JP2867679B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Description
で、信号保持用コンデンサの容量が小さくて済む新規な
固体撮像装置に関する。
サの容量を小さくすることができるようにするため、 各画素毎に光電変換素子、集電領域、リセット用MOS
トランジスタ及び増幅用MOSトランジスタを設け、各垂
直信号線毎にCDSを設け、該CDSの信号保持用コンデンサ
と水平信号線との間にバッファ手段を設け、上記各増幅
用MOSトランジスタから出力された画素の信号を偶数ラ
インと奇数ラインとで各別の信号保持用コンデンサに保
持するようにしたものである。
の一例として特開平1−154678号公報に紹介されたよう
にホトダイオードのような光電変換素子に蓄積された信
号電荷を増幅用トランジスタにより増幅して信号保持用
コンデンサ(蓄積コンデンサ)に蓄積し、これを順次走
査により水平信号線に読み出すようにしたものがある。
用いて電荷のまま出力アンプに搬送するわけではないの
で、CCDによる電荷の搬送中にノイズが侵入するという
ことがなく、従って、低ノイズ化できる。その点で優れ
ているといえる。
ば、水平信号線に寄生する静電容量が数pFと大きいの
で、信号保持用コンデンサと水平信号線との間のスイッ
チをオンにして信号保持用コンデンサから垂直信号線へ
信号を読み出すときに信号のレベルが低くなってしま
う。なぜならば、信号保持用コンデンサに対しての充電
電圧を信号保持用コンデンサと水平信号線容量の直列回
路により分圧された電圧が信号電圧となるからである。
具体的には、信号保持用コンデンサの容量をCm、水平信
号線の寄生容量をChをすると、水平信号線から取り出す
信号電圧は充電電圧のCm/(Cm+Ch)倍となる。勿論、
信号保持用コンデンサの容量を大きくすれば信号のレベ
ル低下を少なくできるが、それは固体撮像装置の高集積
化を阻む要因になる。
求される高解像化の実現のためには、全画素読み出しが
有効と考えられるが、全画素読み出しについての具体化
が為されていないようなのである。
であり、全画素読み出しが可能で、CDSの信号保持用コ
ンデンサの容量を小さくして済むようにすることができ
るようにすることを目的とする。
画素毎に光電変換素子、集電領域、リセット用MOSトラ
ンジスタ及び増幅用MOSトランジスタを設け、各垂直信
号線毎にCDSを設け、該CDSの信号保持用コンデンサと水
平信号線との間にバッファ手段を設け、上記各増幅用MO
Sトランジスタのソースから出力された画素の信号を偶
数ラインと奇数ラインとで各別の信号保持用コンデンサ
に保持するようにしたことを特徴とする。
と水平信号線との間にバッファ手段が介在しているの
で、信号保持用コンデンサと水平信号線の寄生容量とは
電気的に分離され、接続されない。従って、垂直信号線
からの信号がその2つの容量の直列回路によって分圧さ
れて水平信号線に読み出されるということがなくなり、
延いては信号のレベル低下を伴うことなく水平信号線へ
の信号の読み出しができる。
ラインと奇数ラインとで別の信号保持用コンデンサによ
り保持するようにしたので、各画素毎に独立して信号を
読み出すこと、即ち、全画素読み出しができる。
に説明する。
示す回路図である。同図には1本の垂直信号線に信号を
出力するnラインとn+1ラインに属する2つの画素の
信号が2本の水平信号線に出力されるまでの経路のみを
示した。
クス状に画素が配置されているが、各画素毎に光電変換
素子、集電領域、リセット用MOSトランジスタ及び増幅
用MOSトランジスタを有しており、QstはストレージMOS
トランジスタ、Qogは出力MOSトランジスタ、Qrsはリセ
ット用MOSトランジスタ、Qamは増幅用トタンジスタであ
る。
スタQogを経て増幅用MOSトランジスタQamのゲート電極
へ信号を読み出すが、それに先立ってリセットMOSトラ
ンジスタQrsによりMOSトランジスタQamのゲート電極を
リセットする。これは後述するCDSにおいてノイズ成分
を検出できるようにするためである。そして、水平ライ
ンの選択はφRd(リセット用MOSトランジスタのドレイ
ンに印加するリセットドレイン電圧)及びφRg(リセッ
ト用MOSトランジスタのゲートに印加するリセットゲー
ト電圧)そしてφog(アウトプットゲート電圧)の印加
により行う。
いる。具体的には各垂直信号線の両端が水平信号線選択
用MOSトランジスタQsel、2を介してCDSに接続されてい
る。第1図における下側のCDSを第1のCDS(CDS1)、上
側のCDSを第2のCDS(CDS2)とし、垂直信号線と第1の
CDSとの間の水平信号線選択用MOSトランジスタQseをQse
l、垂直信号線と第2のCDSとの間の水平信号線選択用MO
SトランジスタQseをQse2とする。
サであり、ここには画素からの信号が増幅用MOSトラン
ジスタにより増幅されノイズ分が二重サンプリングによ
り除去された形で保持される。
図示しない水平走査回路により制御されるスイッチング
手段SW1、SW2との間に介在している。そして、該スイッ
チング手段SW1、SW2は反バッファアンプ側の端子が水平
信号線1、水平信号線2に接続されている。
W2がオンして信号保持用コンデンサCM1、CM2に蓄積され
ている信号電圧を水平信号線1、2に読み出すときにお
いて信号保持用コンデンサCM1、CM2と水平信号線1、2
の寄生容量Ch、Chとが直列に接続されるのを防止する役
割を担っている。
て撮像するものに適用することが可能である。
に対してCDSが2個あり、それの各信号保持用コンデン
サCM1、CM2において別々に画素からの信号電圧を保持し
て格別の水平信号線1、2に読み出すことができる。従
って、奇数ラインの画素の信号は例えばMOSトランジス
タQse2を閉じて第2のCDS(CDS2)にて信号をサンプリ
ングし、そして、水平信号線2へそれを読み出すように
し、偶数ラインの画素の信号はMOSトランジスタQselを
閉じて第1のCDS(CDS1)にて信号をサンプリングホー
ルドし、そして水平信号線1へそれを読み出すことがで
き、全画素読み出しが可能になる。
閉じて信号保持用コンデンサCM1、CM2に保持されている
信号を信号保持用コンデンサ1、2に読み出すときに、
信号保持用コンデンサCM1、CM2と信号保持用コンデンサ
1、2の寄生容量Ch、Chとが直列に接続されることをバ
ッファアンプBA1、BA2によって阻むことができるので、
信号保持用コンデンサCM1、CM2に蓄積されている信号電
圧がCM1、CM2とCh、Chとの直列回路によって分圧され
て、水平信号線1、2に読み出されて信号電圧が低下し
てしまうということを防止することができる。
信号線1、2の寄生容量Ch、Chとのかねあいで大きくし
て信号電圧の低下を阻むようにすることは必要ではなく
なり、延いては信号保持用コンデンサCM1、CM2を大きく
することが必要でなくなる。
図である。本実施例は各垂直信号線毎にCDSを2個ずつ
設けるのは無駄と考え、各垂直信号線毎にCDSを1個ず
つ設けることとし、信号保持用コンデンサCMについての
み各垂直信号線毎に2個ずつ設けることとしたものであ
る。
号を読み出すときは信号保持用コンデンサCMliに信号電
圧を蓄積し、同じく垂直方向n+1番目の画素の信号を
読み出すときは信号保持用コンデンサCM2i+1に信号電
圧を蓄積する。
についてはバッファアンプBAiを介して、信号保持用コ
ンデンサCM2iの信号についてはバッファアンプBAi+1
を介して水平信号線に読み出す。次に、信号保持用コン
デンサCMli+1の信号はBAi+1を介して、信号保持用
コンデンサCM2i+1の信号はバッハァアンプBAi+2を
介して水平信号線に読み出す。
るだけで垂直信号線の1個あたりのCDSの数を1個にし
つつ信号保持用コンデンサCMの数は2個にして、奇数ラ
インについては1方の信号保持用コンデンサCMに読み出
し、偶数ラインについては他方の信号保持用コンデンサ
CMに読み出し、各信号保持用コンデンサCMに蓄積した信
号電圧はバッファアンプBAを介して水平信号線1あるい
は2に読み出すことができる。
み出しができ、また水平信号線に信号保持用コンデンサ
を読み出す際に水平信号線と信号保持用コンデンサの寄
生容量が直列に接続されることをバッファアンプにより
防止することができる。
を読み出す際に信号電圧のレベルが低下することを防止
することができる。
び垂直方向にマトリックス状に配置された各画素毎に光
電変換素子、集電領域、リセット用MOSトランジスタ及
び増幅用MOSトランジスタを設け、各垂直信号線毎にCDS
を設け、該CDSの信号保持用コンデンサとそこからの信
号を伝達する水平信号線との間にバッファ手段を設け、
水平ラインの選択を上記リセット用MOSトランジスタへ
のゲート電圧及びリセットドレイン電圧の印加により選
択に係る水平ラインの上記リセット用MOSトランジスタ
をオンさせることにより行うようにし、上記各増幅用MO
Sトランジスタから出力されたところの上記画素からの
信号を、偶数ラインと奇数ラインとで各別の信号保持用
コンデンサに保持し、各別の水平信号線に上記バッファ
手段を介して読み出し得るようにしたことを特徴とする
ものである。
ンデンサと水平信号線との間にバッファ手段が介在して
いるので、信号保持用コンデンサと水平信号線の寄生容
量とは接続されない。依って、垂直信号線からの信号が
その2つの容量の直列回路によって分圧されて水平信号
線に読み出されることがなくなり、延いては信号のレベ
ル低下を伴うことなく水平信号線への信号の読み出しが
できる。
ラインと奇数ラインとで別の信号保持用コンデンサによ
り保持するようにしたので、各画素毎に独立して信号を
読み出すこと、即ち、全画素読み出しができる。
す回路図、第2図は本発明固体撮像装置の別の実施例の
要部を示す回路図である。 符号の説明 Qst……ストレージMOSトランジスタ、Qog……出力MOSト
ランジスタ、Qrs……リセット用MOSトランジスタ、Qam
……増幅用MOSトランジスタ、CDS……相関二重サンプリ
ング回路、CM1、CM2……信号保持用コンデンサ、BA1、B
A2……バッファアンプ。
Claims (1)
- 【請求項1】水平及び垂直方向にマトリックス状に配置
された各画素毎に光電変換素子、集電領域、リセット用
MOSトランジスタ及び増幅用MOSトランジスタを設け、 各垂直信号線毎に相関二重サンプルホールド回路(以下
「CDS」という)を設け、上記CDSの信号保持用コンデン
サとそこからの信号を伝達する水平信号線との間にバッ
ファ手段を設け、 水平ラインの選択を上記リセット用MOSトランジスタへ
のゲート電圧及びリセットドレイン電圧の印加により選
択に係る水平ラインの上記リセット用MOSトランジスタ
をオンさせることにより行うようにし、 上記各増幅用MOSトランジスタから出力されたところの
上記画素からの信号を、偶数ラインと奇数ラインとで各
別の信号保持用コンデンサに保持し、各別の水平信号線
に上記バッファ手段を介して読み出し得るようにした ことを特徴とする固体撮像装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2278415A JP2867679B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2278415A JP2867679B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04154281A JPH04154281A (ja) | 1992-05-27 |
JP2867679B2 true JP2867679B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17597027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2278415A Expired - Lifetime JP2867679B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2867679B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100267383B1 (ko) * | 1995-08-11 | 2000-10-16 | 니시무로 타이죠 | 화상시스템, 그 시스템에 이용되는 고체촬상장치 반도체 집적회로 및 차분출력방법 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2278415A patent/JP2867679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04154281A (ja) | 1992-05-27 |
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