JP2021145200A - イメージセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
を含む。前記制御回路は、前記信号線に接続された第1容量と、前記光信号の検出のため、前記第1容量を介して前記信号線と接続された積分器と、を含む。前記制御回路は、前記第1スイッチが非導通の状態において、前記信号線に異なる第1電位及び第2電位を順次与え、前記第1電位及び前記第2電位における前記積分器の出力に基づいて、前記第1容量及び前記積分器の増幅率を測定する。
図1は実施形態1に関わるイメージセンサの構成例を示したブロック図である。本開示のイメージセンサ10は、センサ基板11と制御回路を含む。制御回路は、出力回路15、駆動回路14、信号検出回路16、主制御回路18を含む。
V1=VPD+α (式1)
V2=VB+α (式2)
Q=(V2−V1)×Cdet (式3)
V4=−Q/Cf+V3 (式4)
V4=−Cdef/Cf×(VB−VPD)+V3 (式5)
Q=(Vc2−Vc1)×Cdet (式6)
V6=−Q/Cf+V5 (式7)
V6−V5=−Cdet/Cf×(Vc2−Vc1) (式8)
図8は本開示の実施形態2に関わるイメージセンサの出力回路の回路構成例を示した回路図である。出力回路15は、4つのトランジスタTR5、TR6、TR7、TR8と電圧−電荷変換用容量Cdetとを含む。トランジスタTR5のゲート端子は制御電位配線RVに接続され、ドレイン端子はトランジスタTR6のソース端子に接続され、ソース端子は電源線PGに接続されている。
Q=(Vc2−Vc1)×Cdet (式9)
V6=−Q/Cf+V5 (式10)
V6−V5=−Cdet/Cf×(Vc2−Vc1) (式11)
増幅回路にトランジスタ、特にTFTを用いた場合、その特性が変動する可能性がある。例えば、増幅回路の構成をソースフォロワ回路として、トランジスタの導電型をn型とした場合、トランジスタのゲートにはソースよりも高い電圧が印加され続ける。トランジスタとしてTFTを用いた場合、ゲートにTFTのチャネルに電荷が誘起する電圧が印加され続けると、TFTの閾値電圧が変動する。本開示の実施形態3に係るイメージセンサは、このTFTの閾値電圧変動を抑制する駆動方法に関するものである。
Claims (9)
- 画素と、
前記画素の光信号を伝送する信号線と、
前記画素を制御し、前記信号線により伝送された前記光信号を検出する、制御回路と、
を含み、
前記画素は、
フォトディテクタと、
前記フォトディテクタからの信号を増幅する増幅回路と、
前記画素から前記信号線への前記光信号の出力を制御する第1スイッチと、
を含み、
前記制御回路は、
前記信号線に接続された第1容量と、
前記光信号の検出のため、前記第1容量を介して前記信号線と接続された積分器と、
を含み、
前記制御回路は、
前記第1スイッチが非導通の状態において、前記信号線に異なる第1電位及び第2電位を順次与え、
前記第1電位及び前記第2電位における前記積分器の出力に基づいて、前記第1容量及び前記積分器の増幅率を測定する、
イメージセンサ。 - 請求項1に記載のイメージセンサであって、
前記画素、前記信号線、及び前記第1容量は絶縁基板上に形成され、
前記積分器は、シリコン基板上に形成されている、
イメージセンサ。 - 請求項1に記載のイメージセンサであって、
前記画素を含む複数の画素と、
前記信号線を含み、前記複数の画素のそれぞれの光信号を伝送する複数の信号線と、
前記第1容量を含み、前記複数の信号線それぞれに接続された複数の第1容量と、
前記積分器を含み、前記複数の第1容量を介して前記複数の信号線それぞれと接続された複数の積分器と、
を含み、
前記複数の画素の各画素は、
フォトディテクタと、
前記フォトディテクタからの信号を増幅する増幅回路と、
前記画素から前記信号線への前記光信号の出力を制御する第1スイッチと、
を含み、
前記制御回路は、
前記複数の画素それぞれの第1スイッチが非導通の状態において、前記複数の信号線それぞれに前記第1電位及び前記第2電位を順次与え、
前記第1電位及び前記第2電位における前記複数の積分器の各積分器の出力に基づいて、前記複数の第1容量の各第1容量及び前記複数の積分器の各積分器の増幅率を測定する、
イメージセンサ。 - 請求項1に記載のイメージセンサであって、
前記制御回路は、
前記第1電位及び前記第2電位を与える電源回路と、
前記電源回路と前記信号線との間の導通を制御するスイッチ回路と、
を含み、
前記光信号の検出の間、前記スイッチ回路を非導通状態に維持し、
前記第1電位及び前記第2電位を前記信号線に与える間、前記スイッチ回路を導通状態に維持する、
イメージセンサ。 - 請求項4に記載のイメージセンサであって、
前記電源回路は、前記第1電位及び前記第2電位を生成するパルス電源を含み、
前記スイッチ回路は、前記パルス電源と前記信号線と間の導通を制御するスイッチを含む、
イメージセンサ。 - 請求項4に記載のイメージセンサであって、
前記第1電位に維持される第1電源線と、
前記第2電位に維持される第2電源線と、
を含み、
前記スイッチ回路は、
前記第1電源線と前記信号線との接続を制御する第3スイッチと、
前記第2電源線と前記信号線との接続を制御する第4スイッチと、
を含む、
イメージセンサ。 - 請求項4に記載のイメージセンサであって、
前記増幅回路は、前記フォトディテクタからの信号を増幅する増幅トランジスタを含み、
前記制御回路は、前記画素の光信号を検出した後、前記電源回路から、前記スイッチ回路及び前記信号線を介して前記増幅トランジスタに、前記増幅トランジスタの制御端子と前記信号線との間の電圧の極性を前記光信号の増幅時の極性から反転する第3電位を与える、
イメージセンサ。 - 請求項7に記載のイメージセンサであって、
前記第1スイッチは、前記増幅トランジスタと前記信号線との間に配置され、
前記制御回路は、前記第1スイッチを導通状態に維持して、前記電源回路から、前記スイッチ回路及び前記信号線を介して前記増幅トランジスタに前記第3電位を与えた後、前記第1スイッチを非導通状態に変化させる、
イメージセンサ。 - イメージセンサの制御方法であって、
前記イメージセンサは、
画素と、
前記画素の光信号を伝送する信号線と、
前記信号線に接続された第1容量と、
前記光信号の検出のため、前記第1容量を介して前記信号線と接続された積分器と、
を含み、
前記画素は、
フォトディテクタと、
前記フォトディテクタからの信号を増幅する増幅回路と、
前記画素から前記信号線への前記光信号の出力を制御する第1スイッチと、
を含み、
前記制御方法は、
前記第1スイッチが非導通の状態において、前記信号線に異なる第1電位及び第2電位を順次与え、
前記第1電位及び前記第2電位における前記積分器の出力に基づいて、前記第1容量及び前記積分器の増幅率を測定する、方法。
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