고체 촬상 장치 document_id 1020060128499

[청구항 1] 반도체 기판 위에, 화소가 행 및 열의 2차원적으로 배치된 촬상 영역-상기 화소는, 광 신호를 신호 전하로 변환해서 상기 신호 전하를 축적하도록 구성된 광전 변환 회로, 상기 광전 변환 회로에 축적된 전하를 검출부로 판독하도록 구성된 판독 회로, 상기 검출부의 전하량에 대응하는 전압을 증폭해서 출력하도록 구성된 증폭 회로, 및 상기 검출부의 전하를 리세트하도록 구성된 리세트 회로를 구비함-과, 상기 촬상 영역에서의 각 화소열에 각각 접속된 수직 신호선과, 상기 수직 신호선에 접속되고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에 상기 수직 신호선에 흐르는 전류를 증가시키도록 구성된 가변 부하 회로와, 선택된 화소행 중 각 증폭 회로로부터 상기 수직 신호선에 각각 판독된 전압을 유지하도록 구성된 축적 회로 를 포함하는 고체 촬상 장치 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 부하 트랜지스터와, 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1, 제2 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1 바이어스 전압을 인가하고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 바이어스 전압보다도 높은 제2 바이어스 전압을 인가해서 상기 부하 트랜지스터의 도통 저항을 저하시켜, 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 제1 부하 트랜지스터와, 전류 통로가 상기 제1 부하 트랜지스터에 각각 병렬 접속된 제2 부하 트랜지스터와, 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 선택적으로 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시키고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시킴으로써 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 촬상 영역은, 상기 화소가 2차원적으로 배치된 복수의 수직 블록을 포함하며, 수평 동기 펄스에 응답해서 상기 수직 블록의 선택 신호를 출력하도록 구성된 수직 블록 선택 회로와, 상기 수직 블록 선택 회로로부터 출력되는 수직 블록의 선택 신호와, 선택하는 라인의 수를 설정하기 위한 신호에 기초하여 1 수직 블록 내에서 1 화소행을 선택, 혹은 1 수직 블록 내에서 상기 복수 화소행을 동시에 선택하는 블록 내 라인 선택 회로와, 상기 블록 내 라인 선택 회로의 출력 신호와 화소 구동 펄스 신호에 기초하여, 상기 블록 내 라인 선택 회로에서 선택된 화소행에 펄스 신호를 공급하도록 구성된 펄스 셀렉터 회로더 구비하는고체 촬상 장치. [청구항 5] 제1항에 있어서,선택된 화소행 중 각 증폭 회로로부터 상기 수직 신호선에 각각 판독된 전압을 아날로그/디지털 변환하도록 구성된 아날로그/디지털 변환 회로와,상기 아날로그/디지털 변환 회로에서 얻은 디지털 데이터를 메모리에 유지하도록 구성된 유지 회로와,상기 촬상 영역과 상기 아날로그/디지털 변환 회로 사이에 설치되고, 복수의 수직 신호선을 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단에 접속해서 복수의 화소로부터 판독한 데이터를 가산하도록 구성된 스위치 가산 회로더 구비하는고체 촬상 장치. [청구항 6] 제5항에 있어서,상기 스위치 가산 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단 사이에 각각 접속된 제1 합성용 스위치와, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 상기 제1 합성용 스위치와는 서로 다른 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단 사이에 각각 접속된 제2 합성용 스위치를 포함하며, 상기 제2 합성용 스위치를 온시켰을 때에, 상기 제2 합성용 스위치가 접속된 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 일부의 동작정지시키는고체 촬상 장치. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 축적 회로는, 컬럼형 노이즈 캔슬 회로와, 아날로그/디지털 변환기와, 상기 아날로그/디지털 변환기에서 아날로그/디지털 변환한 신호를 래치하는 래치 회로와, 상기 래치 회로에 래치한 신호를 기억하기 위한 라인 메모리와, 상기 라인 메모리의 신호를 판독하기 위한 수평 시프트 레지스터 회로포함하는고체 촬상 장치. [청구항 8] 반도체 기판 위에, 화소가 행 및 열의 2차원적으로 배치된 촬상 영역-상기 화소는, 광 신호를 신호 전하로 변환해서 상기 신호 전하를 축적하도록 구성된 광전 변환 회로, 상기 광전 변환 회로에 축적된 전하를 검출부로 판독하도록 구성된 판독 회로, 상기 검출부의 전하량에 대응하는 전압을 증폭해서 출력하도록 구성된 증폭 회로, 및 상기 검출부의 전하를 리세트하도록 구성된 리세트 회로를 구비함- 과, 상기 촬상 영역에서의 각 화소열에 각각 접속된 수직 신호선과, 선택된 화소행 중 각 증폭 회로로부터 상기 수직 신호선에 각각 판독된 전압을 유지하도록 구성된 축적 회로와, 상기 촬상 영역과 상기 축적 회로 사이에 설치되고, 복수의 수직 신호선을 상기 축적 회로의 입력단에 접속하고, 복수의 화소로부터 판독한 데이터를 가산하도록 구성된 스위치 가산 회로 를 포함하는 고체 촬상 장치 [청구항 9] 제8항에 있어서,상기 수직 신호선에 접속되고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에 상기 수직 신호선에 흐르는 전류를 증가시키도록 구성된 가변 부하 회로더 구비하는고체 촬상 장치. [청구항 10] 제9항에 있어서,상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 부하 트랜지스터와, 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1, 제2 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1 바이어스 전압을 인가하고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 바이어스 전압보다도 높은 제2 바이어스 전압을 인가해서 상기 부하 트랜지스터의 도통 저항을 저하시켜, 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 11] 제9항에 있어서,상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 제1 부하 트랜지스터와, 전류 통로가 상기 제1 부하 트랜지스터에 각각 병렬 접속된 제2 부하 트랜지스터와, 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 선택적으로 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시키고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시킴으로써 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 12] 제8항에 있어서,상기 촬상 영역은, 상기 화소가 2차원적으로 배치된 복수의 수직 블록을 포함하며, 수평 동기 펄스에 응답해서 상기 수직 블록의 선택 신호를 출력하도록 구성된 수직 블록 선택 회로와, 상기 수직 블록 선택 회로로부터 출력되는 수직 블록의 선택 신호와, 선택하는 라인의 수를 설정하기 위한 신호에 기초하여 1 수직 블록 내에서 1 화소행을 선택, 혹은 1 수직 블록 내에서 복수 화소행을 동시에 선택하는 블록 내 라인 선택 회로와, 상기 블록 내 라인 선택 회로의 출력 신호와 화소 구동 펄스 신호에 기초하여, 상기 블록 내 라인 선택 회로에서 선택된 화소행에 펄스 신호를 공급하도록 구성된 펄스 셀렉터 회로더 구비하는고체 촬상 장치. [청구항 13] 제8항에 있어서,선택된 화소행 중 각 증폭 회로로부터 상기 수직 신호선에 각각 판독된 전압을 아날로그/디지털 변환하도록 구성된 아날로그/디지털 변환 회로를 더 구비하며,상기 유지 회로는, 상기 아날로그/디지털 변환 회로에서 얻은 디지털 데이터를 메모리유지하는고체 촬상 장치. [청구항 14] 제8항에 있어서,선택된 화소행 중 각 증폭 회로로부터 상기 수직 신호선에 각각 판독된 전압을 아날로그/디지털 변환하도록 구성된 아날로그/디지털 변환 회로와,상기 아날로그/디지털 변환 회로에서 얻은 디지털 데이터를 메모리에 유지하도록 구성된 유지 회로와,상기 촬상 영역과 상기 아날로그/디지털 변환 회로 사이에 설치되고, 복수의 수직 신호선을 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단에 접속해서 복수의 화소로부터 판독한 데이터를 가산하도록 구성된 스위치 가산 회로더 구비하는고체 촬상 장치. [청구항 15] 제8항에 있어서,상기 스위치 가산 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단 사이에 각각 접속된 제1 합성용 스위치와, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 상기 제1 합성용 스위치와는 서로 다른 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 입력단 사이에 각각 접속된 제2 합성용 스위치를 포함하며, 상기 제2 합성용 스위치를 온시켰을 때에, 상기 제2 합성용 스위치가 접속된 상기 아날로그/디지털 변환 회로의 일부의 동작정지시키는고체 촬상 장치. [청구항 16] 제15항에 있어서,상기 아날로그/디지털 변환 회로는, 입력 단자가 수직 신호선에 각각 접속된 복수의 제1 컴퍼레이터 회로와, 입력 단자가 상기 복수의 제1 컴퍼레이터 회로의 출력 단자에 각각 용량 결합된 복수의 제2 컴퍼레이터 회로를 포함하고, 상기 제2 합성용 스위치를 온시켰을 때에, 상기 제2 합성용 스위치가 접속된 수직 신호선에 입력 단자가 접속된 상기 제1 컴퍼레이터 회로와 입력 단자가 상기 제1 컴퍼레이터의 출력 단자에 접속된 상기 제2 컴퍼레이터 회로에의 전원의 공급정지하는고체 촬상 장치. [청구항 18] 제17항에 있어서,상기 수직 신호선에 각각 접속된 가변 부하 회로를 더 구비하며, 상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 부하 트랜지스터와, 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1, 제2 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 각 부하 트랜지스터의 게이트에 제1 바이어스 전압을 인가하고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 바이어스 전압보다도 높은 제2 바이어스 전압을 인가해서 상기 부하 트랜지스터의 도통 저항을 저하시켜, 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 19] 제17항에 있어서,상기 수직 신호선에 각각 접속된 가변 부하 회로를 더 구비하며, 상기 가변 부하 회로는, 전류 통로가 상기 수직 신호선과 접지점 사이에 각각 접속된 제1 부하 트랜지스터와, 전류 통로가 상기 제1 부하 트랜지스터에 각각 병렬 접속된 제2 부하 트랜지스터와, 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 선택적으로 바이어스 전압을 인가하도록 구성된 바이어스 회로를 구비하고, 통상 동작 시에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시키고, 복수 화소행이 동시에 선택되었을 때에는 상기 바이어스 회로로부터 상기 제1, 제2 부하 트랜지스터의 게이트에 바이어스 전압을 인가해서 온시킴으로써 상기 수직 신호선에 흐르는 전류량증가시키는고체 촬상 장치. [청구항 20] 제17항에 있어서,상기 촬상 영역은, 상기 화소가 2차원적으로 배치된 복수의 수직 블록을 포함하며, 수평 동기 펄스에 응답해서 상기 수직 블록의 선택 신호를 출력하도록 구성된 수직 블록 선택 회로와, 상기 수직 블록 선택 회로로부터 출력되는 수직 블록의 선택 신호와, 선택하는 라인의 수를 설정하기 위한 신호에 기초하여 1 수직 블록 내에서 1 화소행을 선택, 혹은 1 수직 블록 내에서 복수 화소행을 동시에 선택하는 블록 내 라인 선택 회로와, 상기 블록 내 라인 선택 회로의 출력 신호와 화소 구동 펄스 신호에 기초하여, 상기 블록 내 라인 선택 회로에서 선택된 화소행에 펄스 신호를 공급하도록 구성된 펄스 셀렉터 회로더 구비하는고체 촬상 장치.