JP2009038724A - 固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の色成分を読み取るための複数の画素1、各画素からの信号を保持する複数の保持手段2、各色成分に対応する複数の各保持手段が接続された複数の共通出力線12、複数の共通出力線と接続された複数の出力回路13を具備する。そして少なくとも2つの複数の共通出力線12を選択手段15を介して一つの出力回路13に接続する。また、基本セル10の複数の画素のうち少なくとも2つの異なる色成分の画素が接続された保持手段2の出力を選択手段4を介して一つの共通出力線12に接続する。
【選択図】図1
Description
図1は本発明に係る固体撮像装置の第1の実施形態を示す構成図である。図1では赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)成分の4成分を読み取るNビット×4ラインセンサを示す。図中1は画素であり、末尾記号のR、G、B、Mはそれぞれ、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)の各画素を意味する。即ち、画素は1−R、1−G、1−B、1−Mとして示すように赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)に対応して設けられている。また、その場合、複数の色成分を読み取るための複数の画素1−R、1−G、1−B、1−Mは、図1に示すように一方向にその複数の画素毎に列状に配置されている。
式(1)のCTは信号保持容量31の容量値、CHは各共通出力線12の容量値である。以降、共通出力線12のリセット後に順次各基本セル10から各色成分の信号を各共通出力線12に出力していく。出力回路13は共通出力線12に出力された各色成分の信号に対して任意のゲインをかけて出力端子から出力する。
図13は本発明に係る固体撮像装置の第2の実施形態を示す。図13では図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図1との違いは選択手段を各基本セル内に設けた点である。図1と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)成分の4成分を読み取るNビット×4ラインセンサを示す。
図17は本発明の第3の実施形態を示す。図17では図1や図13等と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図1と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)成分の4成分を読み取るNビット×4ラインセンサを示す。図17において、5はB成分の画素1−Bと、M成分の画素1−Mのいずれかを選択し、保持手段2−Bに接続する第3の選択手段であり、各基本セル10内にある。
図18は本発明の第4の実施形態の構成を示す。図17と同様に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)、モノクロ(M)成分の4成分を読み取るNビット×4ラインセンサを示す。図18では図17と共通の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。図18ではB成分の画素1−BとM成分の画素1−Mが同一の保持手段2−Bを共有している例を示す。もちろん、B成分が他のカラー成分(R、G)であっても構わない。
2 保持手段
3 出力転送スイッチ
4 第2の選択手段
5 第3の選択手段
11 シフトレジスタ(SR)
12 共通出力線
13 出力回路
14 共通出力線リセットトランジスタ
15 第1の選択手段
16 第1の選択トランジスタ
17 第2の選択トランジスタ
18 第1のダミートランジスタ
19 第2のダミートランジスタ
21 光電変換素子
22 リセットトランジスタ
23 ソースフォロワ入力トランジスタ
24 定電流源
25 転送トランジスタ
26 切替トランジスタ
31 信号保持容量
32 第1の容量書き込みスイッチ
33 ノイズ保持容量
34 第2の容量書き込みスイッチ
35 クランプ容量
36 クランプスイッチ
37 ゲインアンプ
Claims (21)
- 複数の色成分を読み取るための複数の画素と、
前記各画素からの信号を保持するための複数の保持手段と、
各色成分に対応する前記複数の各保持手段が接続された複数の共通出力線と、
前記複数の共通出力線と接続された複数の出力回路とを有する固体撮像装置において、
少なくとも2つの前記複数の共通出力線が、選択手段を介して一つの前記出力回路に接続されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記選択手段が接続されていない色成分の前記共通出力線と前記出力回路との間に前記選択手段を構成する素子と同構成のダミー素子が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の色成分を読み取るための複数の画素が、カラー画像を読み取る複数のカラー画素とモノクロ画素とで構成され、前記モノクロ画素に対応する共通出力線と、前記複数のカラー画素のうち少なくとも一つの色成分のカラー画素に対応する共通出力線とが、前記選択手段を介して一つの前記出力回路に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。
- 複数の色成分を読み取るための複数の画素と前記複数の画素からの各々の信号を保持するための複数の保持手段とを有する複数の基本セルと、
前記複数の基本セルの各色成分に対応する前記複数の保持手段の出力が接続された複数の共通出力線と、
前記複数の共通出力線とそれぞれ接続された複数の出力回路とを有する固体撮像装置において、
前記基本セルの複数の画素のうち少なくとも2つの異なる色成分の画素が接続された前記保持手段の出力が選択手段を介して一つの前記共通出力線に接続されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記選択手段が接続されていない色成分の前記保持手段と前記共通出力線との間に前記選択手段を構成する素子と同構成のダミー素子が接続されていることを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。
- 前記基本セルの複数の色成分を読み取るための複数の画素が、カラー画像を読み取る複数のカラー画素とモノクロ画素とで構成され、前記モノクロ画素が接続された前記保持手段の出力と、前記複数のカラー画素のうち少なくとも一つの色成分のカラー画素が接続された前記保持手段の出力とが、前記選択手段を介して一つの前記共通出力線に接続されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の固体撮像装置。
- 複数の色成分を読み取るための複数の画素と前記複数の画素からの信号を保持する複数の保持手段とを有する複数の基本セルと、
前記複数の基本セルの各色成分に対応する前記複数の保持手段の出力が接続された複数の共通出力線と、
前記複数の共通出力線とそれぞれ接続された複数の出力回路とを有する固体撮像装置において、
前記基本セルの複数の画素のうち少なくとも2つの異なる色成分の画素が選択手段を介して一つの前記保持手段に接続されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記選択手段が接続されていない色成分の前記画素と前記保持手段との間に前記選択手段を構成する素子と同構成のダミー素子が接続されていることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記基本セルの複数の色成分を読み取るための複数の画素が、カラー画像を読み取る複数のカラー画素とモノクロ画素とで構成され、前記モノクロ画素と前記複数のカラー画素のうち少なくとも一つの色成分のカラー画素とが、前記選択手段を介して一つの前記保持手段に接続されていることを特徴とする請求項7又8に記載の固体撮像装置。
- 異なる色成分を読み取るための複数の画素と前記複数の画素からの信号を保持するための複数の保持手段とを有する複数の基本セルと、
前記複数の基本セルの各色成分に対応する前記複数の保持手段の出力が接続された複数の共通出力線と、
前記複数の共通出力線とそれぞれ接続された複数の出力回路とを有する固体撮像装置において、
前記画素内に画素の信号を出力するか出力しないかを切り替えるための切替トランジスタを有し、前記基本セルの複数の画素のうち少なくとも2つの異なる色成分の画素が一つの前記保持手段に接続されており、前記少なくとも2つの異なる色成分の画素間で前記切替トランジスタを制御することによって画素の信号の出力を切り替えることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記基本セルの複数の色成分を読み取るための複数の画素が、カラー画像を読み取る複数のカラー画素とモノクロ画素とで構成され、前記モノクロ画素と前記複数のカラー画素のうち少なくとも一つの色成分のカラー画素とが、一つの前記保持手段に接続されていることを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。
- 前記画素は、光電変換素子と、前記光電変換素子をリセットするリセットトランジスタと、前記光電変換素子からの信号を受けるソースフォロワの入力トランジスタとを備えていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記画素は、光電変換素子と、前記光電変換素子からの信号を転送する転送トランジスタと、前記転送トランジスタからの信号を受けるフローティングディフュージョン部と、前記光電変換素子と前記フローティングディフュージョン部をリセットするリセットトランジスタと、前記フローティングディフュージョン部と接続されたソースフォロワの入力トランジスタとを備えていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の色成分を読み取る複数のカラー画素が、赤色、緑色、青色の各成分を読み取る画素であることを特徴とする請求項3、6、9又は11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記保持手段は、前記画素からの信号成分を保持する信号保持容量と、前記画素からのノイズ成分を保持するノイズ保持容量とを備え、前記信号保持容量に保持された信号と前記ノイズ保持容量に保持された信号との差分をとることによって前記画素で発生するノイズ成分を除去することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記保持手段は、クランプ容量と、前記クランプ容量に接続されたゲインアンプと、前記ゲインアンプの入力に接続されたクランプスイッチとを有し、且つ、前記ゲインアンプで増幅された信号を保持する信号保持容量と、前記ゲインアンプのオフセット成分を保持するノイズ保持容量から構成され、前記信号保持容量に保持された信号と前記ノイズ保持容量に保持された信号との差分をとることによって前記ゲインアンプのオフセット成分を除去することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- カラー画像の読取時に前記モノクロ画素の前記ソースフォロワの動作を停止し、且つ、モノクロ画像の読取時には前記カラー画素の前記ソースフォロワと、前記モノクロ画素から信号が出力されない前記出力回路の動作を停止する手段を有することを特徴とする請求項3、6、9、11、12又は13のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- カラー画像の読取時に前記モノクロ画素の前記ソースフォロワの動作を停止し、且つ、モノクロ画像の読取時には前記カラー画素の前記ソースフォロワと、前記保持手段における前記モノクロ画素から信号が入力されない前記ゲインアンプと、前記モノクロ画素から信号が出力されない前記出力回路との動作を停止する手段を有することを特徴とする請求項3、6、9、11、12、13又は16のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の画素が色成分毎に列状に配置された基本セルが当該基本セルの画素の並び方向に対して垂直方向に複数配置され、同一の前記基本セルの前記複数の保持手段が前記複数の基本セルの画素列に対して一方向側に配置され、且つ、前記基本セルと隣り合う基本セルの前記複数の保持手段が前記複数の基本セルの画素列に対して他方側に配置されていることを特徴とする請求項4〜18のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記基本セルの少なくとも2つの色成分の画素が同一の前記保持手段に接続され、前記同一の保持手段に接続された少なくとも2つの色成分の画素同士が、前記基本セルの並び方向において隣り合って配置されていることを特徴とする請求項19に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の色成分を読み取るための複数の画素は、一方向にその複数の画素毎に列状に配置されていることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
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