ＨＳ１を有意とすることにより水平方向の第１番目の受
光素子１２０1,1に応じたスイッチ素子２６０のみの
「ＯＮ」を指示する水平走査信号ＲＳ１を有意とし、第
１番目の受光素子１２０1,1に応じたスイッチ素子２６
０のみを「ＯＮ」とするとともに、初期電位設定指示信
号ＧＲＳが一時的に有意となり、データ出力回路２８０
の入力電位が基準電位Ｖｒｅｆに設定される。
ＨＳ１を有意とすることにより水平方向の第１番目の受
光素子１２０1,1に応じたスイッチ素子２６０のみの
「ＯＮ」を指示する水平走査信号ＲＳ１を有意とし、第
１番目の受光素子１２０1,1に応じたスイッチ素子２６
０のみを「ＯＮ」とするとともに、初期電位設定指示信
号ＧＲＳが一時的に有意となり、データ出力回路２８０
の入力電位が基準電位Ｖｒｅｆに設定される。
【００４９】第１番目の受光素子１２０1,1に応じたス
イッチ素子２６０が「ＯＮ」となることにより、容量素
子２５０の出力端子とデータ出力回路２８０の入力端子
とが接続されるが、容量素子２５０の出力端子の電位
は、前回のスイッチ素子２６０の開放時の電位、すなわ
ち、データ出力回路２８０の入力端子の初期電位である
基準電位Ｖｒｅｆのままなので、データ出力回路２８０
の入力端子の電位は変動せず安定したままである。
イッチ素子２６０が「ＯＮ」となることにより、容量素
子２５０の出力端子とデータ出力回路２８０の入力端子
とが接続されるが、容量素子２５０の出力端子の電位
は、前回のスイッチ素子２６０の開放時の電位、すなわ
ち、データ出力回路２８０の入力端子の初期電位である
基準電位Ｖｒｅｆのままなので、データ出力回路２８０
の入力端子の電位は変動せず安定したままである。
【００５０】次に、水平方向の第１番目の受光素子１２
０1,1に応じたクランプ指示信号ＣＰ１とサンプル指示
信号ＳＰ１とを有意とする。この結果、クランプ回路２
３０の出力はクランプ電位である基準電位Ｖｒｅｆに変
化し、この変化がサンプルホールド回路２４０、容量素
子２５０、およびデータ出力回路２８０を介して、水平
方向の第１番目の受光素子１２０1,1に入射した光量に
応じた出力データ信号Ｖｏとして出力される。
０1,1に応じたクランプ指示信号ＣＰ１とサンプル指示
信号ＳＰ１とを有意とする。この結果、クランプ回路２
３０の出力はクランプ電位である基準電位Ｖｒｅｆに変
化し、この変化がサンプルホールド回路２４０、容量素
子２５０、およびデータ出力回路２８０を介して、水平
方向の第１番目の受光素子１２０1,1に入射した光量に
応じた出力データ信号Ｖｏとして出力される。
【００５１】引き続き、水平方向の第１番目の受光素子
１２０1,1に応じたスイッチ素子２６０のみの選択を指
示する水平走査信号ＲＳ１、水平方向の第１番目の受光
素子１２０1,1に応じたクランプ指示信号ＣＰ１、およ
びサンプル指示信号ＳＰ１を非有意として、水平方向の
第１番目の受光素子１２０1,1に関するデータ読み出し
を終了する。
１２０1,1に応じたスイッチ素子２６０のみの選択を指
示する水平走査信号ＲＳ１、水平方向の第１番目の受光
素子１２０1,1に応じたクランプ指示信号ＣＰ１、およ
びサンプル指示信号ＳＰ１を非有意として、水平方向の
第１番目の受光素子１２０1,1に関するデータ読み出し
を終了する。
【００５２】次に、水平方向の第１番目の受光素子１２
０1,1と同様にして、水平方向の第２番目以降の受光素
子１２０1,jに関するデータ読み出しを実行する。
０1,1と同様にして、水平方向の第２番目以降の受光素
子１２０1,jに関するデータ読み出しを実行する。
【００５３】次いで、タイミング制御部３００が全クラ
ンプ指示信号ＡＣＰと積分回路リセット指示信号ＫＲＳ
を有意とし、クランプ回路２３０の出力と積分回路２２
０の出力を基準電位Ｖｒｅｆに都度設定しながら、各垂
直受光部１１０jの垂直走査における第２番目以降の受
光素子１２０i,jに関するデータ読み出しを実行する。
ンプ指示信号ＡＣＰと積分回路リセット指示信号ＫＲＳ
を有意とし、クランプ回路２３０の出力と積分回路２２
０の出力を基準電位Ｖｒｅｆに都度設定しながら、各垂
直受光部１１０jの垂直走査における第２番目以降の受
光素子１２０i,jに関するデータ読み出しを実行する。
【００５４】こうして、受光部１００に入力した光の形
成する光像を撮像し、撮像データを得る。
成する光像を撮像し、撮像データを得る。
【００５５】（第２実施形態）図４は、本発明の第２実
施形態の固体撮像装置の構成図である。図４に示すよう
に、本実施形態の装置は、第１実施形態の装置と比べ
て、データ出力回路２９０が上記のデータ出力回路２８
０に対して、（i）電荷増幅器２８１の入力端子に第１
の端子が接続され、第２の端子が基準電位Ｖｒｅｆに設
定され、初期電位設定指示信号ＧＲＳが有意な期間に閉
塞するスイッチ素子２９４と、（ii）電荷増幅器２８１
の出力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が基準
電位Ｖｒｅｆに設定され、初期電位設定指示信号ＧＲＳ
が有意な期間に閉塞するスイッチ素子２９５とを更に備
える点のみが異なる。
施形態の固体撮像装置の構成図である。図４に示すよう
に、本実施形態の装置は、第１実施形態の装置と比べ
て、データ出力回路２９０が上記のデータ出力回路２８
０に対して、（i）電荷増幅器２８１の入力端子に第１
の端子が接続され、第２の端子が基準電位Ｖｒｅｆに設
定され、初期電位設定指示信号ＧＲＳが有意な期間に閉
塞するスイッチ素子２９４と、（ii）電荷増幅器２８１
の出力端子に第１の端子が接続され、第２の端子が基準
電位Ｖｒｅｆに設定され、初期電位設定指示信号ＧＲＳ
が有意な期間に閉塞するスイッチ素子２９５とを更に備
える点のみが異なる。
【００５６】本実施形態の装置は、第１実施形態の装置
と同様のタイミングで動作するが、本実施形態の装置に
よれば、初期電位設定指示信号ＧＲＳの有意設定によ
り、スイッチ素子２８３と入力端子間でのイマジナリシ
ョートによる入出力端子の基準電位Ｖｒｅｆへの設定の
みならず、スイッチ素子２９４およびスイッチ素子２９
５を介しても強制的に入出力端子の基準電位Ｖｒｅｆへ
の設定が行われるので、初期電位設定指示信号ＧＲＳの
有意設定によるデータ出力回路２９０の入出力端子の基
準電位Ｖｒｅｆへの設定が迅速に行われ、精度の向上が
可能となる。
と同様のタイミングで動作するが、本実施形態の装置に
よれば、初期電位設定指示信号ＧＲＳの有意設定によ
り、スイッチ素子２８３と入力端子間でのイマジナリシ
ョートによる入出力端子の基準電位Ｖｒｅｆへの設定の
みならず、スイッチ素子２９４およびスイッチ素子２９
５を介しても強制的に入出力端子の基準電位Ｖｒｅｆへ
の設定が行われるので、初期電位設定指示信号ＧＲＳの
有意設定によるデータ出力回路２９０の入出力端子の基
準電位Ｖｒｅｆへの設定が迅速に行われ、精度の向上が
可能となる。
【００５７】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の固
体撮像装置によれば、受光素子での受光量に応じた信号
の読み出しにあたって、各受光素子の選択時に、データ
出力回路の入力端子が変動しない構成としたので、高精
度かつ高速で撮像が可能となる。
体撮像装置によれば、受光素子での受光量に応じた信号
の読み出しにあたって、各受光素子の選択時に、データ
出力回路の入力端子が変動しない構成としたので、高精
度かつ高速で撮像が可能となる。
【図１】本発明の第１実施形態の固体撮像装置の回路構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の固体撮像装置のタイミ
ング制御部の回路構成図である。
ング制御部の回路構成図である。
【図３】本発明の実施例の固体撮像装置の動作を説明す
るタイミングチャートである。
るタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の固体撮像装置の回路構
成図である。
成図である。
【図５】従来の固体撮像装置の回路構成図である。
【図６】従来の固体撮像装置の動作を説明するタイミン
グチャートである。
グチャートである。
１００…受光部、１１０…垂直受光部、１２０…受光素
子、１３０…光電変換素子、１４０…スイッチ素子、２
００…信号処理部、２１０…水平信号処理部、２２０…
積分回路、２２１…電荷増幅器、２２２…容量素子、２
２３…スイッチ素子、２３０…クランプ回路、２３１…
容量素子、２３２…増幅器、２３３…容量素子、２３４
…スイッチ素子、２４０…サンプルホールド回路、２４
１…スイッチ素子、２４２…容量素子、２４３…バッフ
ァ増幅器、２５０…容量素子、２６０…スイッチ素子、
２８０，２９０…データ出力回路、２８１…電荷増幅
器、２８２…容量素子、２８３，２９４，２９５…スイ
ッチ素子、３００…タイミング制御部、３１０…基本タ
イミング部、３２０…垂直シフトレジスタ、３３０…水
平シフトレジスタ、３４０…制御信号部。
子、１３０…光電変換素子、１４０…スイッチ素子、２
００…信号処理部、２１０…水平信号処理部、２２０…
積分回路、２２１…電荷増幅器、２２２…容量素子、２
２３…スイッチ素子、２３０…クランプ回路、２３１…
容量素子、２３２…増幅器、２３３…容量素子、２３４
…スイッチ素子、２４０…サンプルホールド回路、２４
１…スイッチ素子、２４２…容量素子、２４３…バッフ
ァ増幅器、２５０…容量素子、２６０…スイッチ素子、
２８０，２９０…データ出力回路、２８１…電荷増幅
器、２８２…容量素子、２８３，２９４，２９５…スイ
ッチ素子、３００…タイミング制御部、３１０…基本タ
イミング部、３２０…垂直シフトレジスタ、３３０…水
平シフトレジスタ、３４０…制御信号部。
Claims (3)
- 【請求項１】 入力した２次元光像を撮像する固体撮像
装置であって、 入力光信号を電流信号に変換する光電変換素子と、前記
光電変換素子の信号出力端子に第１の端子が接続され、
垂直走査信号に応じて第２の端子から前記光電変換素子
で発生した電流信号を流出する第１のスイッチ素子とを
１組の受光素子として、第１の方向に沿って第１の数だ
け配列されるとともに、夫々の前記第１のスイッチ素子
の第２の端子と互いに電気的に接続された信号出力端子
を有する垂直受光部が、第２の方向に沿って第２の数だ
け配列された受光部と、 夫々の前記垂直受光部から出力を夫々個別に入力し、リ
セット指示信号に応じて前記垂直受光部から出力された
電流信号を入出力端子間に接続された第１の容量素子に
積分または非積分の動作をする前記第２の数の積分回路
と、 夫々の前記積分回路から出力された信号を夫々入力し、
クランプ指示信号に応じてクランプ処理する第２の数の
クランプ回路と、 夫々の前記クランプ回路から出力された信号を夫々入力
し、サンプル指示信号に応じてサンプル動作またはホー
ルド動作を行う第２の数のサンプルホールド回路と、 夫々の前記サンプルホールド回路から出力された信号を
入力し、交流成分を出力する前記第２の数の第２の容量
素子と、 夫々の前記第２の容量素子から出力された信号を入力す
るとともに、指示された前記第２の容量素子から信号を
出力する前記第２の数の第２のスイッチ素子と、 水平走査信号に応じて択一的に前記第２の容量素子から
出力された信号を入力して、出力データ信号を出力する
とともに、初期電位指示信号の指示に応じて、初期電位
指示信号が有意の期間にわたって入力電位値および出力
電位値を夫々の初期値に設定するデータ信号出力回路
と、 前記垂直走査信号、全クランプ指示信号と個別クランプ
指示信号との論理和である前記クランプ指示信号、前記
リセット指示信号、全サンプル指示信号と個別サンプル
指示信号との論理和である前記サンプル指示信号、前記
水平走査信号、および初期電位設定指示信号を出力する
とともに、前記垂直走査信号の出力に先立って、前記リ
セット指示信号、および、全クランプ指示信号を一時的
に有意とするとともに、前記垂直走査信号が有意の期間
にわたって前記全サンプル指示信号と全ての信号出力ラ
インに応じた前記水平走査信号を有意とし、かつ、前記
垂直走査信号が非有意の場合の夫々の信号出力ラインに
応じた前記水平走査信号の有意期間の後半で前記個別ク
ランプ指示信号、および、前記個別サンプル指示信号を
一時的に有意とするタイミング制御部と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記データ信号出力回路は、 前記水平走査信号に応じて択一的に前記第２の容量素子
から出力された信号を入力して増幅する増幅器と、 前記電荷増幅器の入出力端子間に接続された第３の容量
素子と、 前記第３の容量素子と並列に前記電荷増幅器の入出力端
子間に接続され、前記初期電位設定指示信号が有意な期
間に閉塞する第３のスイッチ素子と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装
置。 - 【請求項３】 前記データ信号出力回路は、 前記第３の容量の第１の端子に第１の端子が接続され、
第２の端子が基準電位に設定され、前記初期電位設定指
示信号が有意な期間に閉塞する第４のスイッチ素子と、 前記第３の容量の第２の端子に第１の端子が接続され、
第２の端子が前記基準電位に設定され、前記初期電位設
定指示信号が有意な期間に閉塞する第５のスイッチ素子
と、 を更に備えることを特徴とする請求項２記載の固体撮像
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07908796A JP3817294B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 固体撮像装置 |
| US08/831,713 US6002435A (en) | 1996-04-01 | 1997-04-01 | Solid-state imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07908796A JP3817294B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09270960A true JPH09270960A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3817294B2 JP3817294B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=13680109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07908796A Expired - Lifetime JP3817294B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6002435A (ja) |
| JP (1) | JP3817294B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001108521A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
| WO2004056094A1 (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| WO2004056093A1 (ja) | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| JP2010273383A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-02 | Canon Inc | 撮像装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| AU5449999A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid-state camera |
| JP4463428B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2010-05-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | 受光装置 |
| JP4119052B2 (ja) | 1999-07-16 | 2008-07-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| DE60024641T2 (de) * | 1999-08-05 | 2006-08-17 | Hamamatsu Photonics K.K., Hamamatsu | Halbleiterbildaufnahme- und abstandsermittlungsvorrichtung |
| US7050177B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-05-23 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices |
| US7006236B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-02-28 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices |
| US6690618B2 (en) | 2001-04-03 | 2004-02-10 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating a source position of a sound-causing event for determining an input used in operating an electronic device |
| JP4424796B2 (ja) * | 1999-11-18 | 2010-03-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| US6853402B2 (en) * | 2001-01-30 | 2005-02-08 | Xerox Corporation | Combined multiplexing and offset correction for an image sensor array |
| US6876775B2 (en) * | 2001-02-16 | 2005-04-05 | Canesta, Inc. | Technique for removing blurring from a captured image |
| WO2003021939A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-13 | Canesta Inc. | Electromagnetic wave detection arrangement with improved performance and reproducibility |
| US20030165048A1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-09-04 | Cyrus Bamji | Enhanced light-generated interface for use with electronic devices |
| AU2003217587A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-09-09 | Canesta, Inc. | Gesture recognition system using depth perceptive sensors |
| US10242255B2 (en) | 2002-02-15 | 2019-03-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Gesture recognition system using depth perceptive sensors |
| JP3940618B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2007-07-04 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| US7151530B2 (en) | 2002-08-20 | 2006-12-19 | Canesta, Inc. | System and method for determining an input selected by a user through a virtual interface |
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| US20040066500A1 (en) * | 2002-10-02 | 2004-04-08 | Gokturk Salih Burak | Occupancy detection and measurement system and method |
| US7439074B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-10-21 | Hoa Duc Nguyen | Method of analysis of alcohol by mass spectrometry |
| US8009871B2 (en) | 2005-02-08 | 2011-08-30 | Microsoft Corporation | Method and system to segment depth images and to detect shapes in three-dimensionally acquired data |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH084127B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1996-01-17 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| JPS63206069A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | イメ−ジ・センサ |
| US4974093A (en) * | 1987-12-22 | 1990-11-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image-pickup device with expanded dynamic range |
| JPH08331459A (ja) * | 1995-06-02 | 1996-12-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07908796A patent/JP3817294B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-01 US US08/831,713 patent/US6002435A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2001108521A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
| WO2004056094A1 (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| WO2004056093A1 (ja) | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| CN100382578C (zh) * | 2002-12-16 | 2008-04-16 | 浜松光子学株式会社 | 光检测装置 |
| US7612815B2 (en) | 2002-12-16 | 2009-11-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical sensor |
| US7612814B2 (en) | 2002-12-16 | 2009-11-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical sensor |
| JP2010273383A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-02 | Canon Inc | 撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3817294B2 (ja) | 2006-09-06 |
| US6002435A (en) | 1999-12-14 |
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