JP5917051B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1〜4を参照しながら、本発明の第1実施形態を説明する。図1に例示する半導体装置10は、焦点検出のために用いられる。半導体装置10は、制御系100と、互いに隣接して配置されうる一対のセンサ部20と、を含む。制御系100は、センサ部20のそれぞれの出力が所定値に達したことを検知する検知部110と、センサ部20のそれぞれに制御信号を出力する信号制御部120と、を含む。また、制御系100は、前述の機能ブロックのそれぞれと通信して動作の指示を出すコントローラ130をさらに含みうる。また、検知部110は、例えば、このコントローラ130からの指示により、一対のセンサ部20のうち一方を検知しうる。
以下では、図5に示すような回路構成のセンサ2を、半導体装置10に含まれるセンサ部20に用いた第2実施形態について説明する。センサ2は、センサ1の増幅トランジスタSFと容量Cmの間にスイッチトランジスタSW、及び容量Cmの後段に増幅トランジスタSF2を含む点で、第1実施形態と異なる。スイッチトランジスタSWは、増幅トランジスタSFの動作により発生する熱雑音のノイズの容量Cmへの混入を防ぎうる。また、スイッチトランジスタSWは、例えば、制御信号cnt_swがHi状態になることにより導通状態になりうる。増幅トランジスタSF2は、容量Cmと出力端子outの間に配され、前述の配線間容量によるクロストークノイズの容量Cmへの混入を防ぎうる。しかし、この回路構成においても、これらのノイズの容量Cmへの混入を完全に免れることは容易ではない。
以下では、図7に示すような回路構成のセンサ3を、半導体装置10に含まれるセンサ部20に用いた第3実施形態について説明する。センサ3は、センサ1の容量Cmの後段に、増幅器AMP、クランプ容量Cclmp、及び複数のトランジスタ(TN1、TN2、TS1、TS2、GR)を含む点で、第1実施形態と異なる。クランプ容量Cclmpは、増幅トランジスタSFのゲートがリセット(後述)されたときの増幅トランジスタSFの出力をノイズレベルとしてクランプしうる。トランジスタTN1、TN2は、クランプ容量Cclmpを充電するためのスイッチである。トランジスタTS1、TS2は、容量Cmに保持された信号を増幅器AMPに入力するためのスイッチである。トランジスタGRは、増幅器AMPとクランプ容量Cclmpの間の経路を、基準電圧Vgrと電気的に接続するためのスイッチである。これらのトランジスタのそれぞれは、例えば、制御信号cnt_tn1、cnt_tn2、cnt_ts1、cnt_ts2、cnt_grがHi状態になることにより導通状態になりうる。
以下では、図9に示すような回路構成のセンサ4を、半導体装置10に含まれるセンサ部20に用いた第4実施形態について説明する。センサ4は、センサ2の増幅トランジスタSF2の後段に、増幅器AMP、クランプ容量Cclmp、及び複数のトランジスタ(TN1、TN2、TS1、TS2、GR、AGC)を含む点で、第2実施形態と異なる。トランジスタAGCは、増幅器AMPの出力と出力端子outとの間に配されたスイッチである。トランジスタAGCは、例えば、制御信号cnt_agcがHi状態になることにより導通状態になりうる。その他については、第3実施形態と同様であるため説明を省く。
Claims (7)
- 光電変換部、信号保持部および転送部を各々が有し且つ前記信号保持部が保持する信号に応じた信号を各々が出力する複数のセンサ部を含む半導体装置であって、
前記転送部は、前記転送部が導通状態のときに、前記光電変換部において発生した電荷に応じた信号を前記信号保持部に転送し、
前記信号保持部は、前記転送部により転送された信号を保持し、
前記複数のセンサ部のうちの第1のセンサ部では、導通状態の前記第1のセンサ部の前記転送部による信号の転送が開始された後、前記第1のセンサ部から出力される信号が所定値に達したときに、前記第1のセンサ部の前記転送部が非導通状態にされることによって、前記第1のセンサ部の前記転送部による信号の転送が終了し、
前記複数のセンサ部のうちの第2のセンサ部では、前記第2のセンサ部の前記転送部が非導通状態にされることによって前記第2のセンサ部の前記光電変換部において発生した電荷が蓄積され、前記第1のセンサ部の前記転送部が非導通状態にされることによって前記第1のセンサ部の前記転送部による信号の転送が終了した後に、前記第2のセンサ部の前記転送部が導通状態にされることによって前記第2のセンサ部の前記転送部による信号の転送が開始される
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記複数のセンサ部の各々は、増幅トランジスタを更に有し、前記転送部は、前記光電変換部において発生した電荷を前記増幅トランジスタのゲートに転送し、これによって該電荷に応じた信号が前記増幅トランジスタを介して前記信号保持部に転送される、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記複数のセンサ部の各々は、前記増幅トランジスタの前記ゲートの電位をリセットするリセット部を更に有し、
前記第1のセンサ部の前記リセット部、前記第1のセンサ部の前記転送部、前記第2のセンサ部の前記リセット部および前記第2のセンサ部の前記転送部が導通状態にされることによって前記第1のセンサ部の前記光電変換部および前記第2のセンサ部の前記光電変換部がリセットされ、
その後、
前記第1のセンサ部では、前記転送部の導通状態が維持される一方で前記リセット部が非導通状態にされることによって、前記光電変換部において発生した電荷に応じた信号を前記転送部が転送する動作が開始され、前記第2のセンサ部では、前記転送部および前記リセット部が非導通状態にされることによって、前記光電変換部において発生した電荷の蓄積が開始され、
その後、
前記第1のセンサ部では、前記第1のセンサ部から出力される信号が前記所定値に達したときに、前記転送部が非導通状態になることによって前記転送部による信号の転送が終了し、前記第2のセンサ部では、前記第1のセンサ部の前記転送部が非導通状態にされることによって前記第1のセンサ部の前記転送部による信号の転送が終了した後に、前記第2のセンサ部の前記転送部が導通状態にされることによって前記第2のセンサ部の前記転送部による信号の転送が開始される、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 前記複数のセンサ部の各々は、電位をクランプするための容量と、増幅部とを更に有し、
前記容量は、前記光電変換部が前記リセット部によってリセットされたときに前記転送部により転送され前記信号保持部により保持された信号に基づく電位をクランプし、
前記増幅部は、前記容量によりクランプされた電位と、前記光電変換部において電荷が発生した後に前記転送部により転送され前記信号保持部により保持された信号に基づく電位との差を増幅する
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置から出力される信号に基づいて焦点検出処理を実行する演算部と、
を備えることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項5に記載の焦点検出装置と、
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。 - 光電変換部、信号保持部、および、前記光電変換部において発生した電荷に応じた信号を前記信号保持部に転送し保持させる転送部を各々が有し且つ前記信号保持部が保持する信号に応じた信号を各々が出力する複数のセンサ部を含む半導体装置の駆動方法であって、
前記複数のセンサ部のうちの第1のセンサ部では、
前記転送部を導通状態にすることによって前記光電変換部から前記信号保持部に信号を転送し該信号を前記信号保持部に保持させる第1動作を開始した後、前記第1のセンサ部から出力される信号が所定値に達したときに前記第1動作を終了する一方で、
前記複数のセンサ部のうちの第2のセンサ部では、
前記第2のセンサ部の前記転送部を非導通状態にすることによって、前記光電変換部で発生した電荷に応じた信号を前記信号保持部に転送せずに当該電荷を前記光電変換部に蓄積させ、
前記第1のセンサ部において前記第1動作が終了した後に、
前記第2のセンサ部の前記転送部を導通状態にすることによって、前記第2のセンサ部の前記転送部が前記第2のセンサ部の前記光電変換部から前記第2のセンサ部の前記信号保持部に信号を転送し該信号を前記第2のセンサ部の前記信号保持部に保持させる第2動作を開始する
ことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
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