(57)【要約】【課題】不連続な値を出力する電圧調整回路において、その調整電圧間の電圧差を均一にすることができる。【解決手段】ヒューズと抵抗とが並列に結線され、並列に結線されたヒューズと抵抗とがさらに直列に複数結線され、ヒューズの抵抗値をＲｆとし、ある任意の抵抗値をＲとし、ｉ番目の抵抗の抵抗値Ｒｉが、次の式に従って設定され、もしくは次式に従って求められる値から上下２０％のバラツキを持って設定される。Ｒｉ＝（２i-1Ｒ＋√（（２i-1）2・Ｒ2＋２i+1・Ｒｆ・Ｒ））／２【選択図】  図１
2004200374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズまたはトランジスタと、抵抗とが並列に結線され、並列に結線された前記ヒューズまたは前記トランジスタと前記抵抗とがさらに直列に複数結線され、前記ヒューズまたは前記トランジスタの抵抗値をＲｆとし、ある任意の抵抗値をＲとし、ｉ番目の前記抵抗の抵抗値Ｒｉが、次式に従って設定され、もしくは次式に従って求められる値から上下２０％のバラツキを持って設定されていることを特徴とする電圧調整回路装置。
Ｒｉ＝（２i-1Ｒ＋√（（２i-1）2・Ｒ2＋２i+1・Ｒｆ・Ｒ））／２
【請求項２】
ヒューズまたはトランジスタと、抵抗とが並列に結線され、並列に結線された前記ヒューズまたは前記トランジスタと前記抵抗とがさらに直列に複数結線され、前記ヒューズまたは前記トランジスタの抵抗値をＲｆとし、ある任意の抵抗値をＲとし、ｉ番目の前記抵抗の抵抗値Ｒｉが、次式に従って設定され、もしくは次式に従って求められる値から上下２０％のバラツキを持って設定されている電圧調整回路を備え、前記電圧調整回路により基板電圧が調整されていることを特徴とする固体撮像装置。
Ｒｉ＝（２i-1Ｒ＋√（（２i-1）2・Ｒ2＋２i+1・Ｒｆ・Ｒ））／２
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一体型ビデオカメラ等に利用できる固体撮像装置などに必要な電圧調整回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像装置は一体型ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像部など広く実用に供されている。その中でインターライン転送方式ＣＣＤ型固体撮像装置（以下、ＩＴ−ＣＣＤという）は、低雑音特性を有することから特に注目されている。
【０００３】
図３は一般的なＩＴ−ＣＣＤの構成を示す模式図である。
【０００４】
図３において、１は光電変換機能を有するフォトダイオード、２はフォトダイオード１に蓄積された信号電荷を読み出すエンハンスメントＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型トランジスタからなる読み出しゲート、３は信号電荷を垂直方向に転送する埋め込み型チャンネル構成の垂直転送部、４は垂直転送を制御する垂直転送ゲート、５は信号電荷を水平方向に転送する水平転送部、６は出力部である。
【０００５】
フォトダイオード１は非常に強い光が入射したときに生じる過剰な電荷を、基板側へ排出するいわゆるオーバーフロー機構を備えている。このオーバーフロー機構は基板電圧により調節され、基板電圧が上昇すると、オーバーフロー機構がより強く働くが、反面、フォトダイオードの容量は減少し撮像装置としてのダイナミックレンジは減少する。このオーバーフロー機構を調整する基板電圧の調整は撮像装置の基本特性を決定する重要な働きを持つ。
【０００６】
図４は従来の基板電圧を調整する電圧調整回路装置の回路例を示した図である（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
抵抗Ｒ１からＲ５はそれぞれヒューズＦ１からヒューズＦ５に並列に接続し、それぞれで抵抗Ｒｆ１からＲｆ５を形成し、前記Ｒｆ１からＲｆ５を直列に接続している。また、Ｒ０とＲ６は前記Ｒｆ１からＲｆ５にそれぞれ電源側、ＧＮＤ側に直列に接続されている。また、前記抵抗Ｒ０とＲｆ１の間に接続された配線が、電圧クランプ用のトランジスタＴｒ１を介して基板に接続される。
【０００８】
この構成により、Ｒ０と、Ｒｆ１からＲｆ５と、Ｒ６との和の比率により基板電圧を生成する。それぞれの抵抗値は例えばＲ０；６．３５ＫΩ、Ｒ１；０．７１ＫΩ、Ｒ２；１．４２ＫΩ、Ｒ３；２．８４ＫΩ、Ｒ４；５．６８ＫΩ、Ｒ５；１１．３６ＫΩ、Ｒ６；０．７１ＫΩとし、ヒューズの抵抗は全て０．４ＫΩとしている。Ｒ１からＲ５までの抵抗値はそれぞれ１：２：４：８：１６と２進数的に増加する。
【０００９】
Ｒｆ１からＲｆ５の抵抗はぞれぞれヒューズを切断するかしないかで抵抗値を変更することができ、必要とする基板電圧を調整することができる。
【００１０】
表１は、例えばこの構成に基づいた電圧調整回路の電源を１２Ｖとしたときに得られる調整電圧値と各調整電圧の間隔の表であり、図５はそのグラフである。
【００１１】
【表１】
2004200374.tif 000003
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−３２００６１号公報（第２−３頁、図３）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の構成の電圧調整回路装置では、Ｒ１からＲ５の抵抗値としてヒューズの抵抗が有限値であることを無視した設定になっており、ヒューズカット後のトータル抵抗値が比率として２進数的に均一に増減しない。その結果、各調整電圧間の幅にバラツキが生じて、細かいステップで電圧調整を行うことができないという問題点を有していた。このためＣＣＤ固体撮像装置のダイナミックレンジ特性を決定する基板電圧を微調整することができず、ダイナミックレンジ特性のバラツキを抑制できなかった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧調整回路装置は、ヒューズまたはトランジスタと、抵抗とが並列に結線され、並列に結線されたヒューズまたはトランジスタと抵抗とがさらに直列に複数結線され、ヒューズまたはトランジスタの抵抗値をＲｆとし、ある任意の抵抗値をＲとし、ｉ番目の抵抗の抵抗値Ｒｉが、次式に従って設定され、もしくは次式に従って求められる値から上下２０％のバラツキを持って設定されていることを特徴とする。
【００１５】
Ｒｉ＝（２i-1Ｒ＋√（（２i-1）2・Ｒ2＋２i+1・Ｒｆ・Ｒ））／２
本発明の構成によれば、ヒューズにより選択される抵抗値を最適にし、各調整電圧間の幅のバラツキを抑制することができる。その結果、例えばＣＣＤ固体撮像装置ではその基板電圧を微調整することによりダイナミックレンジ特性のバラツキを抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を用いた固体撮像装置は図３に示したものと同様の固体撮像装置である。図１は本発明の実施の形態における電圧調整回路装置の回路例を示した図である。
【００１７】
図１は図４の回路構成と基本構成は同等で、抵抗Ｒ１からＲ５の抵抗値を単に２進数的に決定するのではなく、本発明の数式に従って決定している。
【００１８】
本発明の回路例によれば、ある任意抵抗Ｒを０．４５ＫΩとして、抵抗Ｒ１からＲ５をそれぞれ、Ｒ１；０．７１ＫΩ、Ｒ２；１．２０ＫΩ、Ｒ３；２．１４ＫΩ、Ｒ４；３．９６ＫΩ、Ｒ５；７．５８ＫΩとする。
【００１９】
本発明の数式は、ヒューズの抵抗Ｒｆを有限値とみなした上で、各ヒューズをカットした後の抵抗値が比率として２進数的に増減するように考慮した、多元方程式を解くことにより導出した。
【００２０】
表２は本発明の実施の形態に基づいた電圧調整回路の電源を１２Ｖとしたときに得られる、調整電圧値と各調整電圧との間隔の表であり、図２はそのグラフである。
【００２１】
【表２】
2004200374.tif 000004
【００２２】
表１、表２を比較すると、調整電圧の電圧間隔は従来技術例では最大０．４８Ｖで有るものが、本発明第１の実施形態によれば０．２３Ｖに半減されていることが判る。
【００２３】
図２のグラフを見ても、従来の構成によるグラフを示した図５に比較して調整電圧間の幅のバラツキが約１／２に抑制され、電圧間隔が揃っていることが一目瞭然である。
【００２４】
この電圧バラツキをＣＣＤ固体撮像装置の基板電圧調整値として鑑みると、ＣＣＤ固体撮像装置のダイナミックレンジ特性は基板電圧が１Ｖにつき２０％のバラツキを生じる。本発明によれば、ＣＣＤ固体撮像装置のダイナミックレンジ特性として１０％の出力変動を４％の出力変動に抑制することができる。
【００２５】
表３は本発明の実施の形態に基づいた電圧調整回路の抵抗値において、各Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値が２０％はずれて設定されたときの例を示す数表である。
【００２６】
【表３】
2004200374.tif 000005
【００２７】
この数表に従って各電圧調整値を検証してみても本発明の効果が十分得られることが判る。
【００２８】
すなわち、Ｒ１〜Ｒ５の各抵抗値のうち、一部が理論値からある程度外れていても、本発明の効果が十分得られることが判る。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態ではヒューズと並列に接続されている抵抗の数がＲ１〜Ｒ５の５本であるが、それ以外の本数でも同様であることは明白である。
【００３０】
また、表３においてＲ１〜Ｒ５の抵抗値の計算値からずれについて１６通りの組み合わせについての例を示しているが、Ｒ１〜Ｒ５それぞれが増、または減となる組み合わせはトータル３２通りあり、表３の例ではその半分しか数値を挙げていないが、残り半分の組み合わせでも同様の結果が得られることは明らかである。
【００３１】
また、本発明ではヒューズにより各抵抗を選択する方式において理想的に抵抗値を算出する数式を示しているが、ヒューズ以外にトランジスタ等のスイッチングを利用した電圧調整回路装置においても、抵抗値が有限値を持っているものを利用するときには同様の考え方にて抵抗列の理想値を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば電圧調整回路装置の調整電圧間隔バラツキを半減でき、例えばＣＣＤ固体撮像装置のダイナミックレンジ特性のバラツキを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電圧調整回路装置の回路例を示した図
【図２】本発明の実施の形態における電圧調整回路装置の出力電圧とその電圧間隔を示した図
【図３】従来の固体撮像装置の概略平面図
【図４】従来の電圧調整回路装置の回路例を示した図
【図５】従来の電圧調整回路装置の回路例による出力電圧とその電圧間隔を示した図
【符号の説明】
１  フォトダイオード
２  読み出しゲート
３  垂直転送部
４  垂直転送ゲート
５  水平転送部
６  出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004200374.tif 000008
【図４】
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【図５】
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