JPH0697414A - Solid-state image sensing device - Google Patents

Solid-state image sensing device

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Publication number
JPH0697414A
JPH0697414A JP4242960A JP24296092A JPH0697414A JP H0697414 A JPH0697414 A JP H0697414A JP 4242960 A JP4242960 A JP 4242960A JP 24296092 A JP24296092 A JP 24296092A JP H0697414 A JPH0697414 A JP H0697414A
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JP
Japan
Prior art keywords
solid
signal
imaging device
state imaging
band
Prior art date
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Pending
Application number
JP4242960A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Hatae
博 波多江
Toshibumi Ozaki
俊文 尾崎
Haruhisa Ando
治久 安藤
Hajime Akimoto
秋元  肇
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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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4242960A priority Critical patent/JPH0697414A/en
Publication of JPH0697414A publication Critical patent/JPH0697414A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To limit a thermal noise band generated in a transistor and minimize the thermal noise component simultaneously by installing a filter which limits the bands of an amplifier and a signal for every vertical CCD in order to minimize a frequency band of a signal. CONSTITUTION:Signal charges generated in a photodiode 108 are transferred by a vertical CCD resistor 101 and converted into voltage by a charge detector 102. Then, the frequency band of the signals is limited by a band limiting means 103 and then, a CDS circuit 104 suppresses reset noise generated in the charge detector 102. Then. a signal is selected and output by a row selection means 105 selected by a horizontal scanning circuit 109. As a result, this construction makes it possible to lower the signal band so that it may be possible to narrow the noise band with the band limiting means 103. It is, therefore, possible to provide a solid-state image sensing device with a better S/N ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CCDレジスタを用い
た固体撮像装置に関し、とくに高感度の撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device using a CCD register, and more particularly to a high sensitivity image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビデオカメラなどの小型化、高解像度化
の要求は強く、そのため撮像素子の光学系は小さくなり
また画素数は増加している。そのため、画素の面積は小
さくなるため、それに伴い画素で発生する信号は小さく
なる。そのため、同じS/Nを確保するためには、発生雑
音を小さくする必要がある。
2. Description of the Related Art There is a strong demand for miniaturization and high resolution of video cameras and the like, so that the optical system of the image pickup device becomes smaller and the number of pixels increases. Therefore, the area of the pixel is reduced, and accordingly, the signal generated in the pixel is reduced. Therefore, in order to secure the same S / N, it is necessary to reduce the generated noise.

【0003】従来の固体撮像素子では、垂直CCDで運ば
れてきた電荷を1ライン分同時に水平CCDに転送し、水
平CCDの端部に設けられた1つのアンプにより読み出さ
れている。例えば、1991年 ISSCC DIGEST OF TECHNICAL
PAPERS (アイ・エス・エス・シー・シー タ゛イシ゛ェスト オフ゛ テクニカルヘ゜ーハ゜ー)
pp208〜209で発表された例などである。
In the conventional solid-state image pickup device, charges carried by a vertical CCD are simultaneously transferred to a horizontal CCD for one line and read by one amplifier provided at the end of the horizontal CCD. For example, 1991 ISSCC DIGEST OF TECHNICAL
PAPERS (ISC seaseeding off technical paper)
Examples are those announced in pp208-209.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、CCD型固体撮
像素子で発生する雑音は、出力アンプのMOSトランジス
タで発生する熱雑音が支配的である。この熱雑音は、次
の式で表すことができる。 V2n=4kT(2/3)(1/gm)fB (V2) kはボルツマン定数、Tは絶対温度、gmは相互コンダクタ
ンス、fBは周波数帯域を表す。従来方式では1つの電荷
検出器ですべての画素信号を電圧に変換しているため、
信号の周波数帯域が大きくなってしまう。そのため、fB
で表すことができるアンプの周波数帯域もそれ以上に大
きくしなければならず、雑音の通過成分も大きくなって
しまう。
The noise generated in the CCD type solid state image pickup device is dominated by the thermal noise generated in the MOS transistor of the output amplifier. This thermal noise can be expressed by the following equation. V2n = 4kT (2/3) (1 / gm) fB (V2) k is Boltzmann's constant, T is absolute temperature, gm is transconductance, and fB is frequency band. In the conventional method, one pixel detector converts all pixel signals into voltage,
The frequency band of the signal becomes large. Therefore, fB
The frequency band of the amplifier that can be expressed by must also be made larger than that, and the pass component of noise also becomes large.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、信号
の周波数帯域を小さくするため、各垂直CCDごとにアン
プと信号の帯域を制限するためのフィルタを設ける。
Therefore, in the present invention, in order to reduce the frequency band of the signal, an amplifier and a filter for limiting the band of the signal are provided for each vertical CCD.

【0006】[0006]

【作用】各垂直CCDごとにアンプが設けられているた
め、アンプには1水平走査期間に1回しか信号が入力さ
れず、信号の周波数帯域は大幅に小さくなる。そこで、
アンプの周波数帯域をローパスフィルタを用いて制限す
る。これにより、同時にトランジスタで発生する熱雑音
の帯域も制限することができ、雑音成分を小さくするこ
とができる。
Since the amplifier is provided for each vertical CCD, the signal is input to the amplifier only once in one horizontal scanning period, and the frequency band of the signal is significantly reduced. Therefore,
The frequency band of the amplifier is limited by using a low pass filter. Accordingly, the band of thermal noise generated in the transistor can be limited at the same time, and the noise component can be reduced.

【0007】[0007]

【実施例】実施例1 まず、図1を用いて構成について説明する。ここで、1
01は垂直CCDレジスタ、102は電荷検出器、10
3は帯域制限手段、104はCDS回路、105は列選択
手段、106はホトダイオード、107は受光部、10
8は出力信号線、109は水平走査回路である。本実施
例は、ライン毎にアンプを設け、かつ信号帯域を制限す
ることに特徴がある。
Embodiment 1 First, the configuration will be described with reference to FIG. Where 1
01 is a vertical CCD register, 102 is a charge detector, 10
3 is a band limiting means, 104 is a CDS circuit, 105 is a column selecting means, 106 is a photodiode, 107 is a light receiving section, 10
Reference numeral 8 is an output signal line, and 109 is a horizontal scanning circuit. The present embodiment is characterized in that an amplifier is provided for each line and the signal band is limited.

【0008】次に全体の動作について説明する。この図
においてホトダイオード108に発生した信号電荷は、
垂直CCDレジスタ101により転送され、電荷検出器
102により電圧に変換される。その後帯域制限手段1
03により信号の周波数帯域が制限され、次にCDS回路
104により電荷検出器102で発生したリセット雑音
が抑圧される。そして水平走査回路109によって選択
された列選択手段105により信号が選択され出力され
る。
Next, the overall operation will be described. In this figure, the signal charge generated in the photodiode 108 is
It is transferred by the vertical CCD register 101 and converted into a voltage by the charge detector 102. After that, band limiting means 1
The frequency band of the signal is limited by 03, and then the reset noise generated in the charge detector 102 is suppressed by the CDS circuit 104. Then, the signal is selected and output by the column selecting means 105 selected by the horizontal scanning circuit 109.

【0009】次に図2、図3を用いて、1ラインに注目
して動作を説明する。ここで、21は電荷を検出するた
めのフローティング・ディフュージョンである。ある時
刻に初段ソースフォロアのゲート容量に蓄えられてい
た、直前の信号電荷がRGにパルスを与えることでリセッ
トされる。この時端子Aは、リセット電位になる。B点
は、初段ソースフォロアの出力インピーダンスと帯域制
限容量Coutで決まる時定数だけ遅れて、リセット電位が
確定する。B点でリセット電位が確定したとき、クラン
プパルスCLPにパルスが入力され、そのリセット電位が
クランプされる。次に、入力パルスにより信号電荷が端
子Aに入力される。すると、端子Aは、信号電荷の分だけ
電位が下がる。そしてB点は、リセット時と同様に時定
数だけ遅れて信号電位が確定する。この時、ホールドパ
ルスHPにパルスを与え、その時の電位をC点に蓄える。C
点には、信号電位とリセット電位の差の電位が蓄えられ
る。その後、列選択パルスSP(n)にパルスを与え、出力
信号線108に信号を出力する。この動作において、信
号電位を検出している時間とリセット電位を検出してい
る時間を同じにしている。これは、後段のCDS回路で信
号電位とリセット電位の差を取るときに、2つの電位が
同一の帯域で制限され、同レベルの雑音成分を持つ必要
があるためである。つまり、一方だけが雑音成分が低い
信号であっても、差を取った信号は雑音成分が大きくな
るためである。
Next, the operation will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 3, focusing on one line. Here, 21 is a floating diffusion for detecting charges. The signal charge immediately before, which was stored in the gate capacitance of the first-stage source follower at a certain time, is reset by giving a pulse to RG. At this time, the terminal A becomes the reset potential. At point B, the reset potential is fixed with a delay of a time constant determined by the output impedance of the first stage source follower and the band limiting capacitance Cout. When the reset potential is fixed at the point B, a pulse is input to the clamp pulse CLP and the reset potential is clamped. Next, the signal charge is input to the terminal A by the input pulse. Then, the potential of the terminal A decreases by the amount of the signal charge. Then, at the point B, the signal potential is fixed with a delay of the time constant as in the reset. At this time, a pulse is given to the hold pulse HP, and the potential at that time is stored at the point C. C
The potential of the difference between the signal potential and the reset potential is stored at the point. After that, a pulse is applied to the column selection pulse SP (n) and a signal is output to the output signal line 108. In this operation, the time for detecting the signal potential and the time for detecting the reset potential are the same. This is because when the difference between the signal potential and the reset potential is obtained in the CDS circuit in the subsequent stage, the two potentials must be limited in the same band and have the same level of noise components. That is, even if only one of them is a signal with a low noise component, the difference signal has a large noise component.

【0010】このような構成により、初段ソースフォロ
アの出力インピーダンスと帯域制限容量Coutで構成され
る低域通過フィルタで帯域を制限できるため、出力信号
中に含まれる雑音成分を小さくできる。また、この回路
はCDS回路を内蔵しているため、直前の電荷をリセット
したときの電位のばらつきで発生するリセット雑音も同
時に抑圧することができる。従来の様に、外付けでCDS
回路を構成する必要がないので、周辺回路の削減とな
る。
With such a configuration, the band can be limited by the low-pass filter composed of the output impedance of the first-stage source follower and the band limiting capacitance Cout, so that the noise component contained in the output signal can be reduced. Further, since this circuit has a built-in CDS circuit, it is possible to simultaneously suppress the reset noise generated due to the variation in the potential when the immediately preceding charge is reset. Externally mounted CDS as before
Since it is not necessary to configure a circuit, peripheral circuits can be reduced.

【0011】この構成において、水平ブランキング期間
だけを用いて、アンプを動作させても良い。このように
すると、映像信号期間中にリセットパルスなどのパルス
を印可する必要がないので、映像信号へパルスに起因す
る雑音が飛び込む可能性がなくなる。
In this configuration, the amplifier may be operated only during the horizontal blanking period. In this case, it is not necessary to apply a pulse such as a reset pulse during the video signal period, so that noise caused by the pulse does not jump into the video signal.

【0012】以上の構成は、垂直CCD毎にアンプを設け
たものであるが、もちろん複数の垂直CCDにつき1つのア
ンプを設け、時分割で使用しても良い。この構成では、
アンプの総数を減らすことができるので、消費電力を減
らすことができる。
In the above configuration, an amplifier is provided for each vertical CCD, but it goes without saying that one amplifier may be provided for a plurality of vertical CCDs and used in a time division manner. With this configuration,
Since the total number of amplifiers can be reduced, power consumption can be reduced.

【0013】実施例2 次に、本発明の他の実施例を図4を用いて説明する。本
実施例は、帯域制限容量103の直前に負帰還増幅器4
1を設けていることに特徴がある。ここで、42は帰還
抵抗であり、他は図2と同じである。本回路では、CDS
回路104と列選択手段105において、スイッチング
動作時にリセット雑音が発生する。本実施例では、この
リセット雑音の影響を小さくするため、前段に設けた負
帰還増幅器41で増幅する。このようにすると、同じリ
セット雑音が発生した場合、信号成分が大きくなってい
るので、S/Nは大きくなる。また、増幅段として直列ー直
列帰還の増幅器を用いることで、増幅器の出力インピー
ダンスを上げている。具体的には、帰還抵抗42がない
場合、増幅器の出力インピーダンスは、近似的に負荷抵
抗値RLとなる。しかし、RFの値を持つ帰還抵抗42を用
いて直列ー直列帰還の増幅器とすることで、出力インピ
ーダンスはRL(1+gmRF)となり、(1+gmRF)倍になり、同じ
帯域を制限する場合、帯域制限容量103の値を小さく
することができる。また、電圧利得に関しても帰還抵抗
42がない場合、gmRLで決まり、チャネル長のばらつき
に起因するgmのばらつきが、電圧利得のばらつきに影響
していた。しかし、帰還抵抗42を用い直列ー直列帰還
の増幅器とすることで、gmが大きい場合電圧利得はRL/R
Fで決まり、列間の電圧利得のばらつきを小さくするこ
とができる。
Embodiment 2 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the negative feedback amplifier 4 is provided just before the band limiting capacitance 103.
The feature is that 1 is provided. Here, 42 is a feedback resistor and is otherwise the same as FIG. In this circuit, CDS
In the circuit 104 and the column selection means 105, reset noise is generated during the switching operation. In the present embodiment, in order to reduce the effect of this reset noise, amplification is performed by the negative feedback amplifier 41 provided in the previous stage. In this way, if the same reset noise occurs, the signal component becomes large, so the S / N becomes large. Moreover, the output impedance of the amplifier is increased by using a series-series feedback amplifier as the amplification stage. Specifically, without the feedback resistor 42, the output impedance of the amplifier is approximately the load resistance value RL. However, the output impedance becomes RL (1 + gmRF), which is (1 + gmRF) times, by limiting the same band by using the feedback resistor 42 having the value of RF to form a series-series feedback amplifier. The value of the band limiting capacity 103 can be reduced. Further, regarding the voltage gain as well, when the feedback resistor 42 is not provided, it is determined by gmRL, and the variation of gm due to the variation of the channel length affects the variation of the voltage gain. However, by using the feedback resistor 42 as a series-series feedback amplifier, the voltage gain is RL / R when gm is large.
It is determined by F, and the variation in voltage gain between columns can be reduced.

【0014】以上は、フローティング・ディフュージョ
ンを用いて構成した場合であるが、フローティング・ゲ
ート(197391年 ISSCC DIGEST OF TECHNICAL PAPERS (ア
イ・エス・エス・シー・シー タ゛イシ゛ェスト オフ゛ テクニカルヘ゜ーハ゜ー) pp154〜15
5参照)を用いても可能である。フローティング・ゲー
トを用いると、直流分をカットした信号を得られるた
め、次段のアンプにおいて電源電圧の半分付近に動作点
を持っていくことが容易にできる。そのため、電源電圧
を最大限に用いたダイナミックレンジを得ることができ
る。
The above is a case of using a floating diffusion, but a floating gate (197391 ISSCC DIGEST OF TECHNICAL PAPERS pp154 to 15)
It is also possible to use (see 5). When the floating gate is used, a signal in which the DC component is cut can be obtained, so that the operating point can be easily brought to around half the power supply voltage in the amplifier at the next stage. Therefore, it is possible to obtain a dynamic range that maximizes the power supply voltage.

【0015】実施例3 本発明の他の実施例について、図5を用いて説明する。
本実施例は、2つの帯域制限容量103、53を用い
て、信号成分とリセット雑音成分を別々に帯域制限する
ことに特徴がある。ここで、51は信号成分選択MOSト
ランジスタ、52はリセット雑音成分選択用MOSトラン
ジスタ、53はリセット雑音成分用帯域制限容量、54
はリセット雑音成分用列選択MOSトランジスタであり、
他は図2と同じである。実施例1の動作において、端子
Aに信号成分が入力されているときは、信号成分選択MOS
トランジスタ51をオンに、端子Aにリセット雑音成分
が入力されているときは、リセット雑音成分選択MOSト
ランジスタ52をオンにする。すると、信号成分用帯域
制限容量103に信号成分が、リセット雑音成分用帯域
制限容量53にリセット雑音成分が蓄積する。そして、
列が選択されたときにリセット雑音成分用列選択MOSト
ランジスタ54と信号成分用列選択MOSトランジスタ1
05を順にオンする。すると、出力信号線には、リセッ
ト雑音成分と信号成分が順に出力され、外付けのCDS回
路に入力される。
Embodiment 3 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is characterized in that the two band limiting capacitors 103 and 53 are used to limit the band of the signal component and the reset noise component separately. Here, 51 is a signal component selection MOS transistor, 52 is a reset noise component selection MOS transistor, 53 is a reset noise component band limiting capacitance, 54
Is a column noise selection MOS transistor for reset noise component,
Others are the same as in FIG. In the operation of the first embodiment, the terminal
When a signal component is input to A, the signal component selection MOS
When the transistor 51 is turned on and the reset noise component is input to the terminal A, the reset noise component selection MOS transistor 52 is turned on. Then, the signal component is accumulated in the signal component band limiting capacitor 103, and the reset noise component is accumulated in the reset noise component band limiting capacitor 53. And
When a column is selected, reset noise component column selection MOS transistor 54 and signal component column selection MOS transistor 1
05 are turned on in order. Then, the reset noise component and the signal component are sequentially output to the output signal line and input to the external CDS circuit.

【0016】CDS回路で発生する雑音は、図2で示され
るクランプ容量CLとホールド容量Chに依存している。こ
れらの容量をできるだけ大きくすると発生する雑音は小
さくなる。本実施例では、リセット雑音成分と信号成分
を順に出力する事により、外付けでCDSをかけることが
できる。外付けでCDSをかけることにより、クランプ容
量CLとホールド容量Chの値を大きくすることができるた
め、CDS回路で発生する雑音を小さくすることができ
る。
The noise generated in the CDS circuit depends on the clamp capacitance CL and the hold capacitance Ch shown in FIG. If these capacitances are made as large as possible, the noise generated will be small. In this embodiment, the reset noise component and the signal component are sequentially output, so that CDS can be externally applied. By applying CDS externally, the values of the clamp capacitance CL and the hold capacitance Ch can be increased, so that the noise generated in the CDS circuit can be reduced.

【0017】実施例4 他の本発明の実施例について、図6、図9を用いて説明
する。本実施例は、帯域制限容量として遮光アルミを利
用することに特徴がある。ここで、図6において61は
帯域制限容量であり、他は図2と同じである。また、図
9において91はn型の半導体基板、92はp型のウェ
ル、93はホトダイオードを形成するn型層、94はVCC
D用の濃いp型のウェル、95は埋め込みCCDを形成するn
型層、96はCCDを構成する電極、97は遮光用のアル
ミである。より雑音を小さくするためには、帯域幅を狭
くすることが必要である。そのためには、帯域制限容量
に大きな値を必要とする。そこで、図9における各列の
垂直CCD上を覆っている遮光アルミ97と垂直CCD電極9
6間で形成される容量を利用する。この領域は、図6に
おいて61で表すことができる。このように、チップ面
積の増加を伴わず、広い面積で容量を形成することがで
きる。以上は、遮光アルミ97と垂直CCD電極96を盛
用いて容量を形成する場合であるが、もちろん図10で
示される様に遮光アルミの上にさらに容量形成用電極2
01を設けも良い。層間膜として誘電率が大きなタンタ
ルオキサイドを用いると、大きな容量が得られ、それだ
け周波数帯域を制限でき雑音を小さくすることができ
る。
Embodiment 4 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 9. The present embodiment is characterized in that light-shielding aluminum is used as the band limiting capacity. Here, 61 in FIG. 6 is a band limiting capacity, and the others are the same as in FIG. In FIG. 9, 91 is an n-type semiconductor substrate, 92 is a p-type well, 93 is an n-type layer forming a photodiode, and 94 is VCC.
A dark p-type well for D, 95 forms an embedded CCD
A mold layer, 96 is an electrode constituting a CCD, and 97 is a light-shielding aluminum. In order to reduce noise, it is necessary to narrow the bandwidth. For that purpose, a large value is required for the band limiting capacity. Therefore, the light-shielding aluminum 97 and the vertical CCD electrodes 9 covering the vertical CCDs in each column in FIG.
The capacitance formed between 6 is used. This area can be represented by 61 in FIG. In this way, the capacitance can be formed in a wide area without increasing the chip area. The above is the case where the capacitor is formed by using the light-shielding aluminum 97 and the vertical CCD electrode 96. Of course, as shown in FIG. 10, the capacitor-forming electrode 2 is further formed on the light-shielding aluminum.
01 may be provided. When tantalum oxide having a large dielectric constant is used as the interlayer film, a large capacitance can be obtained, and the frequency band can be limited and noise can be reduced accordingly.

【0018】実施例5 他の本発明の実施例について、図8を用いて説明する。
本実施例は、帯域制限容量を電荷検出器後に設けること
に特徴がある。ここで、81は増幅器であり、他は図2
と同じである。このような構成では、CDS回路104と
列選択手段105において発生する雑音は、増幅器81
のため小さく見え、かつ電荷検出器102の出力インピ
ーダンスと帯域制限容量103で低域通過フィルタが構
成される。そのため、このフィルタにより雑音成分は制
限され、かつ帰還抵抗42で発生する雑音がなくなるた
め、より低雑音化が可能である。
Embodiment 5 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is characterized in that the band limiting capacitance is provided after the charge detector. Here, 81 is an amplifier, and the others are shown in FIG.
Is the same as. In such a configuration, the noise generated in the CDS circuit 104 and the column selection means 105 is
Therefore, it looks small, and the output impedance of the charge detector 102 and the band limiting capacitance 103 form a low-pass filter. Therefore, the noise component is limited by this filter, and the noise generated in the feedback resistor 42 is eliminated, so that the noise can be further reduced.

【0019】実施例6 他の本発明の実施例について、図7を用いて説明する。
本実施例は、容量を形成する遮光アルミに、MOSスイッ
チ72を介して電圧発生手段71を設けることに特徴が
ある。より大きな容量を得るためには、図9における遮
光アルミ97とその下を走っている垂直CCD電極96間
の膜厚は、薄い方が良い。しかし、垂直CCD電極96に
は、例えばホトダイオードからの信号読みだし時に振幅
15(V)のパルスが与えられるため、膜厚を余り薄くする
と、耐圧を超えてしまう。電圧発生手段71を用いて信
号読みだしパルスが与えられるまえにB点に適当な電位
を与える。これにより、相対的に遮光アルミ97とその
下を走っている垂直CCD電極96間の電圧は小さくな
る。そのため、膜厚を薄くすることができ、それゆえ大
きな容量を得ることができる。
Embodiment 6 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is characterized in that the voltage generating means 71 is provided on the light-shielding aluminum forming the capacitor via the MOS switch 72. In order to obtain a larger capacitance, the film thickness between the light-shielding aluminum 97 and the vertical CCD electrode 96 running thereunder in FIG. 9 should be thin. However, the vertical CCD electrode 96 has an amplitude when reading a signal from a photodiode, for example.
Since a pulse of 15 (V) is applied, if the film thickness is too thin, the breakdown voltage will be exceeded. An appropriate potential is applied to the point B before the signal reading pulse is applied by using the voltage generating means 71. As a result, the voltage between the light-shielding aluminum 97 and the vertical CCD electrode 96 running thereunder becomes relatively small. Therefore, the film thickness can be reduced, and thus a large capacity can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の構成により信号帯域を下げるこ
とができるため、それだけ帯域制限手段により雑音帯域
も狭くすることができ、S/N比が良い固体撮像装置が可
能となる。
Since the signal band can be lowered by the structure of the present invention, the noise band can be narrowed by the band limiting means, and a solid-state image pickup device having a good S / N ratio can be realized.

【0021】[0021]

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

【図1】本発明の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention.

【図2】一ラインの回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of one line.

【図3】動作を説明するタイミングチャート。FIG. 3 is a timing chart explaining the operation.

【図4】帰還アンプを設けた他の実施例を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment in which a feedback amplifier is provided.

【図5】信号電位とリセット電位の両方を出力する他の
実施例を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating another embodiment that outputs both a signal potential and a reset potential.

【図6】遮光アルミを用いて帯域制限容量を実現する説
明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for realizing a band limiting capacity by using light-shielding aluminum.

【図7】帯域制限容量に予め電位を与える実施例を説明
する図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment in which a potential is applied to the band limiting capacitance in advance.

【図8】他の実施例を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating another embodiment.

【図9】帯域制限容量を説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating a band limiting capacity.

【図10】帯域制限容量の他の実施例を説明する図。FIG. 10 is a diagram for explaining another embodiment of the band limiting capacity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101−垂直CCDレジスタ、102−電荷検出器、1
03−帯域制限手段 104−CDS回路、105−列選択手段、106−ホト
ダイオード 107−受光部、108−出力信号線、109−水平走
査回路
101-vertical CCD register, 102-charge detector, 1
03-Band limiting means 104-CDS circuit, 105-Column selecting means, 106-Photodiode 107-Light receiving part, 108-Output signal line, 109-Horizontal scanning circuit

フロントページの続き (72)発明者 秋元 肇 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内Front Page Continuation (72) Hajime Akimoto Hajime Akimoto 1-280 Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に2次元上に形成された光電
変換手段と、複数個の該光電変換手段に隣接して形成さ
れた垂直CCDレジスタとCCDレジスタ毎に電荷検出器を設
けたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A photoelectric conversion means formed two-dimensionally on a semiconductor substrate, a vertical CCD register formed adjacent to the plurality of photoelectric conversion means, and a charge detector provided for each CCD register. A solid-state image pickup device comprising:
【請求項2】電荷検出器の出力端に、帯域を制限する手
段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像
装置。
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein a means for limiting a band is provided at an output end of the charge detector.
【請求項3】帯域制限手段は、電荷検出器出力端に設け
られた容量であることを特徴とする請求項2に記載の固
体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the band limiting means is a capacitor provided at an output end of the charge detector.
【請求項4】容量は、上記各垂直CCDレジスタ上の光遮
光膜を第一の電極とすることを特徴とする請求項3に記
載の固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the capacitor uses the light shielding film on each of the vertical CCD registers as a first electrode.
【請求項5】容量は、上記各CCDレジスタ上の遮光膜形
成領域の上部もしくは下部に第二の電極を形成すること
を特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the capacitor has a second electrode formed above or below a light-shielding film formation region on each CCD register.
【請求項6】容量は、容量の電極間にタンタルオキサイ
ドを用いることを特徴とする請求項4又は5に記載の固
体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the capacitor uses tantalum oxide between electrodes of the capacitor.
【請求項7】垂直CCDからの信号電圧が印加される容量
の電極とは異なるもい一方の電極に、電極間の電圧が小
さくなるように与えることを特徴とする請求項4又は5
に記載の固体撮像装置。
7. The method according to claim 4, wherein one electrode different from the electrode of the capacitor to which the signal voltage from the vertical CCD is applied is applied so that the voltage between the electrodes becomes small.
The solid-state imaging device according to.
【請求項8】複数の上記CCDレジスタ毎に電荷検出手段
を設けることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装
置。
8. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a charge detection unit provided for each of the plurality of CCD registers.
【請求項9】各列の出力増幅器毎に信号のないときの出
力と信号のある時の出力の差を検知する差動手段を設け
たことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
9. The solid-state image pickup device according to claim 1, further comprising differential means for detecting a difference between an output when there is no signal and an output when there is a signal for each output amplifier of each column. .
【請求項10】電荷検出器と上記差動手段の間に、増幅
手段を設けることを特徴とする請求項9に記載の固体撮
像装置。
10. The solid-state image pickup device according to claim 9, further comprising an amplifying means provided between the charge detector and the differential means.
【請求項11】上記増幅手段を負帰還アンプにすること
を特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 10, wherein the amplifying means is a negative feedback amplifier.
【請求項12】信号のないときの出力と信号のある時の
出力を異なる帯域制限手段で周波数帯域を制限し、交互
に出力することを特徴とする請求項9に記載の固体撮像
装置。
12. The solid-state imaging device according to claim 9, wherein the output when there is no signal and the output when there is a signal are alternately output with the frequency bands limited by different band limiting means.
【請求項13】上記電荷検出器をフローティング・ゲー
トで構成することを特徴とする請求項1に記載の固体撮
像装置。
13. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the charge detector comprises a floating gate.
【請求項14】上記電荷検出器を水平同期期間のみ動作
させることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装
置。
14. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the charge detector is operated only during a horizontal synchronization period.
【請求項15】上記電荷検出器において、水平走査期間
の半分をフィードスルーレベルの検出動作、残りの半分
を信号レベルの検出動作として用いることを特徴とする
請求項1に記載の固体撮像装置。
15. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein in the charge detector, half of the horizontal scanning period is used as a feedthrough level detecting operation and the other half is used as a signal level detecting operation.
【請求項16】水平走査をシフトレジスタで行うことを
特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
16. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein horizontal scanning is performed by a shift register.
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