JP2003274292A - Solid-state image pickup device and method of driving the same - Google Patents

Solid-state image pickup device and method of driving the same

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JP2003274292A
JP2003274292A JP2002069907A JP2002069907A JP2003274292A JP 2003274292 A JP2003274292 A JP 2003274292A JP 2002069907 A JP2002069907 A JP 2002069907A JP 2002069907 A JP2002069907 A JP 2002069907A JP 2003274292 A JP2003274292 A JP 2003274292A
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solid
circuit
image pickup
state image
clock
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JP2002069907A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Sato
弘樹 佐藤
Yasuaki Hisamatsu
康秋 久松
Keiji Mabuchi
圭司 馬渕
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, when various circuits are mixedly mounted on the same board as a solid-state image pickup element, a large current flows into the board of the solid-state image pickup device in synchronism with the rising or falling of an operational clock of each circuit, and a ground bounce phenomenon causes fluctuation of the voltage of the board. <P>SOLUTION: In the solid-stage image pickup device having a CDS circuit 12 and an A/D conversion circuit 13 mixedly mounted on the same board 15 as a solid-stage image pickup element 11, a relative phase relationship between the operational clock ϕ and the operational clocks ϕB and ϕC of the CDS circuit and A/D conversion circuit is suitably variably adjusted. Thereby sampling of the CDS circuit 12 and A/D conversion circuit 13 can be realized during such a period that the respective circuits are less influenced by clock noise generated by the operational clocks ϕA, ϕB and ϕC of the circuits. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、固体撮像装置およ
びその駆動方法に関し、特にCDS回路(Correlated Do
uble Sampling Circuit;相関二重サンプリング回路)や
アナログ/ディジタル変換回路(以下、A/D変換回路
と記す)を固体撮像素子と同一基板上に混載してなる固
体撮像装置およびその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and its driving method, and more particularly to a CDS circuit (Correlated Dome).
The present invention relates to a solid-state imaging device in which a uble Sampling Circuit (correlated double sampling circuit) and an analog / digital conversion circuit (hereinafter referred to as an A / D conversion circuit) are mixedly mounted on the same substrate as a solid-state imaging device, and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、CMOSイメージセンサやCCD
(Charge Coupled Device)イメージセンサに代表される
固体撮像装置が、携帯端末などの各種電子機器の画像入
力装置として注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, CMOS image sensors and CCDs
Solid-state imaging devices represented by (Charge Coupled Device) image sensors have been attracting attention as image input devices for various electronic devices such as mobile terminals.

【0003】図5に、固体撮像素子からディジタル画像
処理回路までの固体撮像装置のシステム構成の一例を示
す。
FIG. 5 shows an example of a system configuration of a solid-state image pickup device from a solid-state image pickup element to a digital image processing circuit.

【0004】図5において、被写体(図示せず)からの
入射光(像光)は、レンズ101によって固体撮像素子
102の撮像面上に結像される。固体撮像素子102
は、入射光を画素単位で光電変換し、最終的に画像信号
として出力する。この固体撮像素子102から出力され
る画像信号は、CDS回路103およびA/D変換回路
104を経て、フィールドメモリなどの記憶装置105
に記憶され、その後ディジタル画像処理回路106で画
素の補間や、ホワイトバランス、色補正、エッジ強調、
画像圧縮など各種の画像処理が行われる。
In FIG. 5, incident light (image light) from a subject (not shown) is imaged on the image pickup surface of the solid-state image pickup device 102 by the lens 101. Solid-state image sensor 102
Photoelectrically converts incident light in pixel units and finally outputs it as an image signal. An image signal output from the solid-state image sensor 102 passes through a CDS circuit 103 and an A / D conversion circuit 104, and then a storage device 105 such as a field memory.
Then, in the digital image processing circuit 106, pixel interpolation, white balance, color correction, edge enhancement,
Various image processes such as image compression are performed.

【0005】ところで、携帯端末の小型化、軽量化の観
点から、例えば携帯電話機やPDA(Personal Digital
Assistants)などの携帯端末に対して、その画像入力
装置として固体撮像装置を搭載する際に、CDS回路や
A/D変換回路、さらにはディジタル画像処理回路まで
を固体撮像素子と同一基板上に混載することが、近年特
に要求されている。これらの各回路を固体撮像素子と同
一基板(シリコン基板)上に混載できれば、歩留まりが
向上し製造コストが低下するため、携帯端末の低コスト
化に有利となる。さらに、外部とのインターフェイス回
路(I/O回路)が不要になるため、低消費電力化が図
れることにもなる。
From the viewpoint of downsizing and weight saving of mobile terminals, for example, mobile phones and PDAs (Personal Digital).
When a solid-state image pickup device is mounted as an image input device for a mobile terminal such as Assistants), a CDS circuit, an A / D conversion circuit, and even a digital image processing circuit are mixedly mounted on the same substrate as the solid-state image pickup element. In recent years, it has been particularly required to do so. If these circuits can be mixedly mounted on the same substrate (silicon substrate) as the solid-state imaging device, the yield is improved and the manufacturing cost is reduced, which is advantageous for reducing the cost of the mobile terminal. Further, since an interface circuit (I / O circuit) with the outside is not required, it is possible to reduce power consumption.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体撮
像素子と同一基板上に各回路を混載した場合、それぞれ
の回路の動作クロックが同一になるため、動作クロック
の立ち上がりもしくは立ち下がりに同期して、電源端子
を通して固体撮像装置のシリコン基板へ大電流が流れ込
み、各回路の電源共通インピーダンスなどによって電圧
降下が生じる。また、シリコン基板を定電圧にするため
の基板端子にも大電流が流れ込むため、基板端子と外部
回路とを接続している配線、例えばAu線などの導線に
よるインダクタンス成分により、いわゆるグラウンドバ
ウンズ現象によってシリコン基板の電圧が変動する。
However, when each circuit is mixedly mounted on the same substrate as the solid-state image pickup device, the operation clocks of the respective circuits become the same, and therefore, in synchronization with the rise or fall of the operation clock, A large current flows into the silicon substrate of the solid-state imaging device through the power supply terminal, and a voltage drop occurs due to the power supply common impedance of each circuit. In addition, since a large current also flows into the substrate terminal for making the silicon substrate a constant voltage, an inductance component due to a wiring connecting the substrate terminal and an external circuit, for example, a conductor such as an Au wire, causes a so-called ground bounce phenomenon. The voltage of the silicon substrate fluctuates.

【0007】いずれの場合も、各回路を構成しているウ
ェルの電位が変動してしまう。これにより、例えば固体
撮像素子を形成しているウェルの電位が変動した場合、
光電変換を行っているフォトダイオードの基準電圧が変
動するため、固体撮像素子から出力される画像信号の信
号レベルが変動し、画質が劣化するおそれがある。ま
た、CDS回路やA/D変換回路などのサンプリング期
間にそれぞれの回路が形成されているウェルの電位が変
動すると、サンプリングの基準電圧が変動するため、正
しいサンプリングが行われず、それぞれの出力信号にノ
イズが混入し、やはり画質が劣化する要因となる。
In either case, the potential of the well forming each circuit fluctuates. Thereby, for example, when the potential of the well forming the solid-state image sensor changes,
Since the reference voltage of the photodiode that is performing photoelectric conversion fluctuates, the signal level of the image signal output from the solid-state image sensor may fluctuate and the image quality may deteriorate. Further, when the potential of the well in which each circuit is formed changes during the sampling period of the CDS circuit or the A / D conversion circuit, the sampling reference voltage changes, so that correct sampling is not performed and each output signal is output. Noise is mixed in, which also causes deterioration of image quality.

【0008】このことを防ぐために、固体撮像素子と同
一基板上に各回路を混載する場合、各回路ごとに電源端
子を設けてなるべく共通インピーダンスを少なくした
り、もしくは基板端子を複数個設けてインダクタンス成
分を減少させたりする方策が採られる。しかし、いずれ
の場合も固体撮像装置の外部端子を増やすことになり、
固体撮像装置の面積が増加し、I/O回路の個数が増え
るなど、製造コストの増加を招き、また歩留まりも低下
する。
In order to prevent this, when each circuit is mixedly mounted on the same substrate as the solid-state image pickup device, a power supply terminal is provided for each circuit to reduce the common impedance as much as possible, or a plurality of board terminals are provided to reduce the inductance. Measures are taken to reduce the components. However, in either case, the number of external terminals of the solid-state imaging device is increased,
The area of the solid-state imaging device is increased, the number of I / O circuits is increased, and the like, which leads to an increase in manufacturing cost and a decrease in yield.

【0009】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、対雑音性能に優れる
とともに、ウェル電位の変動に起因する画質劣化が少な
い固体撮像装置およびその駆動方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device excellent in noise performance and less in image quality deterioration due to a change in well potential, and a driving method thereof. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ノイズ除去回路およびA/D変換回路
の少なくとも一方を固体撮像素子と同一基板上に混載し
てなる固体撮像装置において、固体撮像素子の動作クロ
ックに対してノイズ除去回路およびA/D変換回路の少
なくとも一方の動作クロックの相対的な位相関係を調整
可能とし、その位相関係を適宜調整するようにしてい
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a solid-state image pickup device in which at least one of a noise removal circuit and an A / D conversion circuit is mixedly mounted on the same substrate as a solid-state image pickup device. The relative phase relationship of at least one of the operation clocks of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit is adjustable with respect to the operation clock of the solid-state image sensor, and the phase relationship is adjusted appropriately.

【0011】固体撮像素子の動作クロックに対してノイ
ズ除去回路およびA/D変換回路の少なくとも一方の動
作クロックの相対的な位相関係を調整することで、ノイ
ズ除去回路およびA/D変換回路の少なくとも一方の回
路において、動作クロックに起因して発生するクロック
ノイズの影響が少ない期間に回路動作が行われるように
タイミング関係を設定できる。また、動作クロック個々
の立ち上がりタイミングや立ち下がりタイミングが異な
ることで、それらの立ち上がりや立ち下がりに同期して
瞬間的に流れる貫通電流や充放電電流などを分散させる
ことができる。これにより、電源端子を通して固体撮像
装置へ流れ込む瞬間電流のピーク値が小さく抑えられ
る。
At least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit is adjusted by adjusting the relative phase relationship of the operation clock of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit with respect to the operation clock of the solid-state image pickup device. In one circuit, the timing relationship can be set so that the circuit operation is performed during a period in which the influence of clock noise caused by the operation clock is small. In addition, since the rising timing and the falling timing of each operation clock are different, it is possible to disperse the through current, the charging / discharging current, etc. that instantaneously flow in synchronization with the rising and the falling. As a result, the peak value of the instantaneous current flowing into the solid-state imaging device through the power supply terminal can be suppressed to a small value.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の一実施形態に係る固体撮
像装置の構成例を示すブロック図である。図1から明ら
かなように、本実施形態に係る固体撮像装置は、例えば
CMOSイメージセンサからなる固体撮像素子11と、
その周辺回路であるCDS回路12、A/D変換回路1
3および通信部/タイミング発生回路14とを同一のシ
リコン基板15上に混載した構成を採っている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention. As is clear from FIG. 1, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes a solid-state imaging device 11 including, for example, a CMOS image sensor,
CDS circuit 12 and A / D conversion circuit 1 which are the peripheral circuits
3 and the communication unit / timing generation circuit 14 are mixedly mounted on the same silicon substrate 15.

【0014】シリコン基板15には、固体撮像素子11
の動作の基準となるマスタークロックφMSTを外部か
ら取り込むためのクロック端子16、外部から制御コマ
ンドを取り込むための制御端子17および撮像信号とし
てディジタル出力信号を出力する出力端子18が設けら
れている。マスタークロックφMSTおよび制御コマン
ドは、クロック端子16および制御端子17をそれぞれ
介して通信部/タイミング発生回路14に入力される。
On the silicon substrate 15, the solid-state image pickup device 11 is provided.
There is provided a clock terminal 16 for externally taking in the master clock .phi.MST which is a reference for the operation of the above, a control terminal 17 for taking in a control command from the outside, and an output terminal 18 for outputting a digital output signal as an image pickup signal. The master clock φMST and the control command are input to the communication section / timing generation circuit 14 via the clock terminal 16 and the control terminal 17, respectively.

【0015】通信部/タイミング発生回路14はクロッ
ク生成回路19を内蔵しており、このクロック生成回路
19において、外部からの制御コマンドに応じて例えば
3系統の動作クロック、即ち固体撮像素子11の動作ク
ロックφA、CDS回路12の動作クロックφBおよび
A/D変換回路14の動作クロックφCを、マスターク
ロックφMSTに基づいてそれぞれ生成する。
The communication unit / timing generation circuit 14 has a built-in clock generation circuit 19, and in the clock generation circuit 19, for example, three system operation clocks, that is, the operation of the solid-state image pickup device 11 is performed in response to an external control command. The clock φA, the operation clock φB of the CDS circuit 12 and the operation clock φC of the A / D conversion circuit 14 are generated based on the master clock φMST.

【0016】ここで、動作クロックφAとしては、固体
撮像素子11において、行列状に配置されてなる各感光
画素を行単位で順に選択するための垂直走査の基準とな
る垂直クロックや、各感光画素を列単位で順に選択する
ための水平走査の基準となる水平クロック等が挙げられ
る。
Here, as the operation clock φA, in the solid-state image pickup device 11, a vertical clock serving as a reference of vertical scanning for sequentially selecting the photosensitive pixels arranged in a matrix in a row unit, and each photosensitive pixel. A horizontal clock or the like serving as a reference for horizontal scanning for sequentially selecting the column by column.

【0017】動作クロックφBは、CDS回路12にお
いて、固体撮像素子11の出力信号中のノイズ成分を含
むフィードスルー期間をクランプするためのクランプパ
ルスと、信号期間をサンプルホールドするサンプリング
パルスとである。動作クロックφCは、A/D変換回路
14において、入力されるアナログ信号の信号レベルを
サンプリングするサンプリングクロックである。
The operation clock φB is a clamp pulse for clamping the feedthrough period including a noise component in the output signal of the solid-state image pickup device 11 in the CDS circuit 12 and a sampling pulse for sampling and holding the signal period. The operation clock φC is a sampling clock for sampling the signal level of the analog signal input in the A / D conversion circuit 14.

【0018】固体撮像素子11は、先述したように、フ
ォトダイオードとMOSトランジスタの組み合わせから
なる感光画素が行列状に配置されてなるCMOSイメー
ジセンサからなり、各感光画素で光電変換されて得られ
る信号電荷を、動作クロックφAに基づく垂直走査およ
び水平走査によって画素単位で電気信号に変換して信号
線を通して画像信号として出力する構成となっている。
この画像信号は、CDS回路12に供給される。
As described above, the solid-state image pickup device 11 is composed of a CMOS image sensor in which photosensitive pixels made up of a combination of photodiodes and MOS transistors are arranged in a matrix, and a signal obtained by photoelectric conversion at each photosensitive pixel. The electric charges are converted into electric signals in pixel units by vertical scanning and horizontal scanning based on the operation clock φA and output as image signals through signal lines.
This image signal is supplied to the CDS circuit 12.

【0019】CDS回路12は、周知の通り、固体撮像
素子11の出力信号に含まれるリセットノイズを除去す
るノイズ除去回路であり、上記クランプパルスによって
固体撮像素子11の出力信号のフィードスルー期間をク
ランプした上で、上記サンプリングパルスによって当該
出力信号の信号期間をサンプルホールドすることによっ
てリセットノイズを除去する。
As is well known, the CDS circuit 12 is a noise removing circuit for removing reset noise included in the output signal of the solid-state image pickup device 11, and clamps the feedthrough period of the output signal of the solid-state image pickup device 11 by the clamp pulse. After that, reset noise is removed by sampling and holding the signal period of the output signal by the sampling pulse.

【0020】A/D変換回路13は、CDS回路12で
ノイズ除去された固体撮像素子11のアナログ出力信号
を動作クロックφCであるサンプリングクロックでサン
プリングし、ディジタル出力信号にA/D変換して出力
する。このディジタル出力信号は、出力端子16を経由
してシリコン基板15の外部へ出力される。
The A / D conversion circuit 13 samples the analog output signal of the solid-state image pickup device 11 from which noise has been removed by the CDS circuit 12 at a sampling clock which is an operation clock φC, and A / D converts it into a digital output signal for output. To do. This digital output signal is output to the outside of the silicon substrate 15 via the output terminal 16.

【0021】図2は、クロック生成回路19の具体的な
構成例を示すブロック図である。本例に係るクロック生
成回路19は、1つの動作クロックごとに、分周回路2
1、ディレイ回路22およびパルス幅調整回路23を有
する構成となっている。
FIG. 2 is a block diagram showing a concrete configuration example of the clock generation circuit 19. The clock generation circuit 19 according to the present example uses the frequency divider circuit 2 for each operation clock.
1, a delay circuit 22 and a pulse width adjusting circuit 23.

【0022】このクロック生成回路19において、分周
回路21は、マスタークロックMCKを適当な分周比で
分周することにより、動作クロックφA,φB,φCを
生成する。ディレイ回路22は、動作クロックφA,φ
B,φCを遅延することによってそれらの位相を制御す
る。パルス幅調整回路23は、動作クロックφA,φ
B,φCのパルス幅、即ちクロックデューティを制御す
る。
In the clock generation circuit 19, the frequency divider circuit 21 generates the operation clocks φA, φB and φC by dividing the master clock MCK with an appropriate frequency division ratio. The delay circuit 22 has operation clocks φA and φ.
Control their phase by delaying B and φC. The pulse width adjusting circuit 23 uses the operation clocks φA and φ.
The pulse width of B and φC, that is, the clock duty is controlled.

【0023】ディレイ回路22での位相制御により、動
作クロックφA,φB,φC相互間の位相関係を調整で
きる。すなわち、ディレイ回路22は、動作クロックφ
A,φB,φCの相対的な位相関係を調整可能な調整手
段としての機能を持つ。このディレイ回路22による位
相制御およびパルス幅調整回路23によるパルス幅制御
により、動作クロックφA,φB,φCの立ち上がりタ
イミングおよび立ち下がりタイミングが可変となる。
By controlling the phase in the delay circuit 22, the phase relationship among the operation clocks φA, φB and φC can be adjusted. That is, the delay circuit 22 uses the operation clock φ.
It has a function as an adjusting means capable of adjusting the relative phase relationship of A, φB, and φC. By the phase control by the delay circuit 22 and the pulse width control by the pulse width adjusting circuit 23, the rising timing and the falling timing of the operation clocks φA, φB, φC can be changed.

【0024】図3に、ディレイ回路22の具体的な構成
例を示す。ここでは、一例として、1つの入力クロック
に対して2つの出力クロックを生成する場合の回路構成
を示しており、2つの出力クロックを生成する回路は基
本的に同じ構成となっていることから、一方の回路構成
についてのみ説明するものとする。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the delay circuit 22. Here, as an example, the circuit configuration in the case of generating two output clocks for one input clock is shown, and since the circuits for generating two output clocks have basically the same configuration, Only one circuit configuration will be described.

【0025】本例に係るディレイ回路22は、クロック
入力線31に対してシリアルに接続された複数のディレ
イ素子、本例では4個の遅延素子32−1〜32−4
と、1段目の遅延素子32−1の入力端および遅延素子
32−1〜32−4の各々の出力端とクロック出力線3
3との間に接続されたスイッチ素子34−1〜34−5
とを有する構成となっている。
The delay circuit 22 according to this example includes a plurality of delay elements serially connected to the clock input line 31, four delay elements 32-1 to 32-4 in this example.
And the input terminal of the delay element 32-1 in the first stage, the respective output terminals of the delay elements 32-1 to 32-4, and the clock output line 3.
Switch elements 34-1 to 34-5 connected between
It is configured to have and.

【0026】このディレイ回路22において、外部から
与えられる制御コマンドに応じてスイッチ素子34−1
〜34−5のいずれか1つをオン(閉)させることによ
り、出力ポイントが変化し、入力クロックに対して所望
の遅延量だけ遅延された出力クロックが生成される。こ
こで、遅延量の刻み幅および範囲は、遅延素子32−1
〜32−4個々の遅延量およびその数量によって決ま
る。
In the delay circuit 22, the switch element 34-1 is responsive to a control command given from the outside.
By turning on (closing) any one of ~ 34-5, the output point is changed, and the output clock delayed by the desired delay amount with respect to the input clock is generated. Here, the step size and range of the delay amount are the delay element 32-1.
~ 32-4 Depends on the individual delay amount and its quantity.

【0027】次に、上記構成の本実施形態に係る固体撮
像装置の動作について、図4のタイミングチャートを用
いて説明する。
Next, the operation of the solid-state image pickup device having the above-described structure according to this embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0028】先ず、クロック生成回路19で生成される
動作クロックφAに同期して固体撮像装置11から画像
信号が出力され、CDS回路12に供給される。CDS
回路12は、クロック生成回路19で生成される動作ク
ロックφBに基づいてノイズ除去の動作を行う。具体的
には、固体撮像素子11の出力信号のフィードスルーに
含まれるノイズと信号に含まれるノイズとが相関を持っ
ていることを利用し、クランプパルスによって固体撮像
素子11の出力信号のフィードスルー期間をクランプし
た上で、サンプリングパルスによって当該出力信号の信
号期間をサンプルホールドすることで、出力信号中に含
まれるノイズ成分をキャンセルする。
First, an image signal is output from the solid-state image pickup device 11 in synchronization with the operation clock φA generated by the clock generation circuit 19 and supplied to the CDS circuit 12. CDS
The circuit 12 performs noise removal operation based on the operation clock φB generated by the clock generation circuit 19. Specifically, by utilizing the fact that the noise included in the feedthrough of the output signal of the solid-state image sensor 11 and the noise included in the signal have a correlation, the feedthrough of the output signal of the solid-state image sensor 11 is performed by the clamp pulse. After the period is clamped, the signal period of the output signal is sampled and held by the sampling pulse to cancel the noise component included in the output signal.

【0029】ここで、クロック生成回路19において
は、図2のディレイ回路22による位相制御およびパル
ス幅調整回路23によるパルス幅制御により、動作クロ
ックφAに対して動作クロックφB,φCの立ち上がり
タイミングおよび立ち下がりタイミングの調整が可能と
なっている。
Here, in the clock generation circuit 19, by the phase control by the delay circuit 22 and the pulse width control by the pulse width adjusting circuit 23 of FIG. 2, the rising timing and the rising timing of the operation clocks φB and φC with respect to the operation clock φA. It is possible to adjust the falling timing.

【0030】そこで、動作クロックφAに対して動作ク
ロックφBの立ち上がりタイミングや立ち下がりタイミ
ングを適当に調整することにより、固体撮像素子11の
プロセスばらつきがあった場合でも、個々の固体撮像素
子11に対してその画像信号におけるノイズの影響を受
けない安定した期間でCDS回路12のサンプリング動
作を行うことができる。さらに、動作クロックφAに対
して動作クロックφCの立ち上がりタイミングや立ち下
がりタイミングを適当に調整することにより、CDS回
路12の出力信号の安定した期間でA/D変換回路13
のサンプリング動作を行うことができる。
Therefore, by appropriately adjusting the rising timing and the falling timing of the operation clock φB with respect to the operation clock φA, even if there are process variations in the solid-state image pickup element 11, the individual solid-state image pickup elements 11 can be processed. The sampling operation of the CDS circuit 12 can be performed in a stable period that is not affected by noise in the image signal. Further, by appropriately adjusting the rising timing and the falling timing of the operation clock φC with respect to the operation clock φA, the A / D conversion circuit 13 can be operated during a stable period of the output signal of the CDS circuit 12.
The sampling operation can be performed.

【0031】また、クロック生成回路19では、動作ク
ロックφAに対して動作クロックφB,φCの立ち上が
りタイミングおよび立ち下がりタイミングを調整できる
ばかりでなく、動作クロックφAの立ち上がりタイミン
グおよび立ち下がりタイミングについても調整できるた
め、動作クロックφA,φB,φCの立ち上がりタイミ
ングや立ち下がりタイミングを調整することで、それぞ
れの回路の出力信号を乱さないようにすることもでき
る。
Further, in the clock generation circuit 19, not only the rising timing and falling timing of the operating clocks φB and φC can be adjusted with respect to the operating clock φA, but also the rising timing and falling timing of the operating clock φA can be adjusted. Therefore, the output signals of the respective circuits can be prevented from being disturbed by adjusting the rising timing and the falling timing of the operation clocks φA, φB, and φC.

【0032】上述したように、CDS回路12およびA
/D変換回路13を固体撮像素子11と同一のシリコン
基板15上に混載してなる固体撮像装置において、固体
撮像素子11の動作クロックφとCDS回路12および
A/D変換回路13の各動作クロックφB,φCとの相
対的な位相関係を調整可能とし、その位相関係を適宜調
整することにより、それぞれの回路において動作クロッ
クφA,φB,φCに起因して発生するクロックノイズ
の影響が少ない期間にCDS回路12およびA/D変換
回路13でのサンプリングを行うことができるため、対
雑音性能に優れた固体撮像装置を提供できる。
As described above, the CDS circuits 12 and A
In a solid-state imaging device in which the A / D conversion circuit 13 is mixedly mounted on the same silicon substrate 15 as the solid-state imaging device 11, the operation clock φ of the solid-state imaging device 11 and each operation clock of the CDS circuit 12 and the A / D conversion circuit 13 By making it possible to adjust the relative phase relationship with φB and φC and adjusting the phase relationship as appropriate, it is possible to reduce the influence of clock noise generated due to the operation clocks φA, φB, and φC in each circuit. Since the CDS circuit 12 and the A / D conversion circuit 13 can perform sampling, it is possible to provide a solid-state imaging device having excellent noise resistance performance.

【0033】また、動作クロックφA,φB,φC個々
の立ち上がりタイミングや立ち下がりタイミングが異な
ることにより、それらの立ち上がりや立ち下がりに同期
して瞬間的に流れる貫通電流や充放電電流などを分散さ
せることができるため、電源端子を通して固体撮像装置
のシリコン基板15へ流れ込む瞬間電流のピーク値を小
さく抑えることができる。これにより、ウェル電位の変
動を小さく抑えることができ、それに伴ってウェル電位
の変動によるノイズを抑制できるため、画質の劣化を抑
えることができる。
Further, since the operation clocks .phi.A, .phi.B, .phi.C have different rising timings and falling timings, it is possible to disperse a through current, a charging / discharging current, etc. which instantaneously flows in synchronization with the rising and falling timings. Therefore, the peak value of the instantaneous current flowing into the silicon substrate 15 of the solid-state imaging device through the power supply terminal can be suppressed to a small value. As a result, the fluctuation of the well potential can be suppressed to be small, and the noise due to the fluctuation of the well potential can be suppressed accordingly, so that the deterioration of the image quality can be suppressed.

【0034】さらに、各動作クロックφB,φCとの相
対的な位相関係を外部からの操作で可変とすることによ
り、その調整によってプロセスばらつきなどによる個々
のデバイス差に対応できるため、個々の固体撮像装置に
対して最適な動作タイミングを設定することができる。
Furthermore, by making the relative phase relationship with the respective operation clocks φB and φC variable by an external operation, adjustment can be made to cope with individual device differences due to process variations, etc. It is possible to set the optimum operation timing for the device.

【0035】以上により、CDS回路12およびA/D
変換回路13を固体撮像素子11と同一基板15上に混
載する場合であっても、固体撮像装置の外部端子を増や
したり、固体撮像装置の面積を増加させなくても、クロ
ックノイズの影響が少なく、高画質の画像を得ることが
できるため、各種の電子機器、特に携帯電話機やPDA
などの携帯端末に適した小型、軽量で低消費電力の固体
撮像装置を提供することができる。
From the above, the CDS circuit 12 and the A / D
Even when the conversion circuit 13 and the solid-state imaging device 11 are mounted on the same substrate 15 together, the effect of clock noise is small even if the external terminals of the solid-state imaging device are not increased or the area of the solid-state imaging device is not increased. Since high-quality images can be obtained, various electronic devices, especially mobile phones and PDAs
It is possible to provide a small-sized, lightweight, low-power-consumption solid-state imaging device suitable for mobile terminals such as.

【0036】そして、当該固体撮像装置を携帯端末にそ
の画像入力装置として搭載することで、固体撮像素子1
1と同一基板15上への各回路の混載によって歩留まり
が向上し、製造コストが低下するため、携帯端末の低コ
スト化に大きく寄与でき、しかも外部とのインターフェ
イス回路(I/O回路)が不要になるため、携帯端末の
低消費電力化にも大きく寄与できることになる。
Then, the solid-state image pickup device 1 is mounted by mounting the solid-state image pickup device on a portable terminal as its image input device.
Since the yield is improved and the manufacturing cost is reduced by embedding each circuit on the same substrate 15 as that of No. 1, it can greatly contribute to the cost reduction of the mobile terminal, and the interface circuit (I / O circuit) with the outside is unnecessary. Therefore, the power consumption of the mobile terminal can be greatly reduced.

【0037】なお、上記実施形態では、固体撮像素子1
1と同一基板15上に、CDS回路12およびA/D変
換回路13を共に混載した固体撮像装置に適用した場合
を例に採って説明したが、これに限られるものではな
く、CDS回路12およびA/D変換回路13の一方の
みを混載した固体撮像装置にも同様に適用可能である。
この場合には、固体撮像素子11の動作クロックφAと
CDS回路12の動作クロックφBまたはA/D変換回
路13の動作クロックφCとの相対的な位相関係を調整
可能な構成とし、適宜調整するようにすれば良い。
In the above embodiment, the solid-state image sensor 1 is used.
The case where the CDS circuit 12 and the A / D conversion circuit 13 are both mounted on the same substrate 15 as 1 is applied to the solid-state imaging device, but the present invention is not limited to this. The same can be applied to a solid-state image pickup device in which only one of the A / D conversion circuits 13 is mounted.
In this case, the relative phase relationship between the operation clock φA of the solid-state image pickup device 11 and the operation clock φB of the CDS circuit 12 or the operation clock φC of the A / D conversion circuit 13 can be adjusted and appropriately adjusted. You can do it.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノイズ除去回路およびA/D変換回路の少なくとも一方
を固体撮像素子と同一基板上に混載してなる固体撮像装
置において、固体撮像素子の動作クロックに対してノイ
ズ除去回路およびA/D変換回路の少なくとも一方の動
作クロックの相対的な位相関係を調整可能とし、適宜調
整するようにしたことにより、それぞれの回路に対して
最適な動作タイミングを設定できるため、対雑音性能を
向上できるとともに、ウェル電位の変動に起因する画質
劣化を抑えることができる。
As described above, according to the present invention,
In a solid-state imaging device in which at least one of a noise removal circuit and an A / D conversion circuit is mixedly mounted on the same substrate as the solid-state imaging device, at least the noise removal circuit and the A / D conversion circuit with respect to the operation clock of the solid-state imaging device. Since the relative phase relationship of one operation clock can be adjusted and adjusted appropriately, the optimum operation timing can be set for each circuit, so that the noise performance can be improved and the well potential It is possible to suppress image quality deterioration due to fluctuations.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の構成
例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】クロック生成回路の具体的な構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of a clock generation circuit.

【図3】ディレイ回路の具体的な構成例を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of a delay circuit.

【図4】本実施形態に係る固体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. 4 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state imaging device according to the present embodiment.

【図5】固体撮像装置のシステム構成の一例を示すブロ
ック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a system configuration of a solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…固体撮像素子、12…CDS回路、13…A/D
変換回路、14…通信部/タイミング発生回路、15…
シリコン基板、19…クロック生成回路、21…分周回
路、22…ディレイ回路、23…パルス幅調整回路
11 ... Solid-state image sensor, 12 ... CDS circuit, 13 ... A / D
Conversion circuit, 14 ... Communication unit / timing generation circuit, 15 ...
Silicon substrate, 19 ... Clock generation circuit, 21 ... Dividing circuit, 22 ... Delay circuit, 23 ... Pulse width adjusting circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久松 康秋 神奈川県横浜市保土ヶ谷区神戸町134番地 ソニー・エルエスアイ・デザイン株式会 社内 (72)発明者 馬渕 圭司 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA05 AB01 BA14 CA02 DD09 FA06 FA50 5C024 CX03 CY16 HX15 HX23    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yasuaki Hisamatsu             134, Kobe-cho, Hodogaya-ku, Yokohama-shi, Kanagawa               Sony LSI Design Stock Association             In-house (72) Inventor Keiji Mabuchi             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F-term (reference) 4M118 AA05 AB01 BA14 CA02 DD09                       FA06 FA50                 5C024 CX03 CY16 HX15 HX23

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体撮像素子の出力信号中に含まれるノ
イズ成分を除去するノイズ除去回路および当該出力信号
をアナログ/ディジタル変換するA/D変換回路の少な
くとも一方が前記固体撮像素子と同一基板上に搭載され
てなる固体撮像装置であって、 前記固体撮像素子の動作クロックと前記ノイズ除去回路
および前記A/D変換回路の少なくとも一方の動作クロ
ックとの相対的な位相関係を調整可能な位相調整手段を
有することを特徴とする固体撮像装置。
1. At least one of a noise removing circuit for removing a noise component contained in an output signal of a solid-state image sensor and an A / D conversion circuit for analog / digital converting the output signal is on the same substrate as the solid-state image sensor. A solid-state image pickup device mounted on a solid-state image pickup device, comprising a phase adjustment capable of adjusting a relative phase relationship between an operation clock of the solid-state image pickup element and an operation clock of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit. A solid-state imaging device having means.
【請求項2】 前記ノイズ除去回路および前記A/D変
換回路の少なくとも一方の動作クロックは、前記固体撮
像素子の出力信号をサンプリングするサンプリングクロ
ックであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装
置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an operation clock of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit is a sampling clock for sampling an output signal of the solid-state imaging device. apparatus.
【請求項3】 前記位相調整手段は、前記固体撮像素子
の動作クロックに対して前記ノイズ除去回路および前記
A/D変換回路の少なくとも一方の動作クロックを所定
の遅延量だけ遅延させる遅延手段を有することを特徴と
する請求項1記載の固体撮像装置。
3. The phase adjusting means has a delay means for delaying an operation clock of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit by a predetermined delay amount with respect to an operation clock of the solid-state imaging device. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein.
【請求項4】 前記位相調整手段は、前記固体撮像素子
の動作クロックに対して前記ノイズ除去回路および前記
A/D変換回路の少なくとも一方の動作クロックのパル
ス幅を調整するパルス幅調整手段を有することを特徴と
する請求項3記載の固体撮像装置。
4. The phase adjusting means has a pulse width adjusting means for adjusting a pulse width of an operation clock of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit with respect to an operation clock of the solid-state imaging device. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein
【請求項5】 固体撮像素子の出力信号中に含まれるノ
イズ成分を除去するノイズ除去回路および当該出力信号
をアナログ/ディジタル変換するA/D変換回路の少な
くとも一方が前記固体撮像素子と同一基板上に搭載され
てなる固体撮像装置において、 前記固体撮像素子の動作クロックに対して前記ノイズ除
去回路および前記A/D変換回路の少なくとも一方の動
作クロックの相対的な位相関係を調整することを特徴と
する固体撮像装置の駆動方法。
5. A noise removal circuit for removing a noise component contained in an output signal of a solid-state image sensor and at least one of an A / D conversion circuit for analog / digital conversion of the output signal are on the same substrate as the solid-state image sensor. In the solid-state image pickup device mounted on, the relative phase relationship of the operation clocks of at least one of the noise removal circuit and the A / D conversion circuit is adjusted with respect to the operation clocks of the solid-state image pickup element. Method for driving solid-state imaging device.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032688A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Fujitsu Ltd Solid state imaging apparatus
KR100869855B1 (en) 2007-07-13 2008-11-21 주식회사 쎄이미지 High-speed sampling structure for ccd image signal
JP2011114484A (en) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd Semiconductor integrated circuit
WO2014050532A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 富士フイルム株式会社 Radiography device, radiography system, radiography device control method, and radiography program
WO2014050531A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 富士フイルム株式会社 Radiographic imaging device, radiographic imaging system, method for controlling radiographic imaging device, and radiographic imaging program
CN104219464A (en) * 2014-09-19 2014-12-17 北京空间机电研究所 Sampling location self-adaptive adjustment CCD video signal processing system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032688A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Fujitsu Ltd Solid state imaging apparatus
KR100869855B1 (en) 2007-07-13 2008-11-21 주식회사 쎄이미지 High-speed sampling structure for ccd image signal
JP2011114484A (en) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Electric Works Co Ltd Semiconductor integrated circuit
WO2014050532A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 富士フイルム株式会社 Radiography device, radiography system, radiography device control method, and radiography program
WO2014050531A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 富士フイルム株式会社 Radiographic imaging device, radiographic imaging system, method for controlling radiographic imaging device, and radiographic imaging program
CN104219464A (en) * 2014-09-19 2014-12-17 北京空间机电研究所 Sampling location self-adaptive adjustment CCD video signal processing system
CN104219464B (en) * 2014-09-19 2017-07-07 北京空间机电研究所 A kind of CCD video signal processing systems of sampling location self-adaptative adjustment

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