JP7451188B2 - イメージセンサ - Google Patents
イメージセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7451188B2 JP7451188B2 JP2020009839A JP2020009839A JP7451188B2 JP 7451188 B2 JP7451188 B2 JP 7451188B2 JP 2020009839 A JP2020009839 A JP 2020009839A JP 2020009839 A JP2020009839 A JP 2020009839A JP 7451188 B2 JP7451188 B2 JP 7451188B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel electrode
- lines
- photoelectric conversion
- voltage
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/626—Reduction of noise due to residual charges remaining after image readout, e.g. to remove ghost images or afterimages
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/701—Line sensors
- H04N25/7013—Line sensors using abutted sensors forming a long line
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
- H10K39/30—Devices controlled by radiation
- H10K39/32—Organic image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/7795—Circuitry for generating timing or clock signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
以下、実施形態に係るイメージセンサを説明する。まず、イメージセンサの構成を説明する。その後、イメージセンサの動作を説明する。そして、変形例として、回路規模を削減するイメージセンサを説明する。
図1は、実施形態に係るイメージセンサを例示した上面図である。図2は、実施形態に係るイメージセンサを例示した断面図である。図3は、実施形態に係るイメージセンサを例示した回路図である。図1~図3に示すように、イメージセンサ1は、基板10、有機光電膜20、光電膜電極30、画素電極40、駆動回路50、制御部60を備えている。図1では、有機光電膜20及び光電膜電極30を省いた上面図を示している。以下で、各構成を説明する。
基板10は、例えば、半導体基板である。基板10は、シリコン(Silicon)を含むシリコン基板が望ましい。基板10がシリコン基板の場合には、基板10において、赤色(Red)の光及び青色(Blue)の光の光電変換を行う画素が形成されてもよい。なお、基板10は、シリコン基板に限らず、他の半導体材料を含んだ基板でもよい。
有機光電膜20は、基板10上に形成されている。有機光電膜20は、いわゆるベタ膜として、基板10上に一体的に形成されている。有機光電膜20は、例えば、有機半導体(organic Semiconductor)を含む。有機光電膜20の厚さは、例えば、数百nmである。有機光電膜20は、光電変換を行う。例えば、有機光電膜20は、緑色(Green)の光の光電変換を行う。有機光電膜20は、光電膜電極30と複数の画素電極40とに挟まれている。有機光電膜20において、一つの画素電極40と光電膜電極30との間の部分は画素に対応する。
光電膜電極30は、有機光電膜20上に形成されている。光電膜電極30は、いわゆるベタ膜として、有機光電膜20上に一体的に形成されている。光電膜電極30は、複数の画素電極40と有機光電膜20を介して対向している。光電膜電極30は、複数の画素に共通であり、同じ電位である。例えば、光電膜電極30には、電源54によって光電変換を行う電圧VOPF_Onが印加されている。光電膜電極30は、例えば、透明電極である。光電膜電極30は、例えば、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide、以下、ITOと呼ぶ。)を含んでいる。
画素電極40は、基板10と有機光電膜20との間において、基板10上に複数配置されている。画素電極40は、例えば、ITOを含んでいる。シリコン基板を基板10とし、シリコン基板でも光電変換を行う場合には、画素電極40は、ITO等の透明電極が望ましい。なお、画素電極40は、ITO以外の材料を含んでもよい。
駆動回路50は、基板10に形成されている。駆動回路50は、画素電極ライン41における各画素電極40から画素情報を読み出す。例えば、駆動回路50は、各画素電極40から画素情報を読み出す読み出しラインを-Y軸方向に走査しながら、読み出しラインにおける各画素情報を読み出す。
制御部60は、駆動回路50の動作を制御する。例えば、制御部60は、タイミングコントローラを含み、駆動回路50に対して、所定のタイミングで、画素電極ライン41における各画素電極40から画素情報を読み出すとともに、画素電極ライン41における各画素電極40にオン電圧またはオフ電圧を印加させるように制御する。
次に、本実施形態に係るイメージセンサ1の動作を説明する。図6~図8は、実施形態に係るイメージセンサの動作を例示した図である。本実施形態のイメージセンサ1は、動作の過程で、オン電圧が印加された画素電極ライン41及びオフ電圧が印加された画素電極ライン41を含んでいる。そして、オン電圧が印加された画素電極ライン41を含む光電変換オン領域は、読み出しラインの-Y軸方向のスキャンに同期して、-Y軸方向にスクロールするように移動する。そこで、図1及び図6~図8に示す特定の画素電極ライン41a(上から5ライン目)に着目して、イメージセンサ1の動作を説明する。
本実施形態のイメージセンサ1において、駆動回路50は、読み出しラインとして、1ラインの画素電極ライン41を-Y軸方側に走査するタイミングに同期して、光電変換オン領域を-Y軸方向側に1ライン移動させている。これに対して、変形例のイメージセンサ1では、駆動回路50は、読み出しラインとして、複数ラインの画素電極ライン41を-Y軸方側に走査するタイミングに同期して、光電変換オン領域を、-Y軸方向側に複数ライン移動させる。まず、実施形態と同様の1EA/1Lineの動作を説明した後で、変形例の1EA/2Line及び1EA/4Lineの動作を説明する。
図11は、実施形態に係るイメージセンサにおいて、読み出しラインを-Y軸方向側に1ライン走査するタイミングに同期して、光電変換オン領域を-Y軸方向側に1ライン走査する動作を例示した図である。この動作を、1EA/1Lineと呼ぶ。図11に示すように、光電変換オン領域は、5ラインの画素電極ライン41を含んでいる。黒色の太線は、オフ電圧が印加された画素電極ライン41を示す。グレーの太線は、オン電圧が印加された画素電極ライン41を示す。点線は、読み出しラインを示す。以下、図12及び図13も同様である。
図12は、実施形態の変形例に係るイメージセンサにおいて、読み出しラインを-Y軸方側に2ライン走査するタイミングに同期して、6ラインの画素電極ライン41を含む光電変換オン領域を-Y軸方向側に2ライン走査する動作を例示した図である。この動作を、1EA/2Lineと呼ぶ。図12に示すように、光電変換オン領域は、6ラインの画素電極ライン41を含んでいる。
図13は、実施形態の変形例に係るイメージセンサにおいて、読み出しラインを-Y軸方側に4ライン走査するタイミングに同期して、8ラインの画素電極ライン41を含む光電変換オン領域を-Y軸方向側に4ライン走査する動作を例示した図である。この動作を、1EA/4Lineと呼ぶ。図13に示すように、光電変換オン領域は、8ラインの画素電極ライン41を含んでいる。
10 基板
20 有機光電膜
30 光電膜電極
40 画素電極
41 画素電極ライン
50 駆動回路
51 読み出し回路
52 バイアス回路
53 電圧可変電源
54 電源
60 制御部
FD 浮遊拡散容量部
TR1、TR2、TR3 トランジスタ
Claims (9)
- 基板と、
基板上に形成され、光電変換を行う有機光電膜と、
前記基板と前記有機光電膜との間に配置された複数の画素電極であって、前記基板の上面に平行な面内において、第1方向及び前記第1方向に交差する第2方向にマトリックス状に並んで配置された複数の前記画素電極と、
前記基板に形成され、前記第1方向にライン状に並んだ複数の前記画素電極を含む画素電極ラインにおける各画素電極から画素情報を読み出すとともに、前記画素電極ラインにおける前記各画素電極に前記光電変換を行わせるオン電圧または前記光電変換を停止させるオフ電圧を印加する駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、複数の前記画素電極ラインのうち、前記画素情報を読み出す読み出しラインを、前記第2方向における一方側に走査するタイミングに同期して、前記オン電圧を印加する前記画素電極ラインを含んだ光電変換オン領域を、前記一方側に走査し、
前記光電変換オン領域は、複数の前記画素電極ラインを含み、
前記光電変換オン領域は、
複数のn個の前記読み出しラインと、
前記n個の前記読み出しラインよりも前記一方側に配置された複数のm個の前記画素電極ラインと、
を含み、
前記駆動回路は、前記読み出しラインとして、前記n個の前記画素電極ラインを走査したタイミングに同期して、前記光電変換オン領域を、前記一方側に前記n個のライン移動させる、
イメージセンサ。 - 前記駆動回路は、光電変換オン領域以外の前記画素電極ラインに前記オフ電圧を印加する、
請求項1に記載のイメージセンサ。 - 前記駆動回路は、前記読み出しラインよりも前記第2方向における他方側の前記画素電極ラインに前記オフ電圧を印加する、
請求項1または2に記載のイメージセンサ。 - 前記光電変換オン領域に含まれた前記画素電極ラインのライン数は、前記オン電圧が印加される露光時間に基づいて設定される、
請求項1~3のいずれか1項に記載のイメージセンサ。 - 前記駆動回路は、前記読み出しラインとして、1ラインの前記画素電極ラインを走査するタイミングに同期して、前記光電変換オン領域を、前記一方側に1ライン移動させる、
請求項1~4のいずれか1項に記載のイメージセンサ。 - 前記駆動回路は、前記画素情報としてのキャリアを蓄積する浮遊拡散容量部を有し、
前記オン電圧が印加される露光時間は、前記浮遊拡散容量部の容量に基づいて設定される、
請求項1~5のいずれか1項に記載のイメージセンサ。 - 前記露光時間は、前記有機光電膜を照射する光の照度に基づいて設定される、
請求項6に記載のイメージセンサ。 - 前記駆動回路は、
前記各画素電極に形成され、前記各画素電極から前記画素情報を読み出す読み出し回路と、
前記各画素電極ラインに形成され、前記各画素電極ラインにおける前記画素電極に前記オン電圧及び前記オフ電圧を印加するバイアス回路と、
を有する、
請求項1~7のいずれか1項に記載のイメージセンサ。 - 有機光電膜上に形成された光電膜電極をさらに備え、
前記バイアス回路は、
前記光電膜電極を、前記画素電極に対してプラスの電位となるように、前記画素電極に前記オン電圧を印加し、
前記画素電極を、前記光電膜電極に対してプラスの電位となるように、前記画素電極に前記オフ電圧を印加する、
請求項8に記載のイメージセンサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020009839A JP7451188B2 (ja) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | イメージセンサ |
US17/018,265 US11451728B2 (en) | 2020-01-24 | 2020-09-11 | Image sensors and driving methods thereof |
KR1020200139351A KR20210095788A (ko) | 2020-01-24 | 2020-10-26 | 이미지 센서 및 그 구동 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020009839A JP7451188B2 (ja) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | イメージセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021118417A JP2021118417A (ja) | 2021-08-10 |
JP7451188B2 true JP7451188B2 (ja) | 2024-03-18 |
Family
ID=76969419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020009839A Active JP7451188B2 (ja) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | イメージセンサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11451728B2 (ja) |
JP (1) | JP7451188B2 (ja) |
KR (1) | KR20210095788A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113614930A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 成像处理电路、成像系统、成像处理方法以及程序 |
WO2023176566A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 検出装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090122168A1 (en) | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Novatek Microelectronics Corp. | Method for resetting image sensing and image sensing device using the same |
JP2013070181A (ja) | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラシステム |
WO2017094229A1 (ja) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
JP2018516013A (ja) | 2015-05-19 | 2018-06-14 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. | セミグローバルシャッタイメージャ |
JP2019054499A (ja) | 2017-02-03 | 2019-04-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1202279A (en) | 1966-11-18 | 1970-08-12 | Massey Ferguson Services Nv | Improvements in material handling devices which include a pivotable boom |
US6847398B1 (en) * | 1998-03-31 | 2005-01-25 | Micron Technology, Inc. | Latched row logic for a rolling exposure snap |
JP4700947B2 (ja) | 2004-10-20 | 2011-06-15 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換膜積層型単板式カラー固体撮像装置 |
JP4795910B2 (ja) | 2006-10-16 | 2011-10-19 | 富士フイルム株式会社 | 信号電荷の読出方法および固体撮像装置 |
JP4946849B2 (ja) | 2007-12-17 | 2012-06-06 | 株式会社島津製作所 | 撮像素子の駆動方法および撮像装置 |
WO2015045828A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
JP6566749B2 (ja) | 2015-07-01 | 2019-08-28 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 撮像素子、イメージセンサ、および情報処理装置 |
JP2018093052A (ja) | 2016-12-02 | 2018-06-14 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器 |
CN110050345B (zh) * | 2016-12-09 | 2023-11-14 | 索尼半导体解决方案公司 | 固态图像拾取元件和电子装置 |
KR102421726B1 (ko) | 2017-09-25 | 2022-07-15 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
-
2020
- 2020-01-24 JP JP2020009839A patent/JP7451188B2/ja active Active
- 2020-09-11 US US17/018,265 patent/US11451728B2/en active Active
- 2020-10-26 KR KR1020200139351A patent/KR20210095788A/ko active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090122168A1 (en) | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Novatek Microelectronics Corp. | Method for resetting image sensing and image sensing device using the same |
JP2013070181A (ja) | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びカメラシステム |
JP2018516013A (ja) | 2015-05-19 | 2018-06-14 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. | セミグローバルシャッタイメージャ |
WO2017094229A1 (ja) | 2015-12-03 | 2017-06-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
JP2019054499A (ja) | 2017-02-03 | 2019-04-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210235029A1 (en) | 2021-07-29 |
JP2021118417A (ja) | 2021-08-10 |
KR20210095788A (ko) | 2021-08-03 |
US11451728B2 (en) | 2022-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9609228B2 (en) | Solid-state image pickup device with transmittance control element | |
US9491351B2 (en) | Solid-state imaging device with autofocus and electronic apparatus | |
TWI495310B (zh) | 固態成像裝置,其驅動方法,及電子裝備 | |
US20180294307A1 (en) | Solid-state image sensing element and imaging system | |
US8902347B2 (en) | Solid-state image sensing device and electronic apparatus | |
EP1302986B1 (en) | Photodetector with high dynamic range and increased operating temperature | |
US20040169125A1 (en) | Solid state image pickup device with wide dynamic range | |
US9918027B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
JP6233718B2 (ja) | 撮像装置及びその駆動方法 | |
JP7451188B2 (ja) | イメージセンサ | |
JP2018092990A (ja) | 光電変換装置、撮像システム | |
US6778215B1 (en) | Driving method of solid-state image pickup device and image pickup system | |
JPH0662322A (ja) | スチルビデオカメラの撮像素子制御装置 | |
JP3162206B2 (ja) | システムクロック可変形ディジタル電子スチルカメラ | |
JP5051994B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 | |
JP4602541B2 (ja) | 撮像装置 | |
US12335650B2 (en) | Imaging device | |
US8098315B2 (en) | Solid state imaging apparatus, solid state imaging device driving method and camera | |
JP4646394B2 (ja) | 撮像装置 | |
US20240357250A1 (en) | Imaging element and electronic device | |
JPH04274367A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2000059695A (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
JP2021132114A (ja) | 固体撮像装置 | |
JPS5824288A (ja) | カラ−固体撮像装置 | |
JP2013106223A (ja) | 撮像装置及びその駆動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221018 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240306 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7451188 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |