(57)【要約】【課題】画素サイズが大きくなっても、撮像画像の画質の向上を図ることができる固体撮像装置及び固体撮像装置を搭載した電子装置を提供する。【解決手段】画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、前２本の垂直信号線の長さが略同一である、固体撮像装置を提供する。【選択図】図１
2020078020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置。
【請求項２】
前記２本の垂直信号線のうち、前記垂直信号線の一方が、前記空き領域を形成する電流源の略中心線上に沿って平行に配線されるとともに折り返され、
前記一方の垂直信号線の抵抗値と、他方の前記垂直信号線の抵抗値とが、略同等である、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
２つの前記カラム領域の間に設けられ、電源を供給する１つの電流源を備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記電流源は、負荷ＭＯＳトランジスタで構成される、請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記２本の垂直信号線を複数有し、
前記２本の垂直信号線とは異なる複数の前記垂直信号線が、前記一方の垂直信号線と前記他方の垂直信号線との間に配線され、
前記一方の垂直信号線から、当該配線された複数の垂直信号線を挟んだ前記他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔である、請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記２本の垂直信号線のうち、一方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域のうちの一方の前記カラム領域と接続されるとともに、他方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域に電源を供給する電流源を介して配された他方の前記カラム領域と接続され、
前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
複数個の電流源を更に備え、
前記複数個の電流源のそれぞれが、２つの前記カラム領域の間に１つずつ設けられ、
前記複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって前記複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、前記複数の垂直信号線が配線され、
前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
固体撮像装置が搭載され、
前記固体撮像装置が、画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの中心部品である固体撮像装置（イメージセンサ）の需要が、益々高まっている。例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの固体撮像装置において、画像データを構成する画素信号を高精度に読み出すことが検討されている。
【０００３】
また、固体撮像装置から出力される画像データは、情報処理技術の向上により高精細画像の出力が要求されている。そこで、例えば、多様な画像データの出力に対応することが可能な固体撮像装置に関する技術も検討されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１３３３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、固体撮像装置では、画素領域からカラム領域に垂直信号線が配線されている。垂直信号線は、画素アレイ部の幅からカラム領域の幅に置き換えて配線ピッチが変換されている。ここで、チップサイズの大きい固体撮像装置は、カラム領域のサイズも大きくなり、垂直信号線に電源を供給するための電流源が必要となることもある。
【０００６】
このため、画素サイズが大きくなるに伴ってカラム領域が大きくなり、カラム領域への垂直信号線の配線長が長くなる。この結果、カラム領域への垂直信号線の配線長が長くなるほど、電流源に隣接する垂直信号線の抵抗値に差が生じていた。そして、垂直信号線の抵抗値に差が生じることにより、撮像画像においてムラが生じていた。
【０００７】
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画素サイズが大きくなっても、撮像画像の画質の向上を図ることができる固体撮像装置及び電子装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、画素サイズが大きくなっても、画質の向上を図ることができることに成功し、本技術を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本技術では、まず、画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置を提供する。
【００１０】
本技術に係る固体撮像装置において、前記２本の垂直信号線のうち、前記垂直信号線の一方が、前記空き領域を形成する電流源の略中心線上に沿って平行に配線されるとともに折り返され、
前記一方の垂直信号線の抵抗値と、他方の前記垂直信号線の抵抗値とが、略同等にしてもよい。
【００１１】
本技術に係る固体撮像装置において、２つの前記カラム領域の間に設けられ、電源を供給する少なくとも１つの電流源を備えるようにしてもよい。さらに本技術では、前記電流源は、負荷ＭＯＳトランジスタで構成されるようにしてもよい。
【００１２】
本技術に係る固体撮像装置において、前記２本の垂直信号線を複数有し、前記２本の垂直信号線とは異なる複数の前記垂直信号線が、前記一方の垂直信号線と前記他方の垂直信号線との間に配線され、
前記一方の垂直信号線から、当該配線された複数の垂直信号線を挟んだ前記他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔にしてもよい。
【００１３】
本技術に係る固体撮像装置において、前記２本の垂直信号線のうち、一方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域のうちの一方の前記カラム領域と接続されるとともに、他方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域に電源を供給する電流源を介して配された他方の前記カラム領域と接続され、前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されてもよい。
【００１４】
本技術に係る固体撮像装置において、複数個の電流源を更に備え、前記複数個の電流源のそれぞれが、２つの前記カラム領域の間に１つずつ設けられ、前記複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって前記複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、前記複数の垂直信号線が配線され、前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されてもよい。
【００１５】
また、本技術では、固体撮像装置が搭載され、
前記固体撮像装置が、画素で生産された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本技術によれば、画素サイズが大きくなっても、撮像画像の画質の向上を図ることができる。なお、本技術の効果は、必ずしも上記の効果に限定されるものではなく、本技術に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本技術を適用したイメージセンサの主な構成例を示すブロック図である。
【図２】カラム画素部の主な構成例を示す図である。
【図３】単位画素の主な構成例を示す図である。
【図４】単位画素の他の構成例を示す図である。
【図５】選択部の主な構成例を示す図である。
【図６】カラムＡ／Ｄ変換部の主な構成例を示す図である。
【図７】Ｄ／Ａ変換部が出力するランプ信号の例を示す図である。
【図８】アドレスデコーダの主な構成例を示す図である。
【図９】画素駆動部の主な構成例を示す図である。
【図１０】本技術を適用した第１の実施形態の固体撮像装置において、垂直信号線の配線方法を示した説明図である。
【図１１】本技術を適用した第１の実施形態の半導体基板の平面図である。
【図１２】垂直信号線に対応した電圧を示した説明図である。
【図１３】本技術を適用した垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示した説明図である。
【図１４】本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の電流源が奇数個の場合の平面図である。
【図１５】本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の電流源が偶数個の場合の平面図である。
【図１６】本技術を適用した第１及び第２の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
【図１７】本技術を適用した電子装置の一例の機能ブロック図である。
【図１８】従来の垂直信号線の配線方法を示した説明図である。
【図１９】従来の垂直信号線が配線されている半導体基板の概略図である。
【図２０】従来の垂直信号線が配線されている半導体基板の平面図である。
【図２１】垂直信号線に対応した電圧を示した説明図である。
【図２２】従来の垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１９】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）
３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）
４．電子機器に関する第３の実施形態
５．本技術を適用した固体撮像装置の使用例
【００２０】
＜１．本技術の概要＞
まず、本技術の概要について説明する。本技術は、ピッチ変換領域において、配線ピッチを変換する、固体撮像装置及び電子装置に関する。本技術によれば、撮像画像の画質を向上させることができる。
【００２１】
固体撮像装置が有する垂直信号線は、ピッチ変換領域において画素領域の幅からカラム領域の幅に置き換えて配線ピッチを変換されるのが一般的である。また、近年、大伴のようなチップサイズの大きい固体撮像装置は、カラム領域のサイズも大きくなり、配線の途中で電源を供給するためのリピータのような電流源（負荷ＭＯＳトランジスタ）が必要となってくる。
【００２２】
また、画素サイズが大きくなるにつれて、カラム領域だけでなく電流源（負荷ＭＯＳトランジスタ）の領域も大きくなる。このため、カラム領域への垂直信号線の配線長が長くなり、カラム領域への垂直信号線の配線長が長くなるほど、電流源（負荷ＭＯＳトランジスタ）に隣接する垂直信号線の抵抗値に差が生じる。これにより、垂直信号線の配線長が長いほど、垂直信号線の抵抗値に差が生じ、それが撮像画像に見えてしまうという問題があった。
【００２３】
図１８に、従来の垂直信号線の配線方法を示す。図１８は、従来の垂直信号線の配線方法を示した説明図である。特に断らない限り、「上」とは図１７中の「上」を示し、「右」とは図１８中の「右」を示すものとする。
【００２４】
図１８に示すように、半導体基板ＳＢ１１には、ＣｕＣｕコネクションＣ１０と、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、空き領域ＦＳとが、形成されている。ＣｕＣｕコネクションＣ１０は、画素アレイ部が形成された半導体基板（図示しない画素チップのことである）と、半導体基板ＳＢ１１とを銅（Ｃｕ）で接合している。なお、画素アレイ部には、二次元状に画素が配列されている。また、空き領域ＦＳは、複数の垂直信号線が配線されていない領域である。
【００２５】
垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１のそれぞれは、ＣｕＣｕコネクションＣ１０から、カラム領域１９０又はカラム領域１９１に接続されている。具体的には、垂直信号線ＰＳ０は、ＣｕＣｕコネクションＣ１０から、空き領域ＦＳを介してカラム領域１９０に接続されている。また、垂直信号線ＰＳ１は、ＣｕＣｕコネクションＣ１０から、カラム領域１９１に接続されいてる。カラム領域１９０とカラム領域１９１との間には、電流源１８１ａが設けられている。電流源１８１ａは、カラム領域１９０とカラム領域１９１に電源としての電流を供給する。電流源１８１ａは、例えば、負荷ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタで構成される。
【００２６】
ここで、垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１は、電流源１８１ａの横幅（左右方向の幅）が長いほど配線長の差が生じる。垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１との配線長に差が生じると、垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１との抵抗の差が大きくなる。
【００２７】
図１９に、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板の概略図を示す。図１９は、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板ＳＢ１１の概略図である。図１９Ａに、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板ＳＢ１１の上面図を示す。図１９Ｂに、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板ＳＢ１１の断面図を示す。なお、図１８と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【００２８】
図１９Ａに示すように、半導体基板ＳＢ１１には、ＣｕＣｕコネクションＣ１１と、ピッチ変換領域ＰＡと、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、電流源１８１ｂと、カラム領域１９２と、電流源１８１ｃと、カラム領域１９３と、空き領域ＦＳ１と、空き領域ＦＳ２と、空き領域ＦＳ３と、が形成されている。
【００２９】
ピッチ変換領域ＰＡは、ＣｕＣｕコネクションＣ１１から、カラム領域１９０、カラム領域１９１、カラム領域１９２、及びカラム領域１９３に垂直信号線の幅が変換される領域である。空き領域ＦＳ１、空き領域ＦＳ２、及び空き領域ＦＳ３は、複数の垂直信号線が配線されていない領域である。
【００３０】
図１９Ａの領域Ｔは、ピッチ変換領域ＰＳの一部である領域Ｓを部分的に拡大した部分拡大図である。領域Ｔは、ピッチ変換領域ＰＡに配線される垂直信号線がジグザグに配線されていることを示している。これにより、電流源１８１ｂに対応するピッチ変換領域ＰＡでは、垂直信号線が配線されない空き領域ＦＳ２が形成されることを示している。
【００３１】
図１９Ｂは、半導体基板ＳＢ２１と半導体基板ＳＢ１１とから形成される半導体基板の断面図を示している。半導体基板ＳＢ２１は、画素チップを構成し、半導体基板ＳＢ１１は、ロジックチップを構成する。半導体基板ＳＢ２１には、画素アレイ部が形成されている。画素アレイ部は、行方向及び列方向に複数の画素が二次元状に配列されている。半導体基板ＳＢ１１には、ＣｕＣｕコネクションＣ１１と、ピッチ変換領域ＰＡと、電流源１８１とが、形成されている。半導体基板ＳＢ１１は、ＣｕＣｕコネクションＣ１０を介して、半導体基板ＳＢ２１が有する画素アレイ部の画素で生成された画素信号を取得する。
【００３２】
図２０に、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板の平面図を示す。図２０は、従来の垂直信号線が配線されている半導体基板の平面図である。なお、図１９に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００３３】
図２０に示すように、半導体基板ＳＢ１１には、ＣｕＣｕコネクションＣ１１と、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、電流源１８１ｂと、カラム領域１９２と、電流源１８１ｃと、カラム領域１９３と、空き領域ＦＳ１と、空き領域ＦＳ２と、空き領域ＦＳ３と、が形成されている。
【００３４】
例えば、垂直信号線ＰＳ０は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１から空き領域ＦＳ１を介してカラム領域１９０に接続されており、抵抗値は、５．３４［ｋΩ］である。垂直信号線ＰＳ１は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１からカラム領域１９１に接続されており、抵抗値は、４．２３［ｋΩ］である。また、垂直信号線ＰＳ２は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１から空き領域ＦＳ２を介してカラム領域１９１に接続されており、抵抗値は、７．６７［ｋΩ］である。垂直信号線ＰＳ３は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１からカラム領域１９２に接続されており、抵抗値は、２．７７［ｋΩ］である。また、垂直信号線ＰＳ４は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１から空き領域ＦＳ３を介してカラム領域１９２に接続されており、抵抗値は、６．２０［ｋΩ］である。垂直信号線ＰＳ５は、ＣｕＣｕコネクションＣ１１からカラム領域１９３に接続されており、抵抗値は、５．１０［ｋΩ］である。
【００３５】
図２１に、図２０で示した垂直信号線に対応した電圧を示す。図２１は、図２０に示したそれぞれの垂直信号線に対応した電圧を示した説明図である。なお、図２１の横軸は、図２０のカラム領域１９０、カラム領域１９１、カラム領域１９２、カラム領域１９３が並んでる横軸に対応している。
【００３６】
図２１では、各垂直信号線の電圧を示しており、電圧の高いところは抵抗値が高いことを示し、電圧に差があるところは、抵抗値の差が大きいことを示している。
【００３７】
例えば、図２１の領域Ｑ１は、図２０のカラム領域１９０の垂直信号線ＰＳ９に対応する。垂直信号線ＰＳ９の電圧は、図２１の平均電圧よりも低くなっている。図２１の領域Ｑ２は、図２０の垂直信号線ＰＳ０に対応する。垂直信号線ＰＳ０の電圧は高くなっており、隣の垂直信号線ＰＳ１の電圧は低くなっている。この場合、垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１との配線長に差があるため、抵抗値に差があることを示している。
【００３８】
図２１の領域Ｑ３は、図２０の垂直信号線ＰＳ２に対応する。垂直信号線ＰＳ２の電圧は高くなっており、隣の垂直信号線ＰＳ３の電圧は低くなっている。この場合、垂直信号線ＰＳ０と垂直信号線ＰＳ１との配線長にさらに差があるため、より一層、抵抗値に差があることを示している。
【００３９】
図２１の領域Ｑ４は、図２０の垂直信号線ＰＳ４に対応する。垂直信号線ＰＳ４の電圧は高くなっており、隣の垂直信号線ＰＳ５の電圧は低くなっている。この場合、垂直信号線ＰＳ４と垂直信号線ＰＳ５との配線長に差があるため、抵抗値に差があることを示している。図２１の領域Ｑ５は、図２０の垂直信号線ＰＳ６に対応する。垂直信号線ＰＳ６の電圧は、図２１の平均電圧よりも高くなっている。
【００４０】
このように、図２１では、垂直信号線の配線長に差がある箇所において、抵抗値に差が生じることを示している。そして、この抵抗値の差が、Ｐ相の分布画像に影響を及ぼすようになっている。
【００４１】
図２２に、従来の垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示す。図２２は、従来の垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示した説明図である。なお、図２１に示した部材と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【００４２】
図２２では、領域Ｑ１から領域Ｑ５においてＰ相の画素信号を読み出したＰ相分布画像を示している。図２２のＰ相分布画像は、例えば、垂直信号線の抵抗値に差がある領域Ｑ２、領域Ｑ３、領域Ｑ４において、画像に段差が生じており、ムラがあることを示している。
【００４３】
本技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画素サイズが大きくなっても、画像のムラを解消し、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【００４４】
＜２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）＞
本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置は、画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、画素信号をカラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、空き領域を挟んで互いに対向する２本の垂直信号線が配されており、２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置である。
【００４５】
本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置によれば、ＣｕＣｕコネクションからカラム領域までの垂直信号線の抵抗値が略同等になるため、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【００４６】
［第１の実施形態の固体撮像装置の全体構成］
図１に、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置の一例である固体撮像装置１００を示す。図１は、本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態であるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの一部の構成例を示すブロック図である。なお、特に断りがない限り、「上」とは、各図中の上方向を意味し、「右」とは、各図中の右方向を意味するものとする。また、説明した部材と同一の部材については、同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【００４７】
図１に示す固体撮像装置１００は、被写体を撮像し、撮像画像のデジタルデータを得る撮像装置である。なお、本明細書においては、ＣＭＯＳイメージセンサを例に説明するが、本技術は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等のＣＭＯＳイメージセンサ以外の撮像装置にも適用することができる。
【００４８】
図１に示すように、固体撮像装置１００は、画素アレイ部１１１、読み出し部１１２Ａ、読み出し部１１２Ｂ、制御部１３１、垂直走査部１３２、水平走査部１３３及びＤ／Ａ変換部１１３を備えている。
【００４９】
画素アレイ部１１１には、行方向及び列方向に複数の画素が二次元状に配列されている。画素アレイ部１１１は、フォトダイオード等の光電変換素子を有する画素構成（単位画素）が平面状に配置される画素領域である。画素アレイ部１１１の各単位画素は、被写体からの光を受光し、その入射光を光電変換して電荷を蓄積する。そして、画素アレイ部１１１の各単位画素は、所定のタイミングにおいてその電荷を画素信号として出力する。画素アレイ部１１１の各単位画素が生成する画素信号は、カラム画素部１２１から選択部１２２Ａを経由して、読み出し部１２３Ａが有するカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａまで、垂直信号線（図２乃至図５等を参照）を介して転送される。
【００５０】
画素信号を転送する垂直信号線（図２乃至図５等を参照）は、単位画素のカラム（列）毎に割り当てられる。また、画素信号の読み出しに関する動作は、単位画素のライン（行）毎に制御される。これにより、画素アレイ部１１１の各単位画素は、各単位画素で生成される画素信号を、垂直信号線（図２乃至図５等を参照）を介してカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂまで転送される。なお、カラム画素１２１Ａから選択部１２２Ａまでの垂直信号線を、垂直信号線ＶＳＬ０、垂直信号線ＶＳＬ１、垂直信号線ＶＳＬ２、垂直信号線ＶＳＬ３（図２参照）とする。また、選択部１２２ＡからカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａまでの垂直信号線を、垂直信号線ＶＳＬＡ０、垂直信号線ＶＳＬＡ１（図５参照）とする。
【００５１】
画素アレイ部１１１は、単位画素の１カラム（列）分の構成であるカラム画素部１２１を、カラム数の数だけ有する。図１には、１カラム（列）分の構成のみ示しているが、例えば、画素アレイ部１１１がＰ（Ｐは自然数）列の単位画素を有する場合、画素アレイ部１１１は、Ｐ個のカラム画素部１２１を有する。カラム画素部１２１は、そのカラムの単位画素から出力された画素信号を転送する垂直信号線（図２参照）を複数（例えばＮ本（Ｎは２以上の自然数））有する。即ち、カラム画素部１２１は、複数（例えばＮ個）の画素信号を並列に出力することができる。
【００５２】
制御部１３１は、固体撮像装置１００の各処理部の動作を制御する機能を備えている。制御部１３１は、垂直走査部１３２や水平走査部１３３を制御して、画素アレイ部１１１から画素信号を出力させる。
【００５３】
垂直走査部１３２は、制御部１３１に制御されて、画素アレイ部１１１の各カラムの各単位画素をライン（行）毎に駆動させ、画素アレイ部１１１の各カラムから画素信号を出力させる。また、垂直走査部１３２は、アドレスデコーダ１４１及び画素駆動部１４２を有している。
【００５４】
アドレスデコーダ１４１は、制御部１３１から供給されるアドレス指定情報をデコードし、画素駆動部１４２の指定されたアドレスに対応する構成に制御信号を供給する。
【００５５】
画素駆動部１４２は、制御部１３１に制御されて、画素アレイ部１１１が有する各単位画素を駆動するための制御信号を供給する。画素駆動部１４２は、制御信号を供給する構成を画素アレイ部１１１のライン毎に有する。画素駆動部１４２は、アドレスデコーダ１４１により指定された構成に、制御部１３１から指定された制御内容に対応する制御信号を画素アレイ部１１１の指定されたラインの各単位画素に供給する。なお、この制御信号を、以下、画素制御信号ということもある。
【００５６】
読み出し部１１２Ａは、選択部１２２Ａ、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａ、及び水平転送部１２４Ａを有している。読み出し部１１２Ａは、画素アレイ部１１１が有する各単位画素から画素信号を読み出して、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行って出力する。読み出し部１１２Ａは、画素アレイ部１１１の各カラム（各カラム画素部１２１）につき、選択部１２２Ａ及びカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａを有する。図１には１カラム（列）分の構成のみ示しているが、例えば、画素アレイ部１１１がＰ列の単位画素を有する場合、読み出し部１１２Ａは、Ｐ個の選択部１２２ＡとＰ個のカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａを有している。
【００５７】
選択部１２２Ａは、自身が対応するカラム画素部１２１の複数（例えばＮ本）の垂直信号線の中から、画素信号をカラム／ＡＤ変換部１２３Ａに供給する信号線を選択する。この場合、選択部１２２Ａは、カラム画素部１２１の垂直信号線とカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａとの接続を制御する。
【００５８】
カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａは、自身が対応する選択部１２２Ａを介してカラム画素部１２１から転送される画素信号（アナログデータ）をＡ／Ｄ変換する。カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａは、複数（例えばＭ個（Ｍは２以上の自然数。ただしＭ≦Ｎ））のＡ／Ｄ変換部を有し、選択部１２２Ａを介して転送される複数（例えばＭ個）の画素信号を並列にＡ／Ｄ変換することができる。これにより、選択部１２２Ａは、例えば、Ｎ本の中からＭ本の垂直信号線を選択し、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａに接続させることができる。
【００５９】
カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａは、Ｄ／Ａ変換部１１３から供給されるランプ信号を用いて画素信号をＡ／Ｄ変換する。なお、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａは、図１では図示しないカラム領域と電流源とを有している。カラム領域と電流源については、図１０を用いて後述する。
【００６０】
水平転送部１２４Ａは、各カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａから出力される画素信号（デジタルデータ）、即ち、画素アレイ部１１１の各カラムの画素信号を順次出力する。例えば、画素アレイ部１１１がＰ列の単位画素を有し、各カラムＡ／Ｄ変換部１２３ＡがＭ個のＡ／Ｄ変換部を有する場合、水平転送部１２４Ａには、Ｐ×Ｍ個の画素信号が並列に供給される。水平転送部１２４Ａは、そのＰ×Ｍ個の画素信号を順次転送する。水平転送部１２４Ａから出力される画素信号は、例えば、後段に接続される信号処理部等の処理部（図示せず）に供給される。この後段の処理部は、固体撮像装置１００の内部に設けられるようにしてもよいし、外部に設けられるようにしてもよい。
【００６１】
読み出し部１１２Ｂは、読み出し部１１２Ａと同様の処理を行う処理部であり、読み出し部１１２Ａと同様の構成を有している。即ち、読み出し部１１２Ｂは、画素アレイ部１１１の単位画素のカラム毎に、選択部１２２Ｂ及びカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂを有する。選択部１２２Ｂは、選択部１２２Ａと同様の処理を行う処理部であり、選択部１２２Ａと同様の構成を有する。カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂは、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａと同様の処理を行う処理部であり、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａと同様の構成を有する。読み出し部１１２Ｂは、水平転送部１２４Ｂを有している。水平転送部１２４Ｂは、水平転送部１２４Ａと同様の処理を行う処理部であり、水平転送部１２４Ａと同様の構成を有する。
【００６２】
以下において、読み出し部１１２Ａ及び読み出し部１１２Ｂを互いに区別して説明をする必要が無い場合、単に読み出し部１１２と称する。同様に、選択部１２２Ａ及び選択部１２２Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、単に選択部１２２と称する。同様に、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａ及びカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、単にカラムＡ／Ｄ変換部１２３と称する。同様に、水平転送部１２４Ａ及び水平転送部１２４Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、単に水平転送部１２４と称する。
【００６３】
Ｄ／Ａ変換部１１３は、カラムＡ／Ｄ変換部１２３に所定のランプ信号を供給する。Ｄ／Ａ変換部１１３は、一例として、２つのＤ／Ａ変換部、即ち、Ｄ／Ａ変換部１１３Ａ、Ｄ／Ａ変換部１１３Ｂを有している。このため、Ｄ／Ａ変換部１１３は、２つのランプ信号を供給することができる。なお、Ｄ／Ａ変換部１１３は、２つのＤ／Ａ変換部１１３に限定されるものではなく、ランプ信号に数に応じて変更することができる。
【００６４】
以上説明した図１に示す第１の実施形態の固体撮像装置１００は、画素アレイ部１１１から画素信号を出力する経路を２系統有している。即ち、図１の場合、読み出し部１１２が、読み出し部１１２Ａと読み出し部１１２Ｂとから構成されている。この経路の数は、任意であり、１系統であってもよいし、３系統以上あってもよい。
【００６５】
カラム画素部１２１の主な構成の例を図２に示す。上述したように、カラム画素部１２１には、複数（例えばＮ本（Ｎは２以上の自然数））の垂直信号線が割り当てられている。カラム画素部１２１の各単位画素（即ち、画素アレイの当該カラムの各単位画素）は、この複数の垂直信号線のいずれかに接続される。また、カラム画素部１２１が有する単位画素の数は任意である。
【００６６】
図２の場合、４本の垂直信号線（ＶＳＬ０、ＶＬＳ１、ＶＳＬ２、ＶＳＬ３）が割り当てられており、４つの単位画素（単位画素１５１Ａ、単位画素１５１Ｂ、単位画素１５１Ｃ、単位画素１５１Ｄ）が示されている。単位画素１５１Ａは、垂直信号線ＶＳＬ０に接続されている。単位画素１５１Ｂは、垂直信号線ＶＳＬ１に接続されている。単位画素１５１Ｃは、垂直信号線ＶＳＬ２に接続されている。単位画素１５１Ｄは、垂直信号線ＶＳＬ３に接続されている。カラム画素部１２１が５つ以上単位画素を有する場合は、その他の単位画素も同様に、４本の垂直信号線（ＶＳＬ０、ＶＬＳ１、ＶＳＬ２、ＶＳＬ３）のいずれかに接続される。
【００６７】
なお、以下において、単位画素を互いに区別して説明する必要が無い場合、単に、単位画素１５１と称する。また、垂直信号線を互いに区別して説明する必要が無い場合、単に、垂直信号線ＶＳＬと称する。
【００６８】
単位画素１５１の主な構成の例を図３に示す。図３に示されるように、単位画素１５１は、フォトダイオード１６１、読み出しトランジスタ１６２、リセットトランジスタ１６３、増幅トランジスタ１６４、およびセレクトトランジスタ１６５を有する。
【００６９】
フォトダイオード１６１は、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷に光電変換してその光電荷を蓄積する。フォトダイオード１６１のアノード電極は、画素領域のグランド（画素グランド）に接続され、カソード電極は読み出しトランジスタ１６２を介してフローティングディフュージョン（ＦＤ）に接続される。
【００７０】
読み出しトランジスタ１６２は、フォトダイオード１６１からの光電荷の読み出しを制御する。読み出しトランジスタ１６２は、ドレイン電極がフローティングディフュージョンに接続され、ソース電極がフォトダイオード１６１のカソード電極に接続される。また、読み出しトランジスタ１６２のゲート電極には、画素駆動部１４２から制御信号ＴＲＧが供給される。制御信号ＴＲＧ（即ち、読み出しトランジスタ１６２のゲート電位）がオフ状態のとき、フォトダイオード１６１からの光電荷の読み出しが行われない（フォトダイオード１６１において光電荷が蓄積される）。制御信号ＴＲＧ（即ち、読み出しトランジスタ１６２のゲート電位）がオン状態のとき、フォトダイオード１６１に蓄積された光電荷が読み出され、フローティングディフュージョン（ＦＤ）に供給される。
【００７１】
リセットトランジスタ１６３は、フローティングディフュージョン（ＦＤ）の電位をリセットする。リセットトランジスタ１６３は、ドレイン電極が電源電位に接続され、ソース電極がフローティングディフュージョン（ＦＤ）に接続される。また、リセットトランジスタ１６３のゲート電極には、画素駆動部１４２から制御信号ＲＳＴが供給される。制御信号ＲＳＴ（即ち、リセットトランジスタ１６３のゲート電位）がオフ状態のとき、フローティングディフュージョン（ＦＤ）は、電源電位と切り離されている。制御信号ＲＳＴ（即ち、リセットトランジスタ１６３のゲート電位）がオン状態のとき、フローティングディフュージョン（ＦＤ）の電荷が電源電位に捨てられ、フローティングディフュージョン（ＦＤ）がリセットされる。
【００７２】
増幅トランジスタ１６４は、フローティングディフュージョン（ＦＤ）の電位変化を増幅し、電気信号（アナログ信号）として出力する。増幅トランジスタ１６４は、ゲート電極がフローティングディフュージョン（ＦＤ）に接続され、ドレイン電極が電源電位に接続され、ソース電極がセレクトトランジスタ１６５のドレイン電極に接続されている。例えば、増幅トランジスタ１６４は、リセットトランジスタ１６３によってリセットされたフローティングディフュージョン（ＦＤ）の電位をリセット信号（リセットレベル）としてセレクトトランジスタ１６５に出力する。また、増幅トランジスタ１６４は、読み出しトランジスタ１６２によって光電荷が転送されたフローティングディフュージョン（ＦＤ）の電位を光蓄積信号（信号レベル）としてセレクトトランジスタ１６５に出力する。
【００７３】
セレクトトランジスタ１６５は、増幅トランジスタ１６４から供給される電気信号の垂直信号線ＶＳＬへの出力を制御する。セレクトトランジスタ１６５は、ドレイン電極が増幅トランジスタ１６４のソース電極に接続され、ソース電極が垂直信号線ＶＳＬに接続されている。また、セレクトトランジスタ１６５のゲート電極には、画素駆動部１４２から制御信号ＳＥＬが供給される。制御信号ＳＥＬ（即ち、セレクトトランジスタ１６５のゲート電位）がオフ状態のとき、増幅トランジスタ１６４と垂直信号線ＶＳＬは電気的に切り離されている。
【００７４】
したがって、オフ状態のとき、当該単位画素から画素信号が出力されない。制御信号ＳＥＬ（即ち、セレクトトランジスタ１６５のゲート電位）がオン状態のとき、当該単位画素が選択状態となる。つまり、増幅トランジスタ１６４と垂直信号線ＶＳＬが電気的に接続され、増幅トランジスタ１６４から出力される信号が、当該単位画素の画素信号として、垂直信号線ＶＳＬに供給される。即ち、当該単位画素から画素信号が読み出される。
【００７５】
なお、単位画素１５１の構成は任意であり、図３に限定されるものではない。例えば、読み出しトランジスタ１６２が省略されていてもよい。また、１単位画素当たりの画素数は任意であり、図３のように１画素であってもよいし、複数画素であってもよい。
【００７６】
ここで、複数画素を有する場合の単位画素の構成例を図４に示す。図４の例では、単位画素１５１は、フォトダイオード１６１を４つ有している（フォトダイオード１６１−０、フォトダイオード１６１−１、フォトダイオード１６１−２、フォトダイオード１６１−３）。この場合、単位画素１５１は、４画素により構成される。各フォトダイオード１６１は、互いに同一の特性を有するようにしてもよいが、互いに異なる特性を有するようにしてもよい。例えば、これらのフォトダイオード１６１のうち、一部若しくは全部が、他と異なる波長帯域の入射光を光電変換するようにしてもよい。
【００７７】
例えば、フォトダイオード１６１−０乃至フォトダイオード１６１−３を２行２列に配列する。この場合、２行２列の左上のフォトダイオード１６１−０が赤（Ｒ）の帯域を光電変換する。また、２行２列の右上のフォトダイオード１６１−１が緑（ＧＲ）の帯域を光電変換する。また、２行２列の左下のフォトダイオード１６１−２が緑（ＧＢ）の帯域を光電変換する。また、２行２列の右下のフォトダイオード１６１−３が青（Ｂ）の帯域を光電変換する。これにより、単位画素１５１がベイヤ配列の１単位を構成するようにすることができる。
【００７８】
なお、第１の実施形態は、ベイヤ配列に限定されるものではなく、同一の色をフローティングディフュージョン（ＦＤ）で共有する形態であってもよい。
【００７９】
また、図４の場合、単位画素１５１は、読み出しトランジスタ１６２を４つ有している（読み出しトランジスタ１６２−０、読み出しトランジスタ１６２−１、読み出しトランジスタ１６２−２、読み出しトランジスタ１６２−３）。
【００８０】
読み出しトランジスタ１６２−０は、画素駆動部１４２から供給される制御信号ＴＲＧ（ＴＲ０）に基づいて、フォトダイオード１６１−０からの光電荷の読み出しを制御する。読み出しトランジスタ１６２−１は、画素駆動部１４２から供給される制御信号ＴＲＧ（ＴＲ１）に基づいて、フォトダイオード１６１−１からの光電荷の読み出しを制御する。読み出しトランジスタ１６２−２は、画素駆動部１４２から供給される制御信号ＴＲＧ（ＴＲ２）に基づいて、フォトダイオード１６１−２からの光電荷の読み出しを制御する。読み出しトランジスタ１６２−３は、画素駆動部１４２から供給される制御信号ＴＲＧ（ＴＲ３）に基づいて、フォトダイオード１６１−３からの光電荷の読み出しを制御する。
【００８１】
図４の場合、フローティングディフュージョン（ＦＤ）、リセットトランジスタ１６３、増幅トランジスタ１６４、およびセレクトトランジスタ１６５等の構成は、単位画素内で共有される。そして、各画素（フォトダイオード１６１−０、フォトダイオード１６１−１、フォトダイオード１６１−２、フォトダイオード１６１−３）の画素信号は、互いに同一垂直信号線ＶＳＬを介して転送される。以下の説明においては、単位画素１５１の構成として、図４を用いて説明することとする。
【００８２】
図５は、選択部１２２の主な構成の例を示す図である。図５のＡに選択部１２２Ａの構成例を示す。図５のＢに選択部１２２Ｂの構成例を示す。選択部１２２は、カラム画素部１２１毎に設けられ、カラム画素部１２１のＮ本の垂直信号線とカラムＡ／Ｄ変換部１２３のＭ系統のＡ／Ｄ変換部（Ｍ本の垂直信号線）との接続を制御する。図５のＡの例の場合、選択部１２２Ａは、自身が対応するカラム画素部１２１の４本の垂直信号線（ＶＳＬ０乃至ＶＳＬ３）の中のいずれか２本を選択し、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ａの２本の垂直信号線（ＶＳＬＡ０、ＶＳＬＡ１）に接続する。
【００８３】
選択部１２２Ｂは、選択部１２２Ａと基本的に同様の構成を有する。即ち、図５のＢの例の場合、選択部１２２Ｂは、自身が対応するカラム画素部１２１の４本の垂直信号線（ＶＳＬ０、ＶＳＬ１、ＶＳＬ２、ＶＳＬ３）の中のいずれか２本を選択し、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂの２本の垂直信号線（ＶＳＬＢ０、ＶＳＬＢ１）に接続する。
【００８４】
カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂの主な構成の例を図６に示す。カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂは、電流源１８１−０、比較器１８２−０、カウンタ１８３−０、電流源１８１−１、比較器１８２−１、及びカウンタ１８３−１を有する。カラムＡ／Ｄ変換部１２３は、上述したようにＭ系統のＡ／Ｄ変換部を有する。図６の場合、２系統（ＶＳＬＢ０，ＶＳＬＢ１）のＡ／Ｄ変換部を有する。そして、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂは、垂直信号線ＶＳＬＢ０の系統のＡ／Ｄ変換部として、電流源１８１−０、比較器１８２−０及びカウンタ１８３−０を有している。電流源１８１−０は、垂直信号線ＶＳＬＢ０に接続される周辺回路の負荷を表している。電流源１８１−０は、垂直信号線ＶＳＬＢ０とグランドとに接続される。なお、このＡ／Ｄ変換部において、電流源１８１−０以外の構成、即ち、比較器１８２−０及びカウンタ１８３−０をカラム領域という。また、電流源１８１−０は、カラム領域に電源を供給するようになっている。電流源１８１−０は、例えば、負荷ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにより構成される。
【００８５】
Ｄ／Ａ変換部１１３は、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂの各系統にランプ信号を供給する。図６の場合、Ｄ／Ａ変換部１１３は、２つのＤ／Ａ変換部を有してる。具体的には、Ｄ／Ａ変換部１１３は、Ｄ／Ａ変換部１１３ＡとＤ／Ａ変換部１１３Ｂとを有している。Ｄ／Ａ変換部１１３Ａは、垂直信号線ＶＳＬＢ０の系統のＡ／Ｄ変換部にランプ信号を供給する。
【００８６】
比較部１８２−０は、画素アレイ部１１１の単位画素１５１から垂直信号線ＶＳＬ、選択部１２２Ｂ、及び垂直信号線ＶＳＬＢ０を介して転送される画素信号と、Ｄ／Ａ変換部１１３Ａから供給されるランプ信号とを比較して、比較結果（どちらの値が大きいかを示す情報）をカウンタ１８３−０に供給する。
【００８７】
カウンタ１８３−０は、カウント開始からその比較結果の値が変化するまでの期間をカウントし、比較結果の値が変化した時点でそのカウント値を画素信号のデジタルデータとして水平転送部１２４Ｂに出力する。
【００８８】
また、カラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂは、垂直信号線ＶＳＬＢ１の系統のＡ／Ｄ変換部として、電流源１８１−１、比較器１８２−１、およびカウンタ１８３−１を有する。電流源１８１−１は、電流源１８１−０と同様の構成である。即ち、電流源１８１−１は、垂直信号線ＶＳＬＢ１に接続される周辺回路の負荷を表している。電流源１８１−１は、垂直信号線ＶＳＬＢ１とグランドとに接続される。なお、このＡ／Ｄ変換部において、電流源１８１−１以外の構成、即ち、比較器１８２−１及びカウンタ１８３−１をカラム領域という。また、電流源１８１−１は、カラム領域に電源を供給するようになっている。電流源１８１−１は、例えば、負荷ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにより構成される。
【００８９】
Ｄ／Ａ変換部１１３Ｂは、垂直信号線ＶＳＬＢ１の系統のＡ／Ｄ変換部にランプ信号を供給する。
【００９０】
比較部１８２−１は、比較部１８２−０と同様の構成を有し、比較部１８２−０と同様の処理を行う。つまり、比較部１８２−１は、画素アレイ部１１１の単位画素１５１から垂直信号線ＶＳＬ、選択部１２２Ｂ、および垂直信号線ＶＳＬＢ１を介して転送される画素信号と、Ｄ／Ａ変換部１１３Ｂから供給されるランプ信号とを比較して、比較結果（どちらの値が大きいかを示す情報）をカウンタ１８３−１に供給する。
【００９１】
カウンタ１８３−１は、カウンタ１８３−０と同様の構成を有し、同様の処理を行う。即ち、カウンタ１８３−１は、カウント開始からその比較結果の値が変化するまでの期間をカウントし、比較結果の値が変化した時点でそのカウント値を画素信号のデジタルデータとして水平転送部１２４Ｂに出力する。
【００９２】
カラムＡ／Ｄ変換部１２３ＡもカラムＡ／Ｄ変換部１２３Ｂと同様の構成を有し、同様の処理を行う。つまり、カラムＡ／Ｄ変換部１２３が、いくつの構成とされる場合であっても、各カラムＡ／Ｄ変換部１２３は、図６の例と同様の構成を有し、同様の処理を行う。
【００９３】
なお、カラムＡ／Ｄ変換部１２３が有するＡ／Ｄ変換部の系統数は任意であり、１系統であってもよいし、３系統以上であってもよい。系統数がいくつであっても、Ｄ／Ａ変換部１１３は、各系統毎に互いに独立のランプ信号を供給することができる。即ち、例えば、カラムＡ／Ｄ変換部１２３が、Ｍ系統のＡ／Ｄ変換部を有する場合、Ｄ／Ａ変換部１１３は、Ｍ個の独立したＤ／Ａ変換部を設けることができる。
【００９４】
図７に、Ｄ／Ａ変換部１１３が出力するランプ信号の例を示す。Ｄ／Ａ変換部１１３は、制御部１３１の制御に従って、ランプ信号を生成し、出力する。ここで、ランプ信号の傾きは、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部のランプ信号の利得（ゲイン）を設定することができる。例えば、ランプ信号の傾きが小さい場合には、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部の利得が大きくなるように設定することができる。一方、ランプ信号の傾きが大きい場合には、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部の利得が小さくなるように設定することができる。また、Ｄ／Ａ変換部１１３は、画素信号の１度の読み出しに対し、２回ランプ信号を出力するようになっている。１回目のランプ信号の出力は、単位画素１５１のリセットレベル（Ｐ相）が読み出され（この期間をＰ相読み出し期間という。）、Ｐ相の単位画素１５１の画素信号がカラムＡ／Ｄ変換部１２３でＡ／Ｄ変換される。２回目のランプ信号の出力は、単位画素１５１で光電変換された信号（Ｄ相）が読み出され（この期間をＤ相読み出し期間という。）、Ｄ相の単位画素１５１の画素信号がカラムＡ／Ｄ変換部１２３でＡ／Ｄ変換される。また、Ｐ相読み出し期間のランプ信号の傾きと、Ｄ相読み出し期間のランプ信号の傾きは、同一である。なお、特に断りがない限り、「上」とは図７中の上方向を意味し、「下」とは図７中の下方向を意味する。
【００９５】
図７では、例えば、ランプ信号１、ランプ信号２及びランプ信号３は、それぞれ傾きが異なっていることを示している。ランプ信号の傾きは、勾配を急にすればＤ相読み出し期間を短くすることができ、一方、勾配を緩やかにすればＤ相読み出し期間を長くすることができる。
【００９６】
したがって、例えば、ランプ信号１の傾きＬＡ１は、ランプ信号２の傾きＬＡ２及びランプ信号３の傾きＬＡ３よりも傾きが小さいため、Ｄ相読み出し期間が長くなる。このため、ランプ信号１は、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部の利得が、ランプ信号２及びランプ信号３よりも大きくなるように設定することができる。一方、ランプ信号２の傾きＬＡ２は、ランプ信号１の傾きＬＡ１よりも傾きが大きく、また、ランプ信号３の傾きＬＡ３よりも小さいため、Ｄ相読み出し期間は、ランプ信号１とランプ信号３との間の期間となる。このため、ランプ信号２は、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部の利得が、ランプ信号３よりも大きく、ランプ信号１よりも小さくなるように設定することができる。他方、ランプ信号３の傾きＬＡ３は、ランプ信号１の傾きＬＡ１及びランプ信号２の傾きＬＡ２よりも傾きが大きいため、Ｄ相読み出し期間が短くなる。このため、ランプ信号３は、カラムＡ／Ｄ変換部１２３のＡ／Ｄ変換部の利得が、ランプ信号１及びランプ信号２よりも小さくなるように設定することができる。
【００９７】
なお、Ｄ／Ａ変換部１１３は、ランプ信号の傾き（傾きＬＡ１、傾きＬＡ２、傾きＬＡ３）は、３つに限定されるものではなく、Ｄ／Ａ変換部１１３Ａ、Ｄ／Ａ変換部１１３Ｂのそれぞれに、所定のランプ信号の傾きを設定することができる。これにより、Ｄ／Ａ変換部１１３は、系統毎にそれぞれ利得を設定することができる。
【００９８】
図８にアドレスデコーダ１４１の主な構成を示す。アドレスデコーダ１４１は、画素アレイの各ライン毎に、論理回路を有する。そして、アドレスデコーダ１４１には、画素を選択するためのアドレス（ＡＤＤ＿Ｘ）、読み出しラッチリセット（ＲＬＲＳＴ）、読みだしラッチセット（ＲＬＳＥＴ＿Ｘ）、電子シャッタラッチリセット（ＳＬＲＳＴ）、及び電子シャッタラッチセット（ＳＬＳＥＴ＿Ｘ）等のアドレスを指定する制御信号がセンサコントローラ１３１から入力される。アドレスデコーダ１４１は、制御部１３１により指定されるラインの論理回路において、これら入力信号を基に、読み出しラッチ（ＲＬＱ）または電子シャッタラッチ（ＳＬＱ）として、値”Ｈ（ハイ）”を画素駆動部１４２に出力する。ＮＯＴ＿読み出しラッチ（ＸＲＬＱ）やＮＯＴ＿電子シャッタラッチ（ＸＳＬＱ）は、それらの制御信号を負論理にしたパルスである。
【００９９】
画素駆動部１４２の主な構成例を図９に示す。画素駆動部１４２は、画素アレイが有する各単位画素ごとに、論理回路を有する。
【０１００】
画素駆動部１４２は、アドレスデコーダ１４１から供給される読み出しラッチ出力パルスＲＬＱ、電子シャッタラッチＳＬＱ、センサコントローラ１３１から供給される読み出し時転送パルスＲＴＲ、電子シャッタ時転送パルスＳＴＲ、電子シャッタ時リセットパルスＳＲＳＴ、読み出し時リセットパルスＲＲＳＴ、及び読み出し時選択パルスＲＳＥＬ等の各種制御信号の値に従って、当該ラインの各単位画素１５１の各トランジスタに対し制御信号ＴＲＧ、制御信号ＳＥＬ、及び制御信号ＲＳＴを供給する。
【０１０１】
［第１の実施形態の固体撮像装置の配線方法］
次に、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置における垂直信号線の配線方法について、説明する。
【０１０２】
本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置は、画素で生成された画素信号をＡＤ変換する少なくとも２つのカラム領域と、画素信号をカラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置である。
【０１０３】
図１０に、本技術を適用した第１の実施形態の固体撮像装置において、垂直信号線の配線方法を示す。図１０は、本技術を適用した第１の実施形態の固体撮像装置において、垂直信号線の配線方法を示した説明図である。なお、同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【０１０４】
図１０に示すように、半導体基板ＳＢ１には、ＣｕＣｕコネクションＣ１と、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、空き領域ＦＳ１と、が形成されている。カラム領域１９０と、カラム領域１９１は、画素で生成された画素信号をＡＤ変換する。
【０１０５】
垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれは、画素信号をカラム領域１９０又はカラム領域１９１に転送するための信号線である。例えば、垂直信号線ＶＳＬＢ０は、ＣｕＣｕコネクションＣ１の画素信号をカラム領域１９０に転送するための信号線である。垂直信号線ＶＳＬＢ１は、ＣｕＣｕコネクションＣ１の画素信号をカラム領域１９１に転送するための信号線である。
【０１０６】
なお、この垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれは、カラム領域１９０又はカラム領域１９１まで配線されていることを示している。そのため、第１の実施形態では、垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれは、カラム画素１２１Ｂから選択部１２２Ｂまでの垂直信号線、即ち、垂直信号線ＶＳＬ０、垂直信号線ＶＳＬ１、垂直信号線ＶＳＬ２、及び垂直信号線ＶＳＬ３の配線長を含むものとする(図１及び図２参照)。
【０１０７】
空き領域ＦＳ１は、複数の垂直信号線が配線されていない領域である。また、空き領域ＦＳ１を挟んで互いに対向する２本の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ０、垂直信号線ＶＳＬＢ１）が配されており、２本の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ０、垂直信号線ＶＳＬＢ１）の長さが、略同一になっている。例えば、垂直信号線ＶＳＬＢ０は、ＣｕＣｕコネクションＣ１から空き領域ＦＳ１を介して、カラム領域１９０に接続されている。また、垂直信号線ＶＳＬＢ１は、ＣｕＣｕコネクションＣ１から電流源１８１ａの略中心線ＣＬの延長線に沿って平行に配線されるとともに折り返され、カラム領域１９１に接続されている。
【０１０８】
これにより、垂直信号線ＶＳＬＢ１の配線長と垂直信号線ＶＳＬＢ０の配線長とが、略同一となっている。
【０１０９】
なお、配線長が略同一とは、例えば、複数の垂直信号線の配線長の平均を取り、折り返された垂直信号線の配線長が、平均の配線長の１０％以内にある長さをいう。また、電流源１８１ａの略中心線ＣＬとは、電流源１８１ａの左右の幅における略中心線を意味し、電流源１８１ａの中心線を含み、例えば、電流源１８１ａの中心線ＣＬから左右方向に１［ｎｍ］以内の線とすることができる。
【０１１０】
また、２本の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１）のうち、垂直信号線の一方（垂直信号線ＶＳＬＢ１）が、空き領域を形成する電流源１８１ａの略中心線ＣＬに沿って平行に配線されるとともに折り返され、一方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ１）の抵抗値と、他方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ１）の抵抗値とが、略同等となっている。
【０１１１】
なお、抵抗値が略同等とは、例えば、複数の垂直信号線の抵抗値の平均を取り、折り返された垂直信号線の抵抗値が、平均の抵抗値の１０％以内にある抵抗値をいう。
【０１１２】
また、半導体基板ＳＢ１は、２つのカラム領域（カラム領域１９０、カラム領域１９１）の間に電流源１８１ａが設けられている。電流源１８１ａは、カラム領域１９０とカラム領域１９１に電源としての電流を供給するようになっている。また、電流源１８１ａは、例えば、負荷ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにより構成される。
【０１１３】
図１１に、本技術を適用した第１の実施形態の半導体基板の平面図を示す。図１１は、本技術を適用した第１の実施形態の半導体基板の平面図である。なお、上述した部材と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【０１１４】
図１１に示すように、半導体基板ＳＢ１には、ＣｕＣｕコネクションＣ２と、ピッチ領域ＰＡと、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、電流源１８１ｂと、カラム領域１９２と、電流源１８１ｃと、カラム領域１９３と、空き領域ＦＳ１と、空き領域ＦＳ２と、空き領域ＦＳ３と、が形成されている。
【０１１５】
例えば、２本の垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のうち、垂直信号線の一方（垂直信号線ＶＳＬＢ１）が、空き領域ＦＳ１を形成する電流源１８１ａの略中心線に沿って平行に配線されるとともに折り返され、一方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ１）の抵抗値と、他方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ０）の抵抗値とが、略同等となっている。この場合、垂直信号線ＶＳＬＢ０の抵抗値は、６．１２［ｋΩ］であり、垂直信号線ＶＳＬＢ１の抵抗値は、５．７６［ｋΩ］である。
【０１１６】
また、例えば、２本の垂直信号線ＶＳＬＢ２と垂直信号線ＶＳＬＢ３のうち、垂直信号線の一方（垂直信号線ＶＳＬＢ３）が、空き領域ＦＳ２を形成する電流源１８１ｂの略中心線に沿って平行に配線されるとともに折り返され、一方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ３）の抵抗値と、他方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ２）の抵抗値とが、略同等となっている。この場合、垂直信号線ＶＳＬＢ２の抵抗値は、８．４５［ｋΩ］であり、垂直信号線ＶＳＬＢ３の抵抗値は、７．６２［ｋΩ］である。
【０１１７】
また、例えば、２本の垂直信号線ＶＳＬＢ４と垂直信号線ＶＳＬＢ５のうち、垂直信号線の一方（垂直信号線ＶＳＬＢ５）が、空き領域ＦＳ３を形成する電流源１８１ｃの略中心線に沿って平行に配線されるとともに折り返され、一方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ５）の抵抗値と、他方の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ４）の抵抗値とが、略同等となっている。この場合、垂直信号線ＶＳＬＢ４の抵抗値は、６．９８［ｋΩ］であり、垂直信号線ＶＳＬＢ５の抵抗値は、６．９８［ｋΩ］である。
【０１１８】
このように、２つの垂直信号線の一方が、空き領域ＦＳを形成する電流源１８１の略中心線上に沿って平行に配線されるとともに折り返され、２つの垂直信号線の配線長が略同一となることにより、２つの垂直信号線の抵抗値を略同等に近づけることができる。
【０１１９】
また、本技術に係る第１の実施形態では、２本の垂直信号線を複数有し、２本の垂直信号線とは異なる複数の垂直信号線が、一方の垂直信号線と他方の垂直信号線との間に配線され、一方の垂直信号線から、配線された複数の垂直信号線を挟んだ他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔（等ピッチ）とすることができる。
【０１２０】
これにより、垂直信号線の抵抗値を線形（リニア）に変化させることができ、Ｐ相分布画像のムラを目立たなくすることができる。
【０１２１】
図１２に、図１１で示した垂直信号線に対応した電圧を示す。図１２は、図１９に示した垂直信号線に対応した電圧を示した説明図である。なお、図１２の横軸は、図１１のカラム領域１９０、カラム領域１９１、カラム領域１９２、カラム領域１９３が並んでいる横軸に対応している。
【０１２２】
図１２では、各垂直信号線の電圧を示しており、電圧の高いところは抵抗値が高いことを示し、電圧に差があるところは、抵抗値の差が大きいことを示している。一方、電圧に差がないところは、抵抗値に差がなく線形（リニア）になっていることを示している。
【０１２３】
例えば、図１２の領域Ｐ１は、図１１のカラム領域１９０の垂直信号線ＶＳＬＢ９に対応する。垂直信号線ＶＳＬＢ９の電圧は、図１２の平均電圧よりも低くなっている。また、図１２の領域Ｐ２は、図１１の垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１に対応する。領域Ｐ２では、垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれの配線長が略同一になったため、垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれの抵抗値も略同等になり、垂直信号線ＶＳＬＢ０と垂直信号線ＶＳＬＢ１のそれぞれの電圧値も略同等になっている。
【０１２４】
図１２の領域Ｐ３は、図１１の垂直信号線ＶＳＬＢ２と垂直信号線ＶＳＬＢ３に対応する。領域Ｐ３では、垂直信号線ＶＳＬＢ２と垂直信号線ＶＳＬＢ３のそれぞれの配線長が略同一になったため、垂直信号線ＶＳＬＢ２と垂直信号線ＶＳＬＢ３のそれぞれの抵抗値も略同等になり、垂直信号線ＶＳＬＢ２と垂直信号線ＶＳＬＢ３のそれぞれの電圧値も略同等になっている。
【０１２５】
図１２の領域Ｐ４は、図１１の垂直信号線ＶＳＬＢ４と垂直信号線ＶＳＬＢ５に対応する。領域Ｐ４では、垂直信号線ＶＳＬＢ４と垂直信号線ＶＳＬＢ５のそれぞれの配線長が略同一となったため、垂直信号線ＶＳＬＢ４と垂直信号線ＶＳＬＢ５のそれぞれの抵抗値も略同等となり、垂直信号線ＶＳＬＢ４と垂直信号線ＶＳＬＢ５のそれぞれの電圧値も略同等になっている。図１２の領域Ｐ５は、図１１の垂直信号線ＶＳＬＢ６に対応する。垂直信号線ＶＳＬＢ６の電圧は、図１２の平均電圧よりも高くなっている。
【０１２６】
このように、図１２では、２本の垂直信号線の配線長が略同一になり、その２本の垂直信号線の抵抗値が略同等になったことを示している。また、本技術に係る第１の実施形態では、２本の垂直信号線とは異なる複数の垂直信号線が、一方の垂直信号線と他方の垂直信号線との間に配線され、２本の垂直信号線を複数有し、一方の垂直信号線から他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔（等ピッチ）となっていることにより、垂直信号線の抵抗値を線形（リニア）に変化させることができる。
【０１２７】
図１３に、本技術を適用した垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示す。図１３は、本技術を適用した垂直信号線が配線された状態のＰ相分布画像を示した説明図である。なお、図１２に示した部材と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【０１２８】
図１３では、領域Ｐ１から領域Ｐ５においてＰ相の画素信号を読み出したＰ相分布画像を示している。図１３のＰ相分布画像は、垂直信号線の抵抗値に差がほとんどなくなったため、領域Ｑ２、領域Ｑ３、領域Ｑ４において現れていた電圧の段差が解消されている。また、一方の垂直信号線から他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔（等ピッチ）としたことにより、垂直信号線の抵抗値を線形（リニア）に変化させることができ、この結果、領域Ｐ１から領域Ｐ５までの一面のＰ相分布画像のムラを解消することができる。
【０１２９】
以上説明したように、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置は、画素で生成された画素信号をＡＤ変換する少なくとも２つのカラム領域と、画素信号をカラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備えている。また、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置は、空き領域を挟んで互いに対向する２本の垂直信号線が配されており、２本の垂直信号線の長さが、略同一となっている。
【０１３０】
本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置によれば、ＣｕＣｕコネクションからカラム領域までの垂直信号線の抵抗値が略同等になるため、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【０１３１】
＜３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）＞
本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置は、第１の実施形態の固体撮像装置において、２本の垂直信号線のうち、一方の垂直信号線が、２つのカラム領域のうちの一方のカラム領域と接続されるとともに、他方の垂直信号線が、２つのカラム領域に電源を供給する電流源を介して配された他方のカラム領域と接続され、空き領域が二等辺三角形であって、２本の垂直信号線のそれぞれが二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、固体撮像装置である。
【０１３２】
この場合、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置は、複数個の電流源を更に備え、
複数個の電流源のそれぞれが、２つのカラム領域の間に１つずつ設けられ、複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、複数の垂直信号線が配線される。また、空き領域が二等辺三角形であって、２本の垂直信号線のそれぞれが二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されてもよい。
【０１３３】
本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置によれば、第１の実施形態の固体撮像装置と同様に、ＣｕＣｕコネクションからカラム領域までの垂直信号線の抵抗値が略同等になるため、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【０１３４】
図１４に、本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の平面図を示す。図１４は、本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の平面図である。なお、第１の実施形態の半導体基板ＳＢ１と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【０１３５】
図１４に示すように、半導体基板ＳＢ２には、ＣｕＣｕコネクションＣ３と、ピッチ領域ＰＡと、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、電流源１８１ｂと、カラム領域１９２と、電流源１８１ｃと、カラム領域１９３と、空き領域ＦＳ１と、空き領域ＦＳ２と、空き領域ＦＳ３とが、形成されている。なお、ピッチ変換領域ＰＡには、複数の垂直信号線が配されている。
【０１３６】
本技術に係る第２の実施形態の半導体基板ＳＢ２では、電流源１８１が複数個（例えば、３個）あった場合（電流源１８１ａ、電流源１８１ｂ、電流源１８１ｃ）、複数個の電流源のそれぞれは、２つのカラム領域（カラム領域１９０とカラム領域１９１、カラム領域１９１とカラム領域１９２、カラム領域１９２とカラム領域１９３）の間に１つずつ設けられる。また、複数個の電流源のうち（電流源１８１ａ、電流源１８１ｂ、電流源１８１ｃ）、少なくとも１つの電流源（電流源１８１ａ、電流源１８１ｂ、電流源１８１ｃ）に向かって複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、複数の垂直信号線が配線され、空き領域ＦＳ２が二等辺三角形であって、２本の垂直信号線ＶＳＬＢ２、垂直信号線ＶＳＬＢ３のそれぞれが二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されている。
【０１３７】
例えば、複数の垂直信号線は、電流源１８１ｂに向かって複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように配線されている。そして、複数の垂直信号線のそれぞれは、振分点（点Ｒ１、点Ｒ２、点Ｒ３）により分けられて、カラム領域（カラム領域１９０、カラム領域１９１、カラム領域１９２、カラム領域１９３）に接続される。なお、振分点（点Ｒ１、点Ｒ２、点Ｒ３）とは、複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように振り分けるための通過点である。
【０１３８】
例えば、半導体基板ＳＢ２は、ピッチ変換領域ＰＡを、４つの郡に分けることができる。図１４の例では、点Ｒ１、点Ｒ２、点Ｒ３に基づいて、ピッチ変換領域ＰＡを長手方向（横軸）に４つ分けている。例えば、ＣｕＣｕコネクションＣ３の長手方向（横軸）に沿って４つの領域に分けた場合、ＣｕＣｕコネクションＣ３の一番左側に位置する領域は、点Ｒ１の左側を介してカラム領域１９０と接続される。また、ＣｕＣｕコネクションＣ３の左側から２番目の領域は、点Ｒ１と点Ｒ２の間を介してカラム領域１９１に接続される。また、ＣｕＣｕコネクションＣ３の左側から３番目の領域は、点Ｒ２と点Ｒ３の間を介してカラム領域１９２に接続される。また、ＣｕＣｕコネクションＣ３の一番右側にある領域は、点Ｒ３の右側の領域を介してカラム領域１９３に接続される。
【０１３９】
ここで、複数の垂直信号線の一部である垂直信号線ＶＳＬＢ２は、点Ｒ２の左側を介して、カラム領域１９１に接続されている。また、複数の垂直信号線の一部である垂直信号線ＶＳＬＢ３は、点Ｒ２の右側を介して、カラム領域１９２に接続されている。この場合、垂直信号線ＶＳＬＢ２は、点Ｒ２の左側を介して、垂直信号線ＶＳＬＢ２が有する信号線ＩＴ１によりカラム領域１９１に接続される。また、垂直信号線ＶＳＬＢ３は、点Ｒ２の右側を介して、垂直信号線ＶＳＬＢ３が有する信号線ＩＴ２によりカラム領域１９２に接続される。
【０１４０】
これにより、２本の垂直信号線のうち、一方の垂直信号線ＶＳＬＢ２が、２つのカラム領域（カラム領域１９１、カラム領域１９２）のうちの一方のカラム領域１９１と接続されるとともに、他方の垂直信号線ＶＳＬＢ３が、２つのカラム領域（カラム領域１９１、カラム領域１９２）に電源を供給する電流源１８１ｂを介して配された他方のカラム領域１９２と接続されている。また、空き領域ＦＳ２が二等辺三角形であって、２本の垂直信号線（垂直信号線ＶＳＬＢ２（信号線ＩＴ１）、垂直信号線ＶＳＬＢ３（信号線ＩＴ２））のそれぞれが二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されている。
【０１４１】
ここで、二等辺三角形である空き領域ＦＳ２の等辺に沿うように、信号線ＩＴ１と信号線ＩＴ２が配されているため、信号線ＩＴ１と信号線ＩＴ２の配線長が略同一となる。また、垂直信号線ＶＳＬＢ２の点Ｒまでの配線長と、垂直信号線ＶＳＬＢ３の点Ｒまでの配線長も略同一であるため、信号線ＩＴ１を含む垂直信号線ＶＳＬＢ２の配線長と、信号線ＩＴ２を含む垂直信号線ＶＳＬＢ３の配線長も略同一となり、信号線ＩＴ１を含む垂直信号線ＶＳＬＢ２の抵抗値と、信号線ＩＴ２を含む垂直信号線ＶＳＬＢ３の抵抗値も略同等になる。なお、垂直信号線ＶＳＬＢ２の配線長には信号線ＩＴ１の配線長も含まれ、垂直信号線ＶＳＬＢ３の配線長には信号線ＩＴ２の配線長も含まれるものとする。
【０１４２】
同様に、他の複数の垂直信号線のそれぞれは、点Ｒ１、点Ｒ２、点Ｒ３のいずれかにおいて振り分けられ、他の２本の垂直信号線のそれぞれは、点Ｒ１又は点Ｒ３の左右を介して、カラム領域１９０、カラム領域１９１、カラム領域１９２、及びカラム領域１９３のいずれかに接続される。
【０１４３】
また、電流源が偶数個の場合にも、複数個の電流源のそれぞれが、２つのカラム領域の間に１つずつ設けられ、複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように配線される。
【０１４４】
図１５に、本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の電流源が偶数個の場合の平面図を示す。図１５は、本技術を適用した第２の実施形態の半導体基板の電流源が偶数個の場合の平面図である。なお、第２の実施形態の半導体基板ＳＢ２と同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜、省略する。
【０１４５】
図１５に示すように、半導体基板ＳＢ３には、ＣｕＣｕコネクションＣ４と、ピッチ領域ＰＡと、カラム領域１９０と、電流源１８１ａと、カラム領域１９１と、電流源１８１ｂと、カラム領域１９２と、電流源１８１ｃと、カラム領域１９３と、空き領域ＦＴ１と、空き領域ＦＴ２と、空き領域ＦＴ３とが、形成されている。
【０１４６】
本技術に係る第２の実施形態の半導体基板ＳＢ３では、電流源が偶数個ある場合の一部を示しており、複数個の電流源のそれぞれは、２つのカラム領域の間に１つずつ設けられる。また、図１５では、偶数個の電流源のうち、３つの電流源１８１ａ、電流源１８１ｂ、電流源１８１ｃに向かって、２本の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔（等ピッチ）になるように、複数の垂直信号線が配線されている。また、空き領域ＦＴ１、空き領域ＦＴ２、空き領域ＦＴ３が二等辺三角形であって、２本の垂直信号線のそれぞれが空き領域（空き領域ＦＴ１、空き領域ＦＴ２、空き領域ＦＴ３）における２つの等辺のそれぞれに沿うように配されている。
【０１４７】
ここで、二等辺三角形である空き領域ＦＴ１の等辺に沿うように、信号線ＩＵ０と信号線ＩＵ１が配されているため、信号線ＩＵ０と信号線ＩＵ１の配線長が略同一となる。また、並んで配線された配線長は略同一の長さとなるため、垂直信号線ＶＳＬＣ０の配線長と、垂直信号線ＶＳＬＣ１の配線長も略同一となる。そのため、信号線ＩＵ０を含む垂直信号線ＶＳＬＣ０の配線長と、信号線ＩＵ１を含む垂直信号線ＶＳＬＣ１の配線長も略同一となり、信号線ＩＵ０を含む垂直信号線ＶＳＬＣ０の抵抗値と、信号線ＩＵ１を含む垂直信号線ＶＳＬＣ１の抵抗値も略同等になる。
【０１４８】
また、二等辺三角形である空き領域ＦＴ２の等辺に沿うように、信号線ＩＵ２と信号線ＩＵ３が配されているため、信号線ＩＵ２と信号線ＩＵ３の配線長が略同一となる。また、並んで配線された配線長は略同一の長さとなるため、垂直信号線ＶＳＬＣ２の配線長と、垂直信号線ＶＳＬＣ３の配線長も略同一となる。そのため、信号線ＩＵ２を含む垂直信号線ＶＳＬＣ２の配線長と、信号線ＩＵ３を含む垂直信号線ＶＳＬＣ３の配線長も略同一となり、信号線ＩＵ２を含む垂直信号線ＶＳＬＣ２の抵抗値と、信号線ＩＵ３を含む垂直信号線ＶＳＬＣ３の抵抗値も略同等になる。
【０１４９】
また、二等辺三角形である空き領域ＦＴ３の等辺に沿うように、信号線ＩＵ４と信号線ＩＵ５が配されているため、信号線ＩＵ４と信号線ＩＵ５の配線長が略同一となる。また、並んで配線された配線長は略同一の長さとなるため、垂直信号線ＶＳＬＣ４の配線長と、垂直信号線ＶＳＬＣ５の配線長も略同一となる。そのため、信号線ＩＵ４を含む垂直信号線ＶＳＬＣ４の配線長と、信号線ＩＵ５を含む垂直信号線ＶＳＬＣ５の配線長も略同一となり、信号線ＩＵ４を含む垂直信号線ＶＳＬＣ４の抵抗値と、信号線ＩＵ５を含む垂直信号線ＶＳＬＣ５の抵抗値も略同等になる。
【０１５０】
以上説明したように、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置は、ＣｕＣｕコネクションＣ３からカラム領域までの垂直信号線の抵抗値が略同等になるため、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【０１５１】
＜４．電子機器に関する第３の実施形態＞
本技術に係る第３の実施形態の電子機器は、固体撮像装置が搭載され、画素で生産された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、画素信号をカラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、備え、複数の垂直信号線のうち、空き領域を挟んで互いに対向する２本の垂直信号線の長さが略同一である、電子機器である。また、本技術に係る第３の実施形態の電子機器は、本技術に係る第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置が搭載された電子機器でもよい。
【０１５２】
＜５．本技術を適用した固体撮像装置の使用例＞
図１６は、イメージセンサとしての本技術に係る第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置の使用例を示す図である。
【０１５３】
上述した第１及び第２の実施形態の固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。即ち、図１６に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置（例えば、上述した第３の実施形態の電子装置）に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１５４】
具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１５５】
交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１５６】
家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第１及び第２のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
【０１５７】
医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１５８】
セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１５９】
美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１６０】
スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラプルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１６１】
農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第１及び第２の実施形態のいずれか１つの固体撮像装置を使用することができる。
【０１６２】
次に、本技術に係る第１及び第２の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした固体撮像装置は、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図１７に、その一例として、電子機器１０２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器１０２は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１０１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１０１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【０１６３】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１０１の画素部１０１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１０１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１０１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１０１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【０１６４】
なお、本技術に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１６５】
また、本技術に係る第１乃至第３の実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１６６】
また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０１６７】
また、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置。
（２）前記２本の垂直信号線のうち、前記垂直信号線の一方が、前記空き領域を形成する電流源の略中心線上に沿って平行に配線されるとともに折り返され、
前記一方の垂直信号線の抵抗値と、他方の前記垂直信号線の抵抗値とが、略同等である、前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）２つの前記カラム領域の間に設けられ、電源を供給する１つの電流源を備える、前記（１）又は（２）に記載の固体撮像装置。
（４）前記電流源は、負荷ＭＯＳトランジスタで構成される、前記（３）に記載の固体撮像装置。
（５）前記２本の垂直信号線を複数有し、前記２本の垂直信号線とは異なる複数の前記垂直信号線が、前記一方の垂直信号線と前記他方の垂直信号線との間に配線され、
前記一方の垂直信号線から、当該配線された複数の垂直信号線を挟んだ前記他方の垂直信号線までの間隔が、それぞれ略等間隔である、前記（２）に記載の固体撮像装置。
（６）前記２本の垂直信号線のうち、一方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域のうちの一方の前記カラム領域と接続されるとともに、他方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域に電源を供給する電流源を介して配された他方の前記カラム領域と接続され、前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、前記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（７）複数個の電流源を更に備え、
前記複数個の電流源のそれぞれが、２つの前記カラム領域の間に１つずつ設けられ、
前記複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって前記複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、前記複数の垂直信号線が配線され、
前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、前記（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（８）固体撮像装置が搭載され、
前記固体撮像装置が、画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、備え、
前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、電子機器。
（９）画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、を備え、
前記複数の垂直信号線のうち、前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、固体撮像装置。
（１０）前記２本の垂直信号線のうち、一方の前記垂直信号線が、前記空き領域の下方に位置する電流源の略中心線の延長線に沿って平行に配線されるとともに、他方の前記垂直信号線と長さが略同一となるように折り返され、
前記一方の垂直信号線の抵抗値と、前記他方の垂直信号線の抵抗値とが、略同等である、前記（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）２つの前記カラム領域の間に設けられ、電源を供給する１つの電流源を備える、前記（９）または（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）前記電流源は、負荷ＭＯＳトランジスタで構成される、前記（１１）に記載の固体撮像装置。
（１３）前記２本の垂直信号線が、第１の垂直信号線と第２の垂直信号線とから構成される１つの組であって、当該組を複数有し、
前記複数の組を構成する複数の前記第１の垂直信号線のそれぞれが折り返され、
前記複数の垂直信号線が、前記２本の垂直信号線から構成される前記複数の組と、互いに隣り合う前記組と前記組との間に形成される領域のそれぞれに配される配線群と、から構成され、
隣り合う前記組と前記組との間隔が、それぞれ略等間隔である、前記（９）から（１２）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（１４）前記２本の垂直信号線のうち、一方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域のうちの一方の前記カラム領域と接続されるとともに、他方の前記垂直信号線が、前記２つのカラム領域に電源を供給する電流源を介して配された他方の前記カラム領域と接続され、
前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、前記（９）から（１３）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（１５）複数個の電流源を更に備え、
前記複数個の電流源のそれぞれが、２つの前記カラム領域の間に１つずつ設けられ、
前記複数個の電流源のうち、少なくとも１つの電流源に向かって前記複数の垂直信号線のそれぞれの隣り合う間隔が等間隔となるように、前記複数の垂直信号線が配線され、
前記空き領域が二等辺三角形であって、前記２本の垂直信号線のそれぞれが前記二等辺三角形における２つの等辺のそれぞれに沿うように配される、前記（９）から（１４）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（１６）固体撮像装置が搭載され、
前記固体撮像装置が、画素で生成された画素信号をＡＤ（Analog To Digital）変換する少なくとも２つのカラム領域と、
前記画素信号を前記カラム領域に転送するための複数の垂直信号線と、
前記複数の垂直信号線が配線されていない空き領域と、備え、
前記複数の垂直信号線のうち、前記空き領域を挟んで互いに対向する２本の前記垂直信号線が配されており、
前記２本の垂直信号線の長さが、略同一である、電子機器。
【符号の説明】
【０１６８】
１００  固体撮像装置
１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃ  電流源
１９０、１９１、１９２、１９３  カラム領域
ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ３  空き領域
ＶＳＬＢ０、ＶＳＬＢ１、ＶＳＬＢ２、ＶＳＬＢ３、ＶＳＬＢ４  垂直信号線
ＶＳＬＢ５、ＶＳＬＢ６、ＶＳＬＢ９  垂直信号線
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ１０  ＣｕＣｕコネクション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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