JP4735702B2 - 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4735702B2 JP4735702B2 JP2008271673A JP2008271673A JP4735702B2 JP 4735702 B2 JP4735702 B2 JP 4735702B2 JP 2008271673 A JP2008271673 A JP 2008271673A JP 2008271673 A JP2008271673 A JP 2008271673A JP 4735702 B2 JP4735702 B2 JP 4735702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- pixels
- pixel
- conversion unit
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
前記電荷電圧変換部と、前記光電変換部をリセットするリセットゲート部と、前記光電変換部の電位に対応した信号を出力する増幅部とを複数の画素間で共有するに当たって、
前記増幅部の電源の電圧レベルが固定であり、
前記リセットゲート部の電源は、第1電圧レベルと、当該第1電圧レベルよりも高く、かつ前記増幅部の電源の電圧レベルよりも高い第2電圧レベルとを選択的にとり、
前記複数の画素とは、各々互いに隣接する4つの画素からなる隣接する2つの画素列に含まれる計8つの画素を、共有に係る前記複数の画素とするものであり、
前記画素列の一方の画素列は、該一方の画素列の4つの画素のうち隣り合う2つずつを組とし、一方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記リセットゲート部を共有し、他方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記増幅部を共有し、かつ前記リセットゲート部は前記一方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に、前記増幅部は前記他方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に配置された構成であり、
前記画素列の他方の画素列も、該他方の画素列の4つの画素における前記光電変換部、前記電荷電圧変換部、前記リセットゲート部、および前記増幅部が前記一方の画素列と同様に配置された構成であり、かつ、該2つの画素列は、該2つの画素列の境界線に関して線対称である構成を採っている。
図1は、本発明が適用される固体撮像装置、例えばCMOSイメージセンサの構成の概略を示すシステム構成図である。
ここで、画素の光電変換部に光を照射する構造として、光電変換部が形成された半導体基板の表面側から光を照射する表面照射型と、当該半導体基板の裏面側から光を照射する裏面照射型とがある。上記構成のCMOSイメージセンサ10は、表面照射型、裏面照射型のいずれの照射構造にも対応可能である。これら照射構造の構成の概略について以下に説明する。
図2(A)に示すように、表面照射型は、半導体基板101の一方の面側、即ち表面側に、フォトダイオード(PD)102が形成されて光電変換部を構成している。このフォトダイオード102の上方に配線層103が設けられている。配線層103の上には、カラーフィルタ104およびマイクロレンズ105がその順に配されている。
図2(B)に示すように、裏面照射型は、半導体基板を所定の厚さに研磨することによって形成された素子層201に、フォトダイオード(PD)202が形成されて光電変換部を構成している。素子層201の一方の面(裏面)側には、カラーフィルタ204およびマイクロレンズ205がその順に配されている。素子層201の他方の面(表面)側には、配線層203が設けられている。
上記構成のCMOSイメージセンサ10において、本実施形態では、画素アレイ部11の個々の画素について、本来は一画素ごとに設けられる構成要素の一部を複数の画素間で共有する複数画素共有構造を採用するに当たって、その画素構造を特徴としている。本実施形態について説明する前に、複数画素共有構造を採らない画素構成について説明する。
図3は、複数画素共有構造を採らない画素回路の一例を示す回路図である。図3に示すように、本回路例に係る画素20は、光電変換部である例えばフォトダイオード21に加えて、転送トランジスタ22、リセットトランジスタ23および増幅トランジスタ24の3つのトランジスタを有する構成となっている。ここでは、これらトランジスタ22〜4として、例えばNチャネルのMOSトランジスタを用いた場合を示している。
図4は、複数画素共有構造を採る本実施形態に係る画素回路の一例を示す回路図であり、図中、図3と同等部分には同一符号を付して示している。
次に、上記構成の本実施形態に係る画素回路の回路動作について、図5のタイミングチャートを用いて説明する。
次に、複数画素共有構造を採る本実施形態に係る画素回路のレイアウト構造について説明する。
上記実施形態では、可視光の光量に応じた信号電荷を物理量として検知する単位画素が行列状に配置されてなるCMOSイメージセンサに適用した場合を例に挙げて説明した。ただし、本発明はCMOSイメージセンサへの適用に限られるものではなく、複数画素共有構造を採用することによって画素の微細化を図る固体撮像装置全般に対して適用可能である。
図7は、本発明に係る撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。図7に示すように、本発明に係る撮像装置100は、レンズ群101等を含む光学系、撮像素子102、カメラ信号処理回路であるDSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108等を有している。そして、DSP回路103、フレームメモリ104、表示装置105、記録装置106、操作系107および電源系108がバスライン109を介して相互に接続された構成となっている。
Claims (6)
- 光電変換部と、当該光電変換部で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送する転送ゲート部とを有する画素が配置された画素アレイ部を備え、
前記電荷電圧変換部と、前記光電変換部をリセットするリセットゲート部と、前記光電変換部の電位に対応した信号を出力する増幅部とを複数の画素間で共有するに当たって、
前記増幅部の電源の電圧レベルが固定であり、
前記リセットゲート部の電源は、第1電圧レベルと、当該第1電圧レベルよりも高く、かつ前記増幅部の電源の電圧レベルよりも高い第2電圧レベルとを選択的にとり、
前記複数の画素とは、各々互いに隣接する4つの画素からなる隣接する2つの画素列に含まれる計8つの画素を、共有に係る前記複数の画素とするものであり、
前記画素列の一方の画素列は、該一方の画素列の4つの画素のうち隣り合う2つずつを組とし、一方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記リセットゲート部を共有し、他方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記増幅部を共有し、かつ前記リセットゲート部は前記一方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に、前記増幅部は前記他方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に配置された構成であり、
前記画素列の他方の画素列も、該他方の画素列の4つの画素における前記光電変換部、前記電荷電圧変換部、前記リセットゲート部、および前記増幅部が前記一方の画素列と同様に配置された構成であり、かつ、該2つの画素列は、該2つの画素列の境界線に関して線対称である、
固体撮像装置。 - 前記電荷電圧変換部は、前記一方の組の2つの画素の各光電変換部の2つの領域間に配置された第1電荷電圧変換部と、前記他方の組の2つの画素の各光電変換部の2つの領域間に配置された第2電荷電圧変換部とからなり、前記第1,第2電荷電圧変換部が互いに電気的に接続されている、
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記2つの画素列間で前記リセットゲート部の電源のコンタクト部を共通にしている、
請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 前記2つの画素列間で前記増幅部の電源のコンタクト部を共通にしている、
請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換部に光を照射する構造は、配線層が形成されていない半導体基板の裏面側から光を照射する裏面照射型である、
請求項1記載の固体撮像装置。 - 固体撮像装置と、
入射光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像する光学系とを具備し、
前記固体撮像装置は、
光電変換部と、当該光電変換部で光電変換された電荷を電荷電圧変換部に転送する転送ゲート部とを有する画素が配置された画素アレイ部を備え、
前記電荷電圧変換部と、前記光電変換部をリセットするリセットゲート部と、前記光電変換部の電位に対応した信号を出力する増幅部とを複数の画素間で共有するに当たって、
前記増幅部の電源の電圧レベルが固定であり、
前記リセットゲート部の電源は、第1電圧レベルと、当該第1電圧レベルよりも高く、かつ前記増幅部の電源の電圧レベルよりも高い第2電圧レベルとを選択的にとり、
前記複数の画素とは、各々互いに隣接する4つの画素からなる隣接する2つの画素列に含まれる計8つの画素を、共有に係る前記複数の画素とするものであり、
前記画素列の一方の画素列は、該一方の画素列の4つの画素のうち隣り合う2つずつを組とし、一方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記リセットゲート部を共有し、他方の組の2つの画素間で前記電荷電圧変換部および前記増幅部を共有し、かつ前記リセットゲート部は前記一方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に、前記増幅部は前記他方の組の2つの画素の各前記光電変換部の2つの領域間に配置された構成であり、
前記画素列の他方の画素列も、該他方の画素列の4つの画素における前記光電変換部、前記電荷電圧変換部、前記リセットゲート部、および前記増幅部が前記一方の画素列と同様に配置された構成であり、かつ、該2つの画素列は、該2つの画素列の境界線に関して線対称である、
撮像装置。
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008271673A JP4735702B2 (ja) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 |
TW98134157A TWI433307B (zh) | 2008-10-22 | 2009-10-08 | 固態影像感測器、其驅動方法、成像裝置及電子器件 |
EP09013174.9A EP2180514B1 (en) | 2008-10-22 | 2009-10-19 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor and imaging apparatus |
EP13000767.7A EP2595191B1 (en) | 2008-10-22 | 2009-10-19 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
EP20110006885 EP2393117B1 (en) | 2008-10-22 | 2009-10-19 | Solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
KR20090099594A KR20100044708A (ko) | 2008-10-22 | 2009-10-20 | 고체 촬상 센서, 고체 촬상 센서의 구동 방법, 촬상 장치 및 전자 기기 |
US12/603,059 US8570412B2 (en) | 2008-10-22 | 2009-10-21 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
CN2009102065832A CN101729805B (zh) | 2008-10-22 | 2009-10-22 | 固态图像传感器及其驱动方法、成像设备和电子装置 |
US14/031,317 US9247172B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-09-19 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
US14/957,278 US9781371B2 (en) | 2008-10-22 | 2015-12-02 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
KR1020160021813A KR20160030139A (ko) | 2008-10-22 | 2016-02-24 | 고체 촬상 센서, 고체 촬상 센서의 구동 방법, 촬상 장치 및 전자 기기 |
KR1020170054158A KR101836039B1 (ko) | 2008-10-22 | 2017-04-27 | 고체 촬상 센서, 고체 촬상 센서의 구동 방법, 촬상 장치 및 전자 기기 |
US15/690,572 US10136092B2 (en) | 2008-10-22 | 2017-08-30 | Solid state image sensor, method for driving a solid state image sensor, imaging apparatus, and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008271673A JP4735702B2 (ja) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010283004A Division JP5234100B2 (ja) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 固体撮像装置および撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010103667A JP2010103667A (ja) | 2010-05-06 |
JP4735702B2 true JP4735702B2 (ja) | 2011-07-27 |
Family
ID=42293922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008271673A Expired - Fee Related JP4735702B2 (ja) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4735702B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5631058B2 (ja) * | 2010-05-20 | 2014-11-26 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システムおよび撮像装置の駆動方法 |
JP5530284B2 (ja) * | 2010-07-22 | 2014-06-25 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及び撮像装置 |
JP5377549B2 (ja) * | 2011-03-03 | 2013-12-25 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
JP5458043B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2014-04-02 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
JP5789446B2 (ja) * | 2011-08-10 | 2015-10-07 | 富士フイルム株式会社 | Mos型固体撮像素子及び撮像装置 |
KR101715141B1 (ko) | 2011-11-15 | 2017-03-13 | 삼성전자주식회사 | 깊이 센서의 픽셀 및 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센서 |
JP5911767B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2016-04-27 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
JP7100439B2 (ja) * | 2017-10-20 | 2022-07-13 | ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器 |
WO2023032416A1 (ja) * | 2021-08-31 | 2023-03-09 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001241491A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Togawa Rubber Co Ltd | 防振装置 |
JP2004241491A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Seiko Epson Corp | 固体撮像装置 |
JP2006222427A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 共有構造相補性金属酸化膜半導体センサアレイのレイアウト |
JP2007067379A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2007180336A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 半導体撮像装置 |
JP2008172580A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 固体撮像素子及び固体撮像装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0787400A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | Ccd固体撮像素子 |
JP3466886B2 (ja) * | 1997-10-06 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JP2000152086A (ja) * | 1998-11-11 | 2000-05-30 | Canon Inc | 撮像装置および撮像システム |
JP4721380B2 (ja) * | 2000-04-14 | 2011-07-13 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
JP4793042B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-10-12 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
-
2008
- 2008-10-22 JP JP2008271673A patent/JP4735702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001241491A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Togawa Rubber Co Ltd | 防振装置 |
JP2004241491A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Seiko Epson Corp | 固体撮像装置 |
JP2006222427A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 共有構造相補性金属酸化膜半導体センサアレイのレイアウト |
JP2007067379A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2007180336A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 半導体撮像装置 |
JP2008172580A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 固体撮像素子及び固体撮像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010103667A (ja) | 2010-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101836039B1 (ko) | 고체 촬상 센서, 고체 촬상 센서의 구동 방법, 촬상 장치 및 전자 기기 | |
KR101799262B1 (ko) | 촬상소자 및 촬상장치 | |
JP4735702B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 | |
JP4979893B2 (ja) | 物理量分布検知装置並びに物理情報取得方法および物理情報取得装置 | |
JP5458582B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 | |
JP5369779B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 | |
JP4941490B2 (ja) | 固体撮像装置、及び電子機器 | |
TWI412273B (zh) | 固態影像裝置及其驅動方法,以及電子裝置 | |
JP2012248953A (ja) | 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法 | |
JP2010177838A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 | |
JP7314061B2 (ja) | 撮像装置及び電子機器 | |
JP5234100B2 (ja) | 固体撮像装置および撮像装置 | |
JP5306906B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 | |
JP2013168720A (ja) | 固体撮像装置および撮像装置 | |
JP6053321B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP5402993B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 | |
JP2013187872A (ja) | 撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100706 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100830 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100921 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101220 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110411 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4735702 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |