JP2013121058A - 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様に係る固体撮像装置は、第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有する第1の画素が、第mの色に対応する第1の画素であって、第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する信号蓄積回路を有する第2の画素が、第mの色に対応する第2の画素であって、第2の基板において、同一の色に対応する2以上の第2の画素が同一の列に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
まず、リセットパルスΦRST1が“L”(Low)レベルから“H”(High)レベルに変化することで、第1リセットトランジスタ220がオンとなる。同時に、転送パルスΦTX1-1が“L”レベルから“H”レベルに変化することで、第1転送トランジスタ211がオンとなる。これによって、光電変換素子201がリセットされる。
続いて、リセットパルスΦRST2-1が“L”レベルから“H”レベルに変化することで、第2リセットトランジスタ221がオンとなる。これによって、アナログメモリ231がリセットされる。同時に、転送パルスΦTX2-1が“L”レベルから“H”レベルに変化することで、第2転送トランジスタ271がオンとなる。これによって、クランプ容量260の他端の電位が電源電圧VDDにリセットされると共に、第2転送トランジスタ271がクランプ容量260の他端の電位のサンプルホールドを開始する。
まず、転送パルスΦTX1-1が“L”レベルから“H”レベルに変化することで、第1転送トランジスタ211がオンとなる。これによって、光電変換素子201に蓄積されている信号電荷が、第1転送トランジスタ211を介して電荷保持部230に転送され、電荷保持部230に蓄積される。これによって、露光(信号電荷の蓄積)が終了する。期間T1における露光開始から期間T3における露光終了までの期間が露光期間(信号蓄積期間)である。続いて、転送パルスΦTX1-1が“H”レベルから“L”レベルに変化することで、第1転送トランジスタ211がオフとなる。
上述した期間T2,T3の動作は、1つのグループを構成する4つの画素100Aのうち1つの画素100Aの動作である。期間T4では、残りの3つの画素100Aについて、期間T2,T3の動作と同様の動作が行われる。各画素の露光期間の長さを同一とすることがより望ましい。
Vmem=VDD+ΔVmem
=VDD+α1×α2×ΔVfd ・・・(1)
期間T5,T6では、アナログメモリ231,232,233,234に蓄積されている信号電荷に基づく信号が2行単位で順次読み出される。まず、期間T5では、1つのグループを構成する4つの画素100Bのうち同一行に配置された2つの画素100Bからの信号の読み出しが行われる。選択パルスΦSEL1,ΦSEL2が“L”レベルから“H”レベルに変化することで、選択トランジスタ291,292がオンとなる。これによって、(1)式に示した電位Vmemに基づく信号が選択トランジスタ291,292を介して垂直信号線120へ出力される。
続いて、残りの2つの画素100Bについて、期間T5における画素100Bの動作と同様の動作が行われる。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積手段を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第2の基板において、同一の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されていることを特徴とする固体撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積手段を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記複数の第1の画素に対応する色の配列と前記複数の第2の画素に対応する色の配列とが異なることを特徴とする固体撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素と、列毎に設けられた垂直信号線とを備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記垂直信号線に接続され、前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
同一の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換手段により生成された色信号が、同一の前記垂直信号線に接続された複数の前記信号蓄積手段のそれぞれに蓄積されることを特徴とする固体撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積手段を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第2の基板において、同一の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されていることを特徴とする撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積手段を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記複数の第1の画素に対応する色の配列と前記複数の第2の画素に対応する色の配列とが異なることを特徴とする撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素と、列毎に設けられた垂直信号線とを備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換手段を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記垂直信号線に接続され、前記光電変換手段により生成された色信号を蓄積する信号蓄積手段と、
前記信号蓄積手段に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力手段と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換手段を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
同一の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換手段により生成された色信号が、同一の前記垂直信号線に接続された複数の前記信号蓄積手段のそれぞれに蓄積されることを特徴とする撮像装置。」
であってもよい。
「第1の基板と第2の基板とが電気的に接続され、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第1の基板において、第1〜第nの色のうち所定の色に対応する2以上の前記第1の画素が異なる列に配置され、
前記第2の基板において、前記所定の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されている固体撮像装置の前記画素から信号を読み出す処理をコンピュータに実行させるためのプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクトであって、
前記光電変換素子が色信号を生成するモジュールと、
前記所定の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号が、同一の列に配置された複数の前記第2の画素のそれぞれの前記信号蓄積回路に蓄積されるよう、前記光電変換素子により生成された色信号を前記信号蓄積回路に蓄積するモジュールと、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を、前記出力回路を介して前記第2の画素の外部に出力するモジュールと、
を含むプログラムコードが記録されたコンピュータプログラムプロダクト。」
であってもよい。
Claims (18)
- 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第2の基板において、同一の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の基板において、第1〜第nの色のうち所定の色に対応する2以上の前記第1の画素が異なる列に配置され、
前記第2の基板において、前記所定の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置さ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。 - 前記所定の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号が、同一の列に配置された複数の前記第2の画素のそれぞれの前記信号蓄積回路に蓄積されることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記所定の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号を、同一の列に配置された複数の前記第2の画素のそれぞれの前記信号蓄積回路に転送する制御を行う制御部をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の画素の列毎に設けられ、前記信号蓄積回路に蓄積された色信号が出力される垂直信号線と、
前記垂直信号線に出力された色信号を当該固体撮像装置の外部へ出力する複数の出力チャンネルと、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の画素内の前記信号蓄積回路に蓄積された色信号は、当該第2の画素の列に設けられた前記垂直信号線に出力され、
前記垂直信号線に出力された色信号のうち前記所定の色の色信号がいずれかの前記出力チャンネルに出力される一方、前記所定の色以外の色の色信号が他の前記出力チャンネルに出力されることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記所定の色の色信号はG信号であることを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記所定の色以外の色の色信号はR信号またはB信号であることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の画素は、ベイヤー配列を形成するR,B,Gr,Gbの並びに対応して配列されており、
前記所定の色は、GrとGbであり、
前記第1の基板において、Grに対応する前記第1の画素とGbに対応する前記第1の画素とが異なる列に配置され、
前記第2の基板において、Grに対応する前記第2の画素とGbに対応する前記第2の画素とが同一の列に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の基板において、第1〜第nの色のうち前記所定の色を含む2色以上の各色に対応する前記第1の画素が第1のグループに属しており、
前記第2の基板において、前記2色以上の各色に対応する前記第2の画素が第2のグループに属しており、
前記第1の基板において前記第1のグループ内の前記所定の色に対応する2以上の前記第1の画素が異なる列に配置され、
前記第2の基板において前記第2のグループ内の前記所定の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の画素は、ベイヤー配列を形成するR,B,Gr,Gbの並びに対応して配列されており、
前記所定の色は、GrとGbであり、
前記第1の基板において、Bに対応する2つの前記第1の画素とGrに対応する2つの前記第1の画素とが第1のグループに属しており、
前記第1の基板において、Rに対応する2つの前記第1の画素とGbに対応する2つの前記第1の画素とが第2のグループに属しており、
前記第2の基板において、Bに対応する2つの前記第2の画素とRに対応する2つの前記第2の画素とが第3のグループに属しており、
前記第2の基板において、Grに対応する2つの前記第2の画素とGbに対応する2つの前記第2の画素とが第4のグループに属しており、
前記第1の基板において、前記第1のグループに属するGrに対応する2つの前記第1の画素と、前記第2のグループに属するGbに対応する2つの前記第1の画素とが異なる列に配置され、
前記第2の基板において、前記第4のグループに属するGrに対応する2つの前記第2の画素と、前記第4のグループに属するGbに対応する2つの前記第2の画素とが同一の列に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の基板において、前記第3のグループに属するBに対応する2つの前記第2の画素と、前記第3のグループに属するRに対応する2つの前記第2の画素とが同一の列に配置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。
- 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記複数の第1の画素に対応する色の配列と前記複数の第2の画素に対応する色の配列とが異なることを特徴とする固体撮像装置。 - 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている固体撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素と、列毎に設けられた垂直信号線とを備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記垂直信号線に接続され、前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
同一の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号が、同一の前記垂直信号線に接続された複数の前記信号蓄積回路のそれぞれに蓄積されることを特徴とする固体撮像装置。 - 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第2の基板において、同一の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記複数の第1の画素に対応する色の配列と前記複数の第2の画素に対応する色の配列とが異なることを特徴とする撮像装置。 - 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続されている撮像装置であって、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素と、列毎に設けられた垂直信号線とを備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記垂直信号線に接続され、前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、
同一の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号が、同一の前記垂直信号線に接続された複数の前記信号蓄積回路のそれぞれに蓄積されることを特徴とする撮像装置。 - 第1の基板と第2の基板とが電気的に接続され、
前記第1の基板は、行列状に配置された複数の第1の画素を備え、
前記第2の基板は、行列状に配置された複数の第2の画素を備え、
前記複数の第1の画素のそれぞれは、第1〜第n(nは2以上の整数)の色のうちいずれかの色に対応する色信号を生成する光電変換素子を有し、
前記複数の第2の画素のそれぞれは、
前記光電変換素子により生成された色信号を蓄積する信号蓄積回路と、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を前記第2の画素の外部に出力する出力回路と、
を有し、
第m(mは1〜nのいずれかの整数)の色に対応する色信号を生成する前記光電変換素子を有する前記第1の画素が、第mの色に対応する前記第1の画素であって、第m(mは1〜nのいずれか)の色に対応する色信号を蓄積する前記信号蓄積回路を有する前記第2の画素が、第mの色に対応する前記第2の画素であって、
前記第1の基板において、第1〜第nの色のうち所定の色に対応する2以上の前記第1の画素が異なる列に配置され、
前記第2の基板において、前記所定の色に対応する2以上の前記第2の画素が同一の列に配置されている固体撮像装置の前記第2の画素から信号を読み出す信号読み出し方法であって、
前記光電変換素子が色信号を生成するステップと、
前記所定の色に対応する複数の前記第1の画素のそれぞれの前記光電変換素子により生成された色信号が、同一の列に配置された複数の前記第2の画素のそれぞれの前記信号蓄積回路に蓄積されるよう、前記光電変換素子により生成された色信号を前記信号蓄積回路に蓄積するステップと、
前記信号蓄積回路に蓄積された色信号を、前記出力回路を介して前記第2の画素の外部に出力するステップと、
を有することを特徴とする信号読み出し方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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