KR20170023795A

KR20170023795A - 촬상 소자 및 촬상 소자의 구동 방법, 전자 기기 및 프로그램

Info

Publication number: KR20170023795A
Application number: KR1020167031833A
Authority: KR
Inventors: 코우시 우에무라
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-03-06
Also published as: WO2015198877A1; US10021332B2; KR102383184B1; CN106464821A; JP6609553B2; JPWO2015198877A1; US20170127004A1; CN106464821B

Abstract

본 기술은, 부전압 용량을 크게 하는 일 없이, 부전압의 변동을 억제할 수 있도록 하는 촬상 소자 및 촬상 소자의 구동 방법, 전자 기기 및 프로그램에 관한 것이다. 촬상 소자의 판독 트랜지스터 중, 판독행 이외의 행의 판독 트랜지스터에 공급하는 부전압으로서, 부전압(VRL1, VRL2)의 2계통 준비하고, 노광 및 리셋시 이외에는, 부전압(VRL2)을 공급하고, 그 이외의 타이밍에서 부전압(VRL1)을 공급하도록 한다. 이에 의해, 노광 및 리셋시에 부전압(VRL2)이 변동하여도 그 이외의 화소 데이터의 판독의 타이밍에서는, 안정된 부전압(VRL1)이 공급되기 때문에, 변동이 억제된다. 본 기술은 촬상 소자에 적용할 수 있다.

Description

촬상 소자 및 촬상 소자의 구동 방법, 전자 기기 및 프로그램{IMAGING ELEMENT AND IMAGING-ELEMENT DRIVE METHOD, ELECTRONIC DEVICE, AND PROGRAM}

본 기술은, 촬상 소자 및 촬상 소자의 구동 방법, 전자 기기 및 프로그램에 관한 것으로, 특히, 화질을 향상할 수 있도록 한 촬상 소자 및 촬상 소자의 구동 방법, 전자 기기 및 프로그램에 관한 것이다.

종래의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서는, 화소 신호의 판독 트랜지스터를 OFF 하고 있는 경우, 화소 특성 향상을 위해, 판독 트랜지스터의 게이트에, 판독 제어 신호선(TR)(0 내지 m : m은, 판독행을 식별하는 식별자이다)을 통하여 차지 펌프에서 생성한 부전압(VRL)을 입력하고 있다. 즉, 화소 신호 판독 트랜지스터는, 판독행 이외 전부에서 OFF로 되어 있기 때문에, 판독 제어 신호선의 거의 전부에 부전압(VRL)이 입력되어 있다.

한편, 부전압(VRL)이 입력되어 있는 제어 신호선은 물리적으로, 화소부상에 배선된 구조로 되기 때문에, 수직 전송선(VSL)(0 내지 n : n은 수직 전송선(VSL)을 식별하는 식별자)이나 플로팅 디퓨전(FD)(0 내지 i : i은 플로팅 디퓨전(FD)을 식별하는 식별자)과 커플링 성분을 갖게 되기 때문에, 그 수직 전송선(VSL)(0 내지 n) 및 플로팅 디퓨전(FD)(0 내지 i)을 통하여, 부전압(VRL)의 변동 성분이 수직 전송선(VSL)(0 내지 n)의 화소 데이터를 열화시킨다.

예를 들면, 상관 2중 샘플링 신호 처리를 행하는 경우에도, 부전압 변동에 의한 노이즈 성분이나, 샘플링 사이에서의 오프셋 성분을 제거하기는 어렵고, AD(Analog/Digital) 변환한 화소 신호에 노이즈로서 남아 촬상한 화상의 화질을 열화시킨다(특허 문헌 1, 2 참조).

또한, 부전압(VRL)의 변동 성분으로서는, 차지 펌프 자신이 발생하는 노이즈와, 커플링이나 화소 구동에 의한 변동의 2개를 들 수 있다.

이 중, 차지 펌프 자신이 발생하는 노이즈에 관해서는 해결하는 기술이 몇 가지 제안되어 있다(특허 문헌 3, 4 참조).

한편, 커플링이나 화소 구동에 의한 변동에 관해서는, 부전압 용량을 크게 하여 대응하고 있는 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2000-152082호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개2005-323331호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개2003-348822호 공보 특허 문헌 4 : 일본 특개2008-042305호 공보

그러나, 커플링이나 화소 구동에 의한 변동에 관해서는, 부전압 용량을 크게 하여도, 완전하게 변동을 억제할 수가 없다.

또한, 부전압 용량을 크게 하려고 하면, 커플링량 및 전송 부하는 화소수에 비례하여 커지기 때문에 이미지 센서의 대형화에 불리한 것으로 된다.

본 기술은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 특히, 부전압 용량을 크게 하는 일 없이, 부전압의 변동을 억제할 수 있도록 하여 화질을 향상시키는 것이다.

본 기술의 한 측면의 촬상 소자는, 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급된다.

상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되도록 할 수 있다.

펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부를 또한 포함시키도록 할 수 있고, 상기 펄스 발생부에 의해 발생되는 펄스에 의해, 상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되도록 할 수 있다.

상기 제1의 부전압 공급부 및 제2의 부전압 공급부는, 각각 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량이도록 할 수 있다.

상기 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량은, 차지 펌프 회로에 의해 충전되도록 할 수 있다.

온으로 되지 않은 상기 판독 트랜지스터 중, 판독행의 트랜지스터와 플로팅 디퓨전을 공유하는 행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제1의 부전압 공급부에서 그 이외의 비선택행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환하여 상기 부전압이 공급되도록 할 수 있다.

상기 비선택행 중의, 소정의 비율의 행에, 소정의 간격으로, 상기 제1의 부전압 공급부에서 상기 부전압이 공급되도록 할 수 있다.

본 기술의 한 측면의 촬상 소자의 구동 방법은, 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자의 구동 방법이고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 촬상 소자.

본 기술의 한 측면의 프로그램은, 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자를 제어하는 컴퓨터에, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 처리를 실행시킨다.

본 기술의 한 측면의 전자 기기는, 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급된다.

본 기술의 한 측면에서는, 복수의 포토 다이오드에 의해, 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하가 발생되고, 판독 트랜지스터에 의해, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하가 판독되고, 제1의 부전압 공급부에서 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압이 공급되고, 제2의 부전압 공급부에서 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압이 공급되고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급된다.

본 기술의 한 측면의 촬상 소자는, 독립한 장치라도 좋고, 촬상 처리를 행하는 블록이라도 좋다.

본 기술의 한 측면에 의하면, 부전압 용량을 크게 하는 일 없이 부전압의 변동을 억제함으로써, 화질을 향상한 것이 가능해진다.

도 1은 본 기술을 적용한 촬상 소자의 구동 회로의 한 실시의 형태의 구성례를 도시하는 도면.
도 2는 일반적인 구동 회로의 구성을 설명하는 도면.
도 3은 구동 회로의 동작을 설명하는 도면.
도 4는 스트리킹을 설명하는 도면.
도 5는 도 1의 구동 회로의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 6은 일반적인 구동 회로에 의한 셔터시의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 7은 도 1의 구동 회로에 의한 셔터시의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 8은 일반적인 구동 회로에 의한 글로벌 셔터시의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 9는 도 1의 구동 회로에 의한 글로벌 셔터시의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 10은 본 기술을 적용한 촬상 소자의 구동 회로의 변형례를 도시하는 도면.
도 11은 도 10의 구동 회로에 의한 동작을 설명하는 타이밍 차트.
도 12는 클립드화이트(clipped-white) 및 클립드블랙(clipped-black)을 설명하는 도면.
도 13은 도 10의 구동 회로에 의한 조정 처리를 설명하는 플로 차트.
도 14는 범용의 퍼스널 컴퓨터의 구성례를 설명하는 도면.

<촬상 소자의 구동 회로의 구성례>

도 1은, 본 기술을 적용한 촬상 소자의 구동 회로의 한 실시의 형태의 구성례를 도시하고 있다. 도 1의 구동 회로는, 촬상 장치나 휴대 전화기 등의 전자 기기에 탑재되는 촬상 소자를 구동하는 구동 회로이고, 오프로 되어 있는 판독 트랜지스터에 대해 부전압(VRL)을 공급하는 회로이다.

보다 상세하제는, 도 1의 구동 회로는, 펄스 발생 제어부(31), 인버터(32), 차지 펌프 회로(33-1, 33-2), 부전압 용량(34-1, 34-2), V스캐너(35), 선택 트랜지스터(36), 증폭 트랜지스터(37), 리셋 트랜지스터(38), 판독 트랜지스터(39) 및 포토 다이오드(40)로 구성된다.

보다 상세하제는, 차지 펌프 회로(33-1, 33-2)는, 모두 오프로 설정되어 있는 판독 트랜지스터(39)에 공급하는 부전압(VRL)을 발생하는 회로이고, 발생된 부전압(VRL)으로, 각각 부전압 용량(34-1, 34-2)을 충전시킨다. 또한, 부전압 용량(34-1, 34-2)에 충전된 부전압을 부전압(VRL1, VRL2)라고 칭하는 것으로 한다.

V스캐너(35)는, 부전압 용량(34-1, 34-2)의 충전 전압인 부전압(VRL1, VRL2)을 전환하여, 판독 상태가 아닌 행의 판독 트랜지스터(39)에 공급한다. 보다 상세하제는, V스캐너(35)는, 트랜지스터(51-1, 51-2)를 구비하고 있고, 펄스 발생 제어부(31)에 의해 발생되는 펄스 신호를, 트랜지스터(51-1)의 게이트의 입력으로서 접수함과 함께, 인버터(32)를 통하여, 트랜지스터(51-2)의 게이트에 접수한다. 이와 같은 구성에 의해, 예를 들면, 트랜지스터(51-1, 51-2)가 Hi 액티브인 경우, 펄스 발생 제어부(31)에서 공급되는 펄스가 Hi일 때, 트랜지스터(51-1)가 온으로 제어됨과 함께, 트랜지스터(51-2)가 오프로 제어된다. 역으로, 펄스 발생 제어부(31)에서 공급되는 펄스가 Low일 때, 트랜지스터(51-1)가 오프로 제어됨과 함께, 트랜지스터(51-2)가 온으로 제어된다. 결과로서, V스캐너(35)는, 펄스 발생 제어부(31)가 발생하는 펄스의 Hi, 또는 Low에 의해 부전압(VRL1 또는 VRL2)을 전환하여 출력한다.

또한, 도 1에서 도시되는 구동 회로는, 오프로 설정되어 있는 판독 트랜지스터(39)의 게이트에 공급하는 부전압(VRL)을 공급하는 것이지만 당연한 것으로서, 도시하지 않지만, 판독 트랜지스터(39)를 온으로 할 때에 공급하는 전원 전압(VDD)를 공급하는 구성도 존재하고, 판독 트랜지스터(39)를 온 또는 오프로 제어되는 타이밍에서 전환하여 사용된다.

또한, 차지 펌프 회로(33-1, 33-2)는, 충분한 용량이 있으면, 하나로 통합하여, 부전압 용량(34-1, 34-2)의 양쪽에 공급하도록 하여도 좋다.

판독 트랜지스터(39)가 온으로 되면, 포토 다이오드(40)에서 발생된 전하가 플로팅 디퓨전(FD)에 전송된다. 플로팅 디퓨전(FD)은, 축적된 전하를 증폭 트랜지스터(37)의 게이트에 출력한다. 증폭 트랜지스터(37)는, 플로팅 디퓨전(FD)에서 전송된 전하량에 응한 화소 신호를 선택 트랜지스터(36)에 출력한다. 선택 트랜지스터(36)는, 온으로 된 때, 증폭 트랜지스터(37)에서 출력되는 화소 신호를 수직 전송선(VSL)을 통하여 전송시킨다.

<일반적인 구동 회로의 구성>

다음에, 도 1의 구동 회로의 동작을 설명함에 있어서, 일반적인 구동 회로의 구성과, 그 동작에 관해 설명한다.

도 2는, 일반적인 구동 회로의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 1의 구성과 동일한 기능을 구비한 구성에 관해서는, 동일한 부호 및 명칭을 붙이는 것으로 하고, 그 설명은 적절히 생략하는 것으로 한다.

즉, 도 1의 본 기술의 구동 회로와 일반적인 구동 회로와의 차이가 되는 구성은, 차지 펌프 회로(33), 부전압 용량(34)이 각각 1개만의 구성으로 되어 있고, 이에 수반하여, 트랜지스터(51-1, 51-2) 및 인버터(32)가 마련되지 않은 점이다.

도 2의 구동 회로의 동작에 관해, 예를 들면, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 4행분의 화소 신호를 제어하는 경우의 예에 관해 설명한다.

또한, 도 3에서는, 도면 중의 위부터 0행째 내지 3행째의 제어 신호선(TR0 내지 TR3)에 관해, 증폭 트랜지스터(37-1 내지 37-4), 리셋 트랜지스터(38-1), 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-4) 및 포토 다이오드(40-1 내지 40-4)가 각각 구성되어 있다.

또한, 이후에 있어서, 증폭 트랜지스터(37-1 내지 37-4), 리셋 트랜지스터(38-1), 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-4) 및 포토 다이오드(40-1 내지 40-4)의 각각을 개별적으로 구별할 필요가 없는 경우, 단지, 선택 트랜지스터(36), 증폭 트랜지스터(37), 리셋 트랜지스터(38), 판독 트랜지스터(39) 및 포토 다이오드(40)라고 칭하는 것으로 하고, 그 밖의 구성에 대해서도 마찬가지로 칭하는 것으로 한다. 또한, 플로팅 디퓨전(CFDO)은, 4화소에서 공통 사용된다.

각 행에는, 증폭부(71-1 내지 71-4)가 마련되어 있고, 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-4)를 온, 또는 오프로 하는 전압을 제어 신호선(TR0 내지 TR3)을 통하여, 각각의 게이트에 공급한다. 보다 구체적으로는, 증폭부(71)는, 판독 트랜지스터(39)를 온으로 하는 경우, 도시하지 않은 전원 전압(VDD)을 판독 트랜지스터(39)의 게이트에 공급하고, 판독 트랜지스터(39)를 오프로 하는 경우, 부전압(VRL)을 판독 트랜지스터(39)의 게이트에 공급한다.

또한, 도 3에서의 수직 전송선(VSL0)은, 0칼럼의 포토 다이오드(40-1 내지 40-4)의 어느 하나로부터 플로팅 디퓨전(FD)을 통하여 전송된 전하 신호를, 증폭 트랜지스터(37-1)를 통하여 전송한다. 또한, 수직 전송선(VSLN)은, N칼럼의 포토 다이오드(40-N)(도시 생략)로부터 도시하지 않은 플로팅 디퓨전(FD)(도시 생략)로부터 전송된 전하 신호를, 증폭 트랜지스터(37-N)(도시 생략)를 통하여 전송한다.

<도 2가 일반적인 구동 회로의 동작에 관해>

다음에, 도 2의 일반적인 구동 회로의 동작을 설명한다.

예를 들면, 도 3의 수직 방향으로 1행째 내지 3행째의 제어 신호선(TR0 내지 2)의 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-3)가 오프(비선택행)로 되고, 4행째의 제어 신호선(TR3)의 판독 트랜지스터(39-4)가 온으로 된 경우, 증폭부(71-4)가 판독 트랜지스터(39-4)의 게이트에 전원 전압(VDD)를 공급한다. 이에 대해, 증폭부(71-1 내지 71-3)는, V스캐너(35)에서 공급되어 오는 부전압(VRL)을, 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-3)에 공급한다.

즉, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 시각(t0 내지 t1)에서 리셋 동작이 되고, 수직 전송선(VSL0)의 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)은, 모두 0의 상태가 된다. 이 때, 리셋 상태에서의 오프셋량이 카운터(DAC)에 의해 카운트되어 판독된다.

그리고, 시각(t1 내지 t2)에서 노광이 이루어지면, 도 4의 좌하부에서 도시되는 바와 같은 화상(P)과 같이 중앙의 영역(Z1)만이 백색이 되는 화상이 촬상되는 경우, 이 백색 영역에 N칼럼째가 존재할 때, N칼럼째의 수직 전송선(VSLN)의 수직 전송선 전압(VSLN)은, N칼럼째의 판독 트랜지스터(39-N)에의 증폭부(71-N)의 출력선과의 커플링 용량(CVSL_TRN)의 영향을 받아, 변위(ΔVSLN)만큼 강하한다.

즉, 이 때, 수직 전송선 전압(VSLN)이 변위(ΔVSLN)만큼 강하함에 의해, 부전압(VRL)도 변위(ΔVRL)만큼 강하한다.

여기서, 변위(ΔVRL)와 변위(ΔVSLN)는 이하와 같은 식(1)을 충족시키는 관계가 된다.

ΔVRL=ΔVSLN×CVSL_TRN/(CVRL+CVSL_TRN) … (1)

여기서, ΔVRL은, 도 4에서 부전압(VRL)의 변위이고, ΔVSLN은, 도 4에서 수직 전송선 전압(VSLN)의 변위이고, CVSL_TRN은, 수직 전송선(VSLN)과 N칼럼째의 판독 트랜지스터(39-N)에의 증폭부(71-N)의 제어 신호선(TR)(N-1)과의 커플링 용량이고, CVRL은, 부전압 용량(34)의 용량이다.

또한, 도 4의 상부의 파형으로 도시되는 바와 같이, 부전압(VRL)의 변위(ΔVRL)에 수반하여, 본래, 흑색 영역이어야 0열째의 수직 전송선 전압(VSL0)이 변위(ΔVSL0)만큼 강하한다.

여기서, 변위(ΔVSL0)는, 변위(ΔVRL)와 이하의 식(2)을 충족시키는 관계가 된다.

ΔVSL0=ΔVFD0=ΔVRL×((CFD0_TR0+CFD0_TR1+CFD0_TR2)/(CFD0)) … (2)

여기서, 변위(ΔVSL0)는, 도 4의 0열째의 수직 전송선 전압(VSL0)의 변위이고, ΔVFD0은, 0행째의 플로팅 디퓨전(FD)의 충전 전압의 변위이고, ΔVRL은, 도 4의 부전압(VRL)의 변위이고, CFD0_TR0 내지 CFD0_TR2는, 각각 수직 전송선(VSLN)과 1 내지 3행째의 판독 트랜지스터(39-1 내지 39-3)에의 증폭부(71-1 내지 71-3)의 출력선과의 커플링 용량이고, CFD0은, 플로팅 디퓨전(FD)의 용량이다.

즉, 도 4의 좌하부에서 도시되는 바와 같이, 화상(P)으로 도시되는 바와 같은 영역(Z0)만이 백색(화소치=최대치)이 되면, 그 이외의 영역은 흑색(화소치=최소치)이 되어야 할 것인데, 영역(Z0)과 수평 방향에 동일한 높이가 되는 영역(Z1)만이, 완전한 흑색이 아니라, 희게 들뜬것(白浮) 같이 밝게 발색하여 보이는 화상으로서 인식되어 버리는, 이른바, 스트리킹이라고 불리는 현상이 생겨 버린다.

또한, 도 4의 상부에서는, 횡축이 시간축이고, 종축은, 실선이 부전압(VRL)을, 점선이, 수평 방향으로 N열째의 화소열의 전송 전압(VSLN)을, 1점 쇄선이 수평 방향의 좌단부의 화소열의 전송 전압(VSL0)을 각각 나타내고 있다.

그리고, 시각(t2)에서 노광이 완료되면, 시각(t2 내지 t3)에서 화소 신호의 판독이 이루어지고, 노광된 화소 신호가 카운터(DAC)에 의해 판독된다.

시각(t3 내지 t4)에서 리셋 동작이 이루어져서, 전하가 배출되고, 다음의 준비 기간이 된다.

식(1)으로 표시되는 바와 같이, 부전압(VRL)의 변위(ΔVRL)는, 부전압 용량(CVRL)을 어느 정도 크게 함으로써 대책할 수 있지만, 변위(ΔVRL)를 완전하게 억제할 수는 없다. 또한, 커플링 용량이나 전송 부하에 관해서는, 화소수에 비례하기 때문에, 이미지 센서의 대형화에는 불리한 것으로 된다.

<도 1의 구동 회로의 동작에 관해>

다음에, 도 1의 구동 회로에서의 동작에 관해 설명한다.

상술한 바와 같이, 일반적인 구동 회로에서는, 스트리킹이 발생하여 버리는 일이 있기 때문에, 도 1의 구동 회로에서는, 이하와 같은 동작에 의해 스트리킹의 발생을 억제하고 있다. 또한, 동작 조건에 관해서는, 상술한 경우와 마찬가지인 것으로 한다.

즉, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 시각(t0 내지 t21)에서 리셋 처리가 이루어지고, 펄스 발생 제어부(31)는, 구동 펄스를 발생하지 않는다. 즉, 이 경우, 트랜지스터(51-1)가 온으로 되고, 트랜지스터(51-2)가 오프로 된다. 이에 의해, 차지 펌프 회로(33-1)에 의해 충전된 부전압 용량(34-1)으로부터의 부전압(VRL1)이 V스캐너(35)에서 출력된다. 이 경우, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)은 모두 0인 채의 상태가 된다. 또한, 이 사이에, 오프셋이 되는 화소치가 카운터(DAC)에 의해 판독된다.

노광이 시작된 시각(t22)의 직전의 타이밍인 시각(t21)에서 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스를 발생한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 오프로 되고, 트랜지스터(51-2)가 온으로 된다. 이에 의해, 차지 펌프 회로(33-2)에 의해 충전된 부전압 용량(34-2)으로부터의 부전압(VRL2)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

그리고, 시각(t22)에서 노광이 시작된다. 이 때, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)의 동작은, 도 4를 참조하여 설명한 상태와 마찬가지로 변동하고, 또한, 부전압(VRL2)에 대해서도 도 4를 참조하여 설명한 부전압(VRL)과 마찬가지로 변동한다.

시각(t23)에서 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스의 발생을 정지한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 온으로 되고, 트랜지스터(51-2)가 오프로 된다. 이에 의해, 차지 펌프 회로(33-1)에 의해 충전된 부전압 용량(34-1)으로부터의 부전압(VRL1)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

이 경우, 부전압(VRL1)은, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)의 변동에 의한 영향을 받지 않는, 본래의 부전압(VRL1)이 그대로 출력되기 때문에, 수직 전송선 전압(VSL0)의 변위(ΔVSL0)는 0으로 되고, 본래의 0으로 된다.

그리고, 시각(t23 내지 t24)에서 본래의 수직 전송선 전압(VSL0)의 상태에서 전하가 카운터(DAC)에 의해 판독된다.

시각(t24)에서 판독이 완료되면, 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스를 발생한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 오프로 되고, 트랜지스터(51-2)가 온으로 된다. 이에 의해, 차지 펌프 회로(33-2)에 의해 충전된 부전압 용량(34-2)으로부터의 부전압(VRL2)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

이와 같이 부전압(VRL2)으로 전환되면, 시각(t25 내지 S26)에서 리셋 펄스가 발생되고, 리셋 처리가 이루어진다.

그리고, 리셋 펄스가 정지되고, 소정의 시간이 경과한 후의 시각(t27)에서 재차 시각(t0) 이후의 처리가 반복된다.

이상의 처리에 의해, 노광이 시작되는 타이밍 및 리셋이 시작되는 타이밍을 끼운 소정의 기간, 즉, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)이 변동하는 기간에 부전압(VRL2)으로 전환하고, 화소 신호를 판독한 기간에서는 부전압(VRL1)으로 전환하도록 하였다.

이 결과, 화소 신호를 판독하는 기간에서는, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)에 의해 변동의 영향을 받지 않는 부전압(VRL1)을 공급하는 것이 가능해지기 때문에, 커플링 용량의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.

즉, 도 5의 아래로부터 3단째에서 도시되는 바와 같이, 부전압(VRL1)은, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)에 의해 변동의 영향을 받지 않기 때문에 일정한 상태가 유지되어 있다. 이에 대해, 도 5의 아래로부터 2단째에서 도시되는 바와 같이, 부전압(VRL2)은, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN)에 의해 변동의 영향을 받기 때문에 변동하고 있다. 그러나, 변동의 영향을 받지 않는 상태에서 화소 신호가 판독되는 기간에만, 부전압(VRL1)이 공급되면, 전체로서 영향은 없기 때문에, 도 5의 최하단에서 도시되는 바와 같이, V스캐너 출력이, 부전압(VRL1, VRL2)을 전환하여 출력함에 의해, 수직 전송선 전압(VSL0)은, 판독 기간에서는 0을 유지하는 것이 가능해지고, 결과로서, 스트리킹의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 이 때, 지금까지와 같이 부전압 용량을 크게 하는 일 없이, 같은 용량의 부전압 용량을 마련하여 전환하도록 하는 것만으로 좋기 때문에, 화소수가 증가하여도 대응하는 것이 가능해지기 때문에, 이미지 센서를 대형화하여도 불리해진다는 일이 없어진다.

또한, 도 5에서는, 위로부터 RST(리셋)펄스, 수직 전송선 전압(VSL0, VSLN), 카운터(DAC), 구동 펄스, 부전위 선택 상태(부전압(VRL1, VRL2)의 어느 하나), 부전압(VRL1, VRL2) 및 V스캐너 출력이 도시되어 있다.

<셔터 부하에 대한 영향을 저감하는 동작>

이상에서는, 스트리킹을 억제하는 동작례에 관해 설명하여 왔지만, 유효 영역의 셔터 부하와, 더미 영역의 셔터 부하와의 차이에 의해 생기는 셔터 단차(段差)를 억제하도록 동작시키도록 하여도 좋다.

즉, 화소 영역에는, 화소 신호로서 사용하는 화소 영역으로 이루어지는 유효 영역이 되는 화소 영역과, 화소 신호에는 이용되지 않는 더미 영역으로 이루어지는 화소 영역이 존재한다.

이 유효 영역에서의 화소와, 더미 영역에서의 화소에서는, 액세스시에 셔터 부하의 차이가 부전압의 소비 전하의 차분(差分)이 되고, 결과로서, 단차가 생기고, 이것이 이른바 셔터 단차가 된다.

이에 의해, 예를 들면, 상술한 일반적인 구동 회로에 의해 셔터 동작을 시키면, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 리셋 펄스가 하강하는 시각(t0)에서 점선으로 도시되는 유효 영역에서의 화소의 부전압(VRL)은, 실선으로 도시되는 더미 영역에서의 화소의 부전압(VRL)보다도 변화가 크다.

이 때문에, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 더미 영역에서의 화소의 부전압(VRL)의 변동이 수속하는 시각(t41) 이후에서는, 수직 전송선 전압(VSL)은, 안정된 전압으로서 출력하는 것이 가능해진다. 이에 대해, 유효 영역에서의 화소의 부전압(VRL)의 변동은, 시각(t42)까지 수속하지 않기 때문에, 그 사이, 수직 전송선 전압(VSL)은, 부전압(VRL)의 변동에 응하여 전압이 강하한다.

그래서, 도 1의 구동 회로는, 도 7에서 도시되는 바와 같이 동작함으로써 셔터 단차를 억제한다.

즉, 리셋 펄스가 상승하기 전의 시각(t61)에서 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스를 발생한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 오프로 되고, 트랜지스터(51-2)가 온으로 된다. 결과로서, 차지 펌프 회로(33-2)에 의해 충전된 부전압 용량(34-2)으로부터의 부전압(VRL2)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

그 후, 리셋 펄스가 발생하고, 리셋 펄스가 하강하는 시각(t62)에서 유효 영역 및 더미 영역의 화소의 각각에 관해 셔터 온의 상태가 된다. 이에 의해, 유효 영역의 화소에서는, 도 7의 최하단 및 아래로부터 2단째의 점선으로 도시되는 바와 같이 부전압(VRL2)(즉, V스캐너(35)의 출력)이 상승하고, 더미 영역의 화소에서는, 실선으로 도시되는 바와 같이 부전압(VRL2)(즉, V스캐너(35)의 출력)이 상승한다.

그러나, 이 때, 부전압(VRL1)에는, 도 7의 아래로부터 3단째에서 도시되는 바와 같이, 영향이 미치지 않기 때문에 일정한 값을 유지한다.

시각(t63)에서 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스의 발생을 정지한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 온으로 되고, 트랜지스터(51-2)가 오프로 된다. 결과로서, 차지 펌프 회로(33-1)에 의해 충전된 부전압 용량(34-1)으로부터의 부전압(VRL1)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

이에 의해, 부전압(VRL1)으로 되기 때문에, 수직 전송선 전압(VSL)은, 부전압(VRL)의 변동의 영향을 받지 않고 일정한 전압을 계속 출력한다.

결과로서, 수직 전송선 전압(VSL)에 대한 부전압(VRL)의 비율인, PSRR : Power Supply Rejection Ratio(전원 전압 변동 제거비=(전원 전압의 변화)/(출력 전압의 변화))가 개선되는 것이 되기 때문에, 셔터 단차의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

<글로벌 셔터에서의 부전압 복귀 시간에의 대책>

이상에서는, 셔터 단차에 대책하는 예에 관해 설명하여 왔지만, 같은 기술을 응용함에 의해, 글로벌 셔터에서의 부전압(VRL)의 복귀 시간에 의한 판독에 대한 영향을 대책하는 것이 가능해진다.

즉, 글로벌 셔터의 경우, 전 화소에 관해 동시에 노광이 시작되는 것으로 되기 때문에, 도 8에서 도시되는 바와 같이, 동시에 셔터 온으로 하는 화소수가 증가한다. 이에 수반하여 부전압(VRL)의 변동이 커지기 때문에, 변동이 수속하기 까지의 시간도 비례하여 길어진다. 이 때문에, 판독 시작 펄스(XVS)가 하강하고, 판독(도면 중의 리드)이 시작될 때까지, 감쇠하고 변동이 수속하고, 판독이 가능한 화소수로 하는 대책이 취하여지고 있다.

도 8에서는, 실선으로 도시되는 부전압(VRL)의 변동에 대해서는, 판독 펄스(XVS)가 상승하는 시각(t81)까지에 수속하기 때문에, 시각(t82)부터의 판독이 가능하다. 그러나, 점선으로 도시되는 부전압(VRL)의 변동에 대해서는, 판독이 시작되는 시각(t82)에서도 수속하지 않기 때문 대책할 수가 없다.

그래서, 도 9에서 도시되는 바와 같이, 시각(t101)에서 글로벌 셔터가 온으로 되는 타이밍에서 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스를 발생한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 오프로 되고, 트랜지스터(51-2)가 온으로 된다. 결과로서, 차지 펌프 회로(33-2)에 의해 충전된 부전압 용량(34-2)으로부터의 부전압(VRL2)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

이에 의해, 부전압(VRL2)은, 글로벌 셔터시의 전하 소비 기간에 있어서, 변동이 발생한다. 결과로서, V스캐너(35)의 출력도 변동한다.

그러나, 이 때에서는, 부전압(VRL1)에 관해서는, 부전압(VRL2)의 변동의 영향을 받지 않기 때문에, 일정한 값이 유지된다.

시각(t102)에서 판독 펄스(XVS)가 하강하면, 펄스 발생 제어부(31)가 구동 펄스의 발생을 정지한다. 이에 의해, 트랜지스터(51-1)가 온으로 되고, 트랜지스터(51-2)가 오프로 된다. 결과로서, 차지 펌프 회로(33-1)에 의해 충전된 부전압 용량(34-1)으로부터의 부전압(VRL1)이 V스캐너(35)에서 출력된다.

그리고, 시각(t103)에서 화소 신호가 판독된다.

결과로서, 글로벌 셔터에서의 부전압(VRL)에의 영향을 억제하고, 화소수에 의하지 않고, 적절하게 대응하는 것이 가능해지기 때문에, 이미지 센서의 대형화에 대해서도 영향을 없애는 것이 가능해진다.

<변형례>

이상에서는, 차지 펌프 회로를 2계통 마련하고, 부전압(VRL)이 변동하는 타이밍에서 일방으로 전환하고, 그 이외의 타이밍에서 타방으로 전환함에 의해, 오프셋 및 데이터를 판독하는 타이밍에서 부전압(VRL)이 변동하지 않도록 하는 예에 관해 설명하여 왔다. 그러나, 판독행의 플로팅 디퓨전을 공유하는 행과, 비선택행에서 미리 부전압을 나누어, 각각 독립한 부전압(VRL1, VRL2)을 공급하도록 하여도 좋다.

도 10의 촬상 소자의 구동 회로는, 부전압(VRL)을, 동일한 부전압(VRLT)과 부전압(VRLS)으로 나누어 설정하고, 판독행(선택행)의 플로팅 디퓨전을 공유하는 행에 대해 부전압(VRLT)을 공급하고, 그 이외의 비선택행에 대해 부전압(VRLS)을 공급한다. 또한, 도 10의 촬상 소자의 구동 회로는, 6.clipped-white, 白飛び]의 정도에 응하여, 비선택행의 일부에 부전압(VRLT)을 공급한다. 이에 의해, 스트리킹을 적절하게 억제한다. 또한, 도 10에서 도 1, 도 3을 참조하여 설명한 구성과 동일한 기능을 구비한 구성에 관해서는, 동일한 부호 및 명칭을 붙이고 있고, 그 설명은 적절히 생략하는 것으로 한다.

즉, 보다 상세하제는, 도 10의 촬상 소자의 구동 회로는, 차지 펌프 회로(33-1, 33-2) 및 부전압 용량(34-1, 34-2)이 마련되어 있고, 각각 부전압(VRLT) 및 부전압(VRLS)을 증폭부(71-1 내지 71-8)에 출력한다.

선택부(101)는, 차지 펌프 회로(33-1, 33-2)(부전압 용량(34-1, 34-2))로부터의 부전압(VRLT, VRLS)의 어느 것을, 증폭부(71-1 내지 71-8)에 공급하는지를 선택한다.

즉, 선택부(101)는, 증폭부(71-4)에 대응하는 행이 판독행인 선택행인 경우, 이 선택행과 플로팅 디퓨전(CFD0)을 공유하는 행의 증폭부(71-1 내지 71-3)에 부전압(VRLT)을 공급한다. 또한, 선택부(101)는, 선택행의 플로팅 디퓨전(CFD0)을 공유하지 않는 비선택행에 대응하는 증폭부(71-5 내지 71-8)에 부전압(VRLS)을 공급하는 예에 관해 설명한다.

상술한 바와 같이, 부전위(VRL)의 변동이 플로팅 디퓨전(CFD0)의 전압에 변동을 주는 것에 기인하여 수직 전송선 전압(VSL0)에 변동을 미친다. 이에 대해, 선택부(101)는, 선택행의 플로팅 디퓨전(CFD0)을 공유하는 비선택행인 공유행과, 그 이외의 비선택행에 대해, 각각 부전압(VRLT)과 부전압(VRLS)을 나누어 공급하고 있다. 이에 의해, 예를 들면, 도 11에서 도시되는 바와 같이, 시각(t151)에서 노광이 시작되면, 수직 전송선 전압(VSLN)의 전압 강하에 수반하고, 부전압(VRLS)이 전압 강하하여도, 부전압(VRLT)에는 영향이 나오지 않기 때문에, 수직 전송선 전압(VSL0)에도 영향이 나오니 않는다. 이에 의해, 시각(t152 내지 t153)에서의 신호 판독의 기간에서도, 적절하게 신호가 판독된다.

결과로서, 도 11에서 좌하부의 화상(P2)에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z0)에서만 백색(화소치=최대치)이라도, 그 이외의 영역은 흑색(화소치=최소치)으로 되고, 영역(Z1)이 클립드화이트(clipped-white)하는 바와 같은 스트리킹을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 클립드화이트는, 수직 전송선 전압(VSL0)의 진폭에 의해 생기는 것임은 상술한 바와 같지만, 수직 전송선 전압(VSL0)의 진폭에 의해서는, 클립드블랙(clipped-black)이라고 불리는, 보다 검은 영역을 만들어 내는 현상을 발생시키는 일도 있다.

도 12는, 수직 전송선 전압(VSL0)의 진폭에 응하여 생기는 스트리킹의 변화를 도시한 것이다. 클립드화이트는 부전압 용량인 외부 용량이 커짐에 따라, 작아지는 것이 나타나 있다. 도 12에서는, 외부 용량이 4.7㎌, 6.8㎌, 10.0㎌인 경우의 변화가 도시되어 있다. 또한, 클립드블랙은, GND 임피던스가 커짐에 따라, 커지는 것이 나타나 있다. 도 12에서 GND 임피던스가 0.1Ω, 0.2Ω, 0.3Ω인 경우의 변화가 도시되어 있다.

이와 같기 때문에, 상술한 수법에 의해 완전하게 부전압의 변화에 의해 영향을 제거하여 버리면, 클립드화이트, 또는 클립드블랙이라는 현상이 역으로 발생할 우려가 있다.

그래서, 전환 신호 발생부(102)는, 의도적에 부전압의 영향을 조정함에 의해, 상술한 클립드화이트, 또는 클립드블랙이라는 현상의 발생을 억제한다. 구체적으로는, 전환 신호 발생부(102)는, 클립드화이트, 또는 클립드블랙에 대한 평가치에 응하여, 비선택행의 어느 하나로서 할당된 행에, 소정의 비율만큼, 또한, 소정의 행 간격으로 차지 펌프 회로(33-1)로부터의 부전압(VRLT)을 할당한다.

이와 같은 동작에 의해, 부전압의 변동에 의한 영향의 정도를 조정하고, 겉보기로 클립드화이트, 또는 클립드블랙이라는 현상이 발생하는 것을 억제한 것이 가능해진다.

<도 10의 촬상 소자의 구동 회로에 의한 조정 처리>

다음에, 도 10의 촬상 소자의 구동 회로에 의한 조정 처리에 관해 설명한다.

스텝 S31에서 선택부(101)는, 선택행에 의거하여, 선택행의 플로팅 디퓨전을 공유하는 공유행의 증폭부(71)에 대해 차지 펌프 회로(33-1)로부터의 부전압(VRLT)을 공급하고, 그 이외의 비선택행에 대해 차지 펌프 회로(33-2)로부터의 부전압(VRLS)을 공급한다. 따라서 도 10의 경우, 선택행은, 증폭부(71-4)에 대응하는 행이기 때문에, 증폭부(71-1 내지 71-3)에 대해 차지 펌프 회로(33-1)로부터의 부전압(VRLT)이 공급되고, 그 이외의 비선택행에 대응하는 증폭부(71-5 내지 71-8)에 대해 차지 펌프 회로(33-2)로부터의 부전압(VRLS)이 공급된다.

스텝 S32에서 현재의 상태의 촬상 소자에 의해 촬상된 화상에서의 클립드화이트, 또는 클립드블랙의 정도를 판정한다. 이 화상에서의 클립드화이트, 또는 클립드블랙의 정도에 관해서는, 조정 가능한 장치가 존재하기 때문에, 이 평가치에 의거하여, 클립드화이트, 또는 클립드블랙의 정도를 판정하도록 하여도 좋다.

스텝 S33에서 전환 신호 발생부(102)는, 클립드화이트, 또는 클립드블랙의 정도에 응하여, 비선택행에 대응하는 증폭부(71)에 대해, 소정의 비율로, 또한, 소정의 행 간격으로 차지 펌프 회로(33-2)로부터의 부전압(VRLS)을 공급시키도록 전환하는 전환 레이트를 설정한다. 이후에서는, 이 설정된 전환 레이트에 의거하여, 비선택행에 대응하는 증폭부(71)에 대해, 소정의 비율로, 또한, 소정의 행 간격으로 차지 펌프 회로(33-2)로부터의 부전압(VRLS)이 공급된다.

또한, 필요에 응하여, 상술한 처리를 반복하도록 하여도 좋다.

이상의 처리에 의해, 부전압 용량을 크게 하는 일 없이 부전압의 변동을 억제하는 것이 가능해지고, 클립드화이트, 또는 클립드블랙이라는 스트리킹의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

그런데, 상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있지만, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 전용의 하드웨어에 조립되어 있는 컴퓨터, 또는, 각종의 프로그램을 인스톨함으로써, 각종의 기능을 실행하는 것이 가능한, 예를 들면 범용의 퍼스널 컴퓨터 등에, 기록 매체로부터 인스톨된다.

도 14는, 범용의 퍼스널 컴퓨터의 구성례를 도시하고 있다. 이 퍼스널 컴퓨터는, CPU(Central Processing Unit)(1001)를 내장하고 있다. CPU(1001)에는 버스(1004)를 통하여, 입출력 인터페이스(1005)가 접속되어 있다. 버스(1004)에는, ROM(Read Only Memory)(1002) 및 RAM(Random Access Memory)(1003)이 접속되어 있다.

입출력 인터페이스(1005)에는, 유저가 조작 커맨드를 입력하는 키보드, 마우스 등의 입력 디바이스로 이루어지는 입력부(1006), 처리 조작 화면이나 처리 결과의 화상을 표시 디바이스에 출력하는 출력부(1007), 프로그램이나 각종 데이터를 격납하는 하드 디스크 드라이브 등에 의해 이루어지는 기억부(1008), LAN(Local Area Network) 어댑터 등으로 이루어지고, 인터넷으로 대표되는 네트워크를 통한 통신 처리를 실행하는 통신부(1009)가 접속되어 있다. 또한, 자기 디스크(플렉시블 디스크를 포함한다), 광디스크(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함한다), 광자기 디스크(MD(Mini Disc)를 포함한다), 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1011)에 대해 데이터를 판독 기록하는 드라이브(1010)가 접속되어 있다.

CPU(1001)는, ROM(1002)에 기억되어 있는 프로그램, 또는 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1011)로부터 판독되어 기억부(1008)에 인스톨되고, 기억부(1008)로부터 RAM(1003)에 로드된 프로그램에 따라 각종의 처리를 실행한다. RAM(1003)에는 또한, CPU(1001)가 각종의 처리를 실행하는데 있어서 필요한 데이터 등도 적절히 기억된다.

이상과 같이 구성되는 컴퓨터에서는, CPU(1001)가 예를 들면, 기억부(1008)에 기억되어 있는 프로그램을, 입출력 인터페이스(1005) 및 버스(1004)를 통하여, RAM(1003)에 로드하여 실행함에 의해, 상술한 일련의 처리가 행하여진다.

컴퓨터(CPU(1001))가 실행하는 프로그램은, 예를 들면, 패키지 미디어 등으로서의 리무버블 미디어(1011)에 기록하여 제공할 수 있다. 또한, 프로그램은, 로컬 에어리어 네트워크, 인터넷, 디지털 위성 방송이라고 하는, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통하여 제공할 수 있다.

컴퓨터에서는, 프로그램은, 리무버블 미디어(1011)를 드라이브(1010)에 장착함에 의해, 입출력 인터페이스(1005)를 통하여, 기억부(1008)에 인스톨할 수 있다. 또한, 프로그램은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통하여, 통신부(1009)에서 수신하고, 기억부(1008)에 인스톨할 수 있다. 그 밖에, 프로그램은, ROM(1002)이나 기억부(1008)에, 미리 인스톨하여 둘 수 있다.

또한, 컴퓨터가 실행하는 프로그램은, 본 명세서에서 설명하는 순서에 따라 시계열로 처리가 행하여지는 프로그램이라도 좋고, 병렬로, 또는 호출이 행하여진 때 등의 필요한 타이밍에서 처리가 행하여지는 프로그램이라도 좋다.

또한, 본 명세서에어서, 시스템이란, 복수의 구성 요소(장치, 모듈(부품) 등)의 집합을 의미하고, 모든 구성 요소가 동일 몸체 중에 있는지의 여부는 묻지 않는다. 따라서 별개의 몸체에 수납되고, 네트워크를 통하여 접속되어 있는 복수의 장치 및, 하나의 몸체의 중에 복수의 모듈이 수납되어 있는 하나의 장치는 모두 시스템이다.

또한, 본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.

예를 들면, 본 기술은, 하나의 기능을 네트워크를 통하여 복수의 장치에서 분담, 공동하여 처리하는 클라우드 컴퓨팅의 구성을 취할 수 있다.

또한, 상술한 플로 차트로 설명한 각 스텝은, 하나의 장치로 실행하는 외에, 복수의 장치에서 분담하여 실행할 수 있다.

또한, 하나의 스텝에 복수의 처리가 포함되는 경우에는, 그 하나의 스텝에 포함되는 복수의 처리는 하나의 장치로 실행하는 외에 복수의 장치에서 분담하여 실행할 수 있다.

또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.

(1) 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 촬상 소자.

(2) 상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되는 (1)에 기재된 촬상 소자.

(3) 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부를 또한 포함하고, 상기 펄스 발생부에 의해 발생되는 펄스에 의해, 상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되는 (2)에 기재된 촬상 소자.

(4) 상기 제1의 부전압 공급부 및 제2의 부전압 공급부는, 각각 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량인 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 촬상 소자.

(5) 상기 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량은, 차지 펌프 회로에 의해 충전되는 (4)에 기재된 촬상 소자.

(6) 온으로 되지 않은 상기 판독 트랜지스터 중, 판독행의 트랜지스터와 플로팅 디퓨전을 공유하는 행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제1의 부전압 공급부에서 그 이외의 비선택행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환하여 상기 부전압이 공급되는 (1)에 기재된 촬상 소자.

(7) 상기 비선택행 중의, 소정의 비율의 행에, 소정의 간격으로, 상기 제1의 부전압 공급부에서 상기 부전압이 공급되는 (6)에 기재된 촬상 소자.

(8) 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자의 구동 방법이고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 촬상 소자의 구동 방법.

(9) 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자를 제어하는 컴퓨터에, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 처리를 실행시키는 프로그램.

(10) 화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와, 상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와, 상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고, 상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 전자 기기.

31 : 펄스 발생 제어 회로
32 : 인버터
33, 33-1, 33-2 : 차지 펌프 회로
34, 34-1, 34-2 : 부전압 용량
35 : V스캐너
36 : 선택 트랜지스터
37 : 증폭 트랜지스터
38 : 리셋 트랜지스터
39 : 판독 트랜지스터
40 : 포토 다이오드
101 : 선택부
102 : 전환 신호 발생부

Claims

화소마다 입사광의 강도에 따른 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와,
상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고,
상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제1항에 있어서,
상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제2항에 있어서,
펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부를 더 포함하고,
상기 펄스 발생부에 의해 발생되는 펄스에 의해, 상기 포토 다이오드의 노광을 시작할 때 및 리셋할 때, 상기 제1의 부전압 공급부에 의해, 그 이외일 때, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환되어 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1의 부전압 공급부 및 제2의 부전압 공급부는, 각각 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량인 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제4항에 있어서,
상기 제1의 부전압 용량 및 제2의 부전압 용량은, 차지 펌프 회로에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제1항에 있어서,
온으로 되지 않은 상기 판독 트랜지스터 중, 판독행의 트랜지스터와 플로팅 디퓨전을 공유하는 행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제1의 부전압 공급부에서 그 이외의 비선택행의 상기 판독 트랜지스터에 대해, 상기 제2의 부전압 공급부에서 각각 전환하여 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
제6항에 있어서,
상기 비선택행 중의, 소정의 비율의 행에, 소정의 간격으로, 상기 제1의 부전압 공급부에서 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와,
상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자의 구동 방법으로서,
상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 촬상 소자의 구동 방법.
화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와,
상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하는 촬상 소자를 제어하는 컴퓨터에,
상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 처리를 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.
화소마다 입사광의 강도에 응한 전하를 발생하는 복수의 포토 다이오드와,
상기 포토 다이오드에 의해 발생된 전하를 판독하는 판독 트랜지스터와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제1의 부전압 공급부와,
상기 판독 트랜지스터가 온으로 되지 않는 경우, 상기 판독 트랜지스터에 부전압을 공급하는 제2의 부전압 공급부를 포함하고,
상기 제1의 부전압 발생부와, 상기 제2의 부전압 발생부가 전환되어 상기 부전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.