JP2005210626A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 並列配置したときに不感領域を小さくすることが可能であって、より正確な撮像結果を得ることができる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 固体撮像装置１は、光検出部１１、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０を備え、行選択信号の波形を整形する波形整形手段としてＭ個の波形整形回路Ｗ_１,１〜Ｗ_１,Ｍを更に備えている。行選択部３０から出力された行選択信号Ｓ_Ａ,ｍは、波形整形回路Ｗ_１,ｍにより波形整形された後に、光検出部１１の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに入力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フォトダイオードを各々含む複数の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列された光検出部を備える固体撮像装置に関するものである。

固体撮像装置は、フォトダイオードを各々含む複数の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列された光検出部と、この光検出部の各行を選択する行選択信号を出力する行選択部と、この光検出部の各列を選択する列選択信号を出力する列選択部と、を備えている。そして、行選択部および列選択部により、光検出部の各画素のフォトダイオードで発生した電荷が順次に読み出される。このような固体撮像装置において、一般に、矩形領域内に光検出部が配置され、該矩形の第１辺の側（光検出部の第１行または第Ｍ行の側）に列選択部が配置され、該矩形の第２辺（第１辺に垂直な辺）の側に行選択部が配置されている。

これに対して、特許文献１に開示された固体撮像装置においては、光検出部が配置される矩形の第１辺の側に列選択部が配置され、該矩形の第１辺または第３辺（第１辺に平行な対向する辺）の側に行選択部が配置されている。このような配置とすることで、固体撮像装置を半導体基板上に形成したときに該固体撮像装置を小型化することができ、また、複数の固体撮像装置を並列配置したときに各々の光検出部の間の不感領域（光入射を検知することができない領域）を小さくすることができる。
特開平３−２７６８４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された固体撮像装置は以下のような問題点を有していることを本願発明者は見出した。すなわち、行選択部から光検出部の各行の画素へ送られる行選択信号の配線長は行によって異なる。行選択部から光検出部の或る行の画素へ至るまでの行選択信号の配線長が長いと、その配線の抵抗値および容量値が大きく、それ故、その行の画素へ入力する行選択信号の波形が劣化する。このことから、光検出部の各画素のフォトダイオードで発生した電荷の読み出しは行によって異なり、正確な撮像結果を得ることができない。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、並列配置したときに不感領域を小さくすることが可能であって、より正確な撮像結果を得ることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る固体撮像装置は、(1) フォトダイオードおよびスイッチを各々含む複数の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列され、第ｎ列の各画素のフォトダイオードがスイッチを介して配線Ｌ_ｎに接続されている光検出部と、(2) 光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、Ｎ個の読出回路Ｒ_１〜Ｒ_ＮおよびＮ個のスイッチＳＷ_１〜ＳＷ_Ｎを含み、各配線Ｌ_ｎを経て流入する電荷を読出回路Ｒ_ｎ内に蓄積し、その蓄積した電荷の量に応じた電圧値を読出回路Ｒ_ｎからスイッチＳＷ_ｎを介して出力する出力部と、(3) 光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、光検出部の第ｍ行の各画素のスイッチの開閉を指示する行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを出力する行選択部と、(4) 光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、出力部のスイッチＳＷ_ｎの開閉を指示する列選択信号Ｓ_Ｂ,ｎを出力する列選択部と、(5) 光検出部のＭ行のうち行選択部からの距離が所定距離より長い各行について、行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを光検出部の第ｍ行の各画素のスイッチに入力させる波形整形手段と、を備えることを特徴とする。ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の任意の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数である。

この固体撮像装置では、光検出部においてＭ行Ｎ列に２次元配列された複数の画素それぞれのフォトダイオードで発生した電荷は、行選択部から出力される行選択信号および列選択部から出力される列選択信号により、該画素のスイッチおよび配線Ｌ_ｎを経て、出力部の読出回路Ｒ_ｎ内に蓄積され、その蓄積された電荷の量に応じた電圧値が読出回路Ｒ_ｎからスイッチＳＷ_ｎを介して順次に出力される。出力部、行選択部および列選択部それぞれは、光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置されている。したがって、行選択部から出力された行選択信号Ｓ_Ａ,ｍが第ｍ行の各画素に到達するまでの配線長は行によって相違する。

仮に波形整形手段を設けないとすれば、各画素に入力する行選択信号の波形が劣化して、光検出部の各画素のフォトダイオードで発生した電荷の読み出しは行によって異なり、正確な撮像結果を得ることができない。しかし、本発明では、光検出部のＭ行のうち行選択部からの距離が所定距離より長い各行について、行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形する波形整形手段を設けて、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを光検出部の第ｍ行の各画素に入力させることにより、より正確な撮像結果を得ることができる。

波形整形手段は、光検出部のＭ行のうち行選択部からの距離が所定距離より長い各行についてのみ設けられてもよい。しかし、波形整形手段は、光検出部の全ての行それぞれについて設けられてもよい。

また、波形整形手段は、光検出部の行毎に該行の画素配列方向の一方の側に配置されているのが好適であり、或いは、光検出部の行毎に該行の画素配列方向の双方の側に配置されているのも好適である。

また、波形整形手段は、行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを入力して、その入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含むのが好適である。

本発明に係る固体撮像装置は、並列配置したときに不感領域を小さくすることが可能であって、より正確な撮像結果を得ることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
先ず、本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る固体撮像装置１の構成図である。この図に示される固体撮像装置１は、光検出部１１、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０を備える。

光検出部１１は、フォトダイオードおよびスイッチを各々含むＭ×Ｎ個の画素Ｐ_ｍ,ｎがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものである。第ｎ列のＭ個の画素Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれのフォトダイオードは、該画素のスイッチを介して共通の配線Ｌ_ｎに接続されている。なお、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の任意の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数である。画素の間または横に配設されるＮ本の配線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎは、その配設分布が出来る限り一様であるのが好ましい。

出力部２０は、光検出部１１の第Ｍ行の側に配置され、Ｎ個の読出回路Ｒ_１〜Ｒ_ＮおよびＮ個のスイッチＳＷ_１〜ＳＷ_Ｎを含み、各配線Ｌ_ｎを経て流入する電荷を読出回路Ｒ_ｎ内に蓄積し、その蓄積した電荷の量に応じた電圧値を読出回路Ｒ_ｎからスイッチＳＷ_ｎを介して出力する。

行選択部３０は、光検出部１１の第１行の側に配置され、光検出部１１の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチの開閉を指示する行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを出力する。列選択部４０は、光検出部１１の第Ｍ行の側に配置され、出力部２０のスイッチＳＷ_ｎの開閉を指示する列選択信号Ｓ_Ｂ,ｎを出力する。行選択部３０および列選択部４０それぞれはシフトレジスタ回路を含み、このシフトレジスタ回路の各段の信号を行選択信号または列選択信号として出力する。

光検出部１１、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０は、半導体基板上に集積化されている。そして、その集積化時のレイアウトにおいて、出力部２０，行選択部３０および列選択部４０それぞれは、光検出部１１の各行の画素配列方向（図で横方向）について光検出部１１の内側に配置される。

また、固体撮像装置１は、行選択信号の波形を整形する波形整形手段として、Ｍ個の波形整形回路Ｗ_１,１〜Ｗ_１,Ｍを更に備えている。各波形整形回路Ｗ_１,ｍは、光検出部１１の第ｍ行の画素配列方向の一方の側に配置されており、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを、光検出部１１の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチに入力させる。各波形整形回路Ｗ_１,ｍは、入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含むのが好適である。

図２は、第１実施形態に係る固体撮像装置１の画素Ｐ_ｍ,ｎ、読出回路Ｒ_ｎ、スイッチＳＷ_ｎおよび波形整形回路Ｗ_１,ｍそれぞれの回路図である。ここでは、第ｍ行第ｎ列にある画素Ｐ_ｍ,ｎを中心にして各回路を説明する。

画素Ｐ_ｍ,ｎは、フォトダイオードＰＤおよびスイッチＳＷを含む。画素Ｐ_ｍ,ｎ内のフォトダイオードＰＤのアノード端子は接地され、フォトダイオードＰＤのカソード端子はスイッチＳＷを介して配線Ｌ_ｎと接続されている。画素Ｐ_ｍ,ｎ内のスイッチＳＷは、波形整形回路Ｗ_１,ｍから波形整形されて出力される行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍにより開閉が制御される。

読出回路Ｒ_ｎは、アンプＡ、容量素子ＣおよびスイッチＳＷを含む。読出回路Ｒ_ｎ内のアンプＡの入力端子は配線Ｌ_ｎと接続されており、アンプＡの出力端子はスイッチＳＷ_ｎと接続されている。容量素子ＣおよびスイッチＳＷは、互いに並列接続されていて、アンプＡの入出力端子間に設けられている。スイッチＳＷ_ｎは、読出回路Ｒ_ｎ内のアンプＡの出力端子と接続されており、列選択部４０から出力される列選択信号Ｓ_Ｂ,ｎにより開閉が制御される。

読出回路Ｒ_ｎ内のスイッチＳＷが閉じることにより、容量素子Ｃが放電され、読出回路Ｒ_ｎからの出力電圧値が初期化される。読出回路Ｒ_ｎ内のスイッチＳＷが開いている期間に、各配線Ｌ_ｎを経て流入する電荷が容量素子Ｃに蓄積され、その蓄積した電荷の量に応じた電圧値が読出回路Ｒ_ｎから出力される。スイッチＳＷ_ｎが閉じている期間に、読出回路Ｒ_ｎからの出力電圧値はスイッチＳＷ_ｎを介して出力される。

波形整形回路Ｗ_１,ｍは、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを入力するとともにＧａｔｅ信号をも入力して、行選択信号Ｓ_Ａ,ｍとＧａｔｅ信号との論理積を表す信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する。

図３は、第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。この図には、波形整形回路Ｗ_１,ｍに入力するときの行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形、波形整形回路Ｗ_１,ｍに入力するＧａｔｅ信号の波形、および、波形整形回路Ｗ_１,ｍから出力するときの行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍの波形、それぞれが示されている。

行選択部３０から出力されるＭ個の行選択信号Ｓ_Ａ,１〜Ｓ_Ａ,Ｍは、順次にハイレベルになる。行選択部３０から出力されるときの行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形がきれいな矩形のパルス波形であったとしても、行選択部３０から波形整形回路Ｗ_１,ｍに至るまでの配線の抵抗および容量に因り、波形整形回路Ｗ_１,ｍに入力するときの行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形は劣化する場合がある。

波形整形回路Ｗ_１,ｍに入力するＧａｔｅ信号は一定周期の矩形のパルス波形である。行選択部３０から出力されるＭ個の行選択信号Ｓ_Ａ,１〜Ｓ_Ａ,Ｍの何れかがハイレベルであるときに、Ｇａｔｅ信号はハイレベルとなる。したがって、行選択信号Ｓ_Ａ,ｍおよびＧａｔｅ信号を入力する波形整形回路Ｗ_１,ｍは、双方の入力信号のレベルが或る閾値を超えるときに、出力信号がハイレベルとなる。すなわち、波形整形回路Ｗ_１,ｍから出力して画素Ｐ_ｍ,ｎ内のスイッチＳＷに入力する行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍは波形整形されたものとなる。なお、各行の画素Ｐ_ｍ,ｎ内のスイッチＳＷに入力する行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍは、そのパルス幅が一定であるのが好ましい。

画素Ｐ_ｍ,ｎ内のスイッチＳＷに入力する行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍがハイレベルである期間、そのスイッチＳＷが閉じて、画素Ｐ_ｍ,ｎ内のフォトダイオードＰＤで発生した電荷は、配線Ｌ_ｎを経て読出回路Ｒ_ｎに流入し、その読出回路Ｒ_ｎ内の容量素子Ｃに蓄積される。そして、Ｎ個の列選択信号Ｓ_Ｂ,１〜Ｓ_Ｂ,Ｎが順次にハイレベルとなることにより、Ｎ個のスイッチＳＷ_１〜ＳＷ_Ｎが順次に閉じて、読出回路Ｒ_ｎ内の容量素子Ｃに蓄積した電荷の量に応じた電圧値がスイッチＳＷ_ｎを介して順次に出力される。

図４は、複数の固体撮像装置１ａ〜１ｅが並列配置されてなる固体撮像装置アレイ１００の構成図である。固体撮像装置１ａ〜１ｅそれぞれは、上述した固体撮像装置１と同様の構成のものである。この固体撮像装置アレイ１００では、固体撮像装置１ａ〜１ｅそれぞれの光検出部１１の第ｍ行の画素が一直線上に並ぶように固体撮像装置１ａ〜１ｅが並列配置されている。換言すれば、或る固体撮像装置の光検出部１１の第１列と、他の固体撮像装置の光検出部１１の第Ｎ列とは、互いに隣接している。固体撮像装置１，１ａ〜１ｅでは、光検出部１１の第１行の側に行選択部３０を配置するとともに、光検出部１１の第Ｍ行の側に出力部２０および列選択部４０を配置したので、固体撮像装置アレイ１００のように固体撮像装置１ａ〜１ｅを並列配置したときに、隣接する２つの固体撮像装置の間の不感領域を小さくすることが可能である。

しかも、各行について波形整形回路を設けて、各行を選択するための行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形することとしたので、より正確な撮像結果を得ることができる。なお、波形整形回路Ｗ_１,ｍの回路規模は小さく占有面積は小さいので、波形整形回路Ｗ_１,ｍを設けたことに因り生ずる不感領域は小さい。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る固体撮像装置２の構成図である。この図に示される固体撮像装置２は、光検出部１２、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０を備える。

この第２実施形態に係る固体撮像装置２の出力部２０、行選択部３０および列選択部４０それぞれは、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の同名の要素と同一の構成を有している。

第２実施形態に係る固体撮像装置２の光検出部１２は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の光検出部１１と同様に、フォトダイオードおよびスイッチを各々含むＭ×Ｎ個の画素Ｐ_ｍ,ｎがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものであり、第ｎ列のＭ個の画素Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれのフォトダイオードが該画素のスイッチを介して共通の配線Ｌ_ｎに接続されている。

固体撮像装置２は、行選択信号の波形を整形する波形整形手段として、Ｍ個より少ない個数の波形整形回路Ｗ_１,ｍ１〜Ｗ_１,Ｍを更に備えている。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ（ここではｍはｍ１以上Ｍ以下の整数）は、光検出部１２の第ｍ行の画素配列方向の一方の側に配置されており、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを、光検出部１２の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチに入力させる。各波形整形回路Ｗ_１,ｍは、入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含むのが好適である。このように、第２実施形態では、光検出部１２のＭ行のうち行選択部３０からの距離が所定距離より長い第ｍ１行〜第Ｍ行それぞれについてのみ、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形する波形整形手段が設けられている。

この第２実施形態に係る固体撮像装置２は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１と略同様に動作する。ただし、光検出部１２の第１行〜第(ｍ１−１)行それぞれについては、行選択部３０から出力された各行選択信号Ｓ_Ａ,ｍは、波形整形回路を経ることなく、光検出部１２の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチに入力する。光検出部１２の第１行〜第(ｍ１−１)行それぞれについては、行選択部３０からの距離が短く、各画素のスイッチに入力するときの行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形の劣化が小さい。したがって、この第２実施形態に係る固体撮像装置２は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１と同様の効果を奏することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る固体撮像装置３の構成図である。この図に示される固体撮像装置３は、光検出部１３、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０を備える。

この第３実施形態に係る固体撮像装置３の出力部２０、行選択部３０および列選択部４０それぞれは、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の同名の要素と同一の構成を有している。

第３実施形態に係る固体撮像装置３の光検出部１３は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の光検出部１１と同様に、フォトダイオードおよびスイッチを各々含むＭ×Ｎ個の画素Ｐ_ｍ,ｎがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものであり、第ｎ列のＭ個の画素Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれのフォトダイオードが該画素のスイッチを介して共通の配線Ｌ_ｎに接続されている。

固体撮像装置３は、行選択信号の波形を整形する波形整形手段として、２Ｍ個の波形整形回路Ｗ_１,１〜Ｗ_１,Ｍ，Ｗ_２,１〜Ｗ_２,Ｍを更に備えている。各波形整形回路Ｗ_１,ｍは、光検出部１３の第ｍ行の画素配列方向の一方の側に配置されており、各波形整形回路Ｗ_２,ｍは、光検出部１３の第ｍ行の画素配列方向の他方の側に配置されている。波形整形回路Ｗ_１,ｍと波形整形回路Ｗ_２,ｍとは同一タイミングで動作する。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ，Ｗ_２,ｍは、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを、光検出部１２の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチに入力させる。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ，Ｗ_２,ｍは、入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含むのが好適である。

この第３実施形態に係る固体撮像装置３は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１と略同様に動作して同様の効果を奏することができる。ただし、第３実施形態では、光検出部１３の行毎に該行の画素配列方向の双方の側に波形整形回路が配置されているので、各画素のスイッチに入力する行選択信号の波形は更にきれいな矩形のパルス波形となり、更に正確な撮像結果を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る固体撮像装置の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態に係る固体撮像装置４の構成図である。この図に示される固体撮像装置４は、光検出部１４、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０を備える。

この第４実施形態に係る固体撮像装置４の出力部２０、行選択部３０および列選択部４０それぞれは、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の同名の要素と同一の構成を有している。

第４実施形態に係る固体撮像装置４の光検出部１４は、前述の第１実施形態に係る固体撮像装置１の光検出部１１と同様に、フォトダイオードおよびスイッチを各々含むＭ×Ｎ個の画素Ｐ_ｍ,ｎがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものであり、第ｎ列のＭ個の画素Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれのフォトダイオードが該画素のスイッチを介して共通の配線Ｌ_ｎに接続されている。

固体撮像装置４は、行選択信号の波形を整形する波形整形手段として、２Ｍ個より少ない個数の波形整形回路Ｗ_１,ｍ１〜Ｗ_１,Ｍ，Ｗ_２,ｍ１〜Ｗ_２,Ｍを更に備えている。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ（ここではｍはｍ１以上Ｍ以下の整数）は、光検出部１４の第ｍ行の画素配列方向の一方の側に配置されており、各波形整形回路Ｗ_２,ｍは、光検出部１４の第ｍ行の画素配列方向の他方の側に配置されている。波形整形回路Ｗ_１,ｍと波形整形回路Ｗ_２,ｍとは同一タイミングで動作する。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ，Ｗ_２,ｍは、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを、光検出部１４の第ｍ行のＮ個の画素Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれのスイッチに入力させる。各波形整形回路Ｗ_１,ｍ，Ｗ_２,ｍは、入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含むのが好適である。このように、第４実施形態では、光検出部１４のＭ行のうち行選択部３０からの距離が所定距離より長い第ｍ１行〜第Ｍ行それぞれについてのみ、行選択部３０から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形する波形整形手段が設けられている。

この第４実施形態に係る固体撮像装置４は、前述の第２実施形態に係る固体撮像装置２と略同様に動作して同様の効果を奏することができる。ただし、第４実施形態では、光検出部１４の第ｍ１行〜第Ｍ行それぞれについて該行の画素配列方向の双方の側に波形整形回路が配置されているので、各画素のスイッチに入力する行選択信号の波形は更にきれいな矩形のパルス波形となり、更に正確な撮像結果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

各波形整形回路は、上記実施形態では論理積（ＡＮＤ）演算して出力する論理回路であったが、ＮＯＲ演算して出力する論理回路であってもよいし、他の論理演算回路であってもよい。

上記の各実施形態の固体撮像装置は、光検出部の第１行の側に行選択部が配置され、光検出部の第Ｍ行の側に出力部および列選択部が配置されたものであった。しかし、行選択部、出力部および列選択部それぞれは、光検出部の第１行および第Ｍ行の何れの側に配置されていてもよい。例えば、図８に概略構成が示されるように、出力部２０、行選択部３０および列選択部４０の全てが光検出部１５の第Ｍ行の側に配置されていてもよい。なお、図８では、波形整形回路、行選択信号線、列選択信号線およびＧａｔｅ信号線等の図示が省略されている。

この図８に示される概略構成において、波形整形回路は、光検出部１５の全ての行それぞれについて設けられてもよいし、光検出部１５のＭ行のうち行選択部３０からの距離が所定距離より長い各行について設けられてもよい。また、波形整形回路は、光検出部１５の行毎に該行の画素配列方向の一方の側に配置されていてもよいし、光検出部１５の行毎に該行の画素配列方向の双方の側に配置されていてもよい。

また、図９は、複数の固体撮像装置５ａ〜５ｆが並列配置されてなる固体撮像装置アレイ５００の構成図である。固体撮像装置５ａ〜５ｆそれぞれは、上述した固体撮像装置５と同様の構成のものである。この固体撮像装置アレイ５００では、固体撮像装置５ａ〜５ｃそれぞれの光検出部１５の第ｍ行の画素が一直線上に並ぶように固体撮像装置５ａ〜５ｃが並列配置されている。固体撮像装置５ｄ〜５ｆそれぞれの光検出部１５の第ｍ行の画素が一直線上に並ぶように固体撮像装置５ｄ〜５ｆが並列配置されている。固体撮像装置５ａの光検出部１５の第１行と、固体撮像装置５ｄの光検出部１５の第１行とは、互いに隣接している。固体撮像装置５ｂの光検出部１５の第１行と、固体撮像装置５ｅの光検出部１５の第１行とは、互いに隣接している。また、固体撮像装置５ｃの光検出部１５の第１行と、固体撮像装置５ｆの光検出部１５の第１行とは、互いに隣接している。

固体撮像装置５，５ａ〜５ｆでは、光検出部１５の第Ｍ行の側に出力部２０，行選択部３０および列選択部４０を配置したので、固体撮像装置アレイ５００のように固体撮像装置５ａ〜５ｆを並列配置したときに、隣接する２つの固体撮像装置の間の不感領域を小さくすることが可能である。しかも、各行について波形整形回路を設けて、各行を選択するための行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形することとしたので、より正確な撮像結果を得ることができる。

第１実施形態に係る固体撮像装置１の構成図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の画素Ｐ_ｍ,ｎ、読出回路Ｒ_ｎ、スイッチＳＷ_ｎおよび波形整形回路Ｗ_１,ｍそれぞれの回路図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 複数の固体撮像装置１ａ〜１ｅが並列配置されてなる固体撮像装置アレイ１００の構成図である。 第２実施形態に係る固体撮像装置２の構成図である。 第３実施形態に係る固体撮像装置３の構成図である。 第４実施形態に係る固体撮像装置４の構成図である。 変形例の固体撮像装置５の概略構成図である。 複数の固体撮像装置５ａ〜５ｆが並列配置されてなる固体撮像装置アレイ５００の構成図である。

符号の説明

１〜５…固体撮像装置、１１〜１５…光検出部、２０…出力部、３０…行選択部、４０…列選択部、Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎ…画素、Ｒ_１〜Ｒ_Ｎ…読出回路、Ｗ_１,１〜Ｗ_１,Ｍ，Ｗ_２,１〜Ｗ_２,Ｍ…波形整形回路。

Claims (5)

1. フォトダイオードおよびスイッチを各々含む複数の画素がＭ行Ｎ列に２次元配列され、第ｎ列の各画素のフォトダイオードがスイッチを介して配線Ｌ_ｎに接続されている光検出部と、
   前記光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、Ｎ個の読出回路Ｒ_１〜Ｒ_ＮおよびＮ個のスイッチＳＷ_１〜ＳＷ_Ｎを含み、各配線Ｌ_ｎを経て流入する電荷を読出回路Ｒ_ｎ内に蓄積し、その蓄積した電荷の量に応じた電圧値を読出回路Ｒ_ｎからスイッチＳＷ_ｎを介して出力する出力部と、
   前記光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、前記光検出部の第ｍ行の各画素のスイッチの開閉を指示する行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを出力する行選択部と、
   前記光検出部の第１行または第Ｍ行の側に配置され、前記出力部のスイッチＳＷ_ｎの開閉を指示する列選択信号Ｓ_Ｂ,ｎを出力する列選択部と、
   前記光検出部のＭ行のうち前記行選択部からの距離が所定距離より長い各行について、前記行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを前記光検出部の第ｍ行の各画素のスイッチに入力させる波形整形手段と、
   を備えることを特徴とする固体撮像装置（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数、ｍは１以上Ｍ以下の任意の整数、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数）。
2. 前記波形整形手段が、前記光検出部の全ての行それぞれについて、前記行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍの波形を整形して、その整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍを前記光検出部の第ｍ行の各画素のスイッチに入力させる、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記波形整形手段が、前記光検出部の行毎に該行の画素配列方向の一方の側に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記波形整形手段が、前記光検出部の行毎に該行の画素配列方向の双方の側に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
5. 前記波形整形手段が、前記行選択部から出力される行選択信号Ｓ_Ａ,ｍを入力して、その入力した行選択信号Ｓ_Ａ,ｍのレベルに応じた論理信号を波形整形後の行選択信号Ｓ'_Ａ,ｍとして出力する論理回路を含む、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
   

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