(57)【要約】【課題】固体撮像素子の出力インピーダンスを低くして出力端子にインピーダンスの整合がとれた伝送ケーブルを直接接続させるとともに、低出力インピーダンスながら固体撮像素子の発熱を抑制させるものである。【解決手段】撮像部１と２段ソースフォロアアンプからなる増幅部２が集積された固体撮像素子に出力インピーダンスが７５Ω以下のＭＯＳトランジスタからなる出力部３を設け、同出力部の出力端子８と接地端子間に電気的にオン・オフができるスイッチ１１と抵抗９を直列に接続する。これにより、出力端子に特性インピーダンスが７５Ω以下である伝送ケーブルに直接接続できるとともに、出力部の低出力インピーダンスのＭＯＳトランジスタに流れる電流を外部の抵抗で消費させ、かつ、出力信号を取り出す時のみスイッチをオンさせるので固体撮像素子の発熱を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部と出力部が集積され、前記出力部から出力信号を取り出すときのみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
撮像部と出力部が集積され、前記撮像部の映像期間のみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記出力部は多段のソースフォロアからなる増幅部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記出力部の出力端子に接続されたスイッチのオンオフにより前記出力部に流れる電流を調節することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
撮像部と出力部が集積された固体撮像装置の駆動方法であって、前記出力部から出力信号を取り出すときのみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項６】
撮像部と出力部が集積された固体撮像装置の駆動方法であって、前記撮像部の映像期間のみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項７】
前記出力部は多段のソースフォロアからなる増幅部を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体撮像素子では信号出力増幅器が２段または３段のソースフォロアアンプの増幅部のみで構成され、ソースフォロアアンプの出力端子から信号が直接取り出されていた。    
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら従来の構成では、信号出力増幅器の出力インピーダンスが７５Ωより高いため、外部の信号処理回路へ電気信号を伝送する場合に、伝送ケーブルの特性インピーダンスは７５Ω以下であるので、直接伝送ケーブルを接続するとインピーダンス整合が悪くなり、伝送損失が発生するので、伝送ケーブルを直接信号出力増幅器の出力端子に接続することができないという課題があった。
【０００４】
また、信号出力増幅器の出力インピーダンスを７５Ω以下にするために、ソースフォロアの最終段のＭＯＳトランジスタのうち、電源端子側に接続されているＭＯＳトランジスタのインピーダンスを７５Ω以下にした場合、このトランジスタと接地端子間に接続されている負荷（ロード）ＭＯＳトランジスタに流れる電流が大きくなるため、ロードＭＯＳトランジスタが６０℃以上に発熱し、実用化が困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、伝送ケーブルが信号出力増幅器の出力端子に直接接続可能であり、かつＭＯＳトランジスタの発熱を５０℃以下に抑制できる固体撮像装置およびその駆動方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の固体撮像装置は、撮像部と出力部が集積され、前記出力部から出力信号を取り出すときのみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の別の固体撮像装置は、撮像部と出力部が集積され、前記撮像部の映像期間のみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする。
【０００８】
前記出力部は多段のソースフォロアからなる増幅部を含むことが好ましい。
【０００９】
前記出力部の出力端子に接続されたスイッチのオンオフにより前記出力部に流れる電流を調節することが好ましい。
【００１０】
本発明の固体撮像装置の駆動方法は、撮像部と出力部が集積された固体撮像装置の駆動方法であって、前記出力部から出力信号を取り出すときのみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の固体撮像装置の駆動方法は、撮像部と出力部が集積された固体撮像装置の駆動方法であって、前記撮像部の映像期間のみ前記出力部に電流が流れるようにすることを特徴とする。
【００１２】
前記出力部は多段のソースフォロアからなる増幅部を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出力部のＭＯＳトランジスタのドレインからソースに流れる不必要な電流を抑制することにより、固体撮像素子の内部でのＭＯＳトランジスタの発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の固体撮像素子、固体撮像装置およびその駆動方法の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における固体撮像素子を図１を用いて説明をする。
【００１６】
この構造は、撮像部１と、４つのＭＯＳトランジスタからなる２段ソースフォロア増幅器（アンプ）の増幅部２および出力インピーダンスが７５Ω以下のＭＯＳトランジスタからなる出力部３で構成され、撮像部１の出力端子４は２段ソースフォロアアンプの初段ＭＯＳトランジスタのゲートに接続され、２段ソースフォロアアンプのロードＭＯＳトランジスタのゲートは共通のロードゲート端子５に接続され、また、出力部３のＭＯＳトランジスタのゲートは、２段ソースフォロアアンプの出力端子６に、ドレインは電源端子７に、ソースは出力部３の出力端子８に接続されているものである。
【００１７】
次に、以上のような構成の固体撮像素子における動作を説明する。
【００１８】
まず、撮像部１で得られた映像の電気信号は、撮像部１の出力端子４を通って増幅部２の２段ソースフォロアアンプの初段ＭＯＳトランジスタのゲートに入力される。次に、増幅された電気信号は、２段ソースフォロアアンプの出力端子６から低出力インピーダンス（７５Ω以下）の出力部３のＭＯＳトランジスタのゲートに入力され、さらに出力部３の出力端子８から固体撮像素子外部へ出力される。
【００１９】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子は、出力部３が７５Ω以下のＭＯＳトランジスタで構成されているので、出力部３の出力インピーダンスが７５Ω以下の低出力インピーダンスを実現することができる。従って、特性インピーダンスが７５Ω以下である伝送ケーブルに直接接続することができる。
【００２０】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における固体撮像装置を図２を用いて説明をする。
【００２１】
この構造は、図２に示すように、第１の実施の形態における固体撮像素子に、さらに、出力部３の出力端子８と接地間に抵抗９が接続され、抵抗９の接地側とは反対側の端子に信号出力端子１０が接続され、抵抗９は固体撮像素子の外部に設けられたものである。
【００２２】
この構造により、出力部のＭＯＳトランジスタのドレインからソースに流れる低出力インピーダンスによる大きな電流を固体撮像素子の外部にある抵抗を通して流すことができるので、外部で発熱させることができ、固体撮像素子の内部でのＭＯＳトランジスタの発熱を抑制することができる。
【００２３】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態における固体撮像装置を図３を用いて説明をする。
【００２４】
この構造は、図３に示すように、図２で示した第２の実施の形態における構造に、さらに、出力部３の出力端子８と抵抗９との間にスイッチ１１を接続したものである。
【００２５】
この構造により、スイッチ１１を用いて、信号出力端子１０より信号が出力されるときのみスイッチ１１をオンさせることにより、そのときのみ出力部のＭＯＳトランジスタをオンさせ、信号出力端子１０より信号が出力されないときにはスイッチ１１をオフさせることにより、固体撮像素子内部でのＭＯＳトランジスタの発熱をさらに抑制することができる。
【００２６】
（実施の形態４）
本発明の固体撮像装置の第４の実施の形態を図４を用いて説明をする。
【００２７】
この構造は、図２で示した第２の実施の形態の構造に、出力部３の出力端子８と抵抗９との間に伝送ケーブル１２が接続されたものである。
【００２８】
この構造によれば、出力部３の出力端子８から出力される電気信号は、例えば出力部３の出力インピーダンスを４３Ωとした場合、特性インピーダンス４３Ωの伝送ケーブル１２を用いると、伝送ケーブル内での減衰や反射を起こすことなく伝送され、信号出力端子１０から信号を損失無く取り出すことができる。
【００２９】
また、出力部３のＭＯＳトランジスタのドレインからソースに流れる低出力インピーダンスによる大きな電流を伝送ケーブル１２を通して固体撮像素子の外部にある抵抗９に流すことができるので、外部抵抗により外部で発熱させることができ、固体撮像素子の内部での発熱を抑制することができる。
【００３０】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態における固体撮像装置を図５を用いて説明をする。
【００３１】
この構造は、図４に示した第４の実施の形態の構造に、さらに、伝送ケーブル１２と抵抗９との間に、電気的にオン・オフができるスイッチ１１を設けたものである。
【００３２】
この構造によれば、第４の実施の形態で説明した効果の他に、信号出力端子１０から信号を取り出す期間のみスイッチ１１をオンさせ、それ以外の期間はスイッチ１１をオフさせることにより、出力部３のＭＯＳトランジスタのドレインからソースに流れる不必要な電流を抑制することができ、固体撮像素子の内部でのＭＯＳトランジスタの発熱をさらに抑制することができる。
【００３３】
この効果をさらに詳しく説明する。
【００３４】
例えば、５万画素（水平２２５画素×垂直２２５画素）の固体撮像素子の映像をＮＴＳＣ方式の２６万画素のテレビ画面に表示する場合を考える。
【００３５】
図６に示すように、２６万画素のテレビ画面１３のうち斜線で示した５万画素の領域１４のみ映像信号が存在するとき、斜線内の５万画素の領域１４の期間のみこの５万画素の固体撮像装置のスイッチ１１をオンし、それ以外はスイッチ１１をオフすれば、出力部３のＭＯＳトランジスタの消費電力は５分の１に抑制することができる。
【００３６】
次に、５万画素の固体撮像装置のスイッチ１１を連続オンする連続駆動の場合と、図５で示したように映像信号が存在している５万画素の領域１４の期間のみスイッチ１１をオンする間欠駆動の場合とで、固体撮像素子の温度上昇を比較してみる。
【００３７】
固体撮像素子の温度上昇を測定する系としては、図５に示した出力部３のＭＯＳトランジスタの出力インピーダンスを４３Ωとし、４３Ωの特性インピーダンスの伝送ケーブル１２を用い、抵抗９に７１０Ωのものを接続した。また、スイッチ１１および抵抗９と並列に、４３μＦのコンデンサおよび４３Ωの抵抗からなる直列回路を接続した。
【００３８】
その結果、室温を２６℃とした場合、連続駆動の場合の固体撮像素子温度が、７１℃であるのに対し、間欠駆動の場合の固体撮像素子温度は、４３℃に抑制できた。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、抵抗９として抵抗器を用いて説明したが、トランジスタ等を用いた抵抗体であっても、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る固体撮像装置は、出力部に流れる不必要な電流を抑制することにより、固体撮像素子の内部での発熱を抑制することができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における固体撮像素子の要部構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態における固体撮像装置の要部構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態における固体撮像装置の要部構成図
【図４】本発明の第４の実施の形態における固体撮像装置の要部構成図
【図５】本発明の第５の実施の形態おける固体撮像装置の要部構成図
【図６】本発明の第５の実施の形態おける固体撮像装置の動作説明図
【符号の説明】
【００４２】
１  撮像部
２  増幅部
３  出力部
４  撮像部の出力端子
５  ロードゲート端子
６  ２段ソースフォロアアンプの出力端子
７  電源端子
８  出力部の出力端子
９  抵抗
１０  信号出力端子
１１  スイッチ
１２  伝送ケーブル
１３  ２６万画素のテレビ画面
１４  ５万画素の領域
【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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