JP2013093833A - 固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像装置は、行列状に配列され、光電変換により信号を生成する複数の単位画素と、前記複数の単位画素の各列に接続される複数の画素出力線と、前記複数の画素出力線の信号を増幅する複数の列アンプと、前記複数の列アンプの制御信号を生成する駆動回路とを有し、前記複数の列アンプの各々は、第1の入力端子と、第2の入力端子と、出力端子と、前記第1の入力端子及び前記第2の入力端子間に接続される入力容量と、前記第2の入力端子及び前記出力端子間に接続される第1のスイッチとを有し、前記駆動回路は、前記第1のスイッチを非導通状態から導通状態に切り替える期間よりも、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り替える期間を長くするように前記制御信号(pc)を生成することを特徴とする。
【選択図】図6
Description
図1は、本発明の第1の実施形態による固体撮像装置の構成例を示す図である。画素領域101は、2次元行列状に配列され、光電変換により信号を生成する複数の単位画素102を有する。図1では、2次元行列状に配列される複数の単位画素102をある列に設けられた3画素で代表して表現している。
図7は、本発明の第2の実施形態による固体撮像装置内の列アンプ105の構成例を示す図である。本実施形態の固体撮像装置は、図1の構成を有する。図7と図3との違いは、帰還容量303と出力端子Yとの間にCMOSスイッチ306が設けられている点である。CMOSスイッチ306は、制御信号padd及びその反転信号paddbにより制御される。本実施形態は、列アンプ105の帰還容量303を用いた垂直方向の画素102の信号を加算する加算モードの動作を行う例である。加算モードは、同一の画素出力線103に接続された複数の単位画素102に基づく信号を加算するモードである。なお、図4の制御信号pcの駆動回路及び、図5の制御信号pcbの駆動回路は第1の実施形態と同じである。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態による図1の固体撮像装置の動作例を説明するためのタイミングチャートである。列アンプ105は、第1の実施形態と同様に、図3の構成を有する。制御信号pcと制御信号pcbの駆動回路も、第1の実施形態と同様に、図4及び図5に示す回路構成を有する。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
図10は、本発明の第4の実施形態による図1の固体撮像装置の動作例を説明するためのタイミングチャートである。本実施形態の回路構成は、第1の実施形態と同じである。以下、本実施形態が第3の実施形態と異なる点を説明する。
(pcb−Vs)=Vgs<Vth
図11は、本発明の第5の実施形態による図1の固体撮像装置の動作例を説明するためのタイミングチャートである。列アンプ105は、第2の実施形態と同様に、図7の構成を有する。制御信号pc及びpcbの駆動回路も、第2の実施形態と同様に、図4及び図5に示す回路構成を有する。図11において、図7で用いている制御信号paddbは、制御信号paddの反転信号であるため省略する。
図12は、本発明の第6の実施形態による図1の固体撮像装置の動作例を説明するためのタイミングチャートである。本実施形態の回路構成は、第5の実施形態と同様である。図12において、図7で用いている制御信号paddbは、制御信号paddの反転信号であるため省略する。制御信号pc及びpcbを除く制御信号と、回路構成は、第5の実施形態と同じである。以下、本実施形態が第5の実施形態と異なる点を説明する。
(pcb−Vs)=Vgs<Vth
Claims (10)
- 行列状に配列され、光電変換により信号を生成する複数の単位画素と、
前記複数の単位画素の各列に接続される複数の画素出力線と、
前記複数の画素出力線の信号を増幅する複数の列アンプと、
前記複数の列アンプの制御信号を生成する駆動回路とを有し、
前記複数の列アンプの各々は、
第1の入力端子と、
第2の入力端子と、
出力端子と、
前記第1の入力端子及び前記第2の入力端子間に接続される入力容量と、
前記第2の入力端子及び前記出力端子間に接続される第1のスイッチとを有し、
前記駆動回路は、前記第1のスイッチを非導通状態から導通状態に切り替える期間よりも、前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り替える期間を長くするように前記制御信号を生成することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記複数の列アンプの各々は、前記第1のスイッチ及び前記第2の入力端子間に、ソース及びドレインが相互に短絡されて接続されるMOSトランジスタを有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記駆動回路は、前記MOSトランジスタのチャネルが形成された状態からチャネルが形成されていない状態に切り替える期間よりも、前記MOSトランジスタのチャネルが形成されていない状態からチャネルが形成された状態に切り替える期間を長くするように前記制御信号を生成することを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
- 前記MOSトランジスタの制御信号は、前記第1のスイッチの制御信号の反転信号であることを特徴とする請求項2又は3記載の固体撮像装置。
- 前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り替える期間では、前記MOSトランジスタは、チャネルが形成されていない状態を維持することを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
- 前記第1のスイッチを導通状態から非導通状態に切り替える期間では、前記MOSトランジスタのソース及びゲート間電圧は、前記MOSトランジスタの閾値電圧より低く、かつ前記MOSトランジスタの閾値電圧に向けて変化することを特徴とする請求項2又は5記載の固体撮像装置。
- 前記駆動回路は、前記制御信号の時間に対する傾きを決定する定電流源を含む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。
- 前記第1の定電流源の電流値は、複数の駆動モードに応じて変化す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。
- 前記複数の駆動モードは、同一の画素出力線に接続された複数の単位画素に基づく信号を加算する、加算モードを含むことを特徴とする請求項8記載の固体撮像装置。
- 前記列アンプで増幅された信号をデジタル信号に変換するAD変換器をさらに有す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。
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