JP2008042238A - 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出す増幅部と、前記光電変換素子の電荷を前記増幅部の入力部に転送する転送部と、前記入力部を少なくとも第1及び第2の電位に設定する電圧供給部と、が2次元状に配され、前記増幅部から信号が読み出される複数の出力線と、前記電圧供給部に電圧を供給する複数の電圧供給線と、を有する光電変換装置であって、前記出力線と電圧供給線のうち、第1の光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出される前記出力線と、前記第1の光電変換素子の電荷が転送される入力部の電位を設定する電圧供給部に、電圧を供給する電圧供給線のみが、前記第1の光電変換素子と該第1の光電変換素子に隣接する第2の光電変換素子の間に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
リセット用トランジスタのドレインに前記増幅用トランジスタのドレインと同一の電位が供給される単位画素を複数配列して成る増幅型固体撮像装置において、リセット用トランジスタのドレイン電位は垂直方向配線で供給され、同一の単位画素に含まれる前記画素出力線とドレイン電位供給用垂直方向配線は光電変換部を跨がずに隣接して配置されることを特徴とする。
図1(a)は第1の実施例の光電変換装置の配線レイアウトを概念的に示す図である。図1(b)は図1(a)のX−X´における断面図を示す図である。102は光電変換素子であり入射光を電荷に変換する。103は転送部であり、光電変換素子の電荷を後述の増幅部の入力部に転送する。転送部としてMOSトランジスタを用いることができる。104は増幅部の入力部である。半導体基板に形成された浮遊拡散領域(フローティングディフュージョン:FD)を用いることができる。105は増幅部の一部であるMOSトランジスタ(増幅MOSトランジスタ)である。ゲートがFDに電気的に接続されている。増幅MOSトランジスタを含む周知のソースフォロワ回路が構成される。
本実施例の実施例1との違いは出力線と電圧供給線の位置関係である。実施例1においては、浮遊拡散領域を接続する配線上に電圧供給線が重なる位置に配されているのに対して、本実施例においては重ならない位置に配されている。
図9は本実施例の光電変換装置の等価回路図である。2次元状に多数配列される単位構造を代表する構造で表現されている。本図において、上下に振り分けられた読み出し回路および電圧供給用の回路は省略されている。
図11は、実施例1〜3において説明した光電変換装置を用いた固体撮像システムの構成図である。図11において、1はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、2は被写体の光学像を光電変換装置4に結像させるレンズ、3はレンズを通った光量を可変するための絞り、4はレンズ2で結像された被写体を画像信号として取り込むための光電変換装置、5は光電変換装置4から出力される画像信号に各種の補正、クランプ等の処理を行う撮像信号処理回路、6は固体撮像素子4より出力される画像信号のアナログ/ディジタル変換を行うA/D変換器、7はA/D変換器6より出力された画像データに各種の補正を行ったりデータを圧縮する信号処理部、8は固体撮像素子4,撮像信号処理回路5,A/D変換器6,信号処理部7に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、9は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御・演算部、10は画像データを一時的に記憶するためのメモリ部、11は記録媒体に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部、12は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、13は外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース(I/F)部である。
103 転送部
104 増幅部の入力部
105 増幅MOSトランジスタ
106 電圧供給部
107 出力線
108 電圧供給線
Claims (9)
- 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出す増幅部と、
前記光電変換素子の電荷を前記増幅部の入力部に転送する転送部と、
前記入力部を少なくとも第1及び第2の電位に設定する電圧供給部と、が2次元状に配され、
前記増幅部から信号が読み出される複数の出力線と、前記電圧供給部に電圧を供給する複数の電圧供給線と、を有する光電変換装置であって、
前記出力線と電圧供給線のうち、第1の光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出される前記出力線と、前記第1の光電変換素子の電荷が転送される入力部の電位を設定する電圧供給部に電圧を供給する電圧供給線のみが、前記第1の光電変換素子と該第1の光電変換素子に隣接する第2の光電変換素子の間に配置されていることを特徴とする光電変換装置。 - 前記増幅部の入力部が浮遊拡散領域であり、前記増幅部は、該浮遊拡散領域とゲートが接続された増幅トランジスタを含むことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 複数の前記光電変換素子で、前記増幅トランジスタが共有されていることを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。
- 前記電圧供給部はリセットトランジスタであり、該リセットトランジスタのドレインと前記増幅トランジスタのドレインが異なる活性領域内に形成されることを特徴とする請求項2または3に記載の光電変換装置。
- 複数の前記浮遊拡散領域どうしを接続する配線に、前記電圧供給線が重ならない位置に配することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記電圧供給線は、前記増幅トランジスタのドレインに電圧を供給することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出す増幅部と、
前記光電変換素子の電荷を前記増幅部の入力部に転送する転送部と、
前記入力部を少なくとも第1及び第2の電位に設定する電圧供給部と、が2次元状に配され、
前記増幅部から信号が読み出される複数の出力線と、前記電圧供給部に電圧を供給する複数の電圧供給線と、を有する光電変換装置であって、
第1の光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出される第1の出力線と、前記第1の光電変換素子の電荷が転送される入力部の電位を設定する電圧供給部に電圧を供給する第1の電圧供給線との正投影が、前記光電変換素子の受光面を含む面内であって、前記第1の光電変換素子と該第1の光電変換素子に隣接する第2の光電変換素子の間に形成され、
前記第2の光電変換素子の電荷に基づく信号が読み出される第2の出力線と、前記第2の光電変換素子の電荷が転送される入力部の電位を設定する電圧供給部に電圧を供給する第2の電圧供給線との正投影は、前記光電変換素子の受光面を含む面内であって、前記第2の光電変換素子と、前記第1の光電変換素子とは反対側に隣接する第3の光電変換素子との間に形成されることを特徴とする光電変換装置。 - 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出す増幅部と、
前記光電変換素子の電荷を前記増幅部の入力部に転送する転送部と、
前記入力部を少なくとも第1及び第2の電位に設定する電圧供給部と、が2次元状に配され、
前記増幅部から信号が読み出される複数の出力線と、前記電圧供給部に電圧を供給する電圧供給線と、を有する光電変換装置であって、
複数の前記光電変換素子を含む光電変換素子群が繰り返し配置されており、同一の前記光電変換素子群の信号の読み出しに関わる前記出力線及び前記電圧供給線の正投影は、前記光電変換素子の受光面を含む面内であって、各前記光電変換素子群の間に繰り返し配されることを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1から8のいずれかの請求項に記載の光電変換装置と、該光電変換装置へ光を結像する光学系と、前記光電変換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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