【手続補正書】
【提出日】令和3年7月16日(2021.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された対数圧縮変換部と、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、
前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、前記対数圧縮変換部が対数圧縮によって前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、
前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、
前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記対数圧縮変換部は、前記入力ノードに接続されたダイオードを有し、
前記第１の電圧は、動作点がサブスレショルド領域に設定された前記ダイオードに前記電流が流れることにより変化する前記入力ノードの電圧に相当する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記ダイオードは、ｐｎ接合ダイオードである
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記ダイオードは、ＭＯＳトランジスタのゲートとドレインとを短絡したＭＯＳダイオードである
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記対数圧縮変換部は、前記ダイオードと前記入力ノードとの間に設けられたスイッチを更に有する
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記対数圧縮変換部は、前記入力ノードに接続されたＭＯＳトランジスタを有し、
前記第１の電圧は、動作点がサブスレショルド領域に設定された前記ＭＯＳトランジスタに前記電流が流れることにより変化する前記入力ノードの電圧に相当する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記ＭＯＳトランジスタは、前記入力ノードをリセットするためのリセットトランジスタである
ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記電荷電圧変換部は、前記入力ノードに結合された容量成分である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記ダイオードは、前記入力ノードに接続された第１のノードと、前記光電変換部に供給される第２の電源電圧とは異なる第１の電源電圧が供給される第２のノードと、を有する
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
第１の電源電圧が供給され、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された第１のノード及び前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧が供給される第２のノードを有するダイオードと、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、
前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、前記ダイオードを介して流れる前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、
前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、
前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の電圧は、動作点がサブスレショルド領域に設定された前記ダイオードに前記電流が流れることにより変化する前記入力ノードの電圧に相当する
ことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
第１の電源電圧が供給され、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された第１のノード及び前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧が供給される第２のノードを有するトランジスタと、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、
前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、サブスレショルド領域において前記トランジスタを介して流れる前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、
前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、
前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１３】
前記トランジスタは、前記入力ノードをリセットする機能を備える
ことを特徴とする請求項１２記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の信号及び前記第２の信号の各々に対して所定の信号処理を実施する信号処理部を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記信号処理部は、
前記第２の電圧が所定の電荷量に応じた所定値を超えていない場合には、前記第２の信号を出力し、
前記第２の電圧が前記所定値を超えている場合には、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成して出力する
ことを特徴とする請求項１４記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
光電変換により電荷を生成する光電変換部と、入力ノードを備える増幅部とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を対数圧縮によって前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧を第１の電圧とし、
前記光電変換部から前記入力ノードに電荷を転送し、
前記入力ノードに転送された前記電荷を対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧を第２の電圧とし、
前記増幅部が、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記入力ノードに接続されるダイオードによって前記対数圧縮が行われ、
前記ダイオードの閾値電圧に応じて定められる第３の電圧に前記入力ノードを設定したときの前記増幅部の出力を、前記第１の信号に対する基準信号として取得する
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記ダイオードを前記閾値電圧よりも高い動作点に設定する第４の電圧に前記入力ノードを設定した後、前記入力ノードの電荷を排出して前記ダイオードをオフにすることにより、前記入力ノードを前記第３の電圧に設定する
ことを特徴とする請求項１７記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記入力ノードに接続されたＭＯＳトランジスタによって前記対数圧縮が行われ、
前記ＭＯＳトランジスタをサブスレショルド領域で動作したときに前記ＭＯＳトランジスタの閾値電圧に応じて定められる第３の電圧に前記入力ノードを設定したときの前記増幅部の出力を、前記第１の信号に対する基準信号として取得する
ことを特徴とする請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記ＭＯＳトランジスタは、前記入力ノードに接続されたソースと、所定の電圧が供給されるドレインと、動作を制御する制御信号が供給されるゲートとを含み、
前記ドレインに第４の電圧を供給した状態で前記ＭＯＳトランジスタをオンにして前記入力ノードを前記第４の電圧に設定した後、前記ゲートに前記ＭＯＳトランジスタを前記サブスレショルド領域で動作する制御信号を供給した状態で、前記ドレインに供給する電圧を前記第４の電圧から前記第４の電圧よりも高い第５の電圧に切り替えて前記入力ノードの電荷を排出し、前記ＭＯＳトランジスタをオフにすることにより、前記入力ノードを前記第３の電圧に設定する
ことを特徴とする請求項１９記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２１】
前記入力ノードを所定のリセット電圧に設定したときの前記増幅部の出力を、前記第２の信号に対する基準信号として取得する
ことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項２２】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項２３】
前記信号処理部は、
前記第２の電圧が所定の電荷量に応じた所定値を超えていない場合には、前記第２の信号を出力し、
前記第２の電圧が前記所定値を超えている場合には、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成して出力する
ことを特徴とする請求項２２記載の撮像システム。
【請求項２４】
移動体であって、
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一観点によれば、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された対数圧縮変換部と、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、前記対数圧縮変換部が対数圧縮によって前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する固体撮像装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、第１の電源電圧が供給され、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された第１のノード及び前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧が供給される第２のノードを有するダイオードと、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、前記ダイオードを介して流れる前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する固体撮像装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、第１の電源電圧が供給され、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部に接続された転送部と、前記転送部に接続された入力ノードを備える増幅部と、前記入力ノードに接続された第１のノード及び前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧が供給される第２のノードを有するトランジスタと、前記入力ノードに接続された電荷電圧変換部とを有し、前記転送部が非導通の状態において前記光電変換部から前記入力ノードに溢れ出る電荷によって生じる電流を、サブスレショルド領域において前記トランジスタを介して流れる前記電流に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第１の電圧となり、前記転送部が導通することによって前記光電変換部から前記入力ノードに転送される電荷を、前記電荷電圧変換部が前記電荷に対応する電圧に変換することによって、前記入力ノードの電圧が第２の電圧となり、前記増幅部は、前記第１の電圧に基づく第１の信号と、前記第２の電圧に基づく第２の信号とを出力する固体撮像装置が提供される。