JPH01154678A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH01154678A
JPH01154678A JP62311910A JP31191087A JPH01154678A JP H01154678 A JPH01154678 A JP H01154678A JP 62311910 A JP62311910 A JP 62311910A JP 31191087 A JP31191087 A JP 31191087A JP H01154678 A JPH01154678 A JP H01154678A
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JP
Japan
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output
horizontal
accumulating
photodiode
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP62311910A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Akimoto
肇 秋元
Shinya Oba
大場 信弥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US07/281,220 priority patent/US4942474A/en
Priority to KR8816434A priority patent/KR920003715B1/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve sensitivity by accumulating the output of an amplifying means to amplify a signal charge accumulated at a photodiode, to an accumulating means and scanning successively the output of the accumulating means. CONSTITUTION:When a photodiode 1 of one horizontal direction column is selected, respective picture element amplifiers 4 of one column are operated as the driver transistor of a source follower. The output of respective source followers is stored through a gate switch 9 to an accumulating capacity 11. Next, the output of respective source followers is stored through a gate switch 10 to an accumulating capacity 12. During the horizontal scanning output period, a horizontal register 22 successively switchably scans horizontal gate switches 13 and 14 corresponding to respective picture elements and thus, the source follower output charge accumulated at accumulating capacities 11 and 12 is successively outputted from a horizontal signal line 20.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各画素の構造の簡略化及び低雑音化により、
特に開口率の大きな高感度固体撮像装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention achieves the following by simplifying the structure of each pixel and reducing noise.
In particular, the present invention relates to a high-sensitivity solid-state imaging device with a large aperture ratio.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

固体撮像素子は現行のテレビジョン放送で使用されてい
る撮像用電子管なみの解像力を備えていることが必要で
ある。このため、半導体基板上には垂直(列)方向に5
00個、水平(行)方向に800〜1000個を配列し
た絵素(光電変換素子)マトリックスとそれに相当する
走査素子が必要となる。したがって、上記固体撮像素子
は高集積化が可能なMO8大規模回路技術を用いて作ら
れ、その構成素子としては一般にCharge Cou
pledDevice (以下CCDとする)あるいは
MOSトランジスタ等が使用されている。
The solid-state image sensor must have a resolution comparable to that of the imaging electron tube used in current television broadcasting. Therefore, on the semiconductor substrate, there are 5
A picture element (photoelectric conversion element) matrix of 800 to 1000 picture elements (photoelectric conversion elements) arranged in the horizontal (row) direction and a scanning element corresponding thereto are required. Therefore, the above-mentioned solid-state image sensor is manufactured using MO8 large-scale circuit technology that allows for high integration, and its constituent elements are generally Charge Couple.
A pled device (hereinafter referred to as CCD) or a MOS transistor is used.

以下、図面を用いて、これらの従来技術について説明す
る。
These conventional techniques will be described below with reference to the drawings.

第6図は従来のCCD型固体撮像装置の回路図を示す図
である。この図では、簡単のために画素数を2×2に仮
定した場合について示しである。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit diagram of a conventional CCD type solid-state imaging device. This figure shows a case where the number of pixels is assumed to be 2×2 for simplicity.

本図面、′、こおいて、611,621,631,64
1は入射光を電荷に変換するための光電変換素子(ホト
ダイオード) 、66.67.68は信号電荷転送用の
COD、901,902はソースフォロア用のドライバ
トランジスタ、903,904はソースフォロア用の負
荷トランジスタである。
This drawing, ', here, 611, 621, 631, 64
1 is a photoelectric conversion element (photodiode) for converting incident light into charge, 66, 67, and 68 are CODs for signal charge transfer, 901 and 902 are driver transistors for source follower, and 903 and 904 are for source follower. It is a load transistor.

また、501,502,503は電流バッファ回路、5
04,505,506は抵抗、507゜508は容量、
509,510はスイッチ、511は電源である。50
1〜511は相関二重サンプリング回路500を構成し
ている。光がホトダイオード611〜641に入射する
と、各ホトダイオードには入射光量に対応した信号電荷
が蓄積し。
Further, 501, 502, 503 are current buffer circuits;
04, 505, 506 are resistances, 507゜508 are capacitances,
509 and 510 are switches, and 511 is a power supply. 50
1 to 511 constitute a correlated double sampling circuit 500. When light enters the photodiodes 611 to 641, signal charges corresponding to the amount of incident light are accumulated in each photodiode.

これら信号電荷は順次C0D66.67.68によって
ソースフォロアドライバトランジスタ901のゲートへ
転送され、ソースフォロアの出力は相関二重サンプリン
グ回路500へ入力される。さらに、相関二重サンプリ
ング回路500は、ソースフォロアの出力について、信
号電荷が寄与する前と後との出力の差分を相関二重サン
プリング回路の出力とする。すなわち、初めはスイッチ
509がオン、510がオフで、信号電荷が寄与する前
のソースフォロア出力を容量507に入力しておく。次
にスイッチ509がオフ、510がオンで、信号電荷が
寄与した後のソースフォロア出力との差分を寄量508
にとり出す。この種の装置については、テレビジョン学
会全国大会予講集、 1984年、第59頁から第60
頁に論じられている。
These signal charges are sequentially transferred to the gate of the source follower driver transistor 901 by C0D66,67,68, and the output of the source follower is input to the correlated double sampling circuit 500. Furthermore, the correlated double sampling circuit 500 uses the difference between the output of the source follower before and after the signal charge contributes as the output of the correlated double sampling circuit. That is, initially, the switch 509 is on and the switch 510 is off, and the source follower output before signal charge is contributed is input to the capacitor 507. Next, when the switch 509 is off and the switch 510 is on, the difference with the source follower output after the signal charge has been contributed is calculated as a value 508.
Take it out. This type of device is described in Preliminary Lectures for the National Conference of the Television Society, 1984, pp. 59-60.
Discussed on page.

次に、MOS型の固体撮像素子について、第7図を用い
て説明する0本図は、簡単のために画素数を1つに仮定
した場合を示している。611は第6図と同様の働きを
するホトダイオード、6゜lは信号増幅用のトランジス
タ、604はスイッチ、605は負荷抵抗、606は電
源であり、スイッチ602と電源603の2つはリセッ
ト回路を構成している。また、64は信号線である。光
がホトダイオードに入射すると、ホトダイオードには入
射光量に対応した信号電荷が生じ、この信号電荷はトラ
ンジスタ601によって電流に増幅され、この電流は信
号線4を経て出方端に出方される。この種の装置につい
ては、電子通信学会全国大子請集、1981年、第5−
136頁に論じられている。
Next, a MOS type solid-state image pickup device will be explained with reference to FIG. 7. For simplicity, the number of pixels is assumed to be one. 611 is a photodiode that functions in the same way as shown in Fig. 6, 6゜l is a transistor for signal amplification, 604 is a switch, 605 is a load resistor, 606 is a power supply, and the switch 602 and power supply 603 are used for a reset circuit. It consists of Further, 64 is a signal line. When light enters the photodiode, a signal charge corresponding to the amount of incident light is generated in the photodiode, this signal charge is amplified into a current by the transistor 601, and this current is outputted to the output end via the signal line 4. Regarding this type of device, the National Institute of Electronics and Communication Engineers, 1981, Vol.
Discussed on page 136.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第6図の従来例では、信号電荷をCODを用いて電荷の
まま出力アンプに運んでいた。そのため。
In the conventional example shown in FIG. 6, the signal charge is carried to the output amplifier as it is by using a COD. Therefore.

C0D66.67.68による電荷転送中に雑音が混入
し、この雑音電荷によってS/Nが劣化し易いという問
題点があった。
There is a problem in that noise is mixed in during charge transfer by C0D66.67.68, and the S/N ratio is likely to deteriorate due to this noise charge.

特に、入射光の一部が遮光膜のすきまから漏れ込むこと
によって生じた雑音電荷が、CCD66゜67.68中
に漏れ込むことによって発生するスメア現象が大きな問
題であった。
In particular, the smear phenomenon caused by noise charges generated when a portion of the incident light leaks through gaps in the light-shielding film leaks into the CCD 66°67.68 has been a major problem.

また、第7図の上記従来例では、複数ある電荷増幅用ト
ランジスタ601のゲート下の不純物濃度や界面準位の
ばらつきに起因するオフセットと呼ばれる出力信号レベ
ルのばらつきが、そのまま出力されてしまう、そのため
、この利得のばらつきがまるで信号のように観測されて
しまい、固定パターン雑音とよばれる雑音を発生させる
という問題点があった。
In addition, in the conventional example shown in FIG. 7, variations in the output signal level called offset due to variations in the impurity concentration under the gate of the plurality of charge amplification transistors 601 and variations in the interface state are output as they are. However, there is a problem in that this variation in gain is observed as if it were a signal, generating noise called fixed pattern noise.

そこで1本発明者等は特願昭(it −245249号
にて、スメア現象を抑圧し、かつ雑音の小さい固体撮像
装置を提供している。
Therefore, the present inventors have proposed a solid-state imaging device that suppresses the smear phenomenon and has low noise in Japanese Patent Application No. 245249.

この固体撮像装置の一例について、第5図を用いて説明
する。第5図は本発明者等が先に提案した固体撮像装置
の一例を示す回路図である。光電変換素子(ホトダイオ
ード)1は、入射光に応じた電荷を蓄積するものであり
、2次元状に配置さている。ホトダイオード1は、垂直
ゲート線5に制御される垂直ゲートスイッチ2と、水平
ゲート線51に制御される水平ゲートスイッチ43とを
介して画素アンプ4のゲート及びリセットスイッチ3に
接続している。画素アンプ4のドレインはドレイン線4
4に、ソースは水平信号線45.読み出しゲートスイッ
チ47.垂直信号線48.負荷トランジスタ49へと接
続されており、これらは全体でソースフォロア回路を構
成している。水平走査回路(水平レジスタ)22及び垂
直走査回路(垂直レジスタ)21によって選択された1
個の画素についてその動作を述べる。始めにリセットス
イッチ3によってリセットが行われた後、画素アンプ4
がソースフォロア回路として動作して出力50にリセッ
ト時の出力信号を出力し、続いてホトダイオード1に蓄
えられていた信号電荷が垂直ゲートスイッチ2.水平ゲ
ートスイッチ43を介して画素アンプ4に入力し、出力
50には信号電荷に対応する出力信号が出力される。こ
れで。
An example of this solid-state imaging device will be explained using FIG. 5. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a solid-state imaging device previously proposed by the present inventors. The photoelectric conversion elements (photodiodes) 1 accumulate charges according to incident light, and are arranged two-dimensionally. The photodiode 1 is connected to the gate of the pixel amplifier 4 and the reset switch 3 via a vertical gate switch 2 controlled by a vertical gate line 5 and a horizontal gate switch 43 controlled by a horizontal gate line 51. The drain of the pixel amplifier 4 is the drain line 4
4, the source is the horizontal signal line 45. Read gate switch 47. Vertical signal line 48. It is connected to a load transistor 49, and together constitute a source follower circuit. 1 selected by the horizontal scanning circuit (horizontal register) 22 and the vertical scanning circuit (vertical register) 21
The operation of each pixel will be described below. After first being reset by the reset switch 3, the pixel amplifier 4
operates as a source follower circuit and outputs an output signal at the time of reset to the output 50, and then the signal charge stored in the photodiode 1 is transferred to the vertical gate switch 2. The signal is input to the pixel amplifier 4 via the horizontal gate switch 43, and an output signal corresponding to the signal charge is outputted to the output 50. with this.

1個の画素の読み出しが完了する。このような装置から
は、1個の画素アンプ4について、リセット時と信号電
荷入力時の両者の場合の出力が時間的に連続して得られ
るため、さらにこれら面出力の差分をとることにより、
複数の画素アンプ4の入力オフセットばらつきに起因す
る雑音、及び画素アンプ4の1/f雑音を容易に抑圧す
ることができる。
Reading of one pixel is completed. From such a device, the outputs for one pixel amplifier 4 both at the time of reset and at the time of signal charge input are obtained continuously over time, so by further calculating the difference between these plane outputs,
Noise caused by input offset variations of the plurality of pixel amplifiers 4 and 1/f noise of the pixel amplifiers 4 can be easily suppressed.

しかしながら、第5図のものは基本的には各画素に4個
のトランジスタを配置するため、ホトダイオードの面積
が制限されてしまい、感度の向上が防げられるという問
題を有している。
However, since the one shown in FIG. 5 basically has four transistors arranged in each pixel, the area of the photodiode is limited, and there is a problem that improvement in sensitivity is prevented.

本発明の目的は、ホトダイオードの面積をより大きくす
ることのでき、より一層感度の向上を図ることの可能な
固体撮像装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which the area of the photodiode can be made larger and the sensitivity can be further improved.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、2次元状に配置された各ホトダイオードと
、各ホトダイオードに隣接して、該ホトダイオードに蓄
積された信号電荷を増幅する手段と、該増幅手段の入力
をリセットする手段を有する固体撮像装置において、該
増幅手段の入力がリセットされた場合と、該増幅手段に
該ホトダイオードに蓄積された信号電荷が入力した場合
の、両者の該増幅手段の出力を蓄積する手段を複数有し
The above object is to provide a solid-state imaging device having photodiodes arranged two-dimensionally, means adjacent to each photodiode for amplifying signal charges accumulated in the photodiodes, and means for resetting the input of the amplification means. A plurality of means are provided for accumulating the output of the amplifying means both when the input of the amplifying means is reset and when the signal charge accumulated in the photodiode is input to the amplifying means.

さらにこれらの蓄積手段の出力を順次走査する手段を有
することにより、達成される。
Furthermore, this can be achieved by having means for sequentially scanning the outputs of these storage means.

〔作用〕[Effect]

上記のW積手段には、これらの出力を順次走査する手段
が付加されており、最終的な装置の出力は、この出力を
順次走査する手段によって行われる。即ち各画素の出力
は、複数の画素毎に同時刻に一括して、各画素に対応す
る蓄積手段へと転送することができる。従って各画素を
順次走査するためのゲートスイッチを各画素に設ける必
要はなくなり、そのゲートスイッチに相当する部分だけ
ホトダイオードの面積を大きくすることが可能である。
A means for sequentially scanning these outputs is added to the above-mentioned W product means, and the final output of the device is performed by the means for sequentially scanning this output. That is, the output of each pixel can be transferred to the storage means corresponding to each pixel at the same time for each plurality of pixels. Therefore, it is no longer necessary to provide each pixel with a gate switch for sequentially scanning each pixel, and it is possible to increase the area of the photodiode by the portion corresponding to the gate switch.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は本発明の一実施例の回路図であり。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure is a circuit diagram of one embodiment of the present invention.

2次元状に配置されたホトダイオード1は、垂直ゲート
線5に制御される垂直ゲートスイッチ2を介して1画素
アンプ4のゲート及びリセット線6によって制御される
リセットスイッチ3に接続している。画素アンプ4はM
OSトランジスタであり、そのドレインはドレイン、a
7に、ソースは垂直信号線8を介して負荷トランジスタ
15のドレインに接続され、全体はソースフォロア回路
を構成している。なお、負荷トランジスタ15のソース
は負荷ソース線19に、ゲートは負荷ゲート線18に接
続されている。上記ソースフォロア回路には、ゲート線
16.17により各々制御されるゲートスイッチ9,1
0を介して、蓄積容量11゜12がそれぞれ設けてあり
、これら蓄積容量11゜12はさらに、水平ゲートスイ
ッチ13.14を介して水平信号線20に接続されてい
る。なお各走査線は、垂直走査回路(垂直レジスタ)2
1及び水平走査回路(水平レジスタ)22によって走査
される。
The two-dimensionally arranged photodiodes 1 are connected to the gate of a one-pixel amplifier 4 and a reset switch 3 controlled by a reset line 6 via a vertical gate switch 2 controlled by a vertical gate line 5 . Pixel amplifier 4 is M
It is an OS transistor, and its drain is the drain, a
7, the source is connected to the drain of the load transistor 15 via the vertical signal line 8, and the whole constitutes a source follower circuit. Note that the source of the load transistor 15 is connected to the load source line 19 and the gate is connected to the load gate line 18. The source follower circuit includes gate switches 9 and 1 controlled by gate lines 16 and 17, respectively.
Storage capacitors 11 and 12 are respectively provided via the storage capacitors 11 and 12, and these storage capacitors 11 and 12 are further connected to the horizontal signal line 20 via horizontal gate switches 13 and 14. Note that each scanning line is connected to a vertical scanning circuit (vertical register) 2.
1 and a horizontal scanning circuit (horizontal register) 22.

入射光によって生じ、各ホトダイオード1に蓄積された
信号電荷の出力は1次の手順で行われる。
The output of the signal charge generated by the incident light and accumulated in each photodiode 1 is performed in a first-order procedure.

装置の出力の水平帰線期間の始めに、次に読み出すべき
水平方向−例のホトダイオード1が選択されると、その
−列に対応したリセットR1A6がオン。
At the beginning of the horizontal retrace period of the output of the device, when the horizontal photodiode 1 to be read next is selected, the reset R1A6 corresponding to that column is turned on.

オフし、リセットスイッチ3によるリセットを行った後
、次いでドレイン線7がオンすると、この−列の各画素
アンプ4はソースフォロアのドライバトランジスタとし
て動作する。このときの各ソースフォロアの出力は、信
号電荷のない場合のアンプ出力であり、ゲート線16が
オン、オフすることによってこの出力電圧はゲートスイ
ッチ9を介して蓄積容量11へと記憶される0次いでこ
の水平方向−列に対応した垂直ゲート線5がオン。
After being turned off and reset by the reset switch 3, the drain line 7 is then turned on, and each pixel amplifier 4 in this - column operates as a source follower driver transistor. The output of each source follower at this time is the amplifier output when there is no signal charge, and by turning on and off the gate line 16, this output voltage is stored in the storage capacitor 11 via the gate switch 9. Next, the vertical gate line 5 corresponding to this horizontal column is turned on.

オフし、信号電荷が各画素アンプ4のゲー1−に加わる
と、各ソースフォロアの出力は、信号電荷の量に対応し
た値をとる。ここでゲート線17をオン、オフすること
によってこの出力電圧はゲートスイッチ10を介して蓄
積容量12へと記憶される。水平帰線期間内の動作は以
上であり、水平走査出力期間内には、水平レジスタ22
が各画素に対応する水平ゲートスイッチ13.14を順
次開閉走査することにより、蓄積容量11.12に蓄え
られていたソースフォロア出力電荷は水平信号線20よ
り順次出力される。蓄積容量11.12に蓄えられてい
た出力電荷は、1個の画素アンプ4についての、リセッ
ト時と信号電荷入力時の両者の場合の出力を時間的に連
続して得たものであり、さらにこれら両出力の差分をと
ることにより。
When turned off and signal charges are applied to the gate 1- of each pixel amplifier 4, the output of each source follower takes a value corresponding to the amount of signal charges. By turning on and off the gate line 17, this output voltage is stored in the storage capacitor 12 via the gate switch 10. The operations during the horizontal blanking period are as described above, and during the horizontal scanning output period, the horizontal register 22
By sequentially opening and closing the horizontal gate switches 13 and 14 corresponding to each pixel, the source follower output charges stored in the storage capacitors 11 and 12 are sequentially output from the horizontal signal line 20. The output charges stored in the storage capacitors 11 and 12 are the temporally continuous outputs of one pixel amplifier 4 both at the time of reset and at the time of signal charge input, and further By taking the difference between these two outputs.

複数のソースフォロアの入力オフセットばらつきに起因
する雑音、及びソースフォロアの1 / f 雑音を容
易に抑圧することができる。ただしここで、蓄積容量1
1.12は、ある程度以上の大きさを持つことが好まし
い。これは、容量をスイッチングした場合、スイッチン
グトランジスタの熱雑音に伴うkTC雑音、IkrCが
発生することによる。
Noise caused by input offset variations of a plurality of source followers and 1/f noise of the source followers can be easily suppressed. However, here, storage capacity 1
1.12 preferably has a certain size or more. This is because when switching the capacitance, kTC noise and IkrC occur due to thermal noise of the switching transistor.

その大きさは、 Ihrc=、/””:吉77万丁 と表わすことができ、kはボルツマン定数、1゛は温度
、Cは容量、fcはスイッチング周波数。
Its size can be expressed as Ihrc=, /””: 770,000 kyo, where k is Boltzmann's constant, 1゛ is temperature, C is capacitance, and fc is switching frequency.

faは帯域幅である。ホトダイオード1がゲートスイッ
チ2による読み出し時にも完全に空乏化されていない場
合、ホトダイオード1の容量、CPDについてもこのk
TC雑音が発生するが、蓄積容量11.12の大きさを
このCpoと同じにした場合、蓄積容量11.12から
各々発生するkTC雑音の大きさは、ホトダイオード1
から発生するkTc雑音の大きさと殆んど等しくなる。
fa is the bandwidth. If the photodiode 1 is not completely depleted during reading by the gate switch 2, the capacitance and CPD of the photodiode 1 will also be
TC noise is generated, but if the size of the storage capacitor 11.12 is made the same as this Cpo, the size of the kTC noise generated from the storage capacitor 11.12 is equal to the photodiode 1.
It is almost equal to the magnitude of the kTc noise generated from .

−・方、蓄積容量11.12の大きさを、このCpoの
100倍とした場合、kTC雑音は10倍に増えるが蓄
積される電荷量は100倍に増えるため、S/Nから見
たkTC雑音は、CpoによるkTC雑音の1/10に
小さくなる。結局、蓄積容量11゜12の大きさは、ソ
ースフォロアの駆動能力を超えない限り大きくする方が
望ましい、また、ホトダイオード1がゲートスイッチ2
による読み出し時にほぼ完全に空乏化されるように設計
を行えば、CpoによるkTC雑音の発生は抑圧できる
- On the other hand, if the size of the storage capacitor 11.12 is made 100 times this Cpo, the kTC noise will increase 10 times, but the amount of accumulated charge will also increase 100 times, so the kTC seen from the S/N The noise is reduced to 1/10 of the kTC noise due to Cpo. In the end, it is preferable to make the storage capacitance 11°12 large as long as it does not exceed the driving capacity of the source follower.
If the design is performed so that the depletion is almost completely performed during reading by Cpo, the generation of kTC noise due to Cpo can be suppressed.

以下、本発明の他の実施例を第2図により説明する。第
2図は、ゲートスイッチ24〜27.M積容量28〜3
1.水平ゲートスイッチ32〜35を各々4つづつ設け
たこと、画素アンプMOSトランジスタ23のウェルが
ソースに接続されていることを除けば第1図と同一であ
る0本実施例によれば、水平方向二列のホトダイオード
を同時に走査する二行同時読み出しが可能であること、
また画素アンプ23のウェルとソースが同電位なので、
各画素アンプ23のウェルのばらつきがバックバイアス
効果によるゲインのばらつきとして雑音を生じないこと
の2点の効果がある。前者については、水平帰線期間内
に、水平方向に二列分の画素アンプ23の出力を各蓄積
容量28〜31に蓄え、水平走査期間内には水平信号線
40゜41より各々の出力を得れば良い、また後者につ
いては、特にS OI (Silicon On In
5ulator)法等を用いて画素アンプ23のウェル
を分離すると、面積の縮小が図れて好ましい。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 shows gate switches 24 to 27. M product capacity 28~3
1. According to this embodiment, which is the same as in FIG. 1 except that four horizontal gate switches 32 to 35 are provided and that the well of the pixel amplifier MOS transistor 23 is connected to the source, It is possible to simultaneously read two rows by simultaneously scanning two rows of photodiodes;
Also, since the well and source of the pixel amplifier 23 are at the same potential,
There are two advantages: variations in the wells of each pixel amplifier 23 do not cause noise as variations in gain due to the back bias effect. Regarding the former, the outputs of the pixel amplifiers 23 for two columns in the horizontal direction are stored in the respective storage capacitors 28 to 31 during the horizontal retrace period, and the outputs of each are stored from the horizontal signal lines 40 and 41 during the horizontal scanning period. Regarding the latter, especially SOI (Silicon On In
It is preferable to separate the wells of the pixel amplifier 23 using the 5ulator method or the like because the area can be reduced.

以下、本発明の他の実施例を第3図により説明する。第
3図は垂直ゲートスイッチを持たない他は第1図と同一
である6本実施例の場合、信号電荷のある場合の画素ア
ンプ4出力を蓄積容量11に蓄えた後に、リセットスイ
ッチ3によるリセットを行った後の画素アンプ4出力を
蓄積容量12に蓄えることになる。この場合は上記リセ
ットによるリセットレベルの毎回のばらつきによるリセ
ット雑音が発生するが、画素部の構造はより簡単にする
ことができる。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 3 is the same as FIG. 1 except that it does not have a vertical gate switch. In the case of this embodiment, the output of the pixel amplifier 4 when there is a signal charge is stored in the storage capacitor 11, and then reset by the reset switch 3. The output of the pixel amplifier 4 after performing this is stored in the storage capacitor 12. In this case, reset noise occurs due to variations in the reset level caused by the reset each time, but the structure of the pixel section can be made simpler.

以下、本発明の他の実施例を第4図により説明する。第
4図は画素アンプ42がバイポーラトランジスタであり
、リセットスイッチがない他は第1図と同一である。バ
イポーラトランジスタは1/f雑音が大きくなり易いが
、リセットスイッチが不要な分だけ画素部の構造はより
簡単になる。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4 is the same as FIG. 1 except that the pixel amplifier 42 is a bipolar transistor and there is no reset switch. Although bipolar transistors tend to have large 1/f noise, the structure of the pixel section is simpler because a reset switch is not required.

なお、以上の実施例において、半導体導電型のp型とn
型を反転させても、上記の実施例に準じた効果が得られ
ることは言うまでもない。
Note that in the above embodiments, semiconductor conductivity types of p type and n type are used.
It goes without saying that even if the mold is reversed, effects similar to those of the above embodiment can be obtained.

また、上述の実施例においては2×2画素の固体撮像装
置を例に取って示したが、一般のnXm画素の装置につ
いても同様であることは明らかである。
Further, in the above embodiment, a solid-state imaging device with 2×2 pixels was taken as an example, but it is clear that the same applies to a general device with n×m pixels.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、各画素の構造の簡略化及び低雑音化に
より、特に開口率の大きな高感度固体撮像装置が得られ
る。
According to the present invention, by simplifying the structure of each pixel and reducing noise, a high-sensitivity solid-state imaging device with a particularly large aperture ratio can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図、第3
図及び第4図は本発明の他の実施例を示す回路図、第5
図は先に本発明者等が提案した固体撮像装置の一例を示
す図、第6図及び第7図は従来技術を示す回路図である
。 1・・・ホトダイオード、2・・・垂直ゲートスイッチ
。 3・・・リセットスイッチ、4・・・画素アンプMOS
トランジスタ、11・・・蓄積容量、13・・・水平ゲ
ートスイッチ、15・・・負荷トランジスタ、42・・
・画素第2f1 プI !3 色 $ダ 囚 ≠214素ア、デ $Sm 第6121 茅7図
Figure 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are circuit diagrams showing one embodiment of the present invention.
4 and 4 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIG.
The figure shows an example of the solid-state imaging device previously proposed by the present inventors, and FIGS. 6 and 7 are circuit diagrams showing the prior art. 1... Photodiode, 2... Vertical gate switch. 3...Reset switch, 4...Pixel amplifier MOS
Transistor, 11...Storage capacitor, 13...Horizontal gate switch, 15...Load transistor, 42...
・Pixel 2nd f1 pu I! 3 Color $da prisoner ≠ 214 element A, de $Sm No. 6121 Chi 7 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、2次元状に配置され入射光に応じた電荷を蓄積する
複数個の光電変換素子と、この光電変換素子に隣接して
設けられ、上記光電変換素子に蓄積された信号電荷を増
幅する増幅手段と、この増幅手段の入力をリセットする
手段とを有する固体撮像装置において、上記増幅手段の
入力がリセットされた場合と、上記増幅手段に上記光電
変換素子に蓄積された信号電荷が入力した場合の、両者
の上記増幅手段の出力を蓄積する複数個の蓄積手段と、
この蓄積手段の出力を順次走査する走査手段とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
A plurality of photoelectric conversion elements that are arranged in one or two dimensions and accumulate charges according to incident light, and an amplifier that is provided adjacent to the photoelectric conversion elements and amplifies the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements. and means for resetting the input of the amplification means, when the input of the amplification means is reset and when the signal charge accumulated in the photoelectric conversion element is input to the amplification means. a plurality of storage means for storing the outputs of both said amplification means;
A solid-state imaging device characterized by comprising: scanning means for sequentially scanning the output of the storage means.
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