JPH11214738A - 利得調整可能なアクティブ・ピクセル・センサ - Google Patents

利得調整可能なアクティブ・ピクセル・センサ

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JPH11214738A
JPH11214738A JP10311750A JP31175098A JPH11214738A JP H11214738 A JPH11214738 A JP H11214738A JP 10311750 A JP10311750 A JP 10311750A JP 31175098 A JP31175098 A JP 31175098A JP H11214738 A JPH11214738 A JP H11214738A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子カメラの光量検出部分に使用されるアクテ
ィブ・ピクセル・センサにおいて、従来のアクティブ・
ピクセル・センサでは受光量が増大するに従って、出力
信号電圧が飽和していく。この飽和領域のため、および
その近傍での受光量と出力電圧との非線型性のために、
アクティブ・ピクセル・センサのダイナミック・レンジ
が制限される。 【解決手段】受光量の強度が、アクティブ・ピクセル・
センサの応答を飽和させる程十分に強い場合には、ゲー
ト・コンデンサが、アクティブ・ピクセル・センサ内に
おいてフォトダイオードと並列に接続される。これによ
り出力電圧の飽和状態を回避できる。低レベルの受光量
の強度においては、ゲート・コンデンサは並列接続され
ないので、高レベルの感度を維持することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、アクティ
ブ・ピクセル・センサに関するものである。とりわけ、
本発明は、アクティブ・ピクセル・センサの感度が、ア
クティブ・ピクセル・センサが受ける光の強度に従って
調整される、アクティブ・ピクセル・センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】電子カメラは、一般に、光イメージを１
組の電子信号に変換する。電子信号は、カメラが受ける
光の色の強度を表すことが可能である。電子カメラに
は、一般に、カメラが受ける光の強度を検出するイメー
ジ・センサまたは感光センサのアレイが含まれている。
イメージ・センサは、一般に、センサが受ける光の強度
に比例した振幅を備える電子信号を発生する。電子信号
に調整を加え、サンプリングを施すことによって、イメ
ージ処理を行えるようにすることが可能である。
【０００３】イメージ・センサと信号処理回路要素の一
体化は、イメージング・システムの小型化及び単純化を
可能にするので、いっそう重要になりつつある。イメー
ジ・センサとアナログ及びデジタル信号処理回路要素の
一体化によって、電子カメラ・システムを低コストに
し、コンパクトにし、必要な電力を少なくすることが可
能になる。
【０００４】歴史的に、イメージ・センサは、主として
電荷結合素子（ＣＣＤ）であった。ＣＣＤは、比較的小
さく、高充填率を得ることが可能である。しかし、ＣＣ
Ｄは、デジタル及びアナログ回路要素と一体化するのが
極めて困難である。さらに、ＣＣＤは、大量の電力を消
費し、イメージのスメア問題に悩まされる。
【０００５】ＣＣＤセンサに対する代替案が、アクティ
ブ・ピクセル・センサである。アクティブ・ピクセル・
センサは、標準的なＣＭＯＳプロセスを利用して製作す
ることが可能である。従って、アクティブ・ピクセル・
センサは、デジタル及びアナログ信号処理回路要素と容
易に一体化することが可能である。さらに、ＣＭＯＳ回
路が消費する電力は少量である。
【０００６】図１には、先行技術によるアクティブ・ピ
クセル・センサの略回路図が示されている。アクティブ
・ピクセル・センサは、一般に、アクティブ・ピクセル
・センサのアレイ内に含まれている。アクティブ・ピク
セル・センサには、フォトダイオードＤ１、リセット・
トランジスタＱ１、バイアス・トランジスタＱ２、及
び、選択トランジスタＱ３が含まれている。フォトダイ
オードＤ１は、露光すると、電荷を集める。フォトダイ
オードＤ１は、信号ノードＮ２に容量負荷を加える固有
の容量Ｃｄを備えている。フォトダイオードＤ１によっ
て集められた電荷は、フォトダイオードＤ１のコンデン
サＣｄによって集積され、フォトダイオードＤ１が受け
た光の強度に比例したフォトダイオード電圧を生じる。
フォトダイオード電圧は、フォトダイオードＤ１の陰極
に生じる。
【０００７】リセット・トランジスタは、フォトダイオ
ードのコンデンサＣｄに放電させることによって、フォ
トダイオードＤ１のリセットを可能にする。パルスでＲ
ＳＴ（リセット）ラインを高電位にして、ＲＳＴライン
によるフォトダイオード・コンデンサＣｄからの放電を
生じさせることによって、フォトダイオードの陰極が所
定のリセット電圧になる。図１に示すアクティブ・ピク
セル・センサに関する所定のリセット電圧は、ＲＳＴラ
インの電圧電位からリセット・トランジスタＱ１のしき
い値電圧を引いた値である。
【０００８】ＳＥＬＥＣＴラインにパルスを加え、選択
トランジスタＱ３を導通させることによって、選択トラ
ンジスタＱ３は、コントローラが、特定のアクティブ・
ピクセル・センサのＰＩＸＯＵＴ出力におけるフォトダ
イオード電圧の選択的サンプリングを行えるようにす
る。
【０００９】図２は、図１に示すアクティブ・ピクセル
・センサのフォトダイオードＤ１の信号電圧に関するプ
ロットである。信号電圧は、基準電圧からＰＩＸＯＵＴ
出力の電圧電位を引いた値と定義される。基準電圧は、
信号ノードＮ２が所定のリセット電圧にリセットされる
時の、ＰＩＸＯＵＴの電圧電位と定義される。フォトダ
イオードＤ１が受ける光の強度が強くなるほど、信号電
圧は高くなる。プロットによって示されるように、フォ
トダイオードによって伝導する電荷が増すにつれて、信
号電圧の飽和が始まる。飽和電圧Ｖｓは、フォトダイオ
ードＤ１が受ける光の強度の増大が信号電圧に影響しな
い信号電圧である。フォトダイオードＤ１の飽和は、フ
ォトダイオードＤ１のダイナミック・レンジを制限す
る。有効に検出可能な、アクティブ・ピクセル・センサ
が受ける光の強度範囲は、アクティブ・ピクセル・セン
サが飽和するという事実によって制限される。アクティ
ブ・ピクセル・センサのフォトダイオードＤ１の信号が
飽和すると、アクティブ・ピクセル・センサが受ける光
の強度変化を検出することが不可能になる。さらに、フ
ォトダイオードＤ１が受ける光の強度が、アクティブ・
ピクセル・センサを飽和させるのに必要な光の強度をほ
んのわずかに下回る場合、フォトダイオードＤ１の応答
は、極めて非線形性となる。アクティブ・ピクセル・セ
ンサの動作は、フォトダイオードＤ１の応答が線形であ
る光の強度範囲に制限される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現在
可能であるよりも広い範囲にわたって、アクティブ・ピ
クセル・センサが受ける検出可能な光の強度の変動を可
能にする、アクティブ・ピクセル・センサを提供するこ
とにある。本発明のもう１つの目的は、現在可能である
よりも広い光の強度範囲にわたって、アクティブ・ピク
セル・センサが受ける光の強度を表すアナログ電圧を発
生する、アクティブ・ピクセル・センサを提供すること
にある。本発明のさらにもう１つの目的は、現存するＣ
ＭＯＳ製作プロセスを用いて製造可能なアクティブ・ピ
クセル・センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、現在可
能であるよりも広い光の強度のダイナミック・レンジに
わたって、受ける光の検出可能にするアクティブ・ピク
セル・センサが得られる。アクティブ・ピクセル・セン
サが受ける光の強度が、アクティブ・ピクセル・センサ
の応答を飽和させるのに十分に強い可能性のある場合、
ゲート・コンデンサは、アクティブ・ピクセル・センサ
内においてフォトダイオードと並列に接続される。アク
ティブ・ピクセル・センサは、低レベルの受光強度にお
いて、高レベルの感度を維持する。アクティブ・ピクセ
ル・センサは、低コストのＣＭＯＳ製作プロセスに適合
可能である。
【００１２】本発明の第１の実施態様には、アクティブ
・ピクセル・センサが含まれている。アクティブ・ピク
セル・センサには、フォトダイオードが含まれている。
フォトダイオードは、フォトダイオードが受ける光の強
度の関数として電荷を伝導する。フォトダイオードに
は、フォトダイオードが伝導する電荷を集めて、フォト
ダイオード電圧を発生するダイオード・コンデンサが含
まれている。フォトダイオードの電圧が、所定の電圧未
満まで降下すると、スイッチ式コンデンサは、フォトダ
イオードと並列に接続される。スイッチ式コンデンサが
接続されると、スイッチ式コンデンサのキャパシタンス
が、ダイオード・キャパシタンスに加えられる。アクテ
ィブ・ピクセル・センサには、さらに、コントローラが
フォトダイオード電圧のサンプリングを行えるようにす
る電子回路要素が含まれている。
【００１３】本発明のもう１つの実施態様は、第１の実
施態様と同様であるが、ゲート・コンデンサであるスイ
ッチ式コンデンサが含まれている。
【００１４】本発明の他の態様及び利点については、本
発明の原理を例示した添付の図面に関連して示された、
下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】例示を目的とした図面に示すよう
に、本発明はアクティブ・ピクセル・センサによって実
現される。アクティブ・ピクセル・センサは、現在可能
であるよりも広い光強度のダイナミック・レンジにわた
って、受光強度の検出を可能にする。アクティブ・ピク
セル・センサが受ける光の強度が、アクティブ・ピクセ
ル・センサの応答を飽和させるの十分に強い可能性があ
る場合、ゲート・コンデンサは、アクティブ・ピクセル
・センサ内においてフォトダイオードと並列に接続され
る。さらに、アクティブ・ピクセル・センサが受ける光
の強度が弱い場合、ゲート・コンデンサが、アクティブ
・ピクセル・センサ内においてフォトダイオードと並列
にスイッチされることはない。
【００１６】図３には、アクティブ・ピクセル・センサ
のフォトダイオードＤ２と並列に接続されたゲート・コ
ンデンサＧＣを含む本発明の実施態様が示されている。
ゲート・コンデンサＧＣには、ゲート・コンデンサ・バ
イアスＧＣＢが含まれている。ゲート・コンデンサＧＣ
は、信号ノードＮ１においてフォトダイオードＤ２の陰
極に接続されている。アクティブ・ピクセル・センサに
は、リセット・トランジスタＱ４、バイアス・トランジ
スタＱ５、及び、選択トランジスタＱ６が含まれてい
る。アクティブ・ピクセル・センサには、さらに、電源
電圧Ｖｄｄが含まれている。
【００１７】リセット・トランジスタＱ４は、フォトダ
イオード・コンデンサＣD2に放電させることによって、
フォトダイオードＤ１のリセットを可能にする。パルス
でＲＳＴ（リセット）ラインを高電位にして、ＲＳＴラ
インによるフォトダイオード・コンデンサＣD2からの放
電を生じさせることによって、フォトダイオードＤ２の
陰極が所定のリセット電圧になる。図３に示すアクティ
ブ・ピクセル・センサに関する所定のリセット電圧は、
ＲＳＴラインの電圧電位からリセット・トランジスタＱ
４のしきい値電圧を引いた値である。
【００１８】ＳＥＬ（選択）ラインにパルスを加え、バ
イアス・トランジスタＱ５及び選択トランジスタＱ６を
導通させる電圧電位にすることによって、バイアス・ト
ランジスタＱ５及び選択トランジスタＱ６は、コントロ
ーラが、特定のアクティブ・ピクセル・センサのフォト
ダイオード電圧の選択的サンプリングを行えるようにす
る。バイアス・トランジスタＱ５及び選択トランジスタ
Ｑ６が導通すると、フォトダイオード電圧は、ＰＩＸＯ
ＵＴ出力に結合される。ＰＩＸＯＵＴ出力がサンプリン
グ可能になる。
【００１９】ゲート・コンデンサＧＣは、ＮチャネルＦ
ＥＴのソース及びドレインをフォトダイオードＤ２の陰
極に接続することによって形成される。ゲート・コンデ
ンサＧＣ内のＦＥＴが、電流を導通していない場合、ゲ
ート・コンデンサＧＣが、信号ノードＮ１に接続された
インピーダンスに影響することはない。しかし、ゲート
・コンデンサＧＣ内のＦＥＴが電流を導通している場
合、ゲート・コンデンサは、信号ノードＮ１に容量負荷
を加える。ゲート・コンデンサ内のＦＥＴが導通してい
る場合、ゲート・コンデンサのキャパシタンスは、フォ
ト・ダイオードＤ２のキャパシタンスＣD2と並列に接続
される。
【００２０】ゲート・コンデンサＧＣ内のＦＥＴは、ゲ
ート・コンデンサ・バイアスＧＣＢと信号ノードＮ１の
間の電圧が、ゲート・コンデンサＧＣ内のＦＥＴのしき
い値を超える場合に、電流を導通する。一般に、ゲート
・コンデンサＧＣ内のＦＥＴのしきい値電圧は、ゲート
・コンデンサＧＣ内における有効チャネル長とＦＥＴの
逆ゲート・バイアスによって決まる、０．８〜１．２ボ
ルトの範囲である。
【００２１】フォトダイオードＤ２は、フォト・ダイオ
ードＤ２の露光時に、電荷を伝導する。フォトダイオー
ドＤ２によって伝導される電荷は、信号ノードＮ１に接
続されたコンデンサに集まる。コンデンサに集められた
電荷は、信号ノードＮ１に負電圧を発生する。フォトダ
イオードＤ２によって伝導される電荷量が増すほど、信
号ノードＮ１における電圧電位の低下が大きくなる。フ
ォトダイオードＤ２によって伝導される電荷量は、フォ
トダイオードＤ２が受ける光の強度によって決まる。
【００２２】ゲート・コンデンサ・バイアスＧＣＢは、
一般に、固定電圧電位である。従って、フォトダイオー
ドＤ２が受ける光の強度が十分に強くなると、ゲート・
コンデンサＧＣがオンになる。ゲート・コンデンサＧＣ
がオンになると、フォトダイオードＤ２によって集めら
れた電荷が、より大量のキャパシタンスに蓄積される。
従って、信号ノードＮ１における電圧電位の低下が緩や
かになる。
【００２３】図４には、図３に示す実施態様の等価回路
が示されている。ゲート・コンデンサＧＣは、等価ゲー
ト・コンデンサＣGCとスイッチＳＷによって表されてい
る。スイッチＳＷは、信号ノードＮ１の電圧電位が所定
の電圧電位より低くなると、接続される。所定の電圧電
位は、ゲート・コンデンサ・バイアスＧＣＢの電圧電位
からゲート・コンデンサＧＣ内のＦＥＴのしきい値電圧
を引いた値である。信号ノードＮ１の電圧電位が所定の
電圧電位を超える場合には、スイッチＳＷは接続されな
い。信号ノードＮ１の電圧電位は、フォトダイオードＤ
２によって集められた電荷によって直接的に決まる。フ
ォトダイオードＤ２によって集められる電荷は、フォト
ダイオードが受ける光の強度によって直接的に決まる。
従って、従って、フォトダイオードＤ２が受ける光の強
度が十分に強い場合、スイッチＳＷが接続され、等価ゲ
ート・コンデンサＣGCが信号ノードＮ１に接続されるこ
とになる。
【００２４】図５は、図３に示すアクティブ・ピクセル
・センサのフォトダイオードＤ２の信号電圧に関するプ
ロットである。信号電圧は、基準電圧からＰＩＸＯＵＴ
出力の電圧電位を引いた値と定義される。基準電圧は、
信号ノードＮ１が所定のリセット電圧にリセットされる
時の、ＰＩＸＯＵＴの電圧電位と定義される。プロット
には、ゲート・コンデンサ・バイアスＧＣＢの２つの異
なる値に関する信号電圧が示されている。曲線５１は、
第１のゲート・コンデンサ・バイアスＧＣＢに関する信
号電圧を示すものである。曲線５３は、第２のゲート・
コンデンサ・バイアスＧＣＢに関する信号電圧を示すも
のである。ゲート・コンデンサ内のＦＥＴは、ゲート・
コンデンサ・バイアスの２つの異なる値に関する信号電
圧の異なる値でオンになる。従って、ゲート・コンデン
サＧＣのキャパシタンスが信号ノードＮ１に接続され
る、２つの曲線５１、５３上のポイントは、異なってい
る。
【００２５】両曲線５１、５３とも、ゲート・コンデン
サＧＣが信号ノードＮ１に容量負荷をかけている場合、
アクティブ・ピクセル・センサの感度が変化する。追加
キャパシタンスは、アクティブ・ピクセル・センサが、
信号ノードＮ１における電圧電位が受光強度の増大につ
れて線形に変化しない、非線形領域に入り込むのを阻止
する。
【００２６】図６には、図３に示すアクティブ・ピクセ
ル・センサの実施例が示されている。アクティブ・ピク
セル・センサは、Ｐ型基盤６１０上に形成される。アク
ティブ・ピクセル・センサには、いくつかのｎドープ領
域６１２、６１４、６１６、６１８が含まれている。ア
クティブ・ピクセル・センサには、いくつかのゲート酸
化物領域６２２、６２４、６２６、６２８も含まれてい
る。さらに、アクティブ・ピクセル・センサには、いく
つかのポリシリコン領域６３０、６３２、６３４、６３
６が含まれている。アクティブ・ピクセル・センサに
は、酸化物領域６２０も含まれている。金属領域６４０
によって、ｎドープ領域６１２とポリシリコン領域６３
４が接続される。
【００２７】フォトダイオードＤ２は、ｎドープ領域６
１２とＰ型基盤６１０によって形成される。ゲート・コ
ンデンサＧＣは、ポリシリコン６３０、酸化物領域６２
２、ｎドープ領域６１２、及び、Ｐ型基盤６１０によっ
て形成される。リセット・トランジスタＱ４は、ポリシ
リコン領域６３２、ゲート酸化物領域６２４、ｎドープ
領域６１２、Ｐ型基盤６１０、及び、ｎドープ領域６１
４によって形成される。バイアス・トランジスタＱ５
は、ポリシリコン領域６３４、ゲート酸化物領域６２
６、ｎドープ領域６１４、Ｐ型基盤６１０、及び、ｎド
ープ領域６１６によって形成される。選択トランジスタ
Ｑ６は、ポリシリコン領域６３６、ゲート酸化物領域６
２８、ｎドープ領域６１６、Ｐ型基盤６１０、及び、ｎ
ドープ領域６１８によって形成される。電界酸化物領域
６２０、６２１によって分離が施される。金属領域６４
０によって、ｎドープ領域６１２とポリシリコン領域６
３４の間の電気的相互接続が施される。
【００２８】図７は、アクティブ・ピクセル・センサの
フォトダイオードＤ２と並列に接続された２つ以上のゲ
ート・コンデンサを含む本発明のもう１つの実施態様で
ある。一般に、第１のゲート・コンデンサＧＣ１の第１
のゲート・コンデンサ・バイアスＧＣＢ１は、第２のゲ
ート・コンデンサＧＣ２の第２のゲート・コンデンサ・
バイアスＧＣＢ２とは異なる。従って、各ゲート・コン
デンサＧＣ１、ＧＣ２は、信号ノードＮ１の異なる電圧
電位に関して、信号ノードＮ１に容量負荷をかける。
【００２９】図８には、図７に示す実施態様の等価回路
が示されている。第１のゲート・コンデンサは、第１の
等価ゲート・コンデンサＣGC1と第１のスイッチＳＷ１
によって表されている。第２のゲート・コンデンサは、
第２の等価ゲート・コンデンサＣGC2と第２のスイッチ
ＳＷ２によって表されている。
【００３０】図９は、図７に示すアクティブ・ピクセル
・センサのフォトダイオードＤ２の信号電圧に関するプ
ロットである。信号電圧は、基準電圧からＰＩＸＯＵＴ
出力の電圧電位を引いた値と定義される。基準電圧は、
信号ノードＮ１が所定のリセット電圧にリセットされる
時の、ＰＩＸＯＵＴの電圧電位と定義される。プロット
には、第１の折れ点９１及び第２の折れ点９３が含まれ
ている。折れ点は、第１のゲート・コンデンサＧＣ１内
のＦＥＴ及び第２のゲート・コンデンサＧＣ２内のＦＥ
Ｔが、信号ノードＮ１における電圧電位の低下のために
導通を開始するプロット上のポイントを表している。
【００３１】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００３２】（実施態様１） 以下（ａ）から（ｃ）を
含むことを特徴とする、アクティブ・ピクセル・セン
サ、（ａ）フォトダイオード（Ｄ２）であって、前記フ
ォトダイオード（Ｄ２）は、受ける光の強度の関数とし
て電荷を伝導し、フォトダイオード電圧を発生する前記
フォトダイオード（Ｄ２）によって伝導した電荷を集め
るダイオード容量を備え、（ｂ）フォトダイオード電圧
が所定の電圧電位未満まで降下すると、フォトダイオー
ド（Ｄ２）に並列に接続されるスイッチ式コンデンサで
あって、前記スイッチ式コンデンサの容量は、前記スイ
ッチ式コンデンサが接続されると、前記ダイオード・キ
ャパシタンスに加えられ、（ｃ）前記フォトダイオード
電圧のサンプリング手段。
【００３３】（実施態様２） 前記スイッチ式コンデン
サに、ゲート・コンデンサ（ＧＣ）が含まれることを特
徴とする、実施態様１に記載のアクティブ・ピクセル・
センサ。
【００３４】（実施態様３） 前記スイッチ式コンデン
サ（ＧＣ）に、並列に接続された複数のゲート・コンデ
ンサ（ＧＣ１，ＧＣ２）が含まれることを特徴とする、
実施態様２に記載のアクティブ・ピクセル・センサ。
【００３５】（実施態様４） 前記ゲート・コンデンサ
（ＧＣ）に、ソース及びドレインが前記フォトダイオー
ド（Ｄ２）の陰極に接続されたＦＥＴが含まれることを
特徴とする、実施態様２に記載のアクティブ・ピクセル
・センサ。
【００３６】（実施態様５） 前記ゲート・コンデンサ
（ＧＣ）内のＦＥＴのゲート電圧を選択することによっ
て、所定の電圧電位が選択されることを特徴とする、実
施態様４に記載のアクティブ・ピクセル・センサ。
【００３７】（実施態様６） 前記各ゲート・コンデン
サ（ＧＣ１、ＧＣ２）に、ソース及びドレインが前記フ
ォトダイオード（Ｄ２）の陰極に接続されたＦＥＴが含
まれていることを特徴とする、実施態様３に記載のアク
ティブ・ピクセル・センサ。
【００３８】（実施態様７） 前記各ゲート・コンデン
サ（ＧＣ１、ＧＣ２）内のＦＥＴのゲート電圧を選択す
ることによって、複数の所定の電圧電位が選択されるこ
とを特徴とする、実施態様６に記載のアクティブ・ピク
セル・センサ。
【００３９】（実施態様８） 前記ゲート電圧が可変的
に調整可能であり、これによって、所定の電圧電位が可
変的に調整されることを特徴とする、実施態様５に記載
のアクティブ・ピクセル・センサ。
【００４０】（実施態様９） 前記フォトダイオード電
圧の前記サンプリング手段に、バイアス・トランジスタ
（Ｑ５）と選択トランジスタ（Ｑ６）が含まれることを
特徴とする、実施態様５に記載のアクティブ・ピクセル
・センサ。
【００４１】本発明の特定の実施態様に関して説明し、
例示してきたが、本発明は、このように説明し、例示し
てきた部分の特定の形態または構成に制限することはで
きない。本発明は、請求項による制限しか受けない。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術によるアクティブ・ピクセル・センサ
を示す図である。
【図２】図１に示すアクティブ・ピクセル・センサのフ
ォトダイオードの信号電圧に関するプロット図である。
【図３】アクティブ・ピクセル・センサのフォトダイオ
ードと並列に接続されたゲート・コンデンサを含む本発
明の実施態様を示す図である。
【図４】図３に示す実施態様の等価回路を示す図であ
る。
【図５】図３に示すアクティブ・ピクセル・センサのフ
ォトダイオードの信号電圧に関するプロット図である。
【図６】図３に示すアクティブ・ピクセル・センサの実
施例を示す図である。
【図７】アクティブ・ピクセル・センサのフォトダイオ
ードに並列に接続された２つ以上のゲート・コンデンサ
を含む本発明のもう１つの実施態様の図である。
【図８】図７に示す実施態様の等価回路を示す図であ
る。
【図９】図７に示すアクティブ・ピクセル・センサのフ
ォトダイオードの信号電圧に関するプロット図である。
【符号の説明】
ＣD2：フォトダイオード・コンデンサ ＣGC：等価ゲート・コンデンサ ＣGC1：第１の等価ゲート・コンデンサ ＣGC2：第２の等価ゲート・コンデンサ Ｄ１、Ｄ２：フォトダイオード ＧＣ：ゲート・コンデンサ ＧＣ１：第１のゲート・コンデンサ ＧＣ２：第２のゲート・コンデンサ ＧＣＢ：ゲート・コンデンサ・バイアス ＧＣＢ１：第１のゲート・コンデンサ・バイアス ＧＣＢ２：第２のゲート・コンデンサ・バイアス Ｎ１：信号ノード Ｑ４：リセット・トランジスタ Ｑ５：バイアス・トランジスタ Ｑ６：選択トランジスタ ＳＷ：スイッチ ＳＷ１：第１のスイッチ ＳＷ２：第２のスイッチ ６１０：Ｐ型基板 ６１２、６１４、６１６、６１８：ｎドープ領域 ６２０：酸化物領域 ６２２、６２４、６２６、６２８：ゲート酸化物領域 ６３０、６３２、６３４、６３６：ポリシリコン領域 ６４０：金属領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック・ワイ・チョウ アメリカ合衆国カリフォルニア州フレモン ト レスリー・ストリート 39639 ナン バー189 (72)発明者 キット・エム・チャム アメリカ合衆国カリフォルニア州クパティ ーノ マウント・クレスト・ドライブ 11206

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】以下（ａ）から（ｃ）を含むことを特徴と
    する、アクティブ・ピクセル・センサ、（ａ）フォトダ
    イオード（Ｄ２）であって、前記フォトダイオード（Ｄ
    ２）は、受ける光の強度の関数として電荷を伝導し、フ
    ォトダイオード電圧を発生する前記フォトダイオード
    （Ｄ２）によって伝導した電荷を集めるダイオード容量
    を備え、（ｂ）フォトダイオード電圧が所定の電圧電位
    未満まで降下すると、フォトダイオード（Ｄ２）に並列
    に接続されるスイッチ式コンデンサであって、前記スイ
    ッチ式コンデンサの容量は、前記スイッチ式コンデンサ
    が接続されると、前記ダイオード・キャパシタンスに加
    えられ、（ｃ）前記フォトダイオード電圧のサンプリン
    グ手段。
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