JP2012253740A5 - - Google Patents

Description

本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、一つの態様は、光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた前記電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線と、前記第１の信号線と前記第２の信号線とに接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号と前記第２の増幅トランジスタが出力した信号との差分処理を行って差分信号を出力する差分信号出力部と、を有することを特徴とする固体撮像装置である。

また、本発明の別の態様は、光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線と、前記第１の増幅トランジスタと前記第２の増幅トランジスタとは別に設けられ、前記第１の信号線と前記第２の信号線とに接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号と、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号との差分信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、を有することを特徴とする固体撮像装置である。

また、本発明の別の態様は、光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、前記第１の信号線が伝送する信号と、前記第２の信号線が伝送する信号とを差分処理するステップを含むことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法である。

Claims (19)

1. 光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた前記電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、
   印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、
   前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、
   前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線と、
   前記第１の信号線と前記第２の信号線とに接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号と前記第２の増幅トランジスタが出力した信号との差分処理を行って差分信号を出力する差分信号出力部と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記差分信号出力部に接続される電源が、前記第１の増幅トランジスタと前記第２の増幅トランジスタとに接続される電源とは別に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記差分信号出力部が差動増幅器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記差分信号出力部が第１の増幅部と第２の増幅部とを有し、
   前記第１の信号線は、前記第１の増幅部を介して前記差動増幅器と接続され、
   前記第２の信号線は、前記第２の増幅部を介して前記差動増幅器と接続されることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、
   印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、
   前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、
   前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線と、
   前記第１の増幅トランジスタと前記第２の増幅トランジスタとは別に設けられ、前記第１の信号線と前記第２の信号線とに接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号と、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号との差分信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
6. 前記第１の信号線は、前記有効画素が配された列に対応して配されるとともに、同一列に配された複数の前記有効画素に接続され、
   前記第２の信号線は、前記第１の信号線が接続された前記有効画素と同一列に配された前記リファレンス画素が接続され、
   前記第１の信号線に接続された全ての前記有効画素よりも、前記第２の信号線に接続された前記リファレンス画素が前記差分信号出力部に近接して設けられてい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装置。
7. 前記第１の増幅トランジスタの制御電極の面積より前記第２の増幅トランジスタの制御電極の面積が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装置。
8. 前記第１の信号線に電流を供給する第１のトランジスタと、前記第２の信号線に電流を供給する第２のトランジスタとが設けられており、
   前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの各々が有する制御電極に共通の制御信号線が接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 前記第１のトランジスタの一方の電極に前記第１の信号線が接続され、
   前記第２のトランジスタの一方の電極に前記第２の信号線が接続され、
   前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの各々の他方の電極に、共通の電位供給線が接続されていることを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 前記複数のリファレンス画素が前記第２の信号線に対して並列に接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
11. 前記第２の増幅トランジスタが、前記第２の増幅トランジスタに電位を供給する電荷保持部に接続されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
12. 前記複数のリファレンス画素がそれぞれ電荷保持部を有し、前記複数のリファレンス画素の各々の前記電荷保持部が前記第２の増幅トランジスタに接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。
13. 前記差分信号出力部を複数有し、一方の前記差分信号出力部と他方の前記差分信号出力部とが、前記リファレンス画素と前記有効画素とが複数列配列された画素領域を挟んで配されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
14. 前記差分信号出力部に、複数列の前記リファレンス画素が接続されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、該固体撮像装置からの出力信号を処理する出力信号処理部とを有することを特徴とする固体撮像システム。
16. 光電変換により電荷が生じる光電変換部と、前記光電変換部で生じた電荷に基づく信号を出力する第１の増幅トランジスタとを各々が含み、行列状に配された複数の有効画素と、
    印加された電圧に基づく信号を出力する第２の増幅トランジスタを各々が含み、各々が前記有効画素が配された列に対応して配された複数のリファレンス画素と、
    前記有効画素が接続され、前記第１の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第１の信号線と、
    前記リファレンス画素が接続され、前記第２の増幅トランジスタが出力した信号を伝送する第２の信号線とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
    前記第１の信号線が伝送する信号と、前記第２の信号線が伝送する信号とを差分処理するステップを含むことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
17. 前記第１の信号線による信号の伝送と、前記第２の信号線による信号の伝送とを、同時に終了することを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像装置の駆動方法。
18. 前記固体撮像装置は、前記差分処理を行う差分信号出力部と、
    前記第１の信号線と前記第２の信号線のそれぞれに設けられた容量とを有し、
    前記第１の増幅トランジスタは前記第１の信号線にリセット信号を出力し、
    前記第１の信号線に設けられた前記容量は、前記第１の増幅トランジスタが出力したリセット信号を保持し、
    前記第２の増幅トランジスタは前記第２の信号線にリセット信号を出力し、
    前記第２の信号線に設けられた前記容量は、前記第２の増幅トランジスタが出力したリセット信号を保持し、
    前記第１の信号線が前記第１の信号線に設けられた前記容量に前記第１の増幅トランジスタが出力した前記信号を伝送することによって、前記第１の信号線は、前記第１の増幅トランジスタが出力した前記信号と前記第１の増幅トランジスタが出力した前記リセット信号との差の信号を前記差分信号出力部に伝送し、
    前記第２の信号線が前記第２の信号線に設けられた前記容量に前記第２の増幅トランジスタが出力した前記信号を伝送することによって、前記第２の信号線は、前記第２の増幅トランジスタが出力した前記信号と前記第２の増幅トランジスタが出力した前記リセット信号との差の信号を前記差分信号出力部に伝送することを特徴とする請求項１６または１７に記載の固体撮像装置の駆動方法。
19. 前記固体撮像装置は、前記差分信号出力部に接続された信号処理部を有し、
    前記差分信号出力部が出力する前記差分信号を前記信号処理部が相関二重サンプリングすることを特徴とする請求項１８に記載の固体撮像装置の駆動方法。