JP2008515297A - 高感度固体イメージ・センサ - Google Patents
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Abstract
単一光子限界に接近する非常に高い感度を有する固体イメージ・センサ(1)は、3つのモジュール構築ブロック、すなわち、(a)光サイトと、相関2重サンプリングのために使用される中間光電荷蓄積機能と、信号バッファリングまたは増幅用の電子回路とを有する、ピクセル(2.11、2.12、...)と、(b)複数のそのようなピクセル(2.11、2.21、...)がトランジスタ・スイッチを使用して接続され、低域通過フィルタ(30.1)を含む、列または行信号線(3.1)と、(c)行信号線(3.1、3.2、...)が接続され、アナログ・マルチプレクサ(42)とともに複数のアナログ増幅器(41.1、41.2、...)から成る、読み出し回路(4)と、を用いて実現される。光生成信号は読み出され、相関2重サンプリング方法を実施するため、アナログまたはデジタル・ドメインのどちらかにおいて、リセット・レベルが減算される。
Description
本発明は、好ましくは紫外、可視、または赤外スペクトル範囲にある電磁波の場の、単一光子検出限界に接近する非常に高い感度を有する位置依存検出を必要とする、すべての感知および測定技法に関する。特に、本発明は、業界標準のシリコン技術を用いて製造される、高密度の1次元または2次元ピクセル配列を必要とする、これらの感知および測定技法のすべてに関する。独立請求項の前文による固体イメージ・センサ(solid−state image sensor)および感知方法が提案される。
図1に示された固体光センサ・ピクセル200の従来の構造は、比例する数の光電荷(photo−charge)の対を光子の入射ストリームInがそこで生成する半導体ボリュームSと、電荷収集機構体(少なくとも2つの接触子PG0、PG1と接触させられる光ゲート(photogate)によって引き起こされる電界内の拡散またはドリフトのどちらか)と、電荷蓄積装置D(導体―酸化物―半導体キャパシタンスまたは拡散キャパシタンスのどちらか)と、感知またはソース・フォロワ・トランジスタT1と、リセット・スイッチT2と、ピクセル選択スイッチT3と、収集された光電荷信号のバッファリングまたは増幅用の電子回路(例えば、ソース・フォロワ・トランジスタT1とバイアス電流Ibiasを供給する電流源とから成るソース・フォロワとして実現される)とから成る。これは、B.Jahne、H.Haussecker、P.Geissler編、「Handbook of Computer Vision and Applications」、New York、Academic Press、1999年、p.165〜222の、P.Seitz、「Solid−state Image Sensing」に詳細に説明されている。
シリコンを用いた可視および近赤外(NIR:near infrared)照射の検出の全外部量子効率(external quantum efficiency)は、容易に50%を超える。半導体光センサの感度の現在の制限は、むしろ電子光電荷検出回路における雑音による。3つの関連する雑音源が、以下のものとして、すなわち、
(i)リセット回路の信号経路における温度依存抵抗(ジョンソン)雑音(temperature dependent resistor(Johnson)noise)から生じる、kTC雑音とも呼ばれる、リセット雑音(reset noise)、
(ii)電子光電荷検出回路の第1のトランジスタのチャネルにおける1/f雑音、
(iii)電子光電荷検出回路の第1のトランジスタのチャネルにおける抵抗(ジョンソン)雑音(resistor(Johnson)noise)、として識別されることができる。
(i)リセット回路の信号経路における温度依存抵抗(ジョンソン)雑音(temperature dependent resistor(Johnson)noise)から生じる、kTC雑音とも呼ばれる、リセット雑音(reset noise)、
(ii)電子光電荷検出回路の第1のトランジスタのチャネルにおける1/f雑音、
(iii)電子光電荷検出回路の第1のトランジスタのチャネルにおける抵抗(ジョンソン)雑音(resistor(Johnson)noise)、として識別されることができる。
文献から、最初の2つの雑音源(i)、(ii)が実質的に除去され得るように、いわゆる相関2重サンプリング(CDS:correlated double sampling)を用いて、どのように光電荷信号を処理したらよいかが知られており、例えば、A.J.P.Theuwissen、「Solid−state imaging with charge−coupled devices」、Kluwer、Dordrecht、1995年を参照されたい。CDSは、光電荷測定当たり2回の測定を必要とし、第1のステップにおいて、光電荷検出回路は、リセット雑音のせいで正確には知られていないある電圧にリセットされ、この電圧が測定される。第2のステップにおいて、蓄積された光電荷が、光電荷検出回路の同一のノードに転送され、結果の電圧値が再び測定される。これら2つの結果の差が、最初の2つの雑音源を本質的に欠いた、望ましい光電荷の値をもたらす。
第3の雑音源(iii)が、高感度光電荷測定にとっての主な制限要因であることが分かっており、光電荷検出回路における第1のトランジスタの入力換算光電荷雑音寄与(input−referred photo−charge noise contribution)は、第1のトランジスタのゲートにおける実効キャパシタンスに比例し、温度の平方根に比例し、帯域幅の平方根に比例する。この関係は、高感度光感知における最新技術水準に到達するために様々な方法で使用されている。
J.Janesick他は、「Sub−electron noise charge coupled devices」、Proc.SPIE、1990年、Vol.1242、p.238〜251において、測定帯域幅から光電荷検出雑音の平方根依存をどのように利用するかについて説明している。彼らは、それを用いて同一の光電荷パケット(photo−charge packet)が非破壊的に、したがって反復的に測定され得る、電荷結合素子(CCD:charge−coupled device)の原理を教示している。このいわゆるスキッパCCD(Skipper CCD)は、後で平均される統計的に独立なn個の測定値を生成する。理論によって予測されるように、光電荷検出雑音は、測定帯域幅に対応する、平均される測定の数nの平方根とともに低減される。このようにして、統計的光電荷検出の、光電子1個より小さい不確実性が、実際に得られる。残念なことに、全測定プロセスは、n倍長くかかり、そのため、スキッパCCDの用途は、天文学およびその他の僅かな科学分野に本質的に制限される。
A.Krymski他は、「A 2e− Noise 1.3 Megapixel CMOS Sensor」、Proc.2003 IEEE Workshop on CCDs and advanced image sensorsにおいて、相補型金属酸化膜半導体(CMOS:complementary−metal−oxide−semiconductor)プロセスを用いて製造されるイメージ・センサにおいて並列信号処理(parallelism of signal processing)を利用する方法について説明している。彼らは、個々のピクセルから出力増幅器までの信号経路における帯域幅を減少させるが、これは複数のピクセルに対して同時に行われるので、光電荷検出プロセスの実効帯域幅の減少にもかかわらず、測定プロセスは引き延ばされない。加えて、CDS方法が、リセット雑音を効果的に打ち消すために実施される。このようにして、統計的光電荷検出の、電子数個の不確実性が、室温の下、数MHzのフル・ビデオ帯域幅において、実験的に得られる。
米国特許出願公開第2003/0042400A1号明細書(Hynecek、「Compact Image Sensor Layout with Charge Multiplying Register」)は、高感度光検出の代替手法について説明している。アバランシェ電荷増倍効果(avalanche charge−multiplication effect)を使用する物理的増幅機構体が利用される。これは、電子電荷検出プロセスの雑音寄与を減少させないが、はるかにより大きな電荷信号が電荷検出回路の入力において提供されるので、光電荷測定プロセスの信号対雑音比は著しく改善される。観測された統計的光電荷の不確実性は、室温の下、数MHzのフル・ビデオ帯域幅において、電子1個に近づく。アバランシェ効果は、最大20Vのかなり高い電圧で、長い直列CCDステージを使用して実施されるので、この高感度光センサは、業界標準のCMOSプロセスを用いて製造されることができず、業界標準の3.3Vの供給電圧を用いて動作させることができない。
本発明の主要な目的は、単一光子検出限界に接近する高い検出感度を有する、電磁放射用の固体イメージ・センサを提供することである。本発明のさらなる目的は、業界標準の半導体プロセスを用いた、この高感度イメージ・センサの製造を可能にすることである。本発明のまたさらなる目的は、入射電磁放射を高い検出感度で感知するための方法を提供することである。
上記およびその他の目的は、独立請求項において確定される固体イメージ・センサおよび感知方法によって解決される。感知装置および方法の好ましい実施形態は、従属請求項において確定される。
本発明は、個々のピクセルがそれぞれの列または行選択スイッチを用いて接続される、すべての列または行信号線における帯域幅の同時縮小に依存する、完全CMOS互換イメージ・センサ構成を用いて、高感度光感知の最新技術水準を乗り越える。本発明によれば、出力ステージは、やはりCDS動作が損なわれないという要求の下で、アナログまたはデジタルとすることができる。このようにして、光電荷パケットの検出における光電子数個の実効統計雑音が、獲得されることができる。
任意の光センサの究極の物理的検出限界は、光は個々の光子から成ると教える、光の量子的性質によって与えられる。本発明によれば、この単一光子検出限界に接近する非常に高い感度を有する固体イメージ・センサは、3つのモジュール構築ブロック、すなわち、
(a)感光性領域(光サイト(photo site))と、相関2重サンプリングのために使用される中間光電荷蓄積機能と、信号バッファリングまたは増幅用の好ましくはソース・フォロワである電子回路とを有する、ピクセルと、
(b)複数のそのようなピクセルがトランジスタ・スイッチを使用して接続され、低域通過フィルタと、好ましくはプログラム可能利得増幅器(PGA:programmable gain amplifier)である増幅器とを含む、列または行信号線と、
(c)列または行信号線が接続され、デジタル・マルチプレクサとともに複数のアナログ・デジタル変換器を備える、またはアナログ・マルチプレクサとともに複数のアナログ増幅器を備える、読み出し回路との組合せを用いて実現される。
(a)感光性領域(光サイト(photo site))と、相関2重サンプリングのために使用される中間光電荷蓄積機能と、信号バッファリングまたは増幅用の好ましくはソース・フォロワである電子回路とを有する、ピクセルと、
(b)複数のそのようなピクセルがトランジスタ・スイッチを使用して接続され、低域通過フィルタと、好ましくはプログラム可能利得増幅器(PGA:programmable gain amplifier)である増幅器とを含む、列または行信号線と、
(c)列または行信号線が接続され、デジタル・マルチプレクサとともに複数のアナログ・デジタル変換器を備える、またはアナログ・マルチプレクサとともに複数のアナログ増幅器を備える、読み出し回路との組合せを用いて実現される。
光生成信号は読み出され、CDS方法を実施するため、アナログ・ドメインまたはデジタル・ドメインのどちらかにおいて、リセット・レベルが減算される。このようにして、2つの基本技法が、異なる雑音源の低減のために同時に実施され、すなわち、CDSは、トランジスタ・チャネルにおいてリセット(kTC)雑音および1/f雑音を低減し、一方、低域通過フィルタは、トランジスタ・チャネルにおいて白色抵抗(ジョンソン)雑音を低減する。
したがって、本発明による固体イメージ・センサは、入射電磁放射の関数として電荷キャリアを生成するための複数の光検出要素を備える。本発明による固体イメージ・センサはさらに、2つ以上の光検出要素が接続され、低域通過フィルタ構造と、好ましくはプログラム可能利得増幅器である増幅器とが割り当てられる、信号線を備える。信号線は、読み出し回路に接続される。
本発明によるイメージ・センサを使用して入射電磁放射を検出するための方法は、複数の光検出要素において入射電磁放射の関数として電荷キャリアを生成するステップと、生成された電荷の特徴を示す電気信号を信号線上で転送するステップと、電気信号を読み出し回路において処理するステップとを備える。信号線の信号転送帯域幅は、信号線に、低域通過フィルタ構造と、好ましくはプログラム可能利得増幅器である増幅器とを割り当てることによって縮小される。低域通過フィルタ構造は、好ましくは、信号線の寄生キャパシタンスを利用することによって構築される。
本発明によるイメージ・センサの好ましい実施形態は、独立に組み合わされることができる上で説明された3つの要素(a)〜(c)を含む。線単位の低域通過フィルタリング(line−wise low−pass filtering)の概念は、信号経路の帯域幅を縮小するために、例えば、金属―絶縁体―金属キャパシタンス、多結晶シリコン−多結晶シリコン・キャパシタンス、または単に隣接信号線の間の寄生キャパシタンスを意図的に使用することができる。
本発明の実施形態と、より良い理解のため、従来技術によるイメージ・センサとが、添付の概略図に関連して、以下でより詳細に説明される。
本発明による高感度イメージ・センサ1は、同時に多数の光電荷測定を行うための、光電荷測定帯域幅の縮小に基づいている。これは、図2に示された構成によって実現される。複数のピクセル2.11、2.21、...は、電界効果トランジスタなどの選択スイッチを利用して、共通信号線3.1に接続される。図2の例では、共通信号線3.1は、列の線であるが、代替として、行の線であることもできる。複数のこれらの信号線3.1、3.2、...は、1つまたは複数の出力回路4に接続される。信号線3.1、3.2、...の各々は、独自の独立した低域通過フィルタ30.1、30.2、...と、プログラム可能利得増幅器(PGA)41.1、41.2、...と、を有する。利得増幅器41.1、41.2、...はすべて、アナログ・マルチプレクサ42に接続される。
独立した低域通過フィルタ30.1、30.2、...は、すべての信号線3.1、3.2、...において信号帯域幅の同時縮小を提供し、全体的なピクセル読み出しスピードを損なうことなく、光電荷検出プロセスの統計雑音を効果的に低減する。好ましい動作モードでは、これは、1つの信号線3.1、3.2、...(列または行)の読み出し時間の半分未満に対応する、低域通過フィルタ30.1、30.2、...による帯域幅制限を必要とする。CDSはピクセル値の2回の測定に依存するので、2つの対応するピクセル信号の低域通過フィルタリングおよび読み出しのために利用可能な最大時間は、1つの行または1つの列のピクセル2.11、2.21、...が信号線3.1に接続されている間の時間である。したがって、本発明によれば、光電荷測定雑音の獲得可能な低減は、低域通過フィルタ帯域幅の平方根によって与えられる。
低域通過フィルタリングされた信号は、信号をバッファリングし、または信号を適切なファクタを用いて増幅する、各信号線3.1、3.2、...における電子回路41.1、41.2、...によって処理される。このファクタは、固定されることができ、またはプログラム可能とすることもできる。大きなダイナミック・レンジが望まれる場合、プログラム可能であることが有利であり、ピクセル2.11、2.21、...が非常に弱い光信号で照光される場合、大きな増幅ファクタが望ましく、強い光信号が到達した場合、小さな増幅ファクタがより適切であり、目標は、実装される増幅器チェーンの利用可能な電圧振幅(voltage swing)の効率的使用である。
各ピクセル2.11、2.12、...は、CDS技法の実施を可能にするタイプでなければならない。これは、典型的には数マイクロ秒より短い非常に短い時間内に2回の測定が可能でなければならないことを含意し、第1の測定は、光電荷測定キャパシタンスのリセット動作の直後に行われ、第2の測定は、光電荷パケットが同一の測定キャパシタンスに物理的に移動された後に実施される。この理由のため、優先されるピクセル・タイプは、例えば、米国特許第5,841,126号明細書(Fossum、「CMOS active pixel sensor type imaging system on a chip」)によって説明されるような光ゲート・ピクセル(photo−gate pixel)、例えば、I.Inoue他、「Low dark current pinned photodiode for CMOS image sensor」、Proc.1999 IEEE Workshop on CCD and AISによって説明されるようなピン止めフォトダイオード(pinned photodiode)、または例えば、欧州特許出願第04’405’489.8号明細書(B.Buttgen他、「Large−area pixel for use in an image sensor」)で説明されるようなデンドリティック・ゲート・ピクセル(dendritic−gate pixel)である。
図5は、本発明によるイメージ・センサ1で使用されるデンドリティック・ゲート・ピクセル2を示している。デンドリティック・ゲート・ピクセル2は、高感度かつ低消費電力で、広い領域にわたって入射放射を検出するように適合されている。蛇状のデンドリティック・ゲート構造20が、半導体基板を覆う薄い絶縁層の上に配置される。デンドリティック・ゲート20は、2つの接点C1、C2において電圧源と接続され、それが、電流と、ゲート20および下部半導体材料における位置依存の電位分布とをもたらす。蛇状の構造20は、高抵抗ゲート材料21と低抵抗ゲート材料22とを組み合わせる。高抵抗材料21の低抵抗材料22との組合せは、制御される一様な電位分布をもたらす。デンドリティック構造および様々な材料21、22の使用によって、ピクセル2は、特に電界分布、RC時定数、消費電力、およびスペクトル感度に関して、特定用途向けに最適化されることができる。
図5に示されるようなデンドリティック・ゲート・ピクセル2は、光電子変換回路の好ましい実施である。デンドリティック・ゲート・ピクセル2は、ドリフト電界電荷分離(drift−field charge separation)を利用することによって、光生成電荷キャリア対(photo−generated charge−carrier pair)の完全な電荷転送を可能にし、したがって、CDS読み出し方式の実施を可能にする。本発明による2次元イメージ・センサ1のための提案される低雑音読み出し方式における第1のステージの実施は、デンドリティック・ゲート・ピクセルの使用に限定されず、任意の高感度ピクセル構造が、提案されるフレームワークに適合し、CMOSおよびその他の半導体技術により製造される非常に低雑音のイメージ・センサ回路のために使用されることができる。
各信号線3.1、3.2、...は、1つまたは複数の出力線5に接続される。信号線3.1、3.2、...は、アナログまたはデジタル・ドメインにおいて、順次または並列に読み出される。図2は、アナログ・ドメインにおける読み出しを示しており、アナログ・マルチプレクサ42内の電子スイッチは、1度に1つの信号線3.1、3.2、...を、関連するバッファ増幅器回路41.1、41.2、...を介して出力線5に接続する。複数の出力線5および対応する出力バッファ増幅器回路が利用可能である場合、2以上の信号線3.1、3.2、...が同時に読み出されることができる。
代替として、複数のアナログ・デジタル変換器(ADC)を利用することによって、信号線の値を直接にデジタル数に変換することも可能である。図3に示される極端だが望ましい一実施形態では、各信号線3.1、3.2、...は、スピードが低域通過フィルタ30.1、30.2、...の帯域幅に合致する、独自のADC43.1、43.2、...を有する。アナログ・デジタル変換器43.1、43.2、...は、デジタル・マルチプレクサ44に接続される。
イメージ・センサ・アレイの列の線上の帯域幅を制限する低域通過フィルタ(LPF)の従来の実施は、例えば、集中キャパシタンス(lumped capacitance)を列の線に追加すること、スイッチト・キャパシタンス回路(switched−capacitance circuit)の容量性負荷を利用すること、または簡単な能動LPF構造(active LPF structure)を利用することにある。高度なディープ・サブミクロン技術を使用する現在のセンサ実装では、ピクセル・サイズは絶えず縮小しており、したがって、データ経路の帯域幅を同時に制限するためのそのような追加回路によって生み出されるオーバーヘッドも同時に大きくなる。これの理由は、ポリ−ポリ・キャパシタンス(poly−poly capacitance)または金属−絶縁体―金属(MIM:metal−insulator−metal)キャパシタンスが表面依存キャパシタンスを大きく増大させないことである。本発明による好ましい実施形態は、利用可能なシリコン面積をより効率的に利用することによって、そのような制限を回避することを試みる。
本発明によるイメージ・センサ1の特に好ましい実施形態が、図4に略記されている。この実施形態では、正または負の供給電圧の電力線31.1を長い距離にわたって信号線3.1と平行に互いに接近して配置することによって、列の線のデータ経路上の寄生キャパシタンスが意図的に増やされる。シリコン半導体プロセスによる金属−絶縁体―金属(MIM)キャパシタンス装置として、すなわち、互いの上に積層される2つの平行信号線の間に非常に薄い酸化物を使用して、これらの線の対3.1、31.1がレイアウトされる場合、寄生キャパシタンスはさらに増やされることができる。後続の増幅器ステージの入力インピーダンスと組み合わされて、線の対は、望ましい低域通過フィルタ回路を形成する。フィルタリング効果は、ピクセル電界(pixel field)の長さとともに線形に増加し、したがって、図4による提案される実施形態は、長い列の線3.1、3.2をもつ大きな領域のピクセル電界にとって最も適している。
好ましくは、信号線3.1の少なくとも一部のために、多結晶シリコン−多結晶シリコン・キャパシタンスが使用される。図4によれば、個々のピクセル2.11、2.21、...への電気的接続を確立するため、多結晶シリコン信号線3.1は、両端において接続され、中間でもタップされることができる。この構成は、受動RC低域通過フィルタの時定数を増やし、したがって、低域通過フィルタ回路の優位な極をより低い周波数の方に低下させるため、列のデータ線3.1の抵抗を明白に増やす。
図4の好ましい実施形態の場合、列単位のADCの組合せ、共通ADC、または別のADCトポロジーが、先に行われた考察を妨げない代替選択である。列単位のADC構造は、そのような場合により良い雑音性能のアーギュメント(argument)を支援する低周波数データ経路という利点を有するが、単一またはたかだか数個の出力チャネルが、優れた雑音性能で処理されることができる。これは、低帯域幅ドメインにおいてゲインが信号に適用され、したがって、追加の帯域幅がイメージ感知装置の全体的性能をもはや低下させないためである。それにもかかわらず、低雑音および高ダイナミック・レンジ動作が同時に必要とされる場合、慎重な設計が適用されなければならない。
本発明は、上で説明された好ましい実施形態に限定されず、本特許の保護の範囲から逸脱することなく、それらに変形および改良が施されることができる。
1 イメージ・センサ
2 ピクセル
20 デンドリティック・ゲート
21 高抵抗材料
22 低抵抗材料
200 従来技術のピクセル
3 信号線
30 低域通過フィルタ構造
31 平行電力線
4 信号線出力回路
41 増幅器
42 アナログ・マルチプレクサ
43 アナログ・デジタル変換器
44 デジタル・マルチプレクサ
5 関連バッファ増幅器を有する出力線
C1、C2 デンドリティック・ゲートとの接点
D 電荷蓄積拡散
Ibias ソース・フォロワ・トランジスタT1用のバイアス電流
In 入射放射
PG0、PG1 光ゲート接触子
RD 行選択信号
RST リセット信号
T1 感知/ソース・フォロワ・トランジスタ
T2 リセット・スイッチ
T3 ピクセル選択スイッチ
TG 転送ゲート
VDD 供給電圧
Vout 出力電圧
VRESET リセット電圧
2 ピクセル
20 デンドリティック・ゲート
21 高抵抗材料
22 低抵抗材料
200 従来技術のピクセル
3 信号線
30 低域通過フィルタ構造
31 平行電力線
4 信号線出力回路
41 増幅器
42 アナログ・マルチプレクサ
43 アナログ・デジタル変換器
44 デジタル・マルチプレクサ
5 関連バッファ増幅器を有する出力線
C1、C2 デンドリティック・ゲートとの接点
D 電荷蓄積拡散
Ibias ソース・フォロワ・トランジスタT1用のバイアス電流
In 入射放射
PG0、PG1 光ゲート接触子
RD 行選択信号
RST リセット信号
T1 感知/ソース・フォロワ・トランジスタ
T2 リセット・スイッチ
T3 ピクセル選択スイッチ
TG 転送ゲート
VDD 供給電圧
Vout 出力電圧
VRESET リセット電圧
Claims (11)
- 入射電磁放射(In)の関数として電荷キャリアを生成する複数の光検出要素(2.11、2.12、...)と、
2つ以上の前記光検出要素(2.11、2.21、...)が接続される信号線(3.1)と、
前記信号線(3.1)が接続される読み出し回路(4)と、を備え、
前記信号線(3.1)に割り当てられる低域通過フィルタ構造(30.1)および増幅器(41.1)によって特徴付けられる、固体イメージ・センサ(1)。 - 前記信号線(3.1)が、金属−絶縁体―金属キャパシタンス装置として少なくとも部分的にレイアウトされ、その結果、低域通過フィルタ構造(30.1)を形成する、請求項1に記載のイメージ・センサ(1)。
- 前記信号線(3.1)が、多結晶シリコン−多結晶シリコン・キャパシタンス装置として少なくとも部分的にレイアウトされ、その結果、低域通過フィルタ構造(30.1)を形成する、請求項1または2に記載のイメージ・センサ(1)。
- 電力線(31.1)、例えば、負または正の供給電圧線が、前記信号線(3.1)と平行に積層され、その結果、低域通過フィルタ構造(30.1)を形成する、請求項1乃至3のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- 各光検出要素(2.11、2.12、...)が、相関2重サンプリングを可能にするために、電荷キャリアの中間蓄積手段を含む、請求項1乃至4のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- 各光検出要素(2.11、2.12、...)が、光ゲート・ピクセル、ピン止めフォトダイオード、またはデンドリティック・ゲート・ピクセルを備える、請求項1乃至5のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- 前記増幅器が、プログラム可能利得増幅器(41.1)である、請求項1乃至6のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- 前記読み出し回路(4)が、前記信号線(3.1)に割り当てられたアナログ・デジタル変換器(43.1)を含む、請求項1乃至7のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- アナログ(42)またはデジタル(44)・マルチプレクサ回路を介して少なくとも1つの出力線(5)に接続される複数の信号線(3.1、3.2、...)を備える、請求項1乃至8のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載のイメージ・センサ(1)を使用して入射電磁放射(In)を検出するための方法であって、
複数の光検出要素(2.11、2.12、...)において前記入射電磁放射の関数として電荷キャリアを生成するステップと、
生成された電荷の特徴を示す電気信号を信号線上で転送するステップと、
前記電気信号を読み出し回路(4)において処理するステップと、を備え、
前記信号線(3.1)の信号転送帯域幅が、前記信号線(3.1)に、低域通過フィルタ構造(30.1)と、増幅器(41.1)とを割り当てることによって縮小されることで特徴付けられる、方法。 - 前記低域通過フィルタ構造(30.1)が、寄生キャパシタンスを利用することによって構築される、請求項10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP04405611A EP1643754A1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | Highly sensitive solid-state image sensor |
PCT/CH2005/000554 WO2006034599A1 (en) | 2004-09-29 | 2005-09-26 | Highly sensitive solid-state image sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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