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撮像装置

国内特許コード P170013766
整理番号 (S2013-0793-N0)
掲載日 2017年3月15日
出願番号 特願2015-508483
出願日 平成26年3月24日(2014.3.24)
国際出願番号 JP2014058086
国際公開番号 WO2014157086
国際出願日 平成26年3月24日(2014.3.24)
国際公開日 平成26年10月2日(2014.10.2)
優先権データ
  • 特願2013-062917 (2013.3.25) JP
発明者
  • 香川 景一郎
  • 川人 祥二
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 撮像装置
発明の概要 この撮像装置1は、複数の画素回路3と画素アンプ5と制御回路7とを備え、画素回路3は、受光部13と、電荷排出部15と、電荷排出部15の端部側に設けられた一時蓄積部15aと、一時蓄積部15aを囲むように配置された複数の転送ゲート17と、一時蓄積部15aにおいて転送ゲート17を挟んで設けられた複数の電荷検出部19とを有し、画素アンプ5は、複数の電荷検出部19に対応して設けられたゲインアンプ25及びサンプルホールド回路27を含み、制御回路7は、画素回路3におけるリセット動作、電荷蓄積動作、及び電荷読み出し動作をパイプライン処理で実行するように制御すると同時に、ゲインアンプ25及びサンプルホールド回路27における増幅動作、サンプルホールド動作、外部への信号読み出し動作をパイプライン処理で実行するように制御する。
従来技術、競合技術の概要


近年、分子イメージングの分野において、分子の大きさ及び数をごく微量のサンプルで高感度に計測可能な手法として、蛍光相関分光法(FCS:Fluorescence Correlation Spectroscopy)が知られている。この方法は、共焦点顕微鏡と同様の構成を用いることで、サブフェムトリットルの極微小体積内に出入りするわずかな分子の数を、蛍光強度の時間的な揺らぎから計測する方法である。分子は液体中でブラウン運動をしているため、蛍光強度は時間的にランダムに変化する。蛍光強度の時間変化の自己相関又は相互相関を計算することで、分子の数と大きさを定量的に計測できるため、分析装置の小型化に有効である。また、FCSにより細胞内の分子移動を分子レベルで追うことができるため、細胞機能解明のツールとしても有望視されている(例えば、下記特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、観察対象物のイメージングを行うための撮像装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光を電荷に変換する複数の画素回路と、
前記複数の画素回路のそれぞれに接続された複数の信号処理回路と、
前記画素回路と前記信号処理回路の動作を制御する制御回路とを備え、
前記画素回路は、
光を電荷に変換する受光部と、前記受光部の中心部から端部にかけて形成された長手状の電荷排出部と、前記電荷排出部の前記端部側に設けられた一時蓄積部と、前記一時蓄積部を囲むように配置された複数の転送ゲートと、前記一時蓄積部において前記複数の転送ゲートのそれぞれを挟んで設けられた複数の電荷検出部とを有し、
前記複数の信号処理回路は、それぞれ、前記複数の電荷検出部のそれぞれに対応して設けられた複数の読み出し回路を有し、
前記読み出し回路のそれぞれは、前記電荷検出部からの電圧信号をインピーダンス変換して読み出すソースフォロアアンプと、前記電圧信号からリセットノイズを除去して増幅するゲインアンプと、前記ゲインアンプの出力する電圧信号を並列に受ける複数のサンプルホールド回路とを含み、
前記制御回路は、前記画素回路におけるリセット動作、電荷蓄積動作、及び電荷読み出し動作を前記複数の電荷検出部に対応してパイプライン処理で実行するように制御すると同時に、前記信号処理回路の前記複数の読み出し回路における増幅動作、サンプルホールド動作、外部への信号読み出し動作をパイプライン処理で実行するように制御する、
ことを特徴とする撮像装置。

【請求項2】
前記電荷排出部は、前記受光部の前記中心部から前記端部に向けて幅が広くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。

【請求項3】
前記画素回路は、3つの転送ゲートと3つの電荷検出部とを有する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。

【請求項4】
前記ゲインアンプは、より大きいゲインを有する第1の増幅器と、より小さいゲインを有する第2の増幅器とを有する、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の撮像装置。

【請求項5】
前記制御回路は、前記読み出し回路のそれぞれにおけるサンプルホールド動作及び前記信号読み出し動作においては、前記複数のサンプルホールド回路を順次用いて実行させるように制御する、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の撮像装置。

【請求項6】
前記制御回路は、前記複数の信号処理回路に対して、前記複数の画素回路の全てから同時に信号読み出し動作を実行させるように制御する、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の撮像装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015508483thum.jpg
出願権利状態 公開
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