JP2007142738A - 物理情報取得方法および物理情報取得装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像部10と水平走査部12により制御される水平選択スイッチ部60との間に記憶部114を持つ信号保持部24を設ける。読出電流源部27は、各垂直列の電流源トランジスタ304と垂直信号線18との間に、電流路をオン/オフ切替えするスイッチトランジスタ308を備える。選択読出モードが指定されたときには、負荷制御部380bは、負荷制御信号SFLACTbを制御して、読出対象とならない列のスイッチトランジスタ308bをオフさせることで非読出対象列の垂直信号線18の動作電流をゼロにする。
【選択図】図3
Description
図12は、従来例のCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。この図12に示した固体撮像装置1は、単位画素3から画素信号を出力する増幅用トランジスタがソースフォロワ回路を構成するようになっており、かつ、たとえば非特許文献1,2に示されるように、ソースフォロワの負荷として一定の動作電流を流すトランジスタが設けられ、特に特許文献2と同様に、そのトランジスタをカレントミラー回路を用いているものである。
図1は、本発明に係る物理情報取得装置の一実施形態であるCMOS固体撮像装置の概略構成図である。この固体撮像装置1は、たとえばカラー画像を撮像し得る電子スチルカメラやFA(Factory Automation)カメラとして適用されるようになっている。
図2は、図1に示した固体撮像装置1に使用される単位画素3の構成例を示す図である。撮像部10内の単位画素(画素セル)3の構成は、通常のCMOSイメージセンサと同様であり、本実施形態では、CMOSセンサとして汎用的な4TR構成のものを使用することができるし、4TR構成のものに限らず、たとえば、特許第2708455号公報に記載のように、3つのトランジスタからなる3TR構成のものを使用することもできる。もちろん、これらの画素構成は一例であり、通常のCMOSイメージセンサのアレイ構成であれば、何れのものでも使用できる。
図3は、読出電流源部27の第1実施形態の回路構成を説明する図である。ここでは、読出電流源部27の他に、カラム処理部20の一例として設けられる信号保持部(記憶部)24、水平走査部12、および出力回路88を示している(後述する他の実施形態の回路構成でも同様である)。
図4は、読出電流源部27の第2実施形態の回路構成を説明する図である。第2実施形態の構成は、第1実施形態の構成において、画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に電流を流さない状態にした際に、その非読出対象列の垂直信号線18の電位が不定状態となる現象を改善する仕組みを設けた点に特徴を有する。
図5は、読出電流源部27の第3実施形態の回路構成を説明する図である。第3実施形態の構成は、“画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に流れる電流を減少させる”具体的な仕組みとして、画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に接続されている電流源トランジスタ304を直接に、間引読出モード時の間引き列の組合せに対応するように個別に制御することにより電流量を減少させる仕組みを採用する点に特徴を有する。
図6は、読出電流源部27の第4実施形態の回路構成を説明する図である。第4実施形態の構成は、第3実施形態の構成において、画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に電流を流さない状態にした際に、その非読出対象列の垂直信号線18の電位が不定状態となる現象を第2実施形態と同様の仕組みを利用して改善する点に特徴を有する。
図7は、読出電流源部27の第5実施形態の回路構成を説明する図である。図7では、第3実施形態に対する変形例で示しているが、同様の仕組みは第4実施形態にも適用できる。
図8は、読出電流源部27の第6実施形態の回路構成を説明する図である。第6実施形態の構成は、“画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に流れる電流を減少させる”具体的な仕組みとして、画素信号を必要としない非読出対象列の垂直信号線18に接続されている電流源トランジスタ304を直接に、間引読出モード時の間引き列の組合せに対応するように個別に制御することにより電流量を減少させる仕組みを採用する点で第3実施形態と共通する。
図9は、読出電流源部27の第7実施形態の回路構成を説明する図である。図9では、図8に示した第6実施形態に対する変形例で示しているが、第6実施形態が、基準電圧供給部390を設ける第2実施形態の仕組みを採り得るように、この第7実施形態でも、基準電圧供給部390を設ける第2実施形態の仕組みを採ることができる。
図10は、読出電流源部27の第8実施形態の回路構成を説明する図である。第8実施形態の構成は、列選択読出モードの一例として、間引読出モードではなく、撮像部10の一部の領域(本例では特に行方向に関して)を区切って読み出す切出モードに対応した事例である。特に、この第8実施形態では、第1および第2実施形態のように、各垂直列の電流源トランジスタ304と垂直信号線18との間にスイッチトランジスタ308を配置する態様での切出モードに対応した事例である。
図11は、読出電流源部27の第9実施形態の回路構成を説明する図である。第9実施形態の構成は、第8実施形態と同様に、列選択読出モードの一例として切出モードに対応するとともに、第3〜第6実施形態のように、各垂直列の電流源トランジスタ304を制御する態様での切出モードに対応した事例である。図示した例では、第3実施形態への変形例で示している。
Claims (8)
- 物理量の変化を検知する検知部と当該検知部で検知した物理量の変化に基づいて単位信号を出力信号線を介して出力する単位信号生成部とを単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に配された物理量分布検知のための半導体装置を使用し、物理量についての所定の検知条件の元で取得された前記単位信号に基づいて所定目的用の物理情報を取得する物理情報取得方法であって、
前記単位信号生成部が前記単位信号を出力するための動作電流を供給する動作電流供給部と、前記半導体装置を構成する各単位構成要素から出力される前記単位信号を取り込み所定のタイミングで前記単位信号に基づく出力単位信号を出力可能に構成された信号処理部を設け、
前記半導体装置を構成する各単位構成要素の内の一部のものから前記単位信号を読み出す選択読出モードが指定されたときには、読出対象とならない前記単位信号生成部の前記出力信号線の動作電流を、読出対象となる前記単位信号生成部の前記出力信号線の動作電流よりも減少させる
ことを特徴とする物理情報取得方法。 - 物理量の変化を検知する検知部と当該検知部で検知した物理量の変化に基づいて単位信号を出力信号線を介して出力する単位信号生成部とを単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が所定の順に配された物理量分布検知のための半導体装置を使用し、物理量についての所定の検知条件の元で取得された前記単位信号に基づいて所定目的用の物理情報を取得する物理情報取得装置であって、
前記単位信号生成部が前記単位信号を出力するための動作電流を供給する動作電流供給部と、
前記半導体装置を構成する各単位構成要素から出力される前記単位信号を取り込み所定のタイミングで前記単位信号に基づく出力単位信号を出力可能に構成された信号処理部と を備え
前記動作電流供給部は、前記半導体装置を構成する各単位構成要素の内の一部のものから前記単位信号を読み出す選択読出モードが指定されたときには、読出対象とならない前記単位信号生成部の前記出力信号線の動作電流を、読出対象となる前記単位信号生成部の前記出力信号線の動作電流よりも減少させる
ことを特徴とする物理情報取得装置。 - 前記動作電流供給部は、前記選択読出モードが指定されたときには、前記読出対象とならない前記単位信号生成部の前記動作電流をゼロにする
ことを特徴とする請求項2に記載の物理情報取得装置。 - 前記動作電流供給部は、前記読出対象とならない前記単位信号生成部の前記出力信号線の動作点電位を所定値にする基準電圧供給部を
有していることを特徴とする請求項3に記載の物理情報取得装置。 - 前記動作電流供給部は、
前記単位信号生成部の前記出力信号線ごとに設けられた、前記出力信号線に前記動作電流を供給可能な電流源と、
前記選択読出モードが指定されたときに、前記読出対象とならない前記単位信号生成部についての前記電流源を制御して、当該電流源に流れる電流を、前記読出対象となる前記単位信号生成部についての前記電流源に流れる電流よりも減少させる
ことを特徴とする請求項2に記載の物理情報取得装置。 - 前記動作電流供給部は、
前記単位信号生成部の前記出力信号線ごとに設けられた、前記出力信号線に前記動作電流を供給可能な電流源と、
前記出力信号線と電流源の間に設けられ、電流路をオン/オフ切替可能なスイッチと、
前記選択読出モードが指定されたときに、前記読出対象とならない前記単位信号生成部についての前記スイッチを非導通状態にするスイッチ制御部と
を有することを特徴とする請求項2に記載の物理情報取得装置。 - 前記動作電流供給部は、
前記単位信号生成部の前記出力信号線ごとに設けられた、前記出力信号線に前記動作電流を供給可能な電流源と、
前記選択読出モードが指定されたときに、前記読出対象とならない前記単位信号生成部についての前記電流源を制御して、当該電流源に流れる電流を、前記読出対象となる前記単位信号生成部についての前記電流源に流れる電流よりも減少させる電流制御部と
を有することを特徴とする請求項2に記載の物理情報取得装置。 - 前記電流制御部は、前記選択読出モードが指定されたときに、前記読出対象とならない前記単位信号生成部についての前記電流源を非導通状態にする
ことを特徴とする請求項6に記載の物理情報取得装置。
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