JP5980269B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
第一の実施例を図3を用いて説明する。図3(a)は本実施例による画素構成の一例である。ここで導電型はこれに限られるものはなく、P型とN型が逆になってもよい。
第二の実施例を図4を用いて説明する。図3と同様の部位には同じ信号を付加している。図4(a)は第二の実施例の画素の断面の一例である。
実施例1では、蓄積開始時から、常にフォトダイオードから電荷蓄積部へすべての電子が流れ込むような制御を行っている。しかし、すべての電子を蓄積部に集めることができればよく、その際には上記駆動以外の方法も考えられる。
図8は、本発明による撮像装置をカメラに応用する場合の回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。本発明の撮像装置によれば、このメカシャッタを設けずに、電子シャッタにより電荷の蓄積時間を制御することも可能である。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、撮像装置1004に結像させる。撮像装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られる。撮像装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部1009で制御される。また、本発明のフォトダイオードから電荷蓄積部への電荷の転送を制御するのも、タイミング発生部により行なうことができる。記録媒体1012に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。
305 電荷蓄積領域
307 転送MOSトランジスタ
308 フローティングディフュージョン
Claims (8)
- 入射した光を光電変換する光電変換部と、前記光電変換部とは別に、前記光電変換部で生成した信号電荷の少なくとも一部を蓄積する電荷蓄積領域と、前記電荷蓄積領域の電荷をフローティングディフュージョン領域へ転送する第1の転送部と、前記光電変換部から前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第2の転送部と、前記フローティングディフュージョン領域に転送された信号電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、を
含む画素を複数含む撮像領域を有する撮像装置であって、
前記電荷蓄積領域は、1つの前記光電変換部に対し複数設けられており、
前記第2の転送部は、前記光電変換部から一の前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第1のトランジスタと、前記光電変換部から、前記一の電荷蓄積領域を介することなく、他の前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第2のトランジスタとを有し、
前記一の電荷蓄積領域は信号電荷を蓄積する第1導電型の第1の半導体領域を有し、
前記他の電荷蓄積領域は信号電荷を蓄積する前記第1導電型の第2の半導体領域を有し、
前記第1の半導体領域は、前記光電変換部の前記第1導電型の半導体領域に対し、前記第1のトランジスタのチャネルを挟んで隣り合って配されており、
前記第2の半導体領域は、前記光電変換部の前記第1導電型の半導体領域に対し、前記第2のトランジスタのチャネルを挟んで隣り合って配されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記第2の転送部は埋め込みチャネル型のMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部で生成した電荷の一部を排出するオーバーフロードレイン部を有し、前記光電変換部と前記オーバーフロードレイン部との間のポテンシャル障壁を、電気的に制御する第3の転送部を有することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記信号電荷の前記電荷蓄積領域への転送が完了した後に発生した電荷を、前記第3の転送部により前記光電変換部から前記オーバーフロードレイン部へ転送することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記電荷蓄積領域上に、前記電荷蓄積領域のポテンシャル分布を制御する手段を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1及び第2のトランジスタにより、前記光電変換部で生じた信号電荷を、前記一の電荷蓄積領域及び前記他の電荷蓄積領域に、異なる割合で振り分けて転送することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 入射した光を光電変換する光電変換部と、前記光電変換部とは別に、前記光電変換部で生成した信号電荷の少なくとも一部を蓄積する電荷蓄積領域と、前記電荷蓄積領域の電荷をフローティングディフュージョン領域へ転送する第1の転送部と、前記光電変換部から前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第2の転送部と、前記フローティングディフュージョン領域に転送された信号電荷に基づく信号を増幅する増幅部と、を含む画素を複数含む撮像領域を有する撮像装置であって、
前記電荷蓄積領域は、1つの前記光電変換部に対し複数設けられており、
前記第2の転送部は、前記光電変換部から一の前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第1のトランジスタと、前記光電変換部から他の前記電荷蓄積領域へ信号電荷を転送する第2のトランジスタとを有し、
前記一の電荷蓄積領域は信号電荷を蓄積する第1導電型の第1の半導体領域を有し、
前記他の電荷蓄積領域は信号電荷を蓄積する前記第1導電型の第2の半導体領域を有し、
前記第1の半導体領域は、前記光電変換部の前記第1導電型の半導体領域に対し、前記第1のトランジスタのチャネルを挟んで隣り合って配されており、
前記第2の半導体領域は、前記光電変換部の前記第1導電型の半導体領域に対し、前記第2のトランジスタのチャネルを挟んで隣り合って配されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置と、前記撮像装置へ光を結像する光学系と、前記撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
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