JP2011097646A - 固体撮像装置及びその画素平均化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体基板上に、光電変換部、読み出し部、増幅部、及びリセット部を備えた画素12が行及び列の二次元的に配置された撮像領域11と、撮像領域11における各画素列にそれぞれ接続された垂直信号線VLINと、選択された画素行中の各増幅部から垂直信号線にそれぞれ読み出された電圧を保持する蓄積部13と、撮像領域11と蓄積部13との間に設けられ、複数の垂直信号線を蓄積部13の入力端に接続し、複数の画素から読み出したデータを加算するスイッチ加算部40とを備えた。
【選択図】 図1
Description
図1は、この発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置及びその画素平均化処理方法について説明するためのもので、増幅型CMOSイメージセンサの構成例を示す回路図である。撮像領域11には画素としての単位セル12−11,12−12,…,12−mnがm行及びn列の二次元的に配置されている。図1では撮像領域11における4行及び4列を抽出して詳細に示している。上記撮像領域11は垂直方向に複数のブロックに分割されている。この撮像領域11における各単位セル列にはそれぞれ、垂直信号線VLIN1,VLIN2,VLIN3,…が接続されている。
図5は、この発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置及びその画素平均化処理方法について説明するためのもので、増幅型CMOSイメージセンサの構成例を示す回路図である。この図5に示す回路が図1に示した回路と異なるのは、撮像領域11とCDS&ADC13との間に水平方向のスイッチ加算回路40を設けた点にある。このスイッチ加算回路40は、トランジスタTSM11,TSM12,TSM13,…(第1の合成用スイッチ)とトランジスタTSM21,TSM22,…(第2の合成用スイッチ)を備えている。上記トランジスタTSM11,TSM12,TSM13,…の電流通路は、垂直信号線VLIN1,VLIN2,VLIN3,…の他端とトランジスタTS11,TS12,TS13,…の電流通路の一端との間にそれぞれ接続されている。また、上記トランジスタTSM21の電流通路は、垂直信号線VLIN3の他端とトランジスタTS11の電流通路の一端との間に接続されている。更に、上記トランジスタTSM22の電流通路は、垂直信号線VLIN4の他端とトランジスタTS12の電流通路の一端との間に接続されている。
図6は、この発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置及びその画素平均化処理方法について説明するためのもので、増幅型CMOSイメージセンサの構成例を示す回路図である。この図6に示す回路が図5に示した回路と異なるのは、スイッチ加算回路の回路構成にある。すなわち、上記トランジスタTSM11,TSM12,TSM13,…、上記トランジスタTSM21,TSM22,…及びインバータINV3を削除し、これらに代えてトランジスタTSM31,TSM32,…(合成用スイッチ)を設けている。そして、制御信号SM1,SM2に代えて制御信号SM3を用いる。
図7は、この発明の第4の実施形態に係る固体撮像装置及びその画素平均化処理方法について説明するためのもので、増幅型CMOSイメージセンサの構成例を示す回路図である。この図7に示す回路が図6に示した回路と異なるのは、スイッチ加算回路の回路構成にある。このスイッチ加算回路42は、トランジスタTSM31,TSM32,…(合成用スイッチ)と抵抗RM1,RM2,RM3,…を備えている。上記抵抗RM1,RM2,…の一端は垂直信号線VLIN1,VLIN2,VLIN3,…の他端にそれぞれ接続され、他端はトランジスタTS11,TS12,TS13,…の電流通路の一端にそれぞれ接続されている。上記トランジスタTSM31の電流通路は、抵抗RM1,RM3の他端間に接続されている。上記トランジスタTSM32の電流通路は、抵抗RM2,RM4の他端間に接続されている。これらのトランジスタTSM31,TSM32,…のゲートには制御信号SM3が供給される。
Claims (3)
- 半導体基板上に、光信号を信号電荷に変換し、この信号電荷を蓄積する光電変換手段、前記光電変換手段に蓄積した電荷を検出部に読み出す読み出し手段、前記検出部の電荷量に対応する信号を出力する増幅手段、及び前記検出部の電荷をリセットするためのリセット手段を備えた画素が行及び列の二次元的に配置された撮像領域と、
前記撮像領域における各画素列にそれぞれ接続された垂直信号線と、
選択された画素行中の各増幅手段から前記垂直信号線にそれぞれ読み出された電圧を保持する蓄積手段と、
前記撮像領域と前記蓄積手段との間に設けられ、複数の垂直信号線を前記蓄積手段の入力端に接続し、複数の画素から読み出したデータを加算するスイッチ加算手段と
を具備することを特徴とする固体撮像装置。 - 半導体基板上に、光信号を信号電荷に変換し、この信号電荷を蓄積する光電変換手段、前記光電変換手段に蓄積した電荷を検出部に読み出す読み出し手段、前記検出部の電荷量に対応する信号を出力する増幅手段、及び前記検出部の電荷をリセットするためのリセット手段を備えた画素が行及び列の二次元的に配置された撮像領域と、
前記撮像領域における各画素列にそれぞれ接続された垂直信号線と、
選択された画素行中の各増幅手段から前記垂直信号線にそれぞれ読み出された電圧をアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換手段と、
前記アナログ/デジタル変換手段で得たデジタルデータを保持する保持手段と、
前記撮像領域と前記アナログ/デジタル変換手段との間に設けられ、電流通路が前記垂直信号線と前記アナログ/デジタル変換手段の入力端間にそれぞれ接続された第1の合成用スイッチ、及び電流通路が前記垂直信号線と前記第1の合成用スイッチとは異なる前記アナログ/デジタル変換手段の入力端間にそれぞれ接続された第2の合成用スイッチを含み、複数の垂直信号線を前記アナログ/デジタル変換手段の入力端に接続して複数の画素から読み出したデータを加算するスイッチ加算手段とを具備し、
前記第2の合成用スイッチをオンさせた時に、前記第2の合成用スイッチが接続された前記アナログ/デジタル変換手段の一部の動作を停止させる
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 半導体基板上に、光信号を信号電荷に変換し、この信号電荷を蓄積する光電変換手段、前記光電変換手段に蓄積した電荷を検出部に読み出す読み出し手段、前記検出部の電荷量に対応する信号を出力する増幅手段、及び前記検出部の電荷をリセットするためのリセット手段を備えた画素が行及び列の二次元的に配置された撮像領域と、前記撮像領域における各画素列にそれぞれ接続された垂直信号線と、前記垂直信号線に接続された負荷手段と、を備える固体撮像装置の画素平均化処理方法であって、
前記撮像領域の画素行中における2ライン以上の前記増幅手段を並列に動作させるステップと、
2ライン以上の前記増幅手段を並列に動作させることによって前記複数の垂直信号線に読み出された複数画素のデータを加算して平均化するステップと
を具備することを特徴とする固体撮像装置の画素平均化処理方法。
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