TW201541963A - 固體攝像裝置 - Google Patents

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TW201541963A
TW201541963A TW104101314A TW104101314A TW201541963A TW 201541963 A TW201541963 A TW 201541963A TW 104101314 A TW104101314 A TW 104101314A TW 104101314 A TW104101314 A TW 104101314A TW 201541963 A TW201541963 A TW 201541963A
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Abstract

提供藉由切換訊號電荷電壓轉換增益來達成高畫質化，並且可進行像素疊加動作的固體攝像裝置。 具備有：以列方向及行方向以矩陣狀配置有蓄積經光電轉換的電荷的像素的像素陣列部；及設在像素間，可切換像素的訊號電荷電壓轉換增益，並且進行像素疊加動作的切換電晶體。

Description

固體攝像裝置 [相關申請案之參照]
本申請案係享受2014年4月24日申請之日本專利申請號2014-90069之優先權的利益，該日本專利申請案的所有內容係被沿用在本申請案中。
本發明之實施形態係關於固體攝像裝置。
在固體攝像裝置中，為達成讀出速度高速化及雜訊低減化，有進行像素疊加(binning)動作的情形。在該像素疊加動作中，係有進行讀出像素的減退抽樣動作或訊號電荷的加算動作等的情形。
本發明所欲解決之課題在提供若訊號電荷量多，以低轉換增益轉換成訊號電壓，若訊號電荷量少，則以高轉換增益轉換成訊號電壓，藉此達成高畫質化，此外可利用像素疊加動作來達成高畫質化的固體攝像裝置。
一實施形態的固體攝像裝置係具備有以列(row)方向及行(column)方向配置有蓄積經光電轉換的電荷的像素的像素陣列部，前述像素係具備有：生成經光電轉換的電荷的光電二極體、將在前述光電二極體所生成的電荷轉換成電壓的電壓轉換部、將在前述光電二極體所生成的電荷讀出至前述電壓轉換部的讀出電晶體、將在前述電壓轉換部被轉換的電壓進行放大的放大電晶體、及被連接在以前述行方向配置的同色像素的前述電壓轉換部間的切換電晶體。
藉由上述構成的固體攝像裝置，若訊號電荷量多，以低轉換增益轉換成訊號電壓，若訊號電荷量少，則以高轉換增益轉換成訊號電壓，藉此可達成高畫質化，此外可利用像素疊加動作來達成高畫質化。
1‧‧‧像素陣列部
2‧‧‧垂直掃描電路
3‧‧‧負荷電路
4‧‧‧行ADC電路
5‧‧‧線記憶體
6‧‧‧水平掃描電路
7‧‧‧基準電壓發生電路
8‧‧‧時序控制電路
9‧‧‧切換控制部
11‧‧‧數位攝影機
12‧‧‧攝影機模組
13‧‧‧後段處理部
14‧‧‧攝像光學系
15‧‧‧固體攝像裝置
16‧‧‧影像訊號處理器(ISP)
17‧‧‧記憶部
18‧‧‧顯示部
B‧‧‧藍色用像素
Gr、Gb‧‧‧綠色用像素
R‧‧‧紅色用像素
BH1、BH2、BH1’、BH2’‧‧‧貝爾排列
Cp‧‧‧容量
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7‧‧‧擴散層
G1、G2、G3‧‧‧閘極電極
HD‧‧‧水平同步訊號
Hlin‧‧‧水平控制線
Vlin、Vlin1、Vlin2‧‧‧垂直訊號線
MCK‧‧‧主時脈
PC‧‧‧像素
S1‧‧‧輸出訊號
FDA1、FDB1、FDA2、FDB2、FDAm、FDBm‧‧‧漂浮擴散
PD_B1、PD_Gb1、PD_Gr1、PD_R1、PD_B2、PD_Gb2、PD_Gr2、PD_R2‧‧‧光電二極體
Rgr1、Sgr1、Rb1、Sb1、Rgr2、Sgr2、Rb2、Sb2、Rgr3、Sgr3、Rb3、Sb3、Rgr4、Sgr4、Rb4、Sb4‧‧‧像素訊號
TRadrA1、TRadrB1、TRadrA2、TRadrB2‧‧‧列選擇電晶體
TRampA1、TRampB1、TRampA2、TRampB2‧‧‧放大電晶體
TRrst、TRrstA、TRrstB、TRrstA1、TRrstB1、TRrstA2、TRrstB2‧‧‧重置電晶體
TGgr1、TGb1、TGr1、TGgb1、TGgr2、TGb2、TGr2、TGgb2‧‧‧讀出電晶體
TRmix、TRmixA、TRmixB、TRmixA1、TRmixA2、TRmixB1、TRmixB2‧‧‧切換電晶體
TRc‧‧‧耦合電晶體
TM1、TM2、TM3‧‧‧蓄積時間
VDD、VRD‧‧‧電源電位
VREF‧‧‧基準電壓
CD‧‧‧行方向
RD‧‧‧列方向
圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置的概略構成的區塊圖。
圖2係顯示圖1的固體攝像裝置的2像素1單元(cell)構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖3係顯示圖2的像素的第1讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。
圖4係顯示圖2的像素的第2讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。
圖5係顯示圖2的像素的第3讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。
圖6係顯示第2實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖7係顯示第3實施形態之固體攝像裝置的4像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖8係顯示第4實施形態之固體攝像裝置的4像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖9係顯示第5實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖10係顯示第6實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖11係顯示第7實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
圖12(a)係顯示適用於第8實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖、圖12(b)係顯示圖12(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
圖13(a)係顯示適用於第9實施形態之固體 攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖、圖13(b)係顯示圖13(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
圖14(a)係顯示適用於第10實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖、圖14(b)係顯示圖14(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
圖15(a)係顯示適用於第11實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖、圖15(b)係顯示圖15(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
圖16係顯示適用第12實施形態之固體攝像裝置的數位攝影機的概略構成的區塊圖。
藉由本發明之一個實施形態，在固體攝像裝置設有像素陣列部及切換電晶體。像素陣列部係以列方向及行方向配置有蓄積經光電轉換的電荷的像素。切換電晶體係設在前述像素間，藉由將在前述像素蓄積的訊號電荷轉換成電壓的訊號電荷電壓轉換部間相連接，使其進行電壓轉換增益(mV/ele)的切換動作，另外使前述像素進行像素疊加動作。
以下參照所附圖示，詳加說明實施形態之固體攝像裝置。其中，並非為藉由該等實施形態來限定本發明者。
(第1實施形態)
圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置的概略構成的區塊圖。
在圖1中，在固體攝像裝置設有像素陣列部1。在像素陣列部1係以列方向RD及行方向CD，以m(m為正整數)行×n(n為正整數)列份，以矩陣狀配置有蓄積經光電轉換的電荷的像素PC。此外，在該像素陣列部1中，在列方向RD係設有進行像素PC之讀出控制的水平控制線Hlin，在行方向CD係設有傳送由像素PC被讀出的訊號的垂直訊號線Vlin。其中，像素PC係可構成具有：2個綠色用像素Gr、Gb、1個紅色用像素R、及1個藍色用像素B的貝爾(Bayer)排列。此外，在像素陣列部1係在像素PC間設有使像素PC進行像素疊加動作的切換電晶體TRmix。切換電晶體TRmix係可設在以行方向CD相鄰接的像素PC間。若將在複數像素PC共有將被蓄積在像素PC的電荷轉換成電壓的電壓轉換部的像素構成稱為單元(cell)，切換電晶體TRmix係可設在單元間。
此外，在固體攝像裝置係設有：以垂直方向掃描成為讀出對象的像素PC的垂直掃描電路2；藉由在與像素PC之間進行源極隨耦器動作，由像素PC按每行將像素訊號讀出至垂直訊號線Vlin的負荷電路3；實施用以僅抽出各像素PC的訊號成分的CDS處理，並且轉換成數位訊號的行ADC電路4；按每行記憶在行ADC電路4所被檢測到的各像素PC的訊號成分的線記憶體5；以水 平方向掃描成為讀出對象的像素PC的水平掃描電路6；將基準電壓VREF輸出至行ADC電路4的基準電壓發生電路7；控制各像素PC的讀出或蓄積的時序的時序控制電路8；及將切換電晶體TRmix進行切換控制的切換控制部9。其中，在時序控制電路8係被輸入主時脈MCK。基準電壓VREF係可使用斜波(ramp wave)。切換控制部9係例如可在靜止圖像模式下，藉由將切換電晶體TRmix進行斷開(OFF)，個別由像素PC被讀出訊號。此外，切換控制部9係例如可在動態圖像模式或監視模式下，藉由將切換電晶體TRmix進行接通(ON)，使像素PC進行像素疊加動作。切換電晶體TRmix的控制係可與全部同時進行控制的方法與垂直掃描電路2同步按每條水平控制線Hlin進行控制。
接著，若切換電晶體TRmix為OFF，以垂直掃描電路2，像素PC各1線1線地以垂直方向被掃描，藉此以列方向RD選擇像素PC。接著，在負荷電路3中，在與該像素PC之間按每行進行源極隨耦器動作，藉此由像素PC被讀出的像素訊號透過垂直訊號線Vlin被傳送，且被送至行ADC電路4。此外，在基準電壓發生電路7中，設定斜波作為基準電壓VREF，且被送至行ADC電路4。接著，在行ADC電路4中，進行時脈的計數動作，至由像素PC被讀出的訊號準位與重置準位和斜波的準位相一致為止，且轉換成數位訊號。藉由取得該時的訊號準位與重置準位的差分，各像素PC的訊號成分在CDS 被檢測，且透過線記憶體5作為輸出訊號S1被輸出。
另一方面，若切換電晶體TRmix為ON，以垂直掃描電路2，像素PC各2線2線地以垂直方向被掃描，藉此以列方向RD選擇2線份的同色像素PC。接著，在負荷電路3中，在與2線份的像素PC之間按每行進行源極隨耦器動作，藉此由2線份的像素PC被讀出的像素訊號透過垂直訊號線Vlin被傳送，且被送至行ADC電路4。此外，在基準電壓發生電路7中，設定斜波作為基準電壓VREF，且被送至行ADC電路4。接著，在行ADC電路4中，進行時脈的計數動作，至由2線份的像素PC被讀出的訊號準位與重置準位和斜波的準位相一致為止，且轉換成數位訊號。藉由取得該時的訊號準位與重置準位的差分，各像素PC的訊號成分在CDS被檢測，且透過線記憶體5作為輸出訊號S1被輸出。
在此，當使切換電晶體TRmix呈OFF時，與使切換電晶體TRmix呈ON的情形相比，可減小將被蓄積在像素PC的電荷轉換成電壓的電壓轉換部的容量。因此，若不使像素PC進行像素疊加動作時，與使像素PC進行像素疊加動作的情形相比，可提高轉換增益，且可使SN比提升。
另一方面，若使像素PC進行像素疊加動作時，可各2線2線地由像素PC讀出訊號，可使讀出速度成為2倍。此外，可在與2線份的像素PC之間並聯進行源極隨耦器動作，且可將透過垂直訊號線Vlin被傳送的像素訊 號的雜訊減低為1/。
圖2係顯示圖1的固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
在圖2中，以行方向CD鄰接配置有貝爾排列BH1、BH2。
在貝爾排列BH1係對綠色用像素Gr設有光電二極體PD_Gr1，對藍色用像素B設有光電二極體PD_B1，對紅色用像素R設有光電二極體PD_R1，對綠色用像素Gb設有光電二極體PD_Gb1。此外，在貝爾排列BH1係設有：列選擇電晶體TRadrA1、TRadrB1、放大電晶體TRampA1、TRampB1、重置電晶體TRrstA1、TRrstB1、及讀出電晶體TGgr1、TGb1、TGr1、TGgb1。此外，在放大電晶體TRampA1與重置電晶體TRrstA1與讀出電晶體TGgr1、TGb1的連接點係形成有漂浮擴散FDA1作為電壓轉換部。在放大電晶體TRampB1與重置電晶體TRrstB1與讀出電晶體TGr1、TGgb1的連接點係形成有漂浮擴散FDB1作為電壓轉換部。在此，漂浮擴散FDA1在光電二極體PD_Gr1、PD_B1被共有，藉此構成2像素1單元，漂浮擴散FDB1在光電二極體PD_R1、PD_Gb1被共有，藉此構成2像素1單元。
接著，光電二極體PD_Gr1係透過讀出電晶體TGgr1而與漂浮擴散FDA1相連接，光電二極體PD_B1係透過讀出電晶體TGb1而與漂浮擴散FDA1相連接。放大 電晶體TRampA1的閘極係與漂浮擴散FDA1相連接，放大電晶體TRampA1的源極係透過列選擇電晶體TRadrA1而與垂直訊號線Vlin1相連接，放大電晶體TRampA1的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FDA1係透過重置電晶體TRrstA1而與電源電位VDD相連接。
光電二極體PD_R1係透過讀出電晶體TGr1而與漂浮擴散FDB1相連接，光電二極體PD_Gb1係透過讀出電晶體TGgb1而與漂浮擴散FDB1相連接。放大電晶體TRampB1的閘極係與漂浮擴散FDB1相連接，放大電晶體TRampB1的源極係透過列選擇電晶體TRadrB1而與垂直訊號線Vlin2相連接，放大電晶體TRampB1的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FDB1係透過重置電晶體TRrstB1而與電源電位VDD相連接。
在貝爾排列BH2係對綠色用像素Gr設有光電二極體PD_Gr2，對藍色用像素B設有光電二極體PD_B2，對紅色用像素R設有光電二極體PD_R2，對綠色用像素Gb設有光電二極體PD_Gb2。此外，在貝爾排列BH2係設有：列選擇電晶體TRadrA2、TRadrB2、放大電晶體TRampA2、TRampB2、重置電晶體TRrstA2、TRrstB2、及讀出電晶體TGgr2、TGb2、TGr2、TGgb2。此外，在放大電晶體TRampA2與重置電晶體TRrstA2與讀出電晶體TGgr2、TGb2的連接點係形成有漂浮擴散FDA2作為電壓轉換部。在放大電晶體TRampB2與重置電晶體TRrstB2與讀出電晶體TGr2、TGgb2的連接點係形 成有漂浮擴散FDB2作為電壓轉換部。在此，漂浮擴散FDA2在光電二極體PD_Gr2、PD_B2被共有，藉此構成2像素1單元，漂浮擴散FDB2在光電二極體PD_R2、PD_Gb2被共有，藉此構成2像素1單元。
接著，光電二極體PD_Gr2係透過讀出電晶體TGgr2而與漂浮擴散FDA2相連接，光電二極體PD_B2係透過讀出電晶體TGb2而與漂浮擴散FDA2相連接。放大電晶體TRampA2的閘極係與漂浮擴散FDA2相連接，放大電晶體TRampA2的源極係透過列選擇電晶體TRadrA2而與垂直訊號線Vlin1相連接，放大電晶體TRampA2的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FDA2係透過重置電晶體TRrstA2而與電源電位VDD相連接。
光電二極體PD_R2係透過讀出電晶體TGr2而與漂浮擴散FDB2相連接，光電二極體PD_Gb2係透過讀出電晶體TGgb2而與漂浮擴散FDB2相連接。放大電晶體TRampB2的閘極係與漂浮擴散FDB2相連接，放大電晶體TRampB2的源極係透過列選擇電晶體TRadrB2而與垂直訊號線Vlin2相連接，放大電晶體TRampB2的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FDB2係透過重置電晶體TRrstB2而與電源電位VDD相連接。其中，在列選擇電晶體TRadrA1、TRadrB1、TRadrA2、TRadrB2、重置電晶體TRrstA1、TRrstB1、TRrstA2、TRrstB2及讀出電晶體TGgr1、TGb1、TGr1、TGgb1、TGgr2、TGb2、TGr2、TGgb2的閘極，係可透過水平控制 線Hlin來輸入訊號。
漂浮擴散FDA1、FDA2係透過切換電晶體TRmixA而互相連接，漂浮擴散FDB1、FDB2係透過切換電晶體TRmixB而互相連接。其中，在切換電晶體TRmixA、TRmixB的閘極係可由切換控制部9輸入訊號。
圖3係顯示圖2的像素的第1讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。其中，在圖3之例中，係顯示對圖2的垂直訊號線Vlin1的讀出動作。
在圖3中，在該第1讀出動作中，係使切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此使漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離。
接著，使讀出電晶體TGgr1呈ON，藉此光電二極體PD_Gr1的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1。之後，使讀出電晶體TGgr1呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_Gr1的訊號電荷的蓄積。
接著，使重置電晶體TRrstA1呈ON，藉此在漂浮擴散FDA1的電荷被排出後，使讀出電晶體TGb1呈ON，藉此光電二極體PD_B1的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1。之後，使讀出電晶體TGb1呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_B1的訊號電荷的蓄積。
接著，使重置電晶體TRrstA2呈ON，藉此在漂浮擴散FDA2的電荷被排出後，使讀出電晶體TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA2。之後，使讀出電晶體TGgr2呈OFF，藉此開始在 光電二極體PD_Gr2的訊號電荷的蓄積。
接著，使重置電晶體TRrstA2呈ON，藉此在漂浮擴散FDA2的電荷被排出後，使讀出電晶體TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA2。之後，使讀出電晶體TGb2呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_B2的訊號電荷的蓄積。
接著，在讀出電晶體TGgr1為OFF時，使列選擇電晶體TRadrA1呈ON，藉此放大電晶體TRampA1進行源極隨耦器動作，按照漂浮擴散FDA1的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rgr1。之後，藉由使讀出電晶體TGgr1呈ON，光電二極體PD_Gr1的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1。接著，由於放大電晶體TRampA1進行源極隨耦器動作，按照漂浮擴散FDA1的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sgr1。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sgr1與黑準位的像素訊號Rgr1的差分，來檢測按照被蓄積在光電二極體PD_Gr1的電荷的訊號成分。此時，光電二極體PD_Gr1的蓄積時間成為TM1。
接著，使重置電晶體TRrstA1呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA1的電荷。接著，在讀出電晶體TGb1呈OFF、列選擇電晶體TRadrA1呈ON時，放大電晶體TRampA1進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1 的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rb1。之後，使讀出電晶體TGb1呈ON，藉此光電二極體PD_B1的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1。接著，放大電晶體TRampA1進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sb1。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sb1與黑準位的像素訊號Rb1的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_B1的電荷的訊號成分。此時，光電二極體PD_B1的蓄積時間成為TM1。
接著，使重置電晶體TRrstA2呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA2的電荷。接著，讀出電晶體TGgr2呈OFF時，使列選擇電晶體TRadrA2呈ON，藉此放大電晶體TRampA2進行源極隨耦器動作，按照漂浮擴散FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rgr2。之後，使讀出電晶體TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA2。接著，放大電晶體TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sgr2。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sgr2與黑準位的像素訊號 Rgr2的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_Gr2的電荷的訊號成分。此時，光電二極體PD_Gr2的蓄積時間成為TM1。
接著，使重置電晶體TRrstA2呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA2的電荷。接著，在讀出電晶體TGb2呈OFF、列選擇電晶體TRadrA2呈ON時，放大電晶體TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rb2。之後，使讀出電晶體TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA2。接著，放大電晶體TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sb2。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sb2與黑準位的像素訊號Rb2的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_B2的電荷的訊號成分。此時，光電二極體PD_B2的蓄積時間成為TM1。此外，黑準位的像素訊號Rgr1、Rb1、Rgr2、Rb2與訊號準位的像素訊號Sgr1、Sb1、Sgr2、Sb2係與水平同步訊號HD同步被依序讀出，可使其以4周期完成。
在此，在第1讀出動作中，可在切換電晶體TRmixA切離漂浮擴散FDA1、FDA2，可減小將被蓄積在像素PC的電荷轉換成電壓的電壓轉換部的容量。因此， 未使像素PC進行像素疊加動作時，與使像素PC進行像素疊加動作時相比，可提升轉換增益，且可使SN比提升。
圖4係顯示圖2的像素的第2讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。其中，在圖4之例中，係顯示對圖2的垂直訊號線Vlin1的讀出動作。
在圖4中，在該第2讀出動作中，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相結合。
接著，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1、FDA2。之後，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的訊號電荷的蓄積。
接著，使重置電晶體TRrstA1、TRrstA2呈ON，藉此在漂浮擴散FDA1、FDA2的電荷被排出之後，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B1、PD_B2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1、FDA2。之後，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_B1、PD_B2的訊號電荷的蓄積。
接著，讀出電晶體TGgr1、TGgr2為OFF時，使列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2呈ON，藉此放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，按照漂浮擴散FDA1、FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1 的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rgr3。之後，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2。接著，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sgr3。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sgr3與黑準位的像素訊號Rgr3的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的電荷予以像素疊加的訊號成分。此時，光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的蓄積時間成為TM2。
接著，使重置電晶體TRrstA1、TRrstA2呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA1、FDA2的電荷。接著，讀出電晶體TGb1、TGb2呈OFF、列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2呈ON時，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rb3。之後，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B1、PD_B2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2。接著，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓， 檢測訊號準位的像素訊號Sb3。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sb3與黑準位的像素訊號Rb3的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_B1、PD_B2的電荷予以像素疊加的訊號成分。此時，光電二極體PD_B1、PD_B2的蓄積時間成為TM2。此外，黑準位的像素訊號Rgr3、Rb3與訊號準位的像素訊號Sgr3、Sb3係與水平同步訊號HD同步依序被讀出，使其以2周期完成。
在此，在第2讀出動作中，可在切換電晶體TRmixA使漂浮擴散FDA1、FDA2相結合，可各2線2線地由像素PC讀出訊號，因此可使讀出速度成為2倍。此外，可使2線份的放大電晶體TRampA1、TRampA2並聯進行源極隨耦器動作，可將透過垂直訊號線Vlin1被傳送的黑準位的像素訊號Rgr3、Rb3與訊號準位的像素訊號Sgr3、Sb3的雜訊減低至1/。
圖5係顯示圖2的像素的第3讀出動作時的各部的電壓波形的時間圖。其中，在圖5之例中係顯示對圖2的垂直訊號線Vlin1的讀出動作。
在圖5中，使切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離。
接著，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1、FDA2。之後，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的訊號電荷的蓄積。
接著，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相結合。接著，使重置電晶體TRrstA1、TRrstA2呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA1、FDA2的電荷。接著，切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離。接著，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B1、PD_B2的殘留電荷被排出至漂浮擴散FDA1、FDA2。之後，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈OFF，藉此開始在光電二極體PD_B1、PD_B2的訊號電荷的蓄積。
接著，在讀出電晶體TGgr1、TGgr2為OFF時，使列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2呈ON，藉此放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，按照漂浮擴散FDA1、FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rgr4。之後，使讀出電晶體TGgr1、TGgr2呈ON，藉此光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2。此時，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號電荷被平均化。接著，使切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離之後，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號 Sgr4。接著，藉由取得訊號準位的像素訊號Sgr4與黑準位的像素訊號Rgr4的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的電荷予以像素疊加的訊號成分。此時，光電二極體PD_Gr1、PD_Gr2的蓄積時間成為TM3。
接著，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相結合。接著，使重置電晶體TRrstA1、TRrstA2呈ON，藉此排出漂浮擴散FDA1、FDA2的電荷。接著，使切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離。接著，讀出電晶體TGb1、TGb2呈OFF、列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2呈ON時，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的黑準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測黑準位的像素訊號Rb4。之後，使讀出電晶體TGb1、TGb2呈ON，藉此光電二極體PD_B1、PD_B2的訊號電荷被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2。此時，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此被讀出至漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號電荷被平均化。接著，使切換電晶體TRmixA呈OFF，藉此漂浮擴散FDA1、FDA2互相分離之後，放大電晶體TRampA1、TRampA2進行源極隨耦器動作，藉此按照漂浮擴散FDA1、FDA2的訊號準位的電荷的電壓被讀出至垂直訊號線Vlin1。接著，根據此時的垂直訊號線Vlin1的電壓，檢測訊號準位的像素訊號Sb4。接著，藉由取得訊號準位 的像素訊號Sb4與黑準位的像素訊號Rb4的差分，檢測按照被蓄積在光電二極體PD_B1、PD_B2的電荷予以像素疊加的訊號成分。此時，光電二極體PD_B1、PD_B2的蓄積時間成為TM3。此外，黑準位的像素訊號Rgr4、Rb4與訊號準位的像素訊號Sgr4、Sb4係與水平同步訊號HD同步依序被讀出，可使其以2周期完成。
在此，在第3讀出動作中，可使2線份的放大電晶體TRampA1、TRampA2並聯進行源極隨耦器動作，可將透過垂直訊號線Vlin1被傳送的黑準位的像素訊號Rgr4、Rb4與訊號準位的像素訊號Sgr4、Sb4的雜訊減低至1/。此外，訊號讀出後，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此可將漂浮擴散FDA1、FDA2的電位均等化，且可使漂浮擴散FDA1、FDA2的電位差成為數10mV左右。因此，即使在訊號讀出後的漂浮擴散FDA1、FDA2有0.3V~0.5V的電位差的情形下，亦可將以源極隨耦器動作平均化後的訊號輸出至垂直訊號線Vlin1。
在圖3的第1讀出動作中，可以切換電晶體TRmixA將漂浮擴散FDA1、FDA2切離，且可減小將被蓄積在像素PC的電荷轉換成電壓的電壓轉換部的容量。因此，可提高轉換增益，且可使SN比提升。尤其，將漂浮擴散FDA的飽和容量，以小於光電二極體PD的飽和容量的方式形成為高轉換增益，藉此可在訊號電荷量少的昏暗攝影時，取得高SN比的訊號。明亮攝影時，以切換電晶體TRmixA連接漂浮擴散FDA1、FDA2，藉此藉由加大FDA 的飽和容量，可將光電二極體PD的飽和訊號電荷轉換成訊號電壓來進行輸出。此外，與圖4或圖5同樣地，可使放大電晶體TRampA1、TRampA2並聯進行源極隨耦器動作，且可將放大電晶體的雜訊減低成1/。
(第2實施形態)
圖6係顯示第2實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
在圖6中，在該固體攝像裝置中係設有切換電晶體TRmixA1、TRmixA2、TRmixB1、TRmixB2，取代圖2的切換電晶體TRmixA、TRmixB。此外，設有重置電晶體TRrstA、TRrstB，取代圖2的重置電晶體TRrstA1、TRrstB1、TRrstA2、TRrstB2。
切換電晶體TRmixA1、TRmixA2係互相串聯連接，該串聯電路係被連接在漂浮擴散FDA1、FDA2間。切換電晶體TRmixA1、TRmixA2的閘極係被共通連接。重置電晶體TRrstA係被連接在切換電晶體TRmixA1、TRmixA2的連接點與電源電位VDD之間。在切換電晶體TRmixA1、TRmixA2的連接點形成有漂浮擴散FDAm。其中，切換電晶體TRmixA1係可近接漂浮擴散FDA1作配置。切換電晶體TRmixA2係可近接漂浮擴散FDA2作配置。
切換電晶體TRmixB1、TRmixB2係互相串聯連接， 該串聯電路係被連接在漂浮擴散FDB1、FDB2間。切換電晶體TRmixB1、TRmixB2的閘極係共通連接。重置電晶體TRrstB係被連接在切換電晶體TRmixB1、TRmixB2的連接點與電源電位VDD之間。在切換電晶體TRmixB1、TRmixB2的連接點係形成有漂浮擴散FDBm。其中，切換電晶體TRmixB1係可近接漂浮擴散FDB1作配置。切換電晶體TRmixB2係可近接漂浮擴散FDB2作配置。
切換電晶體TRmixA1、TRmixA2係可與切換電晶體TRmixA同樣進行動作，切換電晶體TRmixB1、TRmixB2係可與切換電晶體TRmixB同樣進行動作。重置電晶體TRrstA係可與重置電晶體TRrstA1、TRrstA2同樣進行動作，重置電晶體TRrstB係可與重置電晶體TRrstB1、TRrstB2同樣進行動作。
在此，藉由將切換電晶體TRmixA1、TRmixA2、TRmixB1、TRmixB2分別近接漂浮擴散FDA1、FDA2、FDB1、FDB2作配置，可減低在圖3的第1讀出動作時，被附加在漂浮擴散FDA1、FDA2、FDB1、FDB2的配線容量，可提高轉換增益。此外，可將圖2的重置電晶體TRrstA1與TRrstA2的2個刪減為1個。同樣地，可將重置電晶體TRrstB1與TRrstB2的2個刪減為1個。
(第3實施形態)
圖7係顯示第3實施形態之固體攝像裝置的4像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路 圖。
在圖7中，在該固體攝像裝置中係設有貝爾排列BH1’、BH2’，取代圖2的貝爾排列BH1、BH2。在貝爾排列BH1’中係設有漂浮擴散FD1，取代圖2的漂浮擴散FDA1、FDB1，設有列選擇電晶體TRadr1，取代圖2的列選擇電晶體TRadrA1、TRadrB1，設有放大電晶體TRamp1，取代圖2的放大電晶體TRampA1、TRampB1。在此，在光電二極體PD_Gr1、PD_B1、PD_R1、PD_Gb1共有漂浮擴散FD1，藉此構成4像素1單元。
接著，光電二極體PD_Gr1係透過讀出電晶體TGgr1而與漂浮擴散FD1相連接，光電二極體PD_B1係透過讀出電晶體TGb1而與漂浮擴散FD1相連接，光電二極體PD_R1係透過讀出電晶體TGr1而與漂浮擴散FD1相連接，光電二極體PD_Gb1係透過讀出電晶體TGgb1而與漂浮擴散FD1相連接。放大電晶體TRamp1的閘極係與漂浮擴散FD1相連接，放大電晶體TRamp1的源極係透過列選擇電晶體TRadr1而與垂直訊號線Vlin1相連接，放大電晶體TRamp1的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FD1係透過重置電晶體TRrst1而與電源電位VDD相連接。
在貝爾排列BH2’中，係設有漂浮擴散FD2，取代圖2的漂浮擴散FDA2、FDB2，設有列選擇電晶體TRadr2，取代圖2的列選擇電晶體TRadrA2、TRadrB2，設有放大電晶體TRamp2，取代圖2的放大電晶體 TRampA2、TRampB2。在此，在光電二極體PD_Gr2、PD_B2、PD_R2、PD_Gb2共有漂浮擴散FD2，藉此構成4像素1單元。
接著，光電二極體PD_Gr2係透過讀出電晶體TGgr2而與漂浮擴散FD2相連接，光電二極體PD_B2係透過讀出電晶體TGb2而與漂浮擴散FD2相連接，光電二極體PD_R2係透過讀出電晶體TGr2而與漂浮擴散FD2相連接，光電二極體PD_Gb2係透過讀出電晶體TGgb2而與漂浮擴散FD2相連接。放大電晶體TRamp2的閘極係與漂浮擴散FD2相連接，放大電晶體TRamp2的源極係透過列選擇電晶體TRadr2而與垂直訊號線Vlin2相連接，放大電晶體TRamp2的汲極係與電源電位VDD相連接。此外，漂浮擴散FD2係透過重置電晶體TRrst2而與電源電位VDD相連接。漂浮擴散FD1、FD2係透過切換電晶體TRmix而互相連接。
在貝爾排列BH1’、BH2’間未進行像素疊加動作時，切換電晶體TRmix呈OFF。由貝爾排列BH1’、BH2’的各像素個別被讀出訊號。在貝爾排列BH1’、BH2’間進行像素疊加動作時，切換電晶體TRmix呈ON，由貝爾排列BH1’、BH2’的同色像素同時被讀出訊號，且在漂浮擴散FD1與FD2進行加算。
在此，在4像素1單元構成中未進行像素疊加動作時，可以切換電晶體TRmix將漂浮擴散FD1、FD2切離。因此，可減小將被蓄積在像素PC的電荷轉換成電 壓的電壓轉換部的容量，且可提高轉換增益。
此外，在4像素1單元構成中進行像素疊加動作時，可以切換電晶體TRmix，使漂浮擴散FD1、FD2相結合。因此，可2線2線地由像素PC讀出訊號，可使讀出速度成為2倍。此外，可使2線份的放大電晶體TRamp1、TRamp2並聯進行源極隨耦器動作，將透過垂直訊號線Vlin1、Vlin2被傳送的像素訊號在後段進行加算或平均化，藉此可將像素訊號的雜訊減低為1/。
(第4實施形態)
圖8係顯示第4實施形態之固體攝像裝置的4像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
在圖8中，在該固體攝像裝置中，係設有切換電晶體TRmix1、TRmix2，取代圖7的切換電晶體TRmix。此外，設有重置電晶體TRrst，取代圖7的重置電晶體TRrst1、TRrst2。
切換電晶體TRmix1、TRmix2係互相串聯連接，該串聯電路係被連接在漂浮擴散FD1、FD2間。切換電晶體TRmix1、TRmix2的閘極係共通連接。重置電晶體TRrst係被連接在切換電晶體TRmix1、TRmix2的連接點與電源電位VDD之間。在切換電晶體TRmix1、TRmix2的連接點係形成有漂浮擴散FDm。其中，切換電晶體TRmix1係可近接漂浮擴散FD1作配置。切換電晶體TRmix2係可近 接漂浮擴散FD2作配置。
切換電晶體TRmix1、TRmix2係可與切換電晶體TRmix同樣地進行動作。重置電晶體TRrst係可與重置電晶體TRrst1、TRrst2同樣地進行動作。
在此，藉由將切換電晶體TRmix1、TRmix2分別近接漂浮擴散FD1、FD2作配置，可減低被附加在漂浮擴散FD1、FD2的配線容量，且可提高轉換增益。此外，可將圖7的重置電晶體TRrst1與TRrst2的2個刪減為1個。
(第5實施形態)
圖9係顯示第5實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。其中，在圖9之例中，僅顯示相對圖2的垂直訊號線Vlin1的構成。
在圖9中，在該固體攝像裝置中，圖2的列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2被去除。此外，在該固體攝像裝置中，漂浮擴散FDA1係透過重置電晶體TRrstA1而與電源電位VRD相連接，漂浮擴散FDA2係透過重置電晶體TRrstA2而與電源電位VRD相連接。
在此，在圖2的構成中，使列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2呈OFF，藉此設定非選擇行。相對於此，在圖9的構成中，當重置電晶體TRrstA1、TRrstA2呈ON時，降低電源電位VRD，使放大電晶體TRampA1、TRampA2呈OFF，藉此設定非選擇列。除此之外係可與圖2的構成 同樣地進行動作。
藉此，即使在列選擇電晶體TRadrA1、TRadrA2被去除的情形下，亦可以切換電晶體TRmixA，使漂浮擴散FDA1、FDA2切離、或相結合。因此，可一邊抑制未進行像素疊加動作時的轉換增益的降低，一邊在像素疊加動作時，使放大電晶體TRampA1、TRampA2同時成為ON，藉此可將放大電晶體的電路的雜訊減低為1/。
(第6實施形態)
圖10係顯示第6實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。其中，在圖10之例中，僅顯示相對圖6的垂直訊號線Vlin1的構成。
在圖10中，在該固體攝像裝置中，係在圖6的構成附加有耦合電晶體TRc及容量Cp。容量Cp係透過耦合電晶體TRc而與切換電晶體TRmixA1、TRmixA2的連接點FDAm相連接。
在此，當切換電晶體TRmixA1、TRmixA2被接通(ON)時，使耦合電晶體TRc呈ON，藉此可使容量Cp附加在漂浮擴散FDA1、FDA2。因此，可使像素疊加動作時的電壓轉換部的飽和電子數增大，並且可降低轉換增益。在該像素構成中，例如將漂浮擴散FDA1或FDA2的飽和電子數形成為光電二極體PD的飽和電子數的1/2，藉此形成為高轉換增益，在昏暗攝影時，藉由將後段的電 路雜訊1/2化來達成高畫質化。明亮攝影時，使切換電晶體TRmixA1、TRmixA2成為ON，藉此將轉換增益形成為約1/2，藉此可將光電二極體PD的飽和電子數轉換成電壓。在像素疊加動作時，由同色的光電二極體PD的2像素被讀出訊號電荷，因此使耦合電晶體TRc成為ON，藉此追加容量Cp，且使轉換增益更加1/2化，藉此可將光電二極體2像素份的飽和電子數轉換成電壓。
(第7實施形態)
圖11係顯示第7實施形態之固體攝像裝置的2像素1單元構成中的橫2×縱4像素份的像素的構成例的電路圖。
在圖11中，在該固體攝像裝置中，係由圖10的構成去除耦合電晶體TRc。容量Cp係與切換電晶體TRmixA1、TRmixA2的連接點直接連接。
在此，使切換電晶體TRmixA1、TRmixA2呈ON，藉此可使容量Cp附加在漂浮擴散FDA1、FDA2。因此，可使像素疊加動作時的電壓轉換部的飽和電子數增大，並且可降低轉換增益。
(第8實施形態)
圖12(a)係顯示適用於第8實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖，圖12(b)係顯示圖12(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。其中，在 圖12(a)及圖12(b)的構成中，係抽出圖9的切換電晶體TRmixA的部分來顯示。
在圖12(a)中，在該固體攝像裝置中，在圖9的切換電晶體TRmixA的通道區域附加有容量Cp。此外，如圖12(b)所示，在切換電晶體TRmixA係設有閘極電極G1，在閘極電極G1下係形成有通道區域。此外，在通道區域的兩側係形成有擴散層D1、D2。此外，在通道區域的旁邊係形成有擴散層D3，在擴散層D3係連接有容量Cp。
在此，使切換電晶體TRmixA呈ON，藉此可使容量Cp附加在漂浮擴散FDA1、FDA2。因此，可使像素疊加動作時的電壓轉換部的飽和電子數增大，並且可降低轉換增益。此外，藉由將連接容量Cp的擴散層D3配置在通道區域的旁邊，可抑制佈局面積增大。
(第9實施形態)
圖13(a)係顯示適用於第9實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖，圖13(b)係顯示圖13(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
在圖13(a)中，在該固體攝像裝置中，圖12(a)的切換電晶體TRmixA的通道區域，透過耦合電晶體TRc附加有容量Cp。此外，如圖13(b)所示，在耦合電晶體TRc係設有閘極電極G2。此外，在閘極電極G2下的通道區域的兩側係形成有擴散層D4、D5。在此，擴散層D4 係被配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊。此外，在擴散層D5係連接有容量Cp。
在此，當切換電晶體TRmixA呈ON時，使耦合電晶體TRc呈ON，藉此可使容量Cp附加在漂浮擴散FDA1、FDA2。因此，可使像素疊加動作時的電壓轉換部的飽和電子數更加增大，並且可更加降低轉換增益。此外，藉由將耦合電晶體TRc的擴散層D4配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊，可不需要將切換電晶體TRmixA及耦合電晶體TRc相連接的配線，可抑制佈局面積增大。
(第10實施形態)
圖14(a)係顯示適用於第10實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖，圖14(b)係顯示圖14(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。其中，在圖14(a)及圖14(b)的構成中，係抽出圖2的切換電晶體TRmixA及重置電晶體TRrstA1、TRrstA2的部分來顯示。
在圖14(a)中，在該固體攝像裝置中，設有重置電晶體TRrst，取代圖2的重置電晶體TRrstA1、TRrstA2。在此，切換電晶體TRmixA的通道區域係透過重置電晶體TRrst而與電源電位VDD相連接。此外，如圖14(b)所示，在重置電晶體TRrst係設有閘極電極G3。此外，在閘極電極G3下的通道區域的兩側係形成有擴散層D6、 D7。在此，擴散層D6係被配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊。此外，在擴散層D7係連接有電源電位VDD。
在此，當切換電晶體TRmixA呈ON時，使重置電晶體TRrst呈ON，藉此可重置漂浮擴散FDA1、FDA2。此外，藉由將重置電晶體TRrst的擴散層D6配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊，可在漂浮擴散FDA1、FDA2共有重置電晶體TRrst。因此，變得不需要按每個漂浮擴散FDA1、FDA2設置圖2的重置電晶體TRrstA1、TRrstA2，可減少重置電晶體的個數。
(第11實施形態)
圖15(a)係顯示適用於第11實施形態之固體攝像裝置的切換電晶體的構成例的電路圖，圖15(b)係顯示圖15(a)的切換電晶體的佈局構成例的平面圖。
在圖15(a)中，在該固體攝像裝置中，在圖14(a)的切換電晶體TRmixA的通道區域，透過耦合電晶體TRc附加有容量Cp。其中，耦合電晶體TRc係與圖13(a)及圖13(b)的構成相同。在此，耦合電晶體TRc的擴散層D4與重置電晶體TRrst的擴散層D6係可以將閘極電極G1置於其間而互相對向的方式配置在閘極電極G1下的通道區域的旁邊。
在此，藉由將耦合電晶體TRc的擴散層D4配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊，可不需要將切換電 晶體TRmixA與耦合電晶體TRc相連接的配線，可抑制佈局面積增大。此外，藉由將重置電晶體TRrst的擴散層D6配置在切換電晶體TRmixA的通道區域的旁邊，變得不需要按每個漂浮擴散FDA1、FDA2設置圖2的重置電晶體TRrstA1、TRrstA2，可減少重置電晶體的個數。
(第12實施形態)
圖16係顯示適用第12實施形態之固體攝像裝置的數位攝影機的概略構成的區塊圖。
在圖16中，數位攝影機11係具有：攝影機模組12、及後段處理部13。攝影機模組12係具有：攝像光學系14、及固體攝像裝置15。後段處理部13係具有：影像訊號處理器(ISP)16、記憶部17、及顯示部18。其中，ISP16的至少一部分構成亦可連同固體攝像裝置15一起進行1晶片化。以固體攝像裝置15而言，係可使用圖1及圖6~圖11中任一構成。
攝像光學系14係取入來自被攝體的光，使被攝體像成像。固體攝像裝置15係對被攝體像進行攝像。ISP16係將藉由利用固體攝像裝置15的攝像所得的畫像訊號進行訊號處理。記憶部17係儲存經由在ISP16的訊號處理的畫像。記憶部17係按照使用者的操作等，對顯示部18輸出畫像訊號。顯示部18係按照由ISP16或記憶部17被輸入的畫像訊號，來顯示畫像。顯示部18例如為液晶顯示器。其中，攝影機模組12係除了數位攝影機11 之外，亦可適用於例如附攝影機的攜帶型終端機等電子機器。
以上說明本發明之幾個實施形態，惟該等實施形態係提示為例者，並未意圖限定發明之範圍。該等新穎的實施形態可以其他各種形態實施，在未脫離發明要旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態或其變形係包含在發明範圍或要旨，並且包含在申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
1‧‧‧像素陣列部
2‧‧‧垂直掃描電路
3‧‧‧負荷電路
4‧‧‧行ADC電路
5‧‧‧線記憶體
6‧‧‧水平掃描電路
7‧‧‧基準電壓發生電路
8‧‧‧時序控制電路
9‧‧‧切換控制部
Hlin‧‧‧水平控制線
Vlin‧‧‧垂直訊號線
Gr、Gb‧‧‧綠色用像素
R‧‧‧紅色用像素
B‧‧‧藍色用像素
MCK‧‧‧主時脈
PC‧‧‧像素
S1‧‧‧輸出訊號
TRmix‧‧‧切換電晶體
VREF‧‧‧基準電壓
CD‧‧‧行方向
RD‧‧‧列方向

Claims (20)

  1. 一種固體攝像裝置，其係具備有：以列(row)方向及行(colulmn)方向配置有蓄積經光電轉換的電荷的像素的像素陣列部，前述像素係具備有：光電二極體，其係生成經光電轉換的電荷；電壓轉換部，其係將在前述光電二極體所生成的電荷轉換成電壓；讀出電晶體，其係將在前述光電二極體所生成的電荷讀出至前述電壓轉換部；放大電晶體，其將在前述電壓轉換部被轉換的電壓進行放大；及切換電晶體，其係被連接在以前述行方向配置的同色像素的前述電壓轉換部間。
  2. 如申請專利範圍第1項之固體攝像裝置，其中，前述切換電晶體係在鄰接的同色像素的電壓轉換部間串聯連接2個。
  3. 如申請專利範圍第2項之固體攝像裝置，其中，具備有重置前述電壓轉換部的重置電晶體，前述重置電晶體係被連接在將前述2個切換電晶體進行串聯連接的連接點。
  4. 如申請專利範圍第3項之固體攝像裝置，其中，前述切換電晶體係在前述鄰接的像素的電壓轉換部間連接1個， 前述重置電晶體以透過前述切換電晶體進行重置的方式與前述切換電晶體相連接。
  5. 如申請專利範圍第1項之固體攝像裝置，其中，前述切換電晶體係在前述鄰接的像素的電壓轉換部間連接1個，當前述切換電晶體呈ON時連接容量。
  6. 如申請專利範圍第3項之固體攝像裝置，其中，前述電壓轉換部係具備有：第1電壓轉換部，其係在以前述行方向相鄰接的第1像素及第2像素所共有；及第2電壓轉換部，其係在以前述行方向相鄰接的第3像素及第4像素所共有，前述切換電晶體係具備有使前述第1電壓轉換部及前述第2電壓轉換部相連接的切換電晶體。
  7. 如申請專利範圍第6項之固體攝像裝置，其中，前述重置電晶體係具備有：第1重置電晶體，其係被連接在前述第1電壓轉換部與前述切換電晶體的連接點；及第2重置電晶體，其係被連接在前述第2電壓轉換部與前述切換電晶體的連接點。
  8. 如申請專利範圍第6項之固體攝像裝置，其中，前述切換電晶體係具備有：將切換電晶體串聯連接2個的第1切換電晶體及第2切換電晶體。
  9. 如申請專利範圍第8項之固體攝像裝置，其中，前 述重置電晶體係被連接在前述第1切換電晶體與前述第2切換電晶體的連接點。
  10. 如申請專利範圍第9項之固體攝像裝置，其中，具備有：與前述連接點相連接的容量。
  11. 如申請專利範圍第10項之固體攝像裝置，其中，具備有：被連接在前述連接點與前述容量之間的耦合電晶體。
  12. 如申請專利範圍第3項之固體攝像裝置，其中，前述電壓轉換部係具備有：第1電壓轉換部，其係在被配置成2行2列的第1像素、第2像素、第3像素、及第4像素所共有；及第2電壓轉換部，其係在被配置成2行2列的第5像素、第6像素、第7像素、及第8像素所共有，前述切換電晶體係具備有使前述第1電壓轉換部及前述第2電壓轉換部相連接的切換電晶體。
  13. 如申請專利範圍第12項之固體攝像裝置，其中，前述重置電晶體係具備有：第1重置電晶體，其係被連接在前述第1電壓轉換部與前述切換電晶體的連接點；及第2重置電晶體，其係被連接在前述第2電壓轉換部與前述切換電晶體的連接點。
  14. 如申請專利範圍第12項之固體攝像裝置，其中，前述切換電晶體係具備有將切換電晶體串聯連接2個的第1切換電晶體及第2切換電晶體。
  15. 如申請專利範圍第14項之固體攝像裝置，其中，前述重置電晶體係被連接在前述第1切換電晶體與前述第2切換電晶體的連接點。
  16. 如申請專利範圍第13項之固體攝像裝置，其中，前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素、及前述第4像素係構成第1貝爾排列，前述第5像素、前述第6像素、前述第7像素、及前述第8像素係構成第2貝爾排列。
  17. 如申請專利範圍第16項之固體攝像裝置，其中，具備有：容量，其係被連接在前述連接點；及耦合電晶體，其係被連接在前述連接點與前述容量之間。
  18. 如申請專利範圍第1項之固體攝像裝置，其中，具備有：行ADC電路，其係根據由前述像素被讀出的像素訊號與基準電壓的比較結果，按每行算出前述像素訊號的AD轉換值；垂直訊號線，其係按每個前述行，將由前述像素被讀出的像素訊號傳送至前述行ADC電路；及負荷電路，其係在與前述像素之間構成源極隨耦器電路，藉此按每個前述行，將像素訊號由前述像素輸出至前述垂直訊號線。
  19. 如申請專利範圍第18項之固體攝像裝置，其中， 前述負荷電路係當前述切換電晶體呈ON時，按各每行在與複數放大電晶體之間構成源極隨耦器電路。
  20. 如申請專利範圍第18項之固體攝像裝置，其中，藉由使前述切換電晶體呈ON，在將被讀出至前述電壓轉換部的電荷加以混合後，在使前述切換電晶體呈OFF的狀態下，按每個前述行，透過複數放大電晶體，對前述垂直訊號線輸出訊號。
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