ＭＯＳ型センサおよびその駆動方法

【課題】最適な蓄積時間を素早く見つける駆動方法を提供する。
【解決手段】複数の画素を有するＭＯＳ型センサにおいて、複数の画素の全ての画素を同時にリセットした後、前記複数の画素から信号を順に出力し、前記リセットをした時から、前記複数の画素が、飽和した信号を出力する直前までの期間を、蓄積時間とすることを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法が提供される。

【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のＭＯＳ型センサの回路図
【図２】本願発明のＭＯＳ型センサのタイミングチャート
【図３】従来のパッシブセンサの回路図
【図４】従来のアクティブセンサでの回路図
【図５】ソースフォロワ回路の回路図
【図６】アクティブセンサでのタイミングチャート
【図７】アクティブセンサでのタイミングチャート
【図８】試行撮像の手順を示す図
【図９】アクティブセンサでのタイミングチャート
【図１０】試行撮像での出力信号の変化を示す図
【図１１】本願発明のエリアセンサのブロック図
【図１２】本願発明のアクティブセンサの画素の回路図
【図１３】本願発明のアクティブセンサの画素の回路図
【図１４】本願発明の信号処理回路の回路図
【図１５】本願発明の最終出力増幅用回路の回路図
【図１６】本願発明の最終出力増幅用回路の回路図
【図１７】本願発明の試行撮像でのタイミングチャート
【図１８】本願発明でのタイミングチャート
【図１９】本願発明の試行撮像での出力信号の変化を示す図
【図２０】本願発明でのタイミングチャート
【図２１】本願発明の試行撮像での出力信号の変化を示す図
【図２２】本願発明のエリアセンサにおける試行撮像を行う領域を示す図
【図２３】本願発明のエリアセンサにおいて指紋を読み取る場合を示す図
【図２４】本願発明でのタイミングチャート
【図２５】本願発明のイメージセンサの作製行程を示す図
【図２６】本願発明のイメージセンサの作製行程を示す図
【図２７】本願発明のイメージセンサの作製行程を示す図
【図２８】本願発明のイメージセンサの作製行程を示す図
【図２９】本願発明のイメージセンサを用いた電子機器の図
【図３０】本願発明のイメージセンサを用いた電子機器の図
【図３１】本願発明のイメージセンサを用いた電子機器の図
【符号の説明】
101 スイッチ用トランジスタ
102 ゲート信号線
103 信号出力線
104 フォトダイオード
105 リセット信号線
106 信号増幅回路
107 リセット用トランジスタ
108 画素
109 電源線
112 電源基準線

【特許請求の範囲】
【請求項１】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサの駆動方法であって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項２】請求項１において、前記撮像部の複数の画素のうち、限定した領域の画素のみから信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項３】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサの駆動方法であって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の信号が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項４】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサの駆動方法であって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次、複数個選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の信号の中で、最も信号振幅が大きい信号が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項５】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサの駆動方法であって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の光電変換素子が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項６】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサの駆動方法であって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次、複数個選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の光電変換素子のいずれか１つが飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項７】請求項３乃至請求項６のいずれか１項において、被写体で反射されて前記撮像部に入射する光の中で、最も強い強度の光を前記撮像部に照射して、前記蓄積時間の値を設定することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項８】請求項３乃至請求項７のいずれか１項において、前記撮像部の複数の画素のうち、限定した領域の画素のみから信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項９】請求項３乃至請求項８のいずれか１項において、前記蓄積時間を用いて、被写体の撮像を行うことを特徴とするＭＯＳ型センサの駆動方法。
【請求項１０】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサであって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１１】請求項１０において、前記撮像部の複数の画素のうち、限定した領域の画素のみから信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１２】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサであって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の信号が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１３】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサであって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次、複数個選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の信号の中で、最も信号振幅が大きい信号が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１４】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサであって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の光電変換素子が飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１５】撮像部に複数の画素を有するＭＯＳ型センサであって、前記画素は、光電変換素子とリセット用トランジスタと信号増幅回路とを有しており、前記光電変換素子の一方の端子は、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子に接続されており、他方の端子は、光電変換素子側電源線に接続されており、前記リセット用トランジスタのゲート端子は、リセット用信号線に接続されており、前記リセット用トランジスタのソース端子もしくはドレイン端子の一方は、前記光電変換素子及び前記信号増幅回路の入力端子に接続されており、他方はリセット側電源線に接続されており、前記撮像部の複数の画素の全てを同時にリセットした後、前記撮像部の画素を順次、複数個選択して、選択された画素の信号を出力し、前記リセットをした時から、前記選択された画素の光電変換素子のいずれか１つが飽和する時までの時間を、蓄積時間の値に設定することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１６】請求項１２乃至請求項１５のいずれか１項において、被写体で反射されて前記撮像部に入射する光の中で、最も強い強度の光を前記撮像部に照射して、前記蓄積時間の値を設定することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１７】請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項において、前記撮像部の複数の画素のうち、限定した領域の画素のみから信号を出力することを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１８】請求項１２乃至請求項１７のいずれか１項において、前記蓄積時間を用いて、被写体の撮像を行うことを特徴とするＭＯＳ型センサ。
【請求項１９】請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の前記ＭＯＳ型センサを用いることを特徴とするスキャナ。
【請求項２０】請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の前記ＭＯＳ型センサを用いることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項２１】請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の前記ＭＯＳ型センサを用いることを特徴とする指紋読み取り装置。

【図１】