JP5635937B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
前記画素駆動部は、前記排出期間においては、さらに前記第3転送部をオンして前記光電子を前記光電子排出部に転送する。
14…撮像部 16…演算部
18…制御部 20…電源
28…固体撮像装置 30…単位画素
32…画素アレイ 34…画素駆動回路
44…ゲート駆動回路 100…受光装置 光電子振分部
102…p型半導体基板 104…光電変換素子 受光部
106…光電子転送部 振分部 108…光電子排出部
110…フォトゲート 112…第1転送部
114…光電子保持部 116…第2転送部
118…浮遊拡散層118 120…第1転送ゲート
122…保持ゲート 124…第2転送ゲート
126…リセット用トランジスタ 130…信号読出用トランジスタ
132…信号読出線 134…選択用トランジスタ
140…第3転送部 142…拡散層
144…第3転送ゲート 150…第1電圧源
152…第2電圧源 154…第3電圧源
156…第1スイッチ 158…第2スイッチ
160…第3スイッチ
Claims (5)
- 光を検知して光電子を発生する光電変換素子を有する単位画素と、
前記単位画素を駆動させる画素駆動部と、
を備え、
前記光電変換素子は、フォトゲート構造により形成され、
前記単位画素は、前記光電子を排出する光電子排出部に前記光電変換素子で発生した前記光電子を転送するための第3転送部と、前記光電子の集積と保持とを繰り返して前記光電子を累積する光電子保持部に前記光電変換素子で発生した前記光電子を転送するための第1転送部を有し、
前記光電変換素子で発生した前記光電子を排出する排出期間と、前記排出期間終了後に前記光電変換素子で発生した前記光電子を蓄積する蓄積期間と、前記蓄積期間終了後に、前記光電変換素子に蓄積した前記光電子を光電子保持部に転送する第1転送期間とを有し、
前記画素駆動部は、前記排出期間においては、前記第1転送部をオフに、前記第3転送部をオンにして、第3電圧を前記光電変換素子のフォトゲートに印加することで、前記光電変換素子に発生した前記光電子を前記光電子排出部に転送して排出し、前記蓄積期間においては、前記第1転送部及び前記第3転送部をオフにして、前記第3電圧より高い第2電圧を前記フォトゲートに印加することで、前記光電変換素子で発生した前記光電子を蓄積し、前記第1転送期間においては、前記第1転送部をオンに、前記第3転送部をオフにして、前記フォトゲートに前記第3電圧を印加した後、前記第3電圧より低い第1電圧を印加することで、前記光電変換素子で蓄積した前記光電子を前記光電子保持部に転送させる
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置であって、
前記排出期間終了後、前記蓄積期間前に、前記光電変換素子で発生した前記光電子を排出する直前排出期間を有し、前記画素駆動部は、前記第2電圧を前記フォトゲートに印加してから前記第3電圧を印加し、その後前記第1電圧を印加することで、前記光電変換素子に残存する前記光電子を排出する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1又は2に記載の固体撮像装置であって、
前記画素駆動部は、前記第1電圧を前記フォトゲートに印加する第1スイッチと、前記第2電圧を前記フォトゲートに印加する第2スイッチと、前記第3電圧を前記フォトゲートに印加する第3スイッチと、をさらに有し、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、及び前記第3スイッチのオンオフを切り換えることで、前記光電変換素子で発生した前記光電子の排出、蓄積、転送、保持のいずれかの動作を行う
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項3に記載の固体撮像装置であって、
前記第1スイッチは、並列に接続された複数のMOSトランジスタにより構成され、
前記画素駆動部は、オンするMOSトランジスタの数を変更することで、前記第1スイッチの抵抗値を変えて、画素部のゲートに印加される電圧が前記第3電圧から、もしくは前記第2電圧から前記第1電圧に移行するまでの時間を調整する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項4に記載の固体撮像装置であって、
オンオフ指示信号を第1信号入力とし、前記第1スイッチの抵抗値調整用の設定信号を第2信号入力とする論理回路を介して、前記複数のMOSトランジスタのうち、少なくとも1つ以上の前記MOSトランジスタの該オンオフを制御する
ことを特徴とする固体撮像装置。
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DE102016208347B4 (de) * | 2016-05-13 | 2017-12-21 | Infineon Technologies Ag | Optische Sensorvorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Laufzeitsensors |
US10536684B2 (en) | 2016-12-07 | 2020-01-14 | Sony Corporation | Color noise reduction in 3D depth map |
US10495735B2 (en) | 2017-02-14 | 2019-12-03 | Sony Corporation | Using micro mirrors to improve the field of view of a 3D depth map |
US10795022B2 (en) | 2017-03-02 | 2020-10-06 | Sony Corporation | 3D depth map |
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CN111034177B (zh) * | 2017-09-14 | 2022-06-28 | 新唐科技日本株式会社 | 固体摄像装置以及具备该固体摄像装置的摄像装置 |
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WO2020241151A1 (ja) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置及び測距装置 |
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Family Cites Families (18)
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JPS5968970A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子の駆動方法 |
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JP3919243B2 (ja) * | 1995-08-23 | 2007-05-23 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
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JP4280822B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2009-06-17 | 国立大学法人静岡大学 | 光飛行時間型距離センサ |
JP5203562B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2013-06-05 | 三星電子株式会社 | Cmosイメージセンサー及びその駆動方法 |
JP5110519B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2012-12-26 | 国立大学法人静岡大学 | 半導体測距素子及び固体撮像装置 |
US7876422B2 (en) * | 2005-11-14 | 2011-01-25 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Spatial information detecting device and photodetector suitable therefor |
JP5110535B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-12-26 | 国立大学法人静岡大学 | 半導体測距素子及び固体撮像装置 |
JP5395323B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2014-01-22 | ブレインビジョン株式会社 | 固体撮像素子 |
JP5171158B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-03-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置及び距離画像測定装置 |
JP5568880B2 (ja) | 2008-04-03 | 2014-08-13 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 |
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JP2010268079A (ja) | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Olympus Imaging Corp | 撮像装置、撮像装置の製造方法 |
US8513709B2 (en) * | 2009-07-27 | 2013-08-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photo detecting apparatus and unit pixel thereof |
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