JP2016027699A - 撮像装置、監視装置、及び電子機器 - Google Patents
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-
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
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Abstract
Description
本発明の一態様の撮像装置が有する画素の構成について、図1(A)、(B)を用いて説明する。
実施の形態1で説明した異なる構成の画素について、図3(A)、(B)、図4を用いて説明する。
上記実施の形態2で説明した撮像装置が含むアナログ処理回路の構成の一例について図8乃至10を用いて説明する。本実施の形態では、アナログ処理回路が取りうる回路構成について、2つの回路構成を説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した画素の変形例について説明する。
本実施の形態では、撮像装置を構成する素子の断面構造について、図面を参照して説明する。本実施の形態では一例として、上記実施の形態4で図11(B)を用いて説明した、Siトランジスタ及びOSトランジスタを用いて画素を構成する断面構造について説明する。
本実施の形態では、撮像装置にカラーフィルタ等を付加した形態の一例の断面構造について、図面を参照して説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明したOSトランジスタについて説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態2で説明した撮像装置を監視装置(監視システムともいう)に利用する場合について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る撮像装置を用いた電子機器の一例について説明する。
cp2 容量素子
cp3 容量素子
CP1 容量素子
CP2 容量素子
D11 ダイオード
D12 ダイオード
FD1 ノード
FD2 ノード
FN1 ノード
FN2 ノード
FN3 ノード
I0 電流値
Id ドレイン電流
Ic 電流
Ip 電流
m1 トランジスタ
m2 トランジスタ
m3 トランジスタ
m4 トランジスタ
m5 トランジスタ
m6 トランジスタ
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
M3 トランジスタ
M4 トランジスタ
M5 トランジスタ
n1 電流
n2 電流
n3 電流
OP11 OPアンプ
OP12 OPアンプ
OP21 OPアンプ
OP22 OPアンプ
Analog アナログ処理回路
ADC A/D変換回路
ABS 絶対値回路
SUB 減算回路
SUM 加算回路
R01 抵抗
R2n 抵抗
R04 抵抗
R11 抵抗
R15 抵抗
R21 抵抗
R31 抵抗
R33 抵抗
t01 時刻
t1 時刻
t02 時刻
t2 時刻
t03 時刻
t3 時刻
t04 時刻
t4 時刻
t05 時刻
t5 時刻
t06 時刻
t6 時刻
t10 時刻
t11 時刻
t12 時刻
t13 時刻
t14 時刻
t15 時刻
t21 時刻
t22 時刻
t23 時刻
t24 時刻
t25 時刻
t31 時刻
t32 時刻
t33 時刻
t34 時刻
t35 時刻
t41 時刻
t42 時刻
t43 時刻
t44 時刻
t45 時刻
t51 時刻
t52 時刻
t53 時刻
t54 時刻
t55 時刻
T1 時刻
T2 時刻
T3 時刻
T4 時刻
T5 時刻
T6 時刻
T10 時刻
T15 時刻
T61 時刻
T62 時刻
T63 時刻
T64 時刻
T65 時刻
T66 時刻
T67 時刻
tc1 時刻
tc2 時刻
tc3 時刻
TC1 時刻
TC2 時刻
PD フォトダイオード
pd フォトダイオード
PIX_A 画素
PIX_B 画素
PIX_C 画素
PIX_D 画素
PIX_E 画素
40 シリコン基板
51 Siトランジスタ
52 OSトランジスタ
53 OSトランジスタ
60 フォトダイオード
61 アノード
63 低抵抗領域
70 コンタクトプラグ
71 配線層
72 配線層
73 配線層
80 絶縁層
91a 回路
91b 回路
91c 回路
100 画素
101 画素部
136 トランジスタ
137 トランジスタ
138 トランジスタ
139 トランジスタ
140 トランジスタ
141 トランジスタ
142 トランジスタ
143 トランジスタ
144 トランジスタ
145 トランジスタ
146 トランジスタ
147 トランジスタ
148 トランジスタ
149 容量
200 カメラ
211 記憶装置
212 表示装置
213 警報装置
220 撮像装置
901 筐体
902 筐体
903 表示部
904 表示部
905 マイク
906 スピーカー
907 操作キー
908 スタイラス
909 カメラ
911 筐体
912 表示部
919 カメラ
921 筐体
922 シャッターボタン
923 マイク
925 レンズ
927 発光部
931 筐体
932 表示部
933 リストバンド
939 カメラ
941 筐体
942 筐体
943 表示部
944 操作キー
945 レンズ
946 接続部
951 筐体
952 表示部
954 スピーカー
955 ボタン
956 入出力端子
957 マイク
959 カメラ
1100 層
1200 層
1300 層
1400 層
1500 絶縁層
1510 遮光層
1520 有機樹脂層
1530a カラーフィルタ
1530b カラーフィルタ
1530c カラーフィルタ
1540 マイクロレンズアレイ
1550 光学変換層
1600 支持基板
Claims (12)
- 画素を有する撮像装置であって、
前記画素は、フォトダイオードと、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第1の容量素子と、第2の容量素子と、第1の配線と、第2の配線と、第3の配線と、を有し、
前記フォトダイオードの一方の電極は、前記第1の配線に電気的に接続され、
前記フォトダイオードは、光電変換された信号電荷を生成する機能を有し、
前記第1の配線は、低電位を与える機能を有し、
前記第1の容量素子の一方の電極は、前記フォトダイオードの他方の電極に電気的に接続され、
前記第1の容量素子の他方の電極は、前記第1のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第2の容量素子の一方の電極は、前記第1のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第2の容量素子の他方の電極は、前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第2の配線に電気的に接続され、
前記第2の配線は、高電位を与える機能を有し、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第1のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3の配線に電気的に接続され、
前記第3の配線は、高電位を与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1において、
前記撮像装置は、第3のトランジスタと、を有し、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記フォトダイオードの他方の電極に電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第1の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第3のトランジスタは、前記信号電荷を前記第1の容量素子の一方の電極に与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1又は2において、
前記撮像装置は、第4のトランジスタと、第4の配線と、を有し、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第4の配線に電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第1の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第4の配線は、高電位を与える機能を有し、
前記第4のトランジスタは、前記第4の配線の電位を、前記第1の容量素子の一方の電極に与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項3において、
前記第1のトランジスタ乃至第4のトランジスタは、それぞれ半導体層を有し、
前記半導体層は、酸化物半導体を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一において、
前記第2のトランジスタは、前記第2の容量素子の一方の電極に前記第3の配線の電位を供給することで、前記第2の容量素子に前記第1のトランジスタの閾値電圧を取得させる機能を有し、
前記第1の容量素子は、前記第2の容量素子に前記閾値電圧を保持した状態で、前記他方の電極を電気的に浮遊状態とする機能を有し、前記信号電荷に従って一方の電極の電位が変動した際に、前記第1のトランジスタのゲートの電位を変動させる機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 画素を有する撮像装置であって、
前記画素は、フォトダイオードと、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第1の容量素子と、第2の容量素子と、第3の容量素子と、第1の配線と、第2の配線と、第3の配線と、第4の配線と、を有し、
前記フォトダイオードの一方の電極は、前記第1の配線に電気的に接続され、
前記フォトダイオードは、光電変換された信号電荷を生成する機能を有し、
前記第1の配線は、低電位を与える機能を有し、
前記第1の容量素子の一方の電極は、前記フォトダイオードの他方の電極に電気的に接続され、
前記第1の容量素子の他方の電極は、前記第2の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第2の配線に電気的に接続され、
前記第2の配線は、高電位又は低電位を与える機能を有し、
前記第2の容量素子の他方の電極は、前記第2のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第3の容量素子の一方の電極は、前記第2のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第3の容量素子の他方の電極は、前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第3の配線に電気的に接続され、
前記第3の配線は、高電位を与える機能を有し、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第2のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第4の配線に電気的に接続され、
前記第4の配線は、高電位を与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項6において、
前記撮像装置は、第4のトランジスタと、を有し、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記フォトダイオードの他方の電極に電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第1の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第4のトランジスタは、前記信号電荷を前記第1の容量素子の一方の電極に与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項6又は7において、
前記撮像装置は、第5のトランジスタと、第5の配線と、を有し、
前記第5のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第5の配線に電気的に接続され、
前記第5のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第1の容量素子の一方の電極に電気的に接続され、
前記第5の配線は、高電位を与える機能を有し、
前記第5のトランジスタは、前記第5の配線の電位を、前記第1の容量素子の一方の電極に与える機能を有する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項8において、
前記第1のトランジスタ乃至第5のトランジスタは、それぞれ半導体層を有し、
前記半導体層は、酸化物半導体を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項6乃至9のいずれか一において、
前記第3のトランジスタは、前記第3の容量素子の一方の電極に前記第4の配線の電位を供給することで、前記第3の容量素子に前記第2のトランジスタの閾値電圧を取得させる機能を有し、
前記第1の容量素子は、前記他方の電極を電気的に浮遊状態とする機能を有し、前記信号電荷に従って一方の電極の電位が変動した際に、前記他方の電極の電位を変動させる機能を有し、
前記第2の容量素子は、前記第3の容量素子に前記閾値電圧を保持した状態で、前記他方の電極を電気的に浮遊状態とする機能を有し、前記一方の電極の電位が変動した際に、前記第2のトランジスタのゲートの電位を変動させる機能を有する、
ことを特徴する撮像装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一に記載の撮像装置を有するカメラと、
前記カメラに機能的に接続された表示装置と、
前記カメラに機能的に接続された記憶装置と、
前記カメラに機能的に接続された警報装置と、
を有することを特徴とする監視装置。 - 請求項11に記載の監視装置と、
操作キーと、
を有することを特徴とする電子機器。
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