JP2006197382A - 固体撮像装置、その制御方法及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光電変換により電荷を生成して蓄積する光電変換部(PD)と、電荷を蓄積するための浮遊拡散部(FD)と、光電変換部により生成された電荷を浮遊拡散部に転送するための転送ゲート(Tx−MOS)と、光電変換部が電荷を生成して蓄積している期間において、光電変換部からあふれ出る電荷の一部が浮遊拡散部に流入するように転送ゲートの電位を制御する転送ゲート制御部と、光電変換部に蓄積された電荷及び浮遊拡散部にあふれ出た電荷に応じて画素信号を生成する画素信号生成部とを有する固体撮像装置が提供される。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態による固体撮像装置の画素部の構成例を示すレイアウト図であり、図2は図1中のO−A、O−B、O−C線に沿った断面の電荷蓄積期間中のポテンシャル図である。以下、nチャネルMOS電界効果トランジスタを単にMOSトランジスタという。
図6は、本発明の第2の実施形態によるスチルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。図6に基づいて、第1の実施形態の固体撮像装置をスチルビデオカメラに適用した場合の一例について詳述する。固体撮像素子54及び撮像信号処理回路55は上記の固体撮像装置に対応する。
図7は、本発明の第3の実施形態によるビデオカメラの構成例を示すブロック図である。図7に基づいて、第1の実施形態の固体撮像装置をビデオカメラに適用した場合の一実施例について詳述する。
52 レンズ
53 絞り(シャッタ)
54 固体撮像素子
55 撮像信号処理回路
56 A/D変換部
57 信号処理部
58 タイミング発生部
59 全体制御・演算部
60 メモリ部
61 記録媒体制御インタフェース部
62 記録媒体
63 外部インタフェース部
64 温度計
401 信号出力線
411〜413 MOSトランジスタ
421,422 差動アンプ
423,424,426 アンプ
425 加算器
Claims (10)
- 光電変換により電荷を生成して蓄積する光電変換部と、
電荷を蓄積するための浮遊拡散部と、
前記光電変換部により生成された電荷を前記浮遊拡散部に転送するための転送ゲートと、
前記光電変換部が電荷を生成して蓄積している期間において、前記光電変換部からあふれ出る電荷の一部が前記浮遊拡散部に流入するように前記転送ゲートの電位を制御する転送ゲート制御部と、
前記光電変換部に蓄積された電荷及び前記浮遊拡散部にあふれ出た電荷に応じて画素信号を生成する画素信号生成部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記転送ゲート制御部は、ISO感度に対応する前記画素信号の増幅度に応じて、前記光電変換部が電荷を生成及び蓄積している期間における前記転送ゲートの電位を制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記転送ゲート制御部は、前記光電変換部が電荷を生成及び蓄積している期間において、前記光電変換部を囲む素子分離障壁の高さのなかで、前記光電変換部及び前記浮遊拡散部間の前記転送ゲート下の障壁の高さが最も低くなるように前記転送ゲートの電位を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像装置。
- さらに、前記光電変換部に隣接する第1の素子を有し、
前記転送ゲート制御部は、前記光電変換部が電荷を生成及び蓄積している期間において、前記転送ゲート下の障壁が前記光電変換部と前記第1の素子との間の素子分離障壁の高さと同じ高さになるように前記転送ゲートの電位を制御することを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。 - 前記第1の素子は固定電位であり、前記第1の素子には、前記光電変換部が電荷を生成及び蓄積している期間において、前記光電変換部からあふれ出る電荷の一部が排出されることを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
- 前記光電変換部及び前記浮遊拡散部の組みは1画素に対応し、
ある画素の前記光電変換部とそれに隣接する他の画素との間の素子分離障壁の高さは、前記光電変換部と前記第1の素子との間の素子分離障壁の高さより高いことを特徴とする請求項4又は5記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換部及び前記浮遊拡散部は、横方向のオーバーフロードレイン構造を有することにより、前記光電変換部からあふれ出る電荷の一部が前記浮遊拡散部に流入し、
前記光電変換部及び前記第1の素子は、横方向のオーバーフロードレイン構造を有することにより、前記光電変換部からあふれ出る電荷の一部が前記第1の素子に排出されることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記転送ゲート制御部は、前記光電変換部が電荷を生成及び蓄積している期間において、温度に応じて前記転送ゲートの電位を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 光電変換により電荷を生成して蓄積する光電変換部と、電荷を蓄積するための浮遊拡散部と、前記光電変換部により生成された電荷を前記浮遊拡散部に転送するための転送ゲートとを有する固体撮像装置の制御方法であって、
前記光電変換部が電荷を生成して蓄積している期間において、前記光電変換部からあふれ出る電荷の一部が前記浮遊拡散部に流入するように前記転送ゲートの電位を制御する転送ゲート制御ステップと、
前記光電変換部に蓄積された電荷及び前記浮遊拡散部にあふれ出た電荷に応じて画素信号を生成する画素信号生成ステップと
を有することを特徴とする固体撮像装置の制御方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
光学像を前記固体撮像装置に結像させるためのレンズと、
前記レンズを通る光量を可変するための絞りと
を有することを特徴とするカメラ。
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