JP2020025249A - Solid-state imaging device, driving method of the same, and electronic apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a driving method of the solid-state imaging device, and an electronic apparatus.
光を検出して電荷を発生させる光電変換素子を用いた固体撮像装置(イメージセンサ)として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが実用に供されている。
CMOSイメージセンサは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、医療用内視鏡、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)等の各種電子機器の一部として広く適用されている。
As a solid-state imaging device (image sensor) using a photoelectric conversion element that generates light by detecting light, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor has been put to practical use.
CMOS image sensors are widely applied as a part of various electronic devices such as digital cameras, video cameras, surveillance cameras, medical endoscopes, personal computers (PCs), and portable terminal devices (mobile devices) such as mobile phones. I have.
CMOSイメージセンサは、画素毎にフォトダイオード(光電変換素子)および浮遊拡散層(FD:Floating Diffusion、フローティングディフュージョン)を有するFDアンプを持ち合わせており、その読み出しは、画素アレイの中のある一行を選択し、それらを同時に列(カラム)出力方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。 The CMOS image sensor has an FD amplifier having a photodiode (photoelectric conversion element) and a floating diffusion layer (FD: Floating Diffusion) for each pixel, and reads one row in the pixel array for reading. A column parallel output type in which these are simultaneously read in a column output direction is mainly used.
図1は、一般的な列並列出力型固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a general column parallel output type solid-state imaging device (CMOS image sensor).
図1の固体撮像装置1は、画素PXLが行列状に配列された画素部2、およびシャッタ行および読み出し行において行走査制御線を通して画素の駆動を行う垂直走査回路(行走査回路)3が示されている。なお、図1では、1行の画素配列が示されている。
The solid-
画素部2の各画素PXLは、基本的に、たとえば1個のフォトダイオードPDに対して、転送素子としての転送トランジスタTG―Tr、リセット素子としてのリセットトランジスタRST−Tr、ソースフォロワ素子(増幅素子)としてのソースフォロワトランジスタSF−Tr、および選択素子としての選択トランジスタSEL−Trの4素子を能動素子として含んで構成される。 Each pixel PXL of the pixel unit 2 basically includes, for example, a transfer transistor TG-Tr as a transfer element, a reset transistor RST-Tr as a reset element, and a source follower element (amplifying element) for one photodiode PD. ), And a source follower transistor SF-Tr as a selection element and a selection transistor SEL-Tr as a selection element.
転送トランジスタTG−Trは、フォトダイオードPDの電荷蓄積期間には非導通状態に保持され、フォトダイオードPDの蓄積電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する転送期間に、ゲートに制御信号線LTGを通して駆動制御信号DTGが印加されて導通状態に保持され、フォトダイオードPDで光電変換された電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する。 The transfer transistor TG-Tr is kept in a non-conductive state during the charge accumulation period of the photodiode PD, and has a gate through the control signal line LTG during the transfer period for transferring the accumulated charge of the photodiode PD to the floating diffusion FD. The DTG is applied and is kept in a conductive state, and transfers the charge photoelectrically converted by the photodiode PD to the floating diffusion FD.
リセットトランジスタRST−Trは、そのゲートに制御信号線LRSTを通して駆動制御信号(リセット信号)DRSTが与えられることで、フローティングディフュージョンFDの電位を電源ラインの電位VDDにリセットする。 The reset transistor RST-Tr resets the potential of the floating diffusion FD to the potential VDD of the power supply line when a drive control signal (reset signal) DRST is supplied to the gate of the reset transistor RST-Tr through the control signal line LRST.
フローティングディフュージョンFDには、ソースフォロワトランジスタSF−Trのゲートが接続されている。ソースフォロワトランジスタSF−Trは、選択トランジスタSEL−Trを介して垂直信号線LSGNに接続され、画素部外の負荷回路の定電流源とソースフォロアを構成している。
そして、駆動制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)DSELが制御信号線LSELを通して選択トランジスタSEL−Trのゲートに与えられ、選択トランジスタSEL−Trがオンする。
選択トランジスタSEL−Trがオンすると、ソースフォロワトランジスタSF−TrはフローティングディフュージョンFDの電位を増幅してその電位に応じた電圧を垂直信号線LSGNに出力する。垂直信号線LSGNを通じて、各画素PXLから出力された電圧は、画素信号読み出し回路としての列並列処理部に出力される。
列並列処理において画像データはたとえばアナログ信号からデジタル信号に変換されて、後段の信号処理部に転送され、ここで所定の画像信号処理を受けて所望の画像が得られる。
The gate of the source follower transistor SF-Tr is connected to the floating diffusion FD. The source follower transistor SF-Tr is connected to the vertical signal line LSGN via the selection transistor SEL-Tr, and forms a source follower with a constant current source of a load circuit outside the pixel unit.
Then, a drive control signal (address signal or select signal) DSEL is given to the gate of the select transistor SEL-Tr through the control signal line LSEL, and the select transistor SEL-Tr is turned on.
When the selection transistor SEL-Tr is turned on, the source follower transistor SF-Tr amplifies the potential of the floating diffusion FD and outputs a voltage corresponding to the potential to the vertical signal line LSGN. The voltage output from each pixel PXL via the vertical signal line LSGN is output to a column parallel processing unit as a pixel signal reading circuit.
In the column parallel processing, the image data is converted, for example, from an analog signal to a digital signal, and is transferred to a signal processing unit at a subsequent stage.
垂直走査回路3は、図1に示すように、制御信号TG(RST、SEL)を受けて正の電源電圧のレベルの駆動制御信号DTG(DRST,DSEL)を対応する制御信号線LTG(LRST,LSEL)に印加するロードライバ31、および正の電源電圧vaaと異なる電圧、たとえば正の電源電圧vaa以上の電圧をドライバに供給する電圧供給部32を有している。
電圧供給部32は、演算増幅器(オペアンプ)OPA32、内部の容量が100pF程度の内部キャパシタCbstおよびスイッチSW(1〜4)等を含むキャパシタブリッジ回路CB32、および容量が10nF程度の外付けキャパシタCextを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
The
ところで、固体撮像装置10としてのCMOSイメージセンサでは、フォトダイオードで生成しかつ蓄積した光電荷を、画素毎あるいは行毎に順次走査して読み出す動作が行われる。
この順次走査、すなわち、電子シャッタとしてローリングシャッタを採用した場合は、光電荷を蓄積する露光の開始時間、および終了時間を全ての画素で一致させることができない。そのため、順次走査の場合、動被写体の撮像時に撮像画像に歪みが生じるという問題がある。
By the way, in the CMOS image sensor as the solid-
In the case of this sequential scanning, that is, when a rolling shutter is employed as an electronic shutter, the start time and the end time of exposure for accumulating photocharges cannot be matched in all pixels. Therefore, in the case of sequential scanning, there is a problem that a captured image is distorted when capturing a moving subject.
そこで、画像歪みが許容できない、高速に動く被写体の撮像や、撮像画像の同時性を必要とするセンシング用途では、電子シャッタとして、画素アレイ部中の全画素に対して同一のタイミングで露光開始と露光終了とを実行するグローバルシャッタが採用される。 Therefore, in image sensing of a fast-moving subject in which image distortion is unacceptable, or in sensing applications that require synchronization of captured images, an electronic shutter is used to start exposure of all pixels in the pixel array unit at the same timing. A global shutter for executing the end of exposure is adopted.
電子シャッタとしてグローバルシャッタを採用したCMOSイメージセンサは、画素内に、たとえば、光電変換読み出し部から読み出された信号を信号保持キャパシタに保持する信号保持部が設けられている。
グローバルシャッタを採用したCMOSイメージセンサでは、フォトダイオードから電荷を電圧信号として一斉に信号保持部の信号保持キャパシタに蓄積し、そののち順次読み出すことにより、画像全体の同時性を確保している(たとえば、非特許文献1参照)。
In a CMOS image sensor employing a global shutter as an electronic shutter, for example, a signal holding unit for holding a signal read from a photoelectric conversion reading unit in a signal holding capacitor is provided in a pixel.
In a CMOS image sensor that employs a global shutter, charges from the photodiodes are simultaneously stored as voltage signals in a signal holding capacitor of a signal holding unit, and then sequentially read out, thereby ensuring the simultaneity of the entire image (for example, , Non-Patent Document 1).
ローリングシャッタ動作を伴うCMOSイメージセンサの電圧供給部32およびロードライバ31を含む垂直走査回路3は、画素アレイの1行だけを駆動する必要がある。
従来の電圧供給部32では、オペアンプOPA32を使用して、チップ内のキャパシタCbstを所望の参照電圧vrefまで充電し、電源電圧vaaによってポンプアップして、過電圧または過小電圧の電源電圧を生成する。そして、次に、電荷を多数回外付けキャパシタCextに転送する。
The
The conventional
ところが、必要な時間内に内部キャパシタCbstと外付けキャパシタCextを充電するには、大きなスルーレートと高速応答が必要なため、オペアンプOPA32の面積と電力を大きくする必要がある。 However, in order to charge the internal capacitor Cbst and the external capacitor Cext within a required time, a large slew rate and a high-speed response are required, so that the area and power of the operational amplifier OPA32 need to be increased.
また、グローバルシャッタ動作を伴うCMOSイメージセンサの垂直走査回路3のブースタは、画素部2の画素アレイ全体を駆動する必要があるため、負荷容量は非常に大きい。たとえば、ローリングシャッタ動作の約1000倍の負荷容量となる。
ローリングシャッタ機能付きCMOSイメージセンサと同じ構成のブースタを使用する場合、チャージアップ時間は〜1000倍にする必要がある。
または、内部キャパシタCbstの容量は〜1000xである必要がある。
または、動作速度(充電および転送サイクル)は〜1000xである必要がある。
Further, the booster of the
When a booster having the same configuration as the CMOS image sensor with the rolling shutter function is used, the charge-up time needs to be increased up to 1000 times.
Alternatively, the capacity of the internal capacitor Cbst needs to be ~ 1000x.
Alternatively, the operating speed (charging and transfer cycle) needs to be ~ 1000x.
これらの条件のうち、内部キャパシタCbstの容量と動作速度の条件を満足させるには、オペアンプOPA32は非常に大きいスルーレートを持っている必要がある。
したがって、現状では、シリコン基板上のグローバルシャッタ機能を備えたCMOSイメージセンサの電圧供給部(ブースタ)を設計することは非常に困難である。
In order to satisfy the conditions of the capacity of the internal capacitor Cbst and the operation speed among these conditions, the operational amplifier OPA32 needs to have a very large slew rate.
Therefore, at present, it is very difficult to design a voltage supply unit (booster) of a CMOS image sensor having a global shutter function on a silicon substrate.
本発明は、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することが可能な固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器を提供することにある。 The present invention provides a solid-state imaging device, a solid-state imaging device driving method, and an electronic device that can achieve low power consumption with a simpler circuit and a smaller area, and that can realize high-speed charging. To provide.
本発明の第1の観点の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に配置された画素部と、所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、前記読み出し部は、前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、前記電圧供給部は、第1のノードと、第2のノードと、第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、第1の電源電位と、第2の電源電位と、前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは前記第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは前記第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、を含み、さらに、前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、の少なくともいずれかを含み、前記第3のスイッチを含む場合は、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続され、前記第4のスイッチを含む場合は、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続される。 A solid-state imaging device according to a first aspect of the present invention includes a pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a drive control signal having a predetermined level corresponding to a control signal applied to a predetermined control signal line, and And a readout unit for reading out pixel signals in units of one row or a plurality of rows from the unit, wherein the readout unit receives the control signal and supplies the control signal corresponding to the drive control signal at a voltage level supplied thereto. A driver applied to the line, and a voltage supply unit for supplying a voltage different from a first power supply voltage or a voltage different from a second power supply voltage to the driver, wherein the voltage supply unit includes: a first node; A second node, a capacitor having a first electrode connected to the first node, and a second electrode connected to the second node; a first power supply potential; a second power supply potential; , The first power supply potential and the first node Alternatively, a first switch for selectively connecting the second node in accordance with a first signal, and a second signal for connecting the second power supply potential and the second node or the first node to a second signal And a second switch selectively connecting the first power supply potential and the second node in response to a third signal. A fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal, and including the third switch, When the first node is connected to a first power supply voltage terminal of the driver and includes the fourth switch, the second node is connected to a second power supply voltage terminal of the driver.
本発明の第2の観点は、複数の画素が行列状に配置された画素部と、所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、前記読み出し部は、前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、前記電圧供給部は、第1のノードと、第2のノードと、第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、第1の電源電位と、第2の電源電位と、前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、を含み、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、第1の期間に、アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を、前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、または、前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、第2の期間に、前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第3の信号をアクティブにして前記第3のスイッチをオンさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より高く当該第1の電源電位の2倍の電位までの電位に設定し、または、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より所定電位分低い電位までの電位に設定し、前記ドライバにおいて、前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する、または、前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pixel section in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a drive control signal of a predetermined level corresponding to a control signal is applied to a predetermined control signal line, so that one row from the pixel section. A readout unit that reads out pixel signals in units of a plurality of rows, wherein the readout unit receives the control signal and applies the drive control signal having a voltage level supplied thereto to the corresponding control signal line. A driver and a voltage supply unit for supplying a voltage different from a first power supply voltage or a voltage different from a second power supply voltage to the driver, wherein the voltage supply unit includes a first node and a second node A capacitor having a first electrode connected to the first node and a second electrode connected to the second node; a first power supply potential; a second power supply potential; Power supply potential and the first node or the second And a second switch for selectively connecting the second power supply potential and the second power supply potential to the second node or the first node in response to a second signal. And a third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node to each other in accordance with a third signal, wherein the first node A method of driving a solid-state imaging device connected to a first power supply voltage terminal of the driver, wherein the first switch and the second switch are activated by a first signal and a second signal that are active during a first period. Turning on a second switch, turning off the third switch in response to the inactive third signal, setting the potential of the first node to the first power supply potential, The potential of the node is set to the second power supply potential, which is the reference potential. Alternatively, the potential of the first node is set to the second power supply potential, which is a reference potential, and the potential of the second node is set to the first power supply potential. Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the third signal and turning on the third switch, Setting the potential of the first node to a potential higher than the first power supply potential up to twice the potential of the first power supply, or setting the potential of the first node to the first power supply potential A potential is set to a potential lower by a predetermined potential, and the driver receives the control signal while receiving a voltage higher than the first power supply voltage generated in the second period. Driving at a voltage level higher than the power supply voltage of A first power supply receiving the control signal while applying a control signal to the corresponding control signal line or receiving a voltage lower than a first power supply voltage generated during the second period; The drive control signal having a voltage level lower than a voltage is applied to the corresponding control signal line.
また、本発明の第2の観点は、複数の画素が行列状に配置された画素部と、所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、前記読み出し部は、前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、前記電圧供給部は、第1のノードと、第2のノードと、第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、第1の電源電位と、第2の電源電位と、前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは前記第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは前記第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、を含み、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、第1の期間に、アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、または、前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、第2の期間に、前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第4の信号をアクティブにして前記第4のスイッチをオンさせて、前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より低く、負側に前記第1の電源電位レベルまでの電位に設定し、または、前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より高く、正側に所定電位までの電位に設定し、前記ドライバにおいて、前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する、または、前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pixel unit in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a drive control signal having a predetermined level corresponding to a control signal applied to a predetermined control signal line, and A readout unit that reads out pixel signals in units of one or more rows, wherein the readout unit transmits the drive control signal of a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line. A voltage supply unit for supplying a voltage different from the first power supply voltage or a voltage different from the second power supply voltage to the driver, the voltage supply unit comprising: a first node; A capacitor having a first electrode connected to the first node, a second electrode connected to the second node, a first power supply potential, a second power supply potential, A first power supply potential and the first node or A first switch for selectively connecting the second node to a second signal in accordance with a first signal; and a second signal for connecting the second power supply potential and the second node or the first node to a second signal. A second switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in response to a fourth signal, and a second switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in response to a fourth signal. 2 is a method for driving a solid-state imaging device in which a second node is connected to a second power supply voltage terminal of the driver, wherein the first signal and the second signal are active during a first period. And the second switch is turned on, the fourth switch is turned off by the inactive fourth signal, and the potential of the first node is set to the first power supply potential. The potential of the second node is the second potential which is a reference potential. Setting the potential of the first node to the second power supply potential which is a reference potential, setting the potential of the second node to the first power supply potential, In the period, the first signal and the second signal are deactivated, the first switch and the second switch are turned off, and the fourth signal is activated to activate the fourth switch. ON to set the potential of the second node to be lower than the second power supply potential and to a potential up to the first power supply potential level on the negative side, or to set the potential of the second node to the second power supply potential. 2 is set to a potential higher than the power supply potential of the second power supply and to a predetermined potential on the positive side, and the control is performed in a state where the driver receives a voltage lower than the second power supply voltage generated during the second period. A voltage lower than the second power supply voltage upon receiving the signal Applying the drive control signal of a level to the corresponding control signal line, or receiving the control signal while receiving a voltage higher than a second power supply voltage generated in the second period The drive control signal having a voltage level higher than a second power supply voltage is applied to the corresponding control signal line.
本発明の第3の観点の電子機器は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、前記固体撮像装置は、複数の画素が行列状に配置された画素部と、所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、前記読み出し部は、前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、前記電圧供給部は、第1のノードと、第2のノードと、第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、第1の電源電位と、第2の電源電位と、前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、を含み、さらに、前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、の少なくともいずれかを含み、前記第3のスイッチを含む場合は、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続され、前記第4のスイッチを含む場合は、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続される。 An electronic apparatus according to a third aspect of the present invention includes a solid-state imaging device, and an optical system that forms a subject image on the solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device includes a plurality of pixels arranged in a matrix. A readout unit that applies a drive control signal of a predetermined level corresponding to the control signal to a predetermined control signal line and reads out pixel signals from the pixel unit in units of one or more rows. And a driver that applies the drive control signal of a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line, and a driver that is different from a first power supply voltage or a second power supply voltage. And a voltage supply unit that supplies a voltage different from the first voltage to the driver. The voltage supply unit includes a first node, a second node, and a first electrode connected to the first node. Two electrodes are connected to the second node A capacitor, a first power supply potential, a second power supply potential, and a first power supply for selectively connecting the first power supply potential to the first node or the second node in accordance with a first signal. And a second switch for selectively connecting the second power supply potential and the second node or the first node in response to a second signal, further comprising: A third switch for selectively connecting a power supply potential and the second node according to a third signal, and selecting the second power supply potential and the first node according to a fourth signal; And at least one of a fourth switch and a third switch, the first node is connected to a first power supply voltage terminal of the driver, and If a switch is included, the second node is connected to the second power supply of the driver. It is connected to the voltage terminal.
本発明によれば、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することができる。 According to the present invention, power consumption can be reduced with a simpler circuit and a smaller area, and high-speed charging can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図2は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
本実施形態において、固体撮像装置10は、たとえばCMOSイメージセンサにより構成される。
(First embodiment)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the solid-
この固体撮像装置10は、図2に示すように、撮像部としての画素部20、垂直走査回路(行走査回路)30、読み出し回路(カラム読み出し回路)40、水平走査回路(列走査回路)50、およびタイミング制御回路60を主構成要素として有している。
これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路30、読み出し回路40、水平走査回路50、およびタイミング制御回路60により画素信号の読み出し部70が構成される。
As shown in FIG. 2, the solid-
Among these components, for example, the
本第1の実施形態において、固体撮像装置10は、後で詳述するように、垂直走査回路30におけるロードライバに正の電源電圧と異なる電圧、たとえば正の電源電圧より高いまたは低い電圧(または負の電源電圧と異なる電圧、たとえば負の電源電圧より低いまたは高い電圧)を供給する電圧供給部は、基本的に、半導体基板(チップ)内の第1の電源電位vaa、第2の電源電位vgnd、3つのスイッチSW、および外付けキャパシタCext31により構成され、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することが可能で、ローリングシャッタ機能およびグローバルシャッタ機能を備えたCMOSイメージセンサに適用することが可能に構成されている。
本実施形態の電圧供給部は、基本的にシリコンと1つの外付けキャパシタのスイッチのみが必要で、キャパシタを充放電するための内部のオペアンプは不要で、面積と電力を消費する内部キャパシタも不要となっており、外付けキャパシタとしての高速動作は、出力インピーダンスが非常に小さい外部電源によって充電され、電圧供給部の出力電圧は、レベル判断部(電圧検出回路)を使用する場合や、充電時間を制御する場合に調整することができる。
In the first embodiment, the solid-
The voltage supply unit of the present embodiment basically requires only a switch of silicon and one external capacitor, does not require an internal operational amplifier for charging and discharging the capacitor, and does not require an internal capacitor that consumes area and power. The high-speed operation as an external capacitor is charged by an external power supply having a very small output impedance. The output voltage of the voltage supply unit is determined by using a level judgment unit (voltage detection circuit) Can be adjusted when controlling.
以下、固体撮像装置10の各部の構成および機能の概要、特に、画素部20の構成および機能、それらに関連した読み出し部70、特に、垂直走査回路30等におけるロードライバおよびブースタとしての電圧供給部の構成および機能等について詳述する。
Hereinafter, an outline of the configuration and function of each unit of the solid-
(画素並びに画素部20の構成)
図3は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置10の画素の構成例を示す回路図である。
(Configuration of Pixel and Pixel Section 20)
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a pixel of the solid-
この画素PXL20は、たとえば光電変換素子であるフォトダイオード(PD)を有する。
そして、このフォトダイオードPD21に対して、転送トランジスタTG21−Tr、リセットトランジスタRST21−Tr、ソースフォロワトランジスタSF21−Tr、および選択トランジスタSEL21−Trをそれぞれ一つずつ有する。
The pixel PXL20 has, for example, a photodiode (PD) that is a photoelectric conversion element.
The photodiode PD21 has one transfer transistor TG21-Tr, one reset transistor RST21-Tr, one source follower transistor SF21-Tr, and one selection transistor SEL21-Tr.
フォトダイオードPD21は、入射光量に応じた量の信号電荷(ここでは電子)を発生し、蓄積する。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがn型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがp型トランジスタであっても構わない。
また、本実施形態は、複数のフォトダイオード間で、各トランジスタを共有している場合や、選択トランジスタを有していない3トランジスタ(3Tr)画素を採用している場合にも有効である。
The photodiode PD21 generates and accumulates signal charges (here, electrons) in an amount corresponding to the amount of incident light.
Hereinafter, the case where the signal charge is an electron and each transistor is an n-type transistor will be described. However, the signal charge may be a hole or each transistor may be a p-type transistor.
The present embodiment is also effective when a plurality of photodiodes share each transistor, or when a three-transistor (3Tr) pixel having no selection transistor is employed.
転送トランジスタTG21−Trは、フォトダイオードPD21とフローティングディフュージョンFD(Floating Diffusion;浮遊拡散層)21の間に接続され、駆動制御線LTG21を通じてゲートに供給される駆動制御信号DTG21により制御される。
転送トランジスタTG21−Trは、駆動制御線LTG21に印加される駆動制御信号DTG21がハイレベル(H)の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードPD21で光電変換された電子をフローティングディフュージョンFD21に転送する。
The transfer transistor TG21-Tr is connected between the photodiode PD21 and a floating diffusion (FD) 21 and is controlled by a drive control signal DTG21 supplied to a gate through a drive control line LTG21.
The transfer transistor TG21-Tr is turned on when the drive control signal DTG21 applied to the drive control line LTG21 is at the high level (H), and transfers the electrons photoelectrically converted by the photodiode PD21 to the floating diffusion FD21. I do.
リセットトランジスタRST21−Trは、電源線VRstとフローティングディフュージョンFD21の間に接続され、駆動制御線LRST21を通じてゲートに供給される駆動制御信号DRST21により制御される。
なお、リセットトランジスタRST21−Trは、電源線VDDとフローティングディフュージョンFD21の間に接続され、駆動制御線LRST21を通じて制御されるように構成してもよい。
リセットトランジスタRST21−Trは、駆動制御線LRST21に印加される駆動制御信号DRST21がHレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンFD21を電源線VRst(またはVDD)の電位にリセットする。
The reset transistor RST21-Tr is connected between the power supply line VRst and the floating diffusion FD21, and is controlled by a drive control signal DRST21 supplied to a gate through a drive control line LRST21.
Note that the reset transistor RST21-Tr may be connected between the power supply line VDD and the floating diffusion FD21, and may be configured to be controlled through the drive control line LRST21.
The reset transistor RST21-Tr is turned on when the drive control signal DRST21 applied to the drive control line LRST21 is at the H level, and resets the floating diffusion FD21 to the potential of the power supply line VRst (or VDD).
ソースフォロワトランジスタSF21−Trと選択トランジスタSEL21−Trは、電源線VDDと垂直信号線LSGN21の間に直列に接続されている。
ソースフォロワトランジスタSF21−TrのゲートにはフローティングディフュージョンFD21が接続されている。
選択トランジスタSEL21−Trは、駆動制御線LSEL21を通じてゲートに供給される駆動制御信号DSEL21により制御される。
選択トランジスタSEL21−Trは、駆動制御線LSEL21に印加される駆動制御信号DSEL21がHの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタSF21−TrはフローティングディフュージョンFD21の電位に応じた列出力アナログ信号VSLを垂直信号線LSGN21に出力する。
これらの動作は、たとえば転送トランジスタTG21−Tr、リセットトランジスタRST21−Tr、および選択トランジスタSEL21−Trの各ゲートが行単位で接続されていることから、1行分の各画素について同時並列的に行われる。
The source follower transistor SF21-Tr and the selection transistor SEL21-Tr are connected in series between the power supply line VDD and the vertical signal line LSGN21.
The floating diffusion FD21 is connected to the gate of the source follower transistor SF21-Tr.
The selection transistor SEL21-Tr is controlled by a drive control signal DSEL21 supplied to a gate through a drive control line LSEL21.
The select transistor SEL21-Tr is turned on when the drive control signal DSEL21 applied to the drive control line LSEL21 is selected during the H period. Thus, the source follower transistor SF21-Tr outputs a column output analog signal VSL corresponding to the potential of the floating diffusion FD21 to the vertical signal line LSGN21.
These operations are performed, for example, in parallel in parallel for each pixel of one row because the gates of the transfer transistor TG21-Tr, the reset transistor RST21-Tr, and the selection transistor SEL21-Tr are connected in row units. Will be
画素部20には、たとえば画素PXL21がn行×m列配置されているので、各駆動制御線LTG21,LRST21,LSEL21はそれぞれn本、垂直信号線LSGN21はm本ある。
図2においては、各駆動制御線LTG21,LRST21,LSEL21を1本の行走査駆動制御線として表している。
In the
In FIG. 2, each drive control line LTG21, LRST21, LSEL21 is represented as one row scan drive control line.
垂直走査回路30は、タイミング制御回路60の制御に応じてシャッタ行および読み出し行において行走査駆動制御線を通して画素の駆動を行う。
また、垂直走査回路30は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードPD21に蓄積された電荷をリセットするシャッタ行の行アドレスの行選択信号を出力する。
なお、垂直走査回路30のロードライバおよび電圧供給部の具体的な構成および機能については後述する。
The
In addition, the
The specific configuration and function of the row driver and voltage supply unit of the
読み出し回路40は、画素部20の各列出力に対応して配置された複数の列信号処理回路(図示せず)を含み、複数の列信号処理回路で列並列処理が可能に構成されてもよい。
The
読み出し回路40は、相関二重サンプリング(CDS:Correlated Double Sampling)回路やADC(アナログデジタルコンバータ;AD変換器)、アンプ(AMP,増幅器)、サンプルホールド(S/H)回路等を含んで構成可能である。
The
このように、読み出し回路40は、たとえば図4(A)に示すように、画素部20の各列出力アナログ信号VSLをデジタル信号に変換するADC41を含んで構成されてもよい。
あるいは、読み出し回路40は、たとえば図4(B)に示すように、画素部20の各列出力アナログ信号VSLを増幅するアンプ(AMP)42が配置されてもよい。
また、読み出し回路40は、たとえば図4(C)に示すように、画素部20の各列出力アナログ信号VSLをサンプル、ホールドするサンプルホールド(S/H)回路43が配置されてもよい。
また、読み出し回路40は、画素部20の各列から出力される画素信号に対して所定の処理が施された信号を記憶するカラムメモリとしてのSRAMが配置されてもよい。
As described above, the
Alternatively, the
Further, in the
The
水平走査回路50は、読み出し回路40のADC等の複数の列信号処理回路で処理された信号を走査して水平方向に転送し、信号処理回路70に出力する。
The
タイミング制御回路60は、画素部20、垂直走査回路30、読み出し回路40、水平走査回路50等の信号処理に必要なタイミング信号を生成する。
The
本第1の実施形態において、読み出し部70は、ローリングシャッタモード時またはグローバルシャッタモード時に、垂直走査回路30等を制御して、所定の制御信号線LTG21(LRST21,LSEL21)に制御信号TG21(RST21,SEL21)に応じた所定レベルの駆動制御信号DTG21(DRST21,DSEL21)を印加して画素部20から1行または複数行単位(グローバルシャッタモードでは全行)で画素信号の読み出しを行う。
In the first embodiment, the
(垂直走査回路30のロードライバおよび電圧供給部の具体的な構成および機能)
以下、本第1の実施形態の固体撮像装置10における特徴的な垂直走査回路30のドライバおよび電圧供給部の具体的な構成および機能について説明する。
(Specific Configuration and Function of Row Driver and Voltage Supply Unit of Vertical Scanning Circuit 30)
Hereinafter, specific configurations and functions of the driver and the voltage supply unit of the characteristic
図5は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置10における垂直走査回路30のドライバおよび電圧供給部の具体的な構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of the driver and the voltage supply unit of the
垂直走査回路30は、図5に示すように、複数のロードライバ310および電圧供給部320を含んで構成されている。
As shown in FIG. 5, the
ロードライバ310は、制御信号TG21(RST21,SEL21)を受けて、電圧供給部320から供給される第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaと異なる電圧、たとえば正の電源電圧vaaより高い電圧、たとえば(vaa+vref)のレベルの駆動制御信号DTG21(DRST21,DSEL21)を対応する駆動制御線LTG21(LRST21、LSEL21)に印加する。
The
図5のロードライバ310は、制御信号TG21(RST21,SEL21)の入力ラインに対して2つのインバータ311,312が直列に接続されて、第1の電源電圧端子TVAAが電圧供給部320の電圧供給ライン(第1のノードND31)に接続されている。
たとえば2つのインバータ311,312は、CMOSインバータにより構成されている(図5では後段側が具体的な回路で例示されている)
In the
For example, the two
CMOSインバータ312は、pチャネルMOS(PMOS)トランジスタPT31およびnチャネルMOS(NMOS)トランジスタNT31が第1の電源電圧端子TVAAと基準電位VSS(たとえば接地電位GND)との間に直列に接続されて構成されている。
具体的には、PMOSトランジスタPT31のソースが第1の電源電圧端子TVAAに接続され、NMOSトランジスタNT31のソースが基準電位VSSに接続されている。そして、PMOSトランジスタPT31のドレインとNMOSトランジスタNT31のドレインが接続されて出力ノードNDOTが形成され、この出力ノードNDOTが対応する駆動制御線LTG21(LRST21、LSEL21)に接続されている。
PMOSトランジスタPT31のゲートとNMOSトランジスタNT31のゲートにより入力ノードが形成され、前段素子のインバータ311の出力端子に接続されている。
Specifically, the source of the PMOS transistor PT31 is connected to the first power supply voltage terminal TVAA, and the source of the NMOS transistor NT31 is connected to the reference potential VSS. The drain of the PMOS transistor PT31 and the drain of the NMOS transistor NT31 are connected to form an output node NDOT, and the output node NDOT is connected to the corresponding drive control line LTG21 (LRST21, LSEL21).
An input node is formed by the gate of the PMOS transistor PT31 and the gate of the NMOS transistor NT31, and is connected to the output terminal of the
電圧供給部320は、第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより高い電圧たとえば(vaa+vref)を生成してロードライバ310に供給する。
The
電圧供給部320は、第1のノードND31、第2のノードND32、および第1の電極EL31が第1の接続端子T31を介して第1のノードND31に接続され、第2の電極EL32が第2の接続端子T32を介して第2のノードND32に接続された外付けのキャパシタCext31を有する。
電圧供給部320は、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321を有する。
In the
The
第1のスイッチSW31は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第1の電源電位線Lvaaと第1のノードND31とを第1の信号S31に応じて選択的に接続する。
第2のスイッチSW32は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第2の電源電位線Lvgndと第2のノードND32とを第2の信号S32に応じて選択的に接続する。
第3のスイッチSW33は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第1の電源電位線Lvaaと第2のノードND32とを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
このように第3のスイッチSW33を含む電圧供給部320は、第1のノードND31がロードライバ310の第1の電源電圧端子TVAAに接続されている。
さらに、第5のスイッチSW35は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第1ノードND31と第2のノードND32とを第5の信号S35に応じて選択的に接続する。
The first switch SW31 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the first power supply potential line Lvaa and the first node ND31 according to the first signal S31.
The second switch SW32 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the second power supply potential line Lvgnd and the second node ND32 in accordance with the second signal S32.
The third switch SW33 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the first power supply potential line Lvaa and the second node ND32 according to a third signal S33.
As described above, the
Further, the fifth switch SW35 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the first node ND31 and the second node ND32 according to a fifth signal S35.
レベル判断部321は、第1のノードND31の電位レベルVND31が任意に設定される参照電圧vrefより低いと判断しているときは、第1の信号S31をアクティブ、たとえばハイ(H)レベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
レバル判断部321は、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefに達しと判断したときは第1の信号S1を非アクティブ、本例ではローレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
When determining that the potential level VND31 of the first node ND31 is lower than the arbitrarily set reference voltage vref, the
When determining that the potential level VND31 of the first node ND31 has reached the reference voltage vref, the
本第1の実施形態のレベル判断部321は、非反転入力(+)が参照電圧vrefの供給ラインに接続され、反転入力端子(−)が第1のノードND31に接続された比較器CMP31により構成されている。
The
比較器CMP31は、第1のノードND31の電位レベルVND31と参照電圧vrefとを比較し、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefより低い場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
比較器CMP31は、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefに達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
The comparator CMP31 compares the potential level VND31 of the first node ND31 with the reference voltage vref. When the potential level VND31 of the first node ND31 is lower than the reference voltage vref, the comparator CMP31 activates the first signal S31. An H level is output to the first switch SW31 to turn on the first switch SW31.
When the potential level VND31 of the first node ND31 reaches the reference voltage vref, the comparator CMP31 outputs the first signal S31 to the first switch SW31 at the inactive L level to output the first switch SW31. Off.
そして、本第1の実施形態において、レベル判断部321としての比較器CMP31は、イネーブル信号CMP ENAがアクティブのHレベルのとき動作可能状態となってレベル判断処理を行う。
In the first embodiment, the comparator CMP31 serving as the
以上の構成を有する電圧供給部320は、外付けキャパシタCext31を除く、第1のノードND31、第2のノードND32、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321としての比較器CMP31により、ブースタ(booster)322が構成されている。
The
本第1の実施形態における電圧供給部320は、ロードライバ310に供給する正の電源電圧より高い電圧(vaa+vref)を生成するに際して、リセット期間PRST、第1の期間PFST、および第2の期間PSCDを経て所望のレベルの正の電源電圧vaaより高い電圧(vaa+vref)を生成し、ロードライバ310に供給する。
When generating the voltage (vaa + vref) higher than the positive power supply voltage supplied to the
なお、参照電圧vrefが変化する場合、第1のノードND31の電位レベルVND31(vaa+vref)は調整可能である。 When the reference voltage vref changes, the potential level VND31 (vaa + vref) of the first node ND31 can be adjusted.
(垂直走査回路30の電圧生成等の動作)
以上、固体撮像装置10の垂直走査回路30のロードライバ310および電圧供給部320の特徴的な構成および機能について説明した。
次に、本第1の実施形態に係る固体撮像装置10の垂直走査回路30における電圧供給部320およびロードライバ310の電圧生成動作等について説明する。
なお、ここでは、理解を容易にするために画素PXL20の転送トランジスタTG21−Trを駆動して画素読み出しを行う場合を例に説明する。
(Operation such as voltage generation of vertical scanning circuit 30)
The characteristic configurations and functions of the
Next, the voltage generation operation of the
Here, for ease of understanding, a case will be described as an example where the transfer transistor TG21-Tr of the pixel PXL20 is driven to perform pixel reading.
図6(A)〜(J)は、本第1の実施形態に係る固体撮像装置10の垂直走査回路30における電圧供給部320およびロードライバ310の電圧生成動作等のタイミングチャートである。
FIGS. 6A to 6J are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
図6(A)は画素PXL20の転送トランジスタTG21−Trの制御信号TGを示している。図6(B)は電圧供給部320の第2のスイッチSW32をオン、オフさせる第2の信号S32を示している。図6(C)は電圧供給部320の第5のスイッチSW35をオン、オフさせる第5の信号S35を示している。図6(D)は電圧供給部320の比較器CMP31に対するイネーブル信号CMP ENAを示している。
図6(E)は電圧供給部320の第1のスイッチSW31をオン、オフさせる第1の信号S31を示している。図6(F)は電圧供給部320の第3のスイッチSW33をオン、オフさせる第3の信号S33を示している。
図6(G)は電圧供給部320の第1のノードND31のレベル遷移を示している。図6(H)は電圧供給部320の第2のノードND32のレベル遷移を示している。
図6(I)は電圧供給部320の第1のノードND31のレベル遷移を示している。図6(J)は電圧供給部320のロードライバ310から駆動制御線LTG21に印加される駆動制御信号DTGを示している。
FIG. 6A shows a control signal TG for the transfer transistors TG21-Tr of the pixel PXL20. FIG. 6B shows a second signal S32 for turning on and off the second switch SW32 of the
FIG. 6E shows a first signal S31 for turning on and off the first switch SW31 of the
FIG. 6G illustrates a level transition of the first node ND31 of the
FIG. 6I shows the level transition of the first node ND31 of the
(リセット期間PRSTの動作)
電圧供給部320においては、電圧を生成する第1の期間PFSTの前にリセット期間PRSTが設定される。
このリセット期間PRSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAが非アクティブのLレベルに設定されて比較器CMP31が非動作状態に保持される。比較器CMP31が非動作状態にあることから、その出力である第1の信号S31は非アクティブのLレベルに保持され、これに伴い第1のスイッチSW31はオフ状態に保持されている。
また、リセット期間PRSTにおいては、第3の信号S33が非アクティブのLレベルに設定され、第3のスイッチSW33がオフ状態に保持される。
このように、リセット期間PRSTにおいては、第1のス
(Operation of the reset period PRST)
In the
In the reset period PRST, the enable signal CMP ENA is set to the inactive L level, and comparator CMP31 is held in the inactive state. Since the comparator CMP31 is in the non-operation state, the output of the first signal S31 is held at the inactive L level, and accordingly, the first switch SW31 is held in the off state.
In the reset period PRST, the third signal S33 is set to the inactive L level, and the third switch SW33 is held in the off state.
Thus, in the reset period PRST, the first switch is activated.
イッチSW31および第3のスイッチSW33をオフさせた状態で、第2の信号S32がアクティブのHレベルに設定されて第2のスイッチSW32がオン状態に保持され、第2のノードND32が第2の電源電位線Lvgndに接続される。
これと並行して、第5の信号S35がアクティブのHレベルに設定されて第5のスイッチSW35がオン状態に保持され、第1のノードND31と第2のノードND32が接続される。
これにより、第1のノードND31および第2のノードND32が第2の電源電位vgndに設定されリセットされる(放電される)。
With the switch SW31 and the third switch SW33 turned off, the second signal S32 is set to the active H level, the second switch SW32 is kept on, and the second node ND32 is turned on. Connected to power supply potential line Lvgnd.
In parallel with this, the fifth signal S35 is set to the active H level, the fifth switch SW35 is kept in the ON state, and the first node ND31 and the second node ND32 are connected.
Thus, the first node ND31 and the second node ND32 are set to the second power supply potential vgnd and reset (discharged).
リセット期間PRSTにおいて、第1のノードND31および第2のノードND32が第2の電源電位vgndにリセットされると、第5の信号S35が非アクティブのLレベルに設定されて第5のスイッチSW35がオフ状態に切り替えられ、第1のノードND31と第2のノードND32が非接続状態となる。
なお、第2の信号S32は、リセット期間PRSTが終了しても続く第1の期間PFSTが終了する直前までアクティブのHレベルに保持され、これに伴い、第2のスイッチSW32は第2の期間PSCDが開始される直前までオン状態に保持され、第2のノードND32が第2の電源電位線Lvgndに接続された状態に保持される。
したがって、第2のノードND32は、第2の期間PSCDが開始される直前まで第2の電源電位vgndに保持される。
In the reset period PRST, when the first node ND31 and the second node ND32 are reset to the second power supply potential vgnd, the fifth signal S35 is set to the inactive L level, and the fifth switch SW35 is turned on. The state is switched to the off state, and the first node ND31 and the second node ND32 are disconnected.
Note that the second signal S32 is maintained at the active H level until immediately before the end of the first period PFST that continues even after the reset period PRST ends, and accordingly, the second switch SW32 is turned on during the second period. The on state is maintained until just before the PSCD is started, and the second node ND32 is maintained in a state of being connected to the second power supply potential line Lvgnd.
Therefore, the second node ND32 is maintained at the second power supply potential vgnd until immediately before the start of the second period PSCD.
(第1の期間PFSTの動作)
リセット期間PRSTの処理が終了すると、続いて第1の期間PFSTの処理が行われる。
この第1の期間PFSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAがアクティブのHレベルに切り替えられて比較器CMP31が動作状態に切り替えられる。
比較器CMP31が動作状態に切り替えられると、第1のノードND31の電位レベルVND31と参照電圧vrefとの比較処理が開始される。比較開始時には、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefより低いことから、第1の信号S31がアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力されて第1のスイッチSW31がオンする。
(Operation of the first period PFST)
When the processing in the reset period PRST ends, the processing in the first period PFST is subsequently performed.
In the first period PFST, the enable signal CMP ENA is switched to the active H level, and comparator CMP31 is switched to the operating state.
When the comparator CMP31 is switched to the operation state, a comparison process between the potential level VND31 of the first node ND31 and the reference voltage vref is started. At the start of the comparison, since the potential level VND31 of the first node ND31 is lower than the reference voltage vref, the first signal S31 is output to the first switch SW31 at the active H level and the first switch SW31 is turned on. .
第1のスイッチSW31がオン状態に切り替わったことに伴い、第1のノードND31が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が充電され、その電位レベルVND31が第2の電源電位vgndから参照電圧vrefに向かって上昇していく。
第1のノードND31の電位レベルVND31が上昇し参照電圧vrefに達すると、比較器CMP31において、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefに達したことが検出され、第1の信号S31が非アクティブのLレベルに切り替えられて第1のスイッチSW31に出力され、第1のスイッチSW31はオフする。
これにより、第1のノードND31は第1の電源電位線Lvaaと非接続状態となる。
When the first switch SW31 is turned on, the first node ND31 is connected to the first power supply potential line Lvaa, the first node ND31 is charged, and the potential level VND31 is changed to the second power supply potential. The potential increases from the potential vgnd toward the reference voltage vref.
When the potential level VND31 of the first node ND31 rises and reaches the reference voltage vref, the comparator CMP31 detects that the potential level VND31 of the first node ND31 has reached the reference voltage vref, and the first signal S31 Is switched to the inactive L level and output to the first switch SW31, and the first switch SW31 is turned off.
As a result, the first node ND31 is disconnected from the first power supply potential line Lvaa.
次いで、第1の期間PFSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAが非アクティブのLレベルに設定されて比較器CMP31が非動作状態に切り替えられる。
次に、第2の信号S32が、Lレベルに切り替えられて、第2のスイッチSW32がオフ状態に切り替えられ、第2のノードND32が第2の電源電位線Lvgndと非接続状態となる。
Next, in the first period PFST, the enable signal CMP ENA is set to the inactive L level, and comparator CMP31 is switched to the inactive state.
Next, the second signal S32 is switched to the L level, the second switch SW32 is switched off, and the second node ND32 is disconnected from the second power supply potential line Lvgnd.
(第2の期間PSCDの動作)
第1の期間PFSTの処理が終了すると、続いて第2の期間PSCDの処理が行われる。
この第2の期間PSCDにおいては、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルにして第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせた状態で、第3の信号S33がアクティブのHレベルに切り替えられる。
これにより、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa+vref)まで昇圧される。
この昇圧電圧(vaa+vref)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310の第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
(Operation of PSCD in Second Period)
When the processing in the first period PFST ends, the processing in the second period PSCD is subsequently performed.
In the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are set to the inactive L level to turn off the first switch SW31 and the second switch SW32, and the third signal S33 is switched to the active H level.
As a result, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 is boosted to the potential (vaa + vref) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. You.
This boosted voltage (vaa + vref) is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
ロードライバ310においては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320から供給される第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより高い電圧(vaa+vref)のレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は昇圧電圧(vaa+vref)よりわずかに低くなる。
Note that the charge of the external capacitor Cext31 is divided by the capacitor Cext31 and the load capacitance of the pixel array of the
以上説明したように、本第1の実施形態によれば、垂直走査回路30は、第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaと異なる電圧、たとえば正の電源電圧vaaより高い電圧(たとえばvaa+vref)を生成してロードライバ310に供給する電圧供給部320を有する。
そして、電圧供給部320は、第1のノードND31、第2のノードND32、および第1の電極EL31が第1の接続端子T31を介して第1のノードND31に接続され、第2の電極EL32が第2の接続端子T32を介して第2のノードND32に接続された外付けのキャパシタCext31を有する。さらに、電圧供給部320は、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321としての比較器CMP31を有する。
比較器CMP31は、第1のノードND31の電位レベルVND31と参照電圧vrefとを比較し、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefより低い場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせ、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefに達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
As described above, according to the first embodiment, the
Then, the
The comparator CMP31 compares the potential level VND31 of the first node ND31 with the reference voltage vref. When the potential level VND31 of the first node ND31 is lower than the reference voltage vref, the comparator CMP31 activates the first signal S31. The signal is output to the first switch SW31 at the H level to turn on the first switch SW31. When the potential level VND31 of the first node ND31 reaches the reference voltage vref, the first signal S31 is changed to the inactive L level. The level is output to the first switch SW31 to turn off the first switch SW31.
すなわち、本第1の実施形態の垂直走査回路30におけるロードライバに正の電源電圧より高い電圧(または負の電源電圧より低い電圧)を供給する電圧供給部320は、基本的に、半導体基板(チップ)内の第1の電源電位vaa、第2の電源電位vgnd、3つのスイッチSW31、SW32、SW33、および外付けキャパシタCext31により構成され、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することが可能で、ローリングシャッタ機能およびグローバルシャッタ機能を備えたCMOSイメージセンサに適用することが可能となる。
本第1の実施形態の電圧供給部は、基本的にシリコンと1つの外付けキャパシタのスイッチのみが必要で、キャパシタを充放電するための内部のオペアンプは不要で、面積と電力を消費する内部キャパシタも不要となっており、外付けキャパシタとしての高速動作は、出力インピーダンスが非常に小さい外部電源によって充電され、電圧供給部の出力電圧は、レベル判断部(電圧検出回路)である比較器CMP31を使用する場合や、充電時間を制御する場合に調整することができる。
That is, the
The voltage supply unit of the first embodiment basically requires only a switch of silicon and one external capacitor, does not require an internal operational amplifier for charging / discharging the capacitor, and consumes area and power. A capacitor is not required, and high-speed operation as an external capacitor is charged by an external power supply having an extremely small output impedance, and an output voltage of a voltage supply unit is compared with a comparator CMP31 serving as a level determination unit (voltage detection circuit). It can be adjusted when using or when controlling the charging time.
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図8(A)〜(J)は、本第2の実施形態に係る固体撮像装置10Aの垂直走査回路30Aにおける電圧供給部320Aおよびロードライバ310Aの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8J are timing charts of the
本第2の実施形態に係る固体撮像装置10Aが、上述した第1の実施形態に係る固体撮像装置10と異なる点は、次のとおりである。
本第2の実施形態に係る固体撮像装置10Aでは、レベル判断部321Aが比較器の代わりにカウンタCNT31により構成されている。
The solid-
In the solid-
カウンタCNT31は、イネーブル信号COUNT ENAをアクティブのHレベルで受けて動作可能状態(イネーブル状態となって、)クロックCLK0をカウントし、カウント値が目標値、本例では第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefより低い場合(参照電圧に達しない場合)に相当する値(<vx)のときは、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
カウンタCNT31は、第1のノードND31の電位レベルVND31が参照電圧vrefに達した場合に相当する値(vx)に達すると、第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
The counter CNT31 is provided with an enable signal COUNT. ENA is received at the active H level, and the operable state (enabled state) of the clock CLK0 is counted. The count value is a target value, in this example, the potential level VND31 of the first node ND31 is lower than the reference voltage vref. In the case (<vx) corresponding to the case (when the reference voltage is not reached), the first signal S31 is output to the first switch SW31 at the active H level to turn on the first switch SW31.
When the potential level VND31 of the first node ND31 reaches the value (vx) corresponding to the case where the potential level VND31 of the first node ND31 has reached the reference voltage vref, the counter CNT31 sends the first signal S31 to the first switch SW31 at an inactive L level. Output to turn off the first switch SW31.
第2の実施形態の場合も、第2の期間PSCDにおいては、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルにして第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせた状態で、第3の信号S33がアクティブのハイHレベルに切り替えられる。
これにより、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa+vx(たとえばvref))まで昇圧される。
この昇圧電圧(vaa+vx(vref))が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310Aの第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
Also in the second embodiment, in the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are set to the inactive L level to turn off the first switch SW31 and the second switch SW32. In this state, the third signal S33 is switched to the active high H level.
As a result, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 has the potential (vaa + vx (for example, vref)) due to the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. ).
The boosted voltage (vaa + vx (vref)) is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
ロードライバ310Aにおいては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320から供給される第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより高い電圧(vaa+vx)のレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、本第2の実施形態において、カウント値、すなわちクロックCLK0の数が変化する場合、第1のノードND31の電位レベルVND31(vaa+vx)は調整可能である。 In the second embodiment, when the count value, that is, the number of clocks CLK0 changes, the potential level VND31 (vaa + vx) of the first node ND31 can be adjusted.
その他の構成は第1の実施形態と同様である。
本第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図10(A)〜(G)は、本第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bの垂直走査回路30Bにおける電圧供給部320Bおよびロードライバ310Bの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 10A to 10G are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bが、上述した第1および第2の実施形態に係る固体撮像装置10,10Aと異なる点は、次のとおりである。
本第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bでは、レベル判断部321、321A、第5のスイッチSW35が設けられておらず、ロードライバ310Bへの供給電圧は第1の電源電圧vaaの2倍の2vaaまで昇圧される。
The solid-
In the solid-
本第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bでは、リセット期間の処理は行われず、第1の期間PFSTおよび第2の期間PSCDの処理で昇圧動作が行われる。
本例では、第1の信号S31と第2の信号S32は第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32により共用され、この共用信号と第3のスイッチSW33用の第3の信号S33は逆相となっている。
In the solid-
In this example, the first signal S31 and the second signal S32 are shared by the first switch SW31 and the second switch SW32, and the shared signal and the third signal S33 for the third switch SW33 are in opposite phases. It has become.
第1の信号S31がHレベルに切り替えられて、第1のスイッチSW31がオン状態に切り替わったことに伴い、第1のノードND31が第1の電源電位線Lvaaに接続され、正の電源電圧vaaレベルになり、第2のノードND32が第2の電源電位線Lvgndに接続され、負の電源電圧vgndレベルとなる。
次に、第1の信号S31が非アクティブのLレベルに切り替えられ、第3の信号S33がアクティブのH
レベルに切り替えられる。これにより、第2のノードND32が正の電源電圧vaaレベルとなり、第1のノードND31が電源電圧vaaの2倍の電圧(2vaa)レベルまで昇圧される。
この昇圧電圧(2vaa)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310Bの第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
When the first signal S31 is switched to the H level and the first switch SW31 is turned on, the first node ND31 is connected to the first power supply potential line Lvaa and the positive power supply voltage vaa Level, the second node ND32 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and has a negative power supply voltage vgnd level.
Next, the first signal S31 is switched to the inactive L level, and the third signal S33 is switched to the active H level.
Switch to level. As a result, the second node ND32 has a positive power supply voltage vaa level, and the first node ND31 is boosted to a voltage (2vaa) level twice as high as the power supply voltage vaa.
This boosted voltage (2vaa) is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
ロードライバ310Bにおいては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320Bから供給される第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより高い電圧(2vaa)のレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、本第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bにおいても、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は昇圧電圧(2vaa)よりわずかに低くなる。
Note that also in the solid-
本第3の実施形態によれば、電圧供給部320Bは、基本的に、半導体基板(チップ)内の第1の電源電位Vaa、第2の電源電位Vgnd、3つのスイッチSW31,SW32,SW33、および外付けキャパシタCext31により構成され、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することが可能で、ローリングシャッタ機能およびグローバルシャッタ機能を備えたCMOSイメージセンサに適用することが可能となる。
According to the third embodiment, the
(第4の実施形態)
図11は、本発明の第4の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図12(A)〜(J)は、本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cの垂直走査回路30Cにおける電圧供給部320Cおよびロードライバ310Cの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 12A to 12J are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cが、上述した第1の実施形態に係る固体撮像装置10と異なる点は、次のとおりである。
本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cの電圧供給部320Cでは、正の電源電圧vaaより高い電圧を生成する代わりに、正の電源電圧vaaより低い電圧を生成してロードライバ310Cの第1の電源電圧端子TVAAに供給するように構成されている。
本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cは、電圧供給部320Cの構成が第1の実施形態に係る固体撮像装置10と異なる。
The solid-state imaging device 10C according to the fourth embodiment is different from the solid-
In the
The solid-state imaging device 10C according to the fourth embodiment differs from the solid-
電圧供給部320Cは、第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより低い電圧たとえば(vaa‐vref)を生成してロードライバ310Cに供給する。
The
電圧供給部320Cは、第1のノードND31、第2のノードND32、および第1の電極EL31が第1の接続端子T31を介して第1のノードND31に接続され、第2の電極EL32が第2の接続端子T32を介して第2のノードND32に接続された外付けのキャパシタCext31を有する。
電圧供給部320Cは、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321Cを有する。
In the
The
第1のスイッチSW31は、第1の電源電位線Lvaaと第2のノードND32とを第1の信号S31に応じて選択的に接続する。
第2のスイッチSW32は、第2の電源電位線Lvgndと第1のノードND31とを第2の信号S32に応じて選択的に接続する。
第3のスイッチSW33は、第1の電源電位線Lvaaと第2のノードND32とを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
このように第3のスイッチSW33を含む電圧供給部320Cは、第1のノードND31がロードライバ310の第1の電源電圧端子TVAAに接続されている。
さらに、第5のスイッチSW35は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第1ノードND31と第2のノードND32とを第5の信号S35に応じて選択的に接続する。
The first switch SW31 selectively connects the first power supply potential line Lvaa and the second node ND32 according to the first signal S31.
The second switch SW32 selectively connects the second power supply potential line Lvgnd to the first node ND31 according to the second signal S32.
The third switch SW33 selectively connects the first power supply potential line Lvaa and the second node ND32 according to the third signal S33.
As described above, in the
Further, the fifth switch SW35 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the first node ND31 and the second node ND32 according to a fifth signal S35.
レベル判断部321Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32が任意に設定される参照電圧vrefより低いと判断しているときは、第1の信号S31をアクティブ、たとえばハイ(H)レベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
レバル判断部321Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefに達しと判断したときは第1の信号S1を非アクティブ、本例ではローレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
When determining that the potential level VND32 of the second node ND32 is lower than the arbitrarily set reference voltage vref, the
When determining that the potential level VND32 of the second node ND32 has reached the reference voltage vref, the
本第4の実施形態のレベル判断部321Cは、非反転入力(+)が参照電圧vrefの供給ラインに接続され、反転入力端子(−)が第2のノードND32に接続された比較器CMP31Cにより構成されている。
The
比較器CMP31Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32と参照電圧vrefとを比較し、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefより低い場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
比較器CMP31Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefに達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
The comparator CMP31C compares the potential level VND32 of the second node ND32 with the reference voltage vref, and when the potential level VND32 of the second node ND32 is lower than the reference voltage vref, activates the first signal S31. An H level is output to the first switch SW31 to turn on the first switch SW31.
When the potential level VND32 of the second node ND32 has reached the reference voltage vref, the comparator CMP31C outputs the first signal S31 to the first switch SW31 at the inactive L level to output the first switch SW31. Off.
そして、本第4の実施形態においても、第1の実施形態等と同様に、レベル判断部321Cとしての比較器CMP31Cは、イネーブル信号CMP ENAがアクティブのHレベルのとき動作可能状態となってレベル判断処理を行う。
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the comparator CMP31C serving as the
以上の構成を有する電圧供給部320Cは、外付けキャパシタCext31を除く、第1のノードND31、第2のノードND32、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321Cとしての比較器CMP31Cにより、ブースタ(booster)322Cが構成されている。
The
本第4の実施形態における電圧供給部320Cは、ロードライバ310Cに供給する正の電源電圧より低い電圧(vaa−vref)を生成するに際して、リセット期間PRST、第1の期間PFST、および第2の期間PSCDを経て所望のレベルの正の電源電圧vaaより低い電圧(vaa−vref)を生成し、ロードライバ310Cに供給する。
When generating a voltage (vaa-vref) lower than the positive power supply voltage supplied to the
なお、参照電圧vrefが変化する場合、第2のノードND32の電位レベルVND32(vaa−vref)は調整可能である。 Note that when the reference voltage vref changes, the potential level VND32 (vaa-vref) of the second node ND32 can be adjusted.
(垂直走査回路30Cの電圧生成等の動作)
次に、本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cの垂直走査回路30Cにおける電圧供給部320Cおよびロードライバ310の電圧生成動作等について説明する。
なお、ここでは、第1の実施形態の場合と同様に、理解を容易にするために画素PXL20の転送トランジスタTG21−Trを駆動して画素読み出しを行う場合を例に説明する。
(Operation such as voltage generation of
Next, the voltage generation operation of the
Here, as in the case of the first embodiment, a case where the pixel is read by driving the transfer transistor TG21-Tr of the pixel PXL20 for easy understanding will be described.
図12(A)〜(J)は、本第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cの垂直走査回路30Cにおける電圧供給部320Cおよびロードライバ310の電圧生成動作等のタイミングチャートである。
FIGS. 12A to 12J are timing charts of the voltage generation operation and the like of the
図12(A)は画素PXL20の転送トランジスタTG21−Trの制御信号TGを示している。図12(B)は電圧供給部320Cの第2のスイッチSW32をオン、オフさせる第2の信号S32を示している。図12(C)は電圧供給部320Cの第5のスイッチSW35をオン、オフさせる第5の信号S35を示している。図12(D)は電圧供給部320Cの比較器CMP31Cに対するイネーブル信号CMP ENAを示している。
図12(E)は電圧供給部320Cの第1のスイッチSW31をオン、オフさせる第1の信号S31を示している。図12(F)は電圧供給部320Cの第3のスイッチSW33をオン、オフさせる第3の信号S33を示している。
図12(G)は電圧供給部320Cの第2のノードND32のレベル遷移を示している。図12(H)は電圧供給部320の第1のノードND31のレベル遷移を示している。
図12(I)は電圧供給部320Cの第1のノードND31のレベル遷移を示している。図12(J)は電圧供給部320Cのロードライバ310から駆動制御線LTG21に印加される駆動制御信号DTGを示している。
FIG. 12A shows a control signal TG for the transfer transistors TG21-Tr of the pixel PXL20. FIG. 12B shows a second signal S32 for turning on and off the second switch SW32 of the
FIG. 12E shows a first signal S31 for turning on and off the first switch SW31 of the
FIG. 12G shows the level transition of the second node ND32 of the
FIG. 12I shows the level transition of the first node ND31 of the
(リセット期間PRSTの動作)
電圧供給部320Cにおいては、電圧を生成する第1の期間PFSTの前にリセット期間PRSTが設定される。
このリセット期間PRSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAが非アクティブのLレベルに設定されて比較器CMP31Cが非動作状態に保持される。比較器CMP31Cが非動作状態にあることから、その出力である第1の信号S31は非アクティブのLレベルに保持され、これに伴い第1のスイッチSW31はオフ状態に保持されている。
また、リセット期間PRSTにおいては、第3の信号S33が非アクティブのLレベルに設定され、第3のスイッチSW33がオフ状態に保持される。
(Operation of the reset period PRST)
In the
In the reset period PRST, the enable signal CMP ENA is set to the inactive L level, and comparator CMP31C is held in the inactive state. Since the comparator CMP31C is in the non-operation state, the output of the first signal S31 is held at the inactive L level, and accordingly, the first switch SW31 is held in the off state.
In the reset period PRST, the third signal S33 is set to the inactive L level, and the third switch SW33 is held in the off state.
このように、リセット期間PRSTにおいては、第1のスイッチSW31および第3のスイッチSW33をオフさせた状態で、第2の信号S32がアクティブのHレベルに設定されて第2のスイッチSW32がオン状態に保持され、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続される。
これと並行して、第5の信号S35がアクティブのHレベルに設定されて第5のスイッチSW35がオン状態に保持され、第1のノードND31と第2のノードND32が接続される。
これにより、第1のノードND31および第2のノードND32が第2の電源電位vgndに設定されリセットされる(放電される)。
As described above, in the reset period PRST, with the first switch SW31 and the third switch SW33 turned off, the second signal S32 is set to the active H level, and the second switch SW32 is turned on. And the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd.
In parallel with this, the fifth signal S35 is set to the active H level, the fifth switch SW35 is kept in the ON state, and the first node ND31 and the second node ND32 are connected.
Thus, the first node ND31 and the second node ND32 are set to the second power supply potential vgnd and reset (discharged).
リセット期間PRSTにおいて、第1のノードND31および第2のノードND32が第2の電源電位vgndにリセットされると、第5の信号S35が非アクティブのLレベルに設定されて第5のスイッチSW35がオフ状態に切り替えられ、第1のノードND31と第2のノードND32が非接続状態となる。
なお、第2の信号S32は、リセット期間PRSTが終了しても続く第1の期間PFSTが終了する直前までアクティブのHレベルに保持され、これに伴い、第2のスイッチSW32は第2の期間PSCDが開始される直前までオン状態に保持され、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続された状態に保持される。
したがって、第1のノードND31は、第2の期間PSCDが開始される直前まで第2の電源電位vgndに保持される。
In the reset period PRST, when the first node ND31 and the second node ND32 are reset to the second power supply potential vgnd, the fifth signal S35 is set to the inactive L level, and the fifth switch SW35 is turned on. The state is switched to the off state, and the first node ND31 and the second node ND32 are disconnected.
Note that the second signal S32 is maintained at the active H level until immediately before the end of the first period PFST that continues even after the reset period PRST ends, and accordingly, the second switch SW32 is turned on during the second period. The ON state is maintained until just before the PSCD is started, and the state in which the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd is maintained.
Therefore, the first node ND31 is maintained at the second power supply potential vgnd until immediately before the start of the second period PSCD.
(第1の期間PFSTの動作)
リセット期間PRSTの処理が終了すると、続いて第1の期間PFSTの処理が行われる。
この第1の期間PFSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAがアクティブのHレベルに切り替えられて比較器CMP31Cが動作状態に切り替えられる。
比較器CMP31Cが動作状態に切り替えられると、第2のノードND32の電位レベルVND32と参照電圧vrefとの比較処理が開始される。比較開始時には、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefより低いことから、第1の信号S31がアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力されて第1のスイッチSW31がオンする。
(Operation of the first period PFST)
When the processing in the reset period PRST ends, the processing in the first period PFST is subsequently performed.
In the first period PFST, the enable signal CMP ENA is switched to the active H level, and comparator CMP31C is switched to the operating state.
When the comparator CMP31C is switched to the operation state, a comparison process between the potential level VND32 of the second node ND32 and the reference voltage vref is started. At the start of the comparison, since the potential level VND32 of the second node ND32 is lower than the reference voltage vref, the first signal S31 is output to the first switch SW31 at the active H level and the first switch SW31 is turned on. .
第1のスイッチSW31がオン状態に切り替わったことに伴い、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第2のノードND32が充電され、その電位レベルVND32が第2の電源電位vgndから参照電圧vrefに向かって上昇していく。
第2のノードND32の電位レベルVND32が上昇し参照電圧vrefに達すると、比較器CMP31Cにおいて、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefに達したことが検出され、第1の信号S31が非アクティブのLレベルに切り替えられて第1のスイッチSW31に出力され、第1のスイッチSW31はオフする。
これにより、第2のノードND32は第1の電源電位線Lvaaと非接続状態となる。
When the first switch SW31 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, the second node ND32 is charged, and the potential level VND32 is changed to the second power supply potential. The potential increases from the potential vgnd toward the reference voltage vref.
When the potential level VND32 of the second node ND32 rises and reaches the reference voltage vref, the comparator CMP31C detects that the potential level VND32 of the second node ND32 has reached the reference voltage vref, and detects the first signal S31. Is switched to the inactive L level and output to the first switch SW31, and the first switch SW31 is turned off.
Thus, the second node ND32 is disconnected from the first power supply potential line Lvaa.
次いで、第1の期間PFSTにおいては、イネーブル信号CMP ENAが非アクティブのLレベルに設定されて比較器CMP31Cが非動作状態に切り替えられる。
次に、第2の信号S32が、Lレベルに切り替えられて、第2のスイッチSW32がオフ状態に切り替えられ、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndと非接続状態となる。
Next, in the first period PFST, the enable signal CMP ENA is set to the inactive L level, and comparator CMP31C is switched to the inactive state.
Next, the second signal S32 is switched to the L level, the second switch SW32 is switched off, and the first node ND31 is disconnected from the second power supply potential line Lvgnd.
(第2の期間PSCDの動作)
第1の期間PFSTの処理が終了すると、続いて第2の期間PSCDの処理が行われる。
この第2の期間PSCDにおいては、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルにして第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせた状態で、第3の信号S33がアクティブのHレベルに切り替えられる。
これにより、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa−vref)まで降圧される。
この降圧電圧(vaa−vref)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310Cの第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
(Operation of PSCD in Second Period)
When the processing in the first period PFST ends, the processing in the second period PSCD is subsequently performed.
In the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are set to the inactive L level to turn off the first switch SW31 and the second switch SW32, and the third signal S33 is switched to the active H level.
As a result, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 reaches the potential (vaa-vref) due to capacitive coupling of the external capacitor Cext31. Step down.
This step-down voltage (vaa-vref) is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
ロードライバ310Cにおいては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320から供給される第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaより低い電圧(vaa−vref)のレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は降圧電圧(vaa−vref)よりわずかに低くなる。
Note that the charge of the external capacitor Cext31 is divided by the capacitor Cext31 and the load capacitance of the pixel array of the
本第4の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本第4の実施形態によれば、垂直走査回路30は、第1の電源電圧(正の電源電圧)vaaと異なる電圧、たとえば正の電源電圧vaaより低い電圧(たとえばvaa−vref)を生成してロードライバ310Cに供給する電圧供給部320Cを有する。
そして、電圧供給部320Cは、第1のノードND31、第2のノードND32、および第1の電極EL31が第1の接続端子T31を介して第1のノードND31に接続され、第2の電極EL32が第2の接続端子T32を介して第2のノードND32に接続された外付けのキャパシタCext31を有する。さらに、電圧供給部320Cは、第1の電源電位(正の電源電位)vaaの第1の電源電位線Lvaa、第2の電源電位(負の電源電位)vgndの第2の電源電位線Lvgnd、第1のスイッチSW31、第2のスイッチSW32、第3のスイッチSW33、第5のスイッチSW35、およびレベル判断部321としての比較器CMP31Cを有する。
比較器CMP31Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32と参照電圧vrefとを比較し、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefより低い場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせ、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefに達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
According to the fourth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
That is, according to the fourth embodiment, the
The
The comparator CMP31C compares the potential level VND32 of the second node ND32 with the reference voltage vref, and when the potential level VND32 of the second node ND32 is lower than the reference voltage vref, activates the first signal S31. The signal is output to the first switch SW31 at the H level to turn on the first switch SW31. When the potential level VND32 of the second node ND32 reaches the reference voltage vref, the first signal S31 is changed to the inactive L level. The level is output to the first switch SW31 to turn off the first switch SW31.
すなわち、本第4の実施形態の垂直走査回路30におけるロードライバに正の電源電圧より低い電圧を供給する電圧供給部320Cは、基本的に、半導体基板(チップ)内の第1の電源電位vaa、第2の電源電位vgnd、3つのスイッチSW31、SW32、SW33、および外付けキャパシタCext31により構成され、より簡単な回路とより小さな面積で、低消費電力化を図ることが可能で、しかも高速充電を実現することが可能で、ローリングシャッタ機能およびグローバルシャッタ機能を備えたCMOSイメージセンサに適用することが可能となる。
本第4の実施形態の電圧供給部は、基本的にシリコンと1つの外付けキャパシタのスイッチのみが必要で、キャパシタを充放電するための内部のオペアンプは不要で、面積と電力を消費する内部キャパシタも不要となっており、外付けキャパシタとしての高速動作は、出力インピーダンスが非常に小さい外部電源によって充電され、電圧供給部の出力電圧は、レベル判断部(電圧検出回路)である比較器CMP31Cを使用する場合や、充電時間を制御する場合に調整することができる。
That is, the
The voltage supply unit of the fourth embodiment basically requires only a switch of silicon and one external capacitor, does not require an internal operational amplifier for charging / discharging the capacitor, and consumes area and power. A capacitor is not required, and high-speed operation as an external capacitor is charged by an external power supply having an extremely small output impedance, and the output voltage of the voltage supply unit is compared with a comparator CMP31C which is a level determination unit (voltage detection circuit). It can be adjusted when using or when controlling the charging time.
(第5の実施形態)
図13は、本発明の第5の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図14(A)〜(K)は、本第5の実施形態に係る固体撮像装置10Dの垂直走査回路30Dにおける電圧供給部320Dおよびロードライバ310Dの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Fifth embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 14A to 14K are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第5の実施形態に係る固体撮像装置10Dが、上述した第1の実施形態に係る固体撮像装置10と異なる点は、次のとおりである。
本第5の実施形態に係る固体撮像装置10Dの電圧供給部320Dでは、第1のノードND31とロードライバ310Dの第1の電源電圧端子TVAAとの間にスイッチSW36Dが接続され、かつ、第1の電源電圧端子TVAAと正の電源電位vaaの第1の電源電位線Lvaaとの間にキャパシタC32Dが接続されている。
スイッチSW36Dは、第3のスイッチSW33と同様に、第3の信号S33によりオン、オフ制御され、第1のノードND31と第1の電源電圧端子TVAAとを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36D is ON / OFF controlled by the third signal S33, similarly to the third switch SW33, and selectively switches the first node ND31 and the first power supply voltage terminal TVAA in accordance with the third signal S33. Connect to
すなわち、本第5の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa+vref)まで昇圧され、これと並行してスイッチSW36Dがオンして、スイッチSW36Dがオンの期間、この昇圧電圧(vaa+vref)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310Dの第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
また、第1の電源電圧端子TVAAの電圧レベルはキャパシタC32Dにより安定なレベルに保持される。
That is, in the fifth embodiment, in the second period PSCD, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 is connected. The voltage is boosted to the potential (vaa + vref) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36D is turned on, and during the period when the switch SW36D is turned on, the boosted voltage (vaa + vref) is increased to the positive power supply voltage (first voltage). The first node ND31 supplies the first power supply voltage terminal TVAA of the
Further, the voltage level of the first power supply voltage terminal TVAA is held at a stable level by the capacitor C32D.
その他構成は上述した第1の実施形態と同様である。
本第5の実施形態によれば、本第5の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な昇圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
According to the fifth embodiment, according to the fifth embodiment, it is possible to obtain not only the same effects as those of the above-described first embodiment, but also a more favorable operation of supplying a boosted voltage. It can be realized.
(第6の実施形態)
図15は、本発明の第6の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図16(A)〜(K)は、本第6の実施形態に係る固体撮像装置10Eの垂直走査回路30Eにおける電圧供給部320Eおよびロードライバ310Eの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Sixth embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIGS. 16A to 16K are timing charts of the voltage generation operation and the like of the
本第6の実施形態に係る固体撮像装置10Eが、上述した第2の実施形態に係る固体撮像装置10Aと異なる点は、次のとおりである。
本第6の実施形態に係る固体撮像装置10Eの電圧供給部320Eでは、第1のノードND31とロードライバ310Eの第1の電源電圧端子TVAAとの間にスイッチSW36Eが接続され、かつ、第1の電源電圧端子TVAAと正の電源電位vaaの第1の電源電位線Lvaaとの間にキャパシタC32Eが接続されている。
スイッチSW36Eは、第3のスイッチSW33と同様に、第3の信号S33によりオン、オフ制御され、第1のノードND31と第1の電源電圧端子TVAAとを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36E is turned on and off by the third signal S33, similarly to the third switch SW33, and selectively switches the first node ND31 and the first power supply voltage terminal TVAA in accordance with the third signal S33. Connect to
すなわち、本第6の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa+vx(たとえばvref))まで昇圧され、これと並行してスイッチSW36Eがオンして、スイッチSW36Eがオンの期間、この昇圧電圧(vaa+vx(vref))が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310の第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
また、第1の電源電圧端子TVAAの電圧レベルはキャパシタC32Eにより安定なレベルに保持される。
That is, in the sixth embodiment, in the second period PSCD, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 is connected. The voltage is boosted to the potential (vaa + vx (for example, vref)) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31, and in parallel with this, the switch SW36E is turned on, and the boosted voltage (vaa + vx (vref)) is positive while the switch SW36E is on. Is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
In addition, the voltage level of the first power supply voltage terminal TVAA is held at a stable level by the capacitor C32E.
その他構成は上述した第2の実施形態と同様である。
本第6の実施形態によれば、上述した第2の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な昇圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the above-described second embodiment.
According to the sixth embodiment, not only the same effects as those of the above-described second embodiment can be obtained, but also it is possible to realize a more favorable boosted voltage supply operation.
(第7の実施形態)
図17は、本発明の第7の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図18(A)〜(G)は、本第7の実施形態に係る固体撮像装置10Fの垂直走査回路30Fにおける電圧供給部320Fおよびロードライバ310Fの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Seventh embodiment)
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIGS. 18A to 18G are timing charts of the voltage generation operation and the like of the
本第7の実施形態に係る固体撮像装置10Fが、上述した第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bと異なる点は、次のとおりである。
本第7の実施形態に係る固体撮像装置10Fの電圧供給部320Fでは、第1のノードND31とロードライバ310Fの第1の電源電圧端子TVAAとの間にスイッチSW36Fが接続され、かつ、第1の源電圧端子TVAAと正の電源電位vaaの第1の電源電位線Lvaaとの間にキャパシタC32Fが接続されている。
スイッチSW36Fは、第3のスイッチSW33と同様に、第3の信号S33によりオン、オフ制御され、第1のノードND31と第1の電源電圧端子TVAAとを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36F is ON / OFF controlled by the third signal S33 similarly to the third switch SW33, and selectively switches the first node ND31 and the first power supply voltage terminal TVAA in accordance with the third signal S33. Connect to
すなわち、本第7の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(2vaa)まで昇圧され、これと並行してスイッチSW36Fがオンして、スイッチSW36Fがオンの期間、この昇圧電圧(2vaa)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310Fの第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
また、第1の電源電圧端子TVAAの電圧レベルはキャパシタC32Fにより安定なレベルに保持される。
That is, in the seventh embodiment, in the second period PSCD, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 is connected. The voltage is boosted to the potential (2vaa) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36F is turned on, and while the switch SW36F is on, the boosted voltage (2vaa) is raised to the positive power supply voltage (first voltage). The voltage to be supplied is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
Also, the voltage level of the first power supply voltage terminal TVAA is held at a stable level by the capacitor C32F.
なお、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は昇圧電圧(2vaa)よりわずかに低くなる。
その後、第3の信号S33がローレベルになり、第1の信号S31が再びハイレベルになる。このとき、第1のノードND31の電圧レベルはvaaになるが、ノードvhi rd(TVAA)は約2vaaに維持される。
Note that the charge of the external capacitor Cext31 is divided by the capacitor Cext31 and the load capacitance of the pixel array of the
Thereafter, the third signal S33 goes low, and the first signal S31 goes high again. At this time, the voltage level of the first node ND31 becomes vaa, but the node vhird (TVAA) is maintained at about 2 vaa.
その他構成は上述した第3の実施形態と同様である。
本第7の実施形態によれば、上述した第3の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な降圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the third embodiment.
According to the seventh embodiment, not only the same effects as those of the above-described third embodiment can be obtained, but also a more favorable operation of supplying a step-down voltage can be realized.
(第8の実施形態)
図19は、本発明の第8の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図20(A)〜(K)は、本第8の実施形態に係る固体撮像装置10Gの垂直走査回路30Gにおける電圧供給部320Gおよびロードライバ310Gの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Eighth embodiment)
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIGS. 20A to 20K are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第8の実施形態に係る固体撮像装置10Gが、上述した第4の実施形態に係る固体撮像装置10Cと異なる点は、次のとおりである。
本第8の実施形態に係る固体撮像装置10Gの電圧供給部320Gでは、第1のノードND31とロードライバ310Gの第1の電源電圧端子TVAAとの間にスイッチSW36Gが接続され、かつ、第1の電源電圧端子TVAAと正の電源電位vaaの第1の電源電位線Lvaaとの間にキャパシタC32Gが接続されている。
スイッチSW36Gは、第3のスイッチSW33と同様に、第3の信号S33によりオン、オフ制御され、第1のノードND31と第1の電源電圧端子TVAAとを第3の信号S33に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36G is ON / OFF controlled by the third signal S33 similarly to the third switch SW33, and selectively switches the first node ND31 and the first power supply voltage terminal TVAA in accordance with the third signal S33. Connect to
すなわち、本第8の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第1の電源電位線Lvaaに接続され、第1のノードND31が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vaa−vref)まで降圧され、これと並行してスイッチSW36Gがオンして、スイッチSW36がオンの期間、この降圧電圧(vaa−vref)が正の電源電圧(第1の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第1のノードND31からロードライバ310の第1の電源電圧端子TVAAに供給される。
また、第1の電源電圧端子TVAAの電圧レベルはキャパシタC32Gにより安定なレベルに保持される。
That is, in the eighth embodiment, in the second period PSCD, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the first power supply potential line Lvaa, and the first node ND31 is connected. The voltage is reduced to the potential (vaa-vref) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36G is turned on, and during the period when the switch SW36 is turned on, the reduced voltage (vaa-vref) is set to the positive power supply voltage. The first power supply voltage is supplied from the first node ND31 to the first power supply voltage terminal TVAA of the
Also, the voltage level of the first power supply voltage terminal TVAA is held at a stable level by the capacitor C32G.
その他構成は上述した第4実施形態と同様である。
本第8の実施形態によれば、上述した第4の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な降圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the above-described fourth embodiment.
According to the eighth embodiment, not only the same effects as those of the above-described fourth embodiment can be obtained, but also a more favorable operation of supplying a step-down voltage can be realized.
(第9の実施形態)
図21は、本発明の第9の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図22(A)〜(K)は、本第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hの垂直走査回路30Hにおける電圧供給部320Hおよびロードライバ310Hの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Ninth embodiment)
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIGS. 22A to 22K are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hが、上述した第1の実施形態に係る固体撮像装置10Bと異なる点は、次のとおりである。
本第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hの電圧供給部320Hでは、正の電源電圧vaaより高い電圧を生成する代わりに、負の電源電圧vgndより低い電圧を生成してロードライバ310Hの第2の電源電圧端子TVGNDに供給するように構成されている。
本第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hの電圧供給部320Hでは、第1の実施形態と同様に、レベル判断部321Hとしての比較器CMP31H、第5のスイッチSW35が設け、ロードライバ310Hへの供給電圧は第2の電源電圧(負の電源電圧)vgndより低い電圧に調整できるように構成されている。
The solid-
In the
In the
本第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hでは、第1の実施形態の場合と同様に、リセット期間の処理を行い、続いて第1の期間PFSTおよび第2の期間PSCDの処理で昇圧動作が行われる。
基本的な動作は、第1の実施形態と同様であることから、ここではその詳細な説明は省略する。
比較器CMP31Hは、第1のノードND31の電位レベルと参照電圧vref2とを比較し、第1のノードND31の電位レベルが参照電圧vrefに達していない場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせ、第1のノードND31の電位レベルが参照電圧vref2に達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
In the solid-
Since the basic operation is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted here.
The comparator CMP31H compares the potential level of the first node ND31 with the reference voltage vref2. If the potential level of the first node ND31 has not reached the reference voltage vref, the comparator CMP31H activates the first signal S31. The signal is output to the first switch SW31 at the H level to turn on the first switch SW31. When the potential level of the first node ND31 reaches the reference voltage vref2, the first signal S31 is changed to the inactive L level. Output to the first switch SW31 to turn off the first switch SW31.
さらに、本第9の実施形態において、第3のスイッチSW33を設ける代わりに、第2の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndと第1のノードND31とを第4の信号S34に応じて選択的に接続する第4のスイッチSW34が設けられている。
第4のスイッチSW34を含む場合は、第2のノードND32がロードライバ310Hの第2の電源電圧端子TVGNDに接続されている。
Further, in the ninth embodiment, instead of providing the third switch SW33, the second power supply potential line Lvgnd of the second power supply potential vgnd and the first node ND31 are changed according to the fourth signal S34. A fourth switch SW34 that is selectively connected is provided.
When the fourth switch SW34 is included, the second node ND32 is connected to the second power supply voltage terminal TVGND of the
第9の実施形態の電圧供給部320Hにおいては、リセット期間PRST後の第1の期間PFSTに、アクティブのHレベルの第1の信号S31および第2の信号S32により第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオンさせ、非アクティブのLレベルの第4の信号S34により第4のスイッチSW34をオフさせて、第1のノードND31の電位を第1の電源電位vaaに設定し、第2のノードND32の電位を基準電位である第2の電源電位vgndに設定する。
In the
次いで、第2の期間PSCDに、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルに切り替えて第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせ、第4の信号S34をアクティブのHレベルに切り替えて第4のスイッチSW34をオンさせる。
これにより、第2のノードND32の電位が第2の電源電位vgndより低く、負側に参照電位vrefの電位までの電位−vrefに設定される。
Next, in the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are switched to the inactive L level to turn off the first switch SW31 and the second switch SW32, and the fourth signal S34 is turned off. The fourth switch SW34 is turned on by switching to the active H level.
As a result, the potential of the second node ND32 is lower than the second power supply potential vgnd, and is set to the potential −vref on the negative side up to the potential of the reference potential vref.
ロードライバ310Hにおいては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320Hから供給される電圧−vaaのレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は供給電圧−vrefよりわずかに高くなる。
Note that the charge of the external capacitor Cext31 is divided by the capacitor Cext31 and the load capacitance of the pixel array of the
本第9の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the ninth embodiment, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained.
(第10の実施形態)
図23は、本発明の第10の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図24(A)〜(L)は、本第10の実施形態に係る固体撮像装置10Iの垂直走査回路30Iにおける電圧供給部320Iおよびロードライバ310Iの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Tenth embodiment)
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIGS. 24A to 24L are timing charts of the voltage supply unit 320I and the row driver 310I in the solid-state imaging device 10I according to the tenth embodiment.
本第10の実施形態に係る固体撮像装置10Iが、上述した第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hと異なる点は、次のとおりである。
本第10の実施形態に係る固体撮像装置10Iでは、第1の実施形態と第9の実施形態の関係と同様に、レベル判断部321Iが比較器の代わりにカウンタCNT31Iにより構成されている。
The solid-state imaging device 10I according to the tenth embodiment differs from the solid-
In the solid-state imaging device 10I according to the tenth embodiment, similarly to the relationship between the first embodiment and the ninth embodiment, the level determination unit 321I is configured by a counter CNT31I instead of the comparator.
本第10の実施形態においても、前述した第2の実施形態の場合と同様に、第2の期間PSCDにおいては、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルにして第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせた状態で、第3の信号S33がアクティブのハイHレベルに切り替えられる。
これにより、第3のスイッチSW33がオンし、第2のノードND32が第2の電源電位線Lvgndに接続され、第2のノードND32が外付けキャパシタCext31の容量結合により電位(vgnd−vx(たとえばvref))まで降圧される。
この降圧電圧(vgnd−vx(vref))が負の電源電圧(第2の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第2のノードND31からロードライバ310Iの第2の電源電圧端子TVGNDに供給される。
In the tenth embodiment, as in the case of the above-described second embodiment, in the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are set to the inactive L level, and With the first switch SW31 and the second switch SW32 turned off, the third signal S33 is switched to the active high H level.
As a result, the third switch SW33 is turned on, the second node ND32 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and the second node ND32 is connected to the potential (vgnd-vx (for example, by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31). vref)).
This step-down voltage (vgnd-vx (vref)) is supplied from the second node ND31 to the second power supply voltage terminal TVGND of the row driver 310I as a voltage to be supplied lower than the negative power supply voltage (second power supply voltage). You.
なお、本第10の実施形態において、カウント値、すなわちクロックCLK0の数が変化する場合、第2のノードND32の電位レベルVND32(vgnd−vx)は調整可能である。 In the tenth embodiment, when the count value, that is, the number of clocks CLK0 changes, the potential level VND32 (vgnd-vx) of the second node ND32 can be adjusted.
その他の構成は第9の実施形態と同様である。
本第10の実施形態によれば、上述した第1および第9の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
Other configurations are the same as in the ninth embodiment.
According to the tenth embodiment, the same effects as those of the above-described first and ninth embodiments can be obtained.
(第11の実施形態)
図25は、本発明の第11の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図26(A)〜(G)は、本第11の実施形態に係る固体撮像装置10Jの垂直走査回路30Jにおける電圧供給部320Jおよびロードライバ310Jの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Eleventh embodiment)
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIGS. 26A to 26G are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第11の実施形態に係る固体撮像装置10Jが、上述した第3の実施形態に係る固体撮像装置10Bと異なる点は、次のとおりである。
本第11の実施形態に係る固体撮像装置10Jの電圧供給部320Jでは、正の電源電圧vaaより高い電圧を生成する代わりに、負の電源電圧vgndより低い電圧を生成してロードライバ310Jの第2の電源電圧端子TVGNDに供給するように構成されている。
The solid-
The
具体的には、第3のスイッチSW33を設ける代わりに、第2の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndと第1のノードND31とを第4の信号S34に応じて選択的に接続する第4のスイッチSW34が設けられている。
第4のスイッチSW34を含む場合は、第2のノードND32がロードライバ310Jの第2の電源電圧端子TVGNDに接続されている。
Specifically, instead of providing the third switch SW33, the second power supply potential line Lvgnd of the second power supply potential vgnd and the first node ND31 are selectively connected in accordance with the fourth signal S34. A fourth switch SW34 is provided.
When the fourth switch SW34 is included, the second node ND32 is connected to the second power supply voltage terminal TVGND of the
第11の実施形態の電圧供給部320Jにおいては、第1の期間PFSTに、アクティブのHレベルの第1の信号S31および第2の信号S32により第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオンさせ、非アクティブのLレベルの第4の信号S34により第4のスイッチSW34をオフさせて、第1のノードND31の電位を第1の電源電位vaaに設定し、第2のノードND32の電位を基準電位である第2の電源電位vgndに設定する。
In the
次いで、第2の期間PSCDに、第1の信号S31および第2の信号S32を非アクティブのLレベルに切り替えて第1のスイッチSW31および第2のスイッチSW32をオフさせ、第4の信号S34をアクティブのHレベルに切り替えて第4のスイッチSW34をオンさせる。
これにより、第2のノードND32の電位が第2の電源電位vgndより低く、負側に第1の電源電位vaaの電位までの電位−vaaに設定される。
Next, in the second period PSCD, the first signal S31 and the second signal S32 are switched to the inactive L level to turn off the first switch SW31 and the second switch SW32, and the fourth signal S34 is turned off. The fourth switch SW34 is turned on by switching to the active H level.
As a result, the potential of the second node ND32 is set lower than the second power supply potential vgnd, and is set to the potential -vaa on the negative side up to the first power supply potential vaa.
ロードライバ310Jにおいては、制御信号TG21を受けて、電圧供給部320Cから供給される電圧−vaaのレベルの駆動制御信号DTG21を対応する駆動制御線LTG21に印加する。
In response to the control signal TG21, the
なお、外付けキャパシタCext31の電荷は、キャパシタCext31と画素部20の画素アレイの負荷容量で分圧され、駆動制御信号DTG21(vout1p)の電圧は供給電圧−vaaよりわずかに高くなる。
Note that the charge of the external capacitor Cext31 is divided by the capacitor Cext31 and the load capacitance of the pixel array of the
本第11の実施形態によれば、上述した第3の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the eleventh embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
(第12の実施形態)
図27は、本発明の第12の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図28(A)〜(K)は、本第11の実施形態に係る固体撮像装置10Kの垂直走査回路30Kにおける電圧供給部320Kおよびロードライバ310Kの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Twelfth embodiment)
FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIGS. 28A to 28K are timing charts of the voltage generation operation and the like of the
本第12の実施形態に係る固体撮像装置10Kが、上述した第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hと異なる点は、次のとおりである。
本第12の実施形態に係る固体撮像装置10Kの電圧供給部320Kでは、負の電源電圧vgndより低い電圧を生成する代わりに、負の電源電圧vgndより高い電圧を生成してロードライバ310Kの第2の電源電圧端子TVGNDに供給するように構成されている。
本第12の実施形態に係る固体撮像装置10Kは、電圧供給部320Kの構成が第9の実施形態に係る固体撮像装置10と異なる。
The solid-
In the
The solid-
電圧供給部320Kは、第2の電源電圧(負の電源電圧)vgndより高い電圧たとえば(vgnd+vref)を生成してロードライバ310Kに供給する。
The
第1のスイッチSW31は、第1の電源電位線Lvaaと第2のノードND32とを第1の信号S31に応じて選択的に接続する。
第2のスイッチSW32は、第2の電源電位線Lvgndと第1のノードND31とを第2の信号S32に応じて選択的に接続する。
第4のスイッチSW34は、第2の電源電位線Lvgndと第1のノードND31とを第4の信号S34に応じて選択的に接続する。
このように第4のスイッチSW34を含む電圧供給部320Kは、第2のノードND32がロードライバ310Kの第2の電源電圧端子TVGNDに接続されている。
さらに、第5のスイッチSW35は、たとえばNMOSトランジスタにより形成され、第1ノードND31と第2のノードND32とを第5の信号S35に応じて選択的に接続する。
The first switch SW31 selectively connects the first power supply potential line Lvaa and the second node ND32 according to the first signal S31.
The second switch SW32 selectively connects the second power supply potential line Lvgnd to the first node ND31 according to the second signal S32.
The fourth switch SW34 selectively connects the second power supply potential line Lvgnd to the first node ND31 according to the fourth signal S34.
As described above, in the
Further, the fifth switch SW35 is formed of, for example, an NMOS transistor, and selectively connects the first node ND31 and the second node ND32 according to a fifth signal S35.
本第12の実施形態のレベル判断部321Kは、非反転入力(+)が参照電圧vrefの供給ラインに接続され、反転入力端子(−)が第2のノードND32に接続された比較器CMP31Kにより構成されている。
The
比較器CMP31Kは、第2のノードND32の電位レベルVND32と参照電圧vrefとを比較し、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefより低い場合には、第1の信号S31をアクティブのHレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオンさせる。
比較器CMP31Cは、第2のノードND32の電位レベルVND32が参照電圧vrefに達した場合には第1の信号S31を非アクティブのLレベルで第1のスイッチSW31に出力して第1のスイッチSW31をオフさせる。
The comparator CMP31K compares the potential level VND32 of the second node ND32 with the reference voltage vref, and when the potential level VND32 of the second node ND32 is lower than the reference voltage vref, activates the first signal S31. An H level is output to the first switch SW31 to turn on the first switch SW31.
When the potential level VND32 of the second node ND32 has reached the reference voltage vref, the comparator CMP31C outputs the first signal S31 to the first switch SW31 at the inactive L level to output the first switch SW31. Off.
本第12の実施形態における電圧供給部320Kは、ロードライバ310Kに供給する負の電源電圧より高い電圧(vgnd+vref)を生成するに際して、リセット期間PRST、第1の期間PFST、および第2の期間PSCDを経て所望のレベルの負の電源電圧vgndより高い電圧(vgnd+vref)を生成し、ロードライバ310Kに供給する。
When generating the voltage (vgnd + vref) higher than the negative power supply voltage supplied to the
具体的な制御タイミングは、昇圧電圧が−vrefの場合と同様である。
ただし、第2のノードND32の電圧レベルが+vrefとなるとき、第1のノードND31は、第2の電源電圧線LVGNDに接続されることから、この操作はポンプアップではないといえる。
ブースト電圧+vrefは、参照電圧vrefが変化すると調整可能である。
The specific control timing is the same as in the case where the boosted voltage is -vref.
However, when the voltage level of the second node ND32 becomes + vref, the first node ND31 is connected to the second power supply voltage line LVGND, so it can be said that this operation is not pump-up.
The boost voltage + vref can be adjusted when the reference voltage vref changes.
本第12の実施形態によれば、上述した第9の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the twelfth embodiment, the same effects as those of the ninth embodiment can be obtained.
(第13の実施形態)
図29は、本発明の第13の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図30(A)〜(K)は、本第13の実施形態に係る固体撮像装置10Lの垂直走査回路30Lにおける電圧供給部320Lおよびロードライバ310Lの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Thirteenth embodiment)
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIGS. 30A to 30K are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第13の実施形態に係る固体撮像装置10Lが、上述した第9の実施形態に係る固体撮像装置10Hと異なる点は、次のとおりである。
本第13の実施形態に係る固体撮像装置10Lの電圧供給部320Lでは、第2のノードND32とロードライバ310Lの第2の電源電圧端子TVGNDとの間にスイッチSW36Lが接続され、かつ、第2の電源電圧端子TVGNDと負の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndとの間にキャパシタC32Lが接続されている。
スイッチSW36Lは、第4のスイッチSW34と同様に、第4の信号S34によりオン、オフ制御され、第2のノードND32と第2の電源電圧端子TVGNDとを第4の信号S34に応じて選択的に接続する。
The difference between the solid-
In the
The switch SW36L is ON / OFF controlled by the fourth signal S34, similarly to the fourth switch SW34, and selectively switches the second node ND32 and the second power supply voltage terminal TVGND according to the fourth signal S34. Connect to
すなわち、本第13の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第4のスイッチSW34がオンし、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続され、第2のノードND32が外付けキャパシタCext31の容量結合により負側の電位(−vref)まで降圧され、これと並行してスイッチSW36Lがオンして、スイッチSW36Lがオンの期間、この降圧電圧(−vref)が負の電源電圧(第2の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第2のノードND32からロードライバ310Lの第2の電源電圧端子TVGNDに供給される。
また、第2の電源電圧端子TVGNDの電圧レベルはキャパシタC32Lにより安定なレベルに保持される。
That is, in the thirteenth embodiment, in the second period PSCD, the fourth switch SW34 is turned on, the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and the second node ND32 is connected. The voltage is lowered to the negative potential (-vref) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36L is turned on, and during the period when the switch SW36L is turned on, the reduced voltage (-vref) is set to the negative power supply. The voltage to be supplied is lower than the voltage (second power supply voltage) and supplied from the second node ND32 to the second power supply voltage terminal TVGND of the
Further, the voltage level of the second power supply voltage terminal TVGND is held at a stable level by the capacitor C32L.
その他構成は上述した第9の実施形態と同様である。
本第13の実施形態によれば、上述した第9の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な降圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the ninth embodiment.
According to the thirteenth embodiment, not only the same effects as those of the ninth embodiment described above can be obtained, but also a more favorable operation of supplying a step-down voltage can be realized.
(第14の実施形態)
図31は、本発明の第14の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図32(A)〜(L)は、本第14の実施形態に係る固体撮像装置10Mの垂直走査回路30Mにおける電圧供給部320Mおよびロードライバ310Mの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(14th embodiment)
FIG. 31 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIGS. 32A to 32L are timing charts of a voltage generation operation and the like of the
本第14の実施形態に係る固体撮像装置10Mが、上述した第10の実施形態に係る固体撮像装置10Iと異なる点は、次のとおりである。
本第14の実施形態に係る固体撮像装置10Mの電圧供給部320Mでは、第2のノードND32とロードライバ310Mの第2の電源電圧端子TVGNDとの間にスイッチSW36Mが接続され、かつ、第2の電源電圧端子TVGNDと負の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndとの間にキャパシタC32Mが接続されている。
スイッチSW36Mは、第4のスイッチSW34と同様に、第4の信号S34によりオン、オフ制御され、第2のノードND32と第2の電源電圧端子TVGNDとを第4の信号S34に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36M is ON / OFF controlled by the fourth signal S34, similarly to the fourth switch SW34, and selectively switches the second node ND32 and the second power supply voltage terminal TVGND in accordance with the fourth signal S34. Connect to
すなわち、本第14の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第4のスイッチSW34がオンし、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続され、第2のノードND32が外付けキャパシタCext31の容量結合により負側の電位(−vx(たとえばvref))まで降圧され、これと並行してスイッチSW36Mがオンして、スイッチSW36Mがオンの期間、この降圧電圧(−vx(vref))が負の電源電圧(第2の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第2のノードND32からロードライバ310Mの第2の電源電圧端子TVGNDに供給される。
また、第2の電源電圧端子TVGNDの電圧レベルはキャパシタC32Mにより安定なレベルに保持される。
That is, in the fourteenth embodiment, in the second period PSCD, the fourth switch SW34 is turned on, the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and the second node ND32 is connected. Due to the capacitive coupling of the external capacitor Cext31, the voltage is lowered to the negative potential (-vx (for example, vref)). In parallel with this, the switch SW36M is turned on, and the reduced voltage (-vx ( vref)) is supplied from the second node ND32 to the second power supply voltage terminal TVGND of the
The voltage level of the second power supply voltage terminal TVGND is held at a stable level by the capacitor C32M.
その他構成は上述した第10の実施形態と同様である。
本第14の実施形態によれば、上述した第10の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な降圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the above-described tenth embodiment.
According to the fourteenth embodiment, not only the same effects as those of the tenth embodiment described above can be obtained, but also a more favorable operation of supplying a step-down voltage can be realized.
(第15の実施形態)
図33は、本発明の第15の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図34(A)〜(H)は、本第15の実施形態に係る固体撮像装置10Nの垂直走査回路30Nにおける電圧供給部320Nおよびロードライバ310Nの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 33 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIGS. 34A to 34H are timing charts of the voltage generation operation and the like of the
本第15の実施形態に係る固体撮像装置10Nが、上述した第11の実施形態に係る固体撮像装置10Mと異なる点は、次のとおりである。
本第15の実施形態に係る固体撮像装置10Nの電圧供給部320Nでは、第2のノードND32とロードライバ310Nの第2の電源電圧端子TVGNDとの間にスイッチSW36Nが接続され、かつ、第2の電源電圧端子TVGNDと負の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndとの間にキャパシタC32Nが接続されている。
スイッチSW36Nは、第4のスイッチSW34と同様に、第4の信号S34によりオン、オフ制御され、第2のノードND32と第2の電源電圧端子TVGNDとを第4の信号S34に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the
The switch SW36N is ON / OFF controlled by the fourth signal S34, similarly to the fourth switch SW34, and selectively switches the second node ND32 and the second power supply voltage terminal TVGND in accordance with the fourth signal S34. Connect to
すなわち、本第15の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第4のスイッチSW34がオンし、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続され、第2のノードND32が外付けキャパシタCext31の容量結合により負側の電位(−vaa)まで降圧され、これと並行してスイッチSW36Nがオンして、スイッチSW36Nがオンの期間、この降圧電圧(−vaa)が負の電源電圧(第2の電源電圧)より低い供給すべき電圧として第2のノードND32からロードライバ310Nの第2の電源電圧端子TVGNDに供給される。
また、第2の電源電圧端子TVGNDの電圧レベルはキャパシタC32Nにより安定なレベルに保持される。
That is, in the fifteenth embodiment, in the second period PSCD, the fourth switch SW34 is turned on, the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and the second node ND32 is connected. The voltage is stepped down to the negative potential (−vaa) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36N is turned on, and during the period when the switch SW36N is turned on, this stepped-down voltage (−vaa) is a negative power supply. A voltage to be supplied lower than the voltage (second power supply voltage) is supplied from the second node ND32 to the second power supply voltage terminal TVGND of the
Further, the voltage level of the second power supply voltage terminal TVGND is held at a stable level by the capacitor C32N.
その他構成は上述した第11の実施形態と同様である。
本第15の実施形態によれば、上述した第11の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な降圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are similar to those of the above-described eleventh embodiment.
According to the fifteenth embodiment, not only the same effects as those of the eleventh embodiment described above can be obtained, but also a more favorable operation of supplying a step-down voltage can be realized.
(第16の実施形態)
図35は、本発明の第16の実施形態に係る固体撮像装置の画素部および垂直走査回路の構成例を示す図である。
図36(A)〜(K)は、本第16の実施形態に係る固体撮像装置10Oの垂直走査回路30Oにおける電圧供給部320Oおよびロードライバ310Oの電圧生成動作等のタイミングチャートである。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel unit and a vertical scanning circuit of a solid-state imaging device according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIGS. 36A to 36K are timing charts of the voltage generation operation of the voltage supply unit 320O and the row driver 310O in the
本第16の実施形態に係る固体撮像装置10Oが、上述した第12の実施形態に係る固体撮像装置10Kと異なる点は、次のとおりである。
本第16の実施形態に係る固体撮像装置10Oの電圧供給部320Oでは、第2のノードND32とロードライバ310Oの第2の電源電圧端子TVGNDとの間にスイッチSW36Oが接続され、かつ、第2の電源電圧端子TVGNDと負の電源電位vgndの第2の電源電位線Lvgndとの間にキャパシタC32Oが接続されている。
スイッチSW36Oは、第4のスイッチSW34と同様に、第4の信号S34によりオン、オフ制御され、第2のノードND32と第2の電源電圧端子TVGNDとを第4の信号S34に応じて選択的に接続する。
The solid-
In the voltage supply unit 320O of the solid-
The switch SW36O is turned on and off by the fourth signal S34, similarly to the fourth switch SW34, and selectively connects the second node ND32 and the second power supply voltage terminal TVGND in accordance with the fourth signal S34. Connect to
すなわち、本第16の実施形態においては、第2の期間PSCDにおいて、第4のスイッチSW34がオンし、第1のノードND31が第2の電源電位線Lvgndに接続され、第2のノードND32が外付けキャパシタCext31の容量結合により正側の電位(vref)まで昇圧され、これと並行してスイッチSW36Oがオンして、スイッチSW36Oがオンの期間、この昇圧電圧(vref)が負の電源電圧(第2の電源電圧)より高い供給すべき電圧として第2のノードND32からロードライバ310Oの第2の電源電圧端子TVGNDに供給される。
また、第2の電源電圧端子TVGNDの電圧レベルはキャパシタC32O
により安定なレベルに保持される。
That is, in the sixteenth embodiment, in the second period PSCD, the fourth switch SW34 is turned on, the first node ND31 is connected to the second power supply potential line Lvgnd, and the second node ND32 is connected. The voltage is boosted to the positive potential (vref) by the capacitive coupling of the external capacitor Cext31. In parallel with this, the switch SW36O is turned on, and during the period when the switch SW36O is turned on, this boosted voltage (vref) becomes negative power supply voltage ( The second power supply voltage is supplied from the second node ND32 to the second power supply voltage terminal TVGND of the row driver 310O as a voltage to be supplied higher than the second power supply voltage).
Further, the voltage level of the second power supply voltage terminal TVGND is the capacitor C32O.
Is maintained at a more stable level.
その他構成は上述した第12の実施形態と同様である。
本第16の実施形態によれば、上述した第12の実施形態の効果と同様の効果を得ることができることはもとより、より良好な昇圧電圧の供給動作を実現することが可能となる。
Other configurations are the same as those of the twelfth embodiment.
According to the sixteenth embodiment, not only the same effects as those of the twelfth embodiment described above can be obtained, but also a more favorable boosted voltage supply operation can be realized.
以上説明した固体撮像装置10,10A〜10Oは、デジタルカメラやビデオカメラ、携帯端末、あるいは監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器に、撮像デバイスとして適用することができる。
The solid-
図37は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用されるカメラシステムを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。 FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a configuration of an electronic apparatus including a camera system to which the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention is applied.
本電子機器800は、図37に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置10,10A〜10Oが適用可能なCMOSイメージセンサ810を有する。
さらに、電子機器800は、このCMOSイメージセンサ810の画素領域に入射光を導く(被写体像を結像する)光学系(レンズ等)820を有する。
電子機器800は、CMOSイメージセンサ810の出力信号を処理する信号処理回路(PRC)830を有する。
As shown in FIG. 37, the
Further, the
The
信号処理回路830は、CMOSイメージセンサ810の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路830で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
The
The image signal processed by the
上述したように、CMOSイメージセンサ810として、前述した固体撮像装置10,10A〜10Oを搭載することで、高性能、小型、低コストのカメラシステムを提供することが可能となる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
As described above, by mounting the above-described solid-
Electronic devices such as surveillance cameras and medical endoscope cameras used in applications where the requirements for camera installation are limited by mounting size, number of connectable cables, cable length, installation height, etc. Can be realized.
10,10A〜10O・・・固体撮像装置、20,20A〜20O・・・画素部、PXL20・・・画素、PD21・・・フォトダイオード、TG21−Tr・・・転送トランジスタ、RST21−Tr・・・リセットトランジスタ、SF21−Tr・・・ソースフォロワトランジスタ、FD21・・・フローティングディフュージョン、30・・・垂直走査回路、310・・・ロードライバ、320・・・電圧供給部、321・・・レベル判断部、CMP31,CMP31D・・・比較器、CNT・・・カウンタ、ND31・・・第1のノード、ND32・・・第2のノード、Cext31・・・キャパシタ、vaa・・・第1の電源電位(正の電源電位)、Lvaa・・・第1の電源電位線、vgnd・・・第2の電源電位(負の電源電位)、Lvgnd・・・第2の電源電位線、SW31・・・第1のスイッチ、SW32・・・第2のスイッチ、SW33・・・第3のスイッチ、SW34・・・第4のスイッチ、SW35・・・第5のスイッチ、SW36D〜SW36G,SW36L〜SW36O・・・スイッチ、C36D〜C36G,C36L〜C36O・・・キャパシタ、40・・・読み出し回路(カラム読み出し回路)、50・・・水平走査回路、60・・・タイミング制御回路、70・・・読み出し部、800・・・電子機器、810・・・CMOSイメージセンサ、820・・・光学系、830・・・信号処理回路(PRC)。 10, 10A to 10O: solid-state imaging device, 20, 20A to 20O: pixel unit, PXL20: pixel, PD21: photodiode, TG21-Tr: transfer transistor, RST21-Tr ...・ Reset transistor, SF21-Tr ・ ・ ・ Source follower transistor, FD21 ・ ・ ・ Floating diffusion, 30 ・ ・ ・ Vertical scanning circuit, 310 ・ ・ ・ Low driver, 320 ・ ・ ・ Voltage supply unit, 321 ・ ・ ・ Level judgment , CMP31, CMP31D: comparator, CNT: counter, ND31: first node, ND32: second node, Cext31: capacitor, vaa: first power supply potential (Positive power supply potential), Lvaa ... first power supply potential line, vgnd ... second power supply potential (negative power supply potential) ), Lvgnd: second power supply potential line, SW31: first switch, SW32: second switch, SW33: third switch, SW34: fourth switch, SW35 ... Fifth switch, SW36D to SW36G, SW36L to SW36O ... Switch, C36D to C36G, C36L to C36O ... Capacitor, 40 ... Readout circuit (column readout circuit), 50 ... Horizontal scanning Circuit, 60 timing control circuit, 70 reading unit, 800 electronic equipment, 810 CMOS image sensor, 820 optical system, 830 signal processing circuit (PRC).
Claims (21)
所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、
前記読み出し部は、
前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、
第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、
前記電圧供給部は、
第1のノードと、
第2のノードと、
第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、
第1の電源電位と、
第2の電源電位と、
前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは前記第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは前記第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、を含み、さらに、
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、の少なくともいずれかを含み、
前記第3のスイッチを含む場合は、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続され、
前記第4のスイッチを含む場合は、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続される
固体撮像装置。 A pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
A read unit that applies a drive control signal of a predetermined level according to the control signal to a predetermined control signal line and reads pixel signals from the pixel unit in units of one or more rows,
The reading unit,
A driver for applying the drive control signal having a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line;
A voltage supply unit that supplies the driver with a voltage different from the first power supply voltage or a voltage different from the second power supply voltage,
The voltage supply unit includes:
A first node;
A second node;
A capacitor having a first electrode connected to the first node and a second electrode connected to the second node;
A first power supply potential;
A second power supply potential;
A first switch for selectively connecting the first power supply potential to the first node or the second node according to a first signal;
A second switch for selectively connecting the second power supply potential and the second node or the first node in accordance with a second signal, further comprising:
A third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node according to a third signal;
A fourth switch that selectively connects the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal,
When including the third switch, the first node is connected to a first power supply voltage terminal of the driver;
In a case where the fourth switch is included, the second node is connected to a second power supply voltage terminal of the driver.
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する前記第3のスイッチを含み、前記ドライバに正側の第1の電源電圧より高い電圧を供給する場合、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第3の信号をアクティブにして前記第3のスイッチをオンさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より所定電位分高い電位までの電位に設定し、
前記ドライバは、
前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
請求項1記載の固体撮像装置。 The voltage supply unit includes:
A third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node in accordance with a third signal, and supplying a voltage higher than a positive first power supply voltage to the driver; If you do
In the first period,
The first switch and the second switch are turned on by the active first signal and the second signal, and the third switch is turned off by the inactive third signal, Setting the potential of one node to the first power supply potential, setting the potential of the second node to the second power supply potential that is a reference potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the third signal and turning on the third switch, Setting the potential of the first node to a potential higher by a predetermined potential than the first power supply potential;
The driver is
In a state in which a voltage higher than the first power supply voltage generated in the second period is supplied, the control signal is received, and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level higher than the first power supply voltage is performed. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the voltage is applied to a signal line.
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する前記第3のスイッチを含み、前記ドライバに正側の第1の電源電圧より低い電圧を供給する場合、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第3の信号をアクティブにして前記第3のスイッチをオンさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より所定電位分低い電位までの電位に設定し、
前記ドライバは、
前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
請求項1記載の固体撮像装置。 The voltage supply unit includes:
A third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node in accordance with a third signal, and supplying a voltage lower than a positive first power supply voltage to the driver; If you do
In the first period,
The first switch and the second switch are turned on by the active first signal and the second signal, and the third switch is turned off by the inactive third signal, Setting the potential of one node to the second power supply potential as a reference potential, setting the potential of the second node to the first power supply potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the third signal and turning on the third switch, Setting the potential of the first node to a potential lower than the first power supply potential by a predetermined potential;
The driver is
In a state where a voltage lower than the first power supply voltage generated during the second period is supplied, the control signal is received and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level lower than the first power supply voltage is performed. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the voltage is applied to a signal line.
請求項1から3のいずれか一に記載の固体撮像装置。 4. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a switch that selectively connects a first power supply voltage terminal on a positive side of the driver and the first node. 5.
請求項4記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 4, further comprising a capacitor connected to a first power supply voltage terminal on a positive side of the driver.
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する前記第4のスイッチを含み、前記ドライバに負側の第2の電源電圧より低い電圧を供給する場合、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第4の信号をアクティブにして前記第4のスイッチをオンさせて、前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より低く、負側に所定電位までの電位に設定し、
前記ドライバは、
前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
請求項1から5のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The voltage supply unit includes:
And a fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal, and supplying a voltage lower than a negative second power supply voltage to the driver. If you do
In the first period,
The first switch and the second switch are turned on by the active first signal and the second signal, and the fourth switch is turned off by the inactive fourth signal; Setting the potential of one node to the first power supply potential, setting the potential of the second node to the second power supply potential that is a reference potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the fourth signal to turn on the fourth switch, Setting the potential of the second node to a potential lower than the second power supply potential and up to a predetermined potential on the negative side;
The driver is
In a state where a voltage lower than a second power supply voltage generated during the second period is supplied, the control signal is received and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level lower than the second power supply voltage is performed. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is applied to a signal line.
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する前記第4のスイッチを含み、前記ドライバに負側の第2の電源電圧より高い電圧を供給する場合、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第4の信号をアクティブにして前記第4のスイッチをオンさせて、前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より高く、正側に所定電位までの電位に設定し、
前記ドライバは、
前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
請求項1から5のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The voltage supply unit includes:
And a fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal, for supplying a voltage higher than a negative second power supply voltage to the driver. If you do
In the first period,
The first switch and the second switch are turned on by the active first signal and the second signal, and the fourth switch is turned off by the inactive fourth signal; Setting the potential of one node to the second power supply potential as a reference potential, setting the potential of the second node to the first power supply potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the fourth signal to turn on the fourth switch, Setting the potential of the second node to a potential higher than the second power supply potential and up to a predetermined potential on the positive side;
The driver is
In a state where a voltage higher than a second power supply voltage generated in the second period is supplied, the control signal is received, and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level higher than the second power supply voltage is performed. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is applied to a signal line.
請求項1から7のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a switch configured to selectively connect a second power supply voltage terminal on a negative side of the driver and the second node.
請求項8記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 8, further comprising a capacitor connected to a second power supply terminal on a negative side of the driver.
前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが参照電圧に達していないと判断しているときは、前記第1の信号をアクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオンさせ、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達しと判断したときは前記第1の信号を非アクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオフさせるレベル判断部を含む
請求項2から9のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The voltage supply unit includes:
When it is determined that the potential level of the first node or the second node has not reached the reference voltage, the first signal is actively output to the first switch and the first signal is output to the first switch. A switch is turned on, and when it is determined that the potential level of the first node or the second node has reached the reference voltage, the first signal is inactively output to the first switch to output the first signal to the first switch. The solid-state imaging device according to any one of claims 2 to 9, further comprising a level determination unit that turns off the first switch.
前記第1のノードの電位レベルと参照電圧とを比較し、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達していない場合には、前記第1の信号をアクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオンさせ、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達した場合には前記第1の信号を非アクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオフさせる比較器を含む
請求項10記載の固体撮像装置。 The level determination unit includes:
The potential level of the first node is compared with a reference voltage. If the potential level of the first node or the second node does not reach the reference voltage, the first signal is activated. The first signal is output to the first switch to turn on the first switch, and when the potential level of the first node or the second node reaches the reference voltage, the first signal is deactivated. The solid-state imaging device according to claim 10, further comprising: a comparator that outputs to the first switch to turn off the first switch.
クロックをカウントし、カウント値が、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達していない場合に相当する値のときは、前記第1の信号をアクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオンさせ、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達した場合に相当する値に達すると、前記第1の信号を非アクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオフさせるカウンタを含む
請求項10記載の固体撮像装置。 The level determination unit includes:
Counting the clock, and when the count value is a value corresponding to the case where the potential level of the first node or the second node has not reached the reference voltage, the first signal is activated to activate the first signal. 1 to turn on the first switch. When the potential level of the first node or the second node reaches a value corresponding to the case where the potential level has reached the reference voltage, the first switch is turned on. The solid-state imaging device according to claim 10, further comprising a counter that inactively outputs a signal to the first switch to turn off the first switch.
前記電圧供給部は、
前記第1のノードと前記第2のノードとを第5の信号に応じて選択的に接続する第5のスイッチを含み、
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する前記第3のスイッチを含み、前記ドライバに正側の第1の電源電圧より高い電圧または低い電圧を供給する場合、
前記第1の期間の前にリセット期間が設定され、
前記リセット期間には、
前記イネーブル信号を非アクティブとして前記レベル判断部を非動作状態に保持して非アクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオフさせた状態で、
アクティブの前記第2の信号および前記第5の信号により前記第2のスイッチおよび前記第5のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、前記第1のノードおよび前記第2のノードを前記第2の電源電位に設定しリセットし、
前記第1の期間に、
前記イネーブル信号をアクティブとして前記レベル判断部を動作状態に保持してアクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオンさせる
請求項10から12のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The level determination unit performs a level determination process when the enable signal is active,
The voltage supply unit includes:
A fifth switch that selectively connects the first node and the second node according to a fifth signal;
And a third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node in response to a third signal, wherein the driver has a higher voltage or a lower voltage than a positive first power supply voltage. When supplying voltage,
A reset period is set before the first period,
In the reset period,
In a state in which the enable signal is deactivated, the level determination unit is kept in an inactive state, and the first switch is turned off by the deactivated first signal,
The second switch and the fifth switch are turned on by the active second signal and the fifth signal, and the third switch is turned off by the inactive third signal, Setting and resetting the first node and the second node to the second power supply potential;
In the first period,
The solid-state imaging device according to any one of claims 10 to 12, wherein the enable signal is activated, the level determination unit is held in an operating state, and the first switch is turned on by the active first signal.
前記電圧供給部は、
前記第1ノードと前記第2のノードとを第5の信号に応じて選択的に接続する第5のスイッチを含み、
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する前記第4のスイッチを含み、前記ドライバに負側の第2の電源電圧より低い電圧または高い電圧を供給する場合、
前記第1の期間の前にリセット期間が設定され、
前記リセット期間には、
前記イネーブル信号を非アクティブとして前記レベル判断部を非動作状態に保持して非アクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオフさせた状態で、
アクティブの前記第2の信号および前記第5の信号により前記第2のスイッチおよび前記第5のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、前記第1のノードおよび前記第2のノードを前記第2の電源電位に設定しリセットし、
前記第1の期間に、
前記イネーブル信号をアクティブとして前記レベル判断部を動作状態に保持してアクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオンさせる
請求項10から12のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The level determination unit performs a level determination process when the enable signal is active,
The voltage supply unit includes:
A fifth switch that selectively connects the first node and the second node according to a fifth signal;
A fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal, wherein a lower voltage or a higher voltage than a negative second power supply voltage is supplied to the driver; When supplying voltage,
A reset period is set before the first period,
In the reset period,
In a state in which the enable signal is deactivated, the level determination unit is kept in an inactive state, and the first switch is turned off by the deactivated first signal,
The second switch and the fifth switch are turned on by the active second signal and the fifth signal, and the fourth switch is turned off by the inactive fourth signal; Setting the first node and the second node to the second power supply potential and resetting;
In the first period,
The solid-state imaging device according to any one of claims 10 to 12, wherein the enable signal is activated, the level determination unit is held in an operating state, and the first switch is turned on by the active first signal.
蓄積期間に光電変換により生成した電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を、対応する前記駆動制御線に転送用駆動制御信号が印加される転送期間に転送可能な転送素子と、
前記転送素子を通じて前記光電変換素子で蓄積された電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
前記フローティングディフュージョンの電荷を電荷量に応じた電圧信号に変換し、変換した信号を出力ノードに出力するソースフォロワ素子と、
対応する前記駆動制御線にリセット用駆動制御信号が印加されるリセット期間に前記フローティングディフュージョンを所定の電位にリセットするリセット素子と、を含む
請求項1から14のいずれか一に記載の固体撮像装置。 The pixel is
A photoelectric conversion element that accumulates charges generated by photoelectric conversion during an accumulation period;
A transfer element capable of transferring the charge accumulated in the photoelectric conversion element during a transfer period in which a transfer drive control signal is applied to the corresponding drive control line,
Floating diffusion in which the charge accumulated in the photoelectric conversion element is transferred through the transfer element,
A source follower element that converts the electric charge of the floating diffusion into a voltage signal according to the amount of electric charge, and outputs the converted signal to an output node,
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 14, further comprising: a reset element configured to reset the floating diffusion to a predetermined potential during a reset period in which a reset drive control signal is applied to the corresponding drive control line. .
所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、
前記読み出し部は、
前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、
第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、
前記電圧供給部は、
第1のノードと、
第2のノードと、
第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、
第1の電源電位と、
第2の電源電位と、
前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、を含み、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、
前記第1のノードの電位を、前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、または、
前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第3の信号をアクティブにして前記第3のスイッチをオンさせて、
前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より所定電位分高い電位までの電位に設定し、または、
前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位より所定電位分低い電位までの電位に設定し、
前記ドライバにおいて、
前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する、または、
前記第2の期間に生成された第1の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第1の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
固体撮像装置の駆動方法。 A pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
A read unit that applies a drive control signal of a predetermined level according to the control signal to a predetermined control signal line and reads pixel signals from the pixel unit in units of one or more rows,
The reading unit,
A driver for applying the drive control signal having a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line;
A voltage supply unit that supplies the driver with a voltage different from the first power supply voltage or a voltage different from the second power supply voltage,
The voltage supply unit includes:
A first node;
A second node;
A capacitor having a first electrode connected to the first node and a second electrode connected to the second node;
A first power supply potential;
A second power supply potential;
A first switch for selectively connecting the first power supply potential and the first node or the second node according to a first signal;
A second switch for selectively connecting the second power supply potential and the second node or the first node according to a second signal;
A third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node in accordance with a third signal, wherein the first node is a first power supply voltage terminal of the driver. A method for driving a solid-state imaging device connected to
In the first period,
Turning on the first switch and the second switch by the active first signal and the second signal, and turning off the third switch by the inactive third signal;
Setting the potential of the first node to the first power supply potential, setting the potential of the second node to the second power supply potential that is a reference potential, or
Setting the potential of the first node to the second power supply potential that is a reference potential, setting the potential of the second node to the first power supply potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the third signal to turn on the third switch,
Setting the potential of the first node to a potential higher than the first power supply potential by a predetermined potential, or
Setting the potential of the first node to a potential lower than the first power supply potential by a predetermined potential;
In the driver,
In a state in which a voltage higher than the first power supply voltage generated in the second period is supplied, the control signal is received, and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level higher than the first power supply voltage is performed. Applied to the signal line, or
In a state where a voltage lower than the first power supply voltage generated during the second period is supplied, the control signal is received and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level lower than the first power supply voltage is performed. A method for driving a solid-state imaging device to be applied to a signal line.
所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、
前記読み出し部は、
前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、
第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、
前記電圧供給部は、
第1のノードと、
第2のノードと、
第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、
第1の電源電位と、
第2の電源電位と、
前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは前記第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは前記第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、を含み、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、
第1の期間に、
アクティブの前記第1の信号および前記第2の信号により前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、
前記第1のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、または、
前記第1のノードの電位を基準電位である前記第2の電源電位に設定し、前記第2のノードの電位を前記第1の電源電位に設定し、
第2の期間に、
前記第1の信号および前記第2の信号を非アクティブにして前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオフさせ、前記第4の信号をアクティブにして前記第4のスイッチをオンさせて、前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より低く、負側に前記第1の電源電位レベルまでの電位に設定し、または、
前記第2のノードの電位を前記第2の電源電位より高く、正側に所定電位までの電位に設定し、
前記ドライバにおいて、
前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より低い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より低い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する、または、
前記第2の期間に生成された第2の電源電圧より高い電圧の供給を受けた状態で、前記制御信号を受けて第2の電源電圧より高い電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加する
固体撮像装置の駆動方法。 A pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
A read unit that applies a drive control signal of a predetermined level according to the control signal to a predetermined control signal line and reads pixel signals from the pixel unit in units of one or more rows,
The reading unit,
A driver for applying the drive control signal having a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line;
A voltage supply unit that supplies the driver with a voltage different from the first power supply voltage or a voltage different from the second power supply voltage,
The voltage supply unit includes:
A first node;
A second node;
A capacitor having a first electrode connected to the first node and a second electrode connected to the second node;
A first power supply potential;
A second power supply potential;
A first switch for selectively connecting the first power supply potential to the first node or the second node according to a first signal;
A second switch for selectively connecting the second power supply potential to the second node or the first node according to a second signal;
A fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in response to a fourth signal, wherein the second node is a second power supply voltage terminal of the driver. A method for driving a solid-state imaging device connected to
In the first period,
Turning on the first switch and the second switch by the active first signal and the second signal, and turning off the fourth switch by the inactive fourth signal;
Setting the potential of the first node to the first power supply potential, setting the potential of the second node to the second power supply potential that is a reference potential, or
Setting the potential of the first node to the second power supply potential that is a reference potential, setting the potential of the second node to the first power supply potential,
In the second period,
Deactivating the first signal and the second signal to turn off the first switch and the second switch, activating the fourth signal to turn on the fourth switch, Setting the potential of the second node to be lower than the second power supply potential and a potential up to the first power supply potential level on the negative side; or
Setting the potential of the second node to a potential higher than the second power supply potential and up to a predetermined potential on the positive side;
In the driver,
In a state where a voltage lower than a second power supply voltage generated in the second period is supplied, the control signal is received, and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level lower than the second power supply voltage is performed. Applied to the signal line, or
In a state where a voltage higher than a second power supply voltage generated during the second period is supplied, the control signal is received and the control corresponding to the drive control signal having a voltage level higher than the second power supply voltage is performed. A method for driving a solid-state imaging device to be applied to a signal line.
前記レベル判断部において、
前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが参照電圧に達していないと判断しているときは、前記第1の信号をアクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオンさせ、前記第1のノードまたは前記第2のノードの電位レベルが前記参照電圧に達しと判断したときは前記第1の信号を非アクティブで前記第1のスイッチに出力して当該第1のスイッチをオフさせる
請求項16または17記載の固体撮像装置の駆動方法。 Providing a level determination unit in the voltage supply unit,
In the level determination unit,
When it is determined that the potential level of the first node or the second node has not reached the reference voltage, the first signal is actively output to the first switch and the first signal is output to the first switch. A switch is turned on, and when it is determined that the potential level of the first node or the second node has reached the reference voltage, the first signal is inactively output to the first switch to output the first signal to the first switch. 18. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 16, wherein the first switch is turned off.
前記電圧供給部に、
前記第1ノードと前記第2のノードとを第5の信号に応じて選択的に接続する第5のスイッチを設け、
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する前記第3のスイッチを設け、前記ドライバに正側の第1の電源電圧より高い電圧を供給する場合、
前記第1の期間の前にリセット期間を設定し、
前記リセット期間には、
前記イネーブル信号を非アクティブとして前記レベル判断部を非動作状態に保持して非アクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオフさせた状態で、
アクティブの前記第2の信号および前記第5の信号により前記第2のスイッチおよび前記第5のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第3の信号により前記第3のスイッチをオフさせて、前記第1のノードおよび前記第2のノードを前記第2の電源電位または前記第1の電源電位に設定しリセットし、
前記第1の期間に、
前記イネーブル信号をアクティブとして前記レベル判断部を動作状態に保持してアクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオンさせる
請求項16から18のいずれか一に記載の固体撮像装置の駆動方法。 The level determination unit performs a level determination process when the enable signal is active,
In the voltage supply unit,
A fifth switch for selectively connecting the first node and the second node in accordance with a fifth signal;
Providing the third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node in accordance with a third signal, and supplying a voltage higher than a positive first power supply voltage to the driver; If you do
Setting a reset period before the first period;
In the reset period,
In a state in which the enable signal is deactivated, the level determination unit is kept in an inactive state, and the first switch is turned off by the deactivated first signal,
The second switch and the fifth switch are turned on by the active second signal and the fifth signal, and the third switch is turned off by the inactive third signal; Setting and resetting one node and the second node to the second power supply potential or the first power supply potential,
In the first period,
The drive of the solid-state imaging device according to claim 16, wherein the enable signal is activated, the level determination unit is held in an operation state, and the first switch is turned on by the active first signal. Method.
前記電圧供給部に、
前記第1ノードと前記第2のノードとを第5の信号に応じて選択的に接続する第5のスイッチを設け、
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する前記第4のスイッチを設け、前記ドライバに負側の第2の電源電圧より低い電圧を供給する場合、
前記第1の期間の前にリセット期間を設定し、
前記リセット期間には、
前記イネーブル信号を非アクティブとして前記レベル判断部を非動作状態に保持して非アクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオフさせた状態で、
アクティブの前記第2の信号および前記第5の信号により前記第2のスイッチおよび前記第5のスイッチをオンさせ、非アクティブの前記第4の信号により前記第4のスイッチをオフさせて、前記第1のノードおよび前記第2のノードを前記第2の電源電位または前記第1の電源電位に設定しリセットし、
前記第1の期間に、
前記イネーブル信号をアクティブとして前記レベル判断部を動作状態に保持してアクティブの前記第1の信号により前記第1のスイッチをオンさせる
請求項18または19記載の固体撮像装置の駆動方法。 The level determination unit performs a level determination process when the enable signal is active,
In the voltage supply unit,
A fifth switch for selectively connecting the first node and the second node in accordance with a fifth signal;
Providing the fourth switch for selectively connecting the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal, supplying a voltage lower than a negative second power supply voltage to the driver; If you do
Setting a reset period before the first period;
In the reset period,
In a state in which the enable signal is deactivated, the level determination unit is kept in an inactive state, and the first switch is turned off by the deactivated first signal,
The second switch and the fifth switch are turned on by the active second signal and the fifth signal, and the fourth switch is turned off by the inactive fourth signal; Setting and resetting one node and the second node to the second power supply potential or the first power supply potential,
In the first period,
20. The driving method of a solid-state imaging device according to claim 18, wherein the enable signal is activated, the level determination unit is held in an operation state, and the first switch is turned on by the active first signal.
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
複数の画素が行列状に配置された画素部と、
所定の制御信号線に制御信号に応じた所定レベルの駆動制御信号を印加して前記画素部から1行または複数行単位で画素信号の読み出しを行う読み出し部と、を有し、
前記読み出し部は、
前記制御信号を受けて供給される電圧レベルの前記駆動制御信号を対応する前記制御信号線に印加するドライバと、
第1の電源電圧と異なる電圧または第2の電源電圧と異なる電圧を前記ドライバに供給する電圧供給部と、を含み、
前記電圧供給部は、
第1のノードと、
第2のノードと、
第1の電極が前記第1のノードに接続され、第2の電極が前記第2のノードに接続されたキャパシタと、
第1の電源電位と、
第2の電源電位と、
前記第1の電源電位と前記第1のノードまたは第2のノードとを第1の信号に応じて選択的に接続する第1のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第2のノードまたは第1のノードとを第2の信号に応じて選択的に接続する第2のスイッチと、を含み、さらに、
前記第1の電源電位と前記第2のノードとを第3の信号に応じて選択的に接続する第3のスイッチと、
前記第2の電源電位と前記第1のノードとを第4の信号に応じて選択的に接続する第4のスイッチと、の少なくともいずれかを含み、
前記第3のスイッチを含む場合は、前記第1のノードが前記ドライバの第1の電源電圧端子に接続され、
前記第4のスイッチを含む場合は、前記第2のノードが前記ドライバの第2の電源電圧端子に接続される
電子機器。 A solid-state imaging device;
An optical system that forms a subject image on the solid-state imaging device,
The solid-state imaging device,
A pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
A read unit that applies a drive control signal of a predetermined level according to the control signal to a predetermined control signal line and reads pixel signals from the pixel unit in units of one or more rows,
The reading unit,
A driver for applying the drive control signal having a voltage level supplied in response to the control signal to the corresponding control signal line;
A voltage supply unit that supplies the driver with a voltage different from the first power supply voltage or a voltage different from the second power supply voltage,
The voltage supply unit includes:
A first node;
A second node;
A capacitor having a first electrode connected to the first node and a second electrode connected to the second node;
A first power supply potential;
A second power supply potential;
A first switch for selectively connecting the first power supply potential to the first node or the second node according to a first signal;
A second switch for selectively connecting the second power supply potential and the second node or the first node in accordance with a second signal, further comprising:
A third switch for selectively connecting the first power supply potential and the second node according to a third signal;
A fourth switch that selectively connects the second power supply potential and the first node in accordance with a fourth signal,
When including the third switch, the first node is connected to a first power supply voltage terminal of the driver;
In the case where the electronic device includes the fourth switch, the second node is connected to a second power supply voltage terminal of the driver.
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- 2019-06-24 JP JP2019116368A patent/JP2020025249A/en active Pending
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