JP2009089367A5 - - Google Patents

Claims (13)

1. 光電変換部を含む画素と、
   前記画素に接続された列信号線と、
   前記列信号線を介して前記画素から信号を読み出す読み出し回路と、
   前記読み出し回路に接続された出力線と、
   前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、
   前記読み出し回路は、
   前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、
   前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、
   第２の蓄積部と、
   前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、
   前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、
   前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、
   前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力される
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２の蓄積部と前記出力線との接続を開閉する第３の開閉部をさらに備え、
   前記第３の開閉部は、前記第２の蓄積部と前記出力線との接続を閉状態にすることにより、前記第２の蓄積部と前記出力線とを接続し、前記第２の蓄積部に保持された信号が読み出されるようにする
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記インピーダンス変換器は、前記第１の蓄積部が保持する電荷に応じた信号を前記第２の蓄積部に供給する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記インピーダンス変換器は、ＭＯＳトランジスタを含み、
   前記ＭＯＳトランジスタは、前記第１の蓄積部に保持された信号がゲートに入力され、前記ゲートに入力された信号に応じた信号を、ソースを介して前記第２の蓄積部へ出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記読み出し回路は、前記第２の蓄積部の電位をリセットするリセット部をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記インピーダンス変換器は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタを含み、
   前記第１の蓄積部の電位をＶ１、前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈｎ、前記第２の蓄積部の電位をＶ２としたとき、前記リセット部は、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との電気的な接続が遮断された状態で、
   Ｖ２≦Ｖ１−Ｖｔｈｎ
   になるように、前記第２の蓄積部の電位Ｖ２をリセットし、
   前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタは、前記第２の蓄積部に電気的に接続された際に、前記第２の蓄積部の電位を、前記リセット部によりリセットされた電位から、前記第１の蓄積部に保持された信号に応じた電位へ引き上げる
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記インピーダンス変換器は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタを含み、
   前記第１の蓄積部の電位をＶ１、前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈｐ、前記第２の蓄積部の電位をＶ２としたとき、前記リセット部は、前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との電気的な接続が遮断された状態で、
   Ｖ２≧Ｖ１＋Ｖｔｈｐ
   になるように、前記第２の蓄積部の電位Ｖ２をリセットし、
   前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタは、前記第２の蓄積部に電気的に接続された際に、前記第２の蓄積部の電位を、前記リセット部によりリセットされた電位から、前記第１の蓄積部に保持された信号に応じた電位へ引き下げる
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記第１の蓄積部は、
   前記列信号線に出力されたノイズ信号を保持するノイズ信号用の第１の蓄積部と、
   前記列信号線に出力された光信号を保持する光信号用の第１の蓄積部とを含み、
   前記第２の蓄積部は、
   前記ノイズ信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達されるノイズ信号用の第２の蓄積部と、
   前記光信号用の第１の蓄積部に保持された信号が伝達される光信号用の第２の蓄積部とを含み、
   前記インピーダンス変換器は、前記ノイズ信号用の第１の蓄積部及び前記光信号用の第１の蓄積部が入力端子に接続され、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部及び前記光信号用の第２の蓄積部が出力端子に接続され、
   前記出力部は、前記ノイズ信号用の第２の蓄積部に保持された信号と、前記光信号用の第２の蓄積部に保持された信号との差分を演算して、画像信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記列信号線には、第１の画素と第２の画素とが接続され、
   第１の期間において、前記インピーダンス変換器により前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から前記第２の蓄積部へ伝達され、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部に蓄積され、
   前記第２の期間において、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から前記出力部へ伝達される
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記第１の期間は、前記第２の期間よりも短い
    ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 第１の画素と、
    第２の画素と、
    前記第１の画素及び前記第２の画素に接続された列信号線と、
    前記列信号線を介して前記第１の画素及び前記第２の画素から信号を読み出す読み出し回路と、
    前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する駆動部と、
    前記読み出し回路に接続された出力線と、
    前記読み出し回路によって前記出力線に出力された信号に応じて画像信号を出力する出力部とを備え、
    前記読み出し回路は、
    前記列信号線に出力された信号を保持する第１の蓄積部と、
    前記列信号線と前記第１の蓄積部との接続を開閉する第１の開閉部と、
    第２の蓄積部と、
    入力端子及び出力端子に前記第１の蓄積部が接続され、前記出力端子に前記第２の蓄積部が接続され、前記第１の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部へ伝達するインピーダンス変換器と、
    前記第１の蓄積部及び前記インピーダンス変換器と前記第２の蓄積部との接続を開閉する第２の開閉部とを含み、
    前記第１の蓄積部の容量は、前記第２の蓄積部の容量よりも小さく、
    前記出力部には、前記第２の蓄積部に保持された信号を前記第２の蓄積部の容量と前記出力線の容量とで容量分割した信号が出力され、
    前記駆動部は、第１の期間において、前記第１の画素の信号が前記第１の蓄積部から読み出されて前記インピーダンス変換器を介して前記第２の蓄積部へ伝達され、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記列信号線に出力された前記第２の画素の信号が前記第１の蓄積部へ蓄積されるとともに、前記第１の画素の信号が前記第２の蓄積部から読み出されて前記出力部へ伝達されるように、前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記読み出し回路を駆動する
    ことを特徴とする撮像装置。
12. 前記インピーダンス変換器は、前記出力端子から前記第１の蓄積部を介して帰還された信号及び前記列信号線に出力された信号に基づく信号と基準信号との差分を差動信号として出力する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
    前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
    を備えたことを特徴とする撮像システム。