JP2001177084A - Solid state imaging element - Google Patents

Solid state imaging element

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JP2001177084A
JP2001177084A JP35441599A JP35441599A JP2001177084A JP 2001177084 A JP2001177084 A JP 2001177084A JP 35441599 A JP35441599 A JP 35441599A JP 35441599 A JP35441599 A JP 35441599A JP 2001177084 A JP2001177084 A JP 2001177084A
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JP
Japan
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pixel
output
switch
capacitor
reset
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Application number
JP35441599A
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Japanese (ja)
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Isao Takayanagi
功 高柳
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to US10/818,579 priority patent/US6995797B2/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/65Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state imaging element in which low noise and high image quality can be realized by suppressing reset noise produced in the reset operation of pixel without deviating significantly from a general purpose CMOS process. SOLUTION: Each solid state imaging element comprises a photodiode, a field effect transistor having a gate electrode connected with the output of the photodiode, a first feedback circuit connecting the gate electrode and the drain electrode of the field effect transistor and inserted in series with a first switch means, a second feedback circuit connecting the gate electrode and the drain electrode of the field effect transistor and inserted in series with a second switch means and a first capacitor, and a second capacitor having one end connected between the first capacitor and the second switch and the other end of fixed potential.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子に係
り、特には、高画質を実現可能な低ノイズ増幅型CMO
Sイメージセンサによる固体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly, to a low noise amplification type CMO capable of realizing high image quality.
The present invention relates to a solid-state imaging device using an S image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より固体撮像素子として、画素内で
光電変換された電荷信号を増幅する機能を設けることに
より、イメージセンサとしての特性を向上させる発明が
なされ、実用化されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, a solid-state imaging device has been provided with a function of amplifying a charge signal photoelectrically converted in a pixel, thereby improving the characteristics of an image sensor, and has been put to practical use.

【0003】このように、光電変換された信号を増幅す
る機能を有する画素として、例えば、IEEE Jou
rnal of S0lid−State Circu
its,vol.SC−4,no.6(1969)“P
hotosensitivity and Scann
ing of Silicon Image Dete
ctor Arrays”や特開昭50−134393
号公報に開示されているように、画素にMOS型電界効
果トランジスタで構成した信号増幅回路を設ける方法が
提案されている。
As a pixel having a function of amplifying a photoelectrically converted signal as described above, for example, IEEE Jou
rnal of S0lid-State Circuit
its, vol. SC-4, no. 6 (1969) "P
photosensitivity and Scann
ing of Silicon Image Dete
ct Arrays ”and Japanese Patent Laid-Open No. 50-134393.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication, a method has been proposed in which a pixel is provided with a signal amplifier circuit formed of a MOS field effect transistor.

【0004】MOS型電界効果トランジスタで画素を構
成したMOSイメージセンサは、汎用CMOSに近いプ
ロセスで製造することができるため、製造が容易である
と共に、駆動パルスが通常のCMOSクロックですみか
つ単一電源で動作するため電源が簡単であり、しかも、
CMOSデジタル回路やアナログ回路を同一チップ内に
集積化するのが容易である。
A MOS image sensor in which a pixel is constituted by a MOS field effect transistor can be manufactured by a process close to a general-purpose CMOS, so that it is easy to manufacture and requires only a normal CMOS clock for a drive pulse and a single drive. Powered by a power supply, the power supply is simple, and
It is easy to integrate CMOS digital circuits and analog circuits on the same chip.

【0005】このようなMOSイメージセンサは、多機
能なイメージセンサを構成できる点など、CCDイメー
ジセンサと比べていくつかの優れた特長を有しているこ
とにより、近年では、主に、低消費電力および小型化が
必須な携帯型の撮像装置などに組み込むイメージセンサ
として注目されている。
In recent years, such a MOS image sensor has several advantages over a CCD image sensor, such as being capable of forming a multifunctional image sensor. It is drawing attention as an image sensor to be incorporated in a portable imaging device or the like that requires power and miniaturization.

【0006】図5は、MOS型電界効果トランジスタで
構成した従来の増幅型画素を示している。
FIG. 5 shows a conventional amplification type pixel constituted by a MOS type field effect transistor.

【0007】まず、この図5を用いて従来のMOS型電
界効果トランジスタで構成した増幅型画素について説明
する。
First, an amplifying pixel constituted by a conventional MOS field effect transistor will be described with reference to FIG.

【0008】図5は、単位画素の構成について、等価回
路を用いて表したものである。
FIG. 5 shows the configuration of a unit pixel using an equivalent circuit.

【0009】この図5において、参照符号10−1は、
照射された光により電荷を生成するフォトダイオードで
ある。
In FIG. 5, reference numeral 10-1 is:
It is a photodiode that generates electric charges by irradiating light.

【0010】また、参照符号10−2は、前記フォトダ
イオード10−1のN側電極10−3とリセット電圧
(源)VRSの電圧配線10−4とを接続するリセット
用MOS型電界効果トランジスタである。
Reference numeral 10-2 denotes a reset MOS field-effect transistor for connecting the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1 to the voltage wiring 10-4 of the reset voltage (source) VRS. is there.

【0011】また、参照符号10−5は、前記フォトダ
イオード10−1のN側電極10−3にそのゲート電極
が接続され、そのドレイン電極側が電圧電源VDの電圧
配線10−6に接続された増幅用MOS型電界効果卜ラ
ンジスタである。
Reference numeral 10-5 indicates that the gate electrode is connected to the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1, and the drain electrode side is connected to the voltage wiring 10-6 of the voltage power supply VD. This is an amplification type MOS field effect transistor.

【0012】そして、参照符号10−7は、そのドレイ
ン電極が前記増幅用MOS型電界効果トランジスタ10
−5のソース電極に接続されるともに、そのソース電極
が信号出力配線10−8に接続される画素選択用MOS
型電界効果トランジスタである。
Reference numeral 10-7 indicates that the drain electrode of the amplifying MOS field effect transistor 10
-5, which is connected to a source electrode of a pixel selection MOS transistor, the source electrode of which is connected to the signal output wiring 10-8
Type field effect transistor.

【0013】この信号出力配線10−8は、その出力端
で負荷回路10−9を介して接地されることにより、等
価的に前記増幅用MOS型電界効果トランジスタ10−
5と負荷回路10−9とで構成されるソースフォロワ回
路を介して、前記フォトダイオード10−1のN側電極
10−3の電圧(VPIX)に依存した信号電圧を出力
するものである。
The signal output wiring 10-8 is equivalently grounded at its output end via a load circuit 10-9, so that it is equivalent to the amplifying MOS field effect transistor 10-.
A signal voltage dependent on the voltage (VPIX) of the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1 is output via a source follower circuit composed of a load circuit 5 and a load circuit 10-9.

【0014】次に、図5に示された画素の動作について
説明する。
Next, the operation of the pixel shown in FIG. 5 will be described.

【0015】図6は、従来の画素の動作を説明するタイ
ミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of a conventional pixel.

【0016】この図6において、ΦRSは、前記リセッ
ト用MOS型電界効果トランジスタ10−2のゲート電
極に入力するパルスを示している。
In FIG. 6, ΦRS indicates a pulse inputted to the gate electrode of the reset MOS field effect transistor 10-2.

【0017】また、ΦRDは、前記画素選択用MOS型
電界効果トランジスタ10−7のゲート電極に入力する
パルスを示している。
ΦRD indicates a pulse inputted to the gate electrode of the MOS field effect transistor 10-7 for pixel selection.

【0018】また、VPIXは、前記フォトダイオード
10−1のN側電極10−3の電位変化を示している。
VPIX indicates a potential change of the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1.

【0019】まず、刻t0でΦRSがHとなり、フォト
ダイオード10−2のN側電極10−3の電位VPIX
はリセット電圧VRSに設定される。
First, at time t0, ΦRS becomes H, and the potential VPIX of the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-2.
Are set to the reset voltage VRS.

【0020】次いで、時刻t1でリセット用MOSトラ
ンジスタ10−2がオフし、フォトダイオードのN側電
極10−3がフローティング状態となる。
Next, at time t1, the reset MOS transistor 10-2 turns off, and the N-side electrode 10-3 of the photodiode enters a floating state.

【0021】画素に光が入射されるとフォトダイオード
10−1には光生成電流が流れ、フォトダイオード10
−1のN側電極10−3に光生成された電子の電荷が蓄
積されることにより、その電位VPIXは徐々に低下す
る。
When light enters the pixel, a light-generating current flows through the photodiode 10-1 and the photodiode 10-1
As the charge of the photo-generated electrons is accumulated in the -1 N-side electrode 10-3, the potential VPIX gradually decreases.

【0022】次いで、時刻t2で画素選択用MOS型電
界効果トランジスタ10−7がオンすると、時刻t2に
おけるフォトダイオード10−1のN側電極10−3の
電位VPIXに応じた電圧出力が信号出力配線10−8
に出力される。
Next, when the pixel selecting MOS field effect transistor 10-7 is turned on at time t2, a voltage output corresponding to the potential VPIX of the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1 at time t2 is output to the signal output wiring. 10-8
Is output to

【0023】ここで、VPIXは、フォトダイオード1
0−1のN側電極10−3に蓄積された電荷量に依存す
るため、信号出力配線10−8の出力をモニタすること
により、蓄積電荷量が見積もられ、結局、入射光量を検
出することが可能となる。
Here, VPIX is the photodiode 1
Since it depends on the amount of charge stored in the 0-side N-side electrode 10-3, the amount of stored charge is estimated by monitoring the output of the signal output wiring 10-8, and eventually the amount of incident light is detected. It becomes possible.

【0024】ところで、このように画素毎に信号の増幅
機能を持たせる場合、考慮しなければならないのは、出
力にオフセットばらつきによるノイズが発生して出力画
像の画質を著しく劣化させてしまうことを避ける必要が
あるということである。
By the way, when providing a signal amplification function for each pixel as described above, it is necessary to consider that noise due to offset variation occurs in the output and the image quality of the output image is significantly deteriorated. It is necessary to avoid.

【0025】このようなノイズは、画素位置に固定した
ノイズとなり、固定パターンノイズ(以下FPNと略
す)と呼ばれているものである。
Such noise becomes noise fixed at the pixel position and is called fixed pattern noise (hereinafter abbreviated as FPN).

【0026】このFPNの発生を抑圧する一般的な方法
としては、例えば、特開昭56−46374号公報に開
示されているものがある。
A general method for suppressing the generation of the FPN is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-46374.

【0027】また、増幅型撮像素子に応用したFPNの
発生を抑圧する例としては、特公平08−004127
号公報に開示されているものがある。
As an example of suppressing the occurrence of FPN applied to an amplification type imaging device, Japanese Patent Publication No. 08-004127
Is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-205,878.

【0028】以下、これらのFPNキャンセル方法につ
いて説明する。
Hereinafter, these FPN canceling methods will be described.

【0029】図7は、FPNをキャンセルする読み出し
回路を具備した撮像装置の構成を簡単に示したものであ
る。
FIG. 7 schematically shows the configuration of an image pickup apparatus having a readout circuit for canceling FPN.

【0030】この図7において、参照符号12−1は、
複数の画素12−2を2次元的に、例えば、マトリック
ス状に配列して構成した画素アレイ部である。
In FIG. 7, reference numeral 12-1 is
This is a pixel array section in which a plurality of pixels 12-2 are arranged two-dimensionally, for example, in a matrix.

【0031】また、参照符号12−3は、画素アレイ部
12−2の行を選択する垂直走査回路である。
Reference numeral 12-3 denotes a vertical scanning circuit for selecting a row of the pixel array section 12-2.

【0032】また、参照符号12−4は、画素アレイ部
12−2の出力列を選択する水平走査回路である。
Reference numeral 12-4 denotes a horizontal scanning circuit for selecting an output column of the pixel array section 12-2.

【0033】そして、画素12−2の選択パルス入力端
子およびリセットパルス入力端子は、それぞれ水平選択
線12−5および行リセット線12−6に接続され、前
記垂直走査回路12−3によって出力される走査信号に
よリコントロールされる。
The selection pulse input terminal and the reset pulse input terminal of the pixel 12-2 are connected to a horizontal selection line 12-5 and a row reset line 12-6, respectively, and output by the vertical scanning circuit 12-3. Controlled by the scanning signal.

【0034】また、画素12−2の信号出力端子は信号
出力線12−7に接続され、この信号出力線12−7に
出力された信号は列並列に設けられたFPNキャンセル
部12−18に入力される。
The signal output terminal of the pixel 12-2 is connected to a signal output line 12-7, and the signal output to the signal output line 12-7 is sent to an FPN canceling unit 12-18 provided in column parallel. Is entered.

【0035】このFPNキャンセル回路12−18は、
スイッチ12−9と容量12−11およびスイッチ12
−10と容量12−12とで構成される二つのサンプル
ホールド回路により構成される。
This FPN cancel circuit 12-18 is
Switch 12-9, capacitor 12-11 and switch 12
-10 and a capacitor 12-12.

【0036】前記容量12−11は、水平選択スイッチ
12−13を介して第1のビデオ信号線12−15に接
続されているとともに、前記容量12−12は、水平選
択スイッチ12−14を介して第2のビデオ信号線12
−16に接続されている。
The capacitor 12-11 is connected to a first video signal line 12-15 via a horizontal selection switch 12-13, and the capacitor 12-12 is connected via a horizontal selection switch 12-14. And the second video signal line 12
-16.

【0037】これらの第1のビデオ出力線12−15と
第2のビデオ出力線12−16とは、それぞれ、差動増
幅器(アンプ)12−17の正入力端子および負入力端
子とに接続されている。
The first video output line 12-15 and the second video output line 12-16 are connected to a positive input terminal and a negative input terminal of a differential amplifier (amplifier) 12-17, respectively. ing.

【0038】そして、この差動アンプ12−17は、前
記正入力端子および負入力端子とにそれぞれ入力され、
両信号の差分を出力する。
The differential amplifier 12-17 is input to the positive input terminal and the negative input terminal, respectively.
The difference between the two signals is output.

【0039】図8は、以上のように構成されるFPNキ
ャンセル読み出し回路を具備した撮像装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the image pickup apparatus having the FPN cancel readout circuit configured as described above.

【0040】次いで、この図8に示したチャートタイミ
ングに基づき、FPNキャンセル動作について説明す
る。
Next, the FPN cancel operation will be described based on the chart timing shown in FIG.

【0041】まず、水平ブランキング期間内の時刻t0
において、垂直走査回路12−3から行選択パルスΦR
D−1が出力され、第1行の画素12−1が選択され
る。
First, at time t0 in the horizontal blanking period,
, The row selection pulse ΦR from the vertical scanning circuit 12-3.
D-1 is output, and the pixels 12-1 in the first row are selected.

【0042】次に、時刻t1において、サンプルホール
ドパルスΦSH1がHとなり、光電荷蓄積後の画素12
−1の出力電圧が容量12−11に記憶される。
Next, at time t1, the sample-and-hold pulse ΦSH1 becomes H, and the pixel 12
The output voltage of -1 is stored in the capacitor 12-11.

【0043】次に、時刻t2で画素12−1をリセット
した後、時刻t3でサンプルホールドパルスΦSH2を
Hにして画素リセット後の出力すなわちオフセット出力
電圧を容量12−12に記憶する。
Next, after resetting the pixel 12-1 at time t2, the sample hold pulse ΦSH2 is set to H at time t3, and the output after the pixel reset, that is, the offset output voltage is stored in the capacitor 12-12.

【0044】その後、時刻t4において、水平走査期間
内に、水平走査回路12−4から水平選択パルスΦH−
Jが出力され、水平選択スイッチ12−13および水平
選択スイッチ12−14を介して、容量12−11に記
憶された信号が第1のビデオ信号線12−15に出力さ
れるとともに、容量12−12に記憶された信号が第2
のビデオ信号線12−16に出力される。
Thereafter, at time t4, within the horizontal scanning period, the horizontal selection pulse ΦH-
J is output, and the signal stored in the capacitor 12-11 is output to the first video signal line 12-15 via the horizontal selection switch 12-13 and the horizontal selection switch 12-14. 12 is the second signal
To the video signal line 12-16.

【0045】そして、差動アンプ12−17は、前記正
入力端子および負入力端子とにそれぞれ入力される第1
のビデオ信号線12−15および第2のビデオ信号線1
2−16からの両信号の差分を出力する。
The differential amplifier 12-17 has a first input terminal and a first input terminal, which are input to the negative input terminal, respectively.
Video signal line 12-15 and second video signal line 1
The difference between the two signals from 2-16 is output.

【0046】このように構成することにより、画素及び
選択スイッチの特性ばらつきなどにより生ずるFPNを
抑圧することが可能となる。
With this configuration, it is possible to suppress FPN caused by variations in characteristics of pixels and selection switches.

【0047】[0047]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなFPNを改善した読み出しを行う固体撮像装置
においても、さらにランダムなノイズが残存しているこ
とによる問題がある。
However, even in the solid-state imaging device which performs the readout with the improved FPN as described above, there is a problem due to the remaining random noise.

【0048】このランダムなノイズの主因として、画素
のフォトダイオード部をリセットする際に生じる熱雑音
が最も大きな影響を与えているものである。
As a main cause of the random noise, thermal noise generated when the photodiode section of the pixel is reset has the greatest influence.

【0049】具体的には、図5において、フォトダイオ
ード10−1をリセットする際に、リセット用MOS型
電界効果トランジスタ10−2がオフした瞬間に、前記
フォトダイオード10−1のN側電極10−3の電圧が
揺らぐことに原因がある。
More specifically, in FIG. 5, when the photodiode 10-1 is reset, at the moment when the reset MOS field effect transistor 10-2 is turned off, the N-side electrode 10 of the photodiode 10-1 is turned off. The cause is that the voltage of −3 fluctuates.

【0050】ここで、フォトダイオード10−1のN側
電極10−3は、読み出し用としての増幅用MOS型電
界効果卜ランジスタ10−5のゲート電極に接続されて
いるので、読み出し用としての増幅用型電界効果MOS
トランジスタ10−5のゲート電極の電圧が揺らぐこと
により、出力にオフセット揺らぎが生じ、出力画像の画
質を著しく劣化させてしまうという問題がある。
Here, the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1 is connected to the gate electrode of the amplifying MOS field effect transistor 10-5 for reading, so that the amplifying for reading is performed. Field effect MOS
When the voltage of the gate electrode of the transistor 10-5 fluctuates, offset fluctuation occurs in the output, which causes a problem that the image quality of the output image is significantly deteriorated.

【0051】そして、前記フォトダイオード10−1の
N側電極10−3の電圧揺らぎの標準偏差は、(kT/
C)1/2 となる。
The standard deviation of the voltage fluctuation of the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1 is (kT /
C) It becomes 1/2 .

【0052】ここで、kはボルツマン定数、Tは絶対温
度、Cはフォトダイオード10−1のN側電極10−3
に等価的に存在する接地に対する全容量和である。
Here, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, C is the N-side electrode 10-3 of the photodiode 10-1.
Is the sum of the total capacitance with respect to the ground which is equivalent to

【0053】この電圧揺らぎは、リセット動作ごとラン
ダムに発生するため、図7および図8に示したような2
回のリセット動作の差分をとることにより、FPNを抑
圧する動作においてはさらに21/2 倍され、実際には
(2kT/C)1/2 だけのノイズがビデオ出力に混入す
ることになる。
Since this voltage fluctuation occurs randomly every reset operation, the voltage fluctuation shown in FIG. 7 and FIG.
By calculating the difference between the two reset operations, the operation of suppressing the FPN is further multiplied by 21/2 , and in actuality, noise of (2kT / C) 1/2 is mixed into the video output.

【0054】一般的に、このノイズはリセットノイズ、
ないしはkTCノイズと称されている。
Generally, this noise is reset noise,
Or kTC noise.

【0055】このようなリセットノイズを抑圧ないしは
発生しないように改善するため、例えば、画素のフォト
ダイオード部をCCD素子で構成し、リセット後には電
荷を電荷蓄積部に電荷が存在しないように、すなわち、
CCDのように完全に電荷を転送する方法も考えられ
る。
In order to improve such reset noise so as not to be suppressed or generated, for example, the photodiode section of the pixel is constituted by a CCD element, and after reset, the charge is stored in the charge storage section so that no charge exists in the charge storage section. ,
A method of completely transferring charges like a CCD is also conceivable.

【0056】ところで、従来の増幅型CMOS画素で
は、フォトダイオードをリセットする場合に生じるリセ
ットノイズにより、良好な感度を得ることができず、高
画質用途に向かないという問題があった。
However, the conventional amplification type CMOS pixel has a problem in that good sensitivity cannot be obtained due to reset noise generated when the photodiode is reset, and it is not suitable for high image quality applications.

【0057】例えば、Cの値が10fFの画素の場合、
室温での前記リセットノイズの値を等価入力電荷数で表
すと約60e- となり、通常のCCDのノイズと比べて
数倍大きい値となり、これでは高画質が得られないとい
う問題がある。
For example, when the value of C is a pixel of 10 fF,
The value of the reset noise at room temperature is approximately 60 e− in terms of the number of equivalent input charges, which is several times larger than the noise of a normal CCD, and there is a problem that high image quality cannot be obtained.

【0058】また、フォトダイオードをCCD構成で実
現しようとする場合、フォトダイオードを構成するMO
Sキャパシタのゲート電極を光が入射可能となるように
透明化したり、転送ゲートを設けるなどの構成が必要が
あり、汎用のCMOSプロセスから大きく変わるため、
本来の製造容易性という特長が失われてしまうという問
題がある。
When the photodiode is to be realized in a CCD configuration, the MO constituting the photodiode is required.
It is necessary to make the gate electrode of the S-capacitor transparent so that light can enter and to provide a transfer gate, which greatly changes from a general-purpose CMOS process.
There is a problem that the original feature of ease of manufacture is lost.

【0059】そして、従来の技術では、汎用CMOSプ
ロセスから大きく逸脱することなく、リセットノイズを
抑圧する方法については提案されていない。
In the prior art, no method has been proposed for suppressing reset noise without greatly deviating from a general-purpose CMOS process.

【0060】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、汎用CMOSプロセスから大きく逸脱することな
く、画素のリセット動作で発生するリセットノイズを抑
圧し、従来の増幅型MOS型画素では得られなかった低
ノイズ、高画質を実現可能な画素構造および動作を有す
る固体撮像素子を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and suppresses reset noise generated in a pixel reset operation without largely deviating from a general-purpose CMOS process. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device having a pixel structure and operation capable of realizing low noise and high image quality.

【0061】[0061]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、(1) 複数の画素を有する固体
撮像素子であり、各画素は、フォトダイオードと、上記
フォトダイオードの出力に、ゲート電極が接続された電
界効果トランジスタと、上記電界効果トランジスタのゲ
ート電極とドレイン電極を接続する、途中に第1のスイ
ッチ手段が直列に挿入された第1の帰還回路と、上記電
界効果トランジスタのゲート電極とドレイン電極を接続
する、途中に第2のスイッチ手段と第1の容量とが直列
に挿入された第2の帰還回路と、上記第1の容量と上記
第2のスイッチの中間に一端が接続され、他端の電位が
固定された第2の容量と、を具備することを特徴とする
固体撮像素子が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (1) a solid-state imaging device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a photodiode and an output of the photodiode. A field-effect transistor having a gate electrode connected thereto, a first feedback circuit connecting a gate electrode and a drain electrode of the field-effect transistor, and first switching means inserted in series on the way; A second feedback circuit in which a second switch means and a first capacitor are inserted in series in the middle between the first capacitor and the second switch; A second capacitor having one end connected and a fixed potential at the other end.

【0062】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(2) 上記電界効果トランジスタのドレイ
ン電極に印加されたリセット電位によって上記フォトダ
イオードの出力側電位をリセットする動作において、開
始時に上記第1のスイッチ手段と上記第2のスイッチ手
段とを導通状態にするとともに、終了時に上記第1のス
イッチ手段を先に非導通状態にしてから上記第2のスイ
ッチ手段を非導通状態にする回路手段をさらに具備する
ことを特徴とする(1)記載の固体撮像素子が提供され
る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (2) in the operation of resetting the output-side potential of the photodiode by the reset potential applied to the drain electrode of the field-effect transistor, The first switch means and the second switch means are turned on, and at the end, the first switch means is turned off first, and then the second switch means is turned off. The solid-state imaging device according to (1), further comprising circuit means is provided.

【0063】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、(3) 複数の画素を有する固体撮像素子で
あり、画素からの出力線の途中に直列に挿入された第1
の容量及び第2の容量と、画素からの受光にもとづく出
力を上記第1の容量のみに印加し、画素をリセット後の
出力を上記第1の容量と上記第2の容量との直列接続部
に印加するように、上記出力の印加を切換える切り換え
手段と、を具備することを特徴とする固体撮像素子が提
供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, there is provided (3) a solid-state image pickup device having a plurality of pixels, and a first image pickup device which is inserted in series in the middle of an output line from the pixel.
And a second capacitor, and an output based on light reception from the pixel is applied only to the first capacitor, and the output after resetting the pixel is connected in series with the first and second capacitors. And a switching means for switching the application of the output so as to apply the output to the solid-state imaging device.

【0064】[0064]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0065】まず、本発明の第1の実施の形態について
具体的に説明する。
First, the first embodiment of the present invention will be specifically described.

【0066】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態による固体撮像素子の構成を示したもの
である。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【0067】すなわち、図1に示すように、画素アレイ
2の単位となる画素単位1は、フォトダイオード10
と、このフォトダイオード10のN側電極にそのゲート
電極が接続された所定の第1の導電型でなる読み出し増
幅用MOS型電界効果トランジスタ11と、この読み出
し増幅用MOS型電界効果トランジスタ11と直列に接
続された所定の第1の導電型でなる行選択用MOS型電
界効果トランジスタ12と、前記フォトダイオード10
と前記読み出し増幅用MOS型電界効果トランジスタ1
1のドレイン電極との間に設けられた第1のリセットス
イッチ13と、前記読み出し増幅用MOS型電界効果ト
ランジスタ11のドレイン電極と前記フォトダイオード
10との間に設けられた帰還容量14および第2のリセ
ットスイッチ15と、前記帰還容量14と前記第2のリ
セットスイッチ15との接続点と接地端子間に接続され
た緩衝容量16とによって構成されている。
That is, as shown in FIG. 1, a pixel unit 1 serving as a unit of the pixel array 2 includes a photodiode 10
A read-amplification MOS field-effect transistor 11 of a predetermined first conductivity type having a gate electrode connected to the N-side electrode of the photodiode 10; and a serial connection with the read-amplification MOS field-effect transistor 11. A row-selecting MOS field-effect transistor 12 of a predetermined first conductivity type connected to the photodiode 10;
And the read-out amplification MOS field effect transistor 1
A first reset switch 13 provided between the drain electrode of the first MOS transistor and the feedback capacitor 14 provided between the drain electrode of the MOS field effect transistor for readout amplification 11 and the photodiode 10; , And a buffer capacitor 16 connected between a connection point between the feedback capacitor 14 and the second reset switch 15 and a ground terminal.

【0068】また、図1に示すように、画素アレイ2
は、前記単位画素1を2次元的に、例えば、マトリック
ス状に配列して構成されている。
Also, as shown in FIG.
Is configured by arranging the unit pixels 1 two-dimensionally, for example, in a matrix.

【0069】そして、前記単位画素1の行選択用MOS
型電界効果トランジスタ12のゲート電極は、行選択線
20を介して行ごとに共通に接続されている。
The row selecting MOS of the unit pixel 1
The gate electrodes of the field effect transistors 12 are commonly connected to each other via a row selection line 20.

【0070】また、前記第1のリセットスイッチ13の
制御電極は、第1の水平リセット配線21を介して行ご
とに共通に接続されるとともに、前記第2のリセットス
イッチ15の制御電極は、第2の水平リセット配線22
を介して行ごとに共通に接続されている。
The control electrode of the first reset switch 13 is commonly connected to each row via a first horizontal reset wiring 21, and the control electrode of the second reset switch 15 is 2 horizontal reset wiring 22
Are connected in common for each row.

【0071】また、前記行選択線20と、第1のリセッ
ト配線21と、第2のリセット配線22とは、それぞ
れ、垂直走査回路3に接続されている。
The row selection line 20, the first reset wiring 21, and the second reset wiring 22 are connected to the vertical scanning circuit 3, respectively.

【0072】そして、前記画素単位1の前記読み出し増
幅用MOS型電界効果トランジスタ11のドレイン電極
は、画素ドレイン配線23を介して列ごとに共通に接続
されるとともに、列ごとに独立して定電流源30を介し
てプラス側電源に接続されている。
The drain electrodes of the read-amplifying MOS field effect transistors 11 of the pixel unit 1 are connected in common to each column via a pixel drain wiring 23, and each column has a constant current. The power supply 30 is connected to a positive power supply.

【0073】この定電流源30の両端には、該定電流源
30と並列にスイッチ31が設けられている。
At both ends of the constant current source 30, switches 31 are provided in parallel with the constant current source 30.

【0074】一方、前記行選択用MOS型電界効果トラ
ンジスタ12のソース電極は、画素ソース配線24を介
して列ごとに共通に接続されるとともに、列ごとに独立
して第2の定電流源32を介してマイナス側電源に接続
されている。
On the other hand, the source electrode of the row-selecting MOS field effect transistor 12 is connected in common to each column via a pixel source line 24 and is independently connected to the second constant current source 32 for each column. Connected to the negative power supply.

【0075】この定電流源32の両端には、該定電流源
32と並列にスイッチ33が設けられている。
At both ends of the constant current source 32, switches 33 are provided in parallel with the constant current source 32.

【0076】因みに、本実施の形態では、説明の簡単の
ため、画素アレイ2を構成する画素のうち第I行第J列
の座標の画素のみを記している。
In the present embodiment, for simplicity of description, only the pixels of the coordinates of the I-th row and the J-th column among the pixels constituting the pixel array 2 are described.

【0077】また、各列の画素ソース配線24は、サン
プルホールドスイッチ34を介してサンプルホールド容
量35に接続されている。
The pixel source wiring 24 in each column is connected to a sample / hold capacitor 35 via a sample / hold switch 34.

【0078】このサンブルホールド容量35とビデオ出
力線40との間には、水平選択スイッチ36が設けられ
ている。
A horizontal selection switch 36 is provided between the sample hold capacitor 35 and the video output line 40.

【0079】そして、この水平選択スイッチ36の制御
端子は、水平走査回路4に接続されている。
The control terminal of the horizontal selection switch 36 is connected to the horizontal scanning circuit 4.

【0080】図2は、このように構成された撮像素子の
動作を説明するために示したタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart shown for explaining the operation of the image pickup device thus configured.

【0081】次に、図2に示したタイミンダチャート基
づいて、以上のように構成された撮像素子の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the image pickup device having the above configuration will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

【0082】図2において、ΦRD−Iは、第I行目の
画素の行選択線20に出力されるパルスであり、ΦRS
1−Iは、第I行目の画素の第1のリセット配線21に
出力されるパルスであり、ΦRS2−Iは、第I行目の
画素の第2のリセット配線22に出力されるパルスであ
り、ΦDSWは、画素ドレイン配線側スイッチ31の制
御電極に入力されるパルスであり、ΦSSWは、画素ソ
ース配線側スイッチ33の制御電極に入力されるパルス
であり、ΦSHは、サンプルホールドスイッチ34の制
御端子に入力されるパルスであり、ΦHーJは、第J列
目の水平選択スイッチ36の制御端子に入力される水平
選択パルスである。
In FIG. 2, ΦRD-I is a pulse output to the row selection line 20 of the pixel on the I-th row.
1-I is a pulse output to the first reset wiring 21 of the pixel on the I-th row, and ΦRS2-I is a pulse output to the second reset wiring 22 of the pixel on the I-th row. ΦDSW is a pulse input to the control electrode of the switch 31 on the pixel drain wiring side, ΦSSW is a pulse input to the control electrode of the switch 33 on the pixel source wiring side, and ΦSH is a pulse of the sample hold switch 34. ΦH-J is a horizontal selection pulse input to the control terminal of the horizontal selection switch 36 in the J-th column.

【0083】また、図2において、VPIXは、第I行
第J列に位置する画素の読み出し増幅用MOS型電界効
果トランジスタ11のゲート電極の電位であり、VDP
IXは、第J列の画素ドレイン配線の電位であり、VS
PIXは、第J列目の画素ソース配線の電位である。
In FIG. 2, VPIX is the potential of the gate electrode of the read-out amplification MOS field effect transistor 11 of the pixel located at the I-th row and the J-th column, and VDP
IX is the potential of the pixel drain wiring in the J-th column, VS
PIX is the potential of the pixel source wiring in the J-th column.

【0084】なお、説明の簡単のため、上述した各スイ
ッチは、それらの各制御端子の入力がハイレベル(H)
のときに導通し、ローレベル(L)のときに非導通とな
るものとしている。
For the sake of simplicity, each of the above-mentioned switches has a high-level (H) input at its control terminal.
At the low level (L) and non-conductive at the low level (L).

【0085】また、各スイッチは理想的なスイッチであ
り、スイッチング動作にともなうフィードスルー電荷の
注入や制御パルスとの寄生容量による影響は無視できる
ものとして図示している。
Each switch is an ideal switch, and the effects of the injection of feed-through charge and the parasitic capacitance with the control pulse accompanying the switching operation are shown as being negligible.

【0086】まず、水平ブランキング期間の時刻t0に
おいて、ΦRD−IがHとなり、第I行目の画素の行選
択用MOS型電界効果トランジスタ12がオンする。
First, at time t0 in the horizontal blanking period, ΦRD-I becomes H, and the row-selecting MOS field effect transistor 12 of the pixel on the I-th row is turned on.

【0087】このとき、ΦSSWがLで、ΦDSWがH
のため、画素1の読み出し増幅用MOS型電界効果トラ
ンジスタ11とソース側定電流源32とによりソースフ
ォロワ回路が構成され、画素ソース配線24にはVPI
Xの電位に比例した電圧がフォロワ出力される。
At this time, ΦSSW is L and ΦDSW is H
Therefore, a source follower circuit is configured by the read-out amplification MOS field effect transistor 11 of the pixel 1 and the source side constant current source 32, and the VPI
A voltage proportional to the potential of X is output as a follower output.

【0088】次いで、時刻t1でΦSHがHとなり、画
素ソース配線24に出力されたフオロワー出力が、サン
プルホールド容量35に記憶される。
Next, at time t1, ΦSH becomes H, and the follower output output to the pixel source wiring 24 is stored in the sample hold capacitor 35.

【0089】時刻t2でΦSSWがHとなりΦDSWが
Lになると、今度はドレイン側定電流源30と画素1の
読み出し増幅用MOS型電界効果トランジスタ11と
は、インバータ回路を構成する。
When ΦSSW becomes H and ΦDSW becomes L at time t2, the drain-side constant current source 30 and the read-amplification MOS field effect transistor 11 of the pixel 1 constitute an inverter circuit.

【0090】この状態において、時刻t3でΦRS1−
IとΦRS2−IとがともにHになり、第1のリセット
スイッチ13と第2のリセットスイッチ15とがオンす
ると、インバータ回路の入力端と出力端とがショートす
ることになり、読み出し増幅用MOS型電界効果トラン
ジスタ11のゲート電極の電位VPIXは、所定の電圧
VRSにリセットされる。
In this state, at time t3, ΦRS1-
When both I and ΦRS2-I become H and the first reset switch 13 and the second reset switch 15 are turned on, the input terminal and the output terminal of the inverter circuit are short-circuited, and the read amplification MOS The potential VPIX of the gate electrode of the field effect transistor 11 is reset to a predetermined voltage VRS.

【0091】この状態において、t4の時点で、ΦRS
1のみがLとなり、第1のリセットスイッチ13がオフ
すると、ΔV1なるリセットノイズがVPIXに現れ
る。
In this state, at time t4, ΦRS
When only 1 becomes L and the first reset switch 13 is turned off, a reset noise ΔV1 appears in VPIX.

【0092】しかしながら、この時点では、第2のリセ
ットスイッチ15がオンしているため、ドレイン側定電
流源30と画素1の読み出し増幅用MOS型電界効果ト
ランジスタ11とで構成されるインバータ回路は、反転
増幅回路として機能し、帰還容量14を介してVPIX
がVRSになるように負帰還をかける。
However, at this time, since the second reset switch 15 is on, the inverter circuit composed of the drain-side constant current source 30 and the read-out amplification type MOS field effect transistor 11 of the pixel 1 has: It functions as an inverting amplifier circuit, and VPIX
Apply negative feedback so that VRS becomes VRS.

【0093】そして、この帰還動作が十分に安定した時
点t5で、ΦRS2−IがLに切り替わり、第2のリセ
ットスイッチ15がオフすることにより、再度、リセッ
トノイズΔV2が発生する。
Then, at time t5 when this feedback operation is sufficiently stabilized, ΦRS2-I is switched to L, and the second reset switch 15 is turned off, thereby generating reset noise ΔV2 again.

【0094】しかるに、このリセットノイズΔV2によ
る電圧揺らぎは緩衝容量16によって抑圧されるととも
に、発生した電圧揺らぎは帰還容量14とフォトダイオ
ードとの直列結合により、VPIXに伝達される量とし
てはさらに抑圧されていることになる。
However, the voltage fluctuation due to the reset noise ΔV2 is suppressed by the buffer capacitance 16, and the generated voltage fluctuation is further suppressed as an amount transmitted to the VPIX by the series connection of the feedback capacitance 14 and the photodiode. Will be.

【0095】その後t6で、水平ブランキング期間が終
了し、水平走査期間に入る。
Then, at t6, the horizontal blanking period ends, and the horizontal scanning period starts.

【0096】次に、時刻t7で、第J列の水平選択パル
スΦHーJが水平走査回路4から出力され、第I行J列
目の画素の信号がビデオ出力線40に出力される。
Next, at time t7, the horizontal selection pulse ΦH-J in the J-th column is output from the horizontal scanning circuit 4, and the signal of the pixel in the I-th row and the J-th column is output to the video output line 40.

【0097】この際、画素単位1のリセット時に生じる
リセットノイズが抑圧されているため、読み出された画
素の出力に対するリセットノイズの影響は、従来の画素
構造と比べて小さくなっている。
At this time, since the reset noise generated when the pixel unit 1 is reset is suppressed, the influence of the reset noise on the output of the read pixel is smaller than that of the conventional pixel structure.

【0098】次に、本発明によるリセットノイズの抑圧
効果についての説明を補足する。
Next, a supplementary explanation of the reset noise suppressing effect according to the present invention will be added.

【0099】今、フォトダイオード10の蓄積容量をC
PD、帰還容量14の容量値をCFB、緩衝容量16の
容量値をCPとすると、第2のリセットスイッチ15の
閉動作により生じるVPIXの電圧揺らぎの標準偏差
は、次式で与えられる。
Now, let the storage capacity of the photodiode 10 be C
Assuming that the capacitance value of the PD and the feedback capacitance 14 is CFB and the capacitance value of the buffer capacitance 16 is CP, the standard deviation of the voltage fluctuation of VPIX caused by the closing operation of the second reset switch 15 is given by the following equation.

【0100】ΔVPIX=SQR[kT/((CPD+
CFB)×CPD/CFB)+(CPD+CFB)×
(CPD+CFB)×CP/(CFB×CFB))] ここで、便宜的に容量帰還を行わなかったときのVPI
Xの電圧揺らぎΔPIX0を ΔPIXO=SQR[kT/(CPD+CFB)] とすると、その抑圧比は、 抑圧比=SQR[1/(CPD/CFB+(CPD+C
FB)×CP/(CFB×CFB)] と表される。
ΔVPIX = SQR [kT / ((CPD +
CFB) × CPD / CFB) + (CPD + CFB) ×
(CPD + CFB) × CP / (CFB × CFB))] Here, for convenience, VPI when capacitance feedback is not performed
Assuming that the voltage fluctuation ΔPIX0 of X is ΔPIXO = SQR [kT / (CPD + CFB)], the suppression ratio is as follows: suppression ratio = SQR [1 / (CPD / CFB + (CPD + C
FB) × CP / (CFB × CFB)].

【0101】例えば、CPD:CFB:CP=5:1:
2に設定すると、リセットノイズの抑圧比は約1/4と
なり、画素電極のリセット動作による揺らぎを大幅に改
善することが可能となる。
For example, CPD: CFB: CP = 5: 1:
When it is set to 2, the suppression ratio of the reset noise becomes about 1/4, and the fluctuation due to the reset operation of the pixel electrode can be greatly improved.

【0102】(第2の実施の形態)図3は、本発明の第
2の実施の形態による固体撮像素子の構成を説明するた
めに示した図である。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a diagram shown to explain a configuration of a solid-state image pickup device according to a second embodiment of the present invention.

【0103】この第2の実施の形態を示す図3におい
て、その構成および機能が、前述した第1の実施の形態
で示したものと同一の部位に関しては、同一の参照符号
を付してある。
In FIG. 3 showing the second embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same structure and function as those shown in the above-described first embodiment. .

【0104】そこで、この第2の実施の形態を示す図3
において、その構成および機能が、前述した第1の実施
の形態で示したものと構成上違う部分について説明す
る。
FIG. 3 shows the second embodiment.
In the following, a description will be given of portions whose configuration and functions are different from those shown in the first embodiment described above.

【0105】まず、この第2の実施の形態を示す図3に
おいて、画素単位1からつながる画素ソース配線24が
第2の定電流源32および該第2の定電流源32に並列
に設けられれたスイッチ33に接続されているまでの構
成は第1の実施の形態と同一であるが、画素ソース配線
24の電圧信号を記録する回路が異なっている。
First, in FIG. 3 showing the second embodiment, a pixel source line 24 connected from a pixel unit 1 is provided in parallel with a second constant current source 32 and the second constant current source 32. The configuration up to connection to the switch 33 is the same as that of the first embodiment, but a circuit for recording a voltage signal of the pixel source line 24 is different.

【0106】すなわち、各列の画素ソース配線24は、
第1のサンプルホールドスイッチ37および容量素子3
8を介してサンプルホールド容量35に接続されている
とともに、このサンプルホールド容量35には第2のサ
ンプルホールドスイッチ39が設けられている。
That is, the pixel source wiring 24 of each column is
First sample and hold switch 37 and capacitive element 3
The sample and hold capacitor 35 is connected to the sample and hold capacitor 35 via a second sample and hold switch 8.

【0107】そして、このサンプルホールド容量35と
ビデオ出力線40との間には、水平選択スイッチ36が
設けられている。
A horizontal selection switch 36 is provided between the sample hold capacitor 35 and the video output line 40.

【0108】そして、この水平選択スイッチ36の制御
端子は、水平走査回路4に接続されている。
The control terminal of the horizontal selection switch 36 is connected to the horizontal scanning circuit 4.

【0109】図4は、この第2の実施の形態の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment.

【0110】次に、図4のタイミングチャートを参照し
て、この第2の実施の形態の動作について説明する。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0111】図4において、ΦSH1は、第1のサンプ
ルホールドスイッチ37の制御端子に入力されるパルス
であり、ΦSH2は、第2のサンプルホールドスイッチ
39の制御端子に入力されるパルスである。
In FIG. 4, ΦSH1 is a pulse input to the control terminal of the first sample and hold switch 37, and ΦSH2 is a pulse input to the control terminal of the second sample and hold switch 39.

【0112】まず、水平ブランキング期間の時刻t0に
おいて、ΦRD−IがHとなり第I行目の画素の行選択
用MOS型電界効果トランジスタ12がオンする。
First, at time t0 in the horizontal blanking period, φRD-I becomes H, and the row-selecting MOS field effect transistor 12 of the pixel on the I-th row is turned on.

【0113】このとき、ΦSSWがLで、ΦDSWがH
のため、画素単位1の読み出し増幅用MOS型電界効果
トランジスタ11とソース側定電流源32とによりソー
スフォロワ回路が構成され、画素ソース配線24にはV
PIXの電位に比例した電圧がフォロワ出力される。
At this time, ΦSSW is L and ΦDSW is H
Therefore, a source follower circuit is configured by the read-out amplification MOS field effect transistor 11 of the pixel unit 1 and the source side constant current source 32, and the pixel source line 24 has V
A voltage proportional to the potential of PIX is output as a follower output.

【0114】このとき、ΦSH1は、常に、Hである。At this time, ΦSH1 is always H.

【0115】次いで、時刻t1で、ΦSH2がHとな
り、画素ソース配線24に出力されたフォロワ出力に対
応する信号が、サンプルホールド容量38に記憶され
る。
Next, at time t1, ΦSH2 becomes H, and a signal corresponding to the follower output output to the pixel source wiring 24 is stored in the sample hold capacitor 38.

【0116】次いで、時刻t2で、ΦSSWがHとな
り、ΦDSWがLになると、今度はドレイン側定電流源
30と画素単位1の読み出し増幅用MOS型電界効果ト
ランジスタ11とは、インバータ回路を構成する。
Next, at time t2, when ΦSSW becomes H and ΦDSW becomes L, the drain-side constant current source 30 and the read-out amplification type MOS field effect transistor 11 of the pixel unit 1 constitute an inverter circuit. .

【0117】この状態において、時刻t3でΦRS1−
IとΦRS2−IがHになり、第1のリセットスイッチ
13と第2のリセットスイッチ15とがオンすると、イ
ンバータ回路の入力端と出力端とがショートされること
になり、第1の実施の形態と同様に画素単位1の読み出
し増幅用MOS型電界効果トランジスタ11のゲート電
極の電位VPIXは、所定の電圧VRSにリセットされ
る。
In this state, at time t3, ΦRS1-
When I and ΦRS2-I become H and the first reset switch 13 and the second reset switch 15 are turned on, the input terminal and the output terminal of the inverter circuit are short-circuited. As in the embodiment, the potential VPIX of the gate electrode of the readout amplification MOS field effect transistor 11 of the pixel unit 1 is reset to a predetermined voltage VRS.

【0118】この状態において、時刻t4でΦRSIの
みがLとなり第1のリセットスイッチ13がオフする
と、ΔV1なるリセットノイズがVPIXに現れる。
In this state, at time t4, when only ΦRSI becomes L and the first reset switch 13 is turned off, a reset noise ΔV1 appears in VPIX.

【0119】しかしながら、この時点では第2のリセッ
トスイッチ15はオンしているため、ドレイン側定電流
源30と画素単位1の読み出し増幅用MOS型電界効果
トランジスタ11とで構成するインバータ回路は反転増
幅回路として機能し、帰還容量14を介してVPIXが
VRSになるように負帰還をかける。
However, since the second reset switch 15 is turned on at this time, the inverter circuit composed of the drain-side constant current source 30 and the read-out amplification type MOS field effect transistor 11 of the pixel unit 1 performs inversion amplification. It functions as a circuit and applies negative feedback via the feedback capacitor 14 so that VPIX becomes VRS.

【0120】そして、この帰還動作が十分に安定した時
点t5で、ΦRS2−IがLに切り替わり、第2のリセ
ットスイッチ15がオフすると、再度リセットノイズΔ
V2を発生する。
When the feedback operation is sufficiently stabilized at time t5, ΦRS2-I is switched to L and the second reset switch 15 is turned off.
V2 is generated.

【0121】しかるに、このリセットノイズΔV2によ
る電圧揺らぎは、緩衝容量16によって抑圧されるとと
もに、帰還容量14とフォトダイオード10との直列結
合により、VPIXに伝達される量はさらに抑圧され
る。
However, the voltage fluctuation due to the reset noise ΔV 2 is suppressed by the buffer capacitor 16, and the amount transmitted to the VPIX is further suppressed by the series coupling of the feedback capacitor 14 and the photodiode 10.

【0122】また、時刻t5において、ΦSSWがLと
なり、ΦDSWがHに切り替わることにより、画素単位
1の読み出し増幅用MOS型電界効果トランジスタ11
と第2の定電流源32との間でソースフォロワ回路が構
成され、画素ソース配線24には読み出し増幅用MOS
型電界効果トランジスタ11のゲート電圧のフォロワ出
力が現れる。
At time t5, ΦSSW changes to L and ΦDSW switches to H, so that the read-amplification MOS field-effect transistor 11
And a second constant current source 32, a source follower circuit is formed.
A follower output of the gate voltage of the field effect transistor 11 appears.

【0123】続いて、時刻t6にΦSH1がLとなり、
サンプルホールド容量35には時刻t1で記憶した信号
と画素をリセットしたあとの画素ソース配線24すなわ
ち画素のオフセット信号との差電圧が記憶される。
Subsequently, at time t6, ΦSH1 becomes L,
The difference voltage between the signal stored at time t1 and the pixel source wiring 24 after resetting the pixel, that is, the offset signal of the pixel is stored in the sample hold capacitor 35.

【0124】その後、時刻t7において、水平ブランキ
ング期間が終了し、水平走査期間に入る。
Thereafter, at time t7, the horizontal blanking period ends and the horizontal scanning period starts.

【0125】次に、時刻t8で、第J列の水平選択パル
スΦHーJが水平走査回路4から出力され、第I行J列
目の画素光電荷蓄積後の読み出し信号がビデオ信号線4
0に出力される。
Next, at time t8, the horizontal selection pulse ΦH-J of the J-th column is output from the horizontal scanning circuit 4, and the readout signal after the pixel photocharge accumulation on the I-th row and the J-th column is output to the video signal line 4.
Output to 0.

【0126】以上説明してきたように、本発明による第
2の実施の形態によれば、画素のリセットノイズを効果
的に抑圧することができ、さらに、読み出しの信号とリ
セット後の画素の信号との差分を取ることによって、オ
フセットばらつきの生じないようにしたより高画質な固
体撮像装置を実現することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the reset noise of the pixel can be effectively suppressed, and the read signal and the reset pixel signal can be reduced. By taking the difference, it is possible to realize a solid-state imaging device with higher image quality in which offset variation does not occur.

【0127】そして、上述したような実施の形態で示し
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項1乃至
3以外にも、以下に付記1乃至付記2として示すような
発明が含まれている。
[0127] In the present specification described in the above embodiments, in addition to claims 1 to 3 described in the claims, the inventions shown below as supplementary notes 1 and 2 will be described. include.

【0128】(付記1) 片方の電極が接地されたフォ
トダイオードの他端の電極が第1導電型の第1のMOS
トランジスタと、前記第1のMOSトランジスタのゲー
ト電極に接続され、該第1のMOSトランジスタのソー
ス電極にドレイン電極が接続された第1導電型の第2の
MOSトランジスタと、前記第1のMOSトランジスタ
のドレイン電極とゲート電極との間に設けられた第1の
スイッチと、前記第1のMOSトランジスタのゲート電
極に片方の電極が接続された第1の容量素子と、前記第
1の容量素子の他方の電極と前記第1のMOSトランジ
スタのドレイン電極との間に設けられた第2のスイッチ
と、前記第1の容量素子と前記第2のスイッチとが接続
される端子と接地電極との間に接続される第2の容量素
子と、前記第1および第2のMOSトランジスタと、前
記第1および第2のスイッチと、前記第1および第2の
容量素子とによって構成される複数の画素と、前記複数
の画素の各画素における前記第1のMOSトランジスタ
のドレイン電極を列ごとに共通に接続するとともに、垂
直方向に配線される画素ドレイン配線と、前記複数の画
素における各画素の前記第2のトランジスタのソース電
極を列ごとに共通に接続するとともに、垂直方向に配線
される画素ソース配線と、前記複数の画素における各画
素の前記第2のMOSトランジスタのゲート電極と行ご
とに共通に接続するとともに、水平方向に配線される列
選択線と、前記第1のスイッチの制御電極を行ごとに共
通に接続するとともに、水平方向に配線される第1の行
リセット線と、前記第2のスイッチの制御端子を行ごと
に共通に接続するとともに、水平方向に配線されるた第
2の行リセット線と、前記画素ドレイン配線と、前記画
素ソース配線と、前記列選択線と、前記第1および第2
の行リセット線とにより構成される画素アレイ部と、前
記列選択線と前記第1および第2の行リセット配線とに
接続される垂直走査回路と、前記画素ドレイン配線と第
1の電源電極との間に設けられる第1の定電流発生回路
と、前記第1の定電流発生回路の両端に接続される第3
のスイッチと、前記画素ソース配線と第2の電源電極と
の間に設けられる第2の定電流発生回路と、前記第2の
定電流回路と並列に設けられる第4のスイッチと、前記
画素ソース配線の電圧を列ごとに並列に記憶するために
設けられるサンプルホールド回路と、前記サンプルホー
ルド回路の出力端子とビデオ信号出力線との間に設けら
れる第5のスイッチと、前記第5のスイッチの制御電極
と接続され、画素出力の列選択を行う水平走査回路とに
よって構成される固体撮像素子。
(Supplementary Note 1) The other electrode of the photodiode whose one electrode is grounded is the first MOS transistor of the first conductivity type.
A transistor, a second MOS transistor of a first conductivity type connected to a gate electrode of the first MOS transistor, and a drain electrode connected to a source electrode of the first MOS transistor; and the first MOS transistor. A first switch provided between the drain electrode and the gate electrode of the first MOS transistor, a first capacitor having one electrode connected to the gate electrode of the first MOS transistor, and a first switch connected to the first capacitor. A second switch provided between the other electrode and the drain electrode of the first MOS transistor, and a second switch connected between the first capacitor and the second switch and a ground electrode. , The first and second MOS transistors, the first and second switches, and the first and second capacitors. A plurality of pixels configured, a drain electrode of the first MOS transistor in each pixel of the plurality of pixels connected in common for each column, and a pixel drain line wired in a vertical direction; , A source electrode of the second transistor of each pixel is connected in common for each column, and a pixel source line vertically wired, and a gate electrode of the second MOS transistor of each pixel in the plurality of pixels A first row reset, which is commonly connected to each row and connects a column selection line wired in the horizontal direction and a control electrode of the first switch commonly to each row, and is wired in the horizontal direction And a control terminal of the second switch, which is commonly connected to each row, and a second row reset line wired in the horizontal direction, and the pixel drain. And down line, and the pixel source wiring, and the column select lines, said first and second
A pixel array unit including a row reset line, a vertical scanning circuit connected to the column selection line and the first and second row reset lines, a pixel drain line and a first power supply electrode. And a third constant current generating circuit provided between the first and second constant current generating circuits.
A second constant current generating circuit provided between the pixel source line and a second power supply electrode; a fourth switch provided in parallel with the second constant current circuit; A sample-and-hold circuit provided to store the voltage of the wiring in parallel for each column; a fifth switch provided between an output terminal of the sample-and-hold circuit and a video signal output line; A solid-state imaging device connected to the control electrode and configured with a horizontal scanning circuit for selecting a column of pixel output;

【0129】(作用効果)本発明によると、前記フォト
ダイオードのリセット動作によって生ずるリセットノイ
ズを、前記第1の電流源と前記第1のMOSトランジス
タおよび前記第1の容量とで構成される帰還回路により
抑圧することが可能となり、ランダム雑音の少ない高性
能な増幅型MOS画素を実現することができる。
(Function and Effect) According to the present invention, the reset noise generated by the reset operation of the photodiode is converted into a feedback circuit composed of the first current source, the first MOS transistor and the first capacitor. Thus, a high-performance amplifying MOS pixel with little random noise can be realized.

【0130】さらには、本発明による画素は、通常のC
MOSプロセスにより汎用的な素子のみで構成されるた
め、従来の汎用CMOSプロセスからの変更が少なくて
済み、製造コストを抑えることが可能になる。
Further, the pixel according to the present invention has a normal C
Since only general-purpose elements are formed by the MOS process, there is little change from the conventional general-purpose CMOS process, and the manufacturing cost can be reduced.

【0131】(付記2) 片方の電極が接地されたフォ
トダイオードの他端の電極が第1導電型の第1のMOS
トランジスタと、前記第1のMOSトランジスタのゲー
ト電極に接続され、該第1のMOSトランジスタのソー
ス電極にドレイン電極が接続された第1導電型の第2の
MOSトランジスタと、前記第1のMOSトランジスタ
のドレイン電極とゲート電極との間に設けられた第1の
スイッチと、前記第1のMOSトランジスタのゲート電
極に片方の電極が接続された第1の容量素子と、前記第
1の容量素子の他方の電極と前記第1のMOSトランジ
スタのドレイン電極との間に設けられた第2のスイッチ
と、前記第1の容量素子と前記第2のスイッチとが接続
される端子と接地電極との間に接続される第2の容量素
子と、前記第1および第2のMOSトランジスタと、前
記第1および第2のスイッチと、前記第1および第2の
容量素子とによって構成される複数の画素と、前記複数
の画素の各画素における前記第1のMOSトランジスタ
のドレイン電極を列ごとに共通に接続するとともに、垂
直方向に配線される画素ドレイン配線と、前記複数の画
素における各画素の前記第2のトランジスタのソース電
極を列ごとに共通に接続するとともに、垂直方向に配線
される画素ソース配線と、前記複数の画素における各画
素の前記第2のMOSトランジスタのゲート電極と行ご
とに共通に接続するとともに、水平方向に配線される列
選択線と、前記第1のスイッチの制御電極を行ごとに共
通に接続するとともに、水平方向に配線される第1の行
リセット線と、前記第2のスイッチの制御端子を行ごと
に共通に接続するとともに、水平方向に配線されるた第
2の行リセット線と、前記画素ドレイン配線と、前記画
素ソース配線と、前記列選択線と、前記第1および第2
の行リセット線とにより構成される画素アレイ部と、前
記列選択線と前記第1および第2の行リセット配線とに
接続される垂直走査回路と、前記画素ドレイン配線と第
1の電源電極との間に設けられる第1の定電流発生回路
と、前記第1の定電流発生回路の両端に接続される第3
のスイッチと、前記画素ソース配線と第2の電源電極と
の間に設けられる第2の定電流発生回路と、前記第2の
定電流回路と並列に設けられる第4のスイッチと、前記
画素ソース配線の電圧を列ごとに並列に記憶するために
設けられる第1のサンプルホールド回路と、前記第1の
サンプルホールド回路に第1の時刻で記憶された信号
と、前記第1時刻とは別の第2の時刻での入力信号との
差分を取る差分回路と、前記差分回路の出力をサンプル
ホールドするために設けられる第2のサンプルホールド
回路と、前記第2のサンプルホールド回路の出力と端子
とビデオ信号出力線との間に設けられた第5のスイッチ
と、前記第5のスイッチの制御電極と接続され、画素出
力の列選択を行う水平走査回路とによって構成される固
体撮像素子。
(Supplementary Note 2) The other electrode of the photodiode whose one electrode is grounded is the first MOS transistor of the first conductivity type.
A transistor, a second MOS transistor of a first conductivity type connected to a gate electrode of the first MOS transistor, and a drain electrode connected to a source electrode of the first MOS transistor; and the first MOS transistor. A first switch provided between the drain electrode and the gate electrode of the first MOS transistor, a first capacitor having one electrode connected to the gate electrode of the first MOS transistor, and a first switch connected to the first capacitor. A second switch provided between the other electrode and the drain electrode of the first MOS transistor, and a second switch connected between the first capacitor and the second switch and a ground electrode. , The first and second MOS transistors, the first and second switches, and the first and second capacitors. A plurality of pixels configured, a drain electrode of the first MOS transistor in each pixel of the plurality of pixels connected in common for each column, and a pixel drain line wired in a vertical direction; , A source electrode of the second transistor of each pixel is connected in common for each column, and a pixel source line vertically wired, and a gate electrode of the second MOS transistor of each pixel in the plurality of pixels A first row reset, which is commonly connected to each row and connects a column selection line wired in the horizontal direction and a control electrode of the first switch commonly to each row, and is wired in the horizontal direction And a control terminal of the second switch, which is commonly connected to each row, and a second row reset line wired in the horizontal direction, and the pixel drain. And down line, and the pixel source wiring, and the column select lines, said first and second
A pixel array unit including a row reset line, a vertical scanning circuit connected to the column selection line and the first and second row reset lines, a pixel drain line and a first power supply electrode. And a third constant current generating circuit provided between the first and second constant current generating circuits.
A second constant current generating circuit provided between the pixel source line and a second power supply electrode; a fourth switch provided in parallel with the second constant current circuit; A first sample-and-hold circuit provided for storing the voltage of the wiring in parallel for each column; a signal stored in the first sample-and-hold circuit at a first time; A difference circuit for obtaining a difference from the input signal at a second time, a second sample and hold circuit provided for sampling and holding the output of the difference circuit, and an output and a terminal of the second sample and hold circuit. A solid-state imaging device comprising: a fifth switch provided between the video signal output line; and a horizontal scanning circuit connected to a control electrode of the fifth switch and selecting a column of a pixel output.

【0132】(作用効果)本発明によると、上記付記1
の発明で実現可能なリセットノイズ抑圧効果に加えて、
画素ごとのオフセットばらつきを抑圧可能な、さらに高
性能な増幅型MOS画素を用いた固体撮像装置を実現す
ることができる。
(Effects) According to the present invention, the above-mentioned additional statement 1
In addition to the reset noise suppression effect that can be achieved with the invention of
It is possible to realize a solid-state imaging device using a higher performance amplifying MOS pixel that can suppress offset variation for each pixel.

【0133】[0133]

【発明の効果】従って、以上説明したように、請求項
1、2記載の本発明によれば、汎用CMOSプロセスか
ら大きく逸脱することなく、画素のリセット動作で発生
するリセットノイズを抑圧し、従来の増幅型MOS型画
素では得られなかった低ノイズ、高画質を実現可能な画
素構造および動作を有する固体撮像素子を提供すること
ができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the reset noise generated in the pixel reset operation can be suppressed without greatly deviating from the general-purpose CMOS process. A solid-state imaging device having a pixel structure and operation capable of realizing low noise and high image quality, which cannot be obtained with the amplifying MOS type pixel, can be provided.

【0134】また、請求項3記載の本発明によれば、オ
フセットばらつきを抑圧した固体撮像素子を提供するこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device in which offset variations are suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態による固体
撮像素子の構成を説明するために示した図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態による固体
動作を説明するために示したタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart shown for explaining a solid-state operation according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第2の実施の形態による固体
撮像素子の構成を説明するために示した図である。
FIG. 3 is a diagram shown for explaining a configuration of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】図4は、本発明の第2の実施の形態による固体
動作を説明するために示したタイミングチャートであ
る。
FIG. 4 is a timing chart shown to explain a solid-state operation according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図5は、MOS型電界効果トランジスタで構成
した従来の増幅型画素を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional amplifying pixel constituted by a MOS field-effect transistor.

【図6】図6は、従来の画素の動作を説明するタイミン
グチャートである。
FIG. 6 is a timing chart illustrating the operation of a conventional pixel.

【図7】図7は、FPNをキャンセルする読み出し回路
を具備した従来の撮像装置の構成を簡単に示したもので
ある。
FIG. 7 schematically shows a configuration of a conventional imaging apparatus including a readout circuit for canceling FPN.

【図8】図8は、FPNキャンセル読み出し回路を具備
した従来の撮像装置の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of a conventional imaging device having an FPN cancel readout circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画素単位、 2…画素アレイ、 10…フォトダイオード、 11…読み出し増幅用MOS型電界効果トランジスタ、 12…行選択用MOS型電界効果トランジスタ、 13…第1のリセットスイッチ、 14…帰還容量、 15…第2のリセットスイッチ、 16…緩衝容量、 20…行選択線、 21…第1の水平リセット配線、 22…第2の水平リセット配線、 3…垂直走査回路、 23…画素ドレイン配線、 30…定電流源、 31…スイッチ、 24…画素ソース配線、 32…第2の定電流源、 33…スイッチ、 34…サンプルホールドスイッチ、 35…サンプルホールド容量、 40…ビデオ出力線、 36…水平選択スイッチ、 4…水平走査回路、 37…第1のサンプルホールドスイッチ、 38…容量素子、 39…第2のサンプルホールドスイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pixel unit, 2 ... Pixel array, 10 ... Photodiode, 11 ... MOS field effect transistor for readout amplification, 12 ... MOS field effect transistor for row selection, 13 ... 1st reset switch, 14 ... Feedback capacitance, 15: second reset switch, 16: buffer capacitance, 20: row selection line, 21: first horizontal reset wiring, 22: second horizontal reset wiring, 3: vertical scanning circuit, 23: pixel drain wiring, 30 ... constant current source, 31 ... switch, 24 ... pixel source wiring, 32 ... second constant current source, 33 ... switch, 34 ... sample hold switch, 35 ... sample hold capacity, 40 ... video output line, 36 ... horizontal selection Switch 4: horizontal scanning circuit 37: first sample and hold switch 38: capacitive element 39: second sampler Field switch.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の画素を有する固体撮像素子であ
り、 各画素は、フォトダイオードと、 上記フォトダイオードの出力に、ゲート電極が接続され
た電界効果トランジスタと、 上記電界効果トランジスタのゲート電極とドレイン電極
を接続する、途中に第1のスイッチ手段が直列に挿入さ
れた第1の帰還回路と、 上記電界効果トランジスタのゲート電極とドレイン電極
を接続する、途中に第2のスイッチ手段と第1の容量と
が直列に挿入された第2の帰還回路と、 上記第1の容量と上記第2のスイッチの中間に一端が接
続され、他端の電位が固定された第2の容量と、 を具備することを特徴とする固体撮像素子。
1. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, wherein each pixel includes a photodiode, a field-effect transistor having a gate electrode connected to an output of the photodiode, and a gate electrode of the field-effect transistor. A first feedback circuit for connecting a drain electrode, a first switch means being inserted in series on the way, a second feedback means for connecting a gate electrode and a drain electrode of the field effect transistor, A second feedback circuit having a first capacitor connected in series with a second capacitor having one end connected between the first capacitor and the second switch and having a fixed potential at the other end. A solid-state imaging device comprising:
【請求項2】 上記電界効果トランジスタのドレイン電
極に印加されたリセット電位によって上記フォトダイオ
ードの出力側電位をリセットする動作において、開始時
に上記第1のスイッチ手段と上記第2のスイッチ手段と
を導通状態にするとともに、終了時に上記第1のスイッ
チ手段を先に非導通状態にしてから上記第2のスイッチ
手段を非導通状態にする回路手段をさらに具備すること
を特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
2. An operation for resetting an output-side potential of said photodiode by a reset potential applied to a drain electrode of said field-effect transistor, wherein said first switch means and said second switch means are electrically connected at the start. 2. A circuit according to claim 1, further comprising a circuit means for bringing said first switch means into a non-conductive state at the end of said first switch means and then bringing said second switch means into a non-conductive state at the time of termination. Solid-state imaging device.
【請求項3】 複数の画素を有する固体撮像素子であ
り、 画素からの出力線の途中に直列に挿入された第1の容量
及び第2の容量と、 画素からの受光にもとづく出力を上記第1の容量のみに
印加し、画素をリセット後の出力を上記第1の容量と上
記第2の容量との直列接続部に印加するように、上記出
力の印加を切換える切り換え手段と、 を具備することを特徴とする固体撮像素子。
3. A solid-state imaging device having a plurality of pixels, the first and second capacitors inserted in series in the middle of an output line from the pixel, and an output based on light reception from the pixel. Switching means for switching the application of the output so that the output after resetting the pixel is applied to only the first capacitor and the output after resetting the pixel is applied to the series connection of the first capacitor and the second capacitor. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1508920A1 (en) * 2003-08-21 2005-02-23 STMicroelectronics S.A. CMOS light sensing cell
JP2007502016A (en) * 2003-08-07 2007-02-01 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド Imager photodiode capacitor structure with reduced process variable sensitivity
WO2011058683A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device
JP2015207904A (en) * 2014-04-21 2015-11-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Solid-state imaging device and electronic apparatus
US9917119B2 (en) 2014-12-26 2018-03-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell which includes capacitor circuit and feedback circuit
US10141364B2 (en) 2014-12-26 2018-11-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell
US10212372B2 (en) 2014-12-26 2019-02-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including signal line and unit pixel cell including charge storage region
JP2019169842A (en) * 2018-03-23 2019-10-03 株式会社東芝 Solid-state image sensor
WO2021106294A1 (en) 2019-11-29 2021-06-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Image capturing device and control method
US11159752B2 (en) 2019-03-20 2021-10-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device
US11223786B2 (en) 2014-12-26 2022-01-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including signal line and unit pixel cell including charge storage region
US12080732B2 (en) 2014-12-26 2024-09-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including a photoelectric converter and a capacitive element having a dielectric film sandwiched between electrodes and a mode switching transistor

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502016A (en) * 2003-08-07 2007-02-01 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド Imager photodiode capacitor structure with reduced process variable sensitivity
US7145123B2 (en) 2003-08-21 2006-12-05 Stmicroelectronics S.A. CMOS light sensing cell
EP1508920A1 (en) * 2003-08-21 2005-02-23 STMicroelectronics S.A. CMOS light sensing cell
WO2011058683A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device
US10038868B2 (en) 2014-04-21 2018-07-31 Renesas Electronics Corporation Solid-state image sensing device and electronic device
JP2015207904A (en) * 2014-04-21 2015-11-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Solid-state imaging device and electronic apparatus
US11223786B2 (en) 2014-12-26 2022-01-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including signal line and unit pixel cell including charge storage region
US11653116B2 (en) 2014-12-26 2023-05-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including signal line and unit pixel cell including charge storage region
US10212372B2 (en) 2014-12-26 2019-02-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including signal line and unit pixel cell including charge storage region
US10325945B2 (en) 2014-12-26 2019-06-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell which includes interconnection between photoelectric converter and signal detection circuit
US10141364B2 (en) 2014-12-26 2018-11-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell
US10672827B2 (en) 2014-12-26 2020-06-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell
US10770491B2 (en) 2014-12-26 2020-09-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including photoelectric converter and capacitor with a capacitor and a switching element connected in series between a first electrode of a photoelectric converter and a voltage source or a ground
US12080732B2 (en) 2014-12-26 2024-09-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including a photoelectric converter and a capacitive element having a dielectric film sandwiched between electrodes and a mode switching transistor
US11670652B2 (en) 2014-12-26 2023-06-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including a photoelectric converter and a capacitive element having a dielectric film sandwiched between electrodes and a mode switching transistor
US9917119B2 (en) 2014-12-26 2018-03-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell which includes capacitor circuit and feedback circuit
US11329079B2 (en) 2014-12-26 2022-05-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including photoelectric converter and circuitry including a first capacitance element, a second capacitance element and a transistor
US11482558B2 (en) 2014-12-26 2022-10-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device including unit pixel cell
JP2019169842A (en) * 2018-03-23 2019-10-03 株式会社東芝 Solid-state image sensor
US11595599B2 (en) 2019-03-20 2023-02-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device
US11159752B2 (en) 2019-03-20 2021-10-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device
WO2021106294A1 (en) 2019-11-29 2021-06-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Image capturing device and control method

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