JP2008177706A - 増幅型固体撮像装置および電子情報機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光電変換素子PD1〜PD4と、各光電変換素子PD1〜PD4からの信号電荷を電荷検出部FDへ転送する転送トランジスタT1〜T4からなる画素部(1行目〜4行目)が1個の電荷検出部FDに接続され、電荷検出部FDの電位をリセットするリセットトランジスタT3と電荷検出部FDの電位を増幅して読み出す増幅トランジスタT2を有し、シャッタ動作により各画素部の光電荷蓄積期間開始を定め、読み出し動作によりこの画素部の光電荷蓄積期間終了を定める動作において、電荷検出部FDを共有する画素部の1つのシャッタ動作が行われるときに、電荷検出部FDを共有する残余の画素部であって、かつ、シャッタ動作前の画素部のシャッタ動作が行われる。
【選択図】図1
Description
11 シャッタ制御回路
PD−1〜PD−4 光電変換素子
T1−1〜T1−4 転送トランジスタ(転送手段)
FD 電荷検出部
T2 増幅トランジスタ(増幅手段)
T30 リセットトランジスタ(リセット手段)
T4 選択トランジスタ(選択手段)
T5 負荷トランジスタ(負荷手段)
TX1〜TX4 転送トランジスタ駆動線
RST リセットトランジスタ駆動線
SEL 選択トランジスタ駆動線
1A〜3A、1B、2B、1C〜3C 論理和回路
Claims (18)
- 被写体光を受光して光電変換する光電変換素子と、該光電変換素子からの信号電荷を電荷検出部へ転送可能とする転送手段とを有する複数の画素部が該電荷検出部毎に接続され、該電荷検出部の電位を各画素部毎の信号データとして増幅して読み出す増幅型固体撮像装置において、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が本来のシャッタ動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ該本来のシャッタ動作前である画素部に対して追加のシャッタ動作を行うシャッタ制御手段を有する増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、前記電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部に対して前記追加のシャッタ動作を行う請求項1に記載の増幅型固体撮像装置。
- 被写体光を受光して光電変換する光電変換素子と、該光電変換素子からの信号電荷を電荷検出部へ転送可能とする転送手段とを有する複数の画素部が該電荷検出部毎に接続され、該電荷検出部の電位を各画素部毎の信号データとして増幅して読み出す増幅型固体撮像装置において、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部に対して、該光電変換素子の光電荷蓄積開始を指示する本来のシャッタ動作とは別の追加のシャッタ動作を行うシャッタ制御手段を有する増幅型固体撮像装置。 - 前記本来のシャッタ動作により各画素部の光電荷蓄積期間開始が定められ、前記読み出し動作により該各画素部の光電荷蓄積期間終了が定められている請求項1または3に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数をN(Nは2以上の整数)として、前記光電荷蓄積期間が、水平走査期間の(N−1)倍以下である請求項4に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記信号データの読み出し動作時に、前記電荷検出部の電位をリセットするリセット手段と、該電荷検出部の電位を増幅する増幅手段とが該電荷検出部毎に設けられている請求項1または3に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記リセット手段がデプレッション型トランジスタである請求項6に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記転送手段および前記増幅手段がエンハンスメント型トランジスタである請求項6に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記光電変換素子が埋め込み型フォトダイオードである請求項1または3に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記増幅手段からの出力を前記信号データとして選択的に読出信号線に読み出すための選択手段が前記増幅手段と該読出信号線との間、または前記増幅手段と電源との間に設けられている請求項6に記載の増幅型固体撮像装置。
- 垂直方向に隣接する2つ〜4つのうちの幾つかの画素部に対して前記電荷検出部が共有接続されている請求項1または3に記載の増幅型固体撮像装置。
- 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数をM(Mは2以上の整数)として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの前記本来のシャッタ動作が速い時期の2つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第1論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が速い時期の3つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第2論理和回路Aと、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちのシャッタ動作が速い時期の(M−1)の画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第(M−2)論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のそれぞれのシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第(M−1)論理和回路Aという(M−1)個の論理和回路を有し、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が本来のシャッタ動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつシャッタ動作前である画素部に対して追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ期間が最も速い時期の画素部には当該画素部のシャッタ期間を制御するシャッタ制御信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ期間が2番目に速い時期の画素部には該第1論理和回路Aからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が3番目に速い時期の画素部には該第2論理和回路Aからの出力信号が供給され、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が(M−1)番目に速い時期の画素部には該第(M−2)論理和回路Aからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちのシャッタ動作が最も遅い画素部には該第(M−1)論理和回路Aからの出力信号が供給されるようになっている請求項1に記載の増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数をM(Mは2以上の整数)として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちのシャッタ動作が速い時期の2つの画素部の本来のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第1論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が速い時期の3つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第2論理和回路Aと、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が速い時期の(M−1)の画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第(M−2)論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のそれぞれの本来のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第(M−1)論理和回路Aという(M−1)個の論理和回路Aと、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の(M−1)の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第1論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の(M−2)の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第2論理和回路Bと、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の3つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第(M−3)論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の2つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第(M−2)論理和回路Bという(M−2)個の論理和回路Bと、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が最も速い時期の画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号と該第1論理和回路Bからの出力信号が入力される第1論理和回路Cと、該第1論理和回路Aからの出力信号と該第2論理和回路Bからの出力信号が入力される第2論理和回路Cと、・・・、該第(M−3)論理和回路Aからの出力信号と該第(M−2)論理和回路Bからの出力信号が入力される第(M−2)論理和回路Cと、該第(M−2)論理和回路Aからの出力信号と該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い時期の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第(M−1)論理和回路Cという(M−1)個の論理和回路Cとを有し、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が本来のシャッタ動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつシャッタ動作前である画素部の追加のシャッタ動作を行うと共に、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部の追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も速い時期の画素部には第1論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が2番目に速い時期の画素部には第2論理和回路Cからの出力信号が供給され、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が(M−2)番目に速い時期の画素部には第(M−2)論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が(M−1)番目に速い時期の画素部には第(M−1)論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い画素部には第(M−1)論理和回路Aからの出力信号が供給されるようになっている請求項2に記載の増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数をM(Mは2以上の整数)として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の(M−1)の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第1論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の(M−2)の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第2論理和回路Bと、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の3つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第(M−3)論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の2つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第(M−2)論理和回路Bという(M−2)個の論理和回路Bとを有し、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部の追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も速い時期の画素部には第1論理和回路Bからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が2番目に速い時期の画素部には第2論理和回路Bからの出力信号が供給され、・・・、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が(M−3)番目に速い時期の画素部には第(M−3)論理和回路Bからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が(M−2)番目に速い時期の画素部には第(M−2)論理和回路Bからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い画素部には読み出し動作が最も遅い時期の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が供給されるようになっている請求項3に記載の増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数を4として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの前記本来のシャッタ動作が速い時期の2つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第1論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が速い時期の3つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第2論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する4つの画素部のそれぞれのシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第3論理和回路Aという3個の論理和回路を有し、
該電荷検出部を共有する4つの画素部のうちの1つの画素部が本来のシャッタ動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつシャッタ動作前である画素部に対して追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する4つの画素部のうちの本来のシャッタ期間が最も速い時期の画素部には当該画素部のシャッタ期間を制御するシャッタ制御信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ期間が2番目に速い時期の画素部には該第1論理和回路Aからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が3番目に速い時期の画素部には該第2論理和回路Aからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちのシャッタ動作が最も遅い画素部には該第3論理和回路Aからの出力信号が供給されるようになっている請求項12に記載の増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数を4として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの前記本来のシャッタ動作が速い時期の2つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第1論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が速い時期の3つの画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第2論理和回路Aと、該電荷検出部を共有する4つの画素部のそれぞれのシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号が入力される第3論理和回路Aという3個の論理和回路Aと、
該電荷検出部を共有する4つの画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の3つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第1論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の2つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第2論理和回路Bという2個の論理和回路Bと、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの本来のシャッタ動作が最も速い時期の画素部のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号と該第1論理和回路Bからの出力信号が入力される第1論理和回路Cと、該第1論理和回路Aからの出力信号と該第2論理和回路Bからの出力信号が入力される第2論理和回路Cと、該第2論理和回路Aからの出力信号と該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い時期の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号とが入力される第3論理和回路Cという3個の論理和回路Cとを有し、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が本来のシャッタ動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつシャッタ動作前である画素部の追加のシャッタ動作を行うと共に、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部の追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も速い時期の画素部には該第1論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が2番目に速い時期の画素部には該第2論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が3番目に速い時期の画素部には該第3論理和回路Cからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い画素部には第3論理和回路Aからの出力信号が供給されるようになっている請求項13に記載の増幅型固体撮像装置。 - 前記シャッタ制御手段は、
前記電荷検出部を共有する複数の画素部の数を4として、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の3つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第1論理和回路Bと、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が遅い時期の2つの画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が入力される第2論理和回路Bという2個の論理和回路Bとを有し、
該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの1つの画素部が読み出し動作を行うときに、該電荷検出部を共有する残余の画素部であってかつ読み出し動作後である画素部の追加のシャッタ動作を行うために、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も速い時期の画素部には第1論理和回路Bからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が2番目に速い時期の画素部には第2論理和回路Bからの出力信号が供給され、該電荷検出部を共有する複数の画素部のうちの読み出し動作が最も遅い画素部には読み出し動作が最も遅い時期の画素部の読み出し動作を制御する読み出し制御信号が供給されるようになっている請求項14に記載の増幅型固体撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の増幅型固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。
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