KR101821444B1 - 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법 - Google Patents

고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법 Download PDF

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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

제어부(6)는 판독용 스위치 SW1을 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드 PD의 전하를 적분 회로 Sn에 출력시킨 후, 판독용 스위치 SW1을 비접속 상태로 한다. 그 후, 적분 회로 Sn으로부터 유지 회로 Hn으로 전압치를 출력시킨다. 상기한 출력 동작을 실시한 후에, 적분용 용량 소자 C21에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치 SW1을 접속 상태로 하여 포토 다이오드 PD에 유지된 전하를 방전시키는 동작, 및 유지 회로 Hn에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 동작을 병행하여 실시한다. 이것에 의해, 메모리 효과에 의한 과제, 지연 효과에 의한 과제 및 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있는 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법이 실현된다.

Description

고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법{SOLID-STATE IMAGE PICKUP DEVICE AND METHOD OF DRIVING SOLID-STATE IMAGE PICKUP DEVICE}
본 발명은 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는 어모퍼스 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 플랫 패널 X선 검출기에서의 판독 시간을 단축하여 지연을 축소하기 위한 방법이 기재되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개 2005－110220호 공보
2차원 플랫 패널 이미지 센서는 어모퍼스 실리콘을 이용하여 형성된 포토 다이오드와 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소에 의해서 구성된다. 이 구성에 의한 2차원 플랫 패널 이미지 센서에 있어서 프레임 레이트(frame rate)를 빠르게 하면, 어모퍼스 실리콘으로 형성된, 예를 들면 전계 효과형 트랜지스터(Field Effect Transistor, 이하 「FET」라고 함)와 같은 스위칭 소자를 비접속 상태로 했을 때에 과도적으로 전하가 트랩되는, 이른바 메모리 효과가 현저하게 나타난다. 비정질인 어모퍼스 실리콘은 FET의 채널에 전하를 트랩하는 준위(準位)의 밀도가 높기 때문이다. 따라서 트랩된 전하를 방출하기 위한 안정 시간을 필요로 한다는 문제점이 있다(이하, 「메모리 효과에 의한 과제」라고 함). 또한, 포토 다이오드에 축적된 전하가, 소정의 전송 시간 내에 모두 전송되지 않고, 다음 프레임의 데이터에 중첩된다고 하는 문제를 가지고 있다(이하, 「지연 효과에 의한 과제」라고 함).
패시브 픽셀형의 구성에 있어서, 각 행을 순차 주사하는 롤링 셔터 방식이 채용되는 경우, 포토 다이오드로부터의 신호가 1행분(行分) 동시에 신호 접속부로 전송되는 「유지 기간」과, 그러한 유지된 신호가 수열분 주사하여 판독되는 「판독 기간」이 교대로 반복되지만, 프레임 레이트를 빠르게 하기 위해서 「유지 기간」을 짧게 하면, 메모리 효과 및 지연 효과가 현저해져서, 이미지 래그가 현저해진다.
특허 문헌 1에서는, 메모리 효과 및 지연 효과에 의한 문제를 해결하기 위해서, 적분 회로의 리셋 기간과 포토 다이오드의 전하를 전송하는 샘플링 시간의 일부를 중복시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 특허 문헌 1에 개시된 타이밍챠트에 따라서 구동시켰을 경우에는, 다음의 문제가 발생한다. 즉, FET를 접속 상태로 했을 때에는 과도 전하가 발생하고, 이 과도 전하는 포토 다이오드로부터 전송 되는 전하에 중첩되지만, 이 타이밍챠트에서는 과도 전하가 중첩된 채로 샘플링 시간이 종료하므로, 중첩된 과도 전하는 캔슬되지 않는다(이하, 「스위칭 노이즈에 의한 과제」라고 함).
이에, 본 발명은 메모리 효과에 의한 과제, 지연 효과에 의한 과제 및 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있는 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치는, 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와, 각 열마다 배설되어 대응하는 열의 화소에 포함되는 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과, N개의 판독용 배선의 각각에 접속되어 당해 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로, 적분 회로와 입력용 스위치를 통하여 직렬로 접속되어 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로, 및 유지 회로에 접속되어 유지 회로에 유지된 전압치를 출력시키는 출력용 스위치를 가지는 신호 접속부와, 각 화소의 판독용 스위치 및 입력용 스위치의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 출력용 스위치의 개폐 동작을 제어하여, 각 화소의 포토 다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압치를 유지 회로로부터 순차로 출력시키는 제어부를 구비하고, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고, 적분 회로는 판독용 배선과 유지 회로의 사이에 직렬로 접속된 앰프, 및 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있으며, 제어부는 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 적분 회로로부터 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 동작, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 동작, 및 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 동작을 가지고, 제1 동작을 실행한 후, 제2 동작과 제3 동작을 병행하여 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치에 있어서는, 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고 있다. 이것에 의해, 판독용 스위치를 접속 상태로 했을 때에 발생한 과도 전하를, 판독용 스위치를 비접속 상태로 했을 때에 발생한 역(逆)극성을 가지는 과도 전하에 의해 캔슬할 수 있다. 따라서 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키고 있다. 이것에 의해, 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력할 때에 포토 다이오드에 잔류된 전하를, 적분용 용량 소자의 방전과 아울러 방전하는 것이 가능해진다. 따라서 지연 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이다. 이것에 의하면, 메모리 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 구동 방법은, 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와, 각 열마다 배설되어 대응하는 열의 화소에 포함되는 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과, 판독용 배선에 직렬로 접속된 앰프 및 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있고, 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로와, 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로를 구비하는 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서, 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 적분 회로로부터 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 스텝과, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 스텝과, 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 스텝을 구비하고, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고, 제1 스텝의 후에, 제2 스텝과 제3 스텝을 병행하여 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 구동 방법에 있어서는, 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고 있다. 이것에 의해, 판독용 스위치를 접속 상태로 했을 때에 발생한 과도 전하를, 판독용 스위치를 비접속 상태로 했을 때에 발생한 역극성을 가지는 과도 전하에 의해 캔슬할 수 있다. 따라서 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키고 있다. 이것에 의해, 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력할 때에 포토 다이오드에 잔류된 전하를, 적분용 용량 소자의 방전과 아울러 방전하는 것이 가능해진다. 따라서 지연 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이다. 이것에 의하면, 메모리 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
본 발명에 의한 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법에 의하면, 메모리 효과에 의한 과제, 지연 효과에 의한 과제 및 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있다.
도 1은 고체 촬상 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 고체 촬상 장치의 화소 부분의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 I－I선을 따른 고체 촬상 장치의 단면을 나타내는 측단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치의 화소 P, 적분 회로 S 및 유지 회로 H 각각의 회로도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치는, 예를 들면 의료용 X선 촬상 시스템에 이용되고, 특히 치과 의료에 있어서의 파노라마 촬영, 세팔로(cephalo) 촬영, CT 촬영과 같은 촬상 모드에 의해서, 피검사자의 악부(愕部)의 X선상을 촬상하는 시스템에 이용된다. 이 때문에, 본 실시 형태의 고체 촬상 장치는 대면적(大面積)의 유리 기판 상에 다결정 실리콘이 퇴적되어서 이루어지는 박막 트랜지스터를 구비하고 있고, 단결정 실리콘 웨이퍼로 제작된 종래의 고체 촬상 장치와 비교하여 현격히 넓은 수광(受光) 면적을 가진다. 도 1 ~ 도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 고체 촬상 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1은 고체 촬상 장치(1)를 나타내는 평면도이고, 도 2는 고체 촬상 장치(1)의 일부를 확대한 평면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 I－I선에 있어서의 측단면도이다. 또한, 도 1 ~ 도 3에는, 이해를 용이하게 하기 위해 XYZ 직교 좌표계를 함께 나타내고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)는 유리 기판(7)의 주면(主面)에 만들어진 수광부(10), 신호 접속부(20), 및 주사 쉬프트 레지스터(40)를 구비하고 있다. 또한, 수광부(10), 신호 접속부(20), 및 주사 쉬프트 레지스터(40)는 각각 별개의 유리 기판(7) 상에 형성되어 있어도 좋다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수광부(10)는 M×N개의 화소 P가 M행 N열로 2차원 배열되는 것으로 구성되어 있다. 화소 Pm ,n은 제m행 제n열에 위치한다. 여기서, m는 1 이상 M 이하인 각 정수이고, n은 1 이상 N 이하인 각 정수이다. 또한, 도 2에 있어서, 열 방향은 X축 방향과 일치하고, 행 방향은 Y축 방향과 일치한다. M, N 각각은 2 이상의 정수이다. 화소 P는 포토 다이오드 PD, 스위치 SW1(판독용 스위치)을 구비하고 있다. 스위치 SW1에는, 제m행 선택용 배선 LV ,m이 접속되어 있다. 포토 다이오드 PD는 스위치 SW1을 통하여 제n열 판독용 배선 LO ,n에 접속되어 있다.
또, 도 3에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드 PD, 스위치 SW1, 및 제n열 판독용 배선 LO ,n은, 유리 기판(7) 상에 마련된 실리콘막(3)의 표면에 형성되어 있다. 또한, 포토 다이오드 PD, 스위치 SW1, 제n열 판독용 배선 LO ,n 위에는 절연층(5)을 통하여 신틸레이터(scintillator)(4)가 마련되어 있다. 포토 다이오드 PD는, 예를 들면, 어모퍼스 실리콘을 포함해 구성되어 있다. 본 실시 형태의 포토 다이오드 PD는, 다결정 실리콘으로 이루어진 n형 반도체층(21)과, n형 반도체층(21) 상에 마련된 어모퍼스 실리콘으로 이루어진 i형 반도체층(22)과, i형 반도체층(22) 상에 마련된 어모퍼스 실리콘으로 이루어진 p형 반도체층(23)을 가진다. 스위치 SW1은 다결정 실리콘에 의해 형성된 FET이고, 채널 영역(11)과, 채널 영역(11)의 한쪽 측면에 배치된 소스 영역(12)과, 채널 영역(11)의 다른 쪽 측면에 배치된 드레인 영역(13)과, 채널 영역(11) 상에 형성된 게이트 절연막(14) 및 게이트 전극(15)을 가진다. 제n열 판독용 배선 LO ,n은 금속에 의해 형성되어 있다. 신틸레이터(4)는 입사된 X선을 따라서 신틸레이션 광을 발생시켜 X선상을 광상(光像)으로 변환하여, 이 광상을 수광부(10)로 출력한다.
판독용 스위치 SW1을 구성하는 다결정 실리콘은, 저온 다결정 실리콘이라면 더욱 좋다. 저온 다결정 실리콘은 100~600℃의 프로세스 온도에서 형성되는 다결정 실리콘이다. 100~600℃의 프로세스 온도의 범위는, 무알칼리 유리를 기판으로 하여 사용되는 온도 범위이기 때문에, 유리 기판 상에 대면적의 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 것이 가능해진다. 무알칼리 유리는 예를 들면 0.3 ~ 1.2mm의 두께를 가지는 판(板) 모양 유리이며, 이른바 서브 스트레이트용 유리로서 이용되는 것이다. 이 무알칼리 유리는 알칼리분(分)을 거의 포함하지 않고, 저팽창율, 고내열성을 가지고, 안정된 특성을 가지고 있다. 또, 저온 다결정 실리콘계 디바이스의 이동도(移動度)는 10 ~ 600cm2／Vs이며, 어모퍼스 실리콘의 이동도(0.3 ~ 1.0cm2／Vs)보다도 크게 할 수 있다. 즉, ON 저항을 낮게 하는 것이 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같은 화소 P는, 예를 들면, 이하의 공정에 의해 제조된다. 우선, 유리 기판(7) 상에 어모퍼스 실리콘을 제막(製膜)한다. 제막 방법으로서는, 예를 들면 플라스마 CVD가 매우 적합하다. 다음에, 엑시머 레이저 어닐에 의해 레이저 빔을 어모퍼스 실리콘막에 순차 조사하여 어모퍼스 실리콘막의 전면을 다결정 실리콘화한다. 이렇게 하여, 실리콘막(3)이 형성된다. 이어서, 이 다결정 실리콘층의 일부의 영역 상에, 게이트 절연막(14)으로서의 SiO2막을 형성한 후, 그 위에 게이트 전극을 형성한다. 이어서, 소스 영역(12) 및 드레인 영역(13)으로 되어야 할 영역에 이온 주입 공정을 실시한다. 그 후, 다결정 실리콘층의 패터닝을 실시하고, 노광 및 에칭을 반복해 실시하여, 전극 및 컨택트홀 등을 형성한다. 또, 화소 P로 되어야 할 영역에 있어서의 실리콘막(3)에 이온을 주입하여 n형으로 한 후, 그 위에, i형 및 p형의 어모퍼스 실리콘층(즉 i형 반도체층(22) 및 p형 반도체층(23))을 순서대로 적층하여 PIN형 포토 다이오드 PD를 형성하고, 그 후에, 절연층(5)이 되는 패시베이션(passivation)막을 형성한다.
도 1에 도시된 신호 접속부(20)는 수광부(10)의 각 화소 P로부터 출력된 전하의 양에 따른 전압치를 유지하고, 그 유지한 전압치를 순차로 출력한다. 주사 쉬프트 레지스터(40)는 각 화소 P에 축적된 전하가 행마다 신호 접속부(20)로 순차로 출력되도록 각 화소 P를 제어한다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치(1)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 고체 촬상 장치(1)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 수광부(10)는 M×N개의 화소 P1 ,1 ~ Pm ,n가 M행 N열로 2차원 배열되어서 완성된다. 화소 Pm ,n은 제m행 제n열에 위치한다. 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,n 각각은, 제m행 선택용 배선 LV,m에 의해 주사 쉬프트 레지스터(40)와 접속되어 있다. 또한, 도 4에 있어서, 주사 쉬프트 레지스터(40)는 제어부(6)에 포함되어 있다. 제n열의 M개의 화소 P1 ,n ~ Pm,n 각각의 출력단은, 제n열 판독용 배선 LO ,n에 의해, 신호 접속부(20)의 적분 회로 Sn과 접속되어 있다.
신호 접속부(20)는 N개의 적분 회로 S1 ~ SN 및 N개의 유지 회로 H1 ~ HN을 포함한다. 각 적분 회로 Sn은 공통의 구성을 가지고 있다. 또, 각 유지 회로 Hn은 공통의 구성을 가지고 있다. 각 적분 회로 Sn은 제n열 판독용 배선 LO ,n과 접속된 입력단을 가지고, 이 입력단에 입력된 전하를 축적하고, 그 축적 전하량에 따른 전압치를 출력단으로부터 유지 회로 Hn으로 출력한다. N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각은, 리셋용 배선 LR에 의해 제어부(6)와 접속되어 있다. 각 유지 회로 Hn은 적분 회로 Sn의 출력단과 접속된 입력단을 가지고, 이 입력단에 입력되는 전압치를 유지하고, 그 유지한 전압치를 출력단으로부터 전압 출력용 배선 Lout으로 출력한다. N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각은, 유지용 배선 LH에 의해 제어부(6)와 접속되어 있다. 또, 각 유지 회로 Hn은 제n열 선택용 배선 LS ,n에 의해 제어부(6)의 판독 쉬프트 레지스터(41)와 접속되어 있다.
제어부(6)의 주사 쉬프트 레지스터(40)는 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)을 제m행 선택용 배선 LV ,m으로 출력하고, 이 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)을 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각에게 준다. M개의 행 선택 제어 신호 Vsel(1) ~ Vsel(m)은 순차로 유의치(宥意値)로 된다. 또, 제어부(6)의 판독 쉬프트 레지스터(41)는 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n)을 제n열 선택용 배선 LS ,n으로 출력하고, 이 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n)을 유지 회로 Hn에게 준다. N개의 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N)도 순차로 유의치로 된다.
또, 제어부(6)는 리셋 제어 신호 Reset을 리셋용 배선 LR로 출력하고, 이 리셋 제어 신호 Reset을 N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각에게 준다. 제어부(6)는 유지 제어 신호 Hold를 유지용 배선 LH로 출력하고, 이 유지 제어 신호 Hold를 N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각에게 준다.
도 5는 고체 촬상 장치(1)의 화소 Pm ,n, 적분 회로 Sn 및 유지 회로 Hn 각각의 회로도이다. 여기에서는, M×N개의 화소 P1 ,1 ~ PM ,N을 대표하여 화소 Pm ,n의 회로도를 나타내고, N개의 적분 회로 S1 ~ SN를 대표하여 적분 회로 Sn의 회로도를 나타내고, 또 N개의 유지 회로 H1 ~ HN를 대표하여 유지 회로 Hn의 회로도를 나타낸다. 즉, 제m행 제n열의 화소 Pm ,n 및 제n열 판독용 배선 LO ,n에 관련하는 회로 부분을 나타낸다.
화소 Pm ,n은 포토 다이오드 PD 및 판독용 스위치 SW1을 포함한다. 포토 다이오드 PD의 애노드 단자는 접지되고, 포토 다이오드 PD의 캐소드 단자는 판독용 스위치 SW1을 통하여 제n열 판독용 배선 LO ,n과 접속되어 있다. 포토 다이오드 PD는 입사광 강도에 따른 양의 전하를 발생시키고, 그 발생시킨 전하를 접합 용량부에 축적한다. 판독용 스위치 SW1은 제어부(6)로부터 제m행 선택용 배선 LV ,m을 통과한 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)이 주어진다. 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)은 수광부(10)에 있어서의 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각의 판독용 스위치 SW1의 개폐 동작을 지시하는 것이다.
이 화소 Pm ,n에서는, 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)이 로우 레벨일 때, 판독용 스위치 SW1이 열려서, 포토 다이오드 PD에서 발생한 전하는 제n열 판독용 배선 LO,n으로 출력되는 일 없이, 접합 용량부에 축적된다. 한편, 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)이 하이 레벨일 때, 판독용 스위치 SW1이 닫혀서, 그때까지 포토 다이오드 PD에서 발생하여 접합 용량부에 축적되어 있던 전하는, 판독용 스위치 SW1을 거쳐 제n열 판독용 배선 LO ,n으로 출력된다.
제n열 판독용 배선 LO ,n은 수광부(10)에 있어서의 제n열의 M개의 화소 P1 ,n ~ PM,n 각각의 판독용 스위치 SW1과 접속되어 있다. 제n열 판독용 배선 LO ,n은 M개의 화소 P1 ,n~PM ,n 중 어느 화소의 포토 다이오드 PD에서 발생한 전하를, 그 화소의 판독용 스위치 SW1을 통하여 판독하여, 적분 회로 Sn으로 전송한다.
적분 회로 Sn은 앰프 A2, 귀환 용량부인 적분용 용량 소자 C21, 및 방전용 스위치 SW21을 포함한다. 적분용 용량 소자 C21 및 방전용 스위치 SW21은 서로 병렬적으로 접속되고, 앰프 A2의 입력 단자와 출력 단자의 사이에 마련되어 있다. 앰프 A2의 입력 단자는 제n열 판독용 배선 LO ,n과 접속되어 있다.
방전용 스위치 SW21에는 제어부(6)로부터 리셋용 배선 LR을 거친 리셋 제어 신호 Reset이 주어진다. 리셋 제어 신호 Reset은 N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각의 방전용 스위치 SW21의 개폐 동작을 지시하는 것이다.
이 적분 회로 Sn에서는, 리셋 제어 신호 Reset이 하이 레벨일 때, 방전용 스위치 SW21이 닫혀서, 귀환 용량부(적분용 용량 소자 C21)가 방전되어 적분 회로 Sn으로부터 출력되는 전압치가 초기화된다. 한편, 리셋 제어 신호 Reset이 로우 레벨일 때, 방전용 스위치 SW21이 열려서, 입력단에 입력된 전하가 귀환 용량부(적분용 용량 소자 C21)에 축적되고, 그 축적 전하량에 따른 전압치가 적분 회로 Sn으로부터 출력된다.
유지 회로 Hn은 입력용 스위치 SW31, 출력용 스위치 SW32 및 유지용 용량 소자 C3을 포함한다. 유지용 용량 소자 C3의 일단은 접지되어 있다. 유지용 용량 소자 C3의 타단은, 입력용 스위치 SW31을 통하여 적분 회로 Sn의 출력단과 접속되고, 출력용 스위치 SW32를 통하여 전압 출력용 배선 Lout과 접속되어 있다. 입력용 스위치 SW31에는, 제어부(6)로부터 유지용 배선 LH를 통과한 유지 제어 신호 Hold가 주어진다. 유지 제어 신호 Hold는 N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각의 입력용 스위치 SW31의 개폐 동작을 지시하는 것이다. 출력용 스위치 SW32에는, 제어부(6)로부터 제n열 선택용 배선 LS ,n을 통과한 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n)이 주어진다. 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n)은 유지 회로 Hn의 출력용 스위치 SW32의 개폐 동작을 지시하는 것이다.
이 유지 회로 Hn에서는, 유지 제어 신호 Hold가 하이 레벨로부터 로우 레벨로 변하면, 입력용 스위치 SW31이 닫힌 상태로부터 열린 상태로 변하고, 그때에 입력단에 입력되고 있는 전압치가 유지용 용량 소자 C3에 유지된다. 또, 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n)이 하이 레벨일 때, 출력용 스위치 SW32가 닫혀서, 유지용 용량 소자 C3에 유지되어 있는 전압치가 전압 출력용 배선 Lout으로 출력된다.
제어부(6)는 수광부(10)에 있어서의 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각의 수광 강도에 따른 전압치를 출력할 때에, 리셋 제어 신호 Reset에 의해, N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각의 방전용 스위치 SW21을 소정 기간에 걸쳐 닫은 후에 열리도록 지시한 후, 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)에 의해, 수광부(10)에 있어서의 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각의 판독용 스위치 SW1을 소정 기간에 걸쳐 닫은 후에 열리도록 지시한다.
판독용 스위치 SW1이 열린 후, 제어부(6)는 유지 제어 신호 Hold에 의해, N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각의 입력용 스위치 SW31을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 변하도록 지시한다.
그리고 제어부(6)는 리셋 제어 신호 Reset에 의해, N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각의 방전용 스위치 SW21을 닫도록 지시함과 동시에, 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)에 의해, 수광부(10)에 있어서의 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각의 판독용 스위치 SW1을 소정 기간에 걸쳐 닫도록 지시한다. 또한, 방전용 스위치 SW21을 닫는 지시 및 판독용 스위치 SW1을 닫는 지시와 병행하여, 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N)에 의해, N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각의 출력용 스위치 SW32를 순차로 일정 기간만 닫도록 지시한다. 제어부(6)는 이상과 같은 제어를 각 행 에 대해서 순차로 행한다.
이와 같이, 제어부(6)는 수광부(10)에 있어서의 M×N개의 화소 P1 ,1 ~ PM ,N 각각의 판독용 스위치 SW1의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 신호 접속부(20)에 있어서의 전압치의 유지 동작 및 출력 동작을 제어한다. 이것에 의해, 제어부(6)는 수광부(10)에 있어서의 M×N개의 화소 P1 ,1 ~ PM ,N 각각의 포토 다이오드 PD에서 발생한 전하의 양에 따른 전압치를 프레임 데이터로서 신호 접속부(20)로부터 반복하여 출력시킨다.
본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치(1)의 동작은 다음과 같다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치(1)의 동작을 설명하는 타이밍챠트이다. 또한, 이하에서는, 고체 촬상 장치(1)의 동작과 함께, 본 실시 형태에 의한 고체 촬상 장치의 구동 방법에 대해서 설명한다.
도 6에는, 위에서부터 순서대로, (a) N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각의 방전용 스위치 SW21의 개폐 동작을 지시하는 리셋 제어 신호 Reset, (b), (c) 수광부(10)에 있어서의 제1행 및 제2행의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N, P2 ,1 ~ P2 ,N 각각의 판독용 스위치 SW1의 개폐 동작을 지시하는 제1행 선택 제어 신호 Vsel(1) 및 제2행 선택 제어 신호 Vsel(2), (d) N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각의 입력용 스위치 SW31의 개폐 동작을 지시하는 유지 제어 신호 Hold가 도시되어 있다.
또, 도 6에는 추가로 계속하여 순서대로, (e) 유지 회로 H1의 출력용 스위치 SW32의 개폐 동작을 지시하는 제1열 선택 제어 신호 Hshift(1), (f) 유지 회로 Hn의 출력용 스위치 SW32의 개폐 동작을 지시하는 제n열 선택 제어 신호 Hshift(n), (g) 유지 회로 HN의 출력용 스위치 SW32의 개폐 동작을 지시하는 제N열 선택 제어 신호 Hshift(N)이 도시되어 있다.
제1행의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N의 포토 다이오드 PD에서 발생하여 접합 용량부에 축적된 전하의 판독은, 이하와 같이 행해진다. 시각 t10 전에는, M개의 행 선택 제어 신호 Vsel(1) ~ Vsel(M), N개의 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N), 리셋 제어 신호 Reset 및 유지 제어 신호 Hold의 각각은, 로우 레벨로 되어 있다.
시각 t10에서부터 시각 t11까지의 기간, 제어부(6)로부터 리셋용 배선 LR으로 출력되는 리셋 제어 신호 Reset이 하이 레벨이 되고, 이것에 의해, N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각에 있어서, 방전용 스위치 SW21이 접속 상태로 되어, 적분용 용량 소자 C21가 방전된다.
＜제1 동작(제1 스텝)＞
시각 t11보다 후의 시각 t12에서부터 시각 t13까지의 기간, 제어부(6)로부터 제1행 선택용 배선 LV ,1에 출력되는 제1행 선택 제어 신호 Vsel(1)이 하이 레벨로 되고, 이것에 의해, 수광부(10)에 있어서의 제1행의 N개의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 판독용 스위치 SW1이 접속 상태로 된다. N개의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 포토 다이오드 PD에서 발생하여 접합 용량부에 축적된 전하는, 판독용 스위치 SW1 및 제n열 판독용 배선 LO ,1 ~ LO ,N을 통해 적분 회로 S1 ~ SN에 출력되어, 적분용 용량 소자 C21에 축적된다. 적분 회로 S1 ~ SN으로부터는, 적분용 용량 소자 C21에 축적된 전하량에 따른 크기의 전압이 출력된다. 또한, 시각 t13의 후, 제1행의 N개의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 판독용 스위치 SW1은 비접속 상태로 된다.
그리고 시각 t13보다 후의 시각 t14로부터 시각 t15까지의 기간, 제어부(6)로부터 유지용 배선 LH로 출력되는 유지 제어 신호 Hold가 하이 레벨로 되고, 이것에 의해, N개의 유지 회로 H1 ~ HN의 각각에 있어서 입력용 스위치 SW31이 접속 상태로 된다. 적분 회로 S1 ~ SN으로부터 출력된 전압의 크기는, 유지 회로 H1 ~ HN에 의해서 유지된다.
＜제2 동작(제2 스텝)＞
그리고 시각 t15보다 후의 시각 t16에서부터 시각 t17까지의 기간, 제어부(6)로부터 리셋용 배선 LR로 출력되는 리셋 제어 신호 Reset이 하이 레벨로 되고, 이것에 의해, N개의 적분 회로 S1 ~ SN 각각에 있어서, 방전용 스위치 SW21이 접속 상태로 되어, 적분용 용량 소자 C21가 방전된다.
또, 이와 같은 적분용 용량 소자 C21의 방전 동작과 병행하여, 시각 t15보다 후의 시각 t18에서부터 시각 t19까지의 기간, 제어부(6)로부터 제1행 선택용 배선 LV,1에 출력되는 제1행 선택 제어 신호 Vsel(1)이 하이 레벨로 되고, 이것에 의해, 수광부(10)에 있어서의 제1행의 N개의 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 판독용 스위치 SW1이 접속 상태로 된다. 시각 t12로부터 시각 t13까지의 동안에 포토 다이오드 PD로부터 출력되지 않고 잔존하고 있던 전하는, 이때 판독용 스위치 SW1 및 제n열 판독용 배선 LO ,1 ~ LO ,N을 통해 적분 회로 S1 ~ SN에 출력되어, 적분용 용량 소자 C21에 축적되어 있던 전하와 함께 방전된다. 또한, 도 6에 도시된 타이밍챠트에서는 적분용 용량 소자 C21의 방전 개시(시각 t16)의 후에 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 포토 다이오드 PD의 방전이 개시(시각 t18)되고 있지만, 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 포토 다이오드 PD의 방전 개시의 뒤에 적분용 용량 소자 C21의 방전이 개시되어도 좋다. 또, 포토 다이오드 PD에 잔류된 전하의 방전을 안정되게 행하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 판독용 스위치 SW1을 비접속 상태로 하여 화소 P1 ,1 ~ P1 ,N 각각의 포토 다이오드 PD의 방전이 종료(시각 t19)된 후에, 방전용 스위치 SW21을 비접속 상태로 하여 적분용 용량 소자 C21의 방전을 종료(시각 t17)하는 것이 바람직하다.
＜제3 동작(제3 스텝)＞
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 제2 동작(제2 스텝)과 병행하여, 이하의 제3 동작(제3 스텝)을 실행한다. 즉, 시각 t15보다 후의 시각 t20에서부터 시각 t21까지의 기간, 제어부(6)로부터 열 선택용 배선 LS ,1 ~ LS ,N으로 출력되는 열 선택 제어 신호 Hshift(1)~Hshift(n)이 순차로 일정기간만 하이 레벨로 되고, 이것에 의해, N개의 유지 회로 H1 ~ HN 각각의 출력용 스위치 SW32가 순차로 일정기간만 접속 상태로 되어, 각 유지 회로 H1 ~ HN의 유지용 용량 소자 C3에 유지되어 있는 전압치는 출력용 스위치 SW32를 거쳐 전압 출력용 배선 Lout으로 순차로 출력된다.
본 실시 형태에서는, 이상과 같은 제1행에 대한 동작에 이어서, 이후, 제2행으로부터 제M행까지 마찬가지의 동작이 행해지고, 1회의 촬상으로 얻어지는 화상을 나타내는 프레임 데이터를 얻을 수 있다. 또, 제M행에 대해서 동작이 종료되면, 다시 제1행으로부터 제M행까지의 범위에서 마찬가지의 동작이 행해져서, 다음 화상을 나타내는 프레임 데이터가 얻어진다. 이와 같이, 일정 주기로 마찬가지의 동작을 반복함으로써, 수광부(10)가 수광한 광상의 2차원 강도 분포를 나타내는 전압치 Vout이 전압 출력용 배선 Lout으로 출력되어, 반복해 프레임 데이터가 얻어진다.
상기한 고체 촬상 장치(1)에 의하면, 판독용 스위치 SW1을 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드 PD의 전하를 적분 회로 Sn에 출력시킨 후, 이 적분 회로 Sn으로부터의 출력 전압치를 유지 회로 Hn에 의해서 유지하기 전에 판독용 스위치 SW1을 비접속 상태로 하고 있다. 이것에 의해, 판독용 스위치 SW1을 접속 상태로 했을 때에 발생한 과도 전하를, 판독용 스위치 SW1을 비접속 상태로 했을 때에 발생한 역극성을 가지는 과도 전하에 의해 캔슬할 수 있다. 따라서 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 적분용 용량 소자 C21에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치 SW1을 접속 상태로 하여 포토 다이오드 PD에 유지된 전하를 방전시키고 있다. 이것에 의해, 포토 다이오드 PD의 전하를 적분 회로 Sn에 출력할 때에 포토 다이오드 PD에 잔류된 전하를, 적분용 용량 소자 C21의 방전과 아울러 방전하는 것이 가능해진다. 따라서 지연 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기한 적분용 용량 소자 C21에 유지된 전하의 방전 및 포토 다이오드 PD에 잔류된 전하의 방전을 실시하는 제2 동작(제2 스텝)과 병행하여, 유지 회로 Hn에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 동작(제3 스텝)을 실행한다. 이것에 의해, 프레임 레이트를 저하시키는 일 없이, 고속으로 고체 촬상 장치(1)를 구동할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 의하면, 새로운 회로를 부가하는 일 없이, 스위칭 노이즈에 의한 과제 및 지연 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다. 또, 본 실시 형태에 의하면, 감도의 저하는 1000분의 1 이하로 억제할 수 있다.
또, 판독용 스위치 SW1은 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치인 것이 바람직하다. 다결정 실리콘은 어모퍼스 실리콘과 비교하여, 트랩 준위의 밀도가 낮고, 스위치를 비접속으로 했을 때의 메모리 효과가 발생하기 어렵다. 이것에 의해, 메모리 효과에 의한 과제를 해결할 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 판독용 스위치 SW1을 비접속 상태로 한 후에, 방전용 스위치 SW21을 비접속 상태로 하여 적분용 용량 소자 C21의 방전을 종료하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 포토 다이오드에 잔류된 전하의 방전을 안정되게 행할 수 있다.
본 발명에 의한 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법은, 상기 실시 형태 및 구성예에 한정되는 것이 아니고, 여러가지 변형이 가능하다.
상기 실시 형태에 의한 고체 촬상 장치에서는, 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와, 각 열마다 배설되어 대응하는 열의 화소에 포함되는 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과, N개의 판독용 배선의 각각에 접속되고 당해 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로, 적분 회로와 입력용 스위치를 통하여 직렬로 접속되고 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로, 및 유지 회로에 접속되고 유지 회로에 유지된 전압치를 출력시키는 출력용 스위치를 가지는 신호 접속부와, 각 화소의 판독용 스위치 및 입력용 스위치의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 출력용 스위치의 개폐 동작을 제어하여, 각 화소의 포토 다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압치를 유지 회로로부터 순차로 출력시키는 제어부를 구비하고, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고, 적분 회로는 판독용 배선과 유지 회로의 사이에 직렬로 접속된 앰프, 및 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있고, 제어부는 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 적분 회로로부터 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 동작, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 동작, 및 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 동작을 가지고, 제1 동작을 실행한 후, 제2 동작과 제3 동작을 병행하여 실행하는 구성으로 하고 있다.
또한, 여기서 말하는 제2 동작에 있어서, 판독용 스위치를 비접속 상태로 한 후에, 적분용 용량 소자의 방전을 종료하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 포토 다이오드에 잔류된 전하의 방전을 안정되게 행할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 의한 고체 촬상 장치의 구동 방법에서는, 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와, 각 열마다 배설되어 대응하는 열의 화소에 포함되는 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과, 판독용 배선에 직렬로 접속된 앰프 및 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있고, 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로와, 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로를 구비하는 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서, 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 포토 다이오드의 전하를 적분 회로에 출력시킨 후, 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 적분 회로로부터 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 스텝과, 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 스텝과, 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 스텝을 구비하고, 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고, 제1 스텝의 후에, 제2 스텝과 제3 스텝을 병행하여 행하는 구성으로 하고 있다.
또한, 여기서 말하는 제2 스텝에 있어서, 판독용 스위치를 비접속 상태로 한 후에, 적분용 용량 소자의 방전을 종료하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 포토 다이오드에 잔류된 전하의 방전을 안정되게 행할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 메모리 효과에 의한 과제, 지연 효과에 의한 과제 및 스위칭 노이즈에 의한 과제를 해결할 수 있는 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서 이용 가능하다.
1: 고체 촬상 장치, 6: 제어부,
10: 수광부, 20: 신호 접속부,
PD: 포토 다이오드, P: 화소,
SW1: 판독용 스위치, SW31: 입력용 스위치,
SW32: 출력용 스위치, Sn: 적분 회로,
Hn: 유지 회로, C21: 적분용 용량 소자,
A2: 앰프, LO ,n: 제n열 판독용 배선.

Claims (4)

  1. 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와,
    각 열마다 배설되어 대응하는 열의 상기 화소에 포함되는 상기 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과,
    상기 N개의 판독용 배선의 각각에 접속되어 당해 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로, 상기 적분 회로와 입력용 스위치를 통하여 직렬로 접속되고 상기 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로, 및 상기 유지 회로에 접속되고 상기 유지 회로에 유지된 전압치를 출력시키는 출력용 스위치를 가지는 신호 접속부와,
    각 화소의 상기 판독용 스위치 및 상기 입력용 스위치의 개폐 동작을 제어함과 아울러, 상기 출력용 스위치의 개폐 동작을 제어하고, 각 화소의 상기 포토 다이오드에서 발생한 전하의 양에 따른 전압치를 상기 유지 회로로부터 순차로 출력시키는 제어부를 구비하고,
    상기 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고,
    상기 적분 회로는 상기 판독용 배선과 상기 유지 회로의 사이에 직렬로 접속된 앰프, 및 상기 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있고,
    상기 제어부는 상기 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 상기 포토 다이오드의 전하를 상기 적분 회로에 출력시킨 후, 상기 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 상기 적분 회로로부터 상기 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 동작, 상기 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 상기 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 상기 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 동작, 및 상기 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 동작을 가지고, 상기 제1 동작을 실행한 후, 상기 제2 동작과 상기 제3 동작을 병행하여 실행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 동작에 있어서, 상기 판독용 스위치를 비접속 상태로 한 후에, 상기 적분용 용량 소자의 방전을 종료하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 포토 다이오드를 각각 포함하는 M×N개(M 및 N은 2이상의 정수)의 화소가 M행 N열로 2차원 배열되어서 이루어지는 수광부와, 각 열마다 배설되어 대응하는 열의 상기 화소에 포함되는 상기 포토 다이오드와 판독용 스위치를 통하여 접속된 N개의 판독용 배선과, 상기 판독용 배선에 직렬로 접속된 앰프 및 상기 앰프에 대해 병렬로 접속된 적분용 용량 소자를 가지고 있고, 상기 판독용 배선을 거쳐 입력된 전하의 양에 따른 전압치를 출력하는 적분 회로와, 상기 적분 회로로부터 출력된 전압치를 유지하는 유지 회로를 구비하는 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서,
    상기 판독용 스위치를 접속 상태로 함으로써 상기 포토 다이오드의 전하를 상기 적분 회로에 출력시킨 후, 상기 판독용 스위치를 비접속 상태로 하고, 그 후, 상기 적분 회로로부터 상기 유지 회로로 전압치를 출력시키는 제1 스텝과,
    상기 적분용 용량 소자에 유지된 전하를 방전시킴과 아울러, 상기 판독용 스위치를 접속 상태로 하여 상기 포토 다이오드에 유지된 전하를 방전시키는 제2 스텝과,
    상기 유지 회로에 유지된 전압치를 순차로 출력시키는 제3 스텝을 구비하고,
    상기 판독용 스위치는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체 스위치이고,
    상기 제1 스텝의 후에, 상기 제2 스텝과 상기 제3 스텝을 병행하여 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 구동 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 스텝에 있어서, 상기 판독용 스위치를 비접속 상태로 한 후에, 상기 적분용 용량 소자의 방전을 종료하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 구동 방법.
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