JP2008187281A - Solid-state imaging device and imaging device equipped with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、出力回路を搭載した固体撮像装置、及び複数の固体撮像装置を搭載した撮像装置に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device equipped with an output circuit and an imaging device equipped with a plurality of solid-state imaging devices.
従来から、撮影方向の異なる複数の静止画や動画を撮影するため、複数の固体撮像装置を備えた撮像装置が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の撮像装置について図12を用いて説明する。図12は、従来からの、複数の固体撮像装置を備えた撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device including a plurality of solid-state imaging devices has been developed to capture a plurality of still images and moving images with different shooting directions (see, for example, Patent Document 1). The imaging device described in
図12に示すように、撮像装置は、固体撮像装置31(1)〜(n)と、信号選択回路32と、信号処理装置33と、制御回路34とを備えている。nは2以上の整数である。固体撮像装置31(1)〜(n)は、MOS型撮像装置、又はCCD(charge coupled device)撮像装置であり、複数個が備えられている。受光領域31aは、複数個の画素(図示せず)をマトリクス状に配置することによって構成された画素アレイを示している。固体撮像装置31(1)〜(n)それぞれが出力した出力信号(VOUT(1)〜(n))は、全て信号選択回路32に入力される。
As shown in FIG. 12, the imaging device includes solid-state imaging devices 31 (1) to (n), a
制御回路34は、設定された順序に従い、設定された周期で一つの固体撮像装置31を選択する。信号選択回路32は、制御回路34が選択した固体撮像装置31の出力信号のみを選択し、これを撮像データ(AFEIN)として信号処理装置33に出力する。
The
信号処理装置33は、アナログ信号処理を行うAFE(Analog Front End)や、デジタル信号処理を行うDSP(Digital Signal Processor)等を有している。撮像データ(AFEIN)は、信号処理装置33によって信号処理された後、表示装置(図示せず)に入力される。表示装置の表示画面(図示せず)には、選択された固体撮像装置31が撮像した静止画又は動画が表示される。
The
このような図12に示す撮像装置の用途としては、例えば、自動車のドライバーから死角となる複数箇所を撮像する安全確認装置や、立体画像を得るために二方向から撮像を行うカメラ(立体画像撮影カメラ)が挙げられる。その他の用途としては、カプセル型の内視鏡が挙げられる。カプセル型の内視鏡装置は、体内の状況を確実に撮影する必要があるため、複数個の固体撮像装置の搭載が求められている。 Such applications of the imaging device shown in FIG. 12 include, for example, a safety confirmation device that captures a plurality of blind spots from an automobile driver, or a camera that captures images from two directions to obtain a stereoscopic image (stereoscopic image capturing). Camera). Other applications include capsule endoscopes. Capsule-type endoscope apparatuses are required to mount a plurality of solid-state imaging devices because it is necessary to reliably capture the state of the body.
ところで、上述した用途のうち、立体画像撮像カメラやカプセル型の内視鏡装置においては、電力消費量の低減が求められる。特に、カプセル型の内視鏡装置は、人の体内で長時間の撮影を行うため、電力消費量の低減化は重要課題となっている。しかし、図12に示す撮像装置では、構成上、固体撮像装置31(1)〜(n)は、選択されているかどうかに関わらず、常に撮像データを出力し続けるため、この撮像装置を用いた場合は電力消費量の低減は困難である。 By the way, among the applications described above, a stereoscopic image capturing camera and a capsule endoscope apparatus are required to reduce power consumption. In particular, since capsule-type endoscope apparatuses perform long-time imaging within a human body, reduction of power consumption is an important issue. However, in the image pickup apparatus shown in FIG. 12, the solid-state image pickup devices 31 (1) to (n) continue to output image pickup data regardless of whether or not they are selected. In this case, it is difficult to reduce power consumption.
このような問題を解決するため、従来から、固体撮像装置の消費電力を低減する試みがなされている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2は、固体撮像装置の消費電力の低減を図るため、新たな固体撮像装置用の出力回路を提案している。特許文献2に示された出力回路は、固体撮像装置に蓄積された複数の画素信号を一画素ずつ読み出す際に、出力回路内に不要な電流が流れるのを止めることによって消費電力の低減を図っている。特許文献2に記載の出力回路の構成及び動作について図13及び図14を用いて説明する。
In order to solve such a problem, attempts have been made to reduce the power consumption of the solid-state imaging device (see, for example, Patent Document 2).
図13は、従来からの固体撮像装置用の出力回路を示す回路図である。図13に示すように、出力回路35は、スイッチングトランジスタ36と、ドライブトランジスタ37と、バイアストランジスタ38と、出力配線40とを備えている。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an output circuit for a conventional solid-state imaging device. As shown in FIG. 13, the
スイッチングトランジスタ36において、一方の導通端子36bには、電源電圧(VDD)が印加されており、他方の導通端子36cには、ドライブトランジスタ37の一方の導通端子37bが接続されている。また、スイッチングトランジスタ36のゲート端子36aには、反転リセット信号(/ΦR)が入力されている。なお、本明細書でいう導通端子とは、トランジスタのソース端子又はドレイン端子をいう。
In the
また、ドライブトランジスタ37の他方の導通端子37cは、バイアストランジスタ38の一方の導通端子38bに接続されている。出力配線40は、ドライブトランジスタ37及びバイアストランジスタ38のこの互いに接続された導通端子それぞれに接続されている。言い換えると、出力配線40は、導通端子37cと導通端子38bとを接続する配線から分岐している。バイアストランジスタ38の他方の導通端子38cは接地39に接続されている。
The
更に、ドライブトランジスタ37のゲート端子37aには、画素入力信号(VIN)が入力されている。バイアストランジスタ38のゲート端子には、出力回路35の動作点を決めるDCバイアス信号(VG)が入力されている。
Further, the pixel input signal (VIN) is input to the
ここで、図14を用いて図13に示した出力回路の動作について説明する。図14は、図13に示した出力回路における信号のタイミング及び波形を示す図であり、図14(a)はリセット信号及び反転リセットクロック信号を示し、図14(b)は出力配線から出力される出力信号を示し、図3(c)は出力回路に流れる電流を示している。 Here, the operation of the output circuit shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. 14 is a diagram showing signal timing and waveforms in the output circuit shown in FIG. 13. FIG. 14A shows a reset signal and an inverted reset clock signal, and FIG. 14B is outputted from the output wiring. FIG. 3C shows the current flowing through the output circuit.
図14(a)において、上側の波形はリセット信号(ΦR)を示し、下側の波形は反転リセット信号(/ΦR)を示している。リセット信号(ΦR)は、1画素の画素信号が、フローティングディフュージョン(図示せず)からドライブトランジスタ37のゲート端子37aに読み出される度に、一定期間(期間T)、電圧レベルをハイに維持して、フローティングディフュージョンをリセットする。反転リセット信号(/ΦR)は、上述したようにリセット信号(ΦR)を反転させて得られた信号であり、スイッチングトランジスタ36のゲート端子36aに入力される。
In FIG. 14A, the upper waveform indicates the reset signal (ΦR), and the lower waveform indicates the inverted reset signal (/ ΦR). The reset signal (ΦR) maintains the voltage level high for a certain period (period T) each time a pixel signal of one pixel is read from the floating diffusion (not shown) to the
ところで、ゲート端子36aに、図14(a)に示す反転リセット信号(/ΦR)ではなくて、スイッチングトランジスタ36を常に導通状態とさせる信号を印加したとする。この場合、出力配線40からの出力信号(VOUT)の波形は、図14(b)に示す形状となる。
By the way, it is assumed that a signal that always turns on the
具体的には、図14(b)に示すように、リセット信号(ΦR)の入力に応じて、リセット信号(ΦR)の漏れを原因としたノイズ波形41が発生する(リセット期間T1)。その後、フローティングディフュージョンがリセット状態となると、出力信号の電圧レベルは一定値となる(フィードスルー期間T2)。そして、画素信号がフローティングディフュージョンに供給されると、出力信号の電圧レベルは、画素信号の電荷量に比例して変化し、画素信号の電荷量を特定する値となる(データ期間T3)。
Specifically, as shown in FIG. 14B, a
このように、スイッチングトランジスタ36を常に導通状態にすると、図14(b)に示すように、リセット期間T1において、不要な電圧が印加され、これにより出力回路に不要な電流が流れてしまう。
As described above, when the
一方、スイッチングトランジスタ36のゲート端子36aに反転リセット信号(/ΦR)を入力すると、期間Tにおいて、スイッチングトランジスタ36が非導通状態となり、電源電圧VDDの供給が停止される。この結果、図14(c)に示すように、リセット期間T1において出力回路を流れる電流(回路電流)Iの電流値は0(ゼロ)となる。
On the other hand, when the inverted reset signal (/ ΦR) is input to the
このため、図13に示す出力回路を固体撮像装置に取り付ければ、固体撮像装置における電力消費量を低減できる。よって、図13に示す出力回路が取り付けられた固体撮像装置を用いて、図12に示す撮像装置を構築すれば、撮像装置全体の電力消費量の低減も図ることができる。
しかしながら、図12に示した撮像装置の各固体撮像装置31に、図13に示した出力回路を取り付けたとしても、選択されていない固体撮像装置31からの出力が0(ゼロ)となるわけではない。よって、この態様であっても、消費電力の低減は十分ではない。
However, even if the output circuit shown in FIG. 13 is attached to each solid-
また、撮像装置を搭載する機器においては、小型化が求められているが、同時に、撮像装置に対しても小型化が求められている。しかし、図12に示した撮像装置では、選択した固体撮像装置の撮像データのみを信号処理装置に送るためには、信号選択回路32が必ず必要であるため、回路規模が大きく、小型化が難しいという問題もある。
In addition, in devices equipped with an imaging device, downsizing is required, but at the same time, downsizing of imaging devices is also required. However, in the imaging device shown in FIG. 12, the
本発明の目的は、上記問題を解消し、従来に比べて消費電力の低減化と回路規模の縮小化とを図り得る撮像装置、及びそれに用いられる固体撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of solving the above-described problems and reducing the power consumption and the circuit scale as compared with the prior art, and a solid-state imaging apparatus used therefor.
上記目的を達成するために本発明における撮像装置は、複数の固体撮像装置と、前記複数の固体撮像装置の中から撮像を行う固体撮像装置を選択する制御部と、信号処理部とを備え、前記複数の固体撮像装置それぞれは、出力回路を備え、前記制御部は、前記複数の固体撮像装置それぞれ毎に、選択されているかどうかを特定する論理信号、又は前記論理信号及び前記論理信号の反転信号を入力し、前記固体撮像装置それぞれの前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を前記信号処理部へと出力するための出力配線とを備え、前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、前記スイッチングトランジスタのゲート端子には、前記論理信号が入力され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記論理信号、又は前記反転信号が入力され、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、そのゲート端子に入力されている前記論理信号の論理が、当該スイッチングトランジスタを備える固体撮像装置の選択を示す場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、選択を示さない場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging device according to the present invention includes a plurality of solid-state imaging devices, a control unit that selects a solid-state imaging device that performs imaging from the plurality of solid-state imaging devices, and a signal processing unit. Each of the plurality of solid-state imaging devices includes an output circuit, and the control unit specifies a logic signal that specifies whether or not each of the plurality of solid-state imaging devices is selected, or the inversion of the logic signal and the logic signal. A signal is input, and the output circuit of each of the solid-state imaging devices includes a drive transistor, a bias transistor, a switching transistor, and an output signal corresponding to the pixel input signal, to which a pixel input signal is input to a gate terminal. Output wiring for outputting to the processing unit, and one conduction terminal of the two conduction terminals of the driver transistor is a power source. The remaining conduction terminal of the driver transistor is connected to one conduction terminal of the two conduction terminals of the bias transistor and the output wiring, and the remaining conduction terminal of the bias transistor is connected to the ground. The logic signal is input to a gate terminal of the switching transistor, the logic signal or the inverted signal is input to a gate terminal of the bias transistor, and two conduction terminals of the switching transistor are gates thereof. When the logic of the logic signal input to the terminal indicates the selection of the solid-state imaging device including the switching transistor, the output signal is output from the output wiring, and when the selection does not indicate the selection, the output wiring The output signal is arranged not to be output.
また、上記目的を達成するため本発明における固体撮像装置は、出力回路を備えた固体撮像装置であって、前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を出力する出力配線とを備え、前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、前記スイッチングトランジスタのゲート端子に外部から論理信号が入力され、且つ、前記バイアストランジスタのゲート端子に前記論理信号又は前記論理信号の反転信号が入力されている場合において、前記論理信号の論理が一の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、前記論理信号の論理が別の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device including an output circuit, and the output circuit includes a drive transistor in which a pixel input signal is input to a gate terminal, a bias transistor, A switching transistor and an output wiring for outputting an output signal corresponding to the pixel input signal, wherein one of the two conduction terminals of the driver transistor is connected to a power source, and the remaining of the driver transistor The conduction terminal is connected to one conduction terminal of the two conduction terminals of the bias transistor and the output wiring, the remaining conduction terminal of the bias transistor is connected to the ground, and the two conduction terminals of the switching transistor Is a logic signal from the outside to the gate terminal of the switching transistor. And when the logic signal or the inverted signal of the logic signal is input to the gate terminal of the bias transistor and the logic signal is one logic, the output from the output wiring When the signal is output and the logic signal has another logic, the output signal is not output from the output wiring.
以上のように、本発明の固体撮像装置及び撮像装置によれば、複数の固体撮像装置の中から必要な固体撮像装置のみを動作させ、不要な固体撮像装置の動作を停止させることができる。このため、従来に比べて消費電力の低減化を図ることができる。また、動作させる固体撮像装置の選択には、従来のような信号選択回路は必要ないため、本発明の固体撮像装置及び撮像装置においては、回路規模の縮小化も図られる。 As described above, according to the solid-state imaging device and the imaging device of the present invention, it is possible to operate only a necessary solid-state imaging device from a plurality of solid-state imaging devices and to stop the operation of the unnecessary solid-state imaging device. For this reason, power consumption can be reduced as compared with the prior art. In addition, since a signal selection circuit as in the prior art is not required for selecting a solid-state imaging device to be operated, the circuit scale can be reduced in the solid-state imaging device and the imaging device of the present invention.
本発明における撮像装置は、複数の固体撮像装置と、前記複数の固体撮像装置の中から撮像を行う固体撮像装置を選択する制御部と、信号処理部とを備え、前記複数の固体撮像装置それぞれは、出力回路を備え、前記制御部は、前記複数の固体撮像装置それぞれ毎に、選択されているかどうかを特定する論理信号、又は前記論理信号及び前記論理信号の反転信号を入力し、前記固体撮像装置それぞれの前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を前記信号処理部へと出力するための出力配線とを備え、前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、前記スイッチングトランジスタのゲート端子には、前記論理信号が入力され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記論理信号、又は前記反転信号が入力され、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、そのゲート端子に入力されている前記論理信号の論理が、当該スイッチングトランジスタを備える固体撮像装置の選択を示す場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、選択を示さない場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする。 An imaging device according to the present invention includes a plurality of solid-state imaging devices, a control unit that selects a solid-state imaging device that performs imaging from the plurality of solid-state imaging devices, and a signal processing unit, and each of the plurality of solid-state imaging devices. Includes an output circuit, and the control unit inputs, for each of the plurality of solid-state imaging devices, a logic signal specifying whether or not the logic signal is selected, or the logic signal and an inverted signal of the logic signal. The output circuit of each imaging device outputs a drive transistor, a bias transistor, a switching transistor, and an output signal corresponding to the pixel input signal to the signal processing unit. Output wiring, and one conduction terminal of the two conduction terminals of the driver transistor is connected to a power source, and the driver transistor The remaining conduction terminal of the transistor is connected to one conduction terminal of the two conduction terminals of the bias transistor and the output wiring, and the remaining conduction terminal of the bias transistor is connected to the ground. The logic signal is input to the gate terminal, the logic signal or the inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor, and the two conduction terminals of the switching transistor are input to the gate terminal. The output signal is output from the output wiring when the logic of the logic signal indicates the selection of the solid-state imaging device including the switching transistor, and the output signal is output from the output wiring when the selection does not indicate the selection. It is arranged so that it is not done.
上記本発明における撮像装置においては、前記複数の固体撮像装置それぞれの出力回路に備えられた出力配線が、全て共通の単一の配線に接続され、前記単一の配線を介して前記信号処理部に接続されている態様であるのが良い。この態様によれば、回路構成を簡単にでき、回路規模の縮小化やコストの削減を図ることができる。 In the imaging device according to the present invention, output wirings provided in output circuits of the plurality of solid-state imaging devices are all connected to a common single wiring, and the signal processing unit is connected via the single wiring. It is good that it is the aspect connected to. According to this aspect, the circuit configuration can be simplified, and the circuit scale can be reduced and the cost can be reduced.
上記本発明における撮像装置は、前記複数の固体撮像装置それぞれの出力回路において、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記接地に接続され、前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力され、前記出力配線には容量が設けられ、前記出力信号は前記容量を介して出力される態様とするのが好ましい。この態様によれば、選択されていない固体撮像装置の出力回路にノイズが入った場合に、このノイズの影響を最小限に抑えることができる。 In the imaging device according to the present invention, in each output circuit of the plurality of solid-state imaging devices, one conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the ground, and the remaining conduction terminals of the switching transistor. However, it is connected to the output wiring, the inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor, a capacitance is provided in the output wiring, and the output signal is output via the capacitance. Is preferred. According to this aspect, when noise enters the output circuit of the solid-state imaging device that is not selected, the influence of this noise can be minimized.
上記本発明における撮像装置は、前記複数の固体撮像装置それぞれの出力回路において、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記電源に接続され、前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力され、前記出力配線には容量が設けられ、前記出力信号は前記容量を介して出力される態様とするのも好ましい。この態様においても、選択されていない固体撮像装置の出力回路にノイズが入った場合に、このノイズの影響を最小限に抑えることができる。 In the imaging device according to the present invention, in each output circuit of the plurality of solid-state imaging devices, one conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the power source, and the remaining conduction terminals of the switching transistor However, it is connected to the output wiring, the inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor, a capacitance is provided in the output wiring, and the output signal is output via the capacitance. It is also preferable. Also in this aspect, when noise enters the output circuit of the solid-state imaging device that is not selected, the influence of this noise can be minimized.
また、上記本発明における撮像装置は、前記複数の固体撮像装置それぞれの出力回路において、前記スイッチングトランジスタにおける二つの導通端子間の部分が、前記出力配線の一部を構成し、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記論理信号が入力されている態様とするのも好ましい。この態様によれば、更なる回路規模の縮小により、部品点数を低減でき、撮像装置のコストの削減を図ることができる。 In the imaging device according to the present invention, in the output circuit of each of the plurality of solid-state imaging devices, a portion between two conduction terminals in the switching transistor constitutes a part of the output wiring, and the gate of the bias transistor It is also preferable that the logic signal is input to the terminal. According to this aspect, the number of parts can be reduced by further reducing the circuit scale, and the cost of the imaging apparatus can be reduced.
本発明における固体撮像装置は、出力回路を備えた固体撮像装置であって、前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を出力する出力配線とを備え、前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、前記スイッチングトランジスタのゲート端子に外部から論理信号が入力され、且つ、前記バイアストランジスタのゲート端子に前記論理信号又は前記論理信号の反転信号が入力されている場合において、前記論理信号の論理が一の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、前記論理信号の論理が別の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする。 The solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device including an output circuit, and the output circuit includes a drive transistor, a bias transistor, a switching transistor, and the pixel input, each of which receives a pixel input signal at a gate terminal. An output wiring for outputting an output signal corresponding to the signal, one conduction terminal of the two conduction terminals of the driver transistor is connected to a power source, and the remaining conduction terminal of the driver transistor is connected to the bias transistor. One of the two conduction terminals is connected to the output wiring, and the other conduction terminal of the bias transistor is connected to the ground. The two conduction terminals of the switching transistor are the gate terminals of the switching transistor. And a logic signal is input from the outside to the bias In the case where the logic signal or the inverted signal of the logic signal is input to the gate terminal of the transistor, the output signal is output from the output wiring when the logic of the logic signal is one logic. When the logic of the signal is another logic, the output signal is arranged so as not to be output from the output wiring.
上記本発明における固体撮像装置は、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記接地に接続され、前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力される態様であっても良い。 In the solid-state imaging device according to the present invention, one conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the ground, the remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring, and the bias The inverted signal may be input to the gate terminal of the transistor.
上記本発明における固体撮像装置は、前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記電源に接続され、前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力される態様であっても良い。 In the solid-state imaging device according to the present invention, one conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the power supply, the remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring, and the bias The inverted signal may be input to the gate terminal of the transistor.
また、上記本発明における固体撮像装置は、前記スイッチングトランジスタにおける二つの導通端子間の部分が、前記出力配線の一部を構成し、前記バイアストランジスタのゲート端子に前記論理信号が入力される態様であっても良い。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the portion between the two conduction terminals of the switching transistor constitutes a part of the output wiring, and the logic signal is input to the gate terminal of the bias transistor. There may be.
(実施の形態1〜実施の形態3それぞれにおける固体撮像装置の共通の構成)
最初に、図1を用いて、以下に後述する本発明の実施の形態1〜3における固体撮像装置全てに共通の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1〜3における固体撮像装置の全体構成を示す構成図である。
(Common configuration of the solid-state imaging device in each of the first to third embodiments)
First, a configuration common to all the solid-state imaging devices according to
図1に示すように、本発明の実施の形態1〜3それぞれにおける固体撮像装置1は、MOS型撮像装置である。固体撮像装置1は、出力回路2と、垂直走査回路3と、水平走査回路4と、カラム読出部5と、タイミングジェネレータ6と、画素アレイ7とを備えている。画素アレイ7は、従来からのMOS型撮像装置の場合と同様に、MOSセンサアレイであり、複数個の画素8によって構成されている。複数個の画素8は、行方向(水平方向)及び列方向(垂直方向)に沿ってマトリクス状に配置されている。図示してしないが、画素は、フォトダイオード、リセットトランジスタ、増幅用トランジスタ、読出用トランジスタを備えている。
As shown in FIG. 1, the solid-
垂直走査回路3は、タイミングジェネレータ6から供給されるアドレス選択信号に基づいて、画素アレイ7を構成する複数行の中から一つの行(水平1ライン)を選択する。本実施の形態1〜3においては、垂直走査回路3は、図中上から下へと順次行を選択する。また、垂直走査回路3は、有効領域の画素に対して列並列方式で読み出しを行っており、画素アレイ7において、水平方向に並ぶ画素に蓄積された信号電荷は、同時に読み出され、列毎に設けられた垂直信号線に与えられる。
The
具体的には、垂直走査回路3は、先ず、選択した行の各画素に対して、それから垂直信号線に向けてリセットレベルの信号を出力させる(いわゆるP相読出)。そして、垂直走査回路3は、各画素を構成するフォトダイオードに対して、それに蓄積された電荷の電荷量に応じた画素信号を垂直信号線に向けて出力させる(いわゆるD相読出)。垂直走査回路3は、このような読み出し動作を行毎に実行する。また、選択された行の画素からの画素信号の読み出しは、1水平期間における水平ブランキング期間内で行われる。水平ブランキング期間では、垂直走査回路3によって選択された行において、各画素の画素信号が、各垂直信号線に対して並列的に出力される。
Specifically, the
各画素から垂直信号線に転送された画素信号は、カラム読出部5に入力される。カラム読出部5は、CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路を備え、列毎にP相読出のレベル(リセットレベル)とD相読出のレベル(データレベル)との差を算出し、得られた値を画素信号としてサンプリングする。そして、カラム読出部5は、水平走査回路4の指示に応じて、得られた画素信号を一つずつ順に出力回路2に出力する。
The pixel signal transferred from each pixel to the vertical signal line is input to the
タイミングジェネレータ6は、垂直走査回路3、水平走査回路4、カラム読出部5、及び出力回路2に対して、垂直同期信号及び水平同期信号に基づいて、動作タイミングの基準となる基準パルスを生成し、これを出力する。
The
本実施の形態1〜3では、タイミングジェネレータ6を介して、出力回路2には、選択信号(/VSEL)が入力されている。選択信号(/VSEL)は、後述するように、2値の論理信号であり、制御部(図2参照)が出力回路2の動作を制御するのに用いられる。制御部は、選択信号(/VSEL)の論理(電圧レベル)を切り換えることによって、出力回路2に対して、出力信号(VOUT)を出力させたり、出力を停止させたりしている。
In the first to third embodiments, the selection signal (/ VSEL) is input to the
なお、本実施の形態1〜3では、選択信号(/VSEL)は、タイミングジェネレータ6を介して出力回路2に入力されているが、この例に限定されるものではない。選択信号は、制御部によって直接に出力回路2に入力されていても良い。但し、出力回路2の動作とカラム読出部5の動作との同期を容易にする点からは、図1に示すように、選択信号は、タイミングジェネレータ6を介して出力回路2に入力されるのが好ましい。
In the first to third embodiments, the selection signal (/ VSEL) is input to the
(実施の形態1)
次に、本発明の実施の形態1における固体撮像装置及び撮像装置について図2〜図6を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態1における撮像装置の全体構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態1における撮像装置の全体構成を示す構成図である。
(Embodiment 1)
Next, the solid-state imaging device and the imaging device according to
図2に示すように、本実施の形態1における固体撮像装置は、n(二以上の整数)個の固体撮像装置1と、制御部10と、信号処理部11とを備えている。制御部10は、n個の固体撮像装置1の中から撮像を行う固体撮像装置を選択する。各個体撮像装置1は、図1に示したように出力回路2を備えている。
As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device according to the first embodiment includes n (an integer greater than or equal to 2) solid-
また、制御部10は、各固体撮像装置1に、具体的には、出力回路2に、選択されているかどうかを特定する選択信号(/VSEL)を入力する。選択信号は、上述したように2値の論理信号であり(後述の図4参照)、出力回路2は、その論理に応じて出力信号(VOUT)を出力したり、出力しなかったりするように構成されている。
In addition, the
本実施の形態1では、各固体撮像装置の符号は、1番目、2番目、・・・n番目であることを示すため、それぞれ1(1)、1(2)、・・・1(n)とする。また、選択信号の符号も、1番目、2番目、・・・n番目の固体撮像装置のうちのいずれに入力される信号であるかを示すため、(/VSEL1)、(VSEL2)、・・・(VSELn)とする。同様に、出力信号の符号も、1番目、2番目、・・・n番目の固体撮像装置のうちいずれから出力され他出力信号であるかを示すため、(VOUT1)、(VOUT2)、・・・(VOUTn)とする。なお、番目を表す数字が無い場合は、何番目であるかの限定がない場合を示している。 In the first embodiment, 1 (1), 1 (2),..., 1 (n) respectively indicate that the solid-state imaging device has the first, second,. ). In addition, in order to indicate which one of the first, second,..., Nth solid-state imaging devices the signal of the selection signal is input, (/ VSEL1), (VSEL2),. -(VSELn). Similarly, in order to indicate which of the first, second,..., Nth solid-state imaging devices is the other output signal, the sign of the output signal is (VOUT1), (VOUT2),. -(VOUTn). If there is no number indicating the number, the number is not limited.
また、本実施の形態1では、制御部10は、固体撮像装置1(1)〜(n)の中から一定の期間毎に順に一つの固体撮像装置1を選択する。よって、一定の期間毎に、順にいずれかの出力回路2から出力信号(VOUT1〜VOUTn)が出力される。このとき、選択されていない固体撮像装置1は動作を停止しており、これらの出力回路2から出力信号(VOUT1〜VOUTn)は出力されない。図2において、20は出力信号が出力される出力配線である。
Moreover, in this
本実施の形態1は、制御部10が、選択信号(/VSEL)に加え、その反転信号(VSEL)も各個体撮像装置に入力する態様であっても良い。更に、本実施の形態1は、各固体撮像装置1がその内部で反転信号(VSEL)を生成する態様であっても良い。また、本実施の形態1は、n個の固体撮像装置1それぞれが同一の被写体を撮像する態様であっても良いし、それぞれが異なる被写体を撮像する態様であっても良い。なお、信号処理部11は、図12に示した従来からの信号処理回路と同様に、AFEやDSP等を備えている。信号処理部11の構成については、図5を用いて後述する。
The first embodiment may be an aspect in which the
ここで、本実施の形態1における固体撮像装置に搭載されている出力回路及びその動作について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における固体撮像装置に搭載された出力回路の構成を示す回路図である。図4は、図3に示す出力回路における信号のタイミング及び波形を示す図であり、図4(a)は選択信号を示し、図4(b)は出力配線から出力される出力信号を示し、図4(c)は出力回路に流れる電流を示している。なお、図3及び図4においては、n個の固体撮像装置1のうち、1番目と2番目の固体撮像装置のみが図示されている。
Here, an output circuit mounted on the solid-state imaging device according to the first embodiment and its operation will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an output circuit mounted on the solid-state imaging device according to
図3に示すように、いずれの固体撮像装置1においても、出力回路2は、ドライブトランジスタ21と、バイアストランジスタ22と、スイッチングトランジスタ23と、出力配線20とを備えている。画素入力信号VIN1(又はVIN2)は、ドライブトランジスタ21のゲート端子21aに入力される。また、画素入力信号(VIN1又はVIN2)に応じた出力信号は、出力配線20を介して信号処理部11へと出力される。
As shown in FIG. 3, in any solid-
ドライバトランジスタ21の二つの導通端子のうち一つの導通端子(ソース端子)21bは、電源に接続されている。導通端子21bには、電源電圧VDDが印加される。ドライバトランジスタ21の残りの導通端子(ドレイン端子)21cは、バイアストランジスタ22の二つの導通端子のうちの一つの導通端子(ドレイン端子)22bに接続されている。また、導通端子22bには、出力配線20も接続されている。バイアストランジスタ22の残りの導通端子(ソース端子)22cは接地24に接続されている。
One conduction terminal (source terminal) 21b of the two conduction terminals of the
更に、スイッチングトランジスタ23のゲート端子23aには、選択信号(/VSEL1又は/VSEL2)が入力されている。一方、バイアストランジスタ22のゲート端子22aには、選択信号の反転信号(VSEL1又はVSEL2)が入力されている。なお、バイアストランジスタ22は、後述するように、例えばnチャネルMOSトランジスタであり、そのゲート端子22aには、それを定電流トランジスタとする中間バイアス電位が印加されていれば良い。
Further, a selection signal (/ VSEL1 or / VSEL2) is input to the
また、スイッチングトランジスタ23の導通端子23b及び23cは、ゲート端子23aに入力されている選択信号の論理がスイッチングトランジスタ23を備える固体撮像装置の選択を示す場合は、出力信号VOUTが出力され、選択を示さない場合は、出力信号VOUTが出力されないように配置されている。
In addition, the
具体的には、本実施の形態1においては、スイッチトランジスタ23の二つの導通端子のうち一つの導通端子(ソース端子)22cは、接地24に接続され、残りの導通端子(ドレイン端子)23bは、出力配線20に接続されている。更に、本実施の形態1では、ドライバトランジスタ21、バイアストランジスタ22、及びスイッチングトランジスタ23はnチャンネルMOSトランジスタである。
Specifically, in the first embodiment, one conduction terminal (source terminal) 22c of the two conduction terminals of the
よって、例えば、固体撮像装置1(1)を選択する場合は、図4(a)〜(c)の左側に示すように、選択信号(/VSEL1)の論理をローレベルに設定し、選択信号(/VSEL2)の論理をハイレベルに設定すれば良い。このとき、当然に反転信号(VSEL1)の論理はハイレベルに設定され、反転信号(VSEL2)の論理はローレベルに設定される。 Therefore, for example, when selecting the solid-state imaging device 1 (1), the logic of the selection signal (/ VSEL1) is set to a low level as shown on the left side of FIGS. The logic of (/ VSEL2) may be set to a high level. At this time, the logic of the inverted signal (VSEL1) is naturally set to a high level, and the logic of the inverted signal (VSEL2) is set to a low level.
この場合、固体撮像装置1(1)では、バイアストランジスタ22は導通状態となり、スイッチングトランジスタ23が遮断状態となり、出力配線20から、画素入力信号(VIN1)に応じた出力信号(VOUT1)が出力される。一方、固体撮像装置1(2)では、バイアストランジスタ22が遮断状態となり、スイッチングトランジスタ23が導通状態となり、出力配線20は接地24に短絡した状態となる。よって、出力信号VOUT(2)の電位は接地電位(0[V])に固定され、固体撮像装置1(2)の出力回路2(出力配線20)を流れる電流は0(ゼロ)となる。
In this case, in the solid-state imaging device 1 (1), the
逆に、固体撮像装置(2)を選択する場合は、図4(a)〜(c)の右側に示すように、選択信号(/VSEL2)の論理をローベルに設定し、選択信号(/VSEL1)の論理をハイレベルに設定すれば良い。反転信号(VSEL1)の論理はローレベルに設定され、反転信号(VSEL2)の論理はハイレベルに設定される。 Conversely, when selecting the solid-state imaging device (2), as shown on the right side of FIGS. 4A to 4C, the logic of the selection signal (/ VSEL2) is set to low level and the selection signal (/ VSEL1) is selected. ) Should be set to a high level. The logic of the inverted signal (VSEL1) is set to a low level, and the logic of the inverted signal (VSEL2) is set to a high level.
この場合は、固体撮像装置1(2)では、出力配線20から、画素入力信号(VIN2)に応じた出力信号VOUT(2)が出力される。一方、固体撮像装置1(1)における出力信号(VOUT(1))の電位は接地電位に固定され、固体撮像装置1(1)の出力回路2(配線22c)を流れる電流は0(ゼロ)となる。
In this case, in the solid-state imaging device 1 (2), the output signal VOUT (2) corresponding to the pixel input signal (VIN 2) is output from the
このように、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2を流れる電流が0(ゼロ)となることから、そこでの電力消費量も0(ゼロ)となる。よって、本実施の形態1によれば、従来例に比べて、撮像装置における消費電力を大幅に低減することができる。なお、図4(b)に示すように、いずれの固体撮像装置が選択されている場合であっても、信号処理部11には、撮像データ(AFEIN)となる出力信号が入力される。信号処理部11は効率良く動作することができる。
Thus, since the current flowing through the
更に、本実施の形態1においては、従来例のような信号選択回路を用いることなく、固体撮像装置を選択できるため、各出力配線20が単一の配線19によって短絡している配線構造とできる。各出力配線20は、配線19を介して信号処理部11に接続されている。このように、本実施の形態1における撮像装置では、従来例の撮像装置に比べて回路構成が簡素化され、その規模は縮小化されるので、撮像装置の小型化が図られる。
Furthermore, in the first embodiment, since a solid-state imaging device can be selected without using a signal selection circuit as in the conventional example, a wiring structure in which each
また、上述したように、本実施の形態1においては、選択されていない固体撮像装置1において、出力信号(VOUT)の電位は固定された状態にある。このため、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2内に外部からノイズが印加された場合において、このノイズが、信号処理部11に伝播されてしまうのを抑制できる。
Further, as described above, in the first embodiment, in the solid-
なお、図2及び図3に示したように、本実施の形態1においては、各出力配線20には、容量9が設けられ、出力信号(VOUT)は容量9を介して信号処理部11に出力されている。これは、選択されていない固体撮像装置1において、出力信号の電位が固定電位(本実施の形態1では接地電位)に固定されるため、容量9を設けない場合は、選択されている固体撮像装置1においても、出力信号の電位が固定電位に固定されてしまうからである。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the first embodiment, each
次に、図2に示した信号処理部11について図5を用いて具体的に説明する。図5は、図2に示した信号処理部の構成を示すブロック図である。図5に示すように、信号処理部11は、アナログ信号処理を行うAFE12、A/D変換回路13、デジタル信号処理を行うDSP14、及びD/A変換回路15を備えている。
Next, the
AFE12は、主にCDS(相関二重サンプリング)回路やAGC(自動利得制御)回路を備えている。CDS回路は、フィールドスルー期間T2の電圧レベルとデータ期間T3の電圧レベルとの差を算出し、これから光の入射によって生じた信号の電圧レベルを求める。AGC回路は、入力された信号の振幅がA/D変換回路13の入力ダイナミックレンジに対して最適な振幅になるように、ゲインを自動調整する。
The
AFE12によってアナログ処理された信号は、A/D変換回路13に入力され、デジタル信号に変換される。得られたデジタル信号は、DSP14に入力され、デジタル処理される。具体的には、DSP14は、画像フォーマットへの変換やホワイトバランスの調整等を実施する。DSP14によってデジタル処理された信号は、D/A変換回路15に入力され、そこでアナログ信号に変換されて画像信号となる。画像信号は表示装置等に入力され、撮像画像が表示される。
The signal analog-processed by the
次に、本実施の形態1における固体撮像装置及び撮像装置がカプセル型の内視鏡装置に利用された例について説明する。図6は、本実施の形態1における固体撮像装置及び撮像装置を搭載したカプセル型の内視鏡装置の概略構成を示す構成図である。 Next, an example in which the solid-state imaging device and the imaging device according to the first embodiment are used in a capsule endoscope apparatus will be described. FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device and a capsule endoscope device equipped with the imaging device according to the first embodiment.
図6に示すように、内視鏡装置16は、図2に示した撮像装置と同様の撮像装置と、内視鏡装置16の各部に電力を供給する電源18とを備えている。図6の例では、固体撮像装置1の数は二つであるが、これに限定されるものではない。固体撮像装置1は、一方の端部と他方の端部とに配置されている。また、固体撮像装置1毎に、レンズ素子17が備えられている。本実施の形態1では、制御部10から固体撮像装置1へと、固体撮像装置1から信号処理部11へと、更に、制御部10から信号処理部11へと、それぞれ信号が送られる。
As shown in FIG. 6, the
この内視鏡装置16は、人体の内部に投与されると、固体撮像装置1を交互に動作させ、人体の内部の撮影を実行する。このとき、固体撮像装置1への電力供給は、電源18によって賄われるが、撮影を行っていない固体撮像装置1は電力を消費しないため、電源18による電力供給が不足する事態の発生は抑制される。このため、本実施の形態1における内視鏡装置16を用いれば、患者の体内の各部を確実に撮像でき、早期の病巣発見に貢献できる。
When this
なお、図6の例では、制御部10は、固体撮像装置1への選択信号(/VSEL)の供給に加え、内視鏡装置16全体で必要となる制御も行っている。制御部10としては、CPUやメモリを備えたマイクロコンピュータを用いることができる。また、この場合は、マイクロコンピュータをDSPとして機能させることもできる。
In the example of FIG. 6, the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における固体撮像装置及び撮像装置について図7及び図8を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態2における固体撮像装置に搭載された出力回路の構成を示す回路図である。図8は、図7に示す出力回路における信号のタイミング及び波形を示す図であり、図8(a)は選択信号を示し、図8(b)は出力配線から出力される出力信号を示し、図8(c)は出力回路に流れる電流を示している。
(Embodiment 2)
Next, a solid-state imaging device and an imaging device according to
図7に示すように、本実施の形態2における出力回路25は、スイッチングトランジスタ23の配置の点で、実施の形態1において図3に示した出力回路2と異なっている。具体的には、スイッチングトランジスタ23の一方の導通端子(ドレイン端子)23cが、接地ではなく、電源に接続されている。
As shown in FIG. 7, the
それ以外の点では、出力回路25は、図3に示した出力回路2と同様に構成されている。各出力回路25の出力配線20にも容量9が設けられている。また、本実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、図8(a)〜(c)の左側に示すように、例えば、固体撮像装置1(1)が選択されると、選択信号(/VSEL1)の論理がローレベルに、選択信号(/VSEL2)の論理がハイレベルに設定される。更に、固体撮像装置(2)が選択されると、図8(a)〜(c)の右側に示すように、選択信号(/VSEL2)の論理がハイレベルに、選択信号(/VSEL1)の論理がローレベルに設定される。
In other respects, the
但し、上記した相違点により、選択されなかった固体撮像装置1においては、出力配線20は電源に短絡した状態となる。よって、図8(c)に示すように、出力信号VOUT(2)の電位は電源電位(VDD)に固定され、選択されなかった固体撮像装置1の出力回路2(導通端子22c)を流れる電流は0(ゼロ)となる。
However, due to the differences described above, in the solid-
このように、本実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2を流れる電流が0(ゼロ)となることから、そこでの電力消費量も0(ゼロ)となる。よって、本実施の形態2を用いた場合も、従来例に比べて、撮像装置における消費電力を大幅に低減することができる。更に、本実施の形態2においても、従来例のような信号選択回路を用いることなく、固体撮像装置を選択できるため、回路構成の規模が縮小化され、撮像装置の小型化が図られる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the current flowing through the
また、上述したように、本実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、選択されていない固体撮像装置1において、出力信号(VOUT)の電位は固定された状態にある。このため、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2内に外部からノイズが印加された場合において、このノイズが、信号処理部11に伝播されてしまうのを抑制できる。
As described above, also in the second embodiment, the potential of the output signal (VOUT) is fixed in the unselected solid-
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における固体撮像装置及び撮像装置について図9〜図11を参照しながら説明する。図9は、本発明の実施の形態3における撮像装置の全体構成を示す構成図である。図10は、本発明の実施の形態3における固体撮像装置に搭載された出力回路の構成を示す回路図である。図11は、図10に示す出力回路における信号のタイミング及び波形を示す図であり、図11(a)は選択信号を示し、図11(b)は出力配線から出力される出力信号を示し、図11(c)は出力回路に流れる電流を示している。
(Embodiment 3)
Next, a solid-state imaging device and an imaging device according to
図9及び図10に示すように、本実施の形態3における出力回路26は、スイッチングトランジスタの構成及び配置の点で、実施の形態1において図3に示した出力回路2及び実施の形態2において図7に示した出力回路25の両方と異なっている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
具体的には、図10に示すように、本実施の形態3においては、スイッチングトランジスタ23における二つの導通端子間(ソース・ドレイン間)の部分が、出力配線20の一部を構成している。つまり、スイッチングトランジスタ23の一方の導通端子(ソース端子)23bが、ドライバトランジスタ21の導通端子(ソース端子)21cに接続され、スイッチングトランジスタの他方の導通端子(ドレイン端子)23cが信号処理部21に接続された状態にある。
Specifically, as shown in FIG. 10, in the third embodiment, the portion between the two conduction terminals (between the source and the drain) in the switching
また、このような構成であるため、本実施の形態3では、バイアストランジスタ22のゲート端子22aにも、スイッチングトランジスタ23のゲート端子23aと同様に、選択信号(/VSEL)が入力される。よって、制御部10(図9参照)は、実施の形態1及び2と異なり、各個体撮像装置1に選択信号(/VSEL)のみを入力し、反転信号(VSEL)を入力していない。
Further, because of such a configuration, in the third embodiment, the selection signal (/ VSEL) is input to the
よって、本実施の形態3では、例えば、固体撮像装置1(1)を選択する場合は、図11(a)〜(c)の左側に示すように、選択信号(/VSEL1)の論理がハイレベルに設定され、選択信号(/VSEL2)の論理がローレベルに設定される。 Therefore, in the third embodiment, for example, when selecting the solid-state imaging device 1 (1), the logic of the selection signal (/ VSEL1) is high as shown on the left side of FIGS. The logic level of the selection signal (/ VSEL2) is set to a low level.
この場合、固体撮像装置1(1)では、バイアストランジスタ22は導通状態、スイッチングトランジスタ23も導通状態となる。そして、固体撮像装置1(1)においては、出力配線20から、画素入力信号(VIN1)に応じた出力信号(VOUT1)が出力される。一方、固体撮像装置1(2)では、バイアストランジスタ22が遮断状態、スイッチングトランジスタ23も遮断状態となり、固体撮像装置1(2)の出力回路2(導通端子22c)を流れる電流は0(ゼロ)となる。
In this case, in the solid-state imaging device 1 (1), the
逆に、固体撮像装置(2)を選択する場合は、図11(a)〜(c)の右側に示すように、選択信号(/VSEL2)の論理がハイベルに設定され、選択信号(/VSEL1)の論理がローレベルに設定される。この場合は、固体撮像装置1(2)では、出力配線20から、画素入力信号(VIN2)に応じた出力信号VOUT(2)が出力される。一方、固体撮像装置1(1)の出力回路2(導通端子22c)を流れる電流は0(ゼロ)となる。
Conversely, when selecting the solid-state imaging device (2), as shown on the right side of FIGS. 11A to 11C, the logic of the selection signal (/ VSEL2) is set to high level and the selection signal (/ VSEL1) is selected. ) Logic is set to low level. In this case, in the solid-state imaging device 1 (2), the output signal VOUT (2) corresponding to the pixel input signal (VIN 2) is output from the
また、このような出力回路26の構成により、本実施の形態3においては、各出力配線20に容量(図3及び図7参照)を設ける必要がない。これは、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2において、出力配線20の一部はフローティング状態(即ち、拡散層に接続された状態)となっており、出力信号(VOUT)の電位が固定されていないからである。よって、本実施の形態3によれば、実施の形態1及び2に比べて、更に回路構成の簡略化を図ることができる。
Further, according to the configuration of the
このように、固体撮像装置が選択されている期間でしか、それに備えられたスイッチングトランジスタ23は導通状態とならないため、本実施の形態3においても、選択されていない固体撮像装置1の出力回路2(導通端子22c)を流れる電流は0(ゼロ)となる。よって、本実施の形態3を用いた場合も、選択されていない固体撮像装置1における電力消費量は0(ゼロ)となり、従来例に比べて、撮像装置における消費電力を大幅に低減することができる。更に、本実施の形態3においても、従来例のような信号選択回路を用いることなく、固体撮像装置を選択できるため、回路構成の規模が縮小化され、撮像装置の小型化が図られる。
As described above, since the switching
以上のように、本発明における固体撮像装置及び撮像装置を用いれば、複数の固体撮像装置を備えた撮像装置における消費電力の低減化や回路規模の縮小化を図ることができる。本発明における固体撮像装置及び撮像装置は産業上の利用可能性を有するものである。 As described above, by using the solid-state imaging device and the imaging device according to the present invention, it is possible to reduce power consumption and a circuit scale in an imaging device including a plurality of solid-state imaging devices. The solid-state imaging device and the imaging device according to the present invention have industrial applicability.
1(1)〜(n) 固体撮像装置
2 出力回路
3 垂直走査回路
4 水平走査回路
5 カラム読出部
6 タイミングジェネレータ
7 画素アレイ
8 画素
9 容量
10 制御部
11 信号処理部
12 AFE
13 A/D変換回路
14 DSP
15 D/A変換回路
19 配線
20 出力配線
21 ドライブトランジスタ
21a ドライブトランジスタのゲート端子
21b、21c ドライブトランジスタの導通端子
22 バイアストランジスタ
22a バイアストランジスタのゲート端子
22b、22c バイアストランジスタの導通端子
23 スイッチングトランジスタ
23a スイッチングトランジスタのゲート端子
23b、23c スイッチングトランジスタの導通端子
24 接地
25 出力回路
26 出力回路
1 (1) to (n) Solid-
13 A /
15 D /
Claims (9)
前記複数の固体撮像装置それぞれは、出力回路を備え、
前記制御部は、前記複数の固体撮像装置それぞれ毎に、選択されているかどうかを特定する論理信号、又は前記論理信号及び前記論理信号の反転信号を入力し、
前記固体撮像装置それぞれの前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を前記信号処理部へと出力するための出力配線とを備え、
前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、
前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、
前記スイッチングトランジスタのゲート端子には、前記論理信号が入力され、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記論理信号、又は前記反転信号が入力され、
前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、そのゲート端子に入力されている前記論理信号の論理が、当該スイッチングトランジスタを備える固体撮像装置の選択を示す場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、選択を示さない場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする撮像装置。 A plurality of solid-state imaging devices; a control unit that selects a solid-state imaging device that performs imaging from the plurality of solid-state imaging devices; and a signal processing unit,
Each of the plurality of solid-state imaging devices includes an output circuit,
The control unit inputs, for each of the plurality of solid-state imaging devices, a logic signal that specifies whether or not the logic signal is selected, or the logic signal and an inverted signal of the logic signal,
The output circuit of each of the solid-state imaging devices outputs a drive transistor, a bias transistor, a switching transistor, and an output signal corresponding to the pixel input signal to the signal processing unit. Output wiring for
One conduction terminal of the two conduction terminals of the driver transistor is connected to a power source,
The remaining conduction terminal of the driver transistor is connected to one conduction terminal of the two conduction terminals of the bias transistor and the output wiring,
The remaining conduction terminal of the bias transistor is connected to ground,
The logic signal is input to the gate terminal of the switching transistor,
The logic signal or the inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor,
The two conduction terminals of the switching transistor output the output signal from the output wiring when the logic of the logic signal input to the gate terminal indicates selection of a solid-state imaging device including the switching transistor. The image pickup apparatus is arranged so that the output signal is not output from the output wiring when selection is not indicated.
前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記接地に接続され、
前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力され、
前記出力配線には容量が設けられ、前記出力信号は前記容量を介して出力される請求項1に記載の固体撮像装置。 In each output circuit of the plurality of solid-state imaging devices,
One conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the ground,
The remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring;
The inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a capacitance is provided in the output wiring, and the output signal is output via the capacitance.
前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子が、前記電源に接続され、
前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力され、
前記出力配線には容量が設けられ、前記出力信号は前記容量を介して出力される請求項1に記載の固体撮像装置。 In each output circuit of the plurality of solid-state imaging devices,
One conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the power source,
The remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring,
The inverted signal is input to the gate terminal of the bias transistor,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a capacitance is provided in the output wiring, and the output signal is output via the capacitance.
前記スイッチングトランジスタにおける二つの導通端子間の部分が、前記出力配線の一部を構成し、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記論理信号が入力されている請求項1に記載の固体撮像装置。 In each output circuit of the plurality of solid-state imaging devices,
A portion between two conduction terminals in the switching transistor constitutes a part of the output wiring,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the logic signal is input to a gate terminal of the bias transistor.
前記出力回路は、ゲート端子に画素入力信号が入力されるドライブトランジスタと、バイアストランジスタと、スイッチングトランジスタと、前記画素入力信号に応じた出力信号を出力する出力配線とを備え、
前記ドライバトランジスタの二つの導通端子のうち一つの導通端子は、電源に接続され、
前記ドライバトランジスタの残りの導通端子は、前記バイアストランジスタの二つの導通端子のうちの一つの導通端子、及び前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタの残りの導通端子は接地に接続され、
前記スイッチングトランジスタの二つの導通端子は、前記スイッチングトランジスタのゲート端子に外部から論理信号が入力され、且つ、前記バイアストランジスタのゲート端子に前記論理信号又は前記論理信号の反転信号が入力されている場合において、前記論理信号の論理が一の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力され、前記論理信号の論理が別の論理である場合に、前記出力配線から前記出力信号が出力されないように配置されていることを特徴とする固体撮像装置。 A solid-state imaging device having an output circuit,
The output circuit includes a drive transistor in which a pixel input signal is input to a gate terminal, a bias transistor, a switching transistor, and an output wiring that outputs an output signal corresponding to the pixel input signal,
One conduction terminal of the two conduction terminals of the driver transistor is connected to a power source,
The remaining conduction terminal of the driver transistor is connected to one conduction terminal of the two conduction terminals of the bias transistor and the output wiring,
The remaining conduction terminal of the bias transistor is connected to ground,
In the two conduction terminals of the switching transistor, a logic signal is inputted from the outside to the gate terminal of the switching transistor, and the logic signal or an inverted signal of the logic signal is inputted to the gate terminal of the bias transistor. The output signal is output from the output wiring when the logic signal logic is one logic, and the output signal is output from the output wiring when the logic signal logic is another logic. A solid-state image pickup device arranged so as not to be moved.
前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力される請求項6に記載の固体撮像装置。 One conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the ground,
The remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring;
The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the inverted signal is input to a gate terminal of the bias transistor.
前記スイッチングトランジスタの残りの導通端子が、前記出力配線に接続され、
前記バイアストランジスタのゲート端子には、前記反転信号が入力される請求項6に記載の固体撮像装置。 One conduction terminal of the two conduction terminals of the switching transistor is connected to the power source,
The remaining conduction terminal of the switching transistor is connected to the output wiring;
The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the inverted signal is input to a gate terminal of the bias transistor.
前記バイアストランジスタのゲート端子に前記論理信号が入力される請求項6に記載の固体撮像装置。 A portion between two conduction terminals in the switching transistor constitutes a part of the output wiring,
The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the logic signal is input to a gate terminal of the bias transistor.
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JP2010051538A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Panasonic Corp | Imaging apparatus |
JP5958462B2 (en) * | 2011-03-17 | 2016-08-02 | 日本電気株式会社 | Imaging apparatus, imaging method, and program |
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