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JPH03162183A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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Publication number
JPH03162183A
JPH03162183A JP1300717A JP30071789A JPH03162183A JP H03162183 A JPH03162183 A JP H03162183A JP 1300717 A JP1300717 A JP 1300717A JP 30071789 A JP30071789 A JP 30071789A JP H03162183 A JPH03162183 A JP H03162183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
photoelectric conversion
output line
transistor
horizontal
Prior art date
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Granted
Application number
JP1300717A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2582168B2 (ja
Inventor
Masato Shinohara
真人 篠原
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1300717A priority Critical patent/JP2582168B2/ja
Priority to US07/618,361 priority patent/US5146339A/en
Publication of JPH03162183A publication Critical patent/JPH03162183A/ja
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Publication of JP2582168B2 publication Critical patent/JP2582168B2/ja
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  • 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】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換装置に係り、特に光電変換さ+−1^
g曲九普積可牝ナ戸出轡亦愉薯専私たIラミ也牲み出す
光電変換装置に関する。
[従来の技術] 従来、入射された光を光電変換して、信号電荷として蓄
積し、この信号電荷に対応する信号を取出す光電変換装
置がある。その一つにバイボーラトランジスタのベース
領域に電荷を蓄積し、この蓄積された電荷を増幅してエ
ミッタから取出す充電変換装置がある. 第4図はかかる従来の充電変換装置の回路構成図である
。なお、ここでは4行、4列分のセンサー回路が例示さ
れている。
第5図は、上記光電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
第4図において、lはセンサー画素で、バイボーラトラ
ンジスタTr、ベースに接続する容量C,P型MOSト
ランジスタMで構成される。
2は画素のバイボーラトランジスタTrのエミッタに接
続される出力線、3は出力信号を蓄積するための蓄積容
量、4は出力線2と蓄積容量3との間をスイ、ソ手ング
するかめのMlIS}−ランジ又夕5は出力線2をリセ
ットするためのMOS }ランジスタ、6は出力信号を
出力するための水平出力線、7は蓄積容量3の蓄積信号
を水平シフトレジスタHSRから出力に従って水平出力
線6に転送するためのMOS }−ランジスタ、8は水
平出力線6をリセットするためのMOSトランジスタ、
9は画素を駆動するための水平駆動線、10は垂直シフ
トレジスタVSRからの出力に従って駆動される画素の
行を選択するためのバッファ用MOSトランジスタであ
る。Vl,V2,V3,V4は垂直シフトレジスタVS
Rからの出力、PHSは水平シフトレジスタHSRのス
タートパルス、PHI,PH2は水平シフトレジスタH
SRの走査パルスであり、上側の水平シフトレジスタH
SRからの出力Hl,H3は、走査パルスPH1に同期
し、下側の水平シフトレジスタHSRからの出力H2,
H4は走査パルスPH2に同期する。またPTはMOS
トランジスタ4のゲートに印加するパルス、PvCはM
OS }ランジスタ5のゲートに印加するパルス、PR
は駆動パルスである。
以下、第5図に従ってセンサー動作を説明するd まず、出力V1がHighレベルとなって、センサー画
素の第1行が選択されるとき、パルスPTを旧ghレベ
ル、パルスPVCをLOWレベルとして、出力線2及び
蓄積容量3を浮遊状態とし、駆動パルスPRをHigh
レベルとし、第1行画素の読出しを行う.奇数列にある
画素の信号は、上側の蓄積容量3に、偶数列にある画素
の信号は下側の蓄積容量3に蓄積される。上側の水平出
力線6には走査パルスPH1に同期して信号が転送され
、走査パルスPH2に同期して、上側の水平出力線6が
リセットされる。下側の水平出力線6には走査パルスP
H2に同期して信号が転送され、走査パルスPH1に同
期して下側の水平出力線6がリセットされる。この水平
走査の間、駆動パルスPRはLOWレベルとなって、第
1行の画素のバイボーラトランジスタTrのベースは、
GNDとなる。水平走査終了後、駆動パルスPRは}I
ighレベルとなって、ベース電位は容量結合を通して
正電位になり、MOS }ランジスタ5を通してGND
に固定されている出力線2に、順方向電流が流れ込み、
ベース電位はある一定レベルまで下がる。駆動パルスP
RがMIDDLEレベルになると、画素のエミッターベ
ース間は、逆バイアスとなって、光電荷の蓄積が始まる
。出力VlがLOWレベルとなり、出力v2がHigh
レベルとなって、第2行が選択されると、第2行の画素
において、同様の動作が繰り返され、結局、画素からの
増幅された信号出力は、上下のアンプから順次出力され
ることになる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の光電変換装置では、蓄積容量
3と水平出力線6との間の容量分割で水平出力線6に転
送された出力信号は、必ずリセットされなければならず
、この水平出力線6のリセット動作のために、第4図及
び第5図で説明したように、1つの行の画素の信号を順
次取出すたht:−t+東srt中++1−自z ト仰
1 ) T ([1+1 Lm O L+ f 巾力 
1、なければならない。特に、カラーセンサーのように
2行分の信号を転送しなければならない場合、上記従来
の光電変換装置による信号転送方法は難しくなる。さら
に、水平出力線6への信号転送は容量分割によるため、
水平出力線6に表れる信号電圧は、蓄積容量3で蓄積さ
れた信号電圧よりも下がってしまうという課題があった
[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換装置は、光電変換された電荷を蓄積可
能な光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トラン
ジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型
トランジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続
して、エミッタフォロア回路を構成し、該主電極から信
号を読み出すことを特徴とする。
〔作 用] 本発明は、光電変換要素の信号出力側にダーリントン型
トランジスタの制御電極を電気的に接続し、該ダーリン
トン型トランジスタの一方の主電極番こ角浦半ff9を
雷悟的に培縛1,て一工S・ソタフナロア回路を構成す
ることにより、主電極と接続される信号出力線のリセッ
トを不要とし、1本の信号出力線から、リセット動作を
はさまずに、複数の光電変換要素から逐次信号が出力す
ることを可能としたものである。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
第1図は、本発明の光電変換装置の第l実施例の回路構
成図である。
なお、第4図に示した構成部材と共通するものについて
は、同一符号を付し、説明を省くものとする。
第1図において、1lはダーリントン型バイボーラトラ
ンジスタであり、ベース領域は、蓄積容量3と接続され
ている。12は負荷抵抗であり、MOS }ランジスタ
7がON状態となった時に、ダーリントン型バイボーラ
トランジスタ11とともにエミッタフォロワが形成され
る。
センサー画素の動作については、第4図及び第5図で説
明した従来例と同じであるが、蓄積容量3に信号が蓄積
された後は、水平シフトレジスタHSRからの出力によ
ってON状態となったMOSトランジスタ7を通して、
エミッタフォロワ動作によって、水平出力線6に信号が
出力される。エミッタフォロワ動作時、ベースは浮遊状
態にあるが、ダーリントン型バイボーラトランジスタ1
1の電流増幅率は、きわめて高いため、ベース電位の下
降は十分無視できる。このような信号読み出しは、従来
のような水平出力線6のリセットは不要であり、走査パ
ルスPHI,PH2の両方の同期出力を出すシフトレジ
スタを使い、1行の画素の信号を1本の水平出力線から
出力できる。
また、出力はMOS トランジスタ7のON抵抗と、負
荷抵抗12との抵抗分割によって、蓄積容量3に蓄積さ
れた信号よりも下がるが、MOS トランジスタ7のO
N抵抗を十分小さくすることは容易であり、従来の容量
分割による方法よりもはるかに高レベルの信号を水平出
力線6に出力することができる。
第2図は、本発明の光電変換装置の第2実施例の信号の
水平転送部の回路構成図である。
同図において、13はON状態になった時にエミッタフ
ォロワの負荷抵抗として働< MOSトランジスタであ
る。MOS トランジスタl3は、各ダーリントン型バ
イボーラトランジスタl1に接続されている。かかる水
平転送部の動作は、第1図の場合と同じであるが、本実
施例での出力は、抵抗分割もないため、蓄積容量3にお
ける信号が、まったく降下せずに、水平出力線6に現わ
れる。
また、第l図に示した第1実施例では、MoSトランジ
スタ7のON抵抗のばらつきによって、水平出力線6の
出力がばらつくが、本実施例ではMOS トランジスタ
13のON抵抗ばらつきのエミッタフォロワ出力ばらつ
きへの寄与は小さい。
第3図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。
同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子201は、垂直走査部202及び水平走査部203に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
水平走査部203から出力された信号は、処理回路20
4を通して標準テレビジョン信号として出力される。
垂直および水平走査部202及び203の駆動バノレス
φMm, φs++  φH!I  φvs. φv+
. φv2等はドライバ205によって供給される。ま
たドライバ205はコントローラ206によって制限さ
れる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
光電変換要素の信号出力側にダーリントン型トランジス
タの制御電極を電気的に接続し、該ダーリントン型トラ
ンジスタの一方の主電極に負荷手段を電気的に接続して
、エミッタフォロア回路を構歳することにより、主電極
と接続される信号出力線のリセットを不要とし、1本の
信号出力線から、リセット動作をはさまずに、複数の光
電変換要素から逐次信号を出力することができる。また
、従来のような信号の容量A I’ll <、frいか
め、ベースに蓄積された信号をそのまま信号出力線に出
力することができる。
【図面の簡単な説明】
第l図は、本発明の光電変換装置の第1実施例の回路構
成図である。 第2図は、本発明の光電変換装置の第2実施例の信号の
水平転送部の回路構成図である。 第3図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である. 第4図は、従来の光電変換装置の回路構成図である。 第5図は、上記充電変換装置の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。 l:センサー画素、2:出力線、3:蓄積容量、4:M
OS}ランジスタ、5:MOS}−ランジスタ、6:水
平出力線、7:MOSトランジスタ、8:MOSトラン
ジスタ、9:水平駆動線、lo:MOSトランジスタ、
11:ダーリントン型バイボーラトランジスタ、12:
負荷抵抗、13:1i103 トランジスタ、HSR:
水平シフトレジスタ、VSR:垂直シフトレジスタ、A
MP:前置増幅器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光電変換された電荷を蓄積可能な光電変換要素の
    信号出力側にダーリントン型トランジスタの制御電極を
    電気的に接続し、該ダーリントン型トランジスタの一方
    の主電極に負荷手段を電気的に接続して、エミッタフォ
    ロア回路を構成し、該主電極から信号を読み出す光電変
    換装置。
  2. (2)前記光電変換要素が、半導体トランジスタの制御
    電極領域に光電変換された電荷を蓄積し、該半導体トラ
    ンジスタの一方の主電極領域から増幅された信号を取出
    す光電変換素子である請求項1記載の光電変換装置。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0577391A2 (en) * 1992-06-30 1994-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Solid state image pickup apparatus
KR100236797B1 (ko) * 1991-12-26 2000-01-15 이데이 노부유끼 이미지센서용 소스종동회로

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