JP2013106206A - 固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像装置は、光電変換した信号をソースフォロワ回路により出力する複数の画素(11)と、前記複数の画素に接続される出力線(3)と、前記出力線に電流を供給する電流源回路部(5)と、前記画素のリセット状態の前記出力線の信号をクランプ容量にクランプし、その後の前記画素の非リセット状態の前記出力線の信号を増幅する第1の増幅部(7)とを有し、前記電流源回路部は、前記クランプの終了時刻より前に、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。固体撮像装置は、画素アレイ1、垂直走査回路2、定電流源回路部5、基準電流発生回路6、第1の増幅部7、サンプルホールド回路8、水平走査回路9、及び第2の増幅部10を有する。定電流源回路部5は、垂直出力線3の一端に定電流源制御スイッチ4を介して接続され、垂直出力線3に電流を供給する。基準電流発生回路6は、電流値を決定する。画素アレイ1は、単位画素11が複数行及び複数列を構成するように2次元状に配列されている。複数の単位画素11は、列毎に、垂直出力線3に接続される。画素アレイ1から読み出された信号は、第1の増幅部7にて増幅され、サンプルホールド回路8にて保持される。第1の増幅部7及びサンプルホールド回路8は、1列毎に設けられていても良いし、複数列毎に設けられても良い。垂直走査回路2は、例えばシフトレジスタで構成され、画素アレイ1の行を選択する。水平走査回路9も、例えばシフトレジスタで構成され、サンプルホールド回路8に保持された信号を第2の増幅部10へ順次読み出すためのパルスを与えている。
本発明の第2の実施形態の固体撮像装置の構成は、第1の実施形態で説明した図1と同じであるため、説明を省略する。図4は、第2の実施形態による基準電流発生回路6の構成例を示す図であり、図2の第1の実施形態に対し基準電流発生回路6に電流値セレクタ回路25を設けている部分が異なる。これにより、各画素列の定電流の値を段階的に制御することが可能となる。電流値セレクタ回路25は、抵抗分割で定電流を可変にすることで制御しても良いし、電源自体を切り替えても良い。図4に電流値セレクタ回路25の回路例を示す。ここでは、信号isel1,isel2,isel3で選ばれる電流値を適宜設定することができる。
図6は、本発明の第3の実施形態の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態は、第1の実施形態(図1)に対して、画素信号のAD変換部(アナログデジタル変換部)27及びデジタルメモリ部29を設けた点が異なる。垂直出力線3の画素信号は、列信号転送スイッチ26の導通により、AD変換部27に転送される。AD変換部27は、内部に不図示のアナログメモリ部を有し、画素信号をホールドする。ここでは、3ビットのAD変換部27を例示しているが、本実施形態は3ビットのAD変換部27に限定されるものではなく、一般化してnビットのAD変換部であっても良い。AD変換部27は、垂直出力線3の画素信号をアナログからデジタルに変換する。変換された信号は、転送スイッチ駆動端子28からのパルスのスイッチ制御により、デジタルメモリ29に転送される。ここでは、3ビットのAD変換部27を例示しているので、各AD変換部27からの出力は3つのデジタルメモリ29に転送される。水平走査回路9によっては、デジタルメモリ29から信号出力線への出力タイミングを制御する。水平走査回路9によって選択されたスイッチに接続されたデジタルメモリ29に保持されたデジタル信号が出力される。
図7は、本発明の第4の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。第1の実施形態である図2と異なる箇所は、単位画素11内においてSFMOSトランジスタ14のソース電極と垂直出力線3との導通を制御するため、行選択MOSトランジスタ16ではなく、画素選択回路部30を用いることにある。画素選択回路部30は、電位VRESHかVRESLを出力するインバータとなっており、パルスPVDSELをローレベルにすることにより電位VRESHが、パルスPVDSELをハイレベルにすることにより電位VRESLを出力する。そして、画素選択回路部30は、1列毎に1ブロック配置され、画素選択回路部30の出力端は複数のリセットMOSトランジスタ15のドレイン側に共通して接続されている。図7では、代表的な1画素のみ記載している。
本発明の第5の実施形態の固体撮像装置の構成は、第1の実施形態で説明した図1と同じであるため、その説明を省略する。また、本実施形態の詳細な回路構成例を図9に示す。第2の実施形態で説明した図2と異なる点は、単位画素11が2つの光電変換部12、2つの転送MOSトランジスタ13、1つのSFMOSトランジスタ14、1つのリセットMOSトランジスタ15、1つの行選択MOSトランジスタ16を有する点である。複数の光電変換部12は、光電変換により信号を生成する。SFMOSトランジスタ14は、複数の光電変換部12により光電変換された信号を増幅する。複数の転送MOSトランジスタ13は、複数の光電変換部12により生成された信号をそれぞれSFMOSトランジスタ14に転送する。
Claims (11)
- 光電変換した信号をソースフォロワ回路により出力する複数の画素と、
前記複数の画素に接続される出力線と、
前記出力線に電流を供給する電流源回路部と、
前記画素のリセット状態の前記出力線の信号をクランプ容量にクランプし、その後の前記画素の非リセット状態の前記出力線の信号を増幅する第1の増幅部とを有し、
前記電流源回路部は、前記クランプの終了時刻より前に、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記電流源回路部は、前記クランプの終了時刻より少なくとも1μ秒前に、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記電流源回路部は、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化する際に、複数段階で電流を増加させることを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像装置。
- 前記画素は、
光電変換により信号を生成する光電変換部と、
前記光電変換された信号を増幅するソースフォロワMOSトランジスタと、
前記ソースフォロワMOSトランジスタ及び前記出力線の間に設けられる選択MOSトランジスタとを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
光電変換により信号を生成する光電変換部と、
前記光電変換された信号を増幅するソースフォロワMOSトランジスタとを有し、
さらに、前記ソースフォロワMOSトランジスタのゲートリセット電圧を制御することにより画素を選択する画素選択回路部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
光電変換により信号を生成する複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部により光電変換された信号を増幅するソースフォロワMOSトランジスタと、
前記複数の光電変換部により生成された信号をそれぞれ前記ソースフォロワMOSトランジスタに転送する複数の転送MOSトランジスタとを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記電流源回路部は、前記複数の光電変換部の各々から信号を読み出す毎に、前記クランプの終了時刻より前に、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化することを特徴とする請求項6記載の固体撮像装置。
- 光電変換した信号をソースフォロワ回路により出力する複数の画素と、
前記複数の画素に接続される出力線と、
前記出力線に電流を供給する電流源回路部とを有し、
前記電流源回路部は、水平同期信号の入力より前に、前記出力線に電流を供給しない状態から前記出力線に電流を供給する状態に変化することを特徴とする固体撮像装置。 - さらに、前記出力線の信号をアナログからデジタルに変換するアナログデジタル変換部を有することを特徴とする請求項8記載の固体撮像装置。
- 光電変換した信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素に接続される出力線と、
前記画素のリセット状態の前記出力線の信号をクランプ容量にクランプし、その後の前記画素の非リセット状態の前記出力線の信号を増幅する第1の増幅部と、
前記出力線の信号を増幅するための電流源回路部とを有し、
前記電流源回路部は、前記クランプの終了時刻より前に、電流を供給しない状態から電流を供給する状態に変化することを特徴とする固体撮像装置。 - 光電変換した信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素に接続される出力線と、
前記出力線の信号を増幅するための電流源回路部とを有し、
前記電流源回路部は、水平同期信号の入力より前に、電流を供給しない状態から電流を供給する状態に変化することを特徴とする固体撮像装置。
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