JP4485371B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
信号処理部550は、第1の垂直信号線520と接続されたサンプルホールドトランジスタ600と、サンプルホールドトランジスタ600を介して第1の垂直信号線520に接続されたクランプ容量610と、クランプ容量610を介して第1の垂直信号線520に接続された第2の垂直信号線620と、第2の垂直信号線620と接続されたサンプリングトランジスタ630a、630b、630cと、クランプトランジスタ640と、第2の垂直信号線620に接続された列選択トランジスタ650と、サンプリングトランジスタ630aを介して第2の垂直信号線620と接続されたサンプリング容量660aと、サンプリングトランジスタ630bを介して第2の垂直信号線620と接続されたサンプリング容量660bと、サンプリングトランジスタ630cを介して第2の垂直信号線620と接続されたサンプリング容量660cとから構成される。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態の増幅型固体撮像装置の構成図である。図1において、図18と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
(第2の実施の形態)
図6は、本実施の形態の増幅型固体撮像装置の構成図である。図6において、図1と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
t2×(Ccp/(Ccp+Csp2))/(Csp2/(Csp2+Ccom))
・・・(1)
第1の期間の信号電圧の蓄積に使用されるサンプリング容量の最適な数、及び第2の期間の信号電圧の蓄積に使用されるサンプリング容量の最適な数は、(1)式を用いて算出される。例えばCcp及びCcomがそれぞれ5pFである場合には、(1)式からt1/t2=Csp1/Csp2となり、例えばt1:t2=2:1であればCsp1=2Csp2となる。従って、図9に示される信号処理部700においては、第1の期間の信号電圧の蓄積及び第2の期間の信号電圧の蓄積に使用されるサンプリング容量の最適な数は、それぞれ2個及び1個となり、図10に示されるような駆動タイミングチャートに沿って動作することとなる。すなわち、パルス発生回路1020は、第1の期間で蓄積された信号電荷に対応する信号電圧がサンプリング容量810a、810bに蓄積され、第2の期間で蓄積された信号電荷に対応する信号電圧がサンプリング容量810cに蓄積されるようにサンプリング容量を選択し、サンプリング容量810a、810bとサンプリング容量810cとに蓄積された信号電圧が別々に水平信号線570に読み出されるようにサンプリング容量を選択する。このとき第1の期間及び第2の期間の各信号及び加算された信号は、図11に示されるような出力となる。
(第3の実施の形態)
図14は、本実施の形態の増幅型固体撮像装置の構成図である。図14において、図6と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
110、530、710、720、1510 行選択回路
200a、200b、200c、630a、630b、630c、800a、800b、800c サンプリングトランジスタ
210a、210b、210c、660a、660b、660c、810a、810b、810c サンプリング容量
220、820、1020、1620 パルス発生回路
230 水平信号線容量
500 単位セル
501 フォトダイオード
502 読み出しトランジスタ
503 増幅トランジスタ
504 リセットトランジスタ
505 垂直選択トランジスタ
506 FD部
510 イメージエリア
520 第1の垂直信号線
540 負荷トランジスタ群
560 列選択回路
570 水平信号線
570a 第1の水平信号線
570b 第2の水平信号線
580 出力アンプ
600 サンプルホールドトランジスタ
610 クランプ容量
620 第2の垂直信号線
640 クランプトランジスタ
650 列選択トランジスタ
1520 論理回路
Claims (11)
- 増幅型固体撮像装置であって、
光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段の信号電荷を読み出す読み出し手段とを有し、信号電荷に対応する増幅信号を出力する行列状に配置された複数の単位セルと、
第1の期間及び第2の期間の異なる蓄積期間で蓄積された信号電荷が読み出されるように、前記読み出し手段を制御する読み出し制御手段と、
行を選択する行選択手段と、
各列毎の前記単位セルに接続された容量値の異なる第1の容量素子及び第2の容量素子と、
前記第1の容量素子及び第2の容量素子の一方を選択する容量選択手段と、
前記第1の容量素子及び第2の容量素子と接続された水平信号線とを備え、
前記容量選択手段は、前記第1の期間及び第2の期間の比に基づいて、前記第1の容量素子から前記水平信号線への出力信号レベルと前記第2の容量素子から前記水平信号線への出力信号レベルとが同一になるように、前記第1の期間及び第2の期間で蓄積された信号電荷に対応する増幅信号を、それぞれ前記第1の容量素子及び第2の容量素子に蓄積するように選択する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の期間及び第2の期間は、1垂直走査期間よりも短い
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の期間及び第2の期間のいずれか短い方の期間は、1水平走査期間よりも短い
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記容量選択手段は、前記第1の容量素子及び第2の容量素子の増幅信号が前記水平信号線に同時に読み出されるように選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記行選択手段は、2行以上離れた2つの行を順次選択し、
前記読み出し制御手段は、前記2つの行の一方の行の単位セルの信号電荷が読み出される際には、前記第1の期間で蓄積された信号電荷が読み出されるように制御し、他方の行の単位セルの信号電荷が読み出される際には、前記第2の期間で蓄積された信号電荷が読み出されるように制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記行選択手段は、前記2行以上離れた2つの行の選択を制御する選択回路を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記容量選択手段は、前記第1の容量素子及び第2の容量素子の増幅信号が前記水平信号線に別々に読み出されるように選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、さらに、前記第1の容量素子及び第2の容量素子のそれぞれと接続された第1の水平信号線及び第2の水平信号線を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記容量素子、容量選択手段及び行選択手段は、NMOS型トランジスタにより構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 増幅型固体撮像装置であって、
光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換手段と、前記光電変換手段の信号電荷を読み出す読み出し手段とを有し、信号電荷に対応する増幅信号を出力する行列状に配置された複数の単位セルと、
第1の期間及び第2の期間の異なる蓄積期間で蓄積された信号電荷が読み出されるように、前記読み出し手段を制御する読み出し制御手段と、
行を選択する行選択手段と、
各列毎の前記単位セルに接続された容量値の異なる第1の容量素子及び第2の容量素子と、
前記第1の容量素子及び第2の容量素子から任意の容量素子を選択する容量選択手段と、
前記第1の容量素子及び第2の容量素子と接続された水平信号線とを備え、
前記読み出し制御手段は、複数行の前記単位セルの増幅信号の加算をおこなわない場合には、第1の期間及び第2の期間の異なる蓄積期間で蓄積された信号電荷が読み出されるように前記読み出し手段を制御し、複数行の前記単位セルの増幅信号の加算をおこなう場合には、第3の期間の蓄積期間で蓄積された異なる行の信号電荷が読み出されるように前記読み出し手段を制御し、
前記容量選択手段は、複数行の前記単位セルの増幅信号の加算をおこなわない場合には、前記第1の期間及び第2の期間の比に基づいて、記第1の容量素子から前記水平信号線への出力信号レベルと前記第2の容量素子から前記水平信号線への出力信号レベルとが同一になるように、前記第1の期間及び第2の期間で蓄積された信号電荷に対応する増幅信号を、それぞれ前記第1の容量素子及び第2の容量素子に蓄積するように選択する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記容量選択手段は、複数行の前記単位セルの増幅信号の加算をおこなう場合には、前記第3の期間で蓄積された信号電荷に対応する異なる単位セルからの増幅信号を、前記第1の容量素子あるいは第2の容量素子のいずれかに蓄積するように選択する
ことを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。
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