(57)【要約】【課題】信号出力部の低消費電力を低減した固体撮像装置を提供する。【解決手段】定電流回路部３とバッファ部４で構成され、定電流回路部３は、第１の電源電圧ＶＤＤを抵抗分割し分割電圧Ｖ１を出力する抵抗分割回路７，８と、ベース電極に分割電圧Ｖ１が印加されコレクタ電極が第１のトランジスタ１３のベースに接続された第２のトランジスタ９を有し、第２のトランジスタ９のエミッタ電極は抵抗１０とコンデンサ１６を介して基準電位に接続され、コンデンサ１６の端子電圧を、固体撮像素子ＡまたはカメラシステムＦにおける第１の電源電圧ＶＤＤよりも低い第２の電源電圧ＶＳＳ１の電源回路ＰＷ１に給電していることを特徴とする。【選択図】図１
2008193269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子からソースフォロア回路で出力される出力信号をカメラシステムの信号処理部へ供給する出力バッファ回路であって、
前記ソースフォロア回路の終段に定電流を流す定電流回路部と、
前記ソースフォロア回路の終段からの出力信号が第１のトランジスタのベースに供給され、前記固体撮像素子の第１の電源電圧から給電されて固体撮像素子の出力信号をインピーダンス変換して第１のトランジスタのエミッタから出力するバッファ部とを設け、
定電流回路部は、前記第１の電源電圧を抵抗分割し分割電圧を出力する抵抗分割回路と、
ベース電極に前記分割電圧が印加されコレクタ電極が第１のトランジスタのベースに接続された第２のトランジスタと
を有し、第２のトランジスタのエミッタ電極は抵抗と第１のコンデンサを介して基準電位に接続され、
一端が基準電位に接続された第１のコンデンサの端子電圧を、前記固体撮像素子または前記カメラシステムにおける前記第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧の電源回路に接続して給電している
固体撮像装置の出力バッファ回路。
【請求項２】
固体撮像素子からソースフォロア回路で出力される出力信号をカメラシステムの信号処理部へ供給する出力バッファ回路であって、
前記ソースフォロア回路の終段に定電流を流す定電流回路部と、
前記ソースフォロア回路の終段からの出力信号の直流成分が第２のコンデンサを介して第１のトランジスタのベースに供給され、第１の電源電圧よりも低く、第２の電源電圧よりも高い電圧である第３の電源電圧から給電され、かつ第３の電源電圧を分圧回路で分圧した直流電圧を第１のトランジスタのベースに印加して直流レベルをシフトさせて固体撮像素子の出力信号をインピーダンス変換してエミッタから出力するバッファ部とを設け、
定電流回路部は、前記第３の電源電圧がベース電極に直接に印加されコレクタ電極が第１のトランジスタのベースに接続された第２のトランジスタと
を有し、
第２のトランジスタのエミッタ電極は抵抗と第１のコンデンサを介して基準電位に接続され、
一端が基準電位に接続された第１のコンデンサの端子電圧を、前記固体撮像素子または前記カメラシステムにおける前記第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧の電源回路に接続して給電している
固体撮像装置の出力バッファ回路。
【請求項３】
前記バッファ部に定電流源を備え、
前記定電流源は、
第１のトランジスタのエミッタに第３のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが第１のコンデンサの端子電圧に接続され、第３のトランジスタのベースには、第３の電源電圧を抵抗分割した分割電圧を印加して構成されている
請求項２記載の固体撮像装置の出力バッファ回路。
【請求項４】
前記バッファ部に定電流源を備え、
前記定電流源は、
第１のトランジスタのエミッタに第３のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが第２の電源電圧よりも低い電圧の第４の電源電圧ＶＳＳ３に接続され、第３のトランジスタのベースには、第３の電源電圧を抵抗分割した分割電圧を印加して構成されている
請求項２記載の固体撮像装置の出力バッファ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置の信号出力部に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮像装置として需要が拡大している。また、携帯電話装置に代表される携帯端末装置では、カメラ機能を付加することが求められており、このような携帯端末装置の撮像装置としても、固体撮像装置の需要は拡大している。
【０００３】
そのため、撮像装置や携帯端末装置の電源として用いる電池の寿命を長くして、電池の交換頻度を下げるために、低消費電力化が求められている。
さらに、高画質の画像を得るため、固体撮像装置の固体撮像素子の画素数は増加する傾向にあり、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、携帯端末装置の高感度化の要望に伴い、固体撮像装置の高感度化、高Ｓ／Ｎ化も求められている。
【０００４】
従来技術における固体撮像装置は、受光素子であるフォトダイオードに光の強度に応じて蓄積された光生成電荷を垂直転送部（垂直ＣＣＤ）と水平転送部（水平ＣＣＤ）によって、順次、電荷検出部まで転送し、電荷検出部で電荷変化を電位変化に変換し、出力バッファ回路を通して撮像素子外部にその電位変化を出力する。
【０００５】
図８は従来の固体撮像装置の固体撮像素子の信号出力部を示し、３段のソースフォロア回路により構成された場合の一例を示したものである。
光の強度に応じて蓄積された光生成電荷が電荷検出部に入力されて電圧に変換して得られた電圧Ｖｉｎは、初段のソースフォロア回路２７を構成するＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のうちのＭＯＳトランジスタＭ１のゲートに入力される。ソースフォロア回路２７の出力は、２段目のソースフォロア回路２８を構成しているＭＯＳトランジスタＭ３，Ｍ４のうちのＭＯＳトランジスタＭ３のゲートに入力される。ソースフォロア回路２８の出力は、３段目のソースフォロア回路２９を構成するＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６のうちのＭＯＳトランジスタＭ５のゲートに入力して、インピーダンス変換している。
【０００６】
ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ５が駆動ＭＯＳトランジスタ、ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ６が電流源ＭＯＳトランジスタを成している。
各駆動ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ５のドレインは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。電流源ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ６のゲートは、ＶＬＧの一定電圧によりバイアスされ、電流源ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ６のソースは、それぞれ基準電位（ＧＮＤ）に接地されている。
【０００７】
電源電圧ＶＤＤには電荷検出部をリセットするのに必要なハイレベルな電圧が用いられている。近年の画素数の増加に伴う各転送部の駆動周波数の上昇に伴い、出力バッファ回路は周波数特性の向上のために消費電流が増加しており、出力バッファ回路の発熱量が増加することで、出力バッファ回路近傍の受光素子の温度だけが上昇するという現象が生じる。
【０００８】
一方、受光素子は温度の上昇に伴い、暗電流が増加する傾向があるため、出力バッファ回路の近傍の受光素子の暗電流が増加し、局所的に画像が白くなり、シェーディングが発生し画像が劣化してしまう。
【０００９】
その対策として、例えば特許文献１には図９に示すように、出力バッファ回路の最終段のソースフォロア回路の電流源を、複数の受光素子を含む固体撮像装置の素子外部に設ける方法などが用いられている。
【００１０】
以下、図９に示した従来技術について説明する。
Ａは複数の受光素子を含む固体撮像素子、１は固体撮像素子Ａの素子内部の出力バッファ回路（内部出力部）で、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５を用いた３段ソースフォロア回路で構成されている。ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ５が駆動ＭＯＳトランジスタ、ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４が電流源ＭＯＳトランジスタを成している。なお、固体撮像装置は、ゲート制御回路，シャッターバイアス回路，・・・・・・・・などを有している。
【００１１】
駆動ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ５のドレインは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。電流源ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４のゲートは、ＶＬＧの一定電圧によりバイアスされ、電流源ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４のソースは、それぞれ基準電位（ＧＮＤ）に接地されている。電源電圧ＶＤＤには電荷検出部をリセットするのに必要なハイレベルな電圧が用いられている。
【００１２】
２は固体撮像素子Ａの素子外部に設けられた出力バッファ回路（外部出力部）で、出力バッファ回路１の出力Ｊ１とカメラシステムＦの信号入力Ｊ２との間に設けられている。出力バッファ回路２は、定電流源回路部３と最終段バッファ部４とで構成されている。定電流源回路部３は、前記従来の固体撮像装置の信号出力部に含まれている定電流源部に相当する電気回路であり、図９に示すように抵抗７，抵抗８，トランジスタ９，抵抗１０，抵抗１１，及びコンデンサ１２から構成され、出力バッファ回路１の最終段の回路と合わせてソースフォロア回路が形成されている。
【００１３】
定電流回路部３の抵抗７と抵抗８は抵抗分割回路を形成しており、電源電圧ＶＤＤを抵抗分割し抵抗分割点から分割電圧Ｖ１を出力する。定電流回路部３のトランジスタ９は、分割電圧Ｖ１がベース電極に印加され、コレクタ電極が出力バッファ回路１の出力Ｊ１に接続され、エミッタ電極が抵抗１０を介して基準電位（ＧＮＤ）に接地されている。
【００１４】
最終段バッファ部４は、出力バッファ回路１と定電流回路部３による出力信号をインピーダンス変換して画像情報Ｐ１を出力するバッファトランジスタ１３，抵抗１４，抵抗１５から構成されている。
【００１５】
最終段バッファ部４のバッファトランジスタ１３のベースには、出力バッファ回路１の出力信号が抵抗１４を介して印加され、コレクタ電極が電源電圧ＶＤＤに接続され、エミッタ電極が抵抗１５を介して基準電位（ＧＮＤ）に接地されている。
【００１６】
最終段バッファ部４の出力は、バッファトランジスタ１３のエミッタから取り出されて信号処理部５に入力され、画像情報Ｐ２を発生すると共に、転送駆動制御部６を介して固体撮像素子Ａに制御信号がフィードバックされている。抵抗１１，１４は発振防止用の抵抗であり、必ずしも必要ではないが、出力信号を高速化する際に問題となる発振の防止あるいはオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。コンデンサ１２は抵抗分割回路の抵抗分割点と基準電位（ＧＮＤ）との間に接続され、電圧変動を抑制する目的で用いられている。
【００１７】
なお、出力バッファ回路（外部出力部）２の出力信号を信号処理するカメラシステムＦは、信号処理部５と転送駆動制御部６などで構成されており、信号処理部５と転送駆動制御部６は、固体撮像素子Ａと出力バッファ回路（外部出力部）２を駆動している電源電圧ＶＤＤとは異なる電源電圧が印加されて動作している。ここではカメラシステムＦの電源を固体撮像素子Ａと出力バッファ回路（外部出力部）２の電源と区別するために、以下の説明ではカメラシステムＦの電源をカメラシステム用電源と呼び、固体撮像素子と出力バッファ回路（外部出力部）２の電源を固体撮像素子用電源と呼んで説明する。
【特許文献１】特開２００５−３４８２６６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来において、出力バッファ回路部には電荷検出部をリセットするのに必要なハイレベルな電源電圧ＶＤＤがそのまま用いられており、出力バッファ回路の最終段のソースフォロア回路の電流源を固体撮像装置の素子外部に設けたとしても、出力バッファ回路部全体の消費電力は変わらない。ハイレベルな電圧を電源電圧として用いていることで大きな消費電力の無駄を生じさせており、電源として用いる電池の寿命を短くし、電池の交換頻度が多くなるという問題を有している。
【００１９】
本発明は電源として用いる電池の交換頻度を少なくできる固体撮像装置の出力バッファ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の請求項１記載の固体撮像装置の出力バッファ回路は、固体撮像素子からソースフォロア回路で出力される出力信号をカメラシステムの信号処理部へ供給する出力バッファ回路であって、前記ソースフォロア回路の終段に定電流を流す定電流回路部と、前記ソースフォロア回路の終段からの出力信号が第１のトランジスタのベースに供給され、前記固体撮像素子の第１の電源電圧から給電されて固体撮像素子の出力信号をインピーダンス変換して第１のトランジスタのエミッタから出力するバッファ部とを設け、定電流回路部は、前記第１の電源電圧を抵抗分割し分割電圧を出力する抵抗分割回路と、ベース電極に前記分割電圧が印加されコレクタ電極が第１のトランジスタのベースに接続された第２のトランジスタとを有し、第２のトランジスタのエミッタ電極は抵抗と第１のコンデンサを介して基準電位に接続され、一端が基準電位に接続された第１のコンデンサの端子電圧を、前記固体撮像素子または前記カメラシステムにおける前記第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧の電源回路に接続して給電していることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項２記載の固体撮像装置の出力バッファ回路は、固体撮像素子からソースフォロア回路で出力される出力信号をカメラシステムの信号処理部へ供給する出力バッファ回路であって、前記ソースフォロア回路の終段に定電流を流す定電流回路部と、前記ソースフォロア回路の終段からの出力信号の直流成分が第２のコンデンサを介して第１のトランジスタのベースに供給され、第１の電源電圧よりも低く、第２の電源電圧よりも高い電圧である第３の電源電圧から給電され、かつ第３の電源電圧を分圧回路で分圧した直流電圧を第１のトランジスタのベースに印加して直流レベルをシフトさせて固体撮像素子の出力信号をインピーダンス変換してエミッタから出力するバッファ部とを設け、定電流回路部は、前記第３の電源電圧がベース電極に直接に印加されコレクタ電極が第１のトランジスタのベースに接続された第２のトランジスタとを有し、第２のトランジスタのエミッタ電極は抵抗と第１のコンデンサを介して基準電位に接続され、一端が基準電位に接続された第１のコンデンサの端子電圧を、前記固体撮像素子または前記カメラシステムにおける前記第１の電源電圧よりも低い第２の電源電圧の電源回路に接続して給電していることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項３記載の固体撮像装置の出力バッファ回路は、請求項２において、前記バッファ部に定電流源を備え、前記定電流源は、第１のトランジスタのエミッタに第３のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが第１のコンデンサの端子電圧に接続され、第３のトランジスタのベースには、第３の電源電圧を抵抗分割した分割電圧を印加して構成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項４記載の固体撮像装置の出力バッファ回路は、請求項２において、前記バッファ部に定電流源を備え、前記定電流源は、第１のトランジスタのエミッタに第３のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが第２の電源電圧よりも低い電圧の第４の電源電圧ＶＳＳ３に接続され、第３のトランジスタのベースには、第３の電源電圧を抵抗分割した分割電圧を印加して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
この構成により、電流源で発生する無効消費電流をカメラシステムなどで再帰的に利用させることができ、固体撮像素子用の電源電圧から、それよりも低いカメラシステム用の電源電圧を差し引いた分だけ低消費電力化を実現することができる。
【００２５】
また、固体撮像素子の内部回路で定電流源を備えた回路においても同様に固体撮像素子用の電源電圧よりも低いカメラシステム用の電源電圧を接続することで、電流源で発生する無効消費電流を低減することができ、更なる低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は本発明の実施の形態１を示す。
【００２７】
図１に示す出力バッファ部が図９の従来例と異なる点は、抵抗１０はコンデンサ１６を介して基準電位（ＧＮＤ）に接地されている。コンデンサ１６の端子電圧は、カメラシステムＦに給電するカメラシステム用第１電源ＰＷ１に給電されている。
【００２８】
固体撮像素子Ａの素子内部の出力バッファ回路（内部出力部）１は、図９と同じで、ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ５を用いた３段ソースフォロア回路で構成されている。固体撮像素子Ａの素子外部の出力バッファ回路（外部出力部）２は、定電流源回路部３，最終段バッファ部４から構成される。定電流源回路部３は、抵抗７，抵抗８，第２のトランジスタとしてのエミッタ接地トランジスタ９，抵抗１０，抵抗１１，及びコンデンサ１２から構成され、固体撮像装置の素子内部の出力バッファ回路の最終段の回路と合わせてソースフォロア回路が形成される。
【００２９】
最終段バッファ部４は、出力バッファ回路１と定電流回路部３による出力信号をインピーダンス変換して画像情報Ｐ１を出力するバッファ回路であり、第１のトランジスタとしてのバッファトランジスタ１３，抵抗１４，抵抗１５から構成される。バッファトランジスタ１３はＮＰＮトランジスタで、出力バッファ回路１の出力Ｊ１が抵抗１４を介してベース電極に印加され、コレクタ電極が電源電圧ＶＤＤに接続され、エミッタ電極が抵抗１５を介して基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。出力の画像情報Ｐ１はバッファトランジスタ１３のエミッタ電極と抵抗１５との接続点から出力されている。
【００３０】
定電流源回路部３を詳しく説明すると、抵抗７と抵抗８は抵抗分割回路を形成し、電源電圧ＶＤＤを抵抗分割し抵抗分割点から分割電圧Ｖ１を出力する。ここで電源電圧ＶＤＤは固体撮像素子用電源から固体撮像素子Ａに給電されている電源電圧で、固体撮像素子Ａにおいてリセット動作に用いられているハイレベルな電源電圧である。エミッタ接地トランジスタ９はＮＰＮトランジスタで、分割電圧Ｖ１がベース電極に印加され、コレクタ電極が出力バッファ回路１の出力Ｊ１に接続されている。エミッタ接地トランジスタ９のエミッタ電極は、従来のように抵抗１０を介して基準電位（ＧＮＤ）に接続されているのではなく、電流源の消費電流を有効利用して低消費電力化を図るために、本発明ではカメラシステム用第１電源ＰＷ１に接続されている。カメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧ＶＳＳ１は、固体撮像素子用電源の電源電圧ＶＤＤよりも低い。
【００３１】
ここで、エミッタ接地トランジスタ９には、高周波の駆動を考慮してベース・コレクタ間の寄生容量が小さい等、周波数特性等の優れた小規模なトランジスタを用いる方が望ましい。抵抗１１，抵抗１４は発振防止用の抵抗であり、必ずしも必要ではないが出力信号を高速化する際に問題となる発振の防止あるいはオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。コンデンサ１２は抵抗分割回路の抵抗分割点と基準電位（ＧＮＤ）との間に接続され、コンデンサ１６はエミッタ接地トランジスタ９のエミッタ電極のソース抵抗とカメラシステムの電源端子との接続点と基準電位（ＧＮＤ）との間にそれぞれ接続され、電圧変動を抑制する目的で用いている。
【００３２】
このように図１により説明した固体撮像装置は、定電流回路部３が、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１（ＶＤＤ＞ＶＳＳ１）を電源端子にもつカメラシステムが接続されているという装置上の特徴を備えている。
【００３３】
この構成において、固体撮像素子用の電源電圧から、それよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１を差し引いた分だけ低消費電力化を実現することができる。図１の場合には、定電流回路部３の無効消費電力がカメラシステムＦに流れるため、カメラシステム用第１電源ＰＷ１からカメラシステムＦに流れる電流量が図９に示した従来例に比べて低減されて、カメラシステム用第１電源ＰＷ１の消費電力を低減できる。出力バッファ回路２では定電流回路部３と最終段バッファ部４の消費電流が支配的であるため、消費電力を顕著に少なくすることが可能となる。
【００３４】
なお、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低い電源電圧として、必ずしもカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１を用いる必要はなく、図２に示すように、それとは独立した固体撮像素子用第２電源ＰＷ２の電源電圧ＶＤＤ２を用いても良い。このようにカメラシステム用電源とは独立した電源を用いた場合、ハイレベルな電源電圧ＶＤＤとそれよりも低い電源電圧ＶＤＤ２の差を出力バッファ回路２における最適な値に設定することが可能になり、定電流回路部３の無効消費電力を皆無にすることが可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
図３と図４は本発明の実施の形態２を示し、実施の形態１と同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。図３では出力バッファ回路（外部出力部）２を動作させる電源電圧が実施の形態１とは異なっている。
【００３６】
実施の形態１の図２では電源電圧ＶＤＤを抵抗７と抵抗８で構成した抵抗分割回路で分圧して得た分割電圧Ｖ１を、抵抗１１を介してトランジスタ９のベースに印加したが、必ずしも電源電圧を抵抗分割する必要はなく、この実施の形態２ではカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１）がベース電極に直接に印加されても良い、その場合、部品点数を少なくすることができる。
【００３７】
なお、この実施の形態２においてカメラシステムＦはカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２よりも低いＶＳＳ１が印加されて動作しているカメラシステムである。カメラシステムＦ２は、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電圧であるカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２が印加されて動作しているカメラシステムである。
【００３８】
先ず図３において、出力バッファ回路（外部出力部）２は、定電流源回路部３，最終段バッファ部４から構成され、第２のトランジスタとしてのエミッタ接地トランジスタ９，抵抗１０，抵抗１１及びコンデンサ１２から構成され、出力バッファ回路（内部出力部）１の最終段の回路と合わせてソースフォロア回路が形成される。
【００３９】
最終段バッファ部４は、出力バッファ回路（内部出力部）１と定電流回路部３による出力信号をインピーダンス変換して画像情報を出力するバッファ回路であり、コンデンサ１９，抵抗１７，抵抗１８，バッファトランジスタ１３，抵抗１４，抵抗１５から構成される。
【００４０】
エミッタ接地トランジスタ９はＮＰＮトランジスタで、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電圧であるカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１）がベース電極に直接に印加され、コレクタ電極が出力バッファ回路１の出力Ｊ１に接続され、エミッタ電極が抵抗１０を介してカメラシステム用第１電源ＰＷ１に接続されている。カメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧ＶＳＳ１は、固体撮像素子用電源の電源電圧ＶＤＤよりも低い。
【００４１】
バッファトランジスタ１３はＮＰＮトランジスタで、入力信号に含まれる直流成分がコンデンサ１９により除去されて、抵抗１４を介して交流成分のみを取り出してべー電極に供給されている。また、コンデンサ１９と抵抗１４との接続点には、抵抗１７と抵抗１８で構成された分圧回路によって、電源電圧ＶＳＳ１を分圧した分圧電圧Ｖ２を作って直流成分を除去した信号出力に改めて直流電圧を重畳させ、コレクタ電極が電源電圧ＶＳＳ２に接続された最終段バッファ回路で動作可能な動作点に信号出力のＤＣレベルをシフトさせ、エミッタ電極が抵抗１５を介して基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。
【００４２】
抵抗１１，抵抗１４は発振防止用の抵抗であり、必ずしも必要ではないが出力信号を高速化する際に問題となる発振の防止あるいはオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。コンデンサ１２は第２カメラシステムＦ２のカメラシステム用第２電源ＰＷ３の電源電圧ＶＳＳ２と抵抗１１との接続点と基準電位（ＧＮＤ）の間に接続されている。コンデンサ１６はエミッタ接地トランジスタ９のエミッタ電極のソース抵抗とカメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧ＶＳＳ１との接続点と基準電位（ＧＮＤ）の間に接続され、ＶＳＳ２，ＶＳＳ１の電圧変動を抑制する目的で用いている。
【００４３】
以上のように図３により説明した固体撮像装置が実施の形態１と異なるのは、固体撮像装置の外部出力バッファ回路部の電源電圧として、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電圧であるカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１）を用いており、且つ、信号出力に含まれる直流成分を除去し、交流成分のみを取り出すコンデンサと直流成分を除去した信号出力に改めて直流電圧を重畳させ信号出力のＤＣレベルをシフトさせる分圧回路を有しているという装置上の特徴を備えている点にある。この構成において、最終段バッファ部４の消費電力を、実施の形態１から更に固体撮像素子用の電源電圧から、カメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２を差し引いた分だけ低消費電力化を実現することができる。
【００４４】
なお、前記固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電源電圧として、必ずしもカメラシステム用の電源を用いる必要はなく、図４に示すように、それとは独立した固体撮像素子用第３電源ＰＷ４の電源電圧ＶＤＤ３を用いても良い。電源電圧ＶＤＤ３を用いた場合、電源電圧ＶＤＤ３を最終段バッファ部４が動作するのに最適な値に設定することが可能になり、無効消費電力を低減することが可能となる。ここでＶＤＤ３＝ＶＳＳ２である。
【００４５】
（実施の形態３）
図５，図６，図７は本発明の実施の形態３を示し、実施の形態２と同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。図５では最終段バッファ部４に定電流源３０が追加されている点が実施の形態２とは異なっている。
【００４６】
なお、この実施の形態３においてカメラシステムＦはカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２よりも低いＶＳＳ１が印加されて動作しているカメラシステムである。カメラシステムＦ２は、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電圧であるカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２が印加されて動作しているカメラシステムである。カメラシステムＦ３は、カメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも低いＶＳＳ３が印加されて動作しているカメラシステムである。
【００４７】
先ず図５において、最終段バッファ部４は、固体撮像装置の素子内部の出力バッファ回路と定電流回路部３による出力信号をインピーダンス変換して画像情報を出力するバッファ回路であり、コンデンサ１９，抵抗１７，抵抗１８，抵抗２０，抵抗２１，エミッタ接地トランジスタ２２，抵抗２３，抵抗２４，コンデンサ２５，バッファトランジスタ１３，抵抗１４から構成される。
【００４８】
エミッタ接地トランジスタ９はＮＰＮトランジスタで、ハイレベルな固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低く、且つ、固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ１よりも高い電圧であるカメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ２（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１）がベース電極に直接に印加され、コレクタ電極が出力バッファ回路１の出力Ｊ１に接続され、エミッタ電極が抵抗１０を介して固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低い電源電圧であるカメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧ＶＳＳ１に接続されている。
【００４９】
バッファトランジスタ１３はＮＰＮトランジスタで、出力バッファ回路１の出力Ｊ１の信号出力に含まれる直流成分がコンデンサ１９により除去されて、交流成分のみを取り出して抵抗１４を介してベース電極に印加され、抵抗１７と抵抗１８で構成された分圧回路によって、直流成分を除去した信号出力に改めて直流電圧を重畳させ、コレクタ電極が第２カメラシステムＦ２の電源電圧ＶＳＳ２に接続された最終段バッファ回路で動作可能な動作点Ｖ２に信号出力のＤＣレベルをシフトさせ、エミッタ電極が抵抗２０，抵抗２１，エミッタ接地トランジスタ２２，抵抗２３，抵抗２４，及びコンデンサ２５で構成された定電流源の前記エミッタ接地トランジスタ２２のコレクタ電極に接続されている。前記定電流源は抵抗２０と抵抗２１で抵抗分割回路を形成し、電源電圧ＶＳＳ２を抵抗分割し抵抗分割点から分割電圧Ｖ３を出力する。エミッタ接地トランジスタ２２は、分割電圧Ｖ３がベース電極に印加され、エミッタ電極が抵抗２３を介して固体撮像素子用の電源電圧ＶＤＤよりも低いカメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧ＶＳＳ１に接続されている。
【００５０】
抵抗２４は発振防止用の抵抗であり、必ずしも必要ではないが出力信号を高速化する際に問題となる発振の防止あるいはオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することができる。
【００５１】
このように、図３，図４により説明した本発明の実施の形態２と異なるのは、最終段バッファ部４に定電流源３０を備え、前記電流源は所定の定電圧を抵抗分割し出力する抵抗分割回路と、前記分割電圧がベース電極に印加され、コレクタ電極が出力線に接続されているエミッタ接地トランジスタを有し、ソース電極はソース抵抗を介して、前記固体撮像素子用の電源電圧よりも低いカメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源端子ＶＳＳ１に接続されている点にある。この構成において、最終段バッファ部４の消費電力を、実施の形態２から更にカメラシステム用電源電圧ＶＳＳ２からそれよりも低いカメラシステム用電源電圧ＶＳＳ１を差し引いた分だけ低消費電力化を実現することができる。
【００５２】
また、外部出力バッファ回路部の最終段バッファ部４の定電流源に接続される電源電圧として、図６に示すように第３カメラシステムＦ３の第３電源ＰＷ５の電源電圧ＶＳＳ３（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１＞ＶＳＳ３）を用いても良く、コンデンサ２６はエミッタ接地トランジスタ２２のエミッタ電極のソース抵抗とカメラシステム用電源電圧ＶＳＳ３との接続点と基準電位（ＧＮＤ）との間にそれぞれ接続され、電圧変動を抑制する目的で用いている。
【００５３】
カメラシステム用の電源電圧ＶＳＳ３を用いた場合、最終段の出力バッファ部４が動作するのにより最適な値を選択することが可能になり、無効消費電力を低減することが可能となる。
【００５４】
更に、前記外部出力バッファ回路部の最終段バッファ部４の定電流源に接続される電源電圧として必ずしもカメラシステム用電源を用いる必要はなく、図７に示すようにそれとは独立した固体撮像素子用第４電源ＰＷ６の電源電圧ＶＤＤ４（ＶＤＤ＞ＶＳＳ２＞ＶＳＳ１＞ＶＳＳ３＝ＶＤＤ４）を用いても良い。カメラシステム用の電源とは独立した電源電圧ＶＤＤ４を用いた場合、電源電圧ＶＤＤ４を最終段の出力バッファ回路部が動作するのに最適な値に設定することが可能になり、無効消費電力を低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
低消費電力が求められ、高速駆動モードを備えるカメラならびに、この種のカメラを搭載した各種のモバイル機器の省電力の低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の出力バッファ回路部の構成図
【図２】同実施の形態の別の具体例の構成図
【図３】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の出力バッファ回路部の構成図
【図４】同実施の形態の別の具体例の構成図
【図５】本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置用の出力バッファ回路部の構成図
【図６】同実施の形態の別の具体例の構成図
【図７】同実施の形態の別の具体例の構成図
【図８】従来技術の固体撮像装置の内部出力バッファ回路を示す概略図
【図９】従来技術の固体撮像装置の出力バッファ回路部を示す概略図
【符号の説明】
【００５７】
Ａ    固体撮像素子
１    出力バッファ回路（内部出力部）
２    出力バッファ回路（外部出力部）
３    定電流源回路部
４    最終段バッファ部
ＰＷ１    カメラシステム用第１電源
ＰＷ２    固体撮像素子用第２電源
ＰＷ３    カメラシステム用第２電源
ＰＷ４    固体撮像素子用第３電源
ＰＷ５    カメラシステム用第３電源
ＰＷ６    固体撮像素子用第４電源
７，８，１０，１１，１４，１５，１７，１８    抵抗
９    エミッタ接地トランジスタ（第２のトランジスタ）
１２，１６，１９，２６    コンデンサ
１３    バッファトランジスタ（第１のトランジスタ）
３０    定電流源
Ｍ１〜Ｍ５    ＭＯＳトランジスタ
Ｆ    カメラシステム
Ｆ２    第２カメラシステム
Ｆ３    第３カメラシステム
Ｊ１    出力バッファ回路１の出力
Ｖ１，Ｖ２    分圧電圧
ＶＳＳ１    カメラシステム用第１電源ＰＷ１の電源電圧（VDD＞VSS1）
ＶＳＳ２  カメラシステム用第２電源ＰＷ３の電源電圧（VDD＞VSS2＝VDD3＞VSS1）
ＶＳＳ３    カメラシステム用第３電源ＰＷ５の電源電圧（VDD＞VSS2＞VSS1＞VSS3）
ＶＤＤ    固体撮像素子用電源から固体撮像素子Ａに給電されている電源電圧
ＶＤＤ２    固体撮像素子用第２電源ＰＷ２の電源電圧
ＶＤＤ３    固体撮像素子用第３電源ＰＷ４の電源電圧
ＶＤＤ４    固体撮像素子用第４電源ＰＷ６の電源電圧(VDD＞VSS2＞VSS1＞VSS3＝VDD4)
【図１】
2008193269.tif 000003
【図２】
2008193269.tif 000004
【図３】
2008193269.tif 000005
【図４】
2008193269.tif 000006
【図５】
2008193269.tif 000007
【図６】
2008193269.tif 000008
【図７】
2008193269.tif 000009
【図８】
2008193269.tif 000010
【図９】
2008193269.tif 000011