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JP2010034895A - Solid-state imaging apparatus - Google Patents

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JP2010034895A
JP2010034895A JP2008195421A JP2008195421A JP2010034895A JP 2010034895 A JP2010034895 A JP 2010034895A JP 2008195421 A JP2008195421 A JP 2008195421A JP 2008195421 A JP2008195421 A JP 2008195421A JP 2010034895 A JP2010034895 A JP 2010034895A
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color
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solid
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Tomoyuki Noda
智之 野田
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus which accelerates a read speed in performing addition and perform high-quality image capturing wherein generation of moire or the like is suppressed. <P>SOLUTION: The present invention relates to a solid-state imaging apparatus including: color filters for a plurality of colors in the Bayer array; a plurality of photoelectric conversion sections (2-1 to 2-4) provided correspondingly to the colors of the color filters; a first common amplifier (5-2) for adding charges of two photoelectric conversion sections of a first color being neighboring via a photoelectric conversion section of a different color in a vertical direction; and a second amplifier (5-3) for amplifying, without performing addition of the charge of a photoelectric conversion section of a second color, which is neighboring to any one of the two photoelectric conversion sections for addition and is not disposed between the two photoelectric conversion sections for addition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device.

近年、高速な信号の読み出しに優れたCMOSセンサを搭載したビデオカメラが増えている。特にHD(High Definition)規格のビデオセンサは高画質、高解像度が実現できる主流となりつつある。   In recent years, an increasing number of video cameras are equipped with a CMOS sensor excellent in high-speed signal reading. Particularly, HD (High Definition) standard video sensors are becoming mainstream capable of realizing high image quality and high resolution.

一方、ビデオカメラの静止画機能には多画素化が求められている。HD動画と静止画を一つのセンサで実現する為には、静止画の画素数を加算して圧縮、もしくは間引き動作をしてHD規格の画素数に変換することが考えられる。一般的に間引き動作はモアレ等が発生する為、加算動作の方が画質的に優れている。そのためCMOSセンサには、加算をしてかつ高速に読み出すことが求められている。   On the other hand, an increase in the number of pixels is required for the still image function of a video camera. In order to realize the HD moving image and the still image with one sensor, it is conceivable to add the number of pixels of the still image and perform compression or thinning operation to convert it into the HD standard pixel number. In general, moire or the like occurs in the thinning-out operation, so the addition operation is superior in image quality. Therefore, CMOS sensors are required to perform addition and read at high speed.

特許文献1には、加算後の信号の重心が各信号間で等ピッチとなるように画素を選択して加算を行う構成が開示されている。更に特許文献2においては、同色の複数画素に対応するフォトダイオードからの各光電荷を出力回路に同時に連結して加算する構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which addition is performed by selecting pixels so that the centroids of the signals after addition become equal pitches between the signals. Further, Patent Document 2 discloses a configuration in which each photoelectric charge from a photodiode corresponding to a plurality of pixels of the same color is simultaneously connected to an output circuit and added.

特開2005−086657号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-0866657 特開2005−244995号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-244995

特許文献1に係る構成では、具体的な加算回路として列読み出し回路の容量部で加算を行っており読み出しスピードの高速化が充分ではなかった。   In the configuration according to Patent Document 1, addition is performed in the capacitor section of the column readout circuit as a specific addition circuit, and the reading speed is not sufficiently increased.

特許文献2に係る構成では、加算後の信号の重心ピッチをあわせるという思想が無くモアレ等が発生する恐れがあった。   In the configuration according to Patent Literature 2, there is no idea of adjusting the barycentric pitch of the signal after addition, and there is a possibility that moire or the like occurs.

本発明は上記課題に鑑み、加算を行う場合に読み出しスピードを高速化し且つモアレ等の発生が抑制された高品質な撮像を可能とする固体撮像装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that enables high-quality imaging in which the reading speed is increased and generation of moire or the like is suppressed when performing addition.

本発明の固体撮像装置は、ベイヤ配列の複数色のカラーフィルタと、前記カラーフィルタの各色に対応して設けられる複数の光電変換部と、垂直方向に異なる色の光電変換部を介して隣接した第1の色の2つの光電変換部の電荷を加算する共通の第1の増幅部と、前記加算を行う2つの光電変換部のいずれかに隣接し、且つ、前記加算を行う2つの光電変換部の間には配されていない第2の色の光電変換部の電荷を加算せずに増幅する第2の増幅部とを有することを特徴とする。   The solid-state imaging device of the present invention is adjacent to a plurality of color filters in a Bayer array and a plurality of photoelectric conversion units provided corresponding to each color of the color filters via photoelectric conversion units of different colors in the vertical direction. Two common photoelectric conversion units that are adjacent to one of the two photoelectric conversion units that perform the addition and the common first amplification unit that adds the charges of the two photoelectric conversion units of the first color and that perform the addition And a second amplifying unit that amplifies without adding the charges of the photoelectric conversion units of the second color that are not arranged between the units.

また、本発明の固体撮像装置は、ベイヤ配列の複数色のカラーフィルタと、前記カラーフィルタの各色に対応して設けられる複数の光電変換部と、垂直方向に第2の色の光電変換部を介して隣接した第1の色の3つの光電変換部の電荷を加算する共通の第1の増幅部と、垂直方向に前記第1の色の光電変換部を介して隣接した前記第2の色の3つの光電変換部の電荷を加算する共通の第2の増幅部とを有し、前記加算を行う第1の色の3つの光電変換部に挟まれた前記第2の色の2つの光電変換部は、それぞれ異なる第2の増幅部により異なる前記第2の色の3つの光電変換部のグループで加算されることを特徴とする。   The solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of colors of Bayer array color filters, a plurality of photoelectric conversion units provided corresponding to the colors of the color filters, and a second color photoelectric conversion unit in the vertical direction. A common first amplifying unit for adding charges of three photoelectric conversion units adjacent to each other via the first color, and the second color adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion unit for the first color A common second amplifying unit that adds the charges of the three photoelectric conversion units, and the two photoelectric components of the second color sandwiched between the three photoelectric conversion units of the first color that perform the addition The conversion units are added in groups of three photoelectric conversion units having different second colors by different second amplification units.

加算を行う場合に読み出しスピードを高速化し且つモアレ等の発生が抑制された高品質な撮像が可能となる。   When performing addition, it is possible to increase the readout speed and to perform high-quality imaging in which the occurrence of moire or the like is suppressed.

(第1の実施形態)
図1〜図3を用いて本発明の第1の実施形態による固体撮像装置を説明する。図1は、カラーフィルタ配列がベイヤ配列の時に、画素数を垂直方向に1/2に圧縮して読み出す方法の一例を示す。1−1〜1−8は画素を模式的に示したもので、それぞれの画素の上にはカラーフィルタがベイヤ配列されている。R画素1−1,1−3には赤フィルタ(R)、G画素1−2,1−4,1−5,1−7には緑フィルタ(G)、B画素1−6,1−8には青フィルタ(B)が配置されている。カラーフィルタ上には凸型のマイクロレンズがあってもよい。
(First embodiment)
A solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of a method of reading out the number of pixels compressed in half in the vertical direction when the color filter array is a Bayer array. Reference numerals 1-1 to 1-8 schematically show pixels, and color filters are Bayer arrayed on the respective pixels. The R pixels 1-1 and 1-3 have a red filter (R), the G pixels 1-2, 1-4, 1-5 and 1-7 have a green filter (G), and the B pixels 1-6, 1- A blue filter (B) is arranged at 8. There may be a convex microlens on the color filter.

このような画素配列で垂直方向に1/2に圧縮して読み出すには、まずR画素1−1と1−3の電荷を加算し、次にG画素1−4の電荷をそのまま読み出し、G画素1−2の電荷は読み出さない。同様にG画素1−5と1−7の電荷を加算し、B画素1−8の電荷をそのまま読み出し、B画素1−6の電荷は読み出さない。このような読み出しをすると色重心を保ったまま画素数を垂直方向に1/2圧縮して読み出すことが出来る。   In such a pixel arrangement, in order to read out the compressed data by 1/2 in the vertical direction, first, the charges of the R pixels 1-1 and 1-3 are added, and then the charges of the G pixel 1-4 are read as they are. The charge of the pixel 1-2 is not read out. Similarly, the charges of the G pixels 1-5 and 1-7 are added, the charge of the B pixel 1-8 is read as it is, and the charge of the B pixel 1-6 is not read. When such readout is performed, the number of pixels can be compressed by half in the vertical direction while maintaining the color centroid.

図2は、本発明の第1の実施形態による固体撮像装置の等価回路図である。2−1〜2−8は光電変換部であるフォトダイオードであり、画素に対応する。3−1〜3−8はフォトダイオード2−1〜2−8で発生した電荷を増幅トランジスタ5−1〜5−6のゲ−トに転送するための転送手段である転送トランジスタである。4−1〜4−6は増幅トランジスタ5−1〜5−6のゲ−トをリセットするためのリセットトランジスタ、5−1〜5−6はゲ−トの電荷を増幅して垂直信号線6−1,6−2に出力する増幅部である増幅トランジスタである。同色画素であるR画素のフォトダイオード2−1と2−3、G画素のフォトダイオード2−5と2−7がそれぞれ共通の浮遊拡散領域(フローティングディフュージョン:FD)に繋がっている。以下、浮遊拡散領域をFDという。FDは、転送トランジスタ3−1〜3−8のソース領域に設けられる。転送トランジスタ3−1〜3−8は、ドレインがフォトダイオード2−1〜2−8のカソードに接続され、ソース(FD)が増幅トランジスタ5−1〜5−6のゲートに接続される。FDは、電荷蓄積領域である。転送トランジスタ3−1,3−3(もしくは3−5,3−7)を同時にオンすることでFDにおいて電荷を加算することが出来る。このときの読み出し時間は加算しない時と比較すると、転送トランジスタ3−1,3−3をオンする数が異なるだけで時間はまったく同じである。そのため加算をしても読み出し時間は変わらない。またG画素のフォトダイオード2−4、B画素のフォトダイオード2−8はそのまま読み出し、G画素のフォトダイオード2−2、B画素のフォトダイオード2−6は読み出さないことで色重心を保ったまま垂直方向に画素数を1/2に圧縮することが出来る。   FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. Reference numerals 2-1 to 2-8 denote photodiodes which are photoelectric conversion units, and correspond to pixels. Reference numerals 3-1 to 3-8 denote transfer transistors as transfer means for transferring the charges generated in the photodiodes 2-1 to 2-8 to the gates of the amplification transistors 5-1 to 5-6. Reference numerals 4-1 to 4-6 denote reset transistors for resetting the gates of the amplification transistors 5-1 to 5-6, and 5-1 to 5-6 amplify the gate charges to generate the vertical signal lines 6. It is an amplifying transistor that is an amplifying unit that outputs to −1, 6-2. The photodiodes 2-1 and 2-3 of the R pixel, which are the same color pixels, and the photodiodes 2-5 and 2-7 of the G pixel are connected to a common floating diffusion region (floating diffusion: FD). Hereinafter, the floating diffusion region is referred to as FD. The FD is provided in the source region of the transfer transistors 3-1 to 3-8. The transfer transistors 3-1 to 3-8 have drains connected to the cathodes of the photodiodes 2-1 to 2-8, and sources (FD) connected to the gates of the amplification transistors 5-1 to 5-6. FD is a charge accumulation region. By simultaneously turning on the transfer transistors 3-1, 3-3 (or 3-5, 3-7), charges can be added in the FD. Compared with the case where the reading time is not added, the time is exactly the same except that the number of turning on the transfer transistors 3-1 and 3-3 is different. Therefore, the reading time does not change even if addition is performed. The G pixel photodiode 2-4 and the B pixel photodiode 2-8 are read as they are, and the G pixel photodiode 2-2 and the B pixel photodiode 2-6 are not read, so that the color center of gravity is maintained. The number of pixels can be reduced to ½ in the vertical direction.

図3は、本発明の第1の実施形態による固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図2と同じ番号を付してあるものは、それぞれのトランジスタのゲートに入力されるパルスである。まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ4−2,4−3をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ4−1をオンする。この動作により、フォトダイオード2−1,2−3が繋がっているFDの電位が高くなるため、1及び3行目のフォトダイオード2−1,2−3が選択される。そして、転送トランジスタ3−1、3−3を同時にオンすることによりそれぞれのフォトダイオード2−1,2−3の電荷が共通のFDに転送される為、FDにおいて1及び3行目のフォトダイオード2−1,2−3の電荷の加算が完了する。増幅トランジスタ5−2は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線6−1に電圧を出力する。   FIG. 3 is a timing chart for explaining the driving method of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote pulses input to the gates of the respective transistors. First, the power supply voltage VDD is lowered to turn on the reset transistors 4-2 and 4-3, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 4-1. By this operation, the potential of the FD to which the photodiodes 2-1 and 2-3 are connected is increased, so that the photodiodes 2-1 and 2-3 in the first and third rows are selected. By simultaneously turning on the transfer transistors 3-1 and 3-3, the charges of the respective photodiodes 2-1 and 2-3 are transferred to the common FD. The addition of the charges 2-1 and 2-3 is completed. The amplification transistor 5-2 outputs a voltage to the vertical signal line 6-1 according to the voltage of the FD connected to the gate.

次に、電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ4−1,4−2をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ4−3をオンする。この動作により、フォトダイオード2−4が繋がっているFDのみを高い電位にし、転送トランジスタ3−4をオンすることでフォトダイオード2−4の電荷がFDに転送される。増幅トランジスタ5−3は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線6−1に電圧を出力する。   Next, the power supply voltage VDD is lowered to turn on the reset transistors 4-1 and 4-2, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 4-3. By this operation, only the FD connected to the photodiode 2-4 is set to a high potential, and the transfer transistor 3-4 is turned on, whereby the charge of the photodiode 2-4 is transferred to the FD. The amplification transistor 5-3 outputs a voltage to the vertical signal line 6-1 according to the voltage of the FD connected to the gate.

フォトダイオード2−1,2−3の電荷を加算する時も、フォトダイオード2−4の電荷のみを読み出す時も同じ時間で読み出しが出来ることがわかる。   It can be seen that the reading can be performed in the same time when the charges of the photodiodes 2-1 and 2-3 are added and when only the charge of the photodiode 2-4 is read.

以上に述べたように、本実施形態を適用することで画素の読み出し時間を長くすることなく、かつ、FDの寄生容量を大きくすることなく垂直方向の加算をすることが可能となる。なお、本実施形態ではCMOS型の固体撮像装置に関して説明をしたが、MOS型、JFET型、CMD、VMISでも同様の効果が得られる。   As described above, by applying this embodiment, it is possible to perform vertical addition without increasing the pixel readout time and without increasing the parasitic capacitance of the FD. Although the CMOS type solid-state imaging device has been described in the present embodiment, the same effect can be obtained with a MOS type, a JFET type, a CMD, and a VMIS.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態による固体撮像装置を説明する。図1のような垂直方向の画素数を1/2に圧縮する読み出し方法を用いて説明する。
(Second Embodiment)
A solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention will be described. Description will be made using a readout method for compressing the number of pixels in the vertical direction to ½ as shown in FIG.

図4は、本発明の第2の実施形態による固体撮像装置の等価回路図である。7−1〜7−8は、光電変換部であるフォトダイオードであり、画素に対応する。8−1〜8−8はフォトダイオードで発生した電荷を増幅トランジスタ10−1〜10−4のゲ−トに転送するための転送手段である転送トランジスタである。9−1〜9−4は増幅トランジスタ10−1〜10−4のゲ−トをリセットするためのリセットトランジスタ、10−1〜10−4はゲ−トの電荷を増幅して垂直信号線11−1,11−2に出力する増幅部である増幅トランジスタである。同色画素であるR画素のフォトダイオード7−1と7−3、G画素のフォトダイオード7−2と7−4、G画素のフォトダイオード7−5と7−7、B画素のフォトダイオード7−6と7−8がそれぞれ共通のFDに繋がっている。転送トランジスタ8−1,8−3(もしくは8−5,8−7)を同時にオンすることで、フォトダイオード7−1,7−3(もしくは7−5,7−7)の電荷を共通のFDにおいて加算することが出来る。また、G画素のフォトダイオード7−4、B画素のフォトダイオード7−8はそのまま読み、G画素のフォトダイオード7−2、B画素のフォトダイオード7−6は読まないことで色重心を保ったまま垂直方向に画素数を1/2に圧縮することが出来る。   FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. Reference numerals 7-1 to 7-8 denote photodiodes which are photoelectric conversion units, and correspond to pixels. Reference numerals 8-1 to 8-8 denote transfer transistors as transfer means for transferring charges generated in the photodiodes to the gates of the amplification transistors 10-1 to 10-4. Reference numerals 9-1 to 9-4 denote reset transistors for resetting the gates of the amplifying transistors 10-1 to 10-4, and 10-1 to 10-4 amplify the gate charges to generate the vertical signal line 11. It is an amplifying transistor which is an amplifying part which outputs to −1 and 11-2. R pixel photodiodes 7-1 and 7-3, G pixel photodiodes 7-2 and 7-4, G pixel photodiodes 7-5 and 7-7, and B pixel photodiodes 7- 6 and 7-8 are connected to a common FD. By simultaneously turning on the transfer transistors 8-1 and 8-3 (or 8-5 and 8-7), the charges of the photodiodes 7-1 and 7-3 (or 7-5 and 7-7) are shared. It can be added in the FD. In addition, the G pixel photodiode 7-4 and the B pixel photodiode 7-8 are read as they are, and the G pixel photodiode 7-2 and the B pixel photodiode 7-6 are not read, so that the color centroid is maintained. The number of pixels can be reduced to ½ in the vertical direction.

図5は、本発明の第2の実施形態による固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図4と同じ番号を付してあるものは、それぞれのトランジスタのゲートに入力されるパルスである。まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ9−2をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ9−1をオンする。この動作により、フォトダイオード7−1,7−3が繋がっているFDの電位が高くなるため、1及び3行目のフォトダイオード7−1,7−3が選択される。そして、転送トランジスタ8−1,8−3を同時にオンすることによりそれぞれのフォトダイオード7−1,7−3の電荷が共通のFDに転送される為、1及び3行目のフォトダイオード7−1,7−3の電荷の加算が完了する。増幅トランジスタ10−1は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線11−1に電圧を出力する。   FIG. 5 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 4 denote pulses input to the gates of the respective transistors. First, the power supply voltage VDD is lowered to turn on the reset transistor 9-2, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 9-1. By this operation, the potential of the FD connected to the photodiodes 7-1 and 7-3 is increased, so that the photodiodes 7-1 and 7-3 in the first and third rows are selected. Since the charges of the photodiodes 7-1 and 7-3 are transferred to the common FD by simultaneously turning on the transfer transistors 8-1 and 8-3, the photodiodes 7- in the first and third rows are transferred. Addition of charges 1,7-3 is completed. The amplification transistor 10-1 outputs a voltage to the vertical signal line 11-1 according to the voltage of the FD connected to the gate.

次に、まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ9−1をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ9−2をオンする。この動作により、フォトダイオード7−2,7−4が繋がっているFDのみを高い電位にし、転送トランジスタ8−4のみをオンすることでフォトダイオード7−4の電荷がFDに転送される。増幅トランジスタ10−2は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線11−1に電圧を出力する。   Next, the power supply voltage VDD is first lowered to turn on the reset transistor 9-1, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 9-2. By this operation, only the FD connected to the photodiodes 7-2 and 7-4 is set to a high potential, and only the transfer transistor 8-4 is turned on, whereby the charge of the photodiode 7-4 is transferred to the FD. The amplification transistor 10-2 outputs a voltage to the vertical signal line 11-1 according to the voltage of the FD connected to the gate.

フォトダイオード7−1,7−3の電荷を加算する時も、フォトダイオード7−4の電荷のみを読み出す時も同じ時間で読み出しが出来ることがわかる。第1の実施形態で述べた手法では、加算せずに全画素を読み出す場合、それぞれのフォトダイオードに繋がっているFDの容量が異なる為、画素ごとに電荷変換ゲインが異なるという問題点が生じる。しかしながら、第2の実施形態の手法を用いることでその問題点は解消する。   It can be seen that reading can be performed in the same time when the charges of the photodiodes 7-1 and 7-3 are added and when only the charge of the photodiode 7-4 is read. In the method described in the first embodiment, when all the pixels are read out without adding, the capacitance of the FD connected to each photodiode is different, so that there is a problem that the charge conversion gain is different for each pixel. However, the problem is solved by using the method of the second embodiment.

以上に述べたように、本実施形態を適用することでも第1の実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by applying this embodiment.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態による固体撮像装置を、図6〜8を用いて説明する。図6は、画素数を垂直方向に1/3に圧縮して読み出す方法の一例を示す。12−1〜12−16は画素を模式的に示したもので、それぞれの画素の上にはカラーフィルタがベイヤ配列されている。R画素12−1,12−3,12−5,12−7には、赤フィルタ(R)が配置されている。また、G画素12−2、12−4,12−6,12−8,12−9,12−11,12−13,12−15には、緑フィルタ(G)が配置されている。また、B画素12−10,12−12,12−14,12−16には、青フィルタ(B)が配置されている。カラーフィルタ上には凸型のマイクロレンズがあってもよい。このような画素で垂直方向に1/3に圧縮して読み出すには、まずR画素12−1,12−3,12−5の電荷を加算し、次にG画素12−4,12−6,12−8の電荷を加算して読み出す。同様に、G画素12−9,12−11,12−13の電荷を加算し、B画素12−12,12−14,12−16の電荷を加算して読み出す。このような読み出しをすると色重心位置を保ったまま画素数を垂直方向に1/3圧縮して読み出すことが出来る。
(Third embodiment)
A solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows an example of a method for reading out by compressing the number of pixels to 1/3 in the vertical direction. Reference numerals 12-1 to 12-16 schematically show pixels, and color filters are Bayer arrayed on the respective pixels. A red filter (R) is disposed in each of the R pixels 12-1, 12-3, 12-5, and 12-7. In addition, green filters (G) are arranged in the G pixels 12-2, 12-4, 12-6, 12-8, 12-9, 12-11, 12-13, and 12-15. Also, blue filters (B) are arranged in the B pixels 12-10, 12-12, 12-14, and 12-16. There may be a convex microlens on the color filter. In order to read out such compressed pixels by 1/3 in the vertical direction, first, the charges of the R pixels 12-1, 12-3, 12-5 are added, and then the G pixels 12-4, 12-6. , 12-8 are added and read. Similarly, the charges of the G pixels 12-9, 12-11, and 12-13 are added, and the charges of the B pixels 12-12, 12-14, and 12-16 are added and read. When such readout is performed, the number of pixels can be read by being compressed by 1/3 in the vertical direction while maintaining the color centroid position.

図7は、本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の等価回路図であり、図6のような読み出し方をする為の等価回路を示す。13−1〜13−16は、光電変換部であるフォトダイオードであり、画素に対応する。14−1〜14−16はフォトダイオード13−1〜13−16で発生した電荷を増幅トランジスタ16−1〜16−6のゲ−トに転送するための転送手段である転送トランジスタである。15−1〜15−6は増幅トランジスタ16−1〜16−6のゲ−トをリセットするためのリセットトランジスタ、16−1〜16−6はゲ−トの電荷を増幅して垂直信号線17−1,17−2に出力する増幅部である増幅トランジスタである。同色画素であるR画素のフォトダイオード13−1,13−3,13−5が共通のFDに繋がっている。また、同色画素であるG画素のフォトダイオード13−4,13−6,13−8が共通のFDに繋がっている。また、同色画素であるG画素のフォトダイオード13−9,13−11,13−13が共通のFDに繋がっている。また、同色画素であるB画素のフォトダイオード13−12,13−14,13−16が共通のFDに繋がっている。   FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention, and shows an equivalent circuit for performing the readout method as shown in FIG. Reference numerals 13-1 to 13-16 denote photodiodes that are photoelectric conversion units, which correspond to pixels. Reference numerals 14-1 to 14-16 denote transfer transistors as transfer means for transferring the charges generated in the photodiodes 13-1 to 13-16 to the gates of the amplification transistors 16-1 to 16-6. Reference numerals 15-1 to 15-6 denote reset transistors for resetting the gates of the amplification transistors 16-1 to 16-6. Reference numerals 16-1 to 16-6 amplify the charges on the gates so as to amplify the vertical signal line 17. It is an amplifying transistor that is an amplifying unit that outputs to −1 and 17-2. Photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 of R pixels that are the same color pixels are connected to a common FD. Further, photodiodes 13-4, 13-6 and 13-8 of G pixels which are the same color pixels are connected to a common FD. In addition, photodiodes 13-9, 13-11, and 13-13 of G pixels that are the same color pixels are connected to a common FD. Further, photodiodes 13-12, 13-14, and 13-16 of B pixels that are the same color pixels are connected to a common FD.

図8は、本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図6と同じ番号を付してあるものは、それぞれのトランジスタのゲートに入力されるパルスである。まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ15−2をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ15−1をオンする。この動作により、フォトダイオード13−1,13−3,13−5が繋がっているFDの電位が高くなるため、1、3、5行目のフォトダイオード13−1,13−3,13−5が選択される。そして、転送トランジスタ14−1,14−3,14−5を同時にオンすることによりそれぞれのフォトダイオード13−1,13−3,13−5の電荷が共通のFDに転送される。これにより、1、3、5行目のフォトダイオード13−1,13−3,13−5の電荷の加算が完了する。増幅トランジスタ16−1は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線17−1に電圧を出力する。   FIG. 8 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. Those given the same numbers as those in FIG. 6 are pulses inputted to the gates of the respective transistors. First, the power supply voltage VDD is lowered to turn on the reset transistor 15-2, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 15-1. By this operation, the potential of the FD to which the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 are connected increases, and thus the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 in the first, third, and fifth rows. Is selected. By simultaneously turning on the transfer transistors 14-1, 14-3, and 14-5, the charges of the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 are transferred to the common FD. Thereby, the addition of the charges of the photodiodes 13-1, 13-3, 13-5 in the first, third, and fifth rows is completed. The amplification transistor 16-1 outputs a voltage to the vertical signal line 17-1 in accordance with the voltage of the FD connected to the gate.

次に、まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ15−1をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ15−2をオンする。この動作により、フォトダイオード13−4,13−6,13−8が繋がっているFDのみを高い電位にし、転送トランジスタ14−4,14−6,14−8を同時にオンすることでフォトダイオード13−4,13−6,13−8の電荷がFDに転送され加算される。増幅トランジスタ16−2は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線17−1に電圧を出力する。   Next, the power supply voltage VDD is first lowered to turn on the reset transistor 15-1, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 15-2. By this operation, only the FD to which the photodiodes 13-4, 13-6, and 13-8 are connected is set to a high potential, and the transfer transistors 14-4, 14-6, and 14-8 are simultaneously turned on, so that the photodiode 13 is turned on. Charges of −4, 13-6, and 13-8 are transferred to the FD and added. The amplification transistor 16-2 outputs a voltage to the vertical signal line 17-1 according to the voltage of the FD connected to the gate.

第1の実施形態と比較してみても、垂直画素数の加算数が多くなっても画素を読み出す時間は同じであることが分かる。また、本実施形態の手法では、第2の実施形態と同様、加算をせずに全画素を読み出す場合でも画素ごとに同じ電荷変換ゲインで読み出すことが出来る。   Even when compared with the first embodiment, it can be seen that the time to read out pixels is the same even when the number of vertical pixels added is increased. Further, according to the method of the present embodiment, as in the second embodiment, even when all the pixels are read out without addition, reading can be performed with the same charge conversion gain for each pixel.

このように本実施形態でも画素の読み出し時間を長くすることなく、かつ、FDの寄生容量を大きくすることなく垂直方向の加算をすることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, addition in the vertical direction can be performed without increasing the pixel readout time and without increasing the parasitic capacitance of the FD.

(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態による固体撮像装置を、図9〜11を用いて説明する。図9は、同色画素の信号を水平方向および垂直方向に3画素加算する構成を示す図である。20−1〜20−16は画素を模式的に示したもので、それぞれの画素の上にはカラーフィルタがベイヤ配列状に配列されている。R画素20−1,20−3,20−5,20−7には、赤フィルタ(R)が配置されている。また、G画素20−2,20−4,20−6,20−8,20−9,20−11,20−13,20−15には、緑フィルタ(G)が配置されている。また、B画素20−10,20−12,20−14,20−16には、青フィルタ(B)が配置されている。カラーフィルタ上には凸型のマイクロレンズがあってもよい。水平方向の加算動作では、まずR画素20−1,20−3,20−5の電荷を加算し、次にG画素20−4,20−6,20−8の電荷を加算して読み出す。同様に、G画素20−9,20−11,20−13の電荷を加算し、B画素20−12,20−14,20−16の電荷を加算して読み出す。加算後の色毎の中心は、等間隔に保たれる。垂直方向の加算方法は第3の実施形態と同じである。フローティングディフュージョン(FD)上での垂直加算と水平加算を組み合わせることにより、垂直方向および水平方向に加算後の色毎の中心を等間隔に保ったまま、出力信号データ量を1/3に圧縮して読み出すことができる。
(Fourth embodiment)
A solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing a configuration in which three pixels of the same color pixel signal are added in the horizontal and vertical directions. Reference numerals 20-1 to 20-16 schematically indicate pixels, and color filters are arranged in a Bayer array on each pixel. A red filter (R) is disposed in each of the R pixels 20-1, 20-3, 20-5, and 20-7. In addition, green filters (G) are arranged in the G pixels 20-2, 20-4, 20-6, 20-8, 20-9, 20-11, 20-13, and 20-15. Further, blue filters (B) are arranged in the B pixels 20-10, 20-12, 20-14, and 20-16. There may be a convex microlens on the color filter. In the horizontal addition operation, first, the charges of the R pixels 20-1, 20-3, and 20-5 are added, and then the charges of the G pixels 20-4, 20-6, and 20-8 are added and read. Similarly, the charges of the G pixels 20-9, 20-11, and 20-13 are added, and the charges of the B pixels 20-12, 20-14, and 20-16 are added and read. The centers for each color after the addition are kept at regular intervals. The vertical addition method is the same as in the third embodiment. By combining vertical addition and horizontal addition on the floating diffusion (FD), the amount of output signal data is compressed to 1/3 while keeping the center of each color after the addition in the vertical and horizontal directions at equal intervals. Can be read.

図10は、本発明の第4の実施形態による固体撮像装置の等価回路図であり、図9のような読み出し方をする為の等価回路を示す。21−1〜21−8はクランプ容量、22−1〜22−8はクランプ電源Vclpに切り替えるスイッチである。24−1〜24−8はサンプルホールド容量である。23−1〜23−8はサンプルホールド容量24−1〜24−8への書き込みスイッチである。27−1〜27−2は水平読み出し線である。25−1〜25−8は水平読み出し線27−1〜27−2への転送スイッチである。26−1〜26−6はサンプルホールド容量24−1〜24−8に書き込んだ電圧を平均化(加算)するスイッチ(加算部)である。28−1〜28−2は出力アンプである。   FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention, and shows an equivalent circuit for reading out as shown in FIG. Reference numerals 21-1 to 21-8 denote clamp capacitors, and 22-1 to 22-8 denote switches for switching to the clamp power source Vclp. Reference numerals 24-1 to 24-8 denote sample and hold capacitors. Reference numerals 23-1 to 23-8 denote write switches for the sample and hold capacitors 24-1 to 24-8. Reference numerals 27-1 to 27-2 denote horizontal readout lines. Reference numerals 25-1 to 25-8 denote transfer switches to the horizontal readout lines 27-1 to 27-2. Reference numerals 26-1 to 26-6 denote switches (adders) for averaging (adding) the voltages written in the sample hold capacitors 24-1 to 24-8. Reference numerals 28-1 to 28-2 denote output amplifiers.

図11は、本発明の第4の実施形態による固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図7及び図10と同じ番号を付してあるものは、それぞれのトランジスタのゲートに入力されるパルスである。まず、まず電源電圧VDDを低くしてリセットトランジスタ15−2をオンし、その後、電源電圧VDDを高くしてリセットトランジスタ15−1をオンする。この動作により、フォトダイオード13−1,13−3,13−5が繋がっているFDの電位が高くなるため、1、3、5行目のフォトダイオード13−1,13−3,13−5が選択される。   FIG. 11 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIGS. 7 and 10 denote pulses input to the gates of the respective transistors. First, the power supply voltage VDD is first lowered to turn on the reset transistor 15-2, and then the power supply voltage VDD is raised to turn on the reset transistor 15-1. By this operation, the potential of the FD to which the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 are connected increases, and thus the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 in the first, third, and fifth rows. Is selected.

次に、スイッチ22−1〜22−8をオンして、クランプ容量21−1〜21−8のノイズレベルをクランプ電源Vclpにクランプし、ノイズを除去する。その後、転送トランジスタ14−1,14−3,14−5を同時にオンすることによりそれぞれのフォトダイオード13−1,13−3,13−5の電荷が共通のFDに転送される。これにより、1、3、5行目のフォトダイオード13−1,13−3,13−5の電荷の加算が完了する。増幅トランジスタ16−1は、ゲートに接続されたFDの電圧に応じて、垂直信号線17−1に電圧を出力する。FDで加算された信号を、スイッチ25−1〜25−8をオンすることによりサンプルホールド容量21−1〜21−8に書き込む。このとき、平均化スイッチ26−1,26−3,26−4,26−5をオンしておくことで図9に示した水平方向加算ができる。最後に、スイッチ25−1〜25−8を順次オンすることにより、水平出力線27−1,27−2に信号を読み出し、出力アンプ28−1,28−2を通して加算信号を取り出すことが出来る。   Next, the switches 22-1 to 22-8 are turned on, and the noise levels of the clamp capacitors 21-1 to 21-8 are clamped to the clamp power supply Vclp to remove noise. Thereafter, by simultaneously turning on the transfer transistors 14-1, 14-3, and 14-5, the charges of the photodiodes 13-1, 13-3, and 13-5 are transferred to the common FD. Thereby, the addition of the charges of the photodiodes 13-1, 13-3, 13-5 in the first, third, and fifth rows is completed. The amplification transistor 16-1 outputs a voltage to the vertical signal line 17-1 in accordance with the voltage of the FD connected to the gate. The signals added by the FD are written in the sample hold capacitors 21-1 to 21-8 by turning on the switches 25-1 to 25-8. At this time, the horizontal direction addition shown in FIG. 9 can be performed by turning on the averaging switches 26-1, 26-3, 26-4, and 26-5. Finally, by sequentially turning on the switches 25-1 to 25-8, the signals can be read out to the horizontal output lines 27-1 and 27-2, and the added signals can be taken out through the output amplifiers 28-1 and 28-2. .

以上のように、第1〜第4の実施形態の固体撮像装置は、ベイヤ配列の複数色のカラーフィルタと、カラーフィルタの各色に対応して設けられる複数の光電変換部2−1〜2−8等とを有する。   As described above, the solid-state imaging devices according to the first to fourth embodiments include a plurality of color filters in a Bayer array and a plurality of photoelectric conversion units 2-1 to 2- provided corresponding to the colors of the color filters. 8 mag and so on.

第1及び第2の実施形態では、増幅トランジスタ5−2等は、垂直方向に異なる色の光電変換部2−2等を介して隣接した第1の色の2つの光電変換部2−1及び2−3等の電荷を加算する共通の第1の増幅部である。増幅トランジスタ5−3等は、加算を行う2つの光電変換部2−1及び2−3等のいずれかに隣接し、且つ、加算を行う2つの光電変換部2−1及び2−3等の間には配されていない第2の色の光電変換部2−4の電荷を加算せずに増幅する第2の増幅部である。   In the first and second embodiments, the amplification transistor 5-2 and the like include two photoelectric conversion units 2-1 of the first color adjacent to each other via photoelectric conversion units 2-2 and the like of different colors in the vertical direction. This is a common first amplifying unit that adds charges such as 2-3. The amplification transistor 5-3 and the like are adjacent to one of the two photoelectric conversion units 2-1 and 2-3 that perform addition, and the two photoelectric conversion units 2-1 and 2-3 that perform addition This is a second amplification unit that amplifies without adding the charges of the photoelectric conversion units 2-4 of the second color that are not arranged between them.

第1の実施形態(図2)では、前記第1の色の2つの光電変換部2−1及び2−3等は、異なる第1の転送トランジスタ3−1及び3−3等を介して同一の第1の増幅部5−2に接続される。垂直方向に前記第1の色の光電変換部2−3等を介して隣接した第2の色の2つの光電変換部2−2及び2−4等は、異なる第2の転送トランジスタ3−3及び3−4等を介して異なる第2の増幅部5−1及び5−3等に接続される。前記異なる第1の転送トランジスタ3−1及び3−3等の浮遊拡散領域は、金属配線により相互に接続される。   In the first embodiment (FIG. 2), the two photoelectric conversion units 2-1 and 2-3 of the first color are the same via different first transfer transistors 3-1 and 3-3. To the first amplifying unit 5-2. Two photoelectric conversion units 2-2 and 2-4 of the second color adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion unit 2-3 of the first color are different from each other in the second transfer transistor 3-3. And 3-4, etc., are connected to different second amplifying units 5-1, 5-3, etc. The floating diffusion regions such as the different first transfer transistors 3-1 and 3-3 are connected to each other by a metal wiring.

第2の実施形態(図4)では、前記第1の色の2つの光電変換部7−1及び7−3等は、異なる第1の転送トランジスタ8−1及び8−3等を介して同一の第1の増幅部10−1等に接続される。垂直方向に前記第1の色の光電変換部7−3等を介して隣接した第2の色の2つの光電変換部7−2及び7−4等は、異なる第2の転送トランジスタ8−2及び8−4等を介して同一の第2の増幅部10−2に接続される。前記異なる第1の転送トランジスタ8−1及び8−3等の浮遊拡散領域は金属配線により相互に接続され、前記異なる第2の転送トランジスタ8−2及び8−4等の浮遊拡散領域も金属配線により相互に接続される。   In the second embodiment (FIG. 4), the two photoelectric conversion units 7-1 and 7-3 of the first color are the same via different first transfer transistors 8-1 and 8-3 and the like. To the first amplifying unit 10-1 and the like. Two photoelectric conversion units 7-2 and 7-4 of the second color adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion unit 7-3 of the first color are different from each other in the second transfer transistor 8-2. And the same second amplifying unit 10-2 through 8-4 and the like. The floating diffusion regions such as the different first transfer transistors 8-1 and 8-3 are connected to each other by a metal wiring, and the floating diffusion regions such as the different second transfer transistors 8-2 and 8-4 are also connected to the metal wiring. Are connected to each other.

第3及び第4の実施形態では、増幅トランジスタ16−1等は、垂直方向に第2の色の光電変換部13−2及び13−4等を介して隣接した第1の色の3つの光電変換部13−1,13−3,13−5等の電荷を加算する共通の第1の増幅部である。増幅トランジスタ16−2等は、垂直方向に前記第1の色の光電変換部13−5等を介して隣接した前記第2の色の3つの光電変換部13−4,13−6,13−8等の電荷を加算する共通の第2の増幅部である。前記加算を行う第1の色の3つの光電変換部13−1,13−3,13−5等に挟まれた前記第2の色の2つの光電変換部13−2及び13−4等は、それぞれ異なる第2の増幅部16−2等により異なる前記第2の色の3つの光電変換部のグループで加算される。   In the third and fourth embodiments, the amplification transistor 16-1 or the like includes three photoelectric elements of the first color that are adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion units 13-2 and 13-4 of the second color. This is a common first amplifying unit for adding charges such as the conversion units 13-1, 13-3, and 13-5. The amplification transistor 16-2 and the like include three photoelectric conversion units 13-4, 13-6, and 13- of the second color that are adjacent to each other in the vertical direction through the photoelectric conversion unit 13-5 of the first color. 8 is a common second amplifying unit that adds charges such as 8; The two photoelectric conversion units 13-2 and 13-4 of the second color sandwiched between the three photoelectric conversion units 13-1, 13-3, 13-5 of the first color performing the addition are as follows: These are added in a group of three photoelectric conversion units of different second colors by different second amplification units 16-2 and the like.

第4の実施形態(図9及び図10)では、スイッチ26−1及び26−3等は、水平方向に第2の色の光電変換部20−2及び20−4等を介して隣接した第1の色の3つの光電変換部20−1,20−3,20−5等の電荷を加算する第1の加算部である。スイッチ26−4及び26−6等は、水平方向に前記第1の色の光電変換部20−5,20−7等を介して隣接した前記第2の色の3つの光電変換部20−4,20−6,20−8等の電荷を加算する第2の加算部である。   In the fourth embodiment (FIGS. 9 and 10), the switches 26-1 and 26-3 and the like are adjacent to each other in the horizontal direction via the photoelectric conversion units 20-2 and 20-4 of the second color. This is a first addition unit that adds charges of the three photoelectric conversion units 20-1, 20-3, 20-5, and the like of one color. The switches 26-4 and 26-6, etc. are arranged in the horizontal direction so that the three photoelectric conversion units 20-4 of the second color adjacent to each other through the photoelectric conversion units 20-5, 20-7, etc. of the first color. , 20-6, 20-8, and the like.

第3及び第4の実施形態では、前記第1の色の3つの光電変換部13−1,13−3,13−5等は、異なる第1の転送トランジスタ14−1,14−3,14−5等を介して同一の第1の増幅部15−1等に接続される。前記第2の色の3つの光電変換部13−4,13−6,13−8等は、異なる第2の転送トランジスタ14−4,14−6,14−8等を介して同一の第2の増幅部16−2等に接続される。前記異なる第1の転送トランジスタ14−1,14−3,14−5等の浮遊拡散領域は金属配線により相互に接続され、前記異なる第2の転送トランジスタ14−4,14−6,14−8等の浮遊拡散領域は他の金属配線により相互に接続される。   In the third and fourth embodiments, the three photoelectric conversion units 13-1, 13-3, 13-5 of the first color are different from each other in the first transfer transistors 14-1, 14-3, 14. It is connected to the same first amplifying unit 15-1 etc. via -5 etc. The three photoelectric conversion units 13-4, 13-6, 13-8, etc. of the second color are connected to the same second through different second transfer transistors 14-4, 14-6, 14-8, etc. Connected to the amplifying unit 16-2. The floating diffusion regions such as the different first transfer transistors 14-1, 14-3, and 14-5 are connected to each other by metal wiring, and the different second transfer transistors 14-4, 14-6, and 14-8. The floating diffusion regions such as are connected to each other by other metal wiring.

以上のように、第1〜第4の実施形態によれば、加算を行う場合に読み出しスピードを高速化し且つモアレ等の発生が抑制された高品質な撮像が可能となる。   As described above, according to the first to fourth embodiments, it is possible to perform high-quality imaging in which the reading speed is increased and generation of moire or the like is suppressed when performing addition.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

垂直方向の画素加算の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the pixel addition of a perpendicular direction. 第1の実施形態に係る固体撮像装置の等価回路図である。1 is an equivalent circuit diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る固体撮像装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。10 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the second embodiment. 垂直方向の画素加算の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the pixel addition of a perpendicular direction. 第3の実施形態に係る固体撮像装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the solid-state imaging device concerning a 3rd embodiment. 第3の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。10 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the third embodiment. 同色画素の信号を水平方向および垂直方向に3画素加算する構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which adds 3 pixels of the signal of the same color pixel to a horizontal direction and a vertical direction. 第4の実施形態に係る固体撮像装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the solid-state imaging device concerning a 4th embodiment. 第4の実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。10 is a timing chart for explaining a driving method of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1−1〜1−8 画素
2−1〜2−8 フォトダイオード
3−1〜3−8 転送トランジスタ
4−1〜4−6 リセットトランジスタ
5−1〜5−6 増幅トランジスタ
6−1〜6−2 垂直出力線
7−1〜7−8 フォトダイオード
8−1〜8−8 転送トランジスタ
9−1〜9−6 リセットトランジスタ
10−1〜10−6 増幅トランジスタ
11−1〜11−2 垂直出力線
12−1〜12−8 画素
13−1〜13−8 フォトダイオード
14−1〜14−8 転送トランジスタ
15−1〜15−6 リセットトランジスタ
16−1〜16−6 増幅トランジスタ
17−1〜17−2 垂直出力線
1-1 to 1-8 Pixels 2-1 to 2-8 Photodiodes 3-1 to 3-8 Transfer transistors 4-1 to 4-6 Reset transistors 5-1 to 5-6 Amplifying transistors 6-1 to 6-6 2 Vertical output lines 7-1 to 7-8 Photodiodes 8-1 to 8-8 Transfer transistors 9-1 to 9-6 Reset transistors 10-1 to 10-6 Amplifying transistors 11-1 to 11-2 Vertical output lines 12-1 to 12-8 Pixels 13-1 to 13-8 Photodiodes 14-1 to 14-8 Transfer transistors 15-1 to 15-6 Reset transistors 16-1 to 16-6 Amplifying transistors 17-1 to 17- 2 Vertical output line

Claims (8)

ベイヤ配列の複数色のカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの各色に対応して設けられる複数の光電変換部と、
垂直方向に異なる色の光電変換部を介して隣接した第1の色の2つの光電変換部の電荷を加算する共通の第1の増幅部と、
前記加算を行う2つの光電変換部のいずれかに隣接し、且つ、前記加算を行う2つの光電変換部の間には配されていない第2の色の光電変換部の電荷を加算せずに増幅する第2の増幅部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
A multi-color filter with a Bayer array;
A plurality of photoelectric conversion units provided corresponding to each color of the color filter;
A common first amplifying unit that adds the charges of two photoelectric conversion units adjacent to each other in the first color via photoelectric conversion units of different colors in the vertical direction;
Without adding the charge of the photoelectric conversion unit of the second color that is adjacent to one of the two photoelectric conversion units that perform the addition and that is not arranged between the two photoelectric conversion units that perform the addition A solid-state imaging device comprising: a second amplifying unit for amplifying.
前記第1の色の2つの光電変換部は、異なる第1の転送トランジスタを介して同一の前記第1の増幅部に接続され、
垂直方向に前記第1の色の光電変換部を介して隣接した第2の色の2つの光電変換部は、異なる第2の転送トランジスタを介して異なる前記第2の増幅部に接続されることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The two photoelectric conversion units of the first color are connected to the same first amplification unit via different first transfer transistors,
Two photoelectric conversion units of the second color that are adjacent in the vertical direction via the photoelectric conversion unit of the first color are connected to the different second amplification units via different second transfer transistors. The solid-state imaging device according to claim 1.
前記第1の色の2つの光電変換部は、異なる第1の転送トランジスタを介して同一の前記第1の増幅部に接続され、
垂直方向に前記第1の色の光電変換部を介して隣接した第2の色の2つの光電変換部は、異なる第2の転送トランジスタを介して同一の前記第2の増幅部に接続されることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The two photoelectric conversion units of the first color are connected to the same first amplification unit via different first transfer transistors,
Two photoelectric conversion units of the second color that are adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion unit of the first color are connected to the same second amplification unit via different second transfer transistors. The solid-state imaging device according to claim 1.
前記異なる第1の転送トランジスタの浮遊拡散領域は、金属配線により相互に接続されることを特徴とする請求項2又は3記載の固体撮像装置。   4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the floating diffusion regions of the different first transfer transistors are connected to each other by a metal wiring. ベイヤ配列の複数色のカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの各色に対応して設けられる複数の光電変換部と、
垂直方向に第2の色の光電変換部を介して隣接した第1の色の3つの光電変換部の電荷を加算する共通の第1の増幅部と、
垂直方向に前記第1の色の光電変換部を介して隣接した前記第2の色の3つの光電変換部の電荷を加算する共通の第2の増幅部とを有し、
前記加算を行う第1の色の3つの光電変換部に挟まれた前記第2の色の2つの光電変換部は、それぞれ異なる第2の増幅部により異なる前記第2の色の3つの光電変換部のグループで加算されることを特徴とする固体撮像装置。
A multi-color filter with a Bayer array;
A plurality of photoelectric conversion units provided corresponding to each color of the color filter;
A common first amplifying unit that adds the charges of three photoelectric conversion units of the first color adjacent in the vertical direction via the photoelectric conversion unit of the second color;
A common second amplifying unit that adds the charges of the three photoelectric conversion units adjacent to each other in the vertical direction via the photoelectric conversion unit of the first color;
The two photoelectric conversion units of the second color sandwiched between the three photoelectric conversion units of the first color that perform the addition are the three photoelectric conversions of the second color different from each other by different second amplification units. A solid-state imaging device characterized by being added in a group of parts.
さらに、水平方向に第2の色の光電変換部を介して隣接した第1の色の3つの光電変換部の電荷を加算する第1の加算部と、
水平方向に前記第1の色の光電変換部を介して隣接した前記第2の色の3つの光電変換部の電荷を加算する第2の加算部とを有することを特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。
Furthermore, a first addition unit that adds the charges of three photoelectric conversion units of the first color adjacent in the horizontal direction via the photoelectric conversion unit of the second color;
6. The apparatus according to claim 5, further comprising a second addition unit that adds the charges of the three photoelectric conversion units adjacent to each other through the first color photoelectric conversion units in the horizontal direction. Solid-state imaging device.
前記第1の色の3つの光電変換部は、異なる第1の転送トランジスタを介して同一の前記第1の増幅部に接続され、
前記第2の色の3つの光電変換部は、異なる第2の転送トランジスタを介して同一の前記第2の増幅部に接続されることを特徴とする請求項5又は6記載の固体撮像装置。
The three photoelectric conversion units of the first color are connected to the same first amplification unit via different first transfer transistors,
7. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the three photoelectric conversion units of the second color are connected to the same second amplification unit via different second transfer transistors.
前記異なる第1の転送トランジスタの浮遊拡散領域は金属配線により相互に接続され、
前記異なる第2の転送トランジスタの浮遊拡散領域は他の金属配線により相互に接続されることを特徴とする請求項7記載の固体撮像装置。
The floating diffusion regions of the different first transfer transistors are connected to each other by a metal wiring,
8. The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the floating diffusion regions of the different second transfer transistors are connected to each other by another metal wiring.
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