JP2014154975A - 固体撮像装置および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クリップトランジスタ265は、第1増幅トランジスタ240のゲート端子に接続されている電荷保持部230がリセットされたときに、ゲート端子に入力された所定のクリップ電圧によって、ドレイン端子の電圧を固定する。電圧出力トランジスタ266は、電荷保持部230がリセットされたときに垂直信号線120に電源電圧VDDを出力する。スイッチトランジスタ267は、電荷保持部230がリセットされたときにオフであり、電流源130を垂直信号線120から切り離す。
【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、第1画素の光電変換素子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、第1画素の露光(信号電荷の蓄積)が終了する。期間T1における第1画素の露光開始から期間T3における第1画素の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の動作は第1画素の動作である。期間T4では、第2画素、第3画素、第4画素の各画素について、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行毎に順次読み出される。まず、第1画素からの信号の読み出しが行われる。選択パルスΦSET1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を介して垂直信号線120へ出力される。
続いて、第2画素、第3画素、第4画素の各画素について、期間T5における第1画素の動作と同様の動作が行われる。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図8は、本実施形態における画素セルの回路構成を示している。図4と異なるのは、スイッチトランジスタ267および電流源130の代わりに、オン/オフの切替が可能な電流源281が設けられていることである。電流源281は、ドレイン端子が垂直信号線120に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子が垂直走査回路300に接続されたトランジスタで構成されている。電流源281のオン/オフは、垂直走査回路300からの制御パルスΦBiasによって制御される。電流源281に関しては極性を逆にし、ソース端子とドレイン端子を上記と逆にしてもよい。上記以外の構成は、図4に示した構成と同様である。
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。図9は、本実施形態における画素セルの回路構成を示している。図4と異なる点を説明する。図9では、クリップトランジスタ265、電圧出力トランジスタ266、スイッチトランジスタ267が設けられておらず、テストトランジスタ268が設けられている。テストトランジスタ268のドレイン端子はテスト電圧VTESTに接続されており、テストトランジスタ268のソース端子は、接続部250を介して第1増幅トランジスタ240のソース端子および電流源280の一端に接続されている。テストトランジスタ268のゲート端子は垂直走査回路300に接続されており、制御電圧ΦTESTが供給される。
Claims (4)
- 複数の画素を備え、当該画素を構成する回路要素が配置された第1の基板と第2の基板とが接続部によって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の基板の前記画素に含まれる光電変換素子と、
第1の電流源と、
ソースまたはドレインが前記第1の電流源に接続され、前記光電変換素子で発生した信号がゲートに入力される第1の増幅トランジスタと、
第2の電流源と、
垂直信号線と前記第2の電流源との接続のオンとオフを切り替え、前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時にオフとなるスイッチと、
前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時に前記垂直信号線に電源電圧を出力する電圧出力回路と、
ソースおよびドレインの一方が前記垂直信号線に、ソースおよびドレインの他方が前記第1の電流源に接続され、前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時に、ソースおよびドレインの他方から出力される電圧を固定するための所定電圧がゲートに入力されるクリップトランジスタと、
前記第2の基板の前記画素に含まれ、前記第1の増幅トランジスタおよび前記クリップトランジスタで増幅された信号を蓄積する蓄積回路と、
ソースおよびドレインの一方が前記垂直信号線に接続され、前記蓄積回路に蓄積された信号がゲートに入力される第2の増幅トランジスタと、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の画素を備え、当該画素を構成する回路要素が配置された第1の基板と第2の基板とが接続部によって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の基板の前記画素に含まれる光電変換素子と、
第1の電流源と、
ソースまたはドレインが前記第1の電流源に接続され、前記光電変換素子で発生した信号がゲートに入力される第1の増幅トランジスタと、
垂直信号線に接続され、オンとオフを切り替え可能であって、前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時にオフとなる第2の電流源と、
前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時に前記垂直信号線に電源電圧を出力する電圧出力回路と、
ソースおよびドレインの一方が前記垂直信号線に、ソースおよびドレインの他方が前記第1の電流源に接続され、前記第1の増幅トランジスタのゲートのリセット時に、ソースおよびドレインの他方から出力される電圧を固定するための所定電圧がゲートに入力されるクリップトランジスタと、
前記第2の基板の前記画素に含まれ、前記第1の増幅トランジスタおよび前記クリップトランジスタで増幅された信号を蓄積する蓄積回路と、
前記蓄積回路に蓄積された信号を増幅して前記垂直信号線に出力する第2の増幅トランジスタと、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の画素を備え、当該画素を構成する回路要素が配置された第1の基板と第2の基板とが接続部によって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の基板の前記画素に含まれる光電変換素子と、
電流源と、
ソースまたはドレインが前記電流源に接続され、前記光電変換素子で発生した信号がゲートに入力される増幅トランジスタと、
ソースおよびドレインの一方が、テスト時にリセットレベルおよび信号レベルに相当するテスト電圧に接続され、前記増幅トランジスタのゲートのリセット時に電源電圧に接続され、ソースおよびドレインの他方が前記電流源に接続され、前記増幅トランジスタのゲートのリセット時に、ソースおよびドレインの他方から出力される電圧を固定するための所定電圧がゲートに入力されるテストトランジスタと、
前記第2の基板の前記画素に含まれ、前記増幅トランジスタおよび前記テストトランジスタで増幅された信号を蓄積する蓄積回路と、
前記蓄積回路に蓄積された信号を出力する出力回路と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の固体撮像装置を有することを特徴とする撮像装置。
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