JPS60130963A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS60130963A
JPS60130963A JP58240309A JP24030983A JPS60130963A JP S60130963 A JPS60130963 A JP S60130963A JP 58240309 A JP58240309 A JP 58240309A JP 24030983 A JP24030983 A JP 24030983A JP S60130963 A JPS60130963 A JP S60130963A
Authority
JP
Japan
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offset level
voltage
circuit
reference offset
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP58240309A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Miwata
三輪田 和雄
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Priority to EP84308063A priority patent/EP0143600B1/en
Priority to US06/673,816 priority patent/US4700085A/en
Priority to DE8484308063T priority patent/DE3484122D1/de
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Pending legal-status Critical Current

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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】 (技術分野) 本発明σ改良さねた信号処理回路會有する固体撮像fc
it九関する。
(従来技術) 第1図σ、従来の固体撮像表置の一例の要部を示す模式
的回路図で、1荷転送形シフトレジスタを用φて構成し
た1次元固体撮像装置の構成を示している0仄に、第2
図に示すタイミングチャートを参照してその構成と動作
ICついて説明する。
元感知部に、例えばCCUからなる2048個の元電変
換費5IcpHP2・・S P2O4Bと、入射元管さ
えぎる構造分有する元遮蔽元電変換要素Dt、 Da・
・・。
D6 なる基準オフセットレベル検出部を含んで構成で
れ、こ自らの光電変換要素の奇数番目に位置するものの
Pl、 Ps、・・・、 P2O47,DI、 DI、
 D5エクの電荷信号がトランスファーゲート3を介し
てアナログシフトレジスタクロックって読出さi、、一
方。
偶数番目に位置するもののP2.P4・・・、 P2O
48,Da 。
D4.D6よりの電荷信号も同様にトランス7アゲート
3を介してアナログシフトレジスタ2 rc読出さ九る
0この工うんして読出さ力た電荷信号をアナログシフト
レジスタクロック5251.1252 vcより出力電
荷検出部4まで転送される。どの場合、出力電荷検出部
4へにアナログシフトレジスタ1,2の位相が逆である
ため、電荷信号に、Ds、 Ds ・・・Da、 DI
、 P2O48・・・、 Ps のJ@位で出力される
出力電荷検出部4rJM(JS)ランジスタ(以下、M
O8’l’という)Qlの ゲートにリセットクロック
frR’(r加えて、電位vtiリセットドレイン市源
VRD([原電圧VRD ) rcプリセットした後、
出力電荷検出部4 rc流入する電荷にエフその電位変
化を信号1圧として検出している0 ここで検出された信号電圧a1順次MU19’l’Q2
゜9サンプルホールドパルスρ8HICより動作するサ
ンプルホールド回路、及び、MO8TQy、Qaよりな
る出力バッ7ア用ソースホロワ回路を通り出力端子VO
uT エフ出力電圧として出力される0ここでMUST
Ql−Qsからなる回路に信号処理回路5會構成してい
る。又、V0Drff出カドレイン電源、GNDa啜地
端午、V2rr出力端子VOU’rの電位である0この
ような従来の固体撮像装置においてa以下に述べる欠点
?有していた0第3図?用いてその欠点九ついて説明す
る0第3図a出力端子VoU−ンを位V2とアナログシ
フトレジスタクロックΦ1.5252゜及びトランスフ
ァゲートクロックρTGとの関係を示す図である。時刻
tl〜t4間にアナログシフトレジスタクロックφ1m
52ha停止し、その間の時刻t2.〜t3flJ1r
rトランス7アケートクロツクρTGにハイレベルとな
り、元感知部よりアナログシフトレジスタ1.2へ電荷
が転送される。時刻t4〜t5で出力される信号yRケ
アナログレジスタ1ift、2で発生シた暗電流成分(
よる出力■分である0又、時刻t5〜t6で出力される
信号VB+V6oアナログレジスタ1、 2で発生した
暗電流臀よる出力成分■8と2元遮蔽元軍変換変要素す
なわち基準オフセットレベル検出部、cvの暗電流rc
Lる出力成分V8とを加えたものである。そしてこのと
きの出力電圧が基準オフセットレベル電圧VOFBでお
る。時刻16〜t7の期間が″/l、電変換された元感
知部からの出力期間であるが、出力成分V’OUTに、
前記の暗電流による出力成分vR+v、と1元電変換さ
れた信号による正味の出力成分VOとを加えたものであ
る0すなわち、V’OUT = Vo +v、、 +v
sとなる0工って従来の固体撮像装置においてa、出力
成分v’otr’r工り暗[流による出力取分Y几+V
st差引く回路を追加しなければならなかった。しかも
この暗電流rcよる出力成分VR十V8rX固体撮像装
置の温Kにxr)大きく変化し、例えば8℃の温度上昇
に対してにほぼ2倍も増大してしまうため、出力成分路
構成a複雑な−のとなってい几0 以上の工うに従来の固体撮像装置a1使用者側にとって
使いづらく、又多くの周辺回路が必要であるという欠点
があった0 (発明の目的) 本発明の目的に、上記の欠点?除去することに工り、多
くの周辺り路を用いることなく、正味の信号レベルがい
かなる時にも正確に出力されることにニジ高シへ比を保
持できる固体撮像装置全提供することにあるO (発明の構成) 本発明の固体撮像装置a、複数個の光電変換要素を列状
に配列してなる元感知部と、該元感知部の一部分に配列
された入射光1にさえぎる構造vi−肩する前記光電変
換要素からなる基準オフセットレベル検出部と、電荷信
号読出し用のシフトレジスタと、読出された電荷信号管
電圧信号に変換する信号処理回路と¥r:育する固体撮
像装置におりて、前記信号処理回路が前記基準オフセッ
トレベル感知部から読出サワる基準オフセットレベル電
圧値を所足の値に制御する基準オフセットレベル!圧制
御手段?含むことから構成される。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第4図げ本発明の第1の実施例の要部全示T回路図で、
その信号処理回路1ivI?表わしてユる。
MD8TQttのドレインにリセットドレイン電源VR
DfCゲートぼリセットクロックf13nvcソースa
出力電荷検出部並びrc MJ8TQt2. Q!sニ
ジなるソースホロワ(2)路の入力にそれぞれ啜続され
、このソースホロワ回路の出力a容tellとそのゲー
トがクランプパルスφay、KTt&続されたMノ5T
Q14エリなるクランプN路12に介L”r、MJS’
l’ Qls、 Qlg 6h G、 yるソースホロ
ワ回路に入力され、このソースホロワ回路の出力CMJ
ST Qlyと容量C12からなるサンプルホールド回
路に入力され、このサンプルホールド回路の出力ta 
MJST Qts、 Qleよりなる出力バッ7ア用の
ソースホロワ回路に入力さね、このソースホロワ回路の
出力が出力端子V OUTに腰続されている0更rc、
出力端すvOUTi MJST Q20 、!−演算増
幅器AI、 At、 A3からなる制御回路13の一つ
の入力に啜続され、制御回路12の他方の入力に基準電
圧端午15rc、出力にクランプ回路12のクランプ電
圧端子でらるMJSTQ14のソースに七ねそれ啜続さ
れることで不実施例の信号処理回路itに構成される。
なお、14rX外付は容量端子、C14a外付は容量で
あr)、 Rt−R4及びeta ta演算増幅器A2
の条件設定用の抵抗及び容量である。
1 すなわち、本実施例の信号処理回i、第1図に示した従
来例の信号処理回路5に、クランプ回路12と制御回路
13とを付加したことか′らできてする。
次に、第5図及び第6図rc示Tタイミングチャート?
参照して第4図の回路動fl説明する。
時刻tII工V工率基準オフセットレベル )E V 
OFBが出力されることa第3図の従来例と同じである
。時刻tOL11′cブラックパルスφInオンとする
とM08’I’Qzorrオンとなり、出力端子VOU
Tの電位V1Bと演算増幅器Alの正相入力端の電位V
14とに等しくなる。従って電圧ホロワとしての演算増
幅器へ1の出力点の電位V15が電位V13と等しくな
り、これが正相入力端子九基準電圧V0Lが入力され、
差動反転増幅器として動作する演算増幅器A2の逆相入
力端に入力される。いまここで、電位V14が基準電圧
VOLエクも小さいすなわち、V14<VoLとすると
、演算増幅器A2の出力点の電位V1a ta上昇し、
この上昇した電位V1gが電圧ホロワとしての演算増幅
器Asf介してその出力点の電位V17として、クラン
プ回路12のクランプ電圧全押上げる。
この押上げられたクランプ電圧に、ブラックパルス52
10Lがオンするたびに、クランプ回路12の出力点の
電位V12に伝達される0すなわち、電位V16の上昇
aクランプ時の電位V12の上昇となる。
そしてこのクランプ時の電位上昇OMJST Qls 
、Q)s工Vなるソースホロワ回路を通り、サンプルホ
ールドパルス$218Hのオンに工vtンプルホールド
回路1cエリサンプルホールドされて、出力8277回
路から出力ぎわ、出力端V OUTの電位V13に帰還
される。この工うにVla (VOLの場合回位V13
 Iff上昇を続け、Vla”’OLとなった時点で停
止する。
なおこの動作U、 V14 )VOLのときも同様であ
る。
なお、第6図achら動作の詳細?示しものである0 上記の帰還回路の動作が時刻t OLI〜t OL2の
間九行わり1時刻tOL2r(おいて、ブラックパルス
ρBにオフとなる0ブラツクパルスφBがオフしても演
算増幅器A1の正相入力端の電位Vt4 rrs外付は
容量端子141c啜続された容量C14九ニジ保持され
るため、電位V1a、V17のレベルも保持される。
なおこの容量C14rrその容量が大きいため通常外づ
け容量として用いられる0 以上説明したとおり、本実施例rc 、cると、ブラッ
クパルスρBがオンしている期間c Vla = VO
Lとなる工う【帰還1路が動作し、ブラックパルスρ8
がオフした後でも、電位V14のレベルに容量014に
より保持されているため、固体撮像装置の出力の基準オ
フセットレベル電圧vornrrいかなるとき九も基準
電圧VOLに保持される0 従って、基糸オフセットレベル[圧VopBrz fツ
ブ温度が変化しても常九基準電圧VOL九保たわ、正味
の信号レベルaこの基準電圧VOLとの差として正確r
c小出力れ、高い林比を保持できる。
第7図a本発明の第2の実施例の要部を示す回路図で、
信号処理回路管表わしている。本実施例に第4図に示し
た第117)実施例において、制御回路13を省いたも
のである。すなわち、不実施例rcよると、クランプ回
路12のクラン7[1Et”fえることvc工り、固体
撮像装置の基準オフセット電圧VOFBのレベルを所望
の値九できるので、例えばファクシミリrCおける黒白
レベルの判断基準の調整等信の応用に効果音めげること
ができる。
なお、以上の説明a−次元固体撮像装置について行った
けれども二次元固体撮像装置でも同様である。又トラン
ジスタとしてrrnチャネル型M0Sトランジスタ?用
いたが、こt0pチャネル型MO8トランジスタでも同
様である。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したとおり、本発明の画体撮像装置σ
、基準オフセットレベル電圧ケ所定の値に制御する基準
オフセットレベル電圧制御手段を含む信号処理回路を有
しているので、チップ温度変化などにかかわらず基準オ
フセットレベル電圧の値?一定値に保持することがでキ
、1llis/N比の%注が得られるなどの効果ケ有し
ている0
【図面の簡単な説明】
第1図に従来の固体撮像装置の一例の要部を示す模式的
回路図、!2図、第3図にその動作を示すタイミングチ
ャート、第4図戸不発明の第1の実施例の要部を示す回
路図、第5図、第6図にそのwJrF、1に示すタイミ
ングチャート、第7図a本発明の第2の実施例の要部を
示す回路図である。 1、 2・・・アナログフットレジスタ、3・・・トラ
ンス7アゲート、4・・・出力電荷検出部、S、tt・
・・信号処理回路、12・・・クランプ回路、13・・
・制御回路、14・・・外付は容量端子、15・・・基
準電圧端子、AxA−As・・・演算増幅器、Cs、 
ell−%−C141・・容量、D1〜D6・・・ft
、遮蔽光電変換要素、GND・・・艶地端子、Pl、 
Pl、 I’s、 p4.・・・、 PlI048 ・
・・元1[変換要素、Qll Qll Qs、 Q81
 Qllt Q”* Qte、 Qte・・・ディプレ
ッジ冒ンnチャネル型MU8トランジスタ、Q z。 Q41 Qll Q71 Qll Q141 Qts、
 Qtγl Qll1 QIIG ・・・エンハンスメ
ントnチャネル型MU8)ランジスタ、R1%R4・・
・抵抗、VO・・・ 出力成分、Vl、 Vg、Vlx
〜V17・・・電位、VOL・・・基準電圧、VoD・
・・出カドレイン璽源、Votrr・・・出力端子、V
’OUT・・・出力成分、VR・・・出力成分、VRD
・・・リセットドレイン電源、VB・・・出力成分、@
11121!・・・アナログシフトレジスタクロック、
ρB・・・ブラックパルス、ρOL・・・クランプパル
スJ5R・・・リセットクロック、525sH・・・サ
ンプルホールドパルス、ρTG・・°トランスファケー
トクロック0 第2図 (1’ct 〜 壌乙図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 複数個の光電変換要索會列状九配列してなる元
    感知部と、該元感知部の一部5j−に配列ざわた入射元
    管さえぎる構造を有する前記光電変換要素からなる基準
    オフセットレベル検出部と、電荷信号読出し用のシフト
    レジスタと、読出された電荷信号を回圧信号IC変換す
    る信号処理回路と?有する固体撮像装置lCおいて、前
    記信号処理回路が前記基準オフセットレベル感知部から
    読出される基準オフセットレベル電圧tFlr定ノ値r
    c制御する基準オフセットレベル電圧制御手段?含むこ
    と’Ik!徴とする固体撮像装置。
  2. (2)基準オフセットレベル電圧制御手段が、基準オフ
    セットレベル電圧?クラン1するクランプ回路と、該ク
    ランプ回路のクラン1篭圧全前記基準オフセツトレベル
    電圧と所定の基準電圧とが等しくなるようrc制御する
    制御回路とからなる特許請求の範囲第(1)項記載の固
    体撮像装置。
  3. (3) 基準オノセットレベル電圧制御手段が、基準オ
    フセットレベル電圧を所定の冨圧値でクラン1するクラ
    ンプ回路からなる特許請求の範囲第(1)項記載の固体
    撮像装置。
JP58240309A 1983-11-21 1983-12-20 固体撮像装置 Pending JPS60130963A (ja)

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EP84308063A EP0143600B1 (en) 1983-11-21 1984-11-21 A circuit for detecting signal charges transferred in a charge transfer device
US06/673,816 US4700085A (en) 1983-11-21 1984-11-21 Circuit for detecting signal charges transferred in a charge transfer device
DE8484308063T DE3484122D1 (de) 1983-11-21 1984-11-21 Schaltung zur feststellung von signalladungen, die in einer ladungsverschiebeschaltung uebertragen werden.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63177660A (ja) * 1987-01-19 1988-07-21 Canon Inc 画像読み取り装置

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JPS5358721A (en) * 1976-11-09 1978-05-26 Toshiba Corp Solid state pickup device
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