JP6494335B2 - 光電変換装置、光電変換装置の駆動方法、および、光電変換システム - Google Patents
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Description
G1(ゲイン:小、傾き:大)<G2(ゲイン:中、傾き:中)<G3(ゲイン:大、傾き:小)
Iidl<Iref/M
PD 光電変換素子
M1 転送トランジスタ
M2 リセットトランジスタ
M3 増幅トランジスタ
M4 選択トランジスタ
VL 制御線
SL センシング線
130 電圧制御部
122 比較部
Claims (23)
- 光電変換素子と、
前記光電変換素子で発生した電荷に基づく信号を受けるゲートを含む増幅トランジスタと、
前記ゲートに接続された少なくとも1つのトランジスタと、
前記増幅トランジスタからの電流が流れる第1の経路に、前記増幅トランジスタに対して直列に配された選択トランジスタと、
前記第1の経路とは分離された第2の経路へ第1の基準電流を出力する第1の電流源と、
前記増幅トランジスタのソースおよびドレインのいずれか一方に電気的に接続された制御線の電圧を制御する電圧制御部と、
前記増幅トランジスタからの電流と前記第1の基準電流とを比較するための比較部と、を備え、
前記少なくとも1つのトランジスタが導通状態である期間に、前記選択トランジスタが非導通状態である、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記少なくとも1つのトランジスタは、前記光電変換素子で発生した電荷を転送する転送トランジスタである、
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記少なくとも1つのトランジスタは、前記ゲートの電圧をリセットするリセットトランジスタである、
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記少なくとも1つのトランジスタは、前記光電変換素子で発生した電荷を転送する転送トランジスタ、および、前記ゲートの電圧をリセットするリセットトランジスタを含み、
前記リセットトランジスタが導通状態である期間、および、前記転送トランジスタが導通状態である期間のそれぞれにおいて、前記選択トランジスタが非導通状態である、
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記電圧制御部は、前記制御線と第1電圧を供給する第1電圧ノードとの間の経路に配されたスイッチ、および、前記制御線と第2電圧を供給する第2電圧ノードとの間の経路に配された第2の電流源を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記スイッチを導通状態にすることで、前記制御線の電圧を前記第1電圧に基づく電圧にリセットし、
前記スイッチを非導通状態にすることで、前記第2の電流源によって前記制御線の電圧を前記第2電圧に近づくように変化させる、
ことを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。 - 前記制御線の電圧がリセットされたとき、前記増幅トランジスタが非導通状態になり、
前記電圧制御部が前記制御線の電圧を変化させた結果、前記増幅トランジスタが導通状態になる、
ことを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。 - 前記第2の電流源の出力する第2の基準電流の電流値が可変である、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記電圧制御部は、前記制御線に接続された第1のノードを有する容量を含む、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記容量の容量値が可変であること、
を特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。 - 前記容量は、前記第1のノードとは別であって、第3電圧が供給された第2のノードを有し、
前記第1電圧は前記第2電圧と前記第3電圧との間の電圧である、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の光電変換装置。 - 前記容量は、前記第1のノードとは別であって、第3電圧が供給された第2のノードを有し、
前記第3電圧は、前記第1電圧と前記第2電圧との間の電圧であるか、または、前記第2電圧と等しい、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の光電変換装置。 - 前記増幅トランジスタのソースおよびドレインの他方に接続された第3の電流源を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記比較部は、カレントミラー回路を含み、
前記カレントミラー回路は、前記第1の経路に配された第1のトランジスタと、前記第2の経路に配された第2のトランジスタとを含み、
前記第1のトランジスタのゲートおよびドレインが互いに短絡されている、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第2のトランジスタのソースの側のノードと、前記第2のトランジスタのドレインの側のノードとを接続するトランジスタを備える、
ことを特徴とする請求項14に記載の光電変換装置。 - 前記第2の経路であって、前記第2のトランジスタと前記第1の電流源との間に配されたトランジスタを備える、
ことを特徴とする請求項14または請求項15に記載の光電変換装置。 - 前記電圧制御部が前記制御線の電圧を変化させている期間に、前記増幅トランジスタからの電流と前記第1の基準電流とを比較することにより、前記ゲートが受ける信号に対応するデジタル信号を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記電圧制御部は、単位時間における前記制御線の電圧の変化量を切り替える、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記選択トランジスタが非導通状態である期間が、前記少なくとも1つのトランジスタが導通状態である期間を包含する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記少なくとも1つのトランジスタが非導通状態から導通状態へ遷移するときに、前記選択トランジスタが非導通状態である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項19のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記光電変換素子、前記増幅トランジスタ、および、前記選択トランジスタをそれぞれが含む複数の画素を備え、
前記複数の画素のそれぞれの前記増幅トランジスタの前記ソースおよびドレインのいずれか一方が、前記制御線に電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至請求項21のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号を処理する信号処理装置と、を備えた光電変換システム。 - 光電変換素子と、
前記光電変換素子で発生した電荷に基づく信号を受けるゲートを含む増幅トランジスタと、
前記ゲートに接続された少なくとも1つのトランジスタと、
前記増幅トランジスタからの電流が流れる第1の経路に、前記増幅トランジスタに対して直列に配された選択トランジスタと、
前記第1の経路とは分離された第2の経路へ第1の基準電流を出力する第1の電流源と、
前記増幅トランジスタのソースおよびドレインのいずれか一方に電気的に接続された制御線の電圧を制御する電圧制御部と、
前記増幅トランジスタからの電流と前記第1の基準電流とを比較するための比較部と、を備える光電変換装置の駆動方法であって、
前記少なくとも1つのトランジスタが導通状態である期間に、前記選択トランジスタが非導通状態にする、
ことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。
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