JP2021069127A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
含む第2の画素セルと、第1入力端子、第1出力端子を有し、第1トランジスタを制御するための信号が第1入力端子に入力される第1バッファ回路と、第2入力端子、第2出力端子を有し、第2トランジスタを制御するための信号が第2入力端子に入力される第2バッファ回路と、第1出力端子と第1トランジスタの制御端子とを接続する第1制御信号線と、第2出力端子と第2トランジスタの制御端子とを接続する第2制御信号線と、を備え、第1制御信号線および第2制御信号線は、互いに接続されている、撮像装置。
第1光電変換部、第1光電変換部に電気的に接続された第1トランジスタを含む第1の画素セルと、
第2光電変換部、第2光電変換部に電気的に接続された第2トランジスタを含む第2の画素セルと、
第1入力端子、第1出力端子を有し、第1トランジスタを制御するための信号が第1入力端子に入力される第1バッファ回路と、
第2入力端子、第2出力端子を有し、第2トランジスタを制御するための信号が第2入力端子に入力される第2バッファ回路と、
第1出力端子と第1トランジスタの制御端子とを接続する第1制御信号線と、
第2出力端子と第2トランジスタの制御端子とを接続する第2制御信号線と、
を備え、
第1制御信号線および第2制御信号線は、互いに接続されている、撮像装置。
第3光電変換部、第3光電変換部に電気的に接続された第3トランジスタを含む第3の画素セルをさらに備え、
第1制御信号線は、第3トランジスタの制御端子に接続されている、項目1に記載の撮像装置。
第4光電変換部、第4光電変換部に電気的に接続された第4トランジスタを含む第4の画素セルをさらに備え、
第2制御信号線は、第4トランジスタの制御端子に接続されている、項目2に記載の撮像装置。
第1入力端子および第2入力端子に接続される第1入力信号線をさらに備える、項目1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
第1周辺ドライバをさらに備え、
第1入力信号線の一端は、第1周辺ドライバに接続されている、項目4に記載の撮像装置。
第2周辺ドライバをさらに備え、
第1入力信号線の他端は、第2周辺ドライバに接続されている、項目5に記載の撮像装置。
第1入力端子に接続される第1入力信号線と、
第2入力端子に接続される第2入力信号線と、
をさらに備える、項目1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
第1入力信号線および第2入力信号線は、互いに接続されている、項目7に記載の撮像装置。
第1周辺ドライバをさらに備え、
第1入力信号線の一端および第2入力信号線の一端は、第1周辺ドライバに接続されている、項目7に記載の撮像装置。
第2周辺ドライバをさらに備え、
第1入力信号線の他端および第2入力信号線の他端は、第2周辺ドライバに接続されている、項目9に記載の撮像装置。
第1トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第1光電変換部に接続され、
第2トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第2光電変換部に接続される、項目1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
第1の画素セルは、ソースおよびドレインの一方が第1光電変換部に接続される第1転送トランジスタを含み、
第1トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第1転送トランジスタのソースおよびドレインの他方に接続され、
第2の画素セルは、ソースおよびドレインの一方が第2光電変換部に接続される第2転送トランジスタを含み、
第2トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第2転送トランジスタのソースおよびドレインの他方に接続される、項目1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
第1バッファ回路の出力段数と、第2バッファ回路の出力段数とは、互いに異なる、項目1に記載の撮像装置。
第1入力端子および第2入力端子に接続される第1入力信号線と、第1入力信号線の一端に接続される第1周辺ドライバと、
をさらに備え、
第1入力信号線の一端から第1入力端子までの距離は、第1入力信号線の一端から第2入力端子までの距離よりも小さく、
第1バッファ回路の出力段数は、第2バッファ回路の出力段数よりも大きい、項目13に記載の撮像装置。
第1バッファ回路、第2バッファ回路を含む第1チップと、
第1の画素セル、第2の画素セルを含む第2チップと、
を備える、項目1から14のいずれか1項に記載の撮像装置。
第1チップは、第2チップに積層されている、項目15に記載の撮像装置。
第1面、第1面に対向する第2面を有する第1チップをさらに備え、
第1バッファ回路および第2バッファ回路は、第1面上に位置し、
第1の画素セルおよび第2の画素セルは、第2面上に位置する、項目1から14のいずれか1項に記載の撮像装置。
複数の画素セルが配置された画素アレイと、
画素アレイ中に配置された、少なくとも1つの第1バッファ回路および少なくとも1つの第2バッファ回路と、
少なくとも1つの第1バッファ回路の出力に接続された第1制御信号線と、
少なくとも1つの第2バッファ回路の出力に接続された第2制御信号線と、
を備え、
複数の画素セルは、各々が、光電変換部、および、光電変換部に電気的に接続されたトランジスタを有する、少なくとも1つの第1画素セルおよび少なくとも1つの第2画素セルを含み、
第1制御信号線は、少なくとも1つの第1画素セルのトランジスタの入力に接続されており、
第2制御信号線は、少なくとも1つの第2画素セルのトランジスタの入力に接続されており、
第1制御信号線および第2制御信号線は、互いに接続されている、撮像装置。
少なくとも1つの第1画素セルは、複数の第1画素セルであり、
少なくとも1つの第2画素セルは、複数の第2画素セルである、項目18に記載の撮像装置。
少なくとも1つの第1バッファ回路と、少なくとも1つの第1画素セルとは、同数であり、
少なくとも1つの第2バッファ回路と、少なくとも1つの第2画素セルとは、同数である、項目18または19に記載の撮像装置。
複数の画素セルが配置された画素アレイと、
画素アレイ中に配置された、1以上の第1バッファの直列接続を含む少なくとも1つの第1バッファ回路および1以上の第2バッファの直列接続を含む少なくとも1つの第2バッファ回路と、
1以上の第1バッファのいずれかの出力に接続された第1制御信号線と、
1以上の第2バッファのいずれかの出力に接続された第2制御信号線と、
を備え、
複数の画素セルは、各々が、光電変換部、および、光電変換部に電気的に接続されたトランジスタを有する、少なくとも1つの第1画素セルおよび少なくとも1つの第2画素セルを含み、
第1制御信号線は、少なくとも1つの第1画素セルのトランジスタの入力に接続されており、
第2制御信号線は、少なくとも1つの第2画素セルのトランジスタの入力に接続されており、
少なくとも1つの第1バッファ回路における入力から第1制御信号線までの出力段数と、少なくとも1つの第2バッファ回路における入力から第2制御信号線までの出力段数とは、互いに異なる、撮像装置。
第1制御信号線および第2制御信号線は、互いに接続されている、項目21に記載の撮像装置。
少なくとも1つの第1バッファ回路および少なくとも1つの第2バッファ回路を有する第1チップと、
複数の画素セルが配置された画素アレイ、ならびに、少なくとも1つの第1バッファ回路の出力に接続された第1制御信号線および少なくとも1つの第2バッファ回路の出力に接続された第2制御信号線を有する第2チップと、
を備え、
複数の画素セルは、各々が、光電変換部、および、光電変換部に電気的に接続されたトランジスタを有する、少なくとも1つの第1画素セルおよび少なくとも1つの第2画素セルを含み、
第1制御信号線は、少なくとも1つの第1画素セルのトランジスタの入力に接続されており、
第2制御信号線は、少なくとも1つの第2画素セルのトランジスタの入力に接続されている、撮像装置。
第1チップおよび第2チップの積層構造を含む、項目23に記載の撮像装置。
第1制御信号線および第2制御信号線は、互いに接続されている、項目23または24に記載の撮像装置。
少なくとも1つの第1バッファ回路の入力に接続された第1配線と、
少なくとも1つの第2バッファ回路の入力に接続された第2配線と、
をさらに備え、
第1配線および第2配線は、第1チップに配置されている、項目23から25のいずれか1項に記載の撮像装置。
画素アレイ外に配置された第1周辺ドライバおよび第2周辺ドライバと、
少なくとも1つの第1バッファ回路の入力および少なくとも1つの第2バッファ回路の入力に接続された入力信号線と、
をさらに備え、
第1周辺ドライバの出力および第2周辺ドライバの出力は、入力信号線によって互いに接続されている、項目18から26のいずれか1項に記載の撮像装置。
画素アレイ外に配置された第1周辺ドライバおよび第2周辺ドライバと、
少なくとも1つの第1バッファ回路の入力に接続された第1入力信号線と、
少なくとも1つの第2バッファ回路の入力に接続された第2入力信号線と、
をさらに備え、
第1周辺ドライバおよび第2周辺ドライバの各々は、第1周辺バッファおよび第2周辺バッファを有し、
第1周辺ドライバにおける第1周辺バッファの出力および第2周辺ドライバにおける第1周辺バッファの出力は、第1入力信号線によって互いに接続されており、
第1周辺ドライバにおける第2周辺バッファの出力および第2周辺ドライバにおける第2周辺バッファの出力は、第2入力信号線によって互いに接続されており、
第1入力信号線および第2入力信号線は、互いに接続されている、項目18から26のいずれか1項に記載の撮像装置。
る実施形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本明細書において説明される種々の態様は、矛盾が生じない限り互いに組み合わせることが可能である。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。
図1は、本開示の第1の実施形態による撮像装置の例示的な構成を示す。図1に示す撮像装置100Aは、複数の画素セル10Aを含む画素アレイPAと、周辺回路とを有する。後に詳しく説明するように、第1の実施形態では、画素アレイPA中に複数のバッファ回路が配置される。図1では、画素アレイPA中のバッファ回路の図示が省略されている。
出力信号線88に接続される。アドレストランジスタ44のゲートには、アドレス制御線84が接続されている。アドレストランジスタ44のオンおよびオフは、アドレス制御線84を介して、行走査回路90によって制御される。
おけるオンおよびオフのタイミングは、一致するといってよい。
フのタイミングを揃えたい場合には、その一部の画素セル10Aのトランジスタに制御信号を供給するバッファ回路20の出力を互いに接続すればよい。
図7は、本開示の第2の実施形態による撮像装置の例示的な構成を示す。図7に示す撮像装置100Cは、画素アレイPA内に配置された複数のバッファ回路22を有する。この例では、複数のバッファ回路22は、共通の入力信号線82に入力が接続されたバッフ
ァ回路22a、22bおよび22cを含んでいる。バッファ回路22a、22bおよび22cの出力は、それぞれ、制御信号線81a、81bおよび81cに接続されている。図7に示すように、制御信号線81a、81bおよび81cの各々は、複数の画素セル10Aの転送トランジスタ31のゲートとの接続を有する。なお、図7では、例えば制御信号線81aに接続される複数の画素セル10Aが、紙面における水平方向に沿って一列に配置されているように描かれている。もちろん、これは説明の便宜に過ぎず、制御信号線81aに接続される複数の画素セル10Aは、例えばマトリクス状に配列され得る。換言すれば、制御信号線81a、81bおよび81cの各々は、グリッド状の配線であり得る。
、配線の寄生容量に関する行ごとのバラつきを平均化することができる。
12を参照して説明した構成における信号波形と、図14に示す比較例における信号波形とを合わせて示している。図14は、比較例としての撮像装置500の回路構成を示す。図14に模式的に示すように、撮像装置500の画素アレイPAでは、各画素ブロック中の制御信号線は、他の画素ブロック中の制御信号線には接続されていない。例えば、図14中の画素ブロックPBaにおける制御信号線81aと、画素ブロックPBbにおける制御信号線81bとは、互いに接続されていない。
図15は、本開示の第3の実施形態による撮像装置の例示的な構成を示す。図15に示す撮像装置100Fは、概略的には、複数のバッファ回路26が形成された第1のチップCh1と、画素アレイPAの形成された第2のチップCh2とを含む。
む画素アレイPAが形成されている。この例では、チップCh2に形成された画素アレイPAは、画素アレイPA内にバッファ回路22が配置されていないことを除いて、図9を参照して説明した画素アレイPAとほぼ同様の構成を有する。例えば、図15に示す画素アレイPAは、転送トランジスタ31のゲートが制御信号線81aに接続された複数の画素セル10Aを含む画素ブロックと、転送トランジスタ31のゲートが制御信号線81bに接続された複数の画素セル10Aを含む画素ブロックと、転送トランジスタ31のゲートが制御信号線81cに接続された複数の画素セル10Aを含む画素ブロックとを含んでいる。図9を参照して説明した画素アレイPAと同様に、この例においても、行方向に沿って配置された複数の画素ブロックの間において、これらの画素ブロック中の制御信号線が、接続線78によって互いに接続されている。例えば、制御信号線81a、81bおよび81cは、接続線78によって互いに接続されている。また、ここでは、列方向に沿って配置された複数の画素ブロックの間においても、これらの画素ブロック中の制御信号線が、接続線79によって互いに接続されている。ただし、ここで説明する実施形態において、複数の画素ブロックの間でこれらの画素ブロック中の制御信号線が互いに接続されていることは必須ではない。
ッファ回路26との間の配線における時定数を低減し得る。あるいは、あるバッファ回路26(例えばバッファ回路26a)と周辺ドライバ80Cとを結ぶ配線(入力信号線82の一部といってもよい)の長さと、他のあるバッファ回路26(例えばバッファ回路26b)と周辺ドライバ80Cとを結ぶ配線の長さとを比較的容易に揃えることができる。そのため、各バッファ回路26に対する周辺ドライバ80Cからの入力信号の遅延差を低減することが可能である。各バッファ回路26に対する周辺ドライバ80Cからの入力信号の遅延差を低減することにより、チップCh2上の転送トランジスタ31への入力信号の遅延差を低減する効果が得られる。
20、20a〜20c バッファ回路
22、22a〜22c バッファ回路
24 バッファ
26、26a〜26c バッファ回路
30 光電変換部
31 転送トランジスタ
32 読み出し回路
42 信号検出トランジスタ
44 アドレストランジスタ
46 リセットトランジスタ
70、78、79、85 接続線
80A1〜80A4 周辺ドライバ
80A〜80C 周辺ドライバ
80p、80p1、80p2 周辺バッファ
81、81a〜81c 制御信号線
82 入力信号線
88 出力信号線
100A〜100F 撮像装置
Ch1 第1のチップ
Ch2 第2のチップ
PA 画素アレイ
PBa〜PBc 画素ブロック
Claims (20)
- 第1信号電荷を生成する第1光電変換部と、
前記第1信号電荷を受け取る第1電荷蓄積ノードと、
前記第1電荷蓄積ノードに接続されたゲートを有し、前記第1電荷蓄積ノードの電位を増幅して出力する第1増幅トランジスタと、
前記第1電荷蓄積ノードに接続された第1トランジスタと、
を含む第1画素セルと、
第2信号電荷を生成する第2光電変換部と、
前記第2信号電荷を受け取る第2電荷蓄積ノードと、
前記第2電荷蓄積ノードに接続されたゲートを有し、前記第2電荷蓄積ノードの電位を増幅して出力する第2増幅トランジスタと、
前記第2電荷蓄積ノードに接続された第2トランジスタと、
を含む第2画素セルと、
第1入力端子、第1出力端子を有し、前記第1トランジスタを制御するための信号が前記第1入力端子に入力される第1バッファ回路と、
第2入力端子、第2出力端子を有し、前記第2トランジスタを制御するための信号が前記第2入力端子に入力される第2バッファ回路と、
前記第1出力端子と前記第1トランジスタの制御端子とを接続する第1制御信号線と、
前記第2出力端子と前記第2トランジスタの制御端子とを接続する第2制御信号線と、
を備え、
前記第1制御信号線および前記第2制御信号線は、互いに接続されている、
撮像装置。 - 前記第1画素セルおよび前記第2画素セルを含む複数の画素セルが行方向および列方向に沿ってマトリクス状に配置された画素アレイを含み、
前記第1バッファ回路および前記第2バッファ回路は、前記画素アレイ内に配置されている、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記列方向に沿って延びる出力信号線をさらに備え、
前記第1増幅トランジスタは、前記第1電荷蓄積ノードの電位を増幅して前記出力信号線に出力し、
前記第2増幅トランジスタは、前記第2電荷蓄積ノードの電位を増幅して前記出力信号線に出力する、
請求項2に記載の撮像装置。 - 第3信号電荷を生成する第3光電変換部と、
前記第3信号電荷を受け取る第3電荷蓄積ノードと、
前記第3電荷蓄積ノードに接続されたゲートを有し、前記第3電荷蓄積ノードの電位を増幅して出力する第3増幅トランジスタと、
前記第3電荷蓄積ノードに接続された第3トランジスタと、
を含む第3画素セル
を備え、
前記第1制御信号線は、前記第3トランジスタの制御端子に接続されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 第4信号電荷を生成する第4光電変換部と、
前記第4信号電荷を受け取る第4電荷蓄積ノードと、
前記第4電荷蓄積ノードに接続されたゲートを有し、前記第4電荷蓄積ノードの電位を増幅して出力する第4増幅トランジスタと、
前記第4電荷蓄積ノードに接続された第4トランジスタと、
を含む第4画素セル
を備え、
前記第2制御信号線は、前記第4トランジスタの制御端子に接続されている、
請求項4に記載の撮像装置。 - 前記第1入力端子および前記第2入力端子に接続される第1入力信号線をさらに備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記行方向に沿って延びる第1入力信号線をさらに備え、
前記第1入力端子は、前記第1入力信号線の途中から枝分かれした第1配線を介して前記第1入力端子に接続され、
前記第2入力端子は、前記第1入力信号線の途中から枝分かれした第2配線を介して前記第2入力端子に接続される、
請求項2に記載の撮像装置。 - 第1周辺ドライバをさらに備え、
前記第1入力信号線の一端は、前記第1周辺ドライバに接続されている、
請求項6または7に記載の撮像装置。 - 第2周辺ドライバをさらに備え、
前記第1入力信号線の他端は、前記第2周辺ドライバに接続されている、
請求項8に記載の撮像装置。 - 前記第1入力端子に接続される第1入力信号線と、
前記第2入力端子に接続される第2入力信号線と、
をさらに備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1入力信号線および前記第2入力信号線は、互いに接続されている、
請求項10に記載の撮像装置。 - 第1周辺ドライバをさらに備え、
前記第1入力信号線の一端および前記第2入力信号線の一端は、前記第1周辺ドライバに接続されている、
請求項10に記載の撮像装置。 - 第2周辺ドライバをさらに備え、
前記第1入力信号線の他端および前記第2入力信号線の他端は、前記第2周辺ドライバに接続されている、
請求項12に記載の撮像装置。 - 前記第1トランジスタのソースおよびドレインの一方は、前記第1光電変換部に接続され、
前記第2トランジスタのソースおよびドレインの一方は、前記第2光電変換部に接続される、
請求項1から13のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1画素セルは、ソースおよびドレインの一方が前記第1光電変換部に接続される第1転送トランジスタを含み、
前記第1トランジスタのソースおよびドレインの一方は、前記第1転送トランジスタのソースおよびドレインの他方に接続され、
前記第2画素セルは、ソースおよびドレインの一方が前記第2光電変換部に接続される第2転送トランジスタを含み、
前記第2トランジスタのソースおよびドレインの一方は、前記第2転送トランジスタのソースおよびドレインの他方に接続される、
請求項1から13のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1バッファ回路の出力段数と、前記第2バッファ回路の出力段数とは、互いに異なる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1入力端子および前記第2入力端子に接続される第1入力信号線と
前記第1入力信号線の一端に接続される第1周辺ドライバと、
をさらに備え、
前記第1入力信号線の前記一端から前記第1入力端子までの距離は、前記第1入力信号線の前記一端から前記第2入力端子までの距離よりも小さく、
前記第1バッファ回路の出力段数は、前記第2バッファ回路の出力段数よりも大きい、
請求項16に記載の撮像装置。 - 前記第1バッファ回路、前記第2バッファ回路を含む第1チップと、
前記第1画素セル、前記第2画素セルを含む第2チップと、
を備える、
請求項1から17のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1チップは、前記第2チップに積層されている、請求項18に記載の撮像装置。
- 第1面、前記第1面に対向する第2面を有する第1チップをさらに備え、
前記第1バッファ回路および前記第2バッファ回路は、前記第1面上に位置し、
前記第1画素セルおよび前記第2画素セルは、前記第2面上に位置する、
請求項1から17のいずれか1項に記載の撮像装置。
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