JP2018093298A - 光電変換装置および光電変換システム - Google Patents
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Abstract
Description
そして、第1期間と第2期間とを交互に行った場合には完全グローバルシャッタが実現できる。
図1から図8を用いて、本実施例の光電変換装置を説明する。各図面において同じ符号が付されている部分は、同じ素子または同じ領域を指す。図1では、異なる行に供給される駆動パルスを区別するために、(n)、(n+1)などの行を表す符号を付している。また、異なる列に供給される駆動パルスを区別するために、などの列を表す符号を付している。これらは他の図面でも同様である。
図9〜図12を用いて本実施例の光電変換装置を説明する。図1、3、5は、実施例1と同様である。また、図1〜8と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図13、図14を用いて本実施例の光電変換装置を説明する。本実施例の光電変換装置は、図1、図3で示した構成とすることができる。図1〜12と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図15、図16を用いて本実施例の光電変換装置を説明する。本実施例の光電変換装置は、図1、図3で示した構成とすることができる。図1〜8、13、14と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図17を用いて本実施例の光電変換装置を説明する。図1、3、5〜7は、実施例1と同様である。また、図1〜14と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本発明に係る撮像システムの実施例について説明する。撮像システムとして、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、カメラヘッド、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。図18に、撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
103 光電変換層
105A 画素電極
105B 画素電極
109A 信号出力回路
109B 信号出力回路
161A 増幅トランジスタ
Claims (21)
- 基板の上部に、第1電極と第2電極を有する画素電極と、
前記画素電極の上部に配された上部電極と、
前記画素電極と前記上部電極との間に配された光電変換層と、
前記第1電極に直結した入力ノードを有する第1増幅部を含む第1信号出力回路と、
前記第2電極に直結した入力ノードを有する第2増幅部を含む第2信号出力回路と、
を備えた画素を複数有する光電変換装置であって、
前記第1信号出力回路から信号を出力する第1期間において、前記第1電極に供給される電位における信号電荷に対する前記第1電極のポテンシャルに比して、信号電荷に対する前記第2電極のポテンシャルが下がるような電位が前記第2電極に供給されることを特徴とする光電変換装置。 - 前記第2信号出力回路から信号を出力する第2期間において、前記第2電極に供給される電位における信号電荷に対するポテンシャルに比して、信号電荷に対するポテンシャルが下がるような電位が前記第1電極に供給されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記第1期間と前記第2期間とが交互に繰り返されることを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。
- 前記第1電極に直結した入力ノードに接続された第1駆動容量と、前記第1駆動容量を介して、前記第1電極の電位を制御する第1電位制御部と、を含む第1制御部と、
前記第2電極に直結した入力ノードに接続された第2駆動容量と、前記第2駆動容量を介して、前記第2電極の電位を制御する第2電位制御部と、を含む第2制御部とを有し、
前記第1期間において、前記第2電位制御部は、信号電荷を収集する電位となる第1電位を前記第2電極に供給し、前記第1電位制御部は、入力ノードの電位の変化を抑制する、前記第1電位と異なる第2電位を前記第1電極に供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1電極に直結した入力ノードに接続された第1駆動容量と、前記第1駆動容量を介して、前記第1電極の電位を制御する第1電位制御部と、を含む第1制御部と、
前記第2電極に直結した入力ノードに接続された第2駆動容量と、前記第2駆動容量を介して、前記第2電極の電位を制御する第2電位制御部と、を含む第2制御部とを有し、
前記第2期間において、前記第1電位制御部は、信号電荷を収集する電位となる第1電位を前記第1電極に供給し、前記第2電位制御部は、入力ノードの電位の変化を抑制する電位となる、前記第1電位と異なる第2電位を第2電極に供給することを特徴とする請求項2または3に記載の光電変換装置。 - 前記第1期間において、前記第2電位制御部は、前記第1電位を前記第2電極に供給し、前記第1電位制御部は、前記第2電位を前記第1電極に供給することを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。
- 前記第1期間の前の第3期間において、前記第1電極は、前記第1期間に前記第1信号出力回路から出力される信号となる信号電荷の収集を行い、前記第2電極は信号電荷の収集を行わず、前記第2信号出力回路から信号の出力を行わないことを特徴とする請求項2または3に記載の光電変換装置。
- 前記第1電極に直結した入力ノードに接続された第1駆動容量と、前記第1駆動容量を介して、前記第1電極の電位を制御する第1電位制御部と、を含む第1制御部と、
前記第2電極に直結した入力ノードに接続された第2駆動容量と、前記第2駆動容量を介して、前記第2電極の電位を制御する第2電位制御部と、を含む第2制御部とを有し、
前記第1期間において、前記第2電位制御部は、信号電荷を収集する電位となる第1電位を前記第2電極に供給し、前記第1電位制御部は、入力ノードの変化を抑制する電位となる、前記第1電位と異なる第2電位を前記第1電極に供給し、
前記第2期間において、前記第1電位制御部は、前記第1電位を前記第1電極に供給し、前記第2電位制御部は、前記第2電位を前記第2電極に供給し、
前記第3期間において、前記第1電位制御部は、前記第1電位を前記第1電極に供給し、前記第2電位制御部は、前記第2電位を前記第2電極に供給することを特徴とする請求項7に記載の光電変換装置。 - 前記第1電位制御部は、前記第1電極で信号電荷の収集を開始する前に、前記光電変換層の信号電荷をリセットする第3電位を前記第1電極に供給し、
前記第2電位制御部は、前記第2電極で信号電荷の収集を開始する前に、前記第3電位を前記第2電極に供給することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記光電変換層と前記第1電極および前記第2電極との間に配された絶縁層を有することを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。
- 前記光電変換層と前記第1電極および前記第2電極との間に配されたブロッキング層を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第1信号出力回路は、前記第1電極に直結した入力ノードの電位をリセット電位とする第1リセットトランジスタを有し、
前記第2信号出力回路は、前記第2電極に直結した入力ノードの電位をリセット電位とする第2リセットトランジスタを有し、
前記第1電極で信号電荷の収集を開始する前に、前記第1電極に直結した入力ノードの電位をリセット電位とし、前記第2電極で信号電荷の収集を開始する前に、前記第2電極に直結した入力ノードの電位をリセット電位とすることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1信号出力回路から出力された信号が入力され、出力ノードが前記第1リセットトランジスタのドレインに接続された第1フィードバック回路と、
前記第2信号出力回路から出力された信号が入力され、出力ノードが前記第2リセットトランジスタのドレインに接続された第2フィードバック回路と、
を有することを特徴とする請求項12に記載の光電変換装置 - 前記光電変換層と前記上部電極との間に配されたブロッキング層を有することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記複数の画素のすべての画素において、前記第1電極における信号電荷の収集の開始と、前記第1電極における信号電荷の収集の終了を同時に行い、前記第2電極における信号電荷の収集の開始と、前記第2電極における信号電荷の収集の終了を同時に行うことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第1電極と前記第2電極の間に配された第3電極を有し、
前記上部電極と前記第3電極の間に前記光電変換層が配され、
前記第3電極の電位を制御する第3電位制御部が、前記第3電極に接続されていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 基板の上部に、第1電極と第2電極を有する画素電極と、
前記画素電極の上部に配された上部電極と、
前記画素電極と前記上部電極との間に配された光電変換層と、
前記第1電極に接続された第1信号出力回路と、
前記第2電極に接続された第2信号出力回路と、
を備えた画素を複数有する光電変換装置であって、
信号電荷を収集する第1モードと、
前記第1モードよりも信号電荷を収集しない第2モードと、を有し、
前記第1信号出力回路から信号を出力する第1期間に、前記第1電極は前記第2モードを行い、前記第2電極は前記第1モードを行うことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第2信号出力回路から信号を出力する第2期間に、前記第2電極は前記第2モードとなり、前記第1電極は前記第1モードとなることを特徴とする請求項17に記載の光電変換装置。
- 前記第1期間と前記第2期間とが交互に行われることを特徴とする請求項18に記載の光電変換装置。
- 請求項1乃至請求項19のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理装置と、を備える、
ことを特徴とする光電変換システム。 - 前記第1電極と、前記第2電極と、前記光電変換層とを備える画素を有する複数の画素と、前記第1電極および前記第2電極に対応して設けられた1つのマイクロレンズとを有し、
前記第1信号出力回路から出力された信号と、前記第2信号出力回路から出力された信号とを用いて、被写体の距離情報を取得することを特徴とする請求項20に記載の光電変換システム。
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