JPS60137180A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は垂直解像度劣化やフ゛ル−ミンク゛を１方止し
た固体撮像装置に関するものである。

〔発明の背景〕

第１図は従来の固体撮像装置の例を示す図である。固体
撮像装置の基本につし）では既にＬ４矢Ｕであるから詳
細な説明はさけるが、半導体基板上にそれぞれ各画素に
対応した光電変換要素を、イタ］え（ぼ水平方向に５０
０個ならべて１行の水平走査線としたものを垂直方向に
４００行正しく重ねて各７ｊ１４００個よりなる５００
垂直列の行列状に配７ｉＩＪ　Ｌ／である。

単位光電変換要素は例えば高集積化カベ比較０勺容易で
ホトダイオードとス４　＝ｙチング素子力≦−イ本イヒ
構造でできるＭＯＳ−ＬＳＩ技術で作られホトタイオー
ド゛とスイッチング用ＭＯＳトランジスタよりなり、こ
のトランジスタのソースと半導体基板との間の接合がホ
トダイオードの接合として兼用される。これらスイッチ
ング用ＭＯ８トランジスタは、例え（ｉｐ形基板にソー
ス、ドレインがｎ形波散層で形成されている。光電変換
要素のスイッチング用ＭＯＳトランジスタのホトダイオ
ードの極を兼ねたソースに当初寮積されていた正電荷は
、ホトダイオードへの入射光量に応じて基板へ放電され
て行く。図中１，２はそれぞれ例えばＭＯＳダイナミッ
クシフトレジスタを用いた水平、垂直走査回路で、垂直
走査回路は所定のタイミングで水平走査期間継続するパ
ルスを順次各水平信号線を通じて各光電変換要素の前記
スイッチングトランジスタのゲートに印加し、水平走査
回路は、各水平走査期間内に光電変換要素総数に応じて
定まったパルス幅の狭い水平走査パルスを順次各水平ス
イッチトランジスタ６のゲートに印加する。この結果水
平信号線と垂直出力線７との交点に対応する各光電変換
要素のホトダイオードが順次走査され、前記水平走査回
路か出力する水平走査パルス期間ずつ図右下部に示した
電源に接続され、入射光量に応じて放電していたホトダ
イオードの極が当初の電位になるように充電される。こ
の充電電流が負荷抵抗を通してビデオ信号として図右下
部にＯｕｔと示す端子から読取られる。

しかし高解像度を得るため光電変換要素総数を多くした
結果、各要素に対する信列読取り期間すなわちｌ水平走
査パルスの幅は短（なり、−刃高密度集積化の結果スイ
ッチトランジスタも非常に小さくなり導通時の抵抗を十
分低（することか困難で十分大きい充電電流を流せなく
なって、光電変換要素のホトダイオードの充電状態は、
スイ・ソチトランジスタを介して電源に接続されてしす
る期間内に十分回復し切れなくなり、ｌ水平走査期間を
通してスイッチング用ＭＯ５ｌ・ランシスタを介してホ
トダイオードに接続されてし−る垂直出ソｊ線７にも１
〜１０φ程度の信号電荷が残留するようになった。ホト
タイオードに残留し、た信−、＝、　＋、−ａ　（１１
ｆｌまυ（に走査される際に残像となって現われる力）
、特−画像の動きがはげしい場合などを除し）で、そ０
（涯ど見苦しくはない。これに対し垂直出力線７の残留
電荷は固体撮像装置の垂直方向の分解能を非、＋：：。

に劣化させる。この問題を解決するためＧこ第１図に示
す従来の固体撮像装置では、各垂直出力線７をリセット
トランジスタ５を介して図右下部の電源に接続し、水平
ブランキング期間内に信号５Ｚ’Ｒを各リセットトラン
ジスタ５のゲートに同時に印加し、前記残留電荷を各垂
直出力線からクリアするようにしである。この様にする
と強い光が原則した際のブルーミング電荷もクリアされ
てブルーミング抑圧にも効果がある。

しかし第１図に示す残留電荷対策を施した従来の固体撮
像装置にもまだ問題がある。水平スイ・ンチトランジス
タ６の寄生容量およびケート容量の和Ｃｐ１やしきい電
圧Ｖｔｌと、リセットトランジスタ５の寄生容量および
ゲート容量の和Ｃｐ２やしきい電圧Ｖｔ２とが、それぞ
れ差かあるため１、画面縦方向に、いわゆる固定パター
ンノイズが増加する。

〔発明の目的〕

本発明は上記水平スイッチトランジスタとリセットトラ
ンジスタとの特性差に基く固定パターンノイズを減少さ
せた固体撮像装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

」二記目的を達成するため本発明においては、各垂直出
力線に対し、水平スイッチトランジスタとりセントトラ
ンジスタとを、各線ごとに一つのトランジスタで兼用す
ることにした。

〔発明の実施例〕

つきに本発明の実施例を図面とともに説明する。

第２図は本発明の原理説明図である。２１は水平ブラン
キング期間中に同１１？にり士ソトパルスを各水平スイ
ッチトランジスタのゲートに印加して各垂直出力線７の
残留電荷をクリアする回路ブロックで、１は水平走査回
路である。重要なことは回路ブロック２１と水平走査回
路１とか互いに独立に、すなわち相互に電位関係やパル
スの影響を受けないように、動作することである。

第３図は本発明の第１実施例図である。図中、ＶＤ、■
ｓは直流電源で例えば＋！ＪＶ、ＱＶである。またシフ
トレジスタよりなる水平走査回路１は２相の水平同期パ
ルスＨ１＋　Ｈ２で駆動されている。この回路１の出ノ
ｊはトランジスタ３１のゲートに接続されており、トラ
ンジスタ３１を順次導通させ′る。

トランジスタ３１が導通すると、同一垂直出力線の水平
スイッチトランジスタ６が導通する。つぎにリセットパ
ルス９６ＲＨが印加されリセット用トランジスタ３３が
導通して水平スイッチトラン゛ジスタロはしゃ断される
。′その後シフトレジスタよりなる水平走査回路１の次
の出力が、次の垂直出力線に対するトランジスタ３１を
導通させ、その結果トランジスタ６が導通する。以後同
様の動作が繰返される。一連の水平走査が終り、水平ブ
ランキング期間にはいるとリセットパルス６ｖが印加さ
れ、リセットトランジスタ３２が導通する。この結果全
ての水平スイッチトランジスタ６が導通して全ての垂直
出力線７に残留している信号電荷は出力端Ｏｕｔに吸い
出されクリアされる。その後リセットパルス９６ＲＨに
より水平スイッチリセット用トランジスタ３３を導通さ
せれば元にもどる。この様にすれば、垂直出力線７から
信号を読出すトランジスタも水平ブランキング期間中に
残留電荷を吸い出すトランジスタも同一トランジスタロ
なので固定パターンノイズが減少する。第３図に示した
第１実施例では、トランジスタ３］、　、　３２は共通
の直流電源ＶＤに接続されているが、第４図に示す第２
実施例ではトランジスタ３１は電υ；ＨＶＤに、トラン
ジスタ３２は別の直流電源ＢＤに接続されるようになっ
ている、別電源にすればピン線は一つ増加するが電源の
微調整が可能となる。

第１．第２実施例における直流電源ＶＤやＢＤの代りに
パルス電源ｚＤを用いれば、リセット用トランノスタ３
３を省略することができる。この様にした第３実施例を
第５図に示す。第１実施例よりもピン数を減少できる。

第６図は第４実施例を示す。図中、〆Ｔは水平走査期間
中は高、水平ブランキング期間は零となるパルス電源、
ＯＲｖは既述の如く水平ブランキンク期間だけ高出力と
なるリセットパルスである。

ｌＤは第３実施例の場合同様パルス電源であるから他に
リセットトランジスタを必要としない。もちろんｚＤの
代りに直流電源を用い、リセットトランジスタを各垂直
出力線ごとに挿入しても差支えない。

〔発明の効果〕

上記のように本発明による固体撮像装置は、各垂直出力
線に対し、水平スイッチ！・ランジスタとりセットトラ
ンジスタとを、各線ごとに一つのトランジスタで兼用す
ることによって、垂直解像度がす（れ、ブルーミングが
抑制され、固定パターンノイズが少ない固体撮像装置か
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の垂直解像度向」二対策をした固体撮像装
置を示す図、第２図は本発明の原理説明図第３〜第６図
はそれぞれ本発明の第１〜４実施例図である。 １　・水平走査回路　２・・・垂直走査回路５・・・リ
セットトランジスタ ６・・・水平スイッチトランジスタ ７・・・垂直出力線 代理人弁理士　中村純之助 第１図 Ａ ？２図 第３図 第４図 十６図 第１頁の続き 寺市東 究所内 ０発明者　青水　正相　国分寺市東 央研究所内 ＠発明者　花材　昭次　国分寺市爽 央研究所内 ０発　明　者　井　沢　龍　−国分寺市棄央研究所内 ＠発明者　久保　征治　国分寺市棗 央研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に、水平複数行と垂直複数列に配列
   されたホトダイオードとＭＯＳスイッチよりなる光電変
   換要素群と、各列要素のスイッチに接続された垂直出力
   線群と、各水平走査期間ごとに順次各行要素のホトダイ
   オ−１・゛と該行要素のスイッチを同時に制御してそれ
   ぞれ垂直出力線に接続する垂直走査回路と、各水平走査
   期間内に各垂直出力線を垂直出力線ごとに設けたＭＯＳ
   　）ランジスタを介して光電変換要素総数に応じて定め
   たパルス幅の水平走査パルス期間ずつ順次出力端に接続
   する水平走査回路とを備えた固体撮像装置において、各
   水平ブランキング期間内に前記ＭＯＳトランジスタを介
   して全垂直出力線を同時に出力端に接続する手段を設け
   たことを特徴とする固体撮像装置。
2. （２）垂直出力線ごとに設けたＭＯＳ　）ランジスタを
   導通させるためにゲートに印加する電圧を、水平走査期
   間、水平ブランキング期間に共通に同一直流電源から供
   給するようにした特許請求の範囲第１項記載の固体撮像
   装置。
3. （３）垂直出力線ごとに設けたＭＯＳトランジスタを導
   通°させるためにゲートに印加する電圧を、水平走査期
   間、水平ブランキング期間、それぞれ異なる直流電源か
   ら供給するようにした特許請求の範囲第１項記載の固体
   撮像装置。
4. （４）垂直出力線ごとに設けたＭＯＳ　）ランジスタを
   導通させるためにゲートに印加する電圧を、水平走査期
   間、水平ブランキング期間に共通に、同一パルス出力で
   供給するようにした特許請求の範囲第１項記載の固体撮
   像装置。
5. （５）垂直出力線ごとに設けたＭＯＳ　ｌ−ランシスタ
   のゲートを、水平走査期間だけパルス出力により導通し
   ているトランジスタを介して水平走査回路に接続し、か
   つ水平ブランキング期間だけパルス出力により導通して
   いるトランジスタを介してパルス出力源に接続した特許
   請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。