JP2007150808A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007150808A JP2007150808A JP2005343391A JP2005343391A JP2007150808A JP 2007150808 A JP2007150808 A JP 2007150808A JP 2005343391 A JP2005343391 A JP 2005343391A JP 2005343391 A JP2005343391 A JP 2005343391A JP 2007150808 A JP2007150808 A JP 2007150808A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- potential
- power supply
- voltage
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【解決手段】フォトダイオードPD1と、該フォトダイオードの端子電圧である画素電位を増幅する増幅用トランジスタPM1と、前記画素電位をリセットするリセットトランジスタNM0と、前記増幅用トランジスタの出力を水平選択信号により列信号読み出し線SPに出力する選択トランジスタPM2とを含んで1画素が構成され、露光時に画素電位を監視する機能を有する固体撮像装置において、前記列信号読み出し線と該列信号読み出し線に前記選択トランジスタの出力端が接続されている各画素内の前記増幅用トランジスタが接続される電源ラインとRPの間が前記フォトダイオードの受光により画素電位が変化した際に次第に導通するように、前記列信号読み出し線と前記電源ラインの電位を設定する。
【選択図】図1
Description
画素P22は、フォトダイオードPD22と、リセットトランジスタNM221と、増幅用トランジスタNM222と、選択トランジスタNM223とを有している。
リセットトランジスタNM111,NM121,NM211,NM221のソースは、それぞれ、フォトダイオードPD11,PD12,PD21,PD22のカソードに接続され、フォトダイオードPD11,PD12のアノードは電源電圧Vssの電源ライン102−1に、フォトダイオードPD21,PD22のアノードは電源電圧Vssの電源ライン102−2にそれぞれ、接続されている。
さらに、増幅用トランジスタNM112,NM122,NM212,NM222のソースは、それぞれ選択トランジスタNM113,NM123,NM213,NM223のドレインに接続されている。
また、垂直シフトレジスタ100から行方向(水平方向)配線されている水平選択線104−1、104−2は、各行の選択トランジスタNM113,NM123,NM213,NM223のゲートに接続されている。
また、列方向に電源電圧Vssの電源ライン107と相関二重サンプリング回路(CDS)110−2の入力端との間に定電流源101−2を介して接続されるように配線された列信号読み出し線SP2は、NM123,NM223のソースと接続されている。
相関二重サンプリング回路(CDS)110−1、110−2は、それぞれ図示してない水平シフトレジスタにより制御されるスイッチ素子111−1、111−2を介して行信号読み出し線120に接続されている。また行信号読み出し線120は出力回路130を介して出力端子140に接続されている。
非特許文献1に示す従来の固体撮像装置にあっては、露光時間中に各画素について画素内電位を監視するには、全画素について画素電位を通常の読み出し動作を実行することにより行っていた。
また、イメージセンサにおける読み出し対象となる画素の位置検出を行うために各画素に行方向及び列方向の位置検出用のフォトダイオードを設けたイメージセンサが提案されている(非特許文献2参照)。
トランジスタ技術 2003年2月号、特集 CMOS/CCD画像センサ入門P129〜134 2005 IEEE International Solid-State Circuits Conference,ISSCC 2005/SESSION19/IMAGERS/19.8"A High-Speed,Profile DATA Acquiring Image Sensor"
また、非特許文献2に記載のイメージセンサにあっては、各画素に2つのフォトダイオードを設ける必要が有り、画素面積が増加するという問題がある。
さらに、画素電位の飽和状態を同時並列で高速検出することができ、この検出結果から画素電位のリセット時間を設定することにより最適な露光時間を設定することができる。
フォトダイオードPD1のアノードは、電源電圧Vssを供給する電源ライン11に接続され、PMOSトランジスタPM1のドレインは電源ラインRPに接続されている。
また、PMOSトランジスタPM2のゲートは、水平選択線20に接続されている。NMOSトランジスタNM0のドレインは電源ライン10に接続され、そのソースはフォトダイオードPD1のカソードに接続され、ゲートはリセット線21に接続されている。PMOSトランジスタPM1、PMOSトランジスタPM2はソースフォロアを構成している。
ここで、電源ライン14から供給される電位V1は、PMOSトランジスタのスレッシュホールド電圧をVthp,画素電位(フォトダイオードPD1のカソード電位)をVpとすると、画素電位監視時にはV1<V2−|Vthp|となるように設定される。
また、電源ラインRPは、スイッチSW2を介して一端が電位V1の電源ライン14に接続された抵抗R1に接続される。
各画素P11,P12,P21,P22の回路構成及びその周辺回路は、図1に示したものと同一であるので重複する説明を省略する。図2において、行方向に配線された電源ラインRP1、RP2には、それぞれスイッチSW10、SW11を介して電位V1の電源ラインとの間に接続される抵抗R10、R11の両端電圧を検出する電圧検出回路50、51が設けられている。
同様に、列方向に配線された列信号読み出し線SP1,SP2には、それぞれスイッチSW20、SW21を介して電位V2の電源ラインとの間に接続される抵抗R20、R21の両端電圧を検出する電圧検出回路60、61が設けられている。
電圧検出回路60、61も同様に、設定された閾値Vth以上の電圧が検出されたときに、列信号読み出し線SP1、SP2に接続されている列方向に配列されたいずれかの画素における画素電位Vpが所望の電位あるいは飽和電位に達していることを示す検出信号を水平検出回路110に出力する機能を有している。
また、電圧検出回路60は抵抗R20の両端電圧を検出し、検出電圧と、予め設定された閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧が閾値電圧をVthを越えているので、列信号読み出し線SP1に接続されている複数の画素のうち画素電位が所望の電位あるいは飽和電位に達している画素が存在することを示す検出信号を水平検出回路110に出力する。
なお、電圧検出回路50、51、60、61に検出出力を多値出力できるように構成し、垂直検出回路100及び水平検出回路110に検出電圧が最大、すなわち画素への入射光量が最大の画素が接続されている電源ライン、列信号読み出し線を検出する機能を持たせることにより、画素判定回路120で最大入射光量の画素位置を検出するようにしてもよい。
本実施形態に係る固体撮像装置によれば、列信号読み出し線と該列信号読み出し線に前記選択トランジスタの出力端が接続されている各画素内の前記増幅用トランジスタが接続される電源ラインとの間が前記フォトダイオードの受光により該フォトダイオードのカソード電位である画素電位が変化した際に次第に導通するように、前記列信号読み出し線と前記電源ラインの電位を設定したので、画素電位監視時に、画素電位が所望の電位あるいは飽和電位に達しフォトダイオードの入射光量が増大した画素が接続されたには所定値以上の電流が流れ、これを検出することにより、画素電位が飽和状態にある画素が存在することを検出することができる。すなわち、画素内にコンパレータ等の複雑な回路を設けることなく、画素電位が所望の電位にあること、あるいは飽和状態にあることを検出することができる。
さらに、画素電位の飽和状態を同時並列で高速検出することができ、この検出結果から画素電位のリセット時間を設定することにより最適な露光時間を設定することができる。
Claims (3)
- 入射光を光電変換するフォトダイオードと、該フォトダイオードの端子電圧である画素電位を増幅する増幅用トランジスタと、リセット信号により前記画素電位をリセットするリセットトランジスタと、前記増幅用トランジスタの出力を水平選択信号により列信号読み出し線に出力する選択トランジスタとを含んで1画素が構成され、複数の画素が縦横にマトリクス状に配列されてなり、露光時に画素電位を監視する機能を有する固体撮像装置において、
前記列信号読み出し線と該列信号読み出し線に前記選択トランジスタの出力端が接続されている各画素内の前記増幅用トランジスタが接続される電源ラインとの間が前記フォトダイオードの受光により該フォトダイオードのカソード電位である画素電位が変化した際に次第に導通するように、前記列信号読み出し線と前記電源ラインの電位を設定したことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記画素電位の監視時に、前記列信号読み出し線または前記電源ラインのいずれか一方に流れる電流を電圧として検出する電圧検出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記画素電位の監視時に、記列信号読み出し線に流れる電流を電圧として検出する第1の電圧検出手段と、
前記電源ラインに流れる電流を電圧として検出する第2の電圧検出手段と、
前記第1の電圧検出手段の検出出力を取り込み入射光量の多い画素が接続された列信号配線を検出する列配線検出手段と、
前記第2の電圧検出手段の検出出力を取り込み入射光量の多い画素が接続された前記電源ラインを検出する電源ライン検出手段と、
前記列配線検出手段及び電源ライン検出手段の検出出力を取り込み、入射光量が最大の画素を特定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005343391A JP4696877B2 (ja) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005343391A JP4696877B2 (ja) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007150808A true JP2007150808A (ja) | 2007-06-14 |
JP4696877B2 JP4696877B2 (ja) | 2011-06-08 |
Family
ID=38211663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005343391A Expired - Fee Related JP4696877B2 (ja) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4696877B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009005285A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Canon Inc | 撮像装置及びその画素飽和状態検出方法 |
WO2013164961A1 (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-07 | ソニー株式会社 | イメージセンサ、及び、イメージセンサの制御方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08149376A (ja) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2000078484A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | 画像入力装置 |
JP2002033881A (ja) * | 2000-01-21 | 2002-01-31 | Symagery Microsystems Inc | 画像形成アレイに関する周囲光検出技術 |
JP2003189181A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 撮像装置 |
JP2007013362A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 撮像装置及び撮像方法 |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005343391A patent/JP4696877B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08149376A (ja) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2000078484A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | 画像入力装置 |
JP2002033881A (ja) * | 2000-01-21 | 2002-01-31 | Symagery Microsystems Inc | 画像形成アレイに関する周囲光検出技術 |
JP2003189181A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 撮像装置 |
JP2007013362A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Konica Minolta Holdings Inc | 撮像装置及び撮像方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009005285A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Canon Inc | 撮像装置及びその画素飽和状態検出方法 |
WO2013164961A1 (ja) * | 2012-05-01 | 2013-11-07 | ソニー株式会社 | イメージセンサ、及び、イメージセンサの制御方法 |
JPWO2013164961A1 (ja) * | 2012-05-01 | 2015-12-24 | ソニー株式会社 | イメージセンサ、及び、イメージセンサの制御方法 |
US9288411B2 (en) | 2012-05-01 | 2016-03-15 | Sony Corporation | Image sensor and control method for image sensor |
US9648267B2 (en) | 2012-05-01 | 2017-05-09 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Image sensor and control method for image sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4696877B2 (ja) | 2011-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10257452B2 (en) | Solid-state image pickup apparatus, signal processing method for a solid-state image pickup apparatus, and electronic apparatus | |
JP4609428B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 | |
US11025850B2 (en) | Solid-state image-capturing device and method for driving solid-state image-capturing device | |
JP5960279B2 (ja) | サンプル抽出された輝度の検知と時間依存性の画像データの非同期検出との同時実施などのためのフォトアレイ | |
TW200849986A (en) | Solid-state imaging device, method of driving the same, signal processing method for the same, and imaging apparatus | |
JP2007036916A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 | |
JP2012199913A (ja) | 信号受信部テスト回路、撮像装置、信号受信部テスト方法、撮像装置のテスト方法 | |
JP3664035B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US10811448B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JP2007180654A (ja) | 撮像装置 | |
JP4696877B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US9774808B2 (en) | Driving method for photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion apparatus, and imaging system | |
JP2007202579A (ja) | 固体撮像装置 | |
KR20160121996A (ko) | 전류 제어 기능을 가지는 픽셀 바이어싱 장치 및 그에 따른 씨모스 이미지 센서 | |
JP4833010B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP4717786B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2013143636A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法、及び、電子機器 | |
JP5403019B2 (ja) | 物理量検出装置および撮像装置 | |
JP2007150807A (ja) | 固体撮像装置 | |
KR100741734B1 (ko) | Cmos형 이미지 센서의 리셋 전압 클램프 회로 | |
JP2016213645A (ja) | 撮像装置、および、撮像システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080919 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110114 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110214 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |