JP2011103544A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像素子は、行列状に配置され、それぞれが受光量に応じた電気信号を出力する複数の画素を有する画素回路1と、列ごとに設けられ、対応する列の複数の画素から出力される電気信号を順次転送する複数の列信号線と、列ごとに設けられ、対応する列の列信号線を通して画素から転送された電気信号を保持する第1の保持回路2と、第1の保持回路2からの出力信号を保持する第2の保持回路5とを有している。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態について図1を参照しながら説明する。図1は本実施形態に係る固体撮像素子のブロック構成を示している。
図3は本実施形態の第1実施例に係る固体撮像素子における主要な信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
図4は本実施形態の第2実施例に係る固体撮像素子における主要な信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
図6に、第1実施例と対応する第3実施例として、列信号線21に図5(a)に示すFD部の初期状態と対応した複数の信号出力Vrefが出力された後、フォトダイオードに蓄積された電荷と対応した信号出力V1、V2、V3、V4及びV5が出力される場合の、第1の保持回路と差分回路と第2の保持回路との1列2行分を示す。
図9に、第2実施例と対応する第4実施例として、列信号線21に図5(b)に示すFD部の初期状態と対応した信号出力Vrefが1画素分出力された後、フォトダイオードに蓄積された電荷と対応した1画素分の信号出力V1が出力され、その後、信号出力Vref、V2、Vref、V3、Vref、V4、Vref及びV5等のように、FD部の初期状態と対応した信号出力とフォトダイオードに蓄積された電荷と対応した1画素分の信号出力とが交互に出力される場合の、第1の保持回路と第1の差分回路と第2の保持回路との1列2行分を示す。
1−1 画素単位
1−2 画素単位
2 第1の保持回路
3 第1の差分回路
4 第2の保持回路
5 第2の差分回路
6 出力線
7 水平走査回路
8 垂直走査回路
10 フォトダイオード
11 転送トランジスタ
12 リセットトランジスタ
13 出力トランジスタ
14 行選択トランジスタ
15 フォトダイオード
16 転送トランジスタ
17 リセットトランジスタ
18 出力トランジスタ
19 行選択トランジスタ
20 電流源
21 列信号線
21A 第1の信号線
21B 第2の信号線
22、23、24、25、26、27 端子
30、31、32、33、36、37 トランジスタ
34、35 容量
38 電流源
40、41、42、43、46、47、48 トランジスタ
44、45、49、50、53、55 容量
51、52、54 トランジスタ
56 出力線
60〜74 端子
75 第1の保持回路
76 第1の差分回路
77 第2の保持回路
80、81、82、83、84、86 トランジスタ
85、92 容量
87 電流源
89、90、91、93 トランジスタ
95 第1の保持回路
96 第1の差分回路
97 第2の保持回路
100〜112 端子
801、802、803、804、815、816 トランジスタ
805 出力線
813、814 容量
820 第2の差分回路
821〜827 端子
Claims (7)
- 行列状に配置され、それぞれが受光量に応じた電気信号を出力する複数の画素と、
列ごとに設けられ、対応する列の複数の前記画素から出力される電気信号を順次転送する複数の列信号線と、
列ごとに設けられ、対応する列の前記列信号線を通して前記画素から転送された電気信号を保持する第1の保持回路と、
前記第1の保持回路からの出力信号を保持する第2の保持回路とを備えていることを特徴とする固体撮像素子。 - 前記第1の保持回路は、対応する前記画素の初期化状態の第1の電気信号を保持する第1の容量と、対応する前記画素の受光後の第2の電気信号を保持する第2の容量とを有し、
列ごとに設けられ、対応する列の前記第1の保持回路の前記第1の容量と前記第2の容量とに保持されている第1の電気信号と第2の電気信号との差分を取る差分回路をさらに備え、
前記第2の保持回路は、前記差分回路における前記差分の電気信号を保持することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記各画素は、受光量に応じた電荷を生成するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの出力側と接続された転送トランジスタと、
前記フォトダイオードにより生成され、前記転送トランジスタを介して転送された電荷を電圧に変換するフローティングディフュージョン部と、
前記フローティングディフュージョン部を初期化状態に設定するリセットトランジスタと、
ゲートが前記フローティングディフュージョン部と接続され、前記フローティングディフュージョン部によって変換された電圧に応じた電気信号を出力する出力トランジスタとを有し、
前記各画素は、所定の複数行ごとにグループ化されており、グループごとの画素に含まれる、前記リセットトランジスタ及び転送トランジスタのゲートは、前記グループごとに共通に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の保持回路は、対応する画素の初期化状態の電気信号を保持する容量を有し、
列ごとに設けられ、対応する列の前記第1の保持回路の前記容量に保持されている、対応する前記画素の初期化状態の第1の電気信号と、対応する前記画素の受光後の第1の電気信号との差分を取る差分回路をさらに備え、
前記第2の保持回路は、前記差分回路における前記差分の電気信号を保持することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記各画素は、受光量に応じた電荷を生成するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの出力側と接続された転送トランジスタと、
前記フォトダイオードにより生成され、前記転送トランジスタを介して転送された電荷を電圧に変換するフローティングディフュージョン部と、
前記フローティングディフュージョン部を初期化状態に設定するリセットトランジスタと、
ゲートが前記フローティングディフュージョン部と接続され、前記フローティングディフュージョン部によって変換された電圧に応じた電気信号を出力する出力トランジスタとを有し、
前記各画素は、複数行の前記リセットトランジスタのゲートに印加する信号が時間的に重なりを有すると共に、複数行の前記転送トランジスタのゲートに印加する信号が時間的に重なりを有していることを特徴とする請求項1又は4に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の保持回路及び第2の保持回路は、前記電気信号をアナログ値で保持することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
- 前記第1の保持回路の容量値は、前記第2の保持回路の容量値よりも大きいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体撮像素子。
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2009
- 2009-11-10 JP JP2009257260A patent/JP5460248B2/ja active Active
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