(57)【要約】【課題】サンプルホールド回路を備える固体撮像装置であって、ＣＣＤの電源のオン／オフ時に発生する過大な電圧が外部へ出力されることを防止することのできる固体撮像装置を提供する。【解決手段】実施形態の固体撮像装置は、ＣＣＤの出力をサンプリングするサンプリング用トランジスタＭＴ１およびサンプリングされた電圧を保持するキャパシタＣを有するサンプルホールド回路１と、サンプリング用トランジスタＭＴ１のスイッチングを制御するスイッチング制御部２と、を備えている。スイッチング制御部２が、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間は、サンプリング用トランジスタＭＴ１をオフさせる。【選択図】  図１
2012039278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＣＤの出力をサンプリングするサンプリング用トランジスタと、前記サンプリングされた電圧を保持するキャパシタとを有するサンプルホールド回路と、
前記サンプリング用トランジスタのスイッチングを制御するスイッチング制御手段と
を備え、
前記スイッチング制御手段が、前記ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間は、前記サンプリング用トランジスタをオフさせる
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記サンプルホールド回路の出力端子に接続されるプルアップ用トランジスタをさらに備え、
前記スイッチング制御手段が、前記ＣＣＤの電源投入時の電源電圧立ち上り期間および電源遮断時の電源電圧立ち下り期間は、前記サンプリング用トランジスタをオフさせるとともに、前記プルアップ用トランジスタをオンさせて、前記サンプルホールド回路の出力電圧をプルアップ電圧とする
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記プルアップ電圧が、一定の直流電圧である
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記プルアップ電圧が、前記プルアップ用トランジスタのスイッチングを制御する信号から供給される
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やスキャナなどの画像読み取り装置では、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）を搭載する固体撮像装置により光電変換が行われる。近年、画像読み取り装置の読み取り速度の高速化に対応するため、固体撮像装置では、ＣＣＤの出力をサンプルホールドして、出力信号のレベルの安定化を図ることが行われている。
【０００３】
画像読み取り装置は、固体撮像装置から出力されたアナログ電気信号を、エミッタフォロワを介して、信号処理ＩＣであるＡＦＥ（Analog  Front  End）へ入力し、ＡＦＥにてＡ／Ｄ変換することによりデジタル信号へ変換する。
【０００４】
通常、ＣＣＤが平常動作を行っている場合、エミッタフォロワやＡＦＥへの入力は、ＣＣＤの出力電圧の変化に追従することができ、その入力電圧もエミッタフォロワやＡＦＥの最大定格以内である。
【０００５】
しかし、ＣＣＤの電源のオン／オフ時にクロックが入力されると、オフセット変化や初期蓄積電荷の吐き出し等によって、ＣＣＤの出力電圧が過大に変化する。そのため、この過大な出力電圧の変化にエミッタフォロワが追従できず、ベース‐エミッタ間に逆バイアス電圧が印加されるという問題が発生する。また、ＡＦＥの入力電圧が最大定格を超えてしまうという問題も発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、サンプルホールド回路を備える固体撮像装置であって、ＣＣＤの電源のオン／オフ時に発生する過大な電圧が外部へ出力されることを防止することのできる固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の固体撮像装置は、ＣＣＤの出力をサンプリングするサンプリング用トランジスタおよびサンプリングされた電圧を保持するキャパシタを有するサンプルホールド回路と、サンプルホールド回路のサンプリング用トランジスタのスイッチングを制御するスイッチング制御手段と、を備えている。スイッチング制御手段が、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間は、サンプルホールド回路のサンプリング用トランジスタをオフさせる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の動作の例を示す波形図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の動作の例を示す波形図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の動作の例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態の固体撮像装置は、ＣＣＤから出力された信号をサンプリングしてホールドするサンプルホールド回路１と、サンプルホールド回路１のサンプリングに使用するサンプリングパルスの出力を制御するスイッチング制御部２と、を備える。
【００１３】
また、サンプルホールド回路１の出力ＳＨＯは、出力バッファＢＵＦへ入力される。出力バッファＢＵＦの出力が、本実施形態の固体撮像装置の出力信号ＯＵＴとなる。
【００１４】
サンプルホールド回路１は、ＣＣＤから出力された信号をサンプリングするＭＯＳトランジスタＭＴ１と、サンプリングされた電圧を保持するキャパシタＣと、を有する。
【００１５】
スイッチング制御部２へは、サンプリングパルスＳＰおよび制御信号ＣＴが入力される。サンプリングパルスＳＰは、一定周期で変化するパルス信号であり、制御信号ＣＴは、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間を示す信号である。
【００１６】
スイッチング制御部２は、サンプリングパルスＳＰおよび制御信号ＣＴにもとづいて、サンプルホールド回路１のＭＯＳトランジスタＭＴ１のスイッチングを制御するスイッチング制御信号ＳＰＣを出力する。
【００１７】
スイッチング制御信号ＳＰＣとして、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間は、サンプルホールド回路１のＭＯＳトランジスタＭＴ１をオフさせる信号が出力され、ＣＣＤの電源電圧が通常に出力されている間は、サンプリングパルスＳＰと同じ信号が出力される。
【００１８】
ＭＯＳトランジスタＭＴ１がオフするので、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間、サンプルホールド回路１は、ＣＣＤ出力信号のサンプリングを停止する。
【００１９】
図２に、本実施形態の固体撮像装置の動作波形の例を示す。ここでは、ＣＣＤ出力の例として、通常駆動時は約５Ｖから約３〜４Ｖの範囲の出力電圧であるのに対して、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間では、注入電荷により約８Ｖから約１Ｖまで変化する過大電圧が発生し、ＣＣＤの電源電圧の立ち下り期間では、注入電荷により約４Ｖから約１Ｖまで変化する過大電圧が発生する例を示している。
【００２０】
図２に示す例では、制御信号ＣＴは、ＣＣＤの電源電圧の立ち上りを含む期間および立ち下りを含む期間は‘Ｌ’であり、ＣＣＤの電源電圧が通常に出力されている間は‘Ｈ’である。また、スイッチング制御信号ＳＰＣは、制御信号ＣＴが‘Ｌ’のときは‘Ｌ’となり、制御信号ＣＴが‘Ｈ’のときはサンプリングパルスＳＰと同じ信号となる。
【００２１】
このスイッチング制御信号ＳＰＣの制御により、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間、サンプルホールド回路１は、ＣＣＤ出力信号のサンプリングを停止する。したがって、この期間に発生するＣＣＤ出力の過大電圧が、出力信号ＯＵＴに伝達されることがない。
【００２２】
このような本実施形態によれば、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間に、ＣＣＤ出力信号のサンプリングを停止するので、この期間に発生するＣＣＤ出力の過大電圧が外部へ出力されることを防止することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
上述したように、第１の実施形態では、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間では、サンプルホールド回路１がＣＣＤ出力信号のサンプリングを停止する。この期間、サンプルホールド回路１の出力ＳＨＯの電圧は、キャパシタＣに保持された電圧となる。したがって、この期間の出力信号ＯＵＴの信号レベルは一定とならない。そこで、本実施形態では、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間の出力信号ＯＵＴの信号レベルを一定とすることのできる固体撮像装置の例を示す。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【００２５】
本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、サンプルホールド回路１の出力ＳＨＯに、プルアップ用のトランジスタであるＭＯＳトランジスタＭＴ２が接続されている点と、スイッチング制御部２Ａが、スイッチング制御信号ＳＰＣのほかにスイッチング制御信号ＳＷを出力する点である。
【００２６】
ＭＯＳトランジスタＭＴ２は、一端がサンプルホールド回路１の出力ＳＨＯに接続され、他端に一定の直流電圧Ｖｐが印加されている。また、ＭＯＳトランジスタＭＴ２のオン／オフは、スイッチング制御部２Ａから出力されるスイッチング制御信号ＳＷにより制御される。
【００２７】
スイッチング制御部２Ａは、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間、スイッチング制御信号ＳＰＣとして、サンプルホールド回路１のＭＯＳトランジスタＭＴ１をオフさせる信号を出力し、スイッチング制御信号ＳＷとして、ＭＯＳトランジスタＭＴ２をオンさせる信号を出力する。
【００２８】
図４に、本実施形態の固体撮像装置の動作波形の例を示す。
【００２９】
図４に示す例では、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間、スイッチング制御信号ＳＰＣは‘Ｌ’となり、スイッチング制御信号ＳＷは‘Ｈ’となる。このスイッチング制御信号ＳＰＣおよびスイッチング制御信号ＳＷにより、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間のサンプルホールド回路１の出力ＳＨＯの電圧は、ＭＯＳトランジスタＭＴ２を介して印加される直流電圧Ｖｐとなる。したがって、この期間の出力信号ＯＵＴの信号レベルも一定となる。
【００３０】
このような本実施形態によれば、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間の出力電圧を一定の電圧とすることができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
上述したように、第２の実施形態では、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間の固体撮像装置の出力電圧を一定の電圧とすることができる。ただし、そのためには、一定の直流電圧Ｖｐを用意する必要がある。そこで、本実施形態では、一定の直流電圧Ｖｐを用意しなくても、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間の出力電圧を一定にすることのできる固体撮像装置の例を示す。
【００３２】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【００３３】
本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、ＭＯＳトランジスタＭＴ２へ、一定の直流電圧Ｖｐの代わりに、スイッチング制御信号ＳＷの信号電圧が印加される点である。
【００３４】
図４に、本実施形態の固体撮像装置の動作波形の例を示す。
【００３５】
図４に示す例では、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間、スイッチング制御信号ＳＷの信号レベルは‘Ｈ’である。したがって、この期間、ＭＯＳトランジスタＭＴ２へは、この‘Ｈ’レベルの電圧が印加され、サンプルホールド回路１の出力ＳＨＯの電圧も、この‘Ｈ’レベルの電圧となる。その結果、この期間の出力信号ＯＵＴの信号レベルも一定となる。
【００３６】
このような本実施形態によれば、一定の直流電圧Ｖｐを用意しなくても、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間の出力電圧を一定の電圧とすることができる。
【００３７】
以上説明した少なくとも１つの実施形態の固体撮像装置によれば、ＣＣＤの電源電圧の立ち上り期間および立ち下り期間にサンプルホールド回路のサンプリング用トランジスタをオフさせることにより、この期間に発生するＣＣＤの過大電圧が外部へ出力されることを防止することができる。
【００３８】
また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１  サンプルホールド回路
２、２Ａ  スイッチング制御部
ＭＴ１、ＭＴ２  ＭＯＳトランジスタ
Ｃ  キャパシタ
ＢＵＦ  出力バッファ
【図１】
2012039278.tif 000003
【図２】
2012039278.tif 000004
【図３】
2012039278.tif 000005
【図４】
2012039278.tif 000006
【図５】
2012039278.tif 000007
【図６】
2012039278.tif 000008