JP6477125B2 - 撮像回路装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
コンタクトイメージセンサー(CIS)には、300dpi、600dpi、1200dpiというような解像度の違う複数のモードがあるが、特許文献1や特許文献2では、転送トランジスターが1段しか設けられておらず、解像度のモードに応じた画素の読み出し制御を実現できない。
第1の方向に沿って配置される第1の受光素子及び第2の受光素子を有する画素部と、
前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、前記第1の受光素子及び前記第2の受光素子の前記第2の方向側に配置される読み出し回路部と、
を含み、
前記読み出し回路部は、
前記第1の受光素子に一端が接続される第1の前段側転送ゲートと、
前記第2の受光素子に一端が接続される第2の前段側転送ゲートと、
前記第1の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第1制御信号が入力される第1の後段側転送ゲートと、
前記第2の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第2制御信号が入力される第2の後段側転送ゲートと、
を含み、
前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートの第1共通制御端子に制御信号が入力され、
前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートは、前記第1の受光素子及び前記第2の受光素子の境界線を延長した第1延長線側に偏って配置され、平面視で前記第1共通制御端子が前記第1延長線と交差し、
前記第1の後段側転送ゲート及び前記第2の後段側転送ゲートは、前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートよりも前記第2の方向側の位置にて、前記第1延長線側に偏って配置されている撮像回路装置に関する。
前記画素部は、前記第1の方向に沿って配置される第3の受光素子及び第4の受光素子をさらに有し、
前記読み取り回路部は、
前記第3の受光素子に一端が接続される第3の前段側転送ゲートと、
前記第4の受光素子に一端が接続される第4の前段側転送ゲートと、
前記第3の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第3制御信号が入力される第3の後段側転送ゲートと、
前記第4の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第4制御信号が入力される第4の後段側転送ゲートと、
を含み、
前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートの第2共通制御端子に制御信号が入力され、
前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートは、前記第3の受光素子及び前記第4の受光素子の境界線を延長した第2延長線側に偏って配置され、平面視で前記第2共通制御端子が前記第2延長線と交差し、
前記第3の後段側転送ゲート及び前記第4の後段側転送ゲートは、前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートよりも前記第2の方向側の位置にて、前記第2延長線側に偏って配置されてもよい。
前記第1〜第4の後段側転送トランジスターの他端側のフローティングディフュージョンのノードに一端が接続されるリセットトランジスターと、
平面視にて、前記フローティングディフュージョンに接続される共通配線と、前記第1の後段側転送ゲートに前記第1の制御信号を供給する第1制御信号配線との間に設けられ、前記リセットトランジスターの制御端子に接続されるリセット制御信号線と、
平面視にて、前記共通配線と、前記第4の後段側転送ゲートに前記第4の制御信号を供給する第4制御信号配線との間に設けられるシールド線と、
をさらに有することができる。こうすると、フローティングディフュージョンに接続される配線と、第1,第4の後段側転送ゲートに第1,第4の制御信号を供給する制御信号配線とが容量結合することを、リセット制御信号線とシールド線とによって防止できる。それにより、第1,第4の制御信号線の電圧変化がフローティングディフュージョンに接続される配線の信号電圧に悪影響を及ぼすことを防止できる。
図1は、本発明に係る電子機器の一実施形態である例えばコンタクトイメージセンサー(CIS)方式のスキャナー装置に用いられるCISモジュール10を示す図である。図1において、CISモジュール10は、原稿1に光を照射するライトガイド11と、原稿1からの反射光を結像させるレンズアレー12と、結像位置の画素にフォトダイオード等の光学素子を有するイメージセンサー13とを有する。
2.1.回路レイアウト
図4に、イメージセンサーチップ20の概略ブロック図を示す。イメージセンサーチップ20は、複数の画素(例えば864画素)にそれぞれ受光素子(例えばフォトダイオード)が配置される画素部30と、画素部30から電荷を電圧に変換して読み出す読み出し回路部40と、読み出し回路部40からの出力電圧に基づいて画素信号を出力するための制御を行う制御回路部50と、を含むことができる。図4では、制御回路部50は、出力部60とロジック部(ロジック回路)70を有する例を示している。
2.2.1.画素部及び読み出し回路部の動作原理
図12は、一画素とその読み出し部とを示す回路図である。図12において、画素部30の一画素には光電変換機能を有する受光素子例えばフォトダイオードPDが配置される。フォトダイオードPDは、受光された光強度に応じた電荷をカソードに蓄積する。
本実施形態では、解像度を複数段階例えば3段階(例えば1200dpi,600dpi,300dpi)にモード切り換え可能である。そのため、図14に示すように、主走査方向Aで連続する4つのフォトダイオード(第1〜第4フォトダイオード)PDa〜PDdと、それらから信号電荷を電圧に変換して読み出す読み出し回路部40とで、単位ブロック40Aを構成している。一つのイメージセンサーチップ20に設けられる単位ブロック40Aの個数N=216である。
図14には、第1〜第4の前段側転送ゲート200a〜200dに供給される制御信号Tx1と、第1〜第4の後段側転送ゲート210a〜210dに供給される第1〜第4の制御信号Tx2a〜Tx2dとが示されている。上述した通り、解像度のモードに拘わらず、第1〜第4の前段側転送ゲート200a〜200dは同時にオンされるため、それぞれの制御端子には共通する制御信号Tx1が供給される。
図21は、単位ブロック40Aのレイアウトを模式的に示している。図21において、第1の前段側転送ゲート200a及び第2の前段側転送ゲート200bは、第1共通ゲート201Aを有する。同様に、第3の前段側転送ゲート200c及び第4の前段側転送ゲート200dは、第2共通ゲート201Bを有する。これら第1,第2共通ゲート201A,201Bは、イメージセンサーチップ20の第1方向D1に沿って延びる制御信号線250と接続され、制御信号Tx1が供給される。
図6にて、読み出し回路部40と相関二重サンプリング回路60Bとを共通配線120で接続することを説明したが、画素数が多いと共通配線120の配線負荷が無視できなくなる。そこで、図22(A)(B)のように複数本例えば2本の共通配線120A,120Bに分割して、配線負荷を低減することができる。図22(A)(B)では、読み出し回路部40が複数の読み出しユニット301を有する。図22(A)の場合、読み出し回路部40の例えば主走査方向Aで上流側の読み出しユニット301が第1共通配線120Aと接続され、下流側の読み出しユニット301が第2共通配線120Bと接続される。図22(B)の場合、読み出し回路部40の例えば奇数番目の読み出しユニット301が第1共通配線120Aと接続され、偶数番目の読み出しユニット301が第2共通配線120Bと接続される。いずれの場合も、第1共通配線120Aと第2共通配線120Bとをセレクター130により切り換えて、相関二重サンプリング回路60Bと接続する。
Claims (10)
- 第1の方向に沿って配置される第1の受光素子及び第2の受光素子を有する画素部と、
前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、前記第1の受光素子及び前記第2の受光素子の前記第2の方向側に配置される読み出し回路部と、
を含み、
前記読み出し回路部は、
前記第1の受光素子に一端が接続される第1の前段側転送ゲートと、
前記第2の受光素子に一端が接続される第2の前段側転送ゲートと、
前記第1の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第1制御信号が入力される第1の後段側転送ゲートと、
前記第2の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第2制御信号が入力される第2の後段側転送ゲートと、
を含み、
前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートの第1共通制御端子に制御信号が入力され、
前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートは、前記第1の受光素子及び前記第2の受光素子の境界線を延長した第1延長線側に偏って配置され、平面視で前記第1共通制御端子が前記第1延長線と交差し、
前記第1の後段側転送ゲート及び前記第2の後段側転送ゲートは、前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートよりも前記第2の方向側の位置にて、前記第1延長線側に偏って配置されていることを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項1に記載の撮像回路装置において、
前記第1の前段側転送ゲート及び前記第2の前段側転送ゲートの前記第1共通制御端子は、その端子幅の中心線が前記第1延長線と実質的に一致することを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項2に記載の撮像回路装置において、
前記第1の後段側転送ゲート及び前記第2の後段側転送ゲートの前記制御端子は、その端子幅の中心線が前記第1延長線に対して線対称となる位置に配置されることを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像回路装置において、
平面視にて、前記第1の後段側転送ゲートの他端側のフローティングディフュージョンに接続される出力配線と、前記第1の後段側転送ゲートに前記第1制御信号を供給する制御信号配線との間に配置されるシールド線を、さらに有することを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像回路装置において、
前記第1の後段側転送ゲート及び前記第2の後段側転送ゲートの他端側のフローティングディフュージョンのノードに一端が接続されるリセットトランジスターと、
平面視にて、前記フローティングディフュージョンに接続される出力配線と、前記第1の後段側転送ゲートに前記第1制御信号を供給する制御信号配線との間に設けられ、前記リセットトランジスターの制御端子に接続される制御信号線と、
をさらに有することを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像回路装置において、
前記画素部は、前記第1の方向に沿って配置される第3の受光素子及び第4の受光素子をさらに有し、
前記読み取り回路部は、
前記第3の受光素子に一端が接続される第3の前段側転送ゲートと、
前記第4の受光素子に一端が接続される第4の前段側転送ゲートと、
前記第3の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第3制御信号が入力される第3の後段側転送ゲートと、
前記第4の前段側転送ゲートの他端に接続され、制御端子に第4制御信号が入力される第4の後段側転送ゲートと、
を含み、
前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートの第2共通制御端子に制御信号が入力され、
前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートは、前記第3の受光素子及び前記第4の受光素子の境界線を延長した第2延長線側に偏って配置され、平面視で前記第2共通制御端子が前記第2延長線と交差し、
前記第3の後段側転送ゲート及び前記第4の後段側転送ゲートは、前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートよりも前記第2の方向側の位置にて、前記第2延長線側に偏って配置されていることを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項6に記載の撮像回路装置において、
前記第3の前段側転送ゲート及び前記第4の前段側転送ゲートの前記第2共通制御端子は、その端子幅の中心線が前記第2延長線と実質的に一致することを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項7に記載の撮像回路装置において、
前記第3の後段側転送ゲート及び前記第4の後段側転送ゲートの前記制御端子は、その端子幅の中心線が前記第2延長線に対して線対称となる位置に配置されることを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項6乃至8のいずれか一項に記載の撮像回路装置において、
前記第1〜第4の後段側転送ゲートの他端側のフローティングディフュージョンのノードに一端が接続されるリセットトランジスターと、
平面視にて、前記フローティングディフュージョンに接続される共通配線と、前記第1の後段側転送ゲートに前記第1の制御信号を供給する第1制御信号配線との間に設けられ、前記リセットトランジスターの制御端子に接続されるリセット制御信号線と、
平面視にて、前記共通配線と、前記第4の後段側転送ゲートに前記第4の制御信号を供給する第4制御信号配線との間に設けられるシールド線と、をさらに有することを特徴とする撮像回路装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の撮像回路装置を一つ有し、または直列接続された複数の前記撮像回路装置を有することを特徴とする電子機器。
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