JP2000152086A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents
撮像装置および撮像システムInfo
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水平方向の配線数を減少させ、開口率を確保
する。 【解決手段】 複数の光電変換部ＰＤと該複数の光電変
換部で共有される増幅手段ＭSF、ＭSELとを有する単位
セルが複数配列された撮像装置において、光電変換部か
らの信号を増幅手段に転送するための転送スイッチＭTX
のしきい電圧が各光電変換部間で異なっている、又は光
電変換部からの信号を増幅手段に転送するための転送ス
イッチＭTXとして、少なくとも二つの光電変換部で異な
る導電型のトランジスタを用いた。
する。 【解決手段】 複数の光電変換部ＰＤと該複数の光電変
換部で共有される増幅手段ＭSF、ＭSELとを有する単位
セルが複数配列された撮像装置において、光電変換部か
らの信号を増幅手段に転送するための転送スイッチＭTX
のしきい電圧が各光電変換部間で異なっている、又は光
電変換部からの信号を増幅手段に転送するための転送ス
イッチＭTXとして、少なくとも二つの光電変換部で異な
る導電型のトランジスタを用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置および撮像
システムに係わり、特に増幅手段を複数の光電変換部間
で共有する撮像装置および撮像システムに関するもので
ある。
システムに係わり、特に増幅手段を複数の光電変換部間
で共有する撮像装置および撮像システムに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、ゲインセル、あるいはＡＰＳ（Ac
tive Pixel Sensor）を有する撮像装置には、ＢＡＳＩ
Ｓ（Base Store Image Sensor）、ＣＭＯＳセンサーと
呼ばれるものがある。
tive Pixel Sensor）を有する撮像装置には、ＢＡＳＩ
Ｓ（Base Store Image Sensor）、ＣＭＯＳセンサーと
呼ばれるものがある。
【０００３】これらは光電変換素子であるホトダイオー
ドに蓄積された信号電荷を各々の方式によって増幅し、
画像情報として読み出すものである。信号電荷を増幅す
る手段は各々の画素中に存在するため、ゲインセルある
いはＡＰＳと呼ばれている。
ドに蓄積された信号電荷を各々の方式によって増幅し、
画像情報として読み出すものである。信号電荷を増幅す
る手段は各々の画素中に存在するため、ゲインセルある
いはＡＰＳと呼ばれている。
【０００４】ＡＰＳは画素中に増幅手段（アンプ）を有
するため、光電変換部の画素に占める割合（面積率）、
あるいは、光が入射する領域の画素に占める割合（開口
率）は小さくなりがちである。従って撮像装置のダイナ
ミックレンジ、感度、Ｓ／Ｎ比等は低下する恐れがあ
る。
するため、光電変換部の画素に占める割合（面積率）、
あるいは、光が入射する領域の画素に占める割合（開口
率）は小さくなりがちである。従って撮像装置のダイナ
ミックレンジ、感度、Ｓ／Ｎ比等は低下する恐れがあ
る。
【０００５】増幅手段による面積率、開口率の低下を防
ぐ方法として、例えば特開昭６３−１００８７９号公報
あるいは特開平９−４６５９６号公報に見られるよう
に、複数の光電変換部で１つの増幅手段を共有する構成
が提案されている。
ぐ方法として、例えば特開昭６３−１００８７９号公報
あるいは特開平９−４６５９６号公報に見られるよう
に、複数の光電変換部で１つの増幅手段を共有する構成
が提案されている。
【０００６】図１７はその画素構成を示す図である。図
１７において、ＰＤ1，ＰＤ2は光電変換部となるホトダ
イオード、ＭTX41，ＭTX42はホトダイオードＰＤ1，Ｐ
Ｄ2に蓄積された信号電荷を転送する転送スイッチとな
る転送用ＭＯＳトランジスタ、ＭRESはリセットスイッ
チとなるリセット用ＭＯＳトランジスタ、ＭSF，ＭSEL
は増幅手段（ソースフォロワ）を構成するＭＯＳトラン
ジスタであり、ＭSELは画素を選択する選択スイッチと
なる選択用トランジスタである。この画素構成において
は、リセット用ＭＯＳトランジスタＭRES、増幅用ＭＯ
ＳトランジスタＭSF、選択用トランジスタＭSELは二つ
のホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2で共有されている。
１７において、ＰＤ1，ＰＤ2は光電変換部となるホトダ
イオード、ＭTX41，ＭTX42はホトダイオードＰＤ1，Ｐ
Ｄ2に蓄積された信号電荷を転送する転送スイッチとな
る転送用ＭＯＳトランジスタ、ＭRESはリセットスイッ
チとなるリセット用ＭＯＳトランジスタ、ＭSF，ＭSEL
は増幅手段（ソースフォロワ）を構成するＭＯＳトラン
ジスタであり、ＭSELは画素を選択する選択スイッチと
なる選択用トランジスタである。この画素構成において
は、リセット用ＭＯＳトランジスタＭRES、増幅用ＭＯ
ＳトランジスタＭSF、選択用トランジスタＭSELは二つ
のホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2で共有されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１７の画素構成にお
いては、一つのホトダイオードＰＤで一画素を構成する
場合に比べ、トランジスタＭRES，ＭSF，ＭSELが共有さ
れるので、単位セル（２画素分）を構成するトランジス
タの数は、４×２＝８個から５個へと減少している。
いては、一つのホトダイオードＰＤで一画素を構成する
場合に比べ、トランジスタＭRES，ＭSF，ＭSELが共有さ
れるので、単位セル（２画素分）を構成するトランジス
タの数は、４×２＝８個から５個へと減少している。
【０００８】しかしながら、単位セルにアクセスするセ
ル間配線の本数は、水平線３×２＝６本，垂直線１本
（合計７本）から水平線４本，垂直線１本（合計５本）
へと、その減少の度合は今ひとつである（リセット用Ｍ
ＯＳトランジスタＭRES、選択用トランジスタＭSELの制
御配線が１本づつ減るだけである）。特にセル間の配線
は、撮像装置を構成する半導体チップの上方の層に存在
し、画像光の入射に対して遮光層となる非透過性の金属
層で形成されていることから、開口率を低下させる原因
となる。また、上方に有る層ほどレイアウトルールのラ
インアンドスペースの値が大きくなることから、配線本
数の増大は単位セルあるいは単位画素の寸法縮小に対し
ては不利に働くことになる。
ル間配線の本数は、水平線３×２＝６本，垂直線１本
（合計７本）から水平線４本，垂直線１本（合計５本）
へと、その減少の度合は今ひとつである（リセット用Ｍ
ＯＳトランジスタＭRES、選択用トランジスタＭSELの制
御配線が１本づつ減るだけである）。特にセル間の配線
は、撮像装置を構成する半導体チップの上方の層に存在
し、画像光の入射に対して遮光層となる非透過性の金属
層で形成されていることから、開口率を低下させる原因
となる。また、上方に有る層ほどレイアウトルールのラ
インアンドスペースの値が大きくなることから、配線本
数の増大は単位セルあるいは単位画素の寸法縮小に対し
ては不利に働くことになる。
【０００９】本発明は上述の課題を除去するものであ
り、配線、特に水平方向の配線数を減少させることによ
って、開口率を確保し、また画素大きさの縮小化を容易
とすることを目的とする。
り、配線、特に水平方向の配線数を減少させることによ
って、開口率を確保し、また画素大きさの縮小化を容易
とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の撮像
装置は、複数の光電変換部と該複数の光電変換部で共有
される増幅手段とを有する単位セルが複数配列された撮
像装置において、前記光電変換部からの信号を前記増幅
手段に転送するための転送スイッチのしきい電圧が各光
電変換部間で異なっていることを特徴とする。
装置は、複数の光電変換部と該複数の光電変換部で共有
される増幅手段とを有する単位セルが複数配列された撮
像装置において、前記光電変換部からの信号を前記増幅
手段に転送するための転送スイッチのしきい電圧が各光
電変換部間で異なっていることを特徴とする。
【００１１】また本発明の撮像装置は、複数の光電変換
部と該複数の光電変換部で共有される増幅手段とを有す
る単位セルが複数配列された撮像装置において、前記光
電変換部からの信号を前記増幅手段に転送するための転
送スイッチとして、少なくとも二つの光電変換部で異な
る導電型のトランジスタを用いたことを特徴とする。
部と該複数の光電変換部で共有される増幅手段とを有す
る単位セルが複数配列された撮像装置において、前記光
電変換部からの信号を前記増幅手段に転送するための転
送スイッチとして、少なくとも二つの光電変換部で異な
る導電型のトランジスタを用いたことを特徴とする。
【００１２】本発明は転送スイッチを導通させる配線を
複数の転送スイッチ間で共通化することによって、水平
方向の配線の本数を減少させるものである。共通化の手
段としては、信号レベルの三値化、複数値化を行い、導
電型の異なる複数のトランジスタあるいはスレッショル
ド電圧の異なる複数のトランジスタの採用である。
複数の転送スイッチ間で共通化することによって、水平
方向の配線の本数を減少させるものである。共通化の手
段としては、信号レベルの三値化、複数値化を行い、導
電型の異なる複数のトランジスタあるいはスレッショル
ド電圧の異なる複数のトランジスタの採用である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。 （第１実施例）図１に本発明の第１実施例である、撮像
装置の単位セル（２画素分）の回路図を示す。
詳細に説明する。 （第１実施例）図１に本発明の第１実施例である、撮像
装置の単位セル（２画素分）の回路図を示す。
【００１４】図１において、ＰＤ1，ＰＤ2はホトダイオ
ード、ＭTX1，ＭTX2は転送スイッチとなる転送用トラン
ジスタである。転送用トランジスタＭTX1はスレッショ
ルド電圧が４ＶであるＮＭＯＳＦＥＴであり、転送用ト
ランジスタＭTX2はスレッショルド電圧が−４Ｖである
ＰＭＯＳＦＥＴである。転送用トランジスタＭTX1，ＭT
X2のゲートは共に水平走査線φTXO に接続されている。
またＭSFはソースフォロワアンプ（増幅用トランジス
タ）、ＭSELは選択スイッチとなる選択用トランジスタ
であり、ソースフォロワアンプＭSF，選択用トランジス
タＭSELは増幅手段（ソースフォロア）を構成する。選
択用トランジスタＭSELは、制御信号φSOが印加される
水平走査線に接続されている。
ード、ＭTX1，ＭTX2は転送スイッチとなる転送用トラン
ジスタである。転送用トランジスタＭTX1はスレッショ
ルド電圧が４ＶであるＮＭＯＳＦＥＴであり、転送用ト
ランジスタＭTX2はスレッショルド電圧が−４Ｖである
ＰＭＯＳＦＥＴである。転送用トランジスタＭTX1，ＭT
X2のゲートは共に水平走査線φTXO に接続されている。
またＭSFはソースフォロワアンプ（増幅用トランジス
タ）、ＭSELは選択スイッチとなる選択用トランジスタ
であり、ソースフォロワアンプＭSF，選択用トランジス
タＭSELは増幅手段（ソースフォロア）を構成する。選
択用トランジスタＭSELは、制御信号φSOが印加される
水平走査線に接続されている。
【００１５】上記撮像装置の単位セルの動作を図１及び
図２を用いて以下に説明する。図２は撮像装置の一構成
例を示す概略的構成図である。図２中の破線部は図１の
単位セルを示している。
図２を用いて以下に説明する。図２は撮像装置の一構成
例を示す概略的構成図である。図２中の破線部は図１の
単位セルを示している。
【００１６】光電荷蓄積に先立って、ホトダイオードＰ
Ｄ1，ＰＤ2とソースフォロワアンプＭSFのゲート電極を
所定の電圧にリセットする。リセット信号φTXR を＋５
Ｖとすると、リセット用ＭＯＳトランジスタＭRESは導
通し、ソースフォロワアンプＭSFのゲート電極は電源電
圧ＶDDの＋５Ｖとなる。
Ｄ1，ＰＤ2とソースフォロワアンプＭSFのゲート電極を
所定の電圧にリセットする。リセット信号φTXR を＋５
Ｖとすると、リセット用ＭＯＳトランジスタＭRESは導
通し、ソースフォロワアンプＭSFのゲート電極は電源電
圧ＶDDの＋５Ｖとなる。
【００１７】次いで制御信号φTXOを＋５Ｖとすると、
ＮＭＯＳＦＥＴである転送用トランジスタＭTX1が開
き、ホトダイオードＰＤ1が電源電圧ＶDDの値にバイア
スされる。次いでφTXO を０Ｖとすると、今度はＰＭＯ
ＳＦＥＴである転送用トランジスタＭTX2が開き、ホト
ダイオードＰＤ2が同様に電源電圧ＶDDの値となる。
ＮＭＯＳＦＥＴである転送用トランジスタＭTX1が開
き、ホトダイオードＰＤ1が電源電圧ＶDDの値にバイア
スされる。次いでφTXO を０Ｖとすると、今度はＰＭＯ
ＳＦＥＴである転送用トランジスタＭTX2が開き、ホト
ダイオードＰＤ2が同様に電源電圧ＶDDの値となる。
【００１８】次いでφTXO を中間電位である２．５Ｖに
セットする。それによって転送用トランジスタＭTX1，
ＭTX2の導通は中断され、ホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2
は逆バイアス状態に保持される。
セットする。それによって転送用トランジスタＭTX1，
ＭTX2の導通は中断され、ホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2
は逆バイアス状態に保持される。
【００１９】光が入射するに従ってホトダイオードＰＤ
1，ＰＤ2中に信号電荷が蓄積する。一定時間後に、φTX
O を＋５Ｖとし、ＮＭＯＳＦＥＴである転送用トランジ
スタＭTX1を開き、ホトダイオードＰＤ1中の信号電荷を
ソースフォロワアンプＭSFのゲートへと転送する。次い
で走査信号φSOを５Ｖとし、選択用トランジスタＭSEL
を導通させる。ソースフォロワアンプＭSFのゲート電位
に対応する光信号は電源ＶDDからソースフォロワアンプ
ＭSFを通って流れる電流に変換され、垂直出力線ＶＬ1
から一時蓄積容量ＣTS1へ運ばれる。
1，ＰＤ2中に信号電荷が蓄積する。一定時間後に、φTX
O を＋５Ｖとし、ＮＭＯＳＦＥＴである転送用トランジ
スタＭTX1を開き、ホトダイオードＰＤ1中の信号電荷を
ソースフォロワアンプＭSFのゲートへと転送する。次い
で走査信号φSOを５Ｖとし、選択用トランジスタＭSEL
を導通させる。ソースフォロワアンプＭSFのゲート電位
に対応する光信号は電源ＶDDからソースフォロワアンプ
ＭSFを通って流れる電流に変換され、垂直出力線ＶＬ1
から一時蓄積容量ＣTS1へ運ばれる。
【００２０】その後、φTXO を０Ｖとすると、転送用ト
ランジスタＭTX1が閉じ、今度はＰＭＯＳＦＥＴである
転送用トランジスタＭTX2が開き、ホトダイオードＰＤ2
中の信号電荷をソースフォロワアンプＭSFのゲートへと
転送する。以下、同様の動作でホトダイオードＰＤ2中
の信号電荷に対応する電流信号が垂直出力線ＶＬ1から
一時蓄積容量ＣTS2へ運ばれる。
ランジスタＭTX1が閉じ、今度はＰＭＯＳＦＥＴである
転送用トランジスタＭTX2が開き、ホトダイオードＰＤ2
中の信号電荷をソースフォロワアンプＭSFのゲートへと
転送する。以下、同様の動作でホトダイオードＰＤ2中
の信号電荷に対応する電流信号が垂直出力線ＶＬ1から
一時蓄積容量ＣTS2へ運ばれる。
【００２１】なお、ホトダイオードＰＤ1、ＰＤ2中から
それぞれ信号を読み出す前に、ソースフォロワアンプＭ
SFのゲートをリセットし、その残留電荷をノイズとして
読み出し、それぞれ一時蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積す
る。一時蓄積容量ＣTS1，ＣTS2へ蓄積された信号、一時
蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積されたノイズは水平出力線
に転送される。出力アンプＡ1で信号とノイズとの減算
が行われ、ホトダイオードＰＤ1からのノイズが除去さ
れた信号Ｓ1が出力され、出力アンプＡ2で信号とノイズ
との減算が行われ、ホトダイオードＰＤ2からのノイズ
が除去された信号Ｓ2が出力される。
それぞれ信号を読み出す前に、ソースフォロワアンプＭ
SFのゲートをリセットし、その残留電荷をノイズとして
読み出し、それぞれ一時蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積す
る。一時蓄積容量ＣTS1，ＣTS2へ蓄積された信号、一時
蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積されたノイズは水平出力線
に転送される。出力アンプＡ1で信号とノイズとの減算
が行われ、ホトダイオードＰＤ1からのノイズが除去さ
れた信号Ｓ1が出力され、出力アンプＡ2で信号とノイズ
との減算が行われ、ホトダイオードＰＤ2からのノイズ
が除去された信号Ｓ2が出力される。
【００２２】本実施例によれば、転送用トランジスタＭ
TX1，ＭTX2を１本の配線で制御することができるので、
水平走査線の本数を従来例よりも１本減少させることが
できる。それによって単位セルの面積の縮小化が容易と
なり、また開口率も向上する。
TX1，ＭTX2を１本の配線で制御することができるので、
水平走査線の本数を従来例よりも１本減少させることが
できる。それによって単位セルの面積の縮小化が容易と
なり、また開口率も向上する。
【００２３】図１及び図２の撮像装置の単位セルの動作
のタイミングチャートを図３に示す。
のタイミングチャートを図３に示す。
【００２４】水平ブランキング期間（Ｈ・ＢＬＫ）に単
位セルの読み出し動作が行われ、まず、Ｔ1期間にφTX
R、φSO、φN1をハイレベルとし、ソースフォロワアン
プＭSFのゲート部をリセットしその残留電圧をノイズＶ
N1として一時蓄積容量ＣTN1に出力する。
位セルの読み出し動作が行われ、まず、Ｔ1期間にφTX
R、φSO、φN1をハイレベルとし、ソースフォロワアン
プＭSFのゲート部をリセットしその残留電圧をノイズＶ
N1として一時蓄積容量ＣTN1に出力する。
【００２５】次にＴ2期間にφTXO を５Ｖ、φSO，φS1
をハイレベルにすることによってホトダイオードＰＤ1
の光電変換信号をソースフォロワアンプのゲート部に転
送し、その信号電圧を信号ＶS1として一時蓄積容量ＣTS
1に出力する。
をハイレベルにすることによってホトダイオードＰＤ1
の光電変換信号をソースフォロワアンプのゲート部に転
送し、その信号電圧を信号ＶS1として一時蓄積容量ＣTS
1に出力する。
【００２６】次にＴ3期間にφTXR、φSO、φN2をハイレ
ベルとし、ソースフォロワアンプＭSFのゲート部をリセ
ットしその残留電圧をノイズＶN2として一時蓄積容量Ｃ
TN2に出力する。
ベルとし、ソースフォロワアンプＭSFのゲート部をリセ
ットしその残留電圧をノイズＶN2として一時蓄積容量Ｃ
TN2に出力する。
【００２７】次にＴ4期間にφTXO を０Ｖ、φSO，φS2
をハイレベルにすることによってホトダイオードＰＤ2
の光電変換信号をソースフォロワアンプのゲート部に転
送し、その信号電圧を信号ＶS2として一時蓄積容量ＣTS
2に出力する。
をハイレベルにすることによってホトダイオードＰＤ2
の光電変換信号をソースフォロワアンプのゲート部に転
送し、その信号電圧を信号ＶS2として一時蓄積容量ＣTS
2に出力する。
【００２８】上記のノイズと信号は、出力アンプＡ1，
Ａ2で信号とノイズとの減算が行われ、ノイズが除去さ
れた信号Ｓ1，Ｓ2として出力される。
Ａ2で信号とノイズとの減算が行われ、ノイズが除去さ
れた信号Ｓ1，Ｓ2として出力される。
【００２９】以上説明した実施例はソースフォロワアン
プＭSFに２つの光電変換部が接続されて単位セルを構成
する例であるが、３以上の光電変換部がソースフォロワ
アンプＭSFに接続されて単位セルを構成する場合にも本
発明は適用できる。
プＭSFに２つの光電変換部が接続されて単位セルを構成
する例であるが、３以上の光電変換部がソースフォロワ
アンプＭSFに接続されて単位セルを構成する場合にも本
発明は適用できる。
【００３０】図４及び図５にソースフォロワアンプＭSF
に４つの光電変換部が接続された単位セル（４画素）の
等価回路図を示す。
に４つの光電変換部が接続された単位セル（４画素）の
等価回路図を示す。
【００３１】図４は垂直方向の画素で転送スイッチのＶ
thを変えた接続例図であり、図５は水平方向の画素で転
送スイッチのＶthを変えた接続例図である。 （第２実施例）本発明の第２実施例である撮像装置の単
位セル（２画素分）の回路図を図６に示す。図１の構成
部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を
省略する。
thを変えた接続例図であり、図５は水平方向の画素で転
送スイッチのＶthを変えた接続例図である。 （第２実施例）本発明の第２実施例である撮像装置の単
位セル（２画素分）の回路図を図６に示す。図１の構成
部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を
省略する。
【００３２】上述した第１実施例では転送スイッチとな
る転送用トランジスタとして、ＮＭＯＳＦＥＴ，ＰＭＯ
ＳＦＥＴを用いている、本実施例では転送用トランジス
タとして、スレッショルド電圧の異なるＮＭＯＳＦＥＴ
を用いる。
る転送用トランジスタとして、ＮＭＯＳＦＥＴ，ＰＭＯ
ＳＦＥＴを用いている、本実施例では転送用トランジス
タとして、スレッショルド電圧の異なるＮＭＯＳＦＥＴ
を用いる。
【００３３】すなわち本実施例では、転送用トランジス
タＭTX11は、スレッショルド電圧１．０ＶのＮＭＯＳＦ
ＥＴであり、転送ゲート用トランジスタＭTX12は、スレ
ッショルド電圧３．０ＶのＮＭＯＳＦＥＴであり、とも
にゲート電極が制御信号φTXOが印加される共通の水平
走査線に接続されている。
タＭTX11は、スレッショルド電圧１．０ＶのＮＭＯＳＦ
ＥＴであり、転送ゲート用トランジスタＭTX12は、スレ
ッショルド電圧３．０ＶのＮＭＯＳＦＥＴであり、とも
にゲート電極が制御信号φTXOが印加される共通の水平
走査線に接続されている。
【００３４】本実施例の動作を以下に説明する。
【００３５】ホトダイオードＰＤ1に蓄積した光信号電
荷を、φTXO を＋２Ｖとして、転送用トランジスタ（転
送ゲート）ＭTX11を開いてソースフォロワアンプＭSFの
ゲートへと転送する。その際、信号転送が信号電荷を途
中で失わない完全転送であるように、ホトダイオードＰ
Ｄ1とソースフォロワアンプＭSFのゲート間の電圧は５
Ｖ程度あることが望ましい。
荷を、φTXO を＋２Ｖとして、転送用トランジスタ（転
送ゲート）ＭTX11を開いてソースフォロワアンプＭSFの
ゲートへと転送する。その際、信号転送が信号電荷を途
中で失わない完全転送であるように、ホトダイオードＰ
Ｄ1とソースフォロワアンプＭSFのゲート間の電圧は５
Ｖ程度あることが望ましい。
【００３６】ホトダイオードＰＤ1からソースフォロワ
アンプＭSFのゲートに転送された信号電荷に対応する信
号を、第１実施例と同様に垂直信号線ＶＬ1から読み出
した後に、リセット用トランジスタＭRESを開いて、ホ
トダイオードＰＤ1にＶR 端子から＋１Ｖを印加し、ホ
トダイオードＰＤ1を逆バイアス状態にし、信号電荷を
空にする。
アンプＭSFのゲートに転送された信号電荷に対応する信
号を、第１実施例と同様に垂直信号線ＶＬ1から読み出
した後に、リセット用トランジスタＭRESを開いて、ホ
トダイオードＰＤ1にＶR 端子から＋１Ｖを印加し、ホ
トダイオードＰＤ1を逆バイアス状態にし、信号電荷を
空にする。
【００３７】次いで転送用トランジスタＭTX11を閉じ
て、ソースフォロワアンプＭSFのゲートに＋６Ｖを印加
してリセット動作を行う。次いでφTXO を５Ｖとして、
転送用トランジスタＭTX11及びＭTX12を同時に開く。ホ
トダイオードＰＤ2に蓄積された光電荷は、完全転送モ
ードで転送されるため、ホトダイオードＰＤ1に逆流す
ることはなく、全てソースフォロワアンプＭSFのゲート
に転送される。以下の動作は第１実施例と同様に、ホト
ダイオードＰＤ2からソースフォロワアンプＭSFのゲー
トに転送された信号電荷に対応する信号を垂直信号線Ｖ
Ｌ1から読み出す。
て、ソースフォロワアンプＭSFのゲートに＋６Ｖを印加
してリセット動作を行う。次いでφTXO を５Ｖとして、
転送用トランジスタＭTX11及びＭTX12を同時に開く。ホ
トダイオードＰＤ2に蓄積された光電荷は、完全転送モ
ードで転送されるため、ホトダイオードＰＤ1に逆流す
ることはなく、全てソースフォロワアンプＭSFのゲート
に転送される。以下の動作は第１実施例と同様に、ホト
ダイオードＰＤ2からソースフォロワアンプＭSFのゲー
トに転送された信号電荷に対応する信号を垂直信号線Ｖ
Ｌ1から読み出す。
【００３８】本実施例によれば、光信号電荷を読み出す
順序はＰＤ1→ＰＤ2と限定されるものの、転送用トラン
ジスタ（転送ゲート）に使用するＭＯＳＦＥＴが同一導
電型であるために、ウェル等の余分な面積を必要とせ
ず、集積度が向上する。カラーセンサの場合、一般的に
信号量の少ないホトダイオードＰＤ1に青のフィルタ
（赤）、ホトダイオードＰＤ2に緑のフィルタを配置す
れば、ホトダイオードＰＤ1の信号がホトダイオードＰ
Ｄ2へオーバフローして混色する影響は少なくなる。ま
た、両転送用トランジスタＭTX1，ＭTX2を同時に開くよ
うな電圧を印加することによって、容易に画素間の信号
加算（平均化）を行うようにすることができる。
順序はＰＤ1→ＰＤ2と限定されるものの、転送用トラン
ジスタ（転送ゲート）に使用するＭＯＳＦＥＴが同一導
電型であるために、ウェル等の余分な面積を必要とせ
ず、集積度が向上する。カラーセンサの場合、一般的に
信号量の少ないホトダイオードＰＤ1に青のフィルタ
（赤）、ホトダイオードＰＤ2に緑のフィルタを配置す
れば、ホトダイオードＰＤ1の信号がホトダイオードＰ
Ｄ2へオーバフローして混色する影響は少なくなる。ま
た、両転送用トランジスタＭTX1，ＭTX2を同時に開くよ
うな電圧を印加することによって、容易に画素間の信号
加算（平均化）を行うようにすることができる。
【００３９】なお、ホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2中から
それぞれ信号を読み出す前に、ソースフォロアアンプＭ
SFのゲートをリセットし、その残留電荷をノイズとして
読み出し、それぞれ一時蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積す
るのは先の実施例と同様である。ただし、ノイズＮ2を
読み出す前に、前記ホトダイオードＰＤ1の電位をＰＤ2
読み出しに支障が生じない電位にしておくことが求めら
れる。
それぞれ信号を読み出す前に、ソースフォロアアンプＭ
SFのゲートをリセットし、その残留電荷をノイズとして
読み出し、それぞれ一時蓄積容量ＣTN1，ＣTN2へ蓄積す
るのは先の実施例と同様である。ただし、ノイズＮ2を
読み出す前に、前記ホトダイオードＰＤ1の電位をＰＤ2
読み出しに支障が生じない電位にしておくことが求めら
れる。
【００４０】図７に上記実施例の単位セルのタイミング
図を示す。
図を示す。
【００４１】まず、Ｔ1期間に、φTXRをハイレベルと
し、ソースフォロワアンプＭSFのゲート部を（ＶR＝）
＋６Ｖを印加してリセットする。その残留電圧をノイズ
ＶN1として一時蓄積容量ＣTN1に出力する。
し、ソースフォロワアンプＭSFのゲート部を（ＶR＝）
＋６Ｖを印加してリセットする。その残留電圧をノイズ
ＶN1として一時蓄積容量ＣTN1に出力する。
【００４２】次にＴ2期間に、φTXOに＋２Ｖを印加し
て、転送用トランジスタＭTX1を開いてホトダイオード
ＰＤ1に蓄積した光信号電荷を、ソースフォロワアンプ
ＭSFのゲートへと転送し、その信号電圧を信号ＶS1とし
て一時蓄積容量ＣTS1に出力する。
て、転送用トランジスタＭTX1を開いてホトダイオード
ＰＤ1に蓄積した光信号電荷を、ソースフォロワアンプ
ＭSFのゲートへと転送し、その信号電圧を信号ＶS1とし
て一時蓄積容量ＣTS1に出力する。
【００４３】次にＴ3期間に、φTXRをハイレベルとし、
リセット用トランジスタＭRESを開いて、ホトダイオー
ドＰＤ1にＶR 端子から＋１Ｖを印加し、ホトダイオー
ドＰＤ1を逆バイアス状態にし、信号電荷を空にする。
リセット用トランジスタＭRESを開いて、ホトダイオー
ドＰＤ1にＶR 端子から＋１Ｖを印加し、ホトダイオー
ドＰＤ1を逆バイアス状態にし、信号電荷を空にする。
【００４４】次に、Ｔ4期間に、前記転送用トランジス
タＭTX1を閉じて、ソースフォロアアンプＭSFのゲート
部のみをリセットし、残留する電圧をノイズＶN2として
一時蓄積容量ＣTN2に出力する。
タＭTX1を閉じて、ソースフォロアアンプＭSFのゲート
部のみをリセットし、残留する電圧をノイズＶN2として
一時蓄積容量ＣTN2に出力する。
【００４５】次に、Ｔ5期間に、φTXOを＋５Ｖとして、
転送用トランジスタＭTX11及びＭTX12を同時に開く。上
述したようにホトダイオードＰＤ2に蓄積された光電荷
は、完全転送モードで転送されるため、ホトダイオード
ＰＤ1に逆流することはなく、全てソースフォロワアン
プＭSFのゲートに転送され、その信号電圧を信号ＶS2と
して一時蓄積容量ＣTS2に出力する。
転送用トランジスタＭTX11及びＭTX12を同時に開く。上
述したようにホトダイオードＰＤ2に蓄積された光電荷
は、完全転送モードで転送されるため、ホトダイオード
ＰＤ1に逆流することはなく、全てソースフォロワアン
プＭSFのゲートに転送され、その信号電圧を信号ＶS2と
して一時蓄積容量ＣTS2に出力する。
【００４６】ここで、転送用トランジスタに使用される
ＭＯＳＦＥＴのドレイン電圧−ドレイン電流特性の代表
例を図８に示す。
ＭＯＳＦＥＴのドレイン電圧−ドレイン電流特性の代表
例を図８に示す。
【００４７】図８から判ることは、スレッショルド電圧
３．０Ｖ以下においてもサブスレッショルド電流が約１
Ｖの幅の領域で流れることである。またその下にはリー
ク電流が流れている。 （第３実施例）図９に本発明の第３実施例である撮像装
置の単位セル（２画素分）の回路を示す。図６の構成部
材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省
略する。
３．０Ｖ以下においてもサブスレッショルド電流が約１
Ｖの幅の領域で流れることである。またその下にはリー
ク電流が流れている。 （第３実施例）図９に本発明の第３実施例である撮像装
置の単位セル（２画素分）の回路を示す。図６の構成部
材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省
略する。
【００４８】本実施例においては転送スイッチとなる転
送用トランジスタＭTX1，ＭTX2とソースフォロワアンプ
ＭSFのゲートの間に第２の転送スイッチとなる転送スイ
ッチＭTSが直列に挿入されている。転送スイッチＭTSは
スレッショルド電圧が１．０ＶのＮＭＯＳＦＥＴであ
り、信号φSOが加えられる水平走査線に接続されてい
る。
送用トランジスタＭTX1，ＭTX2とソースフォロワアンプ
ＭSFのゲートの間に第２の転送スイッチとなる転送スイ
ッチＭTSが直列に挿入されている。転送スイッチＭTSは
スレッショルド電圧が１．０ＶのＮＭＯＳＦＥＴであ
り、信号φSOが加えられる水平走査線に接続されてい
る。
【００４９】本実施例においては、低いスレッショルド
電圧１．０Ｖを有する転送用トランジスタＭTX1に仮に
サブスレッショルド電流あるいはリーク電流が流れるこ
とが有っても、転送スイッチＭTSが開かない限りはソー
スフォロワアンプＭSFのゲートに電流が流れ込むことは
なく、ホトダイオードＰＤ1における光信号電荷の保持
が確保される。
電圧１．０Ｖを有する転送用トランジスタＭTX1に仮に
サブスレッショルド電流あるいはリーク電流が流れるこ
とが有っても、転送スイッチＭTSが開かない限りはソー
スフォロワアンプＭSFのゲートに電流が流れ込むことは
なく、ホトダイオードＰＤ1における光信号電荷の保持
が確保される。
【００５０】なお本実施例は二つの光電変換部でアンプ
を共有する場合の例であるが、本発明はかかる例に限定
されず、三以上の光電変換部でアンプを共有する撮像装
置にも適用可能である。 （第４実施例）図１０に本発明の第４実施例である、撮
像装置の単位セル（３画素分）の回路を示す。図６の構
成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明
を省略する。
を共有する場合の例であるが、本発明はかかる例に限定
されず、三以上の光電変換部でアンプを共有する撮像装
置にも適用可能である。 （第４実施例）図１０に本発明の第４実施例である、撮
像装置の単位セル（３画素分）の回路を示す。図６の構
成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明
を省略する。
【００５１】ホトダイオードＰＤ1はＲ画素の受光素子
であるホトダイオードであり、ホトダイオードＰＤ2は
Ｇ画素の受光素子であるホトダイオード、ホトダイオー
ドＰＤ3はＢ画素の受光素子であるホトダイオードであ
る。各ホトダイオードＰＤ1、ＰＤ2、ＰＤ3の白色光入
射時の変換効率は、カラーフィルタの透過効率も含め
て、各々３０％，５９％，１１％に設定されている。ま
た転送用トランジスタＭTX21〜ＭTX23を構成するＮＭＯ
ＳＦＥＴのスレッショルド電圧は、各々１．０Ｖ，２．
５Ｖ，４．０Ｖである。また本実施例は第３実施例と同
様にφSOが加えられる水平走査線に接続された転送スイ
ッチＭTSを有する。
であるホトダイオードであり、ホトダイオードＰＤ2は
Ｇ画素の受光素子であるホトダイオード、ホトダイオー
ドＰＤ3はＢ画素の受光素子であるホトダイオードであ
る。各ホトダイオードＰＤ1、ＰＤ2、ＰＤ3の白色光入
射時の変換効率は、カラーフィルタの透過効率も含め
て、各々３０％，５９％，１１％に設定されている。ま
た転送用トランジスタＭTX21〜ＭTX23を構成するＮＭＯ
ＳＦＥＴのスレッショルド電圧は、各々１．０Ｖ，２．
５Ｖ，４．０Ｖである。また本実施例は第３実施例と同
様にφSOが加えられる水平走査線に接続された転送スイ
ッチＭTSを有する。
【００５２】本実施例においては、通常の各画素読出し
以外に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ３画素の信号を同時に読出し、
加算してＮＴＳＣの輝度信号を得ることもできる。即
ち、水平走査線に加えられる信号φTXO を＋５Ｖとし、
転送用トランジスタＭTX21〜ＭTX23を同時に開くことに
よって、各光電変換部（ホトダイオードＰＤ1、ＰＤ2、
ＰＤ3）に蓄積した信号電荷を同時に読み出す。
以外に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ３画素の信号を同時に読出し、
加算してＮＴＳＣの輝度信号を得ることもできる。即
ち、水平走査線に加えられる信号φTXO を＋５Ｖとし、
転送用トランジスタＭTX21〜ＭTX23を同時に開くことに
よって、各光電変換部（ホトダイオードＰＤ1、ＰＤ2、
ＰＤ3）に蓄積した信号電荷を同時に読み出す。
【００５３】本実施例によれば特に複雑な回路を要する
ことなく、ＮＴＳＣの輝度信号を得ることができる。 （第５実施例）本発明の第５実施例である、撮像装置の
撮像装置の単位セル（４画素分）の回路を図１１に示
す。図６の構成部材と同一構成部材については同一符号
を付して説明を省略する。
ことなく、ＮＴＳＣの輝度信号を得ることができる。 （第５実施例）本発明の第５実施例である、撮像装置の
撮像装置の単位セル（４画素分）の回路を図１１に示
す。図６の構成部材と同一構成部材については同一符号
を付して説明を省略する。
【００５４】図１１において、ＭTX31〜ＭTX34は転送用
トランジスタであり、各々のスレッショルド電圧が１．
０Ｖ，２．０Ｖ，３．０Ｖ，４．０Ｖである。本実施例
においては信号電荷はホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2，Ｐ
Ｄ3，ＰＤ4の順で順次読出される。
トランジスタであり、各々のスレッショルド電圧が１．
０Ｖ，２．０Ｖ，３．０Ｖ，４．０Ｖである。本実施例
においては信号電荷はホトダイオードＰＤ1，ＰＤ2，Ｐ
Ｄ3，ＰＤ4の順で順次読出される。
【００５５】本実施例においては２行２列に対応する画
素群の信号電荷を水平線３本という少ない本数で読み出
すことができる。
素群の信号電荷を水平線３本という少ない本数で読み出
すことができる。
【００５６】以上、本発明の撮像装置の各実施例につい
て説明したが、次に本発明の撮像装置の単位セルの具体
的なレイアウト図の一例について従来例と対比しつつ説
明する。
て説明したが、次に本発明の撮像装置の単位セルの具体
的なレイアウト図の一例について従来例と対比しつつ説
明する。
【００５７】図１２及び図１３は二つの光電変換部でア
ンプを共有する単位セルのレイアウト図であり、図１２
は図１７の従来例に対応するレイアウト図、図１３は図
６の第２実施例に対応するレイアウト図である。
ンプを共有する単位セルのレイアウト図であり、図１２
は図１７の従来例に対応するレイアウト図、図１３は図
６の第２実施例に対応するレイアウト図である。
【００５８】図１２において、１００は垂直出力線、１
０１はホトダイオードＰＤ1を構成する拡散領域、１０
２は転送用トランジスタＭTX41のゲート電極、１０３は
ホトダイオードＰＤ2を構成する拡散領域、１０４は転
送用トランジスタＭTX42のゲート電極、１０５は選択用
トランジスタＭSELのゲート電極、１０６はソースフォ
ロワアンプＭSFのゲート電極、１０７はリセット用トラ
ンジスタＭRESのゲート電極、１０８は奇数行のホトダ
イオードの転送用トランジスタの制御信号φTXOOが印加
される制御線、１０９はリセット用トランジスタの制御
信号φTXROが印加される制御線、１１０は選択用トラン
ジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線、１１
１は偶数行のホトダイオードの転送用トランジスタの制
御信号φTXOeが印加される制御線である。
０１はホトダイオードＰＤ1を構成する拡散領域、１０
２は転送用トランジスタＭTX41のゲート電極、１０３は
ホトダイオードＰＤ2を構成する拡散領域、１０４は転
送用トランジスタＭTX42のゲート電極、１０５は選択用
トランジスタＭSELのゲート電極、１０６はソースフォ
ロワアンプＭSFのゲート電極、１０７はリセット用トラ
ンジスタＭRESのゲート電極、１０８は奇数行のホトダ
イオードの転送用トランジスタの制御信号φTXOOが印加
される制御線、１０９はリセット用トランジスタの制御
信号φTXROが印加される制御線、１１０は選択用トラン
ジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線、１１
１は偶数行のホトダイオードの転送用トランジスタの制
御信号φTXOeが印加される制御線である。
【００５９】一方、図１３において、２００は垂直出力
線、２０１はホトダイオードＰＤ1を構成する拡散領
域、２０２は転送用トランジスタＭTX11のゲート電極、
２０３はホトダイオードＰＤ2を構成する拡散領域、２
０４は転送用トランジスタＭTX12のゲート電極、２０５
は選択用トランジスタＭSELのゲート電極、２０６はソ
ースフォロワアンプＭSFのゲート電極、２０７はリセッ
ト用トランジスタＭRESのゲート電極、２０８はホトダ
イオードの転送用トランジスタの制御信号φTXOが印加
される制御線、２０９はリセット用トランジスタの制御
信号φTXROが印加される制御線、２１０は選択用トラン
ジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線であ
る。
線、２０１はホトダイオードＰＤ1を構成する拡散領
域、２０２は転送用トランジスタＭTX11のゲート電極、
２０３はホトダイオードＰＤ2を構成する拡散領域、２
０４は転送用トランジスタＭTX12のゲート電極、２０５
は選択用トランジスタＭSELのゲート電極、２０６はソ
ースフォロワアンプＭSFのゲート電極、２０７はリセッ
ト用トランジスタＭRESのゲート電極、２０８はホトダ
イオードの転送用トランジスタの制御信号φTXOが印加
される制御線、２０９はリセット用トランジスタの制御
信号φTXROが印加される制御線、２１０は選択用トラン
ジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線であ
る。
【００６０】図１２と図１３との対比から明らかなよう
に、本発明の実施例を示す図１３ではホトダイオードの
転送用トランジスタと接続される制御線が１本（従来例
では２本）ですむ。
に、本発明の実施例を示す図１３ではホトダイオードの
転送用トランジスタと接続される制御線が１本（従来例
では２本）ですむ。
【００６１】図１４及び図１５は四つの光電変換部でア
ンプを共有する単位セルのレイアウト図であり、図１４
は従来例のレイアウト図、図１５は図１１の第５実施例
に対応するレイアウト図である。
ンプを共有する単位セルのレイアウト図であり、図１４
は従来例のレイアウト図、図１５は図１１の第５実施例
に対応するレイアウト図である。
【００６２】図１４において、３００は垂直出力線、３
０１，３０３，３０５，３０７はそれぞれ四つのホトダ
イオードを構成する拡散領域、３０２，３０４，３０
６，３０８は各ホトダイオードに対応する転送用トラン
ジスタＭTXのゲート電極、３０９は選択用トランジスタ
ＭSELのゲート電極、３１０はソースフォロワアンプＭS
Fのゲート電極、３１１はリセット用トランジスタＭRES
のゲート電極、３１２〜３１５は転送用トランジスタの
制御信号φTX1〜φTX4が印加される制御線、３１６はリ
セット用トランジスタの制御信号φTXRが印加される制
御線、３１７は選択用トランジスタＭSELの制御信号φS
Oが印加される制御線である。
０１，３０３，３０５，３０７はそれぞれ四つのホトダ
イオードを構成する拡散領域、３０２，３０４，３０
６，３０８は各ホトダイオードに対応する転送用トラン
ジスタＭTXのゲート電極、３０９は選択用トランジスタ
ＭSELのゲート電極、３１０はソースフォロワアンプＭS
Fのゲート電極、３１１はリセット用トランジスタＭRES
のゲート電極、３１２〜３１５は転送用トランジスタの
制御信号φTX1〜φTX4が印加される制御線、３１６はリ
セット用トランジスタの制御信号φTXRが印加される制
御線、３１７は選択用トランジスタＭSELの制御信号φS
Oが印加される制御線である。
【００６３】一方、図１５において、４００は垂直出力
線、４０１，４０３，４０５，４０７はそれぞれ四つの
ホトダイオードＰＤ1〜ＰＤ4を構成する拡散領域、４０
２，４０４，４０６，４０８は各ホトダイオードＰＤ1
〜ＰＤ4に対応する転送用トランジスタＭTX31〜ＭTX34
のゲート電極、４０９は選択用トランジスタＭSELのゲ
ート電極、４１０はソースフォロワアンプＭSFのゲート
電極、４１１はリセット用トランジスタＭRESのゲート
電極、４１２は転送用トランジスタの制御信号φTXが印
加される制御線、４１３はリセット用トランジスタの制
御信号φTXRが印加される制御線、４１４は選択用トラ
ンジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線であ
る。
線、４０１，４０３，４０５，４０７はそれぞれ四つの
ホトダイオードＰＤ1〜ＰＤ4を構成する拡散領域、４０
２，４０４，４０６，４０８は各ホトダイオードＰＤ1
〜ＰＤ4に対応する転送用トランジスタＭTX31〜ＭTX34
のゲート電極、４０９は選択用トランジスタＭSELのゲ
ート電極、４１０はソースフォロワアンプＭSFのゲート
電極、４１１はリセット用トランジスタＭRESのゲート
電極、４１２は転送用トランジスタの制御信号φTXが印
加される制御線、４１３はリセット用トランジスタの制
御信号φTXRが印加される制御線、４１４は選択用トラ
ンジスタＭSELの制御信号φSOが印加される制御線であ
る。
【００６４】図１４と図１５との対比から明らかなよう
に、本発明の実施例を示す図１５ではホトダイオードの
転送用トランジスタと接続される制御線が１本（従来例
では４本）ですむ。
に、本発明の実施例を示す図１５ではホトダイオードの
転送用トランジスタと接続される制御線が１本（従来例
では４本）ですむ。
【００６５】図１６に撮像システム概略図を示す。同図
に示すように、光学系７１、絞り８０を通って入射した
画像光はＣＭＯＳセンサー７２上に結像する。ＣＭＯＳ
センサー７２上に配置されている画素アレーによって光
情報は電気信号へと変換され、ノイズ除去されて出力さ
れる。その出力信号は信号処理回路７３によって予め決
められた方法によって信号変換処理され、出力される。
信号処理された信号は、記録系、通信系７４により情報
記録装置により記録、あるいは情報転送される。記録、
あるいは転送された信号は再生系７７により再生され
る。絞り８０、ＣＭＯＳセンサー７２、信号処理回路７
３はタイミング制御回路７５により制御され、光学系７
１、タイミング制御回路７５、記録系・通信系７４、再
生系７７はシステムコントロール回路７６により制御さ
れる。
に示すように、光学系７１、絞り８０を通って入射した
画像光はＣＭＯＳセンサー７２上に結像する。ＣＭＯＳ
センサー７２上に配置されている画素アレーによって光
情報は電気信号へと変換され、ノイズ除去されて出力さ
れる。その出力信号は信号処理回路７３によって予め決
められた方法によって信号変換処理され、出力される。
信号処理された信号は、記録系、通信系７４により情報
記録装置により記録、あるいは情報転送される。記録、
あるいは転送された信号は再生系７７により再生され
る。絞り８０、ＣＭＯＳセンサー７２、信号処理回路７
３はタイミング制御回路７５により制御され、光学系７
１、タイミング制御回路７５、記録系・通信系７４、再
生系７７はシステムコントロール回路７６により制御さ
れる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平方向の配線数を減少させることができ、結果として
開口率が向上し、画素縮小化に適した撮像装置を提供す
ることができる。
水平方向の配線数を減少させることができ、結果として
開口率が向上し、画素縮小化に適した撮像装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明の第１実施例である撮像装置の単位セル
（２画素分）の回路図である。
（２画素分）の回路図である。
【図２】本発明の撮像装置の一構成例を示す概略的構成
図である。
図である。
【図３】図１及び図２の撮像装置の単位セルの動作のタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図４】垂直方向の画素で転送スイッチのＶthを変えた
接続例図である。
接続例図である。
【図５】水平方向の画素で転送スイッチのＶthを変えた
接続例図である。
接続例図である。
【図６】本発明の第２実施例である撮像装置の単位セル
（２画素分）の回路図である。
（２画素分）の回路図である。
【図７】上記実施例の単位セルのタイミング図である。
【図８】転送用トランジスタに使用されるＭＯＳＦＥＴ
のドレイン電圧−ドレイン電流特性の代表例である。
のドレイン電圧−ドレイン電流特性の代表例である。
【図９】本発明の第３実施例である撮像装置の単位セル
（２画素分）の回路図である。
（２画素分）の回路図である。
【図１０】本発明の第４実施例である撮像装置の単位セ
ル（３画素分）の回路図である。
ル（３画素分）の回路図である。
【図１１】本発明の第５実施例である撮像装置の撮像装
置の単位セル（４画素分）の回路図である。
置の単位セル（４画素分）の回路図である。
【図１２】従来例に対応する二つの光電変換部でアンプ
を共有する単位セルのレイアウト図である。
を共有する単位セルのレイアウト図である。
【図１３】図６の実施例に対応する二つの光電変換部で
アンプを共有する単位セルのレイアウト図である。
アンプを共有する単位セルのレイアウト図である。
【図１４】従来例に対応する四つの光電変換部でアンプ
を共有する単位セルのレイアウト図である。
を共有する単位セルのレイアウト図である。
【図１５】図１１の実施例に対応する四つの光電変換部
でアンプを共有する単位セルのレイアウト図である。
でアンプを共有する単位セルのレイアウト図である。
【図１６】撮像システム概略図である。
【図１７】従来の画素構成を示す図である。
ＰＤ1〜ＰＤ4 ホトダイオード ＭTX1，ＭTX2，ＭTX11，ＭTX12，ＭTX21〜ＭTX23，ＭTX
31〜ＭTX34 転送用トランジスタ（転送スイッチ） ＭSF アンプ ＭSEL 選択用トランジスタ（選択スイッチ） ＭRES リセット用トランジスタ（リセットスイッチ） ＶＬ1 垂直出力線 ２０８，４１２ 水平走査線（制御線） ２０９，４１３ リセット線（制御線） ２１０，４１４ 選択線（制御線）
31〜ＭTX34 転送用トランジスタ（転送スイッチ） ＭSF アンプ ＭSEL 選択用トランジスタ（選択スイッチ） ＭRES リセット用トランジスタ（リセットスイッチ） ＶＬ1 垂直出力線 ２０８，４１２ 水平走査線（制御線） ２０９，４１３ リセット線（制御線） ２１０，４１４ 選択線（制御線）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA10 AB01 BA14 CA03 DB01 DD09 DD12 FA06 FA33 FA42 GC08 GD02 5C024 AA01 CA05 CA12 CA15 DA01 FA01 GA01 GA31 JA21 5C065 AA01 BB22 BB30 BB48 CC01 DD01 EE03
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の光電変換部と該複数の光電変換部
で共有される増幅手段とを有する単位セルが複数配列さ
れた撮像装置において、 前記光電変換部からの信号を前記増幅手段に転送するた
めの転送スイッチのしきい電圧が各光電変換部間で異な
っていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 複数の光電変換部と該複数の光電変換部
で共有される増幅手段とを有する単位セルが複数配列さ
れた撮像装置において、 前記光電変換部からの信号を前記増幅手段に転送するた
めの転送スイッチとして、少なくとも二つの光電変換部
で異なる導電型のトランジスタを用いたことを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の撮像装置において、前
記転送スイッチは、複数の同じ導電型のトランジスタを
含み、該同じ導電型のトランジスタ間でしきい電圧が異
なっていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの請求項に記載
の撮像装置において、前記転送スイッチはＭＯＳＦＥＴ
であることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの請求項に記載
の撮像装置において、前記転送スイッチの制御電極は同
一の水平配線に接続されていることを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの請求項に記載
の撮像装置において、前記転送スイッチと前記増幅手段
との間に第２の転送スイッチが設けられ、該第２の転送
スイッチの制御電極は、前記増幅手段からの出力を垂直
出力線へと選択的に出力するための水平選択線に接続さ
れていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの請求項に記載
の撮像装置において、前記増幅手段に共有される光電変
換部の数は三つであり、これら三つの光電変換部からの
信号が前記増幅手段において加算可能であることを特徴
とする撮像装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の撮像装置において、前
記三つの光電変換部からは異なる色信号が出力され、三
つの色信号が混色して白を形成する色信号が形成される
ことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の撮像装置において、前
記三つの光電変換部からの色信号を前記増幅手段におい
て加算し、輝度信号を出力することを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかの請求項に記
載の撮像装置において、前記光電変換部に色フィルタを
配置したことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかの請求項に
記載の撮像装置と、前記撮像装置へ光を結像するレンズ
と、前記撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回
路とを有することを特徴とする撮像システム。
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| JP10320530A JP2000152086A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 撮像装置および撮像システム |
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