JP2002330346A - Cmosセンサ回路 - Google Patents

Cmosセンサ回路

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JP2002330346A
JP2002330346A JP2001135503A JP2001135503A JP2002330346A JP 2002330346 A JP2002330346 A JP 2002330346A JP 2001135503 A JP2001135503 A JP 2001135503A JP 2001135503 A JP2001135503 A JP 2001135503A JP 2002330346 A JP2002330346 A JP 2002330346A
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JP
Japan
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transistor
channel mos
reset
mos transistor
sensor circuit
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JP2001135503A
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Masatoshi Kokubu
政利 國分
Katsuyoshi Yamamoto
克義 山本
Chikara Tsuchiya
主税 土屋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • 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
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/621Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
    • H04N25/623Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by evacuation via the output or reset lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

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  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画素部の素子数を増やすことな
く、ブルーミングを抑制することが可能なCMOSセン
サ回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 フォトダイオードPDと、フォトダイオ
ードPDを初期電圧にリセットするリセットトランジス
タM1とを少なくとも備えたCMOSセンサ回路におい
て、CMOSセンサ回路は、電圧制御回路2を備え、電
圧制御回路2は、PチャネルMOSトランジスタM4の
ドレインと、NチャネルMOSトランジスタM6のドレ
インとの間に、ブルーミング制御用トランジスタM5を
挿入したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CMOSイメージ
センサのブルーミングを抑制するCMOSセンサ回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】イメージセンサは、テレビカメラ等にお
いて、外部から取り込まれた光学的画像情報を電気信号
に変換するためのセンサとして用いられるものであっ
て、多数のピクセルをマトリクス状に配置した構成を有
する。MOS型イメージセンサは、フォトダイオードや
MOS型FETによって構成したピクセル回路からなる
ものであって、従来多く用いられていたCCD型イメー
ジセンサとして、低消費電力、低コスト等の特徴を有す
るものである。
【0003】図18は、従来例1のCMOSセンサ回路
の構成図を示している。100はCMOSインバータの
基本回路を示している。110は画素部であり、単位の
ピクセル回路の構成を示している。CMOSインバータ
100は、PMOSトランジスタM4、NMOSトラン
ジスタM6から構成されており、Vrsは制御電圧を示
している。リセット信号RSTはCMOSインバータの
出力であり、リセットトランジスタM1に信号を供給す
る。リセット制御信号Vrsがハイレベル(H)のと
き、PMOSトランジスタM4はON状態、NMOSト
ランジスタM6はOFF状態になって、リセット信号は
ローレベル(L)になる。一方、リセット制御信号Vr
sがローレベル(L)のときには、NMOSトランジス
タM6はOFF状態、PMOSトランジスタM4はON
状態になって、リセット信号はハイレベル(H)にな
る。
【0004】次に、ピクセル回路110は、リセットト
ランジスタM1と、ソースホロアトランジスタM2と、
セレクトトランジスタM3と、フォトダイオードPD
と、電流源15とから構成されている。そして、リセッ
トトランジスタM1のドレインとソースホロアトランジ
スタM2のドレインがリセット電圧VR端子に接続さ
れ、リセットトランジスタM1のソースとソースホロア
トランジスタM2のゲートは共にフォトダイオードPD
のカソードに接続され、フォトダイオードPDのアノー
ドはGNDに接続され、ソースホロアトランジスタM2
のソースは、セレクトトランジスタM3のドレインに接
続されている。
【0005】また、リセットトランジスタM1は、リセ
ット信号RSTがハイレベルになったとき、リセット電
圧VRをフォトダイオードPDに供給することによっ
て、フォトダイオードPDを初期電圧にリセットする作
用を行なう。ソースホロアトランジスタM2は、定電流
源15とともにソースホロア回路を形成して、フォトダ
イオードPDのカソード電圧を増幅する作用を行なう。
セレクトトランジスタM3は、セレクト制御信号SLC
TがハイレベルになったときにONして、ソースホロア
トランジスタM2を定電流源15に接続し、ソースホロ
アトランジスタM2の出力電圧を選択切換する。
【0006】次に、この従来のCMOSセンサ回路の動
作について説明する。CMOSインバータ100にロー
レベルのリセット制御信号Vrsが入力されると、NM
OSトランジスタM6がOFF状態、PMOSトランジ
スタM4はON状態となり、リセット信号RSTはハイ
レベルになる。すなわち、リセットトランジスタM1の
ゲートにハイレベルの信号が入力されると、リセットト
ランジスタM1がON状態となる。それによって、フォ
トダイオードPDのカソードはリセット電圧VRに接続
され、接続点の電位vpdはリセット電圧VRに等しく
なり、フォトダイオードPDに電荷が溜まって、画素部
110はリセットされた状態となる。そして、リセット
信号RSTがローレベルになると、すなわちNMOSト
ランジスタM1のゲート電位がローレベルになると、N
MOSトランジスタM1はOFF状態となり、フォトダ
イオードPDはリセット電位VRから切り離される。
【0007】この状態でフォトダイオードPDに光が入
力されると、入力光レベルに応じてフォトダイオードP
Dに生じた光電変換電圧をソースホロアを形成するソー
スホロアトランジスタM2によって増幅する。そして、
任意のタイミングでセレクト制御信号SLCTをセレク
トトランジスタM3に入力して、ソースホロアフォトト
ランジスタM2によって増幅された信号を出力(OU
T)する。
【0008】しかしながら、この従来例においては、フ
ォトダイオードPDに強い光が入力され、フォトダイオ
ードPDの電圧が過度に低下すると(図18(b)斜線
部)、このフォトダイオードPDから電子があふれてし
まい、このあふれた電子は基板を通って画素部1の周辺
の画素部(図示せず)に順次流れ込んで周辺のフォトダ
イオードに影響を及ぼしてしまうというブルーミング現
象が問題となる。
【0009】次に、図19は従来例2のCMOSセンサ
回路の構成図を示している。この画素部120は、図1
9(a)で示した画素部110と基本的には同じである
が、上述したブルーミングを制御するために、トランジ
スタM4を設けている点が異なる。このトランジスタM
4を設けることで、NチャネルMOSトランジスタM4
のゲート電位に任意のバイアス電圧VBを印加してトラ
ンジスタM4をON状態にすることにより、フォトダイ
オードPDで溢れた電荷を、リセット電圧VR端子に逃
がすことによりブルーミングを制御している(図19
(b))。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例2の方法では各画素内の素子数が増えることから、
1画素当りの面積が大きくなってしまうため、何万もの
画素を配列すると全画素面積が増加しチップサイズが増
大して、結果的にコストアップになってしまう問題があ
った。また、全画素面積の増加を抑えるために、フォト
ダイオードの面積を小さくすることで、従来例2のよう
に、1つのトランジスタを入れる方法もあるが、この場
合、フォトダイオードが小さくなることにより感度の低
下や、ノイズの影響を受け易くなってしまい、結果的に
画質が悪化してしまうという問題もあった。
【0011】従って、本発明は上記従来技術の問題点を
解決し、画素部の素子数を増やすことなく、ブルーミン
グを抑制することが可能なCMOSセンサ回路を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、フォトダイオ
ードと、該フォトダイオードを初期電圧にリセットする
リセットトランジスタとを少なくとも備えたCMOSセ
ンサ回路において、前記リセットトランジスタのゲート
電位を、電源電位以外の電位に制御する電圧制御回路を
設けたことを特徴とするCMOSセンサ回路である。
【0013】これにより、リセットトランジスタは完全
にOFFすることがないので、フォトダイオード部に強
い光が入った場合に溢れた電荷を、リセットトランジス
タを通してリセット電源に逃がしてやることができ、ブ
ルーミングを抑制することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0015】図1は、CMOSセンサの全体構成図を示
している。図1において、4×4画素の画素部30、そ
れぞれのX方向、Y方向の各画素を指定するために、垂
直シフトレジスタ/リセット制御回路40、水平シフト
レジスタ50が設けられている。なお、図1において
は、4×4個の単位セル(ピクセル回路)が配列されて
いる様子を示しているが、実際にはこれより多くの単位
セルが配列されている。
【0016】図2(a)に示すように、単位セルを構成
するピクセル回路1は、リセットトランジスタM1と、
ソースホロアトランジスタM2と、セレクトトランジス
タM3と、フォトダイオードPDとを有する。垂直走査
シフトレジスタ/リセット制御回路40から水平方向に
配線されているセレクト制御線SLCTは、セレクトト
ランジスタM3のゲートに接続されている。同様に、垂
直走査シフトレジスタ/リセット制御回路40から水平
方向に配線されているリセット信号RSTは、リセット
トランジスタM1のゲートに接続されている。リセット
電圧VRは、ソースホロアトランジスタM2のドレイン
に接続されている。セレクトトランジスタM3のソース
又はドレインは、列方向に配置された垂直信号線60に
接続され、その一端はアンプ/ノイズキャンセル回路7
0に接続されている。そして、このアンプ/ノイズキャ
ンセル回路70は、水平走査シフトレジスタ50から供
給される選択パルスにより駆動される水平選択トランジ
スタ80を介して水平信号線90に接続され、出力アン
プ100を介して出力される。
【0017】図2(a)に示す電圧制御回路2は、図1
に示す垂直走査シフトレジスタ/リセット制御回路40
に設けられ、かつ各ライン毎に設けられている。電圧制
御回路2は、図2(b)に示すように、外部からリセッ
ト制御信号Vrsを受けてリセット信号RSTを生成す
るとともに、リセット信号RSTをリセットトランジス
タM1のゲート印加してフォトダイオードPDを初期電
圧(リセット電圧VR)にリセットした後は、リセット
トランジスタM1のゲート電位を電源電位以外の任意の
電位Vcontに制御する。つまり、電圧制御回路2は
リセット電圧印加後、リセットトランジスタM1のゲー
トにある一定のバイアス電圧Vcontを与えて、リセ
ットトランジスタM1を完全にOFFさせない(多少の
電流を流すことができる状態)ようにするために設けら
れている。換言すれば、電圧制御回路2はリセットトラ
ンジスタM1のゲート電位をVcontにクランプす
る。
【0018】ここで、電源電位Vcontとは、リセッ
ト信号RSTを構成する高電位側電源電位VDDと、グ
ランド電位に相当する低電位側電源電圧VSS以外の電
位である。
【0019】図2(b)に示すように、電圧制御回路2
は電源電位VDDにあるリセット信号RSTをリセット
トランジスタM1に印加することで、フォトダイオード
PDのカソード電位vpdはリセット電圧VRに等しく
なる。その後、電圧制御回路2はリセット信号RSTを
オフし、所定電位Vcontを出力する。これにより、
リセットトランジスタM1は完全にオフしない。フォト
ダイオードPDは光の強さに応じて電荷を蓄積し始め、
カソード電位vpdは次第に下がって行く。そして、カ
ソード電位vpdがリセットトランジスタM1のゲート
電位VcontよりもリセットトランジスタM1のしき
い値電圧Vth分vpdだけ下がると、リセットトラン
ジスタM1は不完全なオフ状態からON状態となる。よ
って、この時点からフォトダイオードPDで発生する電
荷を、リセットトランジスタM1を通してリセット電源
VRに逃がすことができる。つまり、同一積分時間内で
任意の画素に強い光が入った場合でも、この効果により
余剰電荷はリセット電源VR端子に吸い取られ、この強
い光の入った画素周辺に与える影響が減少させることが
できる。これにより、新たなトランジスタを追加するこ
となく、画素単位の面積をそのままにして、ブルーミン
グを抑制することが可能となる。
【0020】図2に示す構成では、リセット信号RST
を1ショットパルスで形成するものであるが、以下に説
明するように、リセット信号RSTを2つ又はそれ以上
の連続するパルスで形成して積分動作をより確実にする
こともできる。以下、この構成を図3及び図4を参照し
て説明する。
【0021】図3(a)は、図1に示す垂直走査シフト
レジスタ/リセット制御回路40の一構成例を示すブロ
ック図である。図3(a)に示す垂直走査シフトレジス
タ/リセット制御回路40は4x4構成に対応するもの
で、従属接続されたフリップフロップFF1、FF2、
FF3、FF4(4x4構成の場合)と、制御信号A、
B、Cを通す信号線に接続された論理回路LGC1、L
GC2、LGC3、LGC4(図面を簡略化するため
に、図示を省略してある)とを有する。初段のフリップ
フロップFF1は、外部から制御信号CNTL1を受取
る。各論理回路は、対応するフリップフロップの出力Q
と制御信号A、B、Cとを入力し、セレクト信号SLC
T信号とリセット制御信号Vrsとを出力する。各論理
回路は、図1の画素部30の各ラインに対応する。例え
ば、論理回路LGC1は第1ラインに対応し、セレクト
信号SLCT信号を出力する信号線がセレクトゲート1
であり、リセット制御信号Vrsを出力する信号線がリ
セットゲート1である。
【0022】各論理回路は、図3(b)に示すNORゲ
ートG1、NANDゲートG2及びインバータG3から
なる回路を2つ具備する。1つはセレクト信号SLCT
を生成する回路で、もう1つはリセット制御信号Vrs
を生成する回路である。セレクト信号SLCTを生成す
る回路におけるNORゲートG1は信号AとCを入力
し、リセット制御信号Vrsを生成する回路は信号Aと
Bを入力する。どちらの回路でもゲートG2は、ゲート
G1の出力と対応するフリップフロップの出力(論理回
路LGC1ならばフリップフロップFF1の出力Q1)
とを入力する。NANDゲートG2の出力はインバータ
G3を介してセレクト信号SLCT又はリセット制御信
号Vrsとなる。
【0023】図4は、図3の構成の動作を示す図であ
る。外部からの制御信号CNTL1を受けて、フリップ
フロップFF1〜FF3(FF4は省略)の出力Q1〜
Q3は図示の通り変化する。また、外部からの信号A〜
Cは図4に示すとおり変化する。そして、論理回路LG
C1〜LGC3は図示の通りセレクト信号SLCTとリ
セット制御信号Vrsを出力する。図4に示すように、
リセット制御信号Vrsは信号AとBの間隔に相当する
時間だけ離間した2つのパルスからなる。この2つのパ
ルスは、図2に示す電圧制御回路2に与えられる。この
時間が積分時間となり、フォトダイオードPDを効率的
かつ確実にリセットすることができる。
【0024】なお、図4には、図1に示す水平走査シフ
トレジスタ50の走査パルスが図示してある。水平走査
シフトレジスタ50は、外部からの制御信号CNTL2
(図17を参照して後述する)を受けて図示する走査パ
ルスを生成する。
【0025】次に、電圧制御回路2の構成例について説
明する。
【0026】図5は、電圧制御回路2の構成例1を説明
するための図である。図5において、参照番号3は横1
ライン分のリセットトランジスタM1を示している。こ
の構成例においては、電圧制御回路2をPチャネルMO
SトランジスタM4と、NチャネルMOSトランジスタ
M6からなるCMOSインバータで構成している。Vr
sは入力、RSTは出力、VDD、VSSは電源を示し
ている。そして、PチャネルMOSトランジスタM4の
ドレインと、NチャネルMOSトランジスタM6のドレ
インとの間に、ブルーミング制御用のトランジスタとし
てNチャネルMOSトランジスタM5を挿入したことを
特徴としている。
【0027】次に、図5で示されたCMOSセンサ回路
の動作について説明する。
【0028】リセット制御信号Vrsがローレベルから
ハイレベルになるとPチャネルMOSトランジスタM4
はOFFになり、NチャネルMOSトランジスタM6は
ONとなる。そして、リセット信号RSTノードは、N
チャネルMOSトランジスタM5のVth(トランジス
タM5の閾値電圧)付近の電位となり、これをリセット
トランジスタM1のゲートに印加する。この時、リセッ
トトランジスタM1がON状態となるので、フォトダイ
オードPD部でそれ以上発生した電荷はリセットトラン
ジスタM1を通して余剰電荷をリセット電源VR端子へ
逃がすことができ、ブルーミングを制御することができ
る。
【0029】図6は、図2で示した電圧制御回路2の構
成例2を説明するための図であり、図5と同一の構成に
ついては説明を省略する。この構成例においては、図5
で示したリセット制御信号VrsをPチャネルMOSト
ランジスタM4とNチャネルMOSトランジスタM6と
でそれぞれ分けて回路構成したことを特徴としている。
図6に示すように、リセット制御信号Vrs1はPチャ
ネルMOSトランジスタM4のゲートに入力され、リセ
ット制御信号Vrs2はNチャネルMOSトランジスタ
M6のゲートに入力されている。
【0030】PチャネルMOSトランジスタM4とNチ
ャネルMOSトランジスタM6の入力を別々に設けるこ
とで、それぞれの入力タイミングで両方のトランジスタ
がON、ONの状態を作ることができ、立ち下がりスピ
ードを上げる工夫をしている。
【0031】次に、図6で示されたCMOSセンサ回路
の動作について説明する。
【0032】リセット制御信号Vrs1がハイレベルか
らローレベルになるとPチャネルMOSトランジスタM
4はON状態になり、リセット制御信号Vrs2がロー
レベルからハイレベルになるとNチャネルMOSトラン
ジスタM6はONとなる。これにより、トランジスタM
4、M5のゲート電位をすばやく固定することができ
る。そして、リセット信号RSTノードは、クランドグ
ランドレベルから電源電位VDD+Vth(トランジス
タM5の閾値電圧)の電位となり、これをリセットトラ
ンジスタM1のゲートに印加する。この時、リセットト
ランジスタM1がON状態となるので、フォトダイオー
ドPD部でそれ以上発生した電荷はリセットトランジス
タM1を通して余剰電荷をリセット電源VR端子へ逃が
すことができ、ブルーミングを制御することができる。
【0033】図7は、図2で示した電圧制御回路2の構
成例3を説明するための図である。この構成例において
は、リセット制御信号Vrs1はNチャネルMOSトラ
ンジスタのゲート入力を基準に遅延回路(ディレイ回
路)4を設けた回路構成にしたことを特徴としている。
リセット制御信号Vrs2を基準として、リセット制御
信号Vrs2の入力を遅延回路4を介して遅らせること
により、PチャネルMOSトランジスタとNチャネルM
OSトランジスタとをON、ON状態にすることができ
る。なお、ブルーミングの抑制原理は図5で説明したの
と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0034】図8は、図2で示した電圧制御回路2の構
成例4を説明するための図であり、図7で示した遅延回
路の構成例を具体的に示している。この構成例において
は、図7で示した遅延回路4を偶数段のインバータ5、
6を直列に接続して構成したことを特徴としている。
【0035】図9は、図2で示した電圧制御回路2の構
成例5を説明するための図である。この構成例において
は、図5で説明したブルーミング制御用のトランジスタ
をPチャネルMOSトランジスタM5で構成したことを
特徴としている。
【0036】図10は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例6を説明するための図である。この構成例におい
ては、図5において、電圧制御回路2の出力ノードであ
るRSTノードに定電流源15を加えた回路構成とした
ことを特徴としている。この定電流源15でNチャネル
MOSトランジスタM5とNチャネルMOSトランジス
タM6をバイアスすることで、固定され、より安定した
電位をRSTノードに印加することが可能となる。
【0037】図11は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例7を説明するための図である。この構成例におい
ては、図10で示した定電流源回路15をPチャネルM
OSトランジスタM7のゲート電圧にバイアス電圧VB
を印加する構成としたことを特徴としている。この定電
流源15でNチャネルMOSトランジスタM5とNチャ
ネルMOSトランジスタM6をバイアスすることで、安
定した電位をRSTノードに印加することが可能とな
る。
【0038】図12は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例8を説明するための図である。この構成例におい
ては、図11で示したNチャネルMOSトランジスタM
5を抵抗素子R1で構成したことを特徴としている。こ
の場合も電圧降下により安定した電位をRSTノードに
印加することが可能となる。
【0039】図13は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例9を説明するための図である。この構成例におい
ては、図11で示したNチャネルMOSトランジスタM
5をダイオード素子D1で構成したことを特徴としてい
る。この場合も安定した電位をRSTノードに印加する
ことが可能となる。
【0040】図14は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例10を説明するための図である。この構成例にお
いては、NチャネルMOSトランジスタM5のゲート電
位に任意のバイアス電圧VB2を印加する構成としてい
る。なお、バイアス電圧VB2は固定電圧としている。
この場合、NチャネルMOSトランジスタM5のバイア
ス電圧VB2を印加することにより、電位を別の電位に
固定することができ、安定した電位をRSTノードに印
加することが可能となり、バイアス電圧VB2を可変す
ることでリセット信号RSTの電位を任意に変更するこ
とが可能となる。
【0041】図15は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例11を説明するための図である。この構成例にお
いては、NチャネルMOSトランジスタM5とNチャネ
ルMOSトランジスタM6との上下を入れ替えた構成と
している。すなわち、NチャネルMOSトランジスタM
6のドレイン側にブルーミング制御用のNチャネルMO
SトランジスタM5のソースを接続したことを特徴とし
ている。また、この場合、NチャネルMOSトランジス
タM5に変えて抵抗又はダイオードで構成することもで
きる。
【0042】図16は、図2で示した電圧制御回路2の
構成例12を説明するための図である。この構成例にお
いては、図15で示したNチャネルMOSトランジスタ
M5を2段縦積みにして、構成している。図に示すよう
に、ゲートとドレインが接続されたNチャネルMOSト
ランジスタM5aと、ゲートとドレインが接続されたチ
ャネルMOSトランジスタM5bとを直列に接続してい
る。なお、このトランジスタM5a、M5b段数は、図
に示すように2段で構成する場合に限らず、複数段で構
成することも可能である。また、トランジスタM5a、
M5bに変えて、PチャネルMOSトランジスタ、抵抗
素子又はダイオード素子で構成することもできる。
【0043】図17は、本発明のCMOSセンサ回路を
搭載したICチップの全体概略構成図を示している。図
17中、前述した構成要素と同一のものには同一の参照
番号を付してある。チップ200上に、図1に示す回路
構成に加え、A/Dコンバータ180、及び外部接続用
の端子181〜186が設けられたものである。
【0044】以上本発明の好ましい実施例について詳述
したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の
範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0045】最後に、本発明の特徴の一部を以下にまと
める。 (付記1)フォトダイオードと、該フォトダイオードを
初期電圧にリセットするリセットトランジスタとを少な
くとも備えたCMOSセンサ回路において、前記リセッ
トトランジスタのゲート電位を、電源電位以外の電位に
制御する電圧制御回路を設けたことを特徴とするCMO
Sセンサ回路。 (付記2)フォトダイオードと、該フォトダイオードを
初期電圧にリセットするリセットトランジスタとを少な
くとも備えたCMOSセンサ回路において、前記リセッ
トトランジスタのゲート電位が完全にOFFとならない
ように制御する電圧制御回路を設けたことを特徴とする
CMOSセンサ回路。 (付記3)付記1又は2記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSト
ランジスタと、NチャネルMOSトランジスタとを有す
る、前記リセットトランジスタのゲートを駆動するイン
バータ回路を備え、前記第1のPチャネルMOSトラン
ジスタのドレインと、前記NチャネルMOSトランジス
タのドレインとの間に、ブルーミング制御用トランジス
タを挿入したことを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記4)付記1又は2記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSト
ランジスタと、NチャネルMOSトランジスタとを有す
る、前記リセットトランジスタのゲートを駆動するイン
バータ回路を備え、前記第1のNチャネルMOSトラン
ジスタのドレインに接続されるブルーミング制御用トラ
ンジスタを設けたことを特徴とするCMOSセンサ回
路。 (付記5)付記3又は4記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記ブルーミング制御用トランジスタを複数段縦
積みしたことを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記6)付記3又は5記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記ブルーミング制御用トランジスタは、Pチャ
ネルMOSトランジスタ又はNチャネルMOSトランジ
スタであることを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記7)付記3乃至5のいずれかに記載のCMOSセ
ンサ回路において、前記ブルーミング制御用トランジス
タは、ゲートとドレインが接続されたPチャネルMOS
トランジスタ又はNチャネルMOSトランジスタである
ことを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記8)付記1又は2記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSト
ランジスタと、NチャネルMOSトランジスタとを有す
る、前記リセットトランジスタのゲートを駆動するイン
バータ回路を備え、前記第1のPチャネルMOSトラン
ジスタのドレインと、前記NチャネルMOSトランジス
タのドレインとの間に、抵抗素子又はダイオード素子の
いずれかを挿入したことを特徴とするCMOSセンサ回
路。 (付記9)付記1又は2記載のCMOSセンサ回路にお
いて、前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSト
ランジスタと、NチャネルMOSトランジスタとを有す
る、前記リセットトランジスタのゲートを駆動するイン
バータ回路を備え、前記NチャネルMOSトランジスタ
のドレインに接続される抵抗素子又はダイオード素子の
いずれかを設けたことを特徴とするCMOSセンサ回
路。 (付記10)付記8又は9記載のCMOSセンサ回路に
おいて、前記抵抗素子又は前記ダイオード素子を複数段
縦積みしたことを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記11)付記1乃至10のいずれかに記載のCMO
Sセンサ回路において、前記第1のPチャネルMOSト
ランジスタのゲートに信号を入力する第1の入力手段
と、前記NチャネルMOSトランジスタのゲートに信号
を入力する第2の入力手段とを設けたことを特徴とする
CMOSセンサ回路。 (付記12)付記11記載のCMOSセンサ回路におい
て、前記第1の入力手段に入力される信号は、前記第2
の入力手段から供給され、前記第1の入力手段と前記第
2の入力手段との間に設けられた遅延回路を介して入力
されることを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記13)付記12記載のCMOSセンサ回路におい
て、前記遅延回路は、偶数段のインバータにより構成さ
れることを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記14)付記3乃至5のいずれかに記載のCMOS
センサ回路において、前記ブルーミング制御用トランジ
スタのゲートに任意のバイアス電圧を印加することを特
徴とするCMOSセンサ回路。 (付記15)付記2乃至14のいずれかに記載のCMO
Sセンサ回路において、前記リセットトランジスタのゲ
ート入力は、前記電圧制御回路の出力ノードに定電流源
を付加したことを特徴とするCMOSセンサ回路。 (付記16)付記15記載のCMOSセンサ回路におい
て、前記定電流源は、ゲート電圧にバイアス電圧が印加
される第2のPチャネルMOSトランジスタで構成した
ことを特徴とするCMOSセンサ回路。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素部の素子数を増やすことなしに、ブルーミングを抑
制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】CMOSセンサの全体構成図を示した図であ
る。
【図2】本発明に係るCMOSセンサ回路における単位
ピクセルの構成図を示した図である。
【図3】垂直走査シフトレジスタ/リセット制御回路の
ブロック図である。
【図4】MOSセンサのタイミングチャートを示した図
である。
【図5】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例1を
説明するための図である。
【図6】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例2を
説明するための図である。
【図7】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例3を
説明するための図である。
【図8】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例4を
説明するための図である。
【図9】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例5を
説明するための図である。
【図10】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例6
を説明するための図である。
【図11】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例7
を説明するための図である。
【図12】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例8
を説明するための図である。
【図13】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例9
を説明するための図である。
【図14】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例1
0を説明するための図である。
【図15】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例1
1を説明するための図である
【図16】本発明に係るCMOSセンサ回路の構成例1
2を説明するための図である。
【図17】本発明のCMOSセンサ回路を搭載したIC
チップの全体概略構成図を示している。
【図18】従来のCMOSセンサ回路の構成例1を示し
た図である。
【図19】従来のCMOSセンサ回路の構成例2を示し
た図である。
【符号の説明】
1 1画素 2 電圧制御回路 4 ディレイ回路 5,6 インバータ 15 定電流源 30 画素部 40 垂直走査シフトレジスタ/リセット制御回路 M1 リセットトランジスタ M2 ソースホロアトランジスタ M3 セレクトトランジスタ M4 PチャネルMOSトランジスタ M5 ブルーミング用トランジスタ M6 NチャネルMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 主税 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5C024 BX00 CX43 GX03 GY31 GZ01 HX02 5F049 MA01 NB05 RA08 RA10 UA20 5J050 AA12 BB00 BB24 CC15 DD08 EE02 EE31 EE36 FF10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトダイオードと、該フォトダイオー
    ドを初期電圧にリセットするリセットトランジスタとを
    少なくとも備えたCMOSセンサ回路において、 前記リセットトランジスタのゲート電位を、電源電位以
    外の電位に制御する電圧制御回路を設けたことを特徴と
    するCMOSセンサ回路。
  2. 【請求項2】 フォトダイオードと、該フォトダイオー
    ドを初期電圧にリセットするリセットトランジスタとを
    少なくとも備えたCMOSセンサ回路において、 前記リセットトランジスタのゲート電位が完全にOFF
    とならないように制御する電圧制御回路を設けたことを
    特徴とするCMOSセンサ回路。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSトランジ
    スタと、NチャネルMOSトランジスタとを有する、前
    記リセットトランジスタのゲートを駆動するインバータ
    回路を備え、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン
    と、前記NチャネルMOSトランジスタのドレインとの
    間に、ブルーミング制御用トランジスタを挿入したこと
    を特徴とするCMOSセンサ回路。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSトランジ
    スタと、NチャネルMOSトランジスタとを有する、前
    記リセットトランジスタのゲートを駆動するインバータ
    回路を備え、 前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレインに
    接続されるブルーミング制御用トランジスタを設けたこ
    とを特徴とするCMOSセンサ回路。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記ブルーミング制御用トランジスタを複数段縦積みし
    たことを特徴とするCMOSセンサ回路。
  6. 【請求項6】 請求項3又は5記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記ブルーミング制御用トランジスタは、PチャネルM
    OSトランジスタ又はNチャネルMOSトランジスタで
    あることを特徴とするCMOSセンサ回路。
  7. 【請求項7】 請求項3乃至5のいずれかに記載のCM
    OSセンサ回路において、 前記ブルーミング制御用トランジスタは、ゲートとドレ
    インが接続されたPチャネルMOSトランジスタ又はN
    チャネルMOSトランジスタであることを特徴とするC
    MOSセンサ回路。
  8. 【請求項8】 請求項1又は2記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSトランジ
    スタと、NチャネルMOSトランジスタとを有する、前
    記リセットトランジスタのゲートを駆動するインバータ
    回路を備え、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン
    と、前記NチャネルMOSトランジスタのドレインとの
    間に、抵抗素子又はダイオード素子のいずれかを挿入し
    たことを特徴とするCMOSセンサ回路。
  9. 【請求項9】 請求項1又は2記載のCMOSセンサ回
    路において、 前記電圧制御回路は、第1のPチャネルMOSトランジ
    スタと、NチャネルMOSトランジスタとを有する、前
    記リセットトランジスタのゲートを駆動するインバータ
    回路を備え、 前記NチャネルMOSトランジスタのドレインに接続さ
    れる抵抗素子又はダイオード素子のいずれかを設けたこ
    とを特徴とするCMOSセンサ回路。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれかに記載のC
    MOSセンサ回路において、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートに信
    号を入力する第1の入力手段と、前記NチャネルMOS
    トランジスタのゲートに信号を入力する第2の入力手段
    とを設けたことを特徴とするCMOSセンサ回路。
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