JP2009278241A - 固体撮像装置の駆動方法および固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光電変換部と、光電変換部と電荷を蓄積する蓄積部とを接続する第1の転送部と、蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、を含む画素を複数配した画素部を有する固体撮像装置に対して、第1の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、第3の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態からポテンシャル障壁を形成し、さらに、第3の転送部にポテンシャル障壁を形成させることで画素が電荷を蓄積する動作を開始する。
【選択図】 図1
Description
本発明を適用できる第1の実施例を説明する。図1は固体撮像装置の概略ブロック図であり、画素が複数配された撮像領域101、制御部である垂直走査回路102及び水平走査回路103を含む。ここでは、撮像領域101に配された画素は、行列状に配列しているものとする。水平走査回路103は、撮像領域の画素の列に対応して設けられた信号線を順次走査することにより1行分の画素からの信号を出力回路104から出力させる。
本発明の第2の実施形態に係る動作を説明する。図6は、本実施形態に係る動作を説明するためのタイミングチャートであり、図7は、図6に示すタイミングのうち、時刻t0の直前から蓄積時間の終了までの各タイミングにおける画素のポテンシャル状態を模式的に示す図である。本実施形態においてもフォトダイオード、TX1、蓄積部とで構成されるトランジスタが埋め込みチャネル型のトランジスタである場合を例にとって説明する。
図8は撮像システムの概略構成を示す図であり、は、例えば、光学部711、固体撮像装置700、信号処理回路部708、記録・通信部709、タイミング発生器706、CPU707、再生・表示部710、操作部712を含む。
4 浮遊拡散領域(FD)
8 第1転送スイッチ
9 第2転送スイッチ
10 リセットトランジスタ
11 選択トランジスタ
12 増幅トランジスタ
13 第3転送スイッチ
21 画素
100 固体撮像装置
101 撮像領域
102 垂直走査回路
103 水平走査回路
104 出力回路
700 固体撮像装置
701 画素部
702 垂直走査回路
703 水平走査回路
705 水平読み出し回路
706 タイミング発生器
707 CPU
708 信号処理回路部
709 記録・通信部
710 再生・表示部
711 光学部
712 操作部
Claims (12)
- 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、
前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、
前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第3の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成し、
さらに、前記第3の転送部にポテンシャル障壁を形成させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、
さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、
前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、
前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間の一部において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第3の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第1および第2の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成することで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、
さらに、前記第1の転送部にポテンシャル障壁を形成することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、
さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 前記画素が電荷を蓄積する動作を、前記画素部の全画素で同時に開始させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の固体撮像装置の駆動方法。
- 前記固体撮像装置は、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部をさらに備え、
前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態においては、前記リセット部にはポテンシャル障壁が存在しないようにすることを特徴とする請求項1または3に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 前記固体撮像装置は、前記浮遊拡散部と電源とを接続するためのリセットトランジスタをさらに備え、
前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給される信号がハイレベルである状態においては、前記リセットトランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給することを特徴とする請求項2または4に記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、
前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、
さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させることを特徴とする固体撮像装置。 - 入射光を光電変換する光電変換部と、
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、
前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、
さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記制御部は、前記画素が電荷を蓄積する動作を、前記画素部の全画素で同時に開始させることを特徴とする請求項8または9に記載の固体撮像装置。
- 前記固体撮像装置は、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部をさらに備え、
前記制御部は、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態においては、前記リセット部にはポテンシャル障壁が存在しないようにすることを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置の制御方法。 - 前記固体撮像装置は、前記浮遊拡散部と電源とを接続するためのリセットトランジスタをさらに備え、
前記制御部は、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給される信号がハイレベルである状態においては、前記リセットトランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給することを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置の駆動方法。
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