JP2009267541A - 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】複数の画素が二次元状に配列されている画素アレイ11と、各画素列毎に設けられた読出し信号線106と、各画素行に沿って配置され、該各画素に駆動信号を供給する駆動信号線と、各画素で得られた画素信号が該読出し信号線に読み出されるよう、該駆動信号線を駆動する駆動回路12とを備えた固体撮像装置10において、選択画素110の信号電荷蓄積部103と非選択画素210のリセット信号線RST1との間の寄生容量C01により選択画素110の信号電荷蓄積部103を昇圧するようにした。
【選択図】図1
Description
但し、Vthsfは、増幅トランジスタ505のスレッショルドレベルである。
図1は、本発明の実施形態1による増幅型固体撮像装置を説明する図であり、図1(a)は、該固体撮像装置の全体構成を模式的に示し、図1(b)は、該固体撮像装置における3トランジスタ型画素(3TR構成画素)の回路構成を示している。
図3は、本発明の実施形態2による増幅型固体撮像装置を説明する図であり、図3(a)は、該固体撮像装置の全体構成を模式的に示し、図3(b)は、該固体撮像装置における4トランジスタ型画素(4TR構成画素)の回路構成を示している。
(実施形態3)
なお、上記実施形態1〜2では、特に説明しなかったが、上記実施形態1〜2の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態1〜2の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
11、11a 画素アレイ
12、12a 駆動回路
101、201 受光部(フォトダイオード)
102、202 転送トランジスタ
103、203 信号電荷蓄積部
104、204 リセットトランジスタ
105、205 増幅トランジスタ
106 読出し信号線
107、207 選択トランジスタ
110、110a 選択画素
210、210a 非選択画素
Claims (19)
- 複数の画素が二次元状に配列されている画素アレイと、各画素列毎に設けられた読出し信号線と、各画素行に沿って配置され、該各画素に駆動信号を供給する駆動信号線と、各画素で得られた画素信号が該読出し信号線に読み出されるよう、該駆動信号線を駆動する駆動回路とを備えた固体撮像装置であって、
該各画素は、
入射光の光電変換により信号電荷を生成する光電変換素子と、
該信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積部とを有し、
該信号電荷蓄積部の電位が増幅されて該画素信号として該読出し信号線に読み出されるよう構成されており、
該駆動回路は、選択画素の信号電荷蓄積部と非選択画素の駆動信号線との間の寄生容量により該選択画素の信号電荷蓄積部が昇圧されるよう、該駆動信号線を駆動する固体撮像装置。 - 前記画素は、
前記光電変換素子で生成された信号電荷を該光電変換素子から前記信号電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、
該信号電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、
電源と前記読出し信号線との間に接続され、該信号電荷蓄積部の電位を増幅して前記画素信号として該読出し信号線に読み出す増幅トランジスタとを有する請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記リセットトランジスタは、そのドレイン側をリセットドレイン配線に接続し、そのソース側を前記信号電荷蓄積部に接続し、そのゲートを、該リセットトランジスタを駆動制御するリセット信号線に接続したものであり、
前記駆動回路は、前記非選択画素のリセットトランジスタを制御するリセット信号線を、前記選択画素の信号電荷蓄積部が、該非選択画素のリセット信号線と前記選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量により昇圧されるよう駆動する請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記非選択画素は、前記選択画素に隣接する画素である請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記駆動回路は、前記リセットトランジスタのリセット動作時には、前記選択画素のリセット信号線には第1電圧を印加し、前記非選択画素のリセット信号線には第2電圧を印加し、
該第1電圧のレベルは電源電圧レベルであり、該第2電圧のレベルはGNDレベル又は前記増幅トランジスタのスレッショルドレベル以下の電圧レベルである請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記駆動回路は、前記選択画素の信号電荷蓄積部の昇圧動作時には、該選択画素のリセット信号線に第2電圧を印加し、前記非選択画素のリセット信号線に第1電圧を印加し、
該第1電圧のレベルは電源電圧レベルであり、該第2電圧のレベルはGNDレベル又は前記リセットトランジスタが実質的にオフする電圧レベルである請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記駆動回路は、前記選択画素の信号電荷蓄積部の昇圧動作時には、該選択画素のリセット信号線に第2電圧を印加し、前記非選択画素のリセット信号線に第3電圧を印加し、
該第2電圧のレベルはGNDレベル又は前記リセットトランジスタが実質的にオフする電圧レベルであり、
該第3電圧のレベルは、電源電圧レベルより低い、実質的にリセットトランジスタがオンする電圧レベルである請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記駆動回路は、前記選択画素のリセットトランジスタのドレインには第1電圧を印加し、前記非選択画素のリセットトランジスタドレインには第2電圧を印加し、
該第1電圧のレベルは電源電圧レベルであり、該第2電圧のレベルはGNDレベル又は前記リセットトランジスタが実質的にオフする電圧レベルである請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記駆動回路は、前記選択画素のリセットトランジスタのドレインには第3電圧を印加し、前記非選択画素のリセットトランジスタドレインには第2電圧を印加し、
該第3電圧のレベルは、電源電圧レベルより低い、実質的にリセットトランジスタがオンする電圧レベルであり、該第2電圧のレベルはGNDレベル又は前記リセットトランジスタが実質的にオフする電圧レベルである請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記選択画素の信号蓄積電荷部と、該選択画素に隣接する非選択画素のリセット信号線との間には寄生容量が形成されており、
前記リセットトランジスタのリセット動作時には、該寄生容量の一方の電極である選択画素の信号蓄積電荷部に、該選択画素のリセットトランジスタのドレイン電圧が印加され、かつ、該寄生容量の他方の電極である隣接する非選択画素のリセット信号線には、該非選択画素のリセットトランジスタのドレイン電圧が印加される請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記駆動回路は、前記選択画素の信号電荷蓄積部の昇圧動作時には、該選択画素に隣接する非選択画素のリセット信号線の電圧レベルを、該非選択画素のリセット信号線と該選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量により、該選択画素の信号電荷蓄積部の電圧が昇圧されるよう、ローレベルからハイレベルに切り替える請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記選択画素のリセットトランジスタのリセット動作時には、前記読出し信号線の初期設定レベルを、該読出し信号線と該選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量に充電される電荷が少なくなるよう、接地電圧レベルより高く、かつリセット動作時の読出し信号線の最大電圧レベルより低いレベルに設定する請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記信号電荷蓄積部の昇圧動作時には、前記選択画素の信号電荷蓄積部と前記非選択画素のリセット信号線との間の寄生容量による昇圧が、該読出し信号線と該選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量による昇圧より支配的となる請求項12に記載の固体撮像装置。
- 前記画素は、
前記光電変換素子で得られた信号電荷を該光電変換素子から前記信号電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、
該信号電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、
該信号電荷蓄積部の信号レベルを増幅して前記読出し信号線に出力する増幅トランジスタと、
該増幅トランジスタと電源との間に接続され、該増幅トランジスタへの電源の供給を制御する選択トランジスタとを有する請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
前記光電変換素子で得られた信号電荷を該光電変換素子から前記信号電荷蓄積部に転送する転送トランジスタと、
該信号電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、
該信号電荷蓄積部の信号レベルを増幅して前記読出し信号線に出力する増幅トランジスタと、
該増幅トランジスタと前記読出し信号線との間に接続され、該増幅トランジスタで増幅された信号レベルの該読出し信号線への読出しを制御する選択トランジスタとを有する請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記リセットトランジスタは、そのドレイン側を電源に接続し、そのソース側を前記信号電荷蓄積部に接続し、そのゲートを、該リセットトランジスタを駆動制御するリセット信号線に接続したものであり、
前記駆動回路は、非選択画素のリセットトランジスタを制御するリセット信号線を、該リセット信号線と前記選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量により、前記選択画素の信号電荷蓄積部が昇圧されるよう駆動する請求項14または15に記載の固体撮像装置。 - 前記選択画素のリセットトランジスタのリセット動作時には、前記読出し信号線の初期設定レベルを、該読出し信号線と該選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量に充電される電荷が少なくなるよう、接地電圧レベルより高く、かつリセット動作時の読出し信号線の最大電圧レベルより低いレベルに設定する請求項16に記載の固体撮像装置。
- 前記信号電荷蓄積部の昇圧動作時には、前記選択画素の信号電荷蓄積部と前記非選択画素のリセット信号線との間の寄生容量による昇圧が、該読出し信号線と該選択画素の信号電荷蓄積部との間の寄生容量による昇圧より支配的となる請求項17に記載の固体撮像装置。
- 被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項1ないし請求項18のいずれかに記載の固体撮像装置である電子情報機器。
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