(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、
前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、
前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、
前記インピーダンス変換手段からの信号を第１の側で受け、第２の側から出力する容量と、
前記容量の第２の側からの信号を所定の領域に出力するための第２のスイッチと、
前記第２のスイッチを介して、前記所定の領域側から所定の電圧を前記容量の第２の側に供給するとともに、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２のスイッチを介して前記所定の領域に信号が出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御する連動手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、
前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、
前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、
前記インピーダンス変換手段からの信号を第１の側で受け、第２の側から出力する容量と、
前記容量の第２の側からの信号を所定の領域に出力するための第２のスイッチと、
前記容量の前記第２の側に所定の電圧を供給するための第３のスイッチと、
前記第３のスイッチを介して、所定の電圧を前記容量の第２の側に供給するとともに、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第３のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２のスイッチを介して前記所定の領域に信号が出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御する連動手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、
前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、
前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、
前記インピーダンス変換手段を介した前記単位セルからの第１の信号を蓄積する第１の蓄積手段と、
前記インピーダンス変換手段を介した前記単位セルからの第２の信号を蓄積する第２の蓄積手段と、
前記インピーダンス変換手段からの第１の信号を前記第１の蓄積手段に出力するための第２のスイッチと、
前記インピーダンス変換手段からの第２の信号を前記第２の蓄積手段に出力するための第３のスイッチと、
前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第１の信号が、前記第２のスイッチを介して前記第１の蓄積手段に出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２の信号が、前記第３のスイッチを介して前記第２の蓄積手段に出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチ、前記第３のスイッチとを制御する連動手段と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
前記インピーダンス変換手段は、ソースフォロワ回路であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の単位セルは、行方向及び列方向に２次元状に配列されるとともに、前記インピーダンス変換手段は、一列毎に一つずつ設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に関し、特にインピーダンス変換手段のバイアス信号の供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固体撮像装置としては、各画素に発生したそれぞれの信号電荷をそのまま読み出さず、これらの信号電荷を各画素において電圧もしくは電流に変換して増幅した後、各信号電圧もしくは信号電流を該各画素から走査回路を介して読み出すというものが提案されており、これを増幅型固体撮像装置と称している。図６にこの従来の増幅型固体撮像装置である増幅型ＭＯＳセンサーセルの構成を示す。
【０００３】
図６において、セル内に配置されたフォトダイオード１に蓄積された信号電荷は、増幅トランジスタ２によって電圧として垂直信号線８に読み出される。この時、増幅トランジスタ２と定電流源としての負荷トランジスタ９により、ソースフォロワー回路が形成されているので、フォトダイオード１の信号電荷量に対応した電圧が垂直信号線８から読み出される。ここで、ＭＯＳ型固体撮像素子としては、フォトダイオード１をリセットするリセットトランジスタ４と、垂直信号線８に読み出す固体撮像素子を選択する選択ＭＯＳトランジスタ３とから構成される。
【０００４】
このような構成のＭＯＳ型固体撮像素子を２次元的に配列した固体撮像装置では、増幅トランジスタ２のしきい値バラツキに対応した固定パターン雑音が発生し、画質が劣化してしまうため、種々のノイズキャンセル回路が提案されている。ノイズキャンセル回路の構成と動作を、図７のタイミング図を交えて説明する。垂直レジスタ５からの選択信号線６−１に、パルス１０１を印加することによって、選択ＭＯＳトランジスタ３の導通によって、増幅トランジスタ２−１−１，２−１−２，…の行を活性化させる。このとき、フォトダイオード１−１−１，１−１−２，…に蓄積された信号電荷に対応した出力信号電圧が垂直信号線８（８−１，８−２，…）に読み出される。当該固体撮像素子の各セルを活性化しているパルスが“Ｈ”レベル（パルス１０１）の間に、クランプトランジスタ１１（１１−１，１１−２，…）のゲートに、“Ｈ”電圧（パルス１０２）を印加し、クランプトランジスタをＯＮさせ、垂直信号線１５（１５−１，１５−２，…）をクランプ電圧２４にクランプする。
【０００５】
その後、リセット信号線７（７−１，７−２，…）に、“Ｈ”の電圧（パルス１０４）を印加することで、フォトダイオード１（１−１−１，１−１−２，…）の電圧をリセットする。このリセット電圧は垂直信号線８（８−１，８−２，…）に現れるので、この電圧をクランプ容量１０（１０−１，１０−２，…）で垂直信号線１５（１５−１，１５−２，…）に伝達する。このクランプ電圧に画素毎の基底電圧を揃えることで、ＭＯＳトランジスタのしきい値電圧のばらつきを抑えることができる。次いで、サンプル−ホールドトランジスタ１２（１２−１，１２−２，…）をＯＮすることにより、垂直信号線１６（１６−１，１６−２，…）に信号を伝達する。そして、水平シフトレジスタ１９からの選択パルス１０５，１０６，…が水平選択トランジスタ１４（１４−１，１４−２，…）を順次選択することで、選択行の信号電圧が読み出される。
【０００６】
このように、フォトダイオード１をリセットした後の垂直信号線８の電圧変化のみを、垂直信号線１６に取り出せるので、増幅トランジスタ２のしきい値バラツキの影響を抑圧できる。特に、しきい値電圧のばらつきの影響をなくす各固体撮像素子の出力電圧をノイズ成分を除去することで、ばらつきを排除した信号成分だけの出力を水平出力線に得られることになる。
【０００７】
また、特開平８−１８８６６号公報には、図６の定電流源としての負荷トランジスタ９に、カレントミラー構成とした例が示されている。即ち、固体撮像装置において、光電変換された電荷をそれぞれ信号線に読み出すための複数の読み出しトランジスタと、該読み出しトランジスタの読み出し動作時以外に定電流源に流れる電流を制限する電流制御手段とを有し、電流制御手段に定電流源としての負荷トランジスタにカレントミラー回路を構成し、負荷トランジスタによる電力消費を低減したことが記載されている。しかし、この公報には、読み出し回路の高速化については、特に記載されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例で、各センサーセルの信号を高速に読み出そうとした場合、各センサーセルの増幅トランジスタ２がクランプ容量を高速に駆動する必要があり、また、高速化のために、増幅トランジスタ２と負荷トランジスタ９とで構成されるソースフォロワー回路の出力インピーダンスをそれなりに小さくする必要がある。
【０００９】
そのためには、増幅トランジスタ２のゲート幅（Ｗ）とゲート長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）を大きくし、また負荷トランジスタ９によるバイアスドレイン電流を大きくする必要が生じる。増幅トランジスタ２は各画素に存在するため、そのゲート幅の増加は、固体撮像装置のチップ面積増大につながるため、好ましくない。また負荷トランジスタ９によるバイアスドレイン電流の増加も、当然消費電力の増大になるので問題となる。
【００１０】
また、該クランプ容量を小さくすれば、上記問題を発生させず、高速駆動が可能となるが、該クランプ容量の容量値を小さくすると、センサーセルとクランプ容量を含む読み出し回路とで発生するランダムノイズが、√１／Ｃ（Ｃはクランプ容量の容量値）に比例する（ここでは説明を省略する）ため、ランダムノイズの増大という問題が発生する。さらにクランプ容量を小さくするほど、チップ内のレイアウトに依存する寄生容量の影響を受けやすくなるため、センサー信号のバラツキの増大にもつながる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記高速化のための各手段の対応とは異なり、上述の固体撮像装置の高速読み出し可能な回路を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するもので、各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、前記インピーダンス変換手段からの信号を第１の側で受け、第２の側から出力する容量と、前記容量の第２の側からの信号を所定の領域に出力するための第２のスイッチと、前記第２のスイッチを介して、前記所定の領域側から所定の電圧を前記容量の第２の側に供給するとともに、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２のスイッチを介して前記所定の領域に信号が出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御する連動手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、前記インピーダンス変換手段からの信号を第１の側で受け、第２の側から出力する容量と、前記容量の第２の側からの信号を所定の領域に出力するための第２のスイッチと、前記容量の前記第２の側に所定の電圧を供給するための第３のスイッチと、前記第３のスイッチを介して、所定の電圧を前記容量の第２の側に供給するとともに、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第３のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２のスイッチを介して前記所定の領域に信号が出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチとを制御する連動手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、各々が光電変換部を含む複数の単位セルと、前記単位セルからの信号が入力部に入力され、入力した信号レベルに対応した信号レベルの信号を出力部から出力する、入力インピーダンスに対して出力インピーダンスの低いインピーダンス変換手段と、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするための第１のスイッチと、前記インピーダンス変換手段を介した前記単位セルからの第１の信号を蓄積する第１の蓄積手段と、前記インピーダンス変換手段を介した前記単位セルからの第２の信号を蓄積する第２の蓄積手段と、前記インピーダンス変換手段からの第１の信号を前記第１の蓄積手段に出力するための第２のスイッチと、前記インピーダンス変換手段からの第２の信号を前記第２の蓄積手段に出力するための第３のスイッチと、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第１の信号が、前記第２のスイッチを介して前記第１の蓄積手段に出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチとを制御し、前記インピーダンス変換手段にバイアス電流が流れるようにするとともに、前記第２の信号が、前記第３のスイッチを介して前記第２の蓄積手段に出力されるようにするために、共通のパルスによって、前記第１のスイッチ、前記第３のスイッチとを制御する連動手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態であり、増幅型ＭＯＳセンサーを用いた固体撮像装置の構成を示す平面図である。説明の簡略化のため、センサーセルを３行３列で、２次元的に配置した場合を示している。センサーセルの構成は従来例である図６の場合と同様になっている。
【００１７】
図１において、各センサーセル内のフォトダイオード１（１−１−１，１−１−２，…）に蓄積された電荷は、増幅トランジスタ２（２−１−１，２−１−２，…）、と負荷トランジスタ９（９−１，９−２，９−３）で形成されたソースフォロワー回路によって、電圧として増幅され、垂直信号線８（８−１，８−２，８−３）に読み出される。負荷トランジスタ９のソースはＧＮＤへ、ゲートは端子２６に与えられる所定電圧によってバイアスされ、定電流回路を構成している。
【００１８】
また、垂直信号線８はソースフォロワー回路を構成するトランジスタ１０のゲートに接続され、水平シフトレジスタ１９からの選択信号線１８（１８−１，１８−２，１８−３）が“Ｈ”レベルのとき、トランジスタ１２がＯＮし、定電流源２９とトランジスタ２８とによってカレントミラー回路構成として、ゲートがバイアスされた定電流トランジスタ１１（１１−１，１１−２，１１−３）が活性となるので、垂直信号線１５（１５−１，１５−２，１５−３）には垂直信号線８の電位に応じた電位が現われ、クランプ容量１３（１３−１，１３−２，１３−３）と、水平転送スイッチ１４（１４−１，１４−２，１４−３）を介して共通水平信号線１７へ信号が伝えられ、出力アンプ２０の入出力端子間に接続された帰還容量２５によって、前記伝達された電荷信号を電圧に変換することで、出力端子２１から出力する。
【００１９】
端子２２には、基準電圧ＶR が印加され、スイッチ２４がＯＮした場合、出力アンプ２０は、入出力端子にコンデンサ２５を接続した電圧フォロワー構成となり、出力端子２１からは、前記基準電圧ＶR にアンプ２０のオフセット電圧を加算した電圧が出力される。
【００２０】
次に、本固体撮像装置の動作について、タイミングチャートの図２を参照しつつ説明する。図２には、図１の各構成要素の符号とともにそのタイミングチャートを示している。
【００２１】
まず、選択信号線６−１にパルス１０１を印加することにより、選択スイッチ３（３−１−１，３−１−２，３−１−３）をオンし、増幅トランジスタ２（２−１−１，２−１−２，２−１−３）を活性化させる。このときフォトダイオード１（１−１−１，１−１−２，１−１−３）のカソードに蓄積された信号電荷に対応した出力信号電圧が、垂直信号線８（８−１，８−２，８−３）に読み出される。このとき、また端子２３に“Ｈ”レベルの電圧を印加（パルス１０２）し、出力アンプ２０を電圧フォロワー構成とすることで、水平信号線１７には、端子２２に印加されている基準電圧ＶR が、アンプ２０によって与えられる。
【００２２】
また、この時、同時に水平選択信号線１８（１８−１，１８−２，１８−３）が、“Ｈ”レベルとなり（パルス１１１，１１２，１１３）、水平選択トランジスタ１４（１４−１，１４−２，１４−３）がＯＮするとともに、トランジスタ１２（１２−１，１２−２，１２−３）がＯＮすることで、垂直信号線８に接続されたソースフォロワーを形成するバイアス電流源トランジスタ１１（１１−１，１１−２，１１−３）が活性化し、トランジスタ１０（１０−１，１０−２，１０−３）のソース端子に接続された垂直信号線１５（１５−１，１５−２，１５−３）には、垂直信号線８の電位に応じた電位（以降これをＶS と言う）が現われ、垂直信号線１６（１６−１，１６−２，１６−３）には、水平選択トランジスタ１４を介して、基準電圧ＶR が印加されるので、クランプ容量１３（１３−１，１３−２，１３−３）には、端子間電圧（ＶS −ＶR ）が印加される。
【００２３】
トランジスタ１０のゲート幅（Ｗ）と、ゲート長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）や、定電流トランジスタ１１のバイアス電流の値、さらにスイッチ２４，１４のＯＮ抵抗はクランプ容量１３を、パルス１０２，１１１，１１２，１１３の時間幅以内に充分充放電できるような値に設定しておく。
【００２４】
ここで、ソースフォロワー１０（１０−１，１０−２，１０−３）の出力インピーダンスは、
【数１】
0003667187.tif 000002
ただし、Ｋは定数、Ｗ，Ｌはそれぞれトランジスタ１０のゲート幅Ｗとゲート長Ｌ、ＩD はトランジスタ１０のドレイン電流、である、
と表わされる。
【００２５】
その後、リセット信号線７（７−１，７−２，７−３）に、“Ｈ”電圧を印加（パルス１０３）して、フォトダイオード１をリセットする。このリセット時の電圧は垂直信号線８に現われ、その電圧に応じた電圧がトランジスタ１０によるソースフォロワーを介して垂直信号線１５に現われる。この電圧を以降ＶN とする。この時、再び水平選択線１８を順次“Ｈ”レベルにする（パルス１０４，１０５，１０６）ことで、信号を水平信号線１７へ伝達する。
【００２６】
水平信号線１７は出力アンプ２０の負極入力端子に接続され、同正極入力端子は端子２２を介して基準電圧ＶR が印加されているので、アンプ２０の負帰還効果により、水平信号線１７の電位もほぼＶR に保たれる。クランプ容量１３に保存される電荷Ｑ１は、垂直信号線１５の電位がＶSであった時、
Ｑ１＝Ｃ13×（ＶS −ＶR ）    ……（２）
ただし、Ｃ13はクランプ容量１３の容量値
となる。
【００２７】
垂直信号線１５の電位がＶN になり、水平転送スイッチ１４がＯＮした時のクランプ容量１３の電荷Ｑ２は、
Ｑ２＝Ｃ13×（ＶN −ＶR ）    ……（３）
となる。
【００２８】
上記電荷Ｑ１とＱ２の電荷の差分が負帰還容量２５へ移動し、その端子間電圧は、
0003667187.tif 000003
ただし、Ｃ25；負帰還容量２５の容量値
となり、出力端子２１の電圧は、出力アンプの負極端子電圧がＶR であるので、
Ｖout＝ＶR ＋Ｃ13／Ｃ25・（ＶS −ＶN ）
となる。
【００２９】
以上により、垂直信号線８と水平選択トランジスタ１４との間に、容量手段１３を用いて、垂直信号線８に現れる雑音を抑圧する雑音除去回路のクランプ回路を設けた固体撮像装置であって、垂直信号線８とクランプ回路内の容量手段１３との間にインピーダンス変換手段に、バイアス電流を供給する定電流素子１１と、その定電流素子の出力電流をスイッチングするスイッチ１２を設けたことにより、各センサーセル内の増幅ＭＯＳトランジスタのＷ／Ｌを大きくする場合に比べ、かなりチップ面積は小さく抑えられ、またこの垂直信号線８に接続されたソースフォロワーのバイアス電流は、クランプ容量１３のリセット時以外では、同じ時間内には１つしか流れないので、消費電流の増大は、非常に小さく抑えることができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
図３は本発明にかかる第２の実施形態のブロック回路図であり、第１の実施形態である図１の一部を変更したものとなっている。
【００３１】
図１の中で用いられている素子の番号とは同一の番号を付してあるが、違いはソースフォロワーを形成するトランジスタ１０，１１，１２の接続である。図１では、定電流トランジスタとして機能するトランジスタ１１は、スイッチとなるトランジスタ１２と、ソースフォロワートランジスタ１０の間に配置されていたが、図３では、定電流トランジスタ１１は、ＧＮＤライン側へ移動させ、スイッチトランジスタ１２が定電流トランジスタ１１とソースフォロワートランジスタ１０の間に配置されている。
【００３２】
この配置の違いは、特性上でも違いとして表われ、垂直信号線８やクランプ容１３の入力側電位１５は、各センサーセルのバラツキやセンサーに入射した光の強度などで大きく変動する場合があり、図３のように接続した場合、スイッチトランジスタ１２のゲート−ドレイン間電圧も、それに従って変動する。スイッチ１１がＯＦＦする瞬間に、トランジスタ１２のゲート下にあった電荷が、ドレインとソースに分配される割合が、このゲート−ドレイン間電圧に依存するため、スイッチ１２がＯＦＦした後のクランプ容量に保存されている電荷量が、多少ではあるが、変動してしまい、垂直信号線８，１５の電位が、異なる時の水平信号線１７へ伝達される電荷量も変動し、ノイズとなってしまうという欠点が生じる。
【００３３】
しかし、インピーダンス変換回路としての動作については、第１の実施形態と同様であり、読み出し回路の読み出しの高速化には十分な効果がある。
【００３４】
［第３の実施形態］
図４は本発明に係る第３の実施形態による固体撮像装置の回路図であり、従来例である図６における垂直信号線８（８−１，８−２，…）以降、水平信号線１７までの部分を抜粋している。
【００３５】
図４において、垂直信号線８にはトランジスタ３０（３０−１，３０−２，…）、トランジスタ３１（３１−１，３１−２，…）、トランジスタ３２（３２−１，３２−２，…）から構成されるソースフォロワーが接続されている。トランジスタ３１とトランジスタ３５はカレントミラーの構成となっており、定電流源３６の電流とほぼ等しい電流を、スイッチ３２がＯＮした場合に、トランジスタ３０に供給する。また、タイミングパルスの供給端子２２〜２４には、図６にで説明したように、垂直信号線１５に接続されたクランプ容量１０の出力側のＭＯＳトランジスタ１１と蓄積容量９０と、サンプル−ホールドスイッチＭＯＳトランジスタ１２と、サンプル−ホールド容量１６と、水平出力線に逐次出力する水平シフトレジスタ１９により駆動される水平転送トランジスタ１４とがそれぞれ接続され、タイミングパルスを供給されると共に、供給端子２２、２３からのタイミングパルスの論理和をとるＯＲ回路３３の出力がスイッチ３２のゲートに接続されている。
【００３６】
ここで、スイッチ３２がＯＮすると、ソースフォロワーとなるトランジスタ３０は活性化し、垂直信号線８の電位に応じた電位を垂直信号線１５（１５−１，１５−２，…）に出力し、サンプル−ホールドスイッチ１２（１２−１，１２−２，…）、水平転送スイッチ１４（１４−１，１４−２，…）を介して、従来例の図６の場合と同様に、水平信号線１７へ信号を伝達する。
【００３７】
クランプ容量１０（１０−１，１０−２，…）を駆動する必要がある端子２３または２２が、“Ｈ”レベルになる場合に、ＯＲ回路３３（３３−１，３３−２，…）の出力が、“Ｈ”レベルになり、スイッチ３２がＯＮすることで、ソースフォロワー３０がクランプ容量１０を高速に駆動する。
【００３８】
カレントミラー構成のソースフォロワー３０の素子サイズ（ゲート幅Ｗとゲート長Ｌの比Ｗ／Ｌ）や、定電流トランジスタ３１のドレイン電流の値は、クランプ容量１０を端子２２，２３が、“Ｈ”レベルになるパルス幅にて充分駆動できるように設定する。このことから、読み出し回路の高速化に対応できるようになる。
【００３９】
［第４の実施形態］
図５は本発明に係る第４の実施形態の固体撮像装置のブロック回路図であり、第１、第３の実施形態とは異なり、垂直信号線８から駆動されるのは、クランプ容量ではなく、サンプル−ホールド容量１７の場合である。センサーセル内の動作、構成は、上述した第１、第３の実施形態と同様であるが、センサーセルから信号電圧が垂直信号線８に読み出された時、端子３２が、“Ｈ”レベルに印加され、ＯＲゲート１５によって、スイッチ１２（１２−１，１２−２，１２−３）がＯＮすることで、ソースフォロワー１０（１０−１，１０−２，１０−３）が活性化し、垂直信号線８の電位に応じた電位を、垂直信号線２０（２０−１，２０−２，２０−３）に出力し、またスイッチ１３（１３−１，１３−２，１３−３）がＯＮすることで垂直信号線２０の電位が、ホールド容量１４（１４−１，１４−２，１４−３）に取り込まれる。
【００４０】
その後、垂直シフトレジスタ５からの信号によって、センサーセルがリセット状態になると、垂直信号線８にリセット電位が読み出され、その時、端子３３に、“Ｈ”レベルのパルスが印加され、ＯＲゲート１５により、スイッチ１２がＯＮし、ソースフォロワー１０が活性化し、垂直信号線８のリセット電位に応じた電位が、垂直信号線２０に現われ、同時にスイッチ１６（１６−１，１６−２，１６−３）がＯＮすることで、垂直信号線２０の電位がサンプル−ホールド容量１７（１７−１，１７−２，１７−３）に取り込まれる。その後水平シフトレジスタからの水平転送信号２７，２８が順次“Ｈ”レベルになることでホールド容量１４の電位は第一の水平信号線２４へ読み出され、ホールド容量１７の電位は第二の水平信号線２５へそれぞれ読み出される。
【００４１】
上記２つの水平信号線の電位は、引き算アンプ２６によって減算され、信号電位とリセット電位の差分に応じた電位が、出力端子３４から出力される。
【００４２】
以上、第１乃至第４の実施形態で説明したように、本発明によれば、センサーセルが接続された垂直信号線と、その垂直信号線にスイッチ等を介して接続された容量負荷となるクランプ容量や、サンプル−ホールド容量との間に、インピーダンス変換機能を有するソースフォロワー回路を挿入し、そのソースフォロワーのバイアス電流を供給するトランジスタに、直列にスイッチを挿入し、そのスイッチを、前記クランプ容量やサンプル−ホールド容量を充・放電する必要がある場合のみ、ＯＮさせることで、前記容量負荷を高速に駆動する場合に、各センサーセル内にある増幅トランジスタの出力インピーダンスを下げるために、そのゲート幅（Ｗ）とゲート長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）を大きくしたり、バイアス電流を増す必要がなくなり、その結果、チップ面積や消費電力の増大を最小限に抑えられる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、信号転送の高速化と消費電力の軽減を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施形態であり、センサーセルを２次元的に３行３列配置した例である。
【図２】第１の実施形態のタイミングチャートである。
【図３】本発明にかかる第２の実施形態であり、垂直信号線〜水平信号線における図である。
【図４】本発明にかかる第３の実施形態であり、サンプル−ホールド容量を併せもつ場合の実施形態である。
【図５】本発明にかかる第４の実施形態であり、クランプ容量をもたずサンプル−ホールド容量のみ有する場合の実施形態である。
【図６】従来例の固体撮像装置のブロック回路図である。
【図７】従来例の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  フォトダイオード
２  増幅トランジスタ
３  選択スイッチ
４  リセットスイッチ
５  垂直シフトレジスタ
８  垂直出力線
９  リセットスイッチ
１０  ソースフォロワトランジスタ
１１  定電流トランジスタ
１２  スイッチトランジスタ
１３  クランプ容量
１４  転送スイッチ
１５  垂直出力線
２０  出力アンプ
２１  出力端子
２４  スイッチ
２５  積分コンデンサ
２８  カレントミラー用トランジスタ
２９  定電流源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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