KR102378036B1 - 촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기 - Google Patents

촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 기술은, 화질을 향상시킬 수 있도록 하는 촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기에 관한 것이다. 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 화소의 1렬마다 복수의 신호선과, 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고, 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 고정부는, 복수의 신호선의 전위를 고정한다. 고정부는, 화소의 리셋 동작 전에, 신호선의 전위를 고정한다. 화소로부터의 신호를 판독하기 전에, 신호선의 전위를 항상 소정의 전위로 하는 것이 가능해져서, 판독 시작시의 전위의 편차에 의해 화질이 열화되어 버리는 것을 막는 것이 가능해진다. 본 기술은, 이미지 센서에 적용할 수 있다.

Description

촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기{IMAGING ELEMENT, IMAGING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 기술은, 촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기에 관한 것이다. 상세하게는, 화질의 향상에 기여하는 촬상 소자, 촬상 방법, 전자 기기에 관한 것이다.
근래 주류로 되어 있는 이면 조사형의 촬상 소자에서는, 화소열마다의 수직 신호선의 다개수화가 가능하다. 이에 수반하여 화소부로부터의 고속 신호 판독이나 수직 신호선을 이용한 신호 가산(加算) 등의 아키텍처도 진화하고 있다.
한편으로, 화소열당의 복수의 수직 신호선을 갖는 회로에서는, 수직 신호선의 전압 상태차(狀態差)나 개체차(個體差)에 기인하여, 화질이 열화되어 버릴 가능성이 있다. 특허 문헌 1에서는, 화소열당 1개의 수직 신호선을 갖는 회로에서, Sub 요동 노이즈를 억제하기 위해 중간 전위로 고정함으로써, 화질 열화를 억제하는 것이 제안되어 있다.
일본 특개2005-311932호 공보
열당(列當) 복수의 수직 신호선을 가지며, 임의의 시간에서 판독되지 않는 수직 신호선이 존재하는 화소 판독 회로에서, 리드 리셋 직전의 수직 신호선의 전위가, 복수의 수직 신호선 사이에서 편차가 있으면, 리셋 신호 판독시에 있어서의 수직 신호선부터 플로팅 디퓨전으로의 커플링량(量) 편차나 리드 신호의 세트링 시간 편차가 발생하고, 판독 신호량에 단차(段差)가 발생할 가능성이 있다.
특허 문헌 1과 같이, 화소열당 1개의 수직 신호선을 갖는 회로에서, Sub 요동 노이즈를 억제하기 위해 중간 전위로 고정하도록 한 경우, 단위열에 복수의 수직 신호선을 갖는 화소 판독 회로에 적응하면, 복수 있는 수직 신호선의 인피던스가 다르기 때문에 각 수직 신호선의 중간 전압치에 편차가 생겨 버려, 상기한 판독하는 신호량에 단차가 발생한다는 가능성을 저감할 수 없을 가능성이 있다.
본 기술은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 판독하는 신호량에 단차가 발생하지 않도록 할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 한 측면의 촬상 소자는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과, 상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고, 상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정한다.
상기 고정부는, 상기 화소의 리셋 동작 전에, 상기 신호선의 전위를 고정하도록 할 수 있다.
상기 고정부는, 전위 고정 소자와 스위치로 구성되고, 상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고, 상기 스위치가 액티브한 때, 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하도록 할 수 있다.
상기 고정부는, 전위 고정 소자와 스위치로 구성되고, 상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고, 제1의 화소의 판독이 종료되고, 제2의 화소의 판독이 시작되기까지의 동안, 상기 스위치는 액티브하게 되도록 할 수 있다.
상기 고정부는, 전위 고정 소자를 포함하는 구성으로 되고, 상기 복수의 신호선마다 상기 전위 고정 소자가 접속되고, 제1의 화소의 판독이 종료되고, 제2의 화소의 판독이 시작되기까지의 동안, 상기 전위 고정 소자는 온의 상태가 되도록 할 수 있다.
본 기술의 한 측면의 촬상 방법은, 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과, 상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하는 촬상 소자의 촬상 방법에 있어서, 상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 스텝을 포함한다.
본 기술의 한 측면의 전자 기기는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과, 상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고, 상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자로부터 출력되는 신호에 대해 신호 처리를 행하는 신호 처리부를 구비한다.
본 기술의 한 측면의 촬상 소자, 촬상 방법에서는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 화소의 1렬마다 복수의 신호선과, 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부가 구비된다. 그리고 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 고정부에 의해, 복수의 신호선의 전위가 고정된다.
본 기술의 한 측면에 의하면, 판독하는 신호량에 단차가 발생할 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어느 하나의 효과라도 좋다.
도 1은 촬상 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 고체 촬상 소자의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 촬상 소자의 회로도.
도 4는 촬상 소자의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 5는 촬상 소자의 다른 회로도.
도 6은 촬상 소자의 다른 회로도.
도 7은 촬상 소자의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 8은 내시경에의 적용례를 도시하는 도면.
도 9는 내시경에의 적용례를 도시하는 도면.
도 10은 비전 칩에의 적용례를 도시하는 도면.
이하에, 본 기술을 실시하기 위한 형태(이하, 실시의 형태라고 한다)에 관해 설명한다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. 촬상 장치의 구성에 관해
2. 촬상 소자의 구성에 관해
3. 전위 고정 소자를 갖는 촬상 소자의 구성에 관해
4. 적용례
<촬상 기기의 구성>
이하에 설명하는 본 기술은, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치나, 휴대 전화기 등의 촬상 기능을 갖는 휴대 단말 장치나, 화상 판독부에 촬상 장치를 이용하는 복사기 등, 화상 취입부(광전 변환부)에 촬상 소자를 이용하는 전자 기기 전반에 대해 적용 가능하다.
도 1은, 본 기술에 관한 전자 기기, 예를 들면 촬상 장치의 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 기술에 관한 촬상 장치(10)는, 렌즈군(21) 등을 포함하는 광학계, 고체 촬상 소자(촬상 디바이스)(22), DSP(Digital Signal Processor) 회로(23), 프레임 메모리(24), 표시부(25), 기록부(26), 조작부(27) 및 전원부(28) 등을 갖는다. 그리고, DSP 회로(23), 프레임 메모리(24), 표시부(25), 기록부(26), 조작부(27) 및 전원부(28)가 버스 라인(29)을 통하여 상호 접속되어 있다.
렌즈군(21)은, 피사체로부터의 입사광(상광)을 취입하여 고체 촬상 소자(22)의 촬상면상에 결상한다. 고체 촬상 소자(22)는, 렌즈군(21)에 의해 촬상면상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다.
DSP 회로(23)는, 고체 촬상 소자(22)로부터의 신호를 처리한다. 예를 들면, 상세는 후술하지만, 고체 촬상 소자(22)에는, 초점을 검출하기 위한 화소가 있고, 그와 같은 화소로부터의 신호를 처리하여, 초점을 검출하는 처리를 행한다. 또한, 고체 촬상 소자(22)에는, 촬영된 피사체의 화상을 구축하기 위한 화소가 있고, 그와 같은 화소로부터의 신호를 처리하여, 프레임 메모리(24)에 전개한다는 처리도 행한다.
표시부(25)는, 액정 표시 장치나 유기 EL(electro luminescence) 표시 장치 등의 패널형 표시 장치로 이루어지고, 고체 촬상 소자(22)에서 촬상된 동화 또는 정지화를 표시한다. 기록부(26)는, 고체 촬상 소자(22)에서 촬상된 동화 또는 정지화를, 비디오 테이프나 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 기록 매체에 기록한다.
조작부(27)는, 유저에 의한 조작하에, 본 촬상 장치가 갖는 다양한 기능에 관해 조작 지령을 발한다. 전원부(28)는, DSP 회로(23), 프레임 메모리(24), 표시부(25), 기록부(26) 및 조작부(27)의 동작 전원이 되는 각종의 전원을, 이들 공급 대상에 대해 적절히 공급한다.
상기한 구성의 촬상 장치는, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라, 나아가서는 휴대 전화기 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 촬상 장치로서 이용할 수 있다.
<촬상 소자의 구성에 관해>
도 2는, 고체 촬상 소자(22)의 구성을 도시하는 도면이고, 예를 들면 X-Y 어드레스 방식 촬상 장치의 일종인 CMOS 이미지 센서의 구성의 개략을 도시하는 시스템 구성도이다. 여기서, CMOS 이미지 센서란, CMOS 프로세스를 응용하여, 또는, 부분적으로 사용하여 작성된 이미지 센서이다.
도 2의 CMOS 이미지 센서(100)는, 도시하지 않은 반도체 기판상에 형성된 화소 어레이부(111)와, 당해 화소 어레이부(111)와 같은 반도체 기판상에 집적된 주변 회로부를 갖는 구성으로 되어 있다. 주변 회로부는, 예를 들면, 수직 구동부(112), 칼럼 처리부(113), 수평 구동부(114) 및 시스템 제어부(115)로 구성되어 있다.
CMOS 이미지 센서(100)는 또한, 신호 처리부(118) 및 데이터 격납부(119)를 구비하고 있다. 신호 처리부(118) 및 데이터 격납부(119)에 관해서는, CMOS 이미지 센서(100)와 같은 기판상에 탑재하여도 상관없고, CMOS 이미지 센서(100)와는 다른 기판상에 배치하도록 하여도 상관없다. 또한, 신호 처리부(118) 및 데이터 격납부(119)의 각 처리에 관해서는, CMOS 이미지 센서(100)와는 다른 기판에 마련된 외부 신호 처리부, 예를 들면, DSP(Digital Signal Processor) 회로나 소프트웨어에 의한 처리라도 상관없다.
화소 어레이부(111)는, 수광한 광량에 응한 광전하를 생성하며 또한 축적하는 광전 변환부를 갖는 단위 화소(이하, 단지 「화소」라고 기술하는 경우도 있다)가 행방향 및 열방향으로, 즉, 행렬형상으로 2차원 배치된 구성으로 되어 있다. 여기서, 행방향이란 화소행의 화소의 배열 방향(즉, 수평 방향)을 말하고, 열방향이란 화소열의 화소의 배열 방향(즉, 수직 방향)을 말한다.
화소 어레이부(111)에서, 행렬형상의 화소 배열에 대해, 화소행마다 화소 구동선(116)이 행방향에 따라 배선되고, 화소열마다 수직 신호선(117)이 열방향에 따라 배선되어 있다. 화소 구동선(116)은, 화소로부터 신호를 판독할 때의 구동을 행하기 위한 구동 신호를 전송한다. 도 1에서는, 화소 구동선(116)에 관해 1개의 배선으로서 도시하고 있지만, 1개로 한정되는 것이 아니다. 화소 구동선(116)의 일단은, 수직 구동부(112)의 각 행에 대응한 출력단에 접속되어 있다.
수직 구동부(112)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 화소 어레이부(111)의 각 화소를 전(全) 화소 동시 또는 행 단위 등으로 구동한다. 즉, 수직 구동부(112)는, 당해 수직 구동부(112)를 제어하는 시스템 제어부(115)와 함께, 화소 어레이부(111)의 각 화소를 구동하는 구동부를 구성하고 있다. 이 수직 구동부(112)는 그 구체적인 구성에 관해서는 도시를 생략하지만, 일반적으로, 판독 주사계와 소출(掃出) 주사계의 2개의 주사계를 갖는 구성으로 되어 있다.
판독 주사계는, 단위 화소로부터 신호를 판독하기 위해, 화소 어레이부(111)의 단위 화소를 행 단위로 차례로 선택 주사한다. 단위 화소로부터 판독되는 신호는 아날로그 신호이다. 소출 주사계는, 판독 주사계에 의해 판독 주사가 행하여지는 판독행에 대해, 그 판독 주사보다도 셔터 스피드의 시간분만큼 선행하여 소출 주사를 행한다.
이 소출 주사계에 의한 소출 주사에 의해, 판독행의 단위 화소의 광전 변환부에서 불필요한 전하가 소출됨에 의해 당해 광전 변환부가 리셋된다. 그리고, 이 소출 주사계가 불필요 전하를 소출함(리셋함)에 의해, 이른바 전자 셔터 동작이 행하여진다. 여기서, 전자 셔터 동작이란, 광전 변환부의 광전하를 버리고, 새롭게 노광을 시작하는(광전하의 축적을 시작한) 동작인 것을 말한다.
판독 주사계에 의한 판독 동작에 의해 판독되는 신호는, 그 직전의 판독 동작 또는 전자 셔터 동작 이후에 수광한 광량에 대응하는 것이다. 그리고, 직전의 판독 동작에 의한 판독 타이밍 또는 전자 셔터 동작에 의한 소출 타이밍부터, 이번의 판독 동작에 의한 판독 타이밍까지의 기간이, 단위 화소에서의 광전하의 노광 기간이 된다.
수직 구동부(112)에 의해 선택 주사된 화소행의 각 단위 화소로부터 출력되는 신호는, 화소열마다 수직 신호선(117)의 각각을 통하여 칼럼 처리부(13)에 입력된다. 칼럼 처리부(113)는, 화소 어레이부(111)의 화소열마다, 선택행의 각 화소로부터 수직 신호선(117)을 통하여 출력되는 신호에 대해 소정의 신호 처리를 행함과 함께, 신호 처리 후의 화소 신호를 일시적으로 유지한다.
구체적으로는, 칼럼 처리부(113)는, 신호 처리로서 적어도, 노이즈 제거 처리, 예를 들면 CDS(Correlated Double Sampling ; 상관 이중 샘플링) 처리를 행한다. 이 칼럼 처리부(113)에 의한 CDS 처리에 의해, 리셋 노이즈나 화소 내의 증폭 트랜지스터의 임계치 편차 등의 화소 고유의 고정 패턴 노이즈가 제거된다. 칼럼 처리부(113)에 노이즈 제거 처리 이외에, 예를 들면, AD(아날로그-디지털) 변환 기능을 갖게 하여, 아날로그의 화소 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 것도 가능하다.
수평 구동부(114)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 칼럼 처리부(113)의 화소열에 대응하는 단위 회로를 순번대로 선택한다. 이 수평 구동부(114)에 의한 선택 주사에 의해, 칼럼 처리부(113)에서 단위 회로마다 신호 처리된 화소 신호가 순번대로 출력된다.
시스템 제어부(115)는, 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터 등에 의해 구성되고, 당해 타이밍 제너레이터에서 생성된 각종의 타이밍을 기초로, 수직 구동부(112), 칼럼 처리부(113), 및, 수평 구동부(114) 등의 구동 제어를 행한다.
신호 처리부(118)는, 적어도 연산 처리 기능을 가지며, 칼럼 처리부(113)로부터 출력되는 화소 신호에 대해 연산 처리 등의 여러 가지의 신호 처리를 행한다. 데이터 격납부(119)는, 신호 처리부(118)에서의 신호 처리에 있어서, 그 처리에 필요한 데이터를 일시적으로 격납한다.
<화소의 회로의 구성례>
도 3은, 촬상 소자에 구비되어 있는 화소의 회로의 구성례를 도시하는 도면이다. 도 3에서는, 4화소를 예로 들어, 하나의 수직 신호선에 2화소 접속되어 있는 2화소 공유의 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3에서, 한 화소는, 광전 변환 소자, 예를 들면 포토 다이오드(PD)(201-1)에 더하여, 전송 트랜지스터(202-1), 리셋 트랜지스터(203-1), 증폭 트랜지스터(204-1), 및 선택 트랜지스터(205-1)의 4개의 트랜지스터를 갖는 구성으로 되어 있다.
여기서는, 전송 트랜지스터(202-1), 리셋 트랜지스터(203-1), 증폭 트랜지스터(204-1), 및 선택 트랜지스터(205-1)로서, NchMOS 트랜지스터를 이용한 예를 나타내고 있지만, PchMOS 트랜지스터를 이용하는 것도 가능하다.
포토 다이오드(201-1)는, 애노드가 제1의 전원 전위, 예를 들면 그라운드에 접속되어 있고, 입사광을 그 광량에 응한 전하량의 신호 전하(광 전자)로 광전 변환하고, 당해 신호 전하를 축적한다.
전송 트랜지스터(202-1)는, 드레인이 플로팅 디퓨전(FD)에, 소스가 포토 다이오드(201-1)의 캐소드에, 게이트가 전송 배선(212-1)에 각각 접속되어 있고, 수직 구동부(112)로부터 전송 펄스(TRF)가 전송 배선(212-1)을 통하여 게이트에 주어지면 온(도통) 상태가 되어, 포토 다이오드(201-1)에 축적되어 있는 신호 전하를 플로팅 디퓨전(FD)에 전송한다.
리셋 트랜지스터(203-1)는, 드레인이 제2의 전원 전위, 예를 들면 전원 전위(VDD)의 전원 배선(부도시)에, 소스가 플로팅 디퓨전(FD)에, 게이트가 리셋 배선(211-1)에 각각 접속되어 있고, 수직 구동부(112)로부터 리셋 펄스(RST)가 리셋 배선(211-1)을 통하여 게이트에 주어지면 온 상태가 되어, 플로팅 디퓨전(FD)의 신호 전하를 전원 배선에 버림에 의해 당해 플로팅 디퓨전(FD)을 리셋한다.
증폭 트랜지스터(204-1)는, 드레인이 전원 배선에, 게이트가 플로팅 디퓨전(FD)에 각각 접속되어 있고, 당해 플로팅 디퓨전(FD)의 전위에 대응한 신호를 출력한다.
선택 트랜지스터(205-1)는, 드레인이 증폭 트랜지스터(204-1)의 소스에, 소스가 수직 신호선(117-1)에, 게이트가 선택 배선(213-1)에 각각 접속되어 있고, 수직 구동부(112)로부터 선택 펄스(SEL)가 선택 배선(213-1)을 통하여 게이트에 주어지면 온 상태가 되어 당해 화소를 선택하여, 증폭 트랜지스터(204)로부터 출력되는 화소의 신호를 수직 신호선(117-1)에 판독한다.
수직 신호선(117-1)에는, 포토 다이오드(201-2)를 포함하는 화소도 접속되어 있다. 여기서, 포토 다이오드(201-1)를 포함하는 화소를 화소(A), 포토 다이오드(201-2)를 포함하는 화소를 화소(B), 포토 다이오드(201-3)를 포함하는 화소를 화소(C), 포토 다이오드(201-4)를 포함하는 화소를 화소(D)로 적절히 기재한다.
수직 신호선(117-1)에는, 화소(A)와 화소(B)가 접속되어 있고, 화소(A)와 화소(B)는, 기본적으로 같은 구성을 갖는다. 화소(B)는, 포토 다이오드(201-2)와 전송 트랜지스터(202-1)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 또한, 화소(A)와 화소(B)는, 리셋 트랜지스터(203-1), 증폭 트랜지스터(204-1), 및 선택 트랜지스터(205-1)를 공유하는 구성으로 되어 있다.
수직 신호선(117-2)에는, 화소(C)와 화소(D)가 접속되어 있다. 화소(C)와 화소(D)도, 기본적으로 화소(A)와 같은 구성을 갖는다. 화소(C)는, 포토 다이오드(201-3)와 전송 트랜지스터(202-3)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 화소(D)는, 포토 다이오드(201-4)와 전송 트랜지스터(202-4)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
또한, 화소(C)와 화소(D)는, 리셋 트랜지스터(203-2), 증폭 트랜지스터(204-2), 및 선택 트랜지스터(205-2)를 공유하는 구성으로 되어 있다. 선택 트랜지스터(205-2)는, 수직 신호선(117-2)에 접속되어 있다.
수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)에는, 정전류원(223)이 접속되어 있다. 정전류원(223)은, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)에 각각 정전류(I)를 정상적으로 흘리기 위한 회로이다.
수직 신호선(117-1)에는, 트랜지스터(221-1)와 트랜지스터(222-1)가 접속되어 있다. 수직 신호선(117-1)으로부터 화소 신호가 판독되는 경우, 이들의 트랜지스터에 선택 배선(224-1)을 통하여 선택 펄스(LSEL1)가 공급된다.
마찬가지로, 수직 신호선(117-2)에는, 트랜지스터(221-2)와 트랜지스터(222-2)가 접속되어 있다. 수직 신호선(117-2)으로부터 화소 신호가 판독되는 경우, 이들의 트랜지스터에 선택 배선(224-2)을 통하여 선택 펄스(LSEL2)가 공급된다.
선택되어 있는 수직 신호선(117-1) 또는 수직 신호선(117-2)으로부터의 화소 신호는, ADC(225)에서 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환된다.
도 4는, 도 3에 도시한 CMOS 이미지 센서의 구동 타이밍을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 4의 상측부터 차례로, 리셋 펄스(RST1)는, 리셋 배선(211-1)에서의 신호를 나타내고, 전송 펄스(TRG10)는, 전송 배선(212-1)에서의 신호를 나타내고, 전송 펄스(TRG11)는, 전송 배선(212-2)에서의 신호를 나타내고, 선택 펄스(SEL1)는, 선택 배선(213-1)에서의 신호를 나타낸다.
또한 리셋 펄스(RST2)는, 리셋 배선(211-2)에서의 신호를 나타내고, 전송 펄스(TRG22)는, 전송 배선(212-3)에서의 신호를 나타내고, 전송 펄스(TRG23)는, 전송 배선(212-4)에서의 신호를 나타내고, 선택 펄스(SEL2)는, 선택 배선(213-2)에서의 신호를 나타낸다.
또한, 선택 펄스(LSEL1)는, 선택 배선(224-1)에서의 신호를 나타내고, 선택 펄스(LSEL2)는, 선택 배선(224-2)에서의 신호를 나타낸다. 또한, 수직 신호선(1)은, 수직 신호선(117-1)의 전위를 나타내는 신호이고, 수직 신호선(2)은, 수직 신호선(117-2)의 전위를 나타내는 신호이다.
도 4에서는, 설명을 위해 종축 스케일을 다르게 하고 있다. 선택 펄스(SEL), 리셋 펄스(RST), 전송 펄스(TRG), 및 선택 펄스(LSEL)에 관해서는“H"레벨의 상태가 액티브 상태로 한다.
시간(Ta)에서, 화소(A)로부터의 판독이 행하여진다. 선택 펄스(LSEL1)와 선택 펄스(SEL1)가 액티브하게 되면 동시에, 리셋 펄스(RST1)가 들어감으로써, 화소(A)의 플로팅 디퓨전(FD)이 리셋 트랜지스터(203-1)에 의해 리셋되고, 이 리셋 후의 플로팅 디퓨전(FD)의 전위가 리셋 레벨로서 증폭 트랜지스터(204-1)에 의해 증폭 후, 선택 트랜지스터(205-1)에 의해, 수직 신호선(117-1)에 출력된다.
이 리셋 레벨의 출력 후, 전송 펄스(TRF10)가 들어감으로써, 포토 다이오드(201-1)의 신호 전하(광 전자)가 전송 트랜지스터(202-1)에 의해 플로팅 디퓨전(FD)에 전송되고, 이 전송 후의 플로팅 디퓨전(FD)의 전위가 신호 레벨로서 증폭 트랜지스터(204-1)에 의해 증폭 후, 선택 트랜지스터(205-1)에 의해, 수직 신호선(117-1)에 출력된다. 이들 리셋 레벨 및 신호 레벨은 순차적으로, 수직 신호선(117-1)을 통하여 칼럼 처리부(113)(도 2)에 보내진다.
화소(A)로부터의 판독이 종료되면, 다음의 시간인 시간(Tb)에서, 화소(B)로부터의 판독이 행하여진다. 수직 신호선(117-1)을 선택하는 선택 펄스(LSEL1)는, 화소(A)의 판독의 때로부터 액티브한 상태가 유지되어 있다.
선택 펄스(LSEL1)가 액티브한 때에, 선택 펄스(SEL1)가 재차 액티브하게 되는 동시에, 리셋 펄스(RST1)가 들어감으로써, 화소(B)의 플로팅 디퓨전(FD)이 리셋 트랜지스터(203-1)에 의해 리셋되고, 이 리셋 후의 플로팅 디퓨전(FD)의 전위가 리셋 레벨로서 증폭 트랜지스터(204-1)에 의해 증폭 후, 선택 트랜지스터(205-1)에 의해, 수직 신호선(117-1)에 출력된다.
이 리셋 레벨의 출력 후, 전송 펄스(TRF11)가 들어감으로써, 포토 다이오드(201-2)의 신호 전하(광 전자)가 전송 트랜지스터(202-2)에 의해 플로팅 디퓨전(FD)에 전송되고, 이 전송 후의 플로팅 디퓨전(FD)의 전위가 신호 레벨로서 증폭 트랜지스터(204-1)에 의해 증폭 후, 선택 트랜지스터(205-1)에 의해, 수직 신호선(117-1)에 출력된다. 이들 리셋 레벨 및 신호 레벨은 순차적으로, 수직 신호선(117-1)을 통하여 칼럼 처리부(113)(도 2)에 보내진다.
이와 같이, 동일한 수직 신호선(117-1)에 접속되어 있는 화소(A)와 화소(B)는, 타이밍을 어긋내어 판독이 행하여진다.
이후, 수직 신호선(117-2)에 접속되어 있는 화소(C)와 화소(D)로부터의 신호의 판독이 행하여진다. 화소(C)에 대한 판독은, 시간(Tc)에서 행하여지고, 화소(D)에 대한 판독은, 시간(Td)에서 행하여진다. 화소(C)와 화소(D)로부터의 판독은, 화소(A)와 화소(B)의 판독과 기본적으로 마찬가지로 행하여지기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
칼럼 처리부(113)에서는, 예를 들면, 리셋 레벨과 신호 레벨과의 차를 취함으로써 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하는 CDS 처리, CDS 처리 후의 신호의 유지, 또는 증폭 등의 여러 가지의 신호 처리가 행하여진다.
여기서, 재차 도 3, 도 4를 참조한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 열당의 복수의 수직 신호선을 가지며, 임의의 시간에 판독되지 않는 수직 신호선이 존재하는 화소 판독 회로에서, 리드 리셋 직전의 수직 신호선의 전위가, 복수의 수직 신호선 사이에서 편차기 있으면, 리셋 신호의 판독시에 있어서의 수직 신호선에서 플로팅 디퓨전(FD)에의 커플링량의 편차나 리드 신호의 세트링 시간 편차가 발생하고, 판독하는 신호량에 단차가 발생할 가능성이 있다.
도 4의 타이밍 차트가, 예를 들면, 같은 흑레벨의 화상을 촬상한 때에 얻어지는 차트라고 한다. 전술한 발생 메커니즘에 의해, 화소(A 내지 D)의 각각으로부터 판독되고, AD 변환된 결과에는, 차분(差分)이 발생할 가능성이 있다. 본래는, 같은 흑레벨의 화상을 촬상한 때이기 때문에, 화소(A 내지 D)의 각각으로부터 판독되는 신호 레벨은, 동일하다.
도 4를 참조하면, 화소(A)로부터의 판독이 시작되는 시점의 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Va)이고, 화소(B)로부터의 판독이 시작되는 시점의 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Vb)이다. 마찬가지로, 화소(C)로부터의 판독이 시작되는 시점의 수직 신호선(117-2)의 전위는, 전위(Vc)이고, 화소(D)로부터의 판독이 시작되는 시점의 수직 신호선(117-2)의 전위는, 전위(Vd)이다.
상기한 이유에 의해, 전위(Va), 전위(Vb), 전위(Vc), 전위(Vd)는, 각각 다른 값이 될 가능성이 있다. 이와 같이, 판독 시작의 시점의 전위에 편차가 있으면, 최종적으로, AD 변환 후에 얻어지는 값도 편차가 생길 가능성이 있다. 따라서, 상기한 바와 같이, 같은 흑레벨의 화상을 촬영하여도, 화소로부터의 신호 레벨이 흐트러져, 얼룩이 있는 화상이 되어 버릴 가능성이 있다.
예를 들면, 복수 수직 신호선 사이의 전위의 편차가 수속할 때까지의 세트링 시간을 충분히 확보하면 개선 방향을 향할 가능성은 있다. 그렇지만, 세트링 시간을 길게 하면, 그만큼 판독에 걸리는 시간이 길어지고, 고속 판독 동작을 할 수 없게 되어 버린다.
<전위 고정 소자를 갖는 촬상 소자의 구성에 관해>
그래서, 고속 판독 동작을 실현하면서도, 상기한 바와 같은 화소 신호의 편차가 생기지 않는 촬상 소자에 관해 설명한다.
도 5는, 본 기술을 적용한 촬상 소자의 한 실시의 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5에 도시한 촬상 소자의 구성에서, 도 3에 도시한 촬상 소자와 같은 구성의 부분에는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 촬상 소자는, 도 3에 도시한 촬상 소자와 같이, 1렬에 배치된 화소, 이 경우, 화소(A 내지 D)에 대해, 복수의 수직 신호선, 이 경우, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)이 마련되어 있는 구성으로 되어 있다.
도 5에 도시한 촬상 소자와, 도 3에 도시한 촬상 소자를 비교한다. 도 5에 도시한 촬상 소자는, 도 3에 도시한 촬상 소자에 전위 고정 소자(301)와 접속 스위치(302)를 추가한 구성으로 되고, 기타의 구성은 마찬가지이다.
전위 고정 소자(301)는, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 전위를 소정의 값으로 고정하기 위한 전압을 부가하기 위한 소자이다. 전위 고정 소자(301)의 전압은, 스위치(302)와 스위치(303)가 닫혀져 있을 때에, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)에 걸린다.
도 5에 도시한 스위치(302)와 스위치(303)는, NMOS 스위치로 되어 있지만, CMOS 스위치라도 좋다.
여기서는, 1렬에 배치된 화소(A)내지 화소(D)에 대해, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 2개의 수직 신호선이 있는 경우를 예로 들어 설명하고 있기 때문에, 스위치도 스위치(302)와 스위치(303)의 2개 있는 경우를 예로 들어 설명하지만, 수직 신호선이 N개 있는 경우, 스위치도 그들 수직 신호선에 맞추어서 N개 갖는 구성으로 된다.
스위치(302), 스위치(303)는, 스위치 배선(304)을 통하여 공급되는 스위치 펄스(SHORT)에 응하여 개폐를 행한다. 스위치(302)는, 수직 신호선(117-1)에 접속되고, 스위치(303)는, 수직 신호선(117-2)에 접속되어 있다.
따라서, 스위치(302)가 닫혀지면, 수직 신호선(117-1)에, 전위 고정 소자(301)로부터의 전압이 걸리는 상태가 된다. 마찬가지로, 스위치(303)가 닫혀지면, 수직 신호선(117-2)에, 전위 고정 소자(301)로부터의 전압이 걸리는 상태가 된다. 이하에 설명하는 바와 같이, 스위치(302)와 스위치(303)는, 같은 타이밍에서 닫히고, 같은 타이밍에서 열린다.
스위치 배선(304)을 통하여 공급된 스위치 펄스(SHORT)는, 스위치(302, 303)를 구동하는 펄스이고, 매 행의 리드 리셋 시작 전에 일정한 시간만큼 액티브한 상태가 된다.
스위치를 액티브한 상태로 하는 시간은, 상기한 흑레벨 단차가 문제가 되지 않는 레벨이 될 때까지에 필요한 수직 신호선의 세트링 기간으로 할 수 있다. 또한 스위치 펄스(SHORT)가 비(非)액티브하게 되는 타이밍은, 리드 리셋의 세트링에 영향이 없는 범위까지 확장시키는 것이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 촬상 소자에 관한 회로에서는, 스위치 펄스(SHORT)가, 액티브인 동안은, 스위치(302), 스위치(303)가 닫혀짐에 의해, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)은, 쇼트되고, 동전위가 된다.
또한 스위치(302, 303)의 앞에 있는 전위 고정 소자(301)에 의해, 액티브한 동안의 절대 전압치도 결정된다. 이 전위 고정 소자(301)는, 임의의 전압 발생원 회로로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 수직 신호선(117-1, 117-2)에, 전위 고정 소자(301)와 스위치(302, 303)로 구성된 회로와 같은 주지(主旨)의 회로, 예를 들면, 수직 신호선을 클램프하는 회로가 있는 경우는, 전위 고정 소자(301)를 삭제한 구성으로 하는 것도 가능하다.
도 6에 촬상 소자의 다른 회로 구성을 도시한다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 스위치를 마련하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다. 도 6에 도시한 촬상 소자의 회로 구성은, 도 5에 도시한 촬상 소자의 회로 구성에서, 스위치(302), 스위치(303)를 삭제한 구성으로 되고, 전위 고정 소자(301)가, 직접 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)에 접속된 구성으로 되어 있다.
전위 고정 소자(301)가 가파른 상승을 갖는 전압을 공급할 수 있는 소자인 경우, 환언하면, 복수의 수직 신호선의 전위를, 소정의 시간 내에, 소정의 전위로 할 수 있는 소자라면, 전위 고정 소자(301)의 온, 오프를 제어함으로써, 스위치를 마련한 때와 같은 효과를 얻을 수 있는 회로 구성으로 할 수 있다.
여기서는, 도 5에 도시한 스위치를 갖는 구성의 경우를 예로 들어 설명을 계속한다.
도 7은, 도 6에 도시한 CMOS 이미지 센서의 구동 타이밍을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 7에 도시한 타이밍 차트에서, 리셋 펄스(RST1), 전송 펄스(TRG10), 전송 펄스(TRG11), 선택 펄스(SEL1), 리셋 펄스(RST2), 전송 펄스(TRG22), 전송 펄스(TRG23), 선택 펄스(SEL2), 선택 펄스(LSEL1), 및 선택 펄스(LSEL2)는, 도 4에 도시한 타이밍 차트와 같다.
즉, 도 5에 도시한 촬상 소자에서도, 화소(A) 내지 화소(D)로부터의 판독 동작은, 도 3에 도시한 촬상 소자와 마찬가지로 행하여진다. 그렇지만, 도 5에 도시한 촬상 소자에서는, 판독의 시작 전(리드 리셋 시작 전)에, 모든 수직 신호선이 동일한 전위가 되는 점이 다르다. 이에 관해, 설명을 가한다.
시간(Ta)에서, 화소(A)(포토 다이오드(201-1))로부터의 판독이 행하여지는데, 이 판독이 행하여지기 전의 시간(Ta")에서, 스위치 펄스(SHORT)가, 스위치 배선(304)을 통하여, 스위치(302)와 스위치(303)에 주어지면 액티브한 상태가 되어, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 전위는, 전위 고정 소자(301)에서 규정된 전위로 설정된다.
도 7에 도시한 예에서는, 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Va')가 된다. 또한 수직 신호선(117-2)의 전위도, 전위(Va')가 된다. 이와 같이, 화소(A)로부터의 판독이 시작되는 시점에서, 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Va')가 된다. 이 전위(Va')는, 전위 고정 소자(301)의 전위와 같다.
화소(A)로부터의 판독이 종료되면, 화소(B)로부터의 판독이 시작되는데, 화소(B)로부터의 판독이 시작되기까지의 시간(Tb")의 동안, 시간(Ta")일 때와 같은 처리가 실행됨으로써, 수직 신호선(117-1)의 전위가 설정된다.
화소(A)로부터의 판독이 행하여지는 시간(Ta)과, 화소(B)로부터의 판독이 행하여지는 시간(Tb) 사이의 시간인 시간(Tb")에서, 스위치 펄스(SHORT)가, 스위치 배선(304)을 통하여, 스위치(302)와 스위치(303)에 주어져서, 액티브한 상태가 된다. 그 결과, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 전위는, 전위 고정 소자(301)에서 규정된 전위로 설정된다.
도 7에 도시한 예에서는, 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Vb')가 되고, 수직 신호선(117-2)의 전위도, 전위(Vb')가 된다. 이와 같이, 화소(B)로부터의 판독이 시작되는 시점에서, 수직 신호선(117-1)의 전위는, 전위(Vb')가 된다. 이 전위(Vb')는, 전위 고정 소자(301)의 전위와 같다. 따라서, 전위(Va')와 전위(Vb')는 동전위가 된다.
또한 마찬가지로, 화소(C)와 화소(D)의 판독이 행하여진다. 화소(C)의 판독이 시작되기 전의 시간(Tc")에서, 시간(Ta")이나 시간(Tb")일 때와 같이, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 전위가, 전위(Vc')로 설정된다. 또한 마찬가지로, 시간(Td")에서, 수직 신호선(117-1)과 수직 신호선(117-2)의 전위가, 전위(Vd')로 설정된다.
전위(Vc')와 전위(Vd')도, 전위 고정 소자(301)의 전위와 같다. 따라서, 전위(Vc')와 전위(Vd')는 동전위가 된다.
이 경우, 화소(A)의 판독이 시작될 때의 수직 신호선(117-1)의 전위(Va'), 화소(B)의 판독이 시작될 때의 수직 신호선(117-1)의 전위(Vb'), 화소(C)의 판독이 시작될 때의 수직 신호선(117-2)의 전위(Vc'), 및 화소(D)의 판독이 시작될 때의 수직 신호선(117-2)의 전위(Vd')는, 전부 같은 전위가 된다.
이와 같이, 도 5에 도시한 촬상 소자의 회로에서는, 소정의 화소로부터의 판독이 시작되기 전에는, 반드시, 수직 신호선의 전위가, 소정의 값이 되는 초기화의 처리가 실행된다. 따라서, 소정의 화소로부터의 판독이 시작되기 전에는, 반드시, 수직 신호선의 전위가, 소정의 값으로 된다.
이에 의해, 모든 화소에서, 판독 시작 시점(리드 리셋 시작 시점)의 수직 신호선의 전위가 동일한 전위의 상태로부터 판독이 시작되도록 할 수 있다. 즉, 판독 시작시에, 화소에 의해 판독 시작시의 전위가 다르다는 상황이 발생하는 것을 없애는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 기술에 의하면, 복수 있는 수직 신호선의 리드 시작시의 초기 전압치를, 단시간에 항상 일정치에 고정할 수 있고, 임의의 수직 신호선에서 리드 때에 발생한 플로팅 디퓨전(FD)에의 커플링량, 및 리드 판독에 필요한 세트링 시간의 편차를 저감시키는 것이 가능해진다.
이에 의해, 리드 동작 전의 수직 신호선의 전위 상태에 의존하여 발생하고 있던 화질 열화를 해소할 수 있다.
또 본 기술에 의하면, 리드 리셋 전의 복수의 수직 신호선 사이 전압차를 고정밀도(10㎷ 이하)로 작게 억제하는 것이 단시간에 가능해진다.
또한, 상술한 실시의 형태에서는, 수직 신호선(117)에 대해 스위치(302) 등이 마련되어 있는 예를 나타냈지만, 수직 신호선 이외의 선에 대해, 본 기술을 적용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 어떠한 신호를 판독하는 신호선의 전위를, 판독을 시작하는 시점에서, 항상 동일한 전위로 하여 두고 싶은 경우 등에 본 기술을 적용할 수 있다.
<적용례>
이하, 상기한 위상차 검출 화소를 포함하는 초점 검출 장치의 적용례에 관해 설명한다. 상기 실시의 형태에서의 고체 촬상 소자(22)는 모두, 다양한 분야에서의 전자 기기에 적용 가능하고, 도 1에 도시한 촬상 장치(카메라) 외에, 여기서는, 그 한 예로서, 내시경(內視鏡) 카메라, 비전 칩(인공 망막(網膜))에 관해 설명한다.
도 8은, 적용례에 관한 내시경 카메라(캡슐형 내시경 카메라(400A))의 전체 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 캡슐형 내시경 카메라(400A)는, 광학계(410)와, 셔터 장치(420)와, 고체 촬상 소자(22)와, 구동 회로(440)와, 신호 처리 회로(430)와, 데이터 송신부(450)와, 구동용 배터리(460)와, 자세(방향, 각도) 감지용의 자이로 회로(470)를 구비하고 있다.
광학계(410)는, 피사체로부터의 상광(입사광)을 고체 촬상 소자(22)의 촬상면상에 결상시키는 1 또는 복수의 촬상 렌즈를 포함하는 것이다. 셔터 장치(420)는, 고체 촬상 소자(22)에의 광조사 기간(노광 기간) 및 차광 기간을 제어하는 것이다. 구동 회로(440)는, 셔터 장치(420)의 개폐 구동을 행함과 함께, 고체 촬상 소자(22)에서의 노광 동작 및 신호 판독 동작을 구동하는 것이다.
신호 처리 회로(430)는, 고체 촬상 소자(22)로부터의 출력 신호에 대해, 소정의 신호 처리, 예를 들면 디모자이크 처리나 화이트 밸런스 조정 처리 등의 각종 보정 처리를 시행하는 것이다.
광학계(410)는, 4차원 공간에서의 복수의 방위(예를 들면 전(全)방위)에서의 촬영이 가능하게 되어 있는 것이 바람직하고, 1 또는 복수의 렌즈에 의해 구성되어 있다. 단, 본 예에서는, 신호 처리 회로(430)에서의 신호 처리 후의 영상 신호(D1) 및 자이로 회로(470)로부터 출력되는 자세 감지 신호(D2)는, 데이터 송신부(450)를 통하여 무선 통신에 의해 외부의 기기에 송신되도록 되어 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서의 이미지 센서를 적용 가능한 내시경 카메라로서는, 상기한 바와 같은 캡슐형의 것으로 한하지 않고, 예를 들면 도 9에 도시한 바와 같은 삽입형의 내시경 카메라(삽입형 내시경 카메라(400B))라도 좋다.
삽입형 내시경 카메라(400B)는, 상기 캡슐형 내시경 카메라(400A)에서의 일부의 구성과 마찬가지로 광학계(410), 셔터 장치(420), 고체 촬상 소자(22), 구동 회로(440), 신호 처리 회로(430) 및 데이터 송신부(450)를 구비하고 있다. 단, 이 삽입형 내시경 카메라(400B)는, 또한, 장치 내부에 격납 가능한 암(480a)과, 이 암(480a)를 구동한 구동부(480)가 부설되어 있다. 이와 같은 삽입형 내시경 카메라(400B)는, 구동부(480)에 암 제어 신호(CTL)을 전송하기 위한 배선(490A)과, 촬영 화상에 의거한 영상 신호(Dout)를 전송하기 위한 배선(490B)을 갖는 케이블(490)에 접속되어 있다.
도 10은, 다른 적용례에 관한 비전 칩(비전 칩(500))의 전체 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 비전 칩(500)은, 눈의 안구(E1)의 속측(奧側)의 벽(시각 신경을 갖는 망막(E2))의 일부에, 매입되어 사용되는 인공 망막이다. 이 비전 칩(500)은, 예를 들면 망막(E2)에서의 신경절 세포(C1), 수평 세포(C2) 및 시세포(C3)중의 어는 하나의 일부에 매설되어 있고, 예를 들면 고체 촬상 소자(22)와, 신호 처리 회로(510)와, 자극 전극부(520)를 구비하고 있다.
이에 의해, 눈에의 입사광에 의거한 전기 신호를 고체 촬상 소자(22)에서 취득하고, 그 전기 신호를 신호 처리 회로(510)에서 처리함에 의해, 자극 전극부(520)에 소정의 제어 신호를 공급한다. 자극 전극부(520)는, 입력된 제어 신호에 응하여 시각 신경에 자극(전기 신호)을 주는 기능을 갖는 것이다.
본 기술은, 이와 같은 장치에 대해서도 적용 가능하다.
본 명세서에서, 시스템이란, 복수의 장치에 의해 구성되는 장치 전체를 나타내는 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 또한 다른 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고,
상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 촬상 소자.
(2)
상기 고정부는, 상기 화소의 리셋 동작 전에, 상기 신호선의 전위를 고정하는 상기 (1)에 기재된 촬상 소자.
(3)
상기 고정부는, 전위 고정 소자와 스위치로 구성되고,
상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
상기 스위치가 액티브한 때, 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 촬상 소자.
(4)
상기 고정부는, 전위 고정 소자와 스위치로 구성되고,
상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
제1의 화소의 판독이 종료되고, 제2의 화소의 판독이 시작되기까지의 동안, 상기 스위치는 액티브하게 되는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 촬상 소자.
(5)
상기 고정부는, 전위 고정 소자를 포함하는 구성으로 되고,
상기 복수의 신호선마다 상기 전위 고정 소자가 접속되고,
제1의 화소의 판독이 종료되고, 제2의 화소의 판독이 시작되기까지의 동안, 상기 전위 고정 소자는 온의 상태가 되는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 촬상 소자.
(6)
광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하는 촬상 소자의 촬상 방법에 있어서,
상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 스텝을 포함하는 촬상 방법.
(7)
광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
상기 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고,
상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 촬상 소자와,
상기 촬상 소자로부터 출력되는 신호에 대해 신호 처리를 행하는 신호 처리부를 구비하는 전자 기기.
117 : 수직 신호선
201 : 포토 다이오드
202 : 전송 트랜지스터
203 : 리셋 트랜지스터
204 : 증폭 트랜지스터
205 : 선택 트랜지스터
301 : 전위 고정 소자
302, 303 : 스위치

Claims (5)

  1. 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
    상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고,
    상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하며,
    상기 고정부는,
    하나의 전위 고정 소자와 복수의 스위치로 구성되고,
    상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
    상기 복수의 스위치가 액티브한 때, 하나의 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속되고, 상기 복수의 신호선은 쇼트되어 동전위가 됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는, 상기 화소의 리셋 동작 전에, 상기 신호선의 전위를 고정하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  3. 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
    상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고,
    상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하며,
    상기 고정부는,
    하나의 전위 고정 소자와 복수의 스위치로 구성되고,
    상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
    제1의 화소의 판독이 종료되고, 제2의 화소의 판독이 시작되기까지의 동안, 상기 복수의 스위치는 액티브하게 되고, 하나의 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속되고, 상기 복수의 신호선은 쇼트되어 동전위가 됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  4. 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
    상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하는 촬상 소자의 촬상 방법에 있어서,
    상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 스텝을 포함하며,
    상기 고정부는,
    하나의 전위 고정 소자와 복수의 스위치로 구성되고,
    상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
    상기 복수의 스위치가 액티브한 때, 하나의 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속되고, 상기 복수의 신호선은 쇼트되어 동전위가 됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
  5. 광전 변환 소자를 포함하는 화소로부터의 신호를 판독하는 신호선으로서, 상기 화소의 1렬마다 복수의 신호선과,
    상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 고정부를 구비하고,
    상기 복수의 신호선 중의 소정의 신호선에서 신호의 판독을 시작하기 전의 시점에서, 상기 고정부는, 상기 복수의 신호선의 전위를 고정하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자로부터 출력되는 신호에 대해 신호 처리를 행하는 신호 처리부를 구비하며,
    상기 고정부는,
    하나의 전위 고정 소자와 복수의 스위치로 구성되고,
    상기 복수의 신호선마다 상기 스위치가 마련되고,
    상기 복수의 스위치가 액티브한 때, 하나의 상기 전위 고정 소자와 상기 복수의 신호선이 접속되고, 상기 복수의 신호선은 쇼트되어 동전위가 됨으로써, 상기 복수의 신호선의 전위를 소정의 전위로 고정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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