JPS59160383A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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Publication number
JPS59160383A
JPS59160383A JP58033764A JP3376483A JPS59160383A JP S59160383 A JPS59160383 A JP S59160383A JP 58033764 A JP58033764 A JP 58033764A JP 3376483 A JP3376483 A JP 3376483A JP S59160383 A JPS59160383 A JP S59160383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
transistor
horizontal
output
vertical
Prior art date
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Pending
Application number
JP58033764A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Kantani
乾谷 正史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP58033764A priority Critical patent/JPS59160383A/ja
Publication of JPS59160383A publication Critical patent/JPS59160383A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 夾亙至I 本発明は固体撮像素子、とくに、撮像セルの配列を走査
することによって時系列映像信号を出力する固体撮像素
子に関するものである。とりわけMOS型の固体撮像素
子に有利に適用される。
11韮遺 従来のMOS型固体撮像素子は、撮像セルを走査するた
めのスイッチ用MO5、)ランジスタの寄生容量に起因
する固定パターンノイズ(FP、N)が発生する欠点が
あった。
とりわけ高速で動作するスイ・ンチ用トランジスタ、す
なわち水平走査用のMOS )ランジスタのゲートΦソ
ース間、およびゲート拳ドレーン間番と寄生容量が存在
する。水平走査を行なうため番と、これらのMOSトラ
ンジスタのゲート番こ付勢ノくルスを高速で順次印加し
てゆくと、それらの寄生容量を通してこの付勢パルスが
スノくイクノイズの形でMO3’ )ランジスタの出力
端、すなわち映像信号出力端に現われる。これらのMO
S 、)ランジスタのしきい値や寄生容量は各トランジ
スタ素子ご゛と番と均一でないので、このスノ々イクノ
イズの大きさtt画素ごとにばらつく。したがって、こ
れらのスノぐイクノイズの包絡iは低周波成分を含み、
映像信号出力端の先に設けられた低域フィルタを通過す
る。そこで、この映像信号を再生すると、水平力0向の
位置が固定されたパターン(例えばTV再生系で再生す
る場合に、たてじま状のスジとなる。<ターン)を有す
るノイズ、すなわち固定ノくターンノイズとなって再生
画像に現れる。
1−一一旬 本発明はこめような従来技術の欠点を解消し、スイッチ
用トランジスタの寄生容量に起因した固定パターンノイ
ズを発生することのない固体撮像素子を提供することを
目的とする。
1更五1LITt 本発明によれば、入射光に応じたキャリアを発生する撮
像セルが複数配列された撮像セル配列と、選択されると
撮像セルのキャリアに応じた映像信号を出力信号線に出
力する出力手段と、出力手段を択一的に順次選択する選
択手段とを含む固体撮像素子において、出力手段は、出
力信号線を撮像セルからインピーダンス分離して出力信
号線に低いインピーダンスを与えるインピーダンス変換
回路を含む。
本発明の態様によれば、撮像セル配列は、撮像セルが水
平行および垂直列に配列された2次元配列であり、出力
手段は、垂直列に含まれる各撮像セルの出力を共通にイ
ンピーダンス変換回路に接続した第1のトランジスタと
、インピーダンス変換回路の出力を水平行の方向に共通
に出力信号線に接続した第2のトランジスタとを含み、
選択手段は、第1のトランジスタを水平行ごとに垂直方
向に順次付勢する垂直走査回路と、1つの水平行の第1
のトランジスタが付勢されている間、第2のトランジス
タを末子方向に順次付勢する水平走査回路とを含んでも
よい。
支り爽m 次に添伺図面を参照して本発明による固体撮像素子の実
施例を詳細に説明する。
第1図に概略回路図で示す本発明による固体撮像素子の
実施例は、M列の垂直列、N行の水平行(MおよびNは
自然a)のアレイ状に配列された撮像セルPDを含み、
2次元の撮像セル配列を構成している。各撮像セルPD
はたとえばフォトダイオードなどの感光素子である。
本実施例では、撮像セルPDは陽極が基準電位、たとえ
ばグランドに接続され、陰極はMOS トランジスタQ
Vのソース争ドレーン路を通して垂直信号線10に接続
されている。MOSトランジスタQVは垂直走査用のト
ランジスタであり、各トランジスタQVのゲートは水平
行ごとに共通に垂直選択線12によってシフトレジスタ
SRVの1つの段に接続されている。シフトレジスタS
RVは水平同期パルスHD(第2図)に応動して歩進し
、垂直選択線12を順次択一的に選択する垂直走査回路
である。
垂直信号線10は、各垂直列ごとに共通にトランジスタ
QVのドレーンを8.0’S  )ランジスタQ2のゲ
ートに接続している。トランジスタQ2は、ドレーンが
電源VDDに接続され、ソースは定電流源として機能す
るMOSトランジスタQ1を介して接地され、全体とし
てソースフォロワを構成している。垂直信号線lOはま
た、リセ・ント用トランジスタQRのソース・ドレーン
路を通してリセット電源VRDに接続されている。
トランジスタQ2のソースはまた、他のMOS )ラン
ジスタQ)Iのソース・ドレーン路を通して水平信号線
すなわち出力信号線16に接続されている。
MOS トランジスタQ)Iは水平走査用のトランジス
タであり、各トランジスタQHのゲートは共通にシフト
レジスタSRHの1つの段に接続されている。シフトレ
ジスタS RHはピクセルクロックパルスPC(第2″
図)に応動して歩進し、トランジスタQHを順次択一的
に付勢する水平走査回路である。このシフトレジスタS
RHはM列の垂直信号線列に相当する段数Mに加えて更
にX÷1番目の段が形成されており、このM+1段はリ
セット線14によって前記各リセット用トランジスタQ
Rのゲートに共通に接続され、リセット回路を形成して
いる。従ってリセット用トランジスタQRは1つの垂直
謳選択線12が選択されている期間内にこれに接続され
ている撮像セルPalを各垂直信号線10と共にリセッ
トすることとなる。
各垂直走査トランジスタQHのドレーンは共通に水平信
号線16を通して前置増幅器20の入力に接続される。
前置増幅器20の出力は映像信号帯域の低域フィルタ(
t、pn 24を通して映像出力端子26に接続されて
いる。
ところで、従来のKO3型固体撮像素子では、本実施例
におけるトランジスタQ1およびQ2が設けられておら
ず、垂直信号線10が直接トランジスタQHのソースに
接続されていた。−力、水平走査用のスイッチングトラ
ンジスタQHは、そのゲート−ドレーン間およびゲート
・ソース間に寄生容量を伴なっている。したがって、水
平走査シフトレジスタSRHの出力する水平走査パルス
はこれらの寄生容量を通して信号線10および1Bにス
パイクノイズの形で現われる。信号線lOおよび16、
ならびにトランジスタQHのソース・ドレーン路は何ら
かの値の抵抗ないしはインピーダンスを有しているので
、これらに漏れ込んだスパイクノイズは、前述の寄生容
量とこれらの抵抗ないしはインピーダンスの値との積で
決まる時定数で減衰する。従来の固体撮像素子では信号
転送路の抵抗ないしはインピーダンスがある程度の値を
有していたので、このスパイクノイズが画素信号に対し
てかなりの時間継続していた。
本発明によれば信号線lOと16は、2つのトランジス
タQ1およびQ2からなるインピーダンス変換回路によ
ってインピーダンス分離されている。このインピーダン
ス変換回路は、前述のスパイクノイズの時定数を決める
信号線のインピーダンスを低くする機能を果している。
さらにソースフォロワによっ、てインピーダンス変換回
路を構成しているので、各MO3hランジスタQl、Q
2の電流増幅率がばらついても、電圧増幅率がほぼlで
あるため、各MOSトランジスタQl 、 Q2に起因
した固定パターンノイズは発生しない。なお水平走査ト
ランジスタQHをバイポーラトランジスタで構成した場
合は、インピーダンス変換回路はバイポーラトランジス
タによるエミッタフォロワ回路で構成することができる
第2図に示すタイミング図を参照して本装置の動作を説
明する。水平同期信号HDに応動して垂直走査回路SR
Vが1番目の水平行を選択し、そのl走査(l H)8
間中、第1行のトランジスタQVを一斉に付勢する。こ
のIH期間中、水モ走査回路SRHはビクセルクロック
パルスPCに応動して水平走査トランジスタQHを順次
駆動し、第\1行に含まれるM個の撮像セルPDに発生
した光キャ゛リアに応じた画素信号がインピーダンス変
換回路Ql、Q2を介して順次信号線16に出力される
。これは前置増幅器20およびI、PF、24を通し2
て映像信号出力端子26に順次、映像信号として出力さ
れる。
本実施例においては垂直走査回路SRvによって1つの
水平行を選択している期間の最終において、読み出した
水平行の、すなわちこの例では1番目の行に接続された
撮像セルPD及び各垂直信号線10が一斉にリセットさ
れる。このリセットは水平走査回路5R)lがに+1段
に歩進してリセットパルスがリセット用トランジスタQ
Rのゲートに与えられてリセット用トランジスタQRが
一斉に駆動されることによって1番目の行に接続された
裸像セルPDに蓄積されていた光キャリア、及び各垂直
信号線10に残留していたキャリアが電源VDDに排出
され、リセット動作が行なわれる。
このようにして第1番目の水平行に接続された撮像セル
PDの読出しが行なわれた後、次の水平同期パルスHD
が発生して次のIH期間にはいると、組直走査回路SR
’Vはこれに応動して1段歩進し、2番目の水平行を選
択し、同様の出力動作が行なわれる。
このよう1こして、水平行ごとに順次読出しが行なわれ
、読出しの完了した水平行は順次リセットされ、N行x
M画素のラスク走査が行なわれる。
第3図は本発明の固体撮像素子の他の実施例を示す。こ
の実施例は、第1図に示した固体撮像素子に更にフォー
カルプレーン型のシャ・ンタ機能を付加したものである
。この例においては、撮像セルPDの陰極が更に他のM
OS )ランジスタQR2のソース・ドレーン路を通し
てリセット電源VRD2に接続されている。MOSトラ
ンジスタQR2はリセ・ント用のトランジスタであり、
各トランジスタQR2のゲートは水平行ごとに共通にリ
セット線18によってシフトレジスタSRRの1つの段
に接続され、リセット回路を構成している。シフトレジ
スタSRRは例えば垂直シフトレジスタSRVに入力さ
れる水平同期パルスHD(第2図)に互いに異なる位相
となるように応動して歩進し、リセット線14を順次択
一的に付勢するシフトレジスタ回路である。このリセッ
トパルスHRは水平同期パルス+(’Dに対して位相を
自在に設定しうるようになっており、1つの行を読み出
した噸の任意の期間でリセットさせることにより読出し
動作とリセット動作との位相差に応じた露出時間のフォ
ーカルプレーンシャッタ機能が電子的に実現される。
処−一一芽 本発明による固体撮像素子はこのように構成されたこと
により、スイッチイング用トランジスタの寄生容量に起
因する固定パターンノイズを映像信号から除去すること
ができる。また固体撮像素子の撮像セルは、読出しによ
ってもその蓄積電荷がυ1出されることがなく、基本的
に非破壊読出しが可能である。
なお、本発明による固体撮像素子をMO3型2次元撮像
セル配列の特定の実施例について説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による固体撮像素子の実施例を示す概略
回路図、 第2図は、第1図の装置の動作を説明するためのタイミ
ング図、 第3図は本発明による固体撮像素子の他の実施例を示す
概略回路図である。 一戸部)の1号の1 10、、、垂直信号線 12、、、垂直選択線 14、、、リセット線 1B、、、水平信号線 PD、’、 、撮像セル Ql、Q2. 、インピーダンス変換回路QH,,,水
平走査トランジスタ QR,、、リセットトランジスタ QV、、、垂直走査トランジスタ SRV、、、、垂直走査回路 sRi+、、、水平走査回路 VR,、、リセット電圧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入射光に応したキャリアを発生する撮像セルが複数
    配列された撮像セル配列と、 S +Rされると該撮像セルのキャリアに応じた映像信
    号を出力信号線に出力する出力手段と、該出力手段を4
    R−的に順次訳釈する選釈−L段とを含む固体撮像素子
    において、 前記出力り段は、前記出力信号線を撮像セルからインピ
    ーダンス分列して該出力信号線に低いインピータンスを
    与えるインピータンス変換回路を含むことを特徴とする
    固体撮像素子。 2、特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素子において
    、 前記撮像セル配列は、撮像セルが水平行およびII′r
    的列に配列された2次元配列であり、前記出力手段は、
    該垂直列に含まれる各撮像セルの出力をノ(通に前記イ
    ンピーダンス変換回路に接続した第1のトランジスタと
    、 該インピータンス変換回路の出力な水1)−行の方向に
    共通に前記出力信号線に接続した第2のトランジスタと
    を含み、 前記逆捩手段は、第1のトランジスタを水中−行ことに
    垂直方向・に順次付勢する垂直走査回路と、 1つの水平行の第1のトランジスタがイ・j勢されてい
    る間、第2のトランジス゛りを水平ノj向に順次イ・]
    勢する水平走査回路とを含むことを特徴とする1−8体
    撮像素子。 3、特許請求の範囲第2項記載の固体撮像素子において
    、該固体撮像素子はMOS型の固体撮像素(−であり、
    前記インピーダンス変換回路はソースフォロワを含″む
    ことを特徴とする固体撮像素r。 4、特許請求の範囲第3項記載の固体撮像素子において
    、前記第1のトランジスタが伺勢yれている期間内に、
    前記撮像セルのキャリアを排出させる1)セット手段を
    含むことを41f徴とする固体撮像素子。 5、特許請求の範囲第2項乃至第4項のいずれかに記載
    の固体撮像素子において、前記撮像セルのキャリアを水
    平行ごとに排出させるリセット回路を含むことを特徴と
    する固体撮像素子。
JP58033764A 1983-03-03 1983-03-03 固体撮像素子 Pending JPS59160383A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296675A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
JPS6376583A (ja) * 1986-09-19 1988-04-06 Canon Inc 固体撮像装置
US6747699B2 (en) 1985-11-15 2004-06-08 Canon Kabushiki Kaisha Solid state image pickup apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6747699B2 (en) 1985-11-15 2004-06-08 Canon Kabushiki Kaisha Solid state image pickup apparatus
JPS62296675A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
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