WO2010041540A1 - 固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカメラシステム - Google Patents
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Abstract
Description
CCD画素の製造に専用プロセスを必要とし、また、その動作には複数の電源電圧が必要であり、さらに複数の周辺ICを組み合わせて動作させる必要がある。
これに対して、CMOSイメージセンサは、このようなCCDにおいてシステムが非常に複雑化するといった処々の問題を、克服しているからである。
このため、周辺ICの数を減らすことができるといった、大きなメリットを複数持ち合わせている。
Diffusion)を有するFDアンプを用いた1チャネル(ch)出力が主流である。
これに対して、CMOSイメージセンサは各画素毎にFDアンプを持ち合わせており、その出力は、画素アレイの中のある一行を選択し、それらを同時に列方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。
これは、画素内に配置されたFDアンプでは十分な駆動能力を得ることは難しく、したがってデータレートを下げることが必要で、並列処理が有利とされているからである。
それに伴い、固体撮像素子においては、画素に占めるトランジスタの面積の割合が増加し、フォトダイオードの面積が小さくなるので飽和電荷量および感度が低下し、画質の劣化が問題となっている。
また、HDモードでの30fpsの実現など多画素での高速読み出しも必要となっている。
しかし、画素のユニットセルサイズの縮小が進む中で、同色画素を加算するためにFDを形成すると更なるフォトダイオード面積の縮小となり、飽和電荷量および感度の低下、そして画質の劣化につながる。
digital converter)を有する固体撮像素子でデジタル信号に変換後、加算する方法がある。
全画素モードではある一定期間内に1回のAD変換を行うが、高速化を実現するために
デジタル加算をする場合はある一定期間内に複数回のAD変換が必要となり、AD変換の高速化と高速化に伴うノイズ悪化の問題がある。
そのため、明暗のはっきりとしたエッジなどではソースフォロワー加算をすることで偽色が発生する問題がある。
上記特許文献1では、多数の画素を加算することによりエッジでの色付きに対応している。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施形態(固体撮像素子の第1の構成例)
2.第2の実施形態(固体撮像素子の第2の構成例)
3.第3の実施形態(カメラシステムの構成例)
図1は、本発明の実施形態に係る列並列ADC搭載固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)の構成例を示すブロック図である。
図2は、FDを4画素で共有する第1の実施形態に係る列並列ADC搭載固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)における画素およびADC群をより具体的に示すブロック図である。
固体撮像素子100は、DAC(デジタル-アナログ変換装置)を含むDACおよびバイアス回路170、アンプ回路(S/A)180、信号処理回路190、およびラインメモリ200を有する。
これらの構成要素のうち、画素部110、負荷MOS部120、垂直走査回路130、水平転送走査回路140、ADC群150、DAC170、並びにアンプ回路(S/A)180はアナログ回路により構成される。
また、タイミング制御回路160、信号処理回路190、およびラインメモリ200はデジタル回路により構成される。
本実施形態の画素部110は、フローティングディフュージョンFDを4画素で共有する構成を有する。ここでは、基本的な画素構成を説明し、その後、フローティングディフュージョンFDの4画素共有構成について説明する。
図3は、本実施形態に係る4つのトランジスタで構成されるCMOSイメージセンサの基本的な画素回路の一例を示す図である。
画素回路110Aは、この1個の光電変換素子としてのフォトダイオード111を有する。
画素回路110Aは、1個のフォトダイオード111に対して転送素子としての転送トランジスタ112、リセット素子としてのリセットトランジスタ113、増幅トランジスタ114、および選択トランジスタ115の4つのトランジスタを能動素子として有する。
転送トランジスタ112は、フォトダイオード111と出力ノードとしてのフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
転送トランジスタ112は、転送制御線LTRGを通じてそのゲート(転送ゲート)に転送信号TRGが与えられることで、フォトダイオード111で光電変換された電子をフローティングディフュージョンFDに転送する。
リセットトランジスタ113は、リセット制御線LRSTを通してそのゲートにリセット信号RSTが与えられることで、フローティングディフュージョンFDの電位を電源ラインLVDDの電位にリセットする。
そして、選択制御線LSELを通して制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)SELが選択トランジスタ115のゲートに与えられ、選択トランジスタ115がオンする。
選択トランジスタ115がオンすると、増幅トランジスタ114はフローティングディフュージョンFDの電位を増幅してその電位に応じた電圧を垂直信号線116に出力する。垂直信号線116を通じて、各画素から出力された電圧は、画素信号読み出し部としてのADC群150に出力される。
これらの動作は、たとえば転送トランジスタ112、リセットトランジスタ113、および選択トランジスタ115の各ゲートが行単位で接続されていることから、1行分の各画素について同時に行われる。
以上の基本構成を踏まえて、図2に示すように、縦2画素、横2画素の2×2画素共有の画素の構成例について説明する。
ここでは、2×2画素共有の共有画素を、符号110Bをもって表し、また、図3と同一構成部分は同一符号をもって表す。
そして、共有画素110Bは、4画素PXL1~PXL4に1つのフローティングディフュージョンFD、リセットトランジスタ113、増幅トランジスタ114、および選択トランジスタ115を有する。
画素PXL3,PXL4が配置されている行には、転送制御線LTRG3(N),LRG4(N)およびリセット制御線LRST(N)が配線されている。
転送制御線LRG1が1列目の画素PXL1の転送トランジスタ112-1のゲートに接続され、転送制御線LRG2が2列目の画素PXL2の転送トランジスタ112-2のゲートに接続されている。
転送制御線LTRG3が1列目の画素PXL3の転送トランジスタ112-3のゲートに接続され、転送制御線LTRG4が2列目の画素PXL4の転送トランジスタ112-4のゲートに接続されている。
選択制御線LSEL(N)が選択トランジスタ115のゲートに接続され、リセット制御線LRSTがリセットトランジスタ113のゲートに接続されている。
垂直信号線116には、図2に示すように、ADC群と共に画素読み出し部を形成する負荷MOS部120の負荷素子としての負荷MOSトランジスタ121が接続されている。
なお、この構成に対応してADC群150においては、各ADCが2列に一つずつ並列に配置されている。
負荷MOSトランジスタ121のドレインが垂直信号線116に接続され、ソースが基準電位源VSSに接続されている。
そして、各負荷MOSトランジスタ121のゲートが、バイアス電圧VBiasの供給ラインLVBiasに接続されている。
ソースフォロワー加算は、複数の画素に蓄積された電荷を加算する場合、加算される電荷量の平均値に相当する信号量が読み出し線としての垂直信号線116に出力されるのが理想である。
しかし、加算される電荷量に大きな差分がある場合は平均値以下の信号量が読み出され、入出力のリニアリティーが崩れる。
たとえば、静止画など解像度を必要とする場合には加算せずに全画素駆動で各画素に蓄積された電荷を出力する。
しかし、全画素駆動時に負荷MOSトランジスタ121のゲートに入力しているバイアス電圧VBiasでソースフォロワー加算を駆動させた場合、加算される2つの画素電荷量に差がなければ、出力は加算された電荷量の平均値に相当する値となる。
しかし、加算される電荷量に差分があると負荷MOSのリニアリティーが崩れる。
そのため、負荷MOSトランジスタ121のバイアス電圧VBiasを増加させることで負荷MOSのリニアリティーが改善でき、加算される電荷量に差分がある場合でもリニアリティーが保たれ、明暗のはっきりとしたエッジなどでの色付きを抑制できる。
そのため、本実施形態においては、加算される画素の電荷量に大差がある場合でもリニアリティーを維持するように、負荷MOSトランジスタ121のゲートバイアス電圧VBiasを最適化している。
すなわち、本実施形態においては、共有画素110Bの各画素PXLの画素信号のソースフォロワー加算駆動時に、加算電荷量の差分がないときの基準バイアス電圧時の電流より電流値を高くする電圧に設定される。
ADC群150では、ADCブロック(各カラム部)でそれぞれ、画素部110のアナログ出力をDAC170からのランプ信号RAMPを使用したAPGA対応積分型ADC、およびデジタルCDSを行い、数ビットのデジタル信号を出力する。
各ADCは、DAC170により生成される参照電圧を階段状に変化させたランプ波形(RAMP)である参照電圧Vslopと、行線毎に画素から垂直信号線を経由し得られるアナログ信号(電位VSL)とを比較する比較器(コンパレータ)151を有する。
さらに、各ADCは、比較時間をカウントするカウンタ152と、カウント結果を保持するメモリ(ラッチ)153とを有する。
ADC群150は、nビットデジタル信号変換機能を有し、各垂直信号線(読み出し線)毎に配置され、列並列ADCブロックが構成される。
各ラッチ153の出力は、たとえば2nビット幅の水平転送線LTRFに接続されている。
そして、水平転送線LTRFに対応した2n個のアンプ回路180、および信号処理回路190が配置される。
このとき、比較器151と同様に列毎に配置されたカウンタ152が動作しており、ランプ波形のあるランプ信号RAMP(電位Vslop)とカウンタ値が一対一の対応を取りながら変化することで垂直信号線の電位VSLをデジタル信号に変換する。
ADCは、参照電圧Vslop(ランプ信号RAMP)の変化は電圧の変化を時間の変化に変換するものであり、その時間をある周期(クロック)で数えることでデジタル値に変換する。
そして、アナログ信号VSLとランプ信号RAMP(参照電圧Vslop)が交わったとき、比較器151の出力が反転し、カウンタ152の入力クロックを停止し、または、入力を停止していたクロックをカウンタ152に入力し、AD変換を完了させる。
タイミング制御回路160においては、画素部110、ADC群150等の各ブロックでの信号処理に必要なタイミングが生成される。
後段の信号処理回路190では、ラインメモリ200内に格納された信号より縦線欠陥や点欠陥の補正、信号のクランプを行ったり、パラレル-シリアル変換、圧縮、符号化、加算、平均、間欠動作などデジタル信号処理を行う。
ラインメモリ200には、画素行毎に送信されるデジタル信号が格納される。
本実施形態の固体撮像素子100においては、信号処理回路190のデジタル出力がISPやベースバンド(baseband)LSIの入力として送信される。
その後、転送信号TRG1(N)と転送信号TRG1(N+1)をハイレベルにしてN行とN+2行のフォトダイオード111-1(PD1)の信号を同時に読み出し、信号レベル(D相)のAD変換を行い、P相とD相の差分の信号をメモリ153に保持する。
次に、リセット信号RST(N)とリセット信号RST(N+1)をハイレベルにしてフローティングディフュージョンFDをリセットしてP相のAD変換を行う。そして、転送信号TRG2(N)と転送信号TRG2(N+1)をハイレベルにしてフォトダイオード11102(PD2)の信号を読み出し、D相のAD変換を行う。
フォトダイオード(PD)データの出力はフォトダイオード111-2(PD2)のAD変換処理と並行してフォトダイオード111-1(PD1)のデータを出力する。
同様にして、フォトダイオード111-3(PD3)とフォトダイオード111-4(PD4)のAD変換とデータ出力を行う。
しかし、全画素駆動と同値の負荷MOSトランジスタ121の電流でソースフォロワー加算を行うと、加算される画素電荷量の差が大きくなるにつれてソースフォロワーのリニアリティーが崩れ、エッジなどの明暗の明白な領域では偽色が発生する。
これ対して、本実施形態においては、負荷MOSトランジスタ121のバイアス電圧VBiasを通常より高くし、負荷MOSトランジスタ121に流れる電流を増加させることでソースフォロワーのリニアリティーが維持されるレンジが拡大される。
そのため、加算される画素電荷量の差が大きな場合でも読み出される信号量は加算される電荷量の平均値に相当する信号量となる。
すなわち、ソースフォロワー加算で発生するエッジでの偽色を抑制することが可能となる。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る列並列ADC搭載固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)の構成例を示すブロック図である。
このように、固体撮像素子100Aにおいては、ソースフォロワー加算駆動での各画素の読み出しに対して負荷MOSトランジスタに流れる電流を各画素で調整することで消費電力を低下する方法が採用されている。
そして、バイアス制御回路210により負荷MOSトランジスタ121のバイアス電圧VBiasを、電圧VLOADでダイナミックに変更し、負荷MOS電流を調整する。
そのため、図8中にBで示すように、ソースフォロワー加算において飽和近傍の蓄積電荷量と暗時の蓄積電化量を加算するときが最も差分のある蓄積電荷量を加算する条件となる。
RGBの感度比は画素の特性より分かっているため、図5中にCで示すように、RGBのそれぞれの画素に対してソースフォロワー加算される電荷量の最大の差分も算出できる。
したがって、ソースフォロワー加算時に負荷MOSトランジスタ121に流す電流は色毎で最適化でき、結果として消費電力の低下になる。
図10Aおよび図10Bは、第2の実施形態の第2のソースフォロワー加算駆動方法であって、縦4画素、横1画素共有の画素配列におけるソースフォロワーの加算駆動方法を説明するための図であって、図10Aは等価回路図、図10Bはタイミングチャートを示している。
図11Aおよび図11Bは、第2の実施形態の第3のソースフォロワー加算駆動方法であって、縦2画素、横2画素ジグザグ画素共有の画素配列におけるソースフォロワーの加算駆動方法を説明するための図である。図11Aは等価回路図、図11Bはタイミングチャートを示している。
図12Aおよび図12Bは、第2の実施形態の第4のソースフォロワー加算駆動方法であって、同色縦2画素、横2画素共有の画素配列におけるソースフォロワーの加算駆動方法を説明するための図である。図12Aは等価回路図、図12Bはタイミングチャートを示している。
図9Aおよび図9Bの第1の例では、一つの電圧VLOAD1で負荷MOSトランジスタ121のゲート電圧を制御する。
図10A~図12Bの第2の例から第4の例では、電圧VLOAD1で負荷MOSトランジスタ121-1のゲート電圧を制御し、電圧VLOAD2で負荷MOSトランジスタ121-2のゲート電圧を制御する。
Gr/Gbを読み出す場合には、負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧は1Vに対してR/Bを読み出す場合には負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧は0.8Vと変更させ消費電流を削減する。
たとえば、1フレーム内での各色の画素の出力を次に出力される同色の画素の出力と演算処理回路で比較し、大きな出力値を信号処理回路190Aのメモリに保存する。
そして、同様に各色で比較することで1フレーム内での各色の最大出力値をメモリに保存する。
1フレーム終了後に演算処理回路のメモリに保存されていた値、センサのアナログゲイン値またはデジタルゲイン値より最も画素に蓄積する電荷量を推測できる。
最大に蓄積されていると推測される電荷量と暗時の画素を加算する場合が最も負荷MOS電流を流す必要がある。
上記条件で負荷MOSトランジスタ121のリニアリティーを維持すれば良いため、負荷MOSトランジスタ121に流れる電流をさらに減少できる。
読み出されたR画素の中で最大の出力値を信号処理回路190A内にメモリを持ち保持する。
次に、同列にあるGr画素の読み出し最大の出力値を信号処理回路190A内にメモリを持ち保持する。Gb画素/B画素もR画素/Gr画素と同様に信号処理回路190A内のメモリに最大値を保持する。
同処理を1フレームすべてで行う。
仮に1フレーム終了後に信号処理回路190A内にあるメモリの値がR画素=512、Gr画素=768、Gb画素=768、B画素=256とする。
また、アナログゲインがαdB、信号処理回路190A内にあるメモリに出力値が保持される前にデジタルゲインを掛け、その値がβdBとする。
ソースフォロワーで加算される各色においての2つの信号量の可能性のある最大差分は暗時の電荷量と以下の式より算出された電荷量となる。
たとえば、バイアス制御回路210に信号処理回路190Aから各色に読み出し時においてリニアリティーを維持するために必要な印加電圧を印加に必要な電圧に相当するデジタル値を送りフィードバックを掛ける。
加算電荷量差分が「0」の場合、負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADは0.60Vである。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値0としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値0に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.60Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値1としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値1に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.65Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値2としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値2に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.70Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値3としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値3に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.75Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値4としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値4に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.80Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値5としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値5に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.85Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値6としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値6に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.90Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値7としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値7に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを0.95Vに調整する。
この場合、信号処理回路190Aは、制御信号CTLを制御値8としてバイアス制御回路210に出力する。
これにより、バイアス制御回路210は、制御値8に応答して負荷MOSトランジスタ121のゲートへの印加電圧VLOADを1.00Vに調整する。
画素部110は、複数画素でFD(出力ノード)、リセットトランジスタ113、増幅トランジスタ114、選択トランジスタ115を共有する。そして、共有画素における各画素はフォトダイオード111と転送トランジスタ112を有する。
読み出し信号線としての垂直信号線116は、共有画素が含まれる列数につき一つ配線され、垂直信号線116は、ADC群150と画素読み出し部を形成するソースフォロワー加算駆動を行うための負荷MOSトランジスタ121が接続されている。
そして、負荷MOSトランジスタ121のゲート電圧は、加算電荷量の差分が無い場合の基準ゲート電圧より高くしてソースフォロワーの電流を増加させてソースフォロワー加算駆動時のリニアリティー特性を拡大させる。
あるいは、ソースフォロワー加算駆動での各画素の読み出しに対して負荷MOSトランジスタに流れる電流を各画素で調整することで消費電力を低下する方法が採用されている。
ADC群150は、画素の列配列に対応して配置され読み出し信号電位と参照電圧とを比較判定し、その判定信号を出力する複数の比較器151と、対応する上記比較器の比較時間をカウントする複数のカウンタ152と、メモリ153とを有する。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
前述してきたように、加算方法の1つに読み出し信号線に接続されている負荷MOSで加算するソースフォロワー加算がある。
静止画など解像度を必要とする場合には加算せずに全画素駆動で各画素に蓄積された電荷を出力する。
しかし、全画素駆動時に負荷MOSのゲートに入力しているバイアス電圧でソースフォロワー加算を駆動させた場合、加算される2つの画素電荷量に差がなければ、出力は加算された電荷量の平均値に相当する値となる。しかし、加算される電荷量に差分があると負荷MOSトランジスタのリニアリティーが崩れる。
本実施形態によれば、負荷MOSトランジスタのバイアス電圧を増加させることで負荷MOSトランジスタのリニアリティーが改善でき、加算される電荷量に差分がある場合でもリニアリティーが保たれ、明暗のはっきりとしたエッジなどでの色付きを抑制できる。
また、入射光量とRGBの感度比に応じて各色を読み出す時に負荷MOSトランジスタに流れる電流を最適化することにより消費電力の低減となる。
たとえば、加算される電荷量の差が最大となる条件は暗時とフローティングディフュージョンFDが完全に満たされた画素を加算する時であるが、1フレーム蓄積した場合でもシャッターを切る必要のない光量では最大の差分は減少する。
そのため、負荷MOSトランジスタのリニアリティーを維持するレンジを縮小することができ、消費電流の低下につながる。
[カメラシステムの構成例]
図14は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像素子が適用されるカメラシステムの構成の一例を示す図である。
カメラシステム300は、撮像デバイス310の画素領域に入射光を導く(被写体像を結像する)光学系、たとえば入射光(像光)を撮像面上に結像させるレンズ320を有する。
カメラシステム300は、撮像デバイス310を駆動する駆動回路(DRV)330と、撮像デバイス310の出力信号を処理する信号処理回路(PRC)340と、を有する。
信号処理回路340で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。
記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、信号処理回路340で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。
110 画素部
120 負荷MOS部
130 垂直走査回路
140 水平転送走査回路
150 ADC群
151 比較器
152 カウンタ
153 ラッチ
160 タイミング制御回路
170 DAC
180 アンプ回路
190,190A 信号処理回路
200 ラインメモリ
210 バイアス制御回路
LTRF 水平転送線
300 カメラシステム
310 撮像デバイス
320 駆動回路
330 レンズ
340 信号処理回路
Claims (9)
- 画素信号読み出し線と、
光電変換素子を含む複数の画素が行列状に配列された画素部と、
上記画素部から上記画素信号読み出し線を通して画素信号の読み出しを行う画素信号読み出し部と、を有し、
上記画素部は、
複数の画素で出力ノードを共有する共有画素が形成され、当該共有出力ノードから対応する上記画素信号読み出し線に上記共有画素における各画素の画素信号を選択的に出力可能で、
上記画素信号読み出し部は、
上記画素信号読み出し線に接続されて電流源として機能し、バイアス電圧に応じた電流が流れる負荷素子を含み、
上記負荷素子へのバイアス電圧は、
上記共有画素の各画素の画素信号の加算駆動時に、加算電荷量の差分がないときの基準バイアス電圧時の電流より電流値を高くする電圧に設定可能である
固体撮像素子。 - 上記画素信号読み出し部で読み出された画素信号からか加算時の加電荷量の差分を演算し、演算結果に応じた制御信号を出力する信号処理部と、
上記信号処理部による制御信号に応答して上記バイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を含む
請求項1記載の固体撮像素子。 - 上記バイアス制御部は、
差分が大きいほど上記負荷素子に流れる電流値が高くなるようにバイアス電圧を制御する
請求項2記載の固体撮像素子。 - 上記バイアス制御部は、
上記画素信号読み出し線に接続されている負荷素子の電流を独立に制御可能である
請求項2記載の固体撮像素子。 - 上記共有画素は、
出力ノードと、
光信号を電気信号に変換し信号電荷を蓄積する複数の光電変換素子と、
上記転送信号によりオン、オフされ、オン状態で対応する上記光電変換素子の電荷を上記出力ノードの転送する複数の転送素子と、
リセット信号によりオン、オフされ、オン状態で上記出力ノードをリセットするリセット素子と、を含み、
上記出力ノードおよび上記リセット素子が複数の画素で共有され、
共有画素の各画素は上記光電変換素子および上記転送素子を含む
請求項1記載の固体撮像素子。 - 上記共有画素は、
出力ノードと、
光信号を電気信号に変換し信号電荷を蓄積する複数の光電変換素子と、
転送信号によりオン、オフされ、オン状態で対応する上記光電変換素子の電荷を上記出力ノードの転送する複数の転送素子と、
リセット信号によりオン、オフされ、オン状態で上記出力ノードをリセットするリセット素子と、
セレクト信号によりオン、オフされ、オン状態で上記出力ノードを上記画素信号読み出し線に電気的に接続する選択素子と、を含み、
上記出力ノード、上記リセット素子、および上記選択素子が複数の画素で共有され、
共有画素の各画素は上記光電変換素子および上記転送素子を含む
請求項1記載の固体撮像素子。 - 上記画素信号読み出し部は、
上記画素部から複数の画素単位で画素信号の読み出しを行い、
上記画素信号読み出し部は、
上記画素信号読み出し線の列配列に対応して配置され、読み出し信号電位と参照電圧とを比較判定し、当該判定信号を出力する複数の比較器と、
上記比較器の出力に動作が制御され、対応する上記比較器の比較時間をカウントする複数のカウンタと、
上記カウンタのカウント値をラッチするラッチと、を含む
請求項1記載の固体撮像素子。 - 光電変換素子を含む複数の画素で出力ノードを共有する共有画素を形成し、
上記共有出力ノードから対応する画素信号読み出し線に上記共有画素における各画素の画素信号を選択的に出力し、
上記画素信号読み出し線に接続されて電流源として機能し、バイアス電圧に応じた電流が流れる負荷素子へのバイアス電圧を、上記共有画素の各画素の画素信号の加算駆動時に、加算電荷量の差分がないときの基準バイアス電圧時の電流より電流値を高くする電圧に設定する
固体撮像素子の駆動方法。 - 固体撮像素子と、
上記撮像素子に被写体像を結像する光学系と、を有し、
上記固体撮像素子は、
画素信号読み出し線と、
光電変換素子を含む複数の画素が行列状に配列された画素部と、
上記画素部から上記画素信号読み出し線を通して画素信号の読み出しを行う画素信号読み出し部と、を有し、
上記画素部は、
複数の画素で出力ノードを共有する共有画素が形成され、当該共有出力ノードから対応する上記画素信号読み出し線に上記共有画素における各画素の画素信号を選択的に出力可能で、
上記画素信号読み出し部は、
上記画素信号読み出し線に接続されて電流源として機能し、バイアス電圧に応じた電流が流れる負荷素子を含み、
上記負荷素子へのバイアス電圧は、
上記負荷素子へのバイアス電圧は、
上記共有画素の各画素の画素信号の加算駆動時に、加算電荷量の差分がないときの基準バイアス電圧時の電流より電流値を高くする電圧に設定可能である
カメラシステム。
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