JPS59144169A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPS59144169A JPS59144169A JP58017363A JP1736383A JPS59144169A JP S59144169 A JPS59144169 A JP S59144169A JP 58017363 A JP58017363 A JP 58017363A JP 1736383 A JP1736383 A JP 1736383A JP S59144169 A JPS59144169 A JP S59144169A
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- Japan
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- horizontal
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Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009545 invasion Effects 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 241000254158 Lampyridae Species 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 102220082323 rs35269563 Human genes 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は固体撮像素子、特に垂直スメアの発生を防止し
た固体撮像素子に胸するものである。
た固体撮像素子に胸するものである。
８１１１は従来よシ提案されているＭＯＳ形あるいはＸ
−Ｙアドレス方式固体撮像素子と称されている固体撮像
素子の一例を示す要部基本回Ｗ６構成図である。同図に
おいて、固体撮像素子１は、光を電気信号に変換するフ
ォトダイオード２と、このフォトダイオード２の信号電
荷を移動させる垂直スイッチｈｉ０８）７ンジスタ３と
によって構成される画素４が行および列方向に各多数個
配列され、これらの谷画木４は垂直信号線５ａ、５ｂ。
−Ｙアドレス方式固体撮像素子と称されている固体撮像
素子の一例を示す要部基本回Ｗ６構成図である。同図に
おいて、固体撮像素子１は、光を電気信号に変換するフ
ォトダイオード２と、このフォトダイオード２の信号電
荷を移動させる垂直スイッチｈｉ０８）７ンジスタ３と
によって構成される画素４が行および列方向に各多数個
配列され、これらの谷画木４は垂直信号線５ａ、５ｂ。
５Ｃおよび水平ゲート線６ａ、６ｂ、６ｃＫ接続され、
そして、垂直信号線５ａ ＋ ５ｂ ＋ ５ｃは信号電
荷読み出し用水平スイッチＩＶｉ０８トランジスタ７を
介して水平信号線８に前記信号電荷に対応する出力を読
み出す水平辿択パルスを順次出方させる水平シフトレジ
スタ９に接続され、一方、−垂直ゲート線６ａ、６ｂ、
６ｃは各フォトダイオード２から信号電荷を読み出す各
垂直スイッチＭＯＳトランジスタ３に垂直選択パルスを
順次出力させる画面シフトレジスタ１０に接続されて構
成されている。
そして、垂直信号線５ａ ＋ ５ｂ ＋ ５ｃは信号電
荷読み出し用水平スイッチＩＶｉ０８トランジスタ７を
介して水平信号線８に前記信号電荷に対応する出力を読
み出す水平辿択パルスを順次出方させる水平シフトレジ
スタ９に接続され、一方、−垂直ゲート線６ａ、６ｂ、
６ｃは各フォトダイオード２から信号電荷を読み出す各
垂直スイッチＭＯＳトランジスタ３に垂直選択パルスを
順次出力させる画面シフトレジスタ１０に接続されて構
成されている。
このように構成された固体撮像素子は、水平シフトレジ
スタ９および垂直シフトレジスタｌＯによって選択され
た各画素部にビデオバイアス１１から負荷抵抗１２．水
平信号線８および水平スイッチＭＯ８）シンジスタフを
通して充電電流が流れ、負荷抵抗１２による電圧降下分
を光伺号として検出し、コンデンサ１３を介してプリア
ンプ１４で増幅され、出力端子１５から信号電流が出力
される。
スタ９および垂直シフトレジスタｌＯによって選択され
た各画素部にビデオバイアス１１から負荷抵抗１２．水
平信号線８および水平スイッチＭＯ８）シンジスタフを
通して充電電流が流れ、負荷抵抗１２による電圧降下分
を光伺号として検出し、コンデンサ１３を介してプリア
ンプ１４で増幅され、出力端子１５から信号電流が出力
される。
しかしながら、前述した構成による固体撮像素子には、
特性上の問題の一つとして垂直スメアと称される雑音が
ある。すなわち、テレビカメラとして用いた場合、画素
部を構成するフォトダイオード２以外の部分、つま９フ
オトダイオード２とＭｏ８）ランジスタ３とからなる各
画素（光電変換水子）４の隙間部分からこの画素４内に
光が入シ込み、ＭＯＳトランジスタ３のドレインの近傍
で光電子を発生させ、この光電子が拡散ないしドリフト
によυ、ドレインに入シ込み、垂直スメアを発生させ、
その画面の縦方向に淡い擬イ以信号として観測される。
特性上の問題の一つとして垂直スメアと称される雑音が
ある。すなわち、テレビカメラとして用いた場合、画素
部を構成するフォトダイオード２以外の部分、つま９フ
オトダイオード２とＭｏ８）ランジスタ３とからなる各
画素（光電変換水子）４の隙間部分からこの画素４内に
光が入シ込み、ＭＯＳトランジスタ３のドレインの近傍
で光電子を発生させ、この光電子が拡散ないしドリフト
によυ、ドレインに入シ込み、垂直スメアを発生させ、
その画面の縦方向に淡い擬イ以信号として観測される。
このような垂仰］スメア雑音を除去する手段として、こ
の雑音を信号読み出しする以前に除去するいわゆる播き
出し法が考えられるが、従来のＭＯ８形固体撮像素子で
掃き出し法を行乞おうとすると、ＸＹアドレス方式では
水平−行を同時に垂直信号、１５ａに読み出した後、水
平方向に一画素ずつ出力する方式であるため、掃き出し
を行なっても最初の画素信号に対しては有効であるが、
次の垂直傷−号約５ｂ、５ｃＫ抗み出されてから出力さ
れるまで時間のめるものはその間に擬仰信号が混入して
し甘う。これを回避するには水平−行の信号を匝み出し
後、ただちに画素部と分陳する必要があった。しかし、
この場合には、固体Ｓ 例素子が純粋なＭ ０８形では
なく、水平走査部にはＣＣＩ）を用いているため、プロ
セス的に困飽であった。
の雑音を信号読み出しする以前に除去するいわゆる播き
出し法が考えられるが、従来のＭＯ８形固体撮像素子で
掃き出し法を行乞おうとすると、ＸＹアドレス方式では
水平−行を同時に垂直信号、１５ａに読み出した後、水
平方向に一画素ずつ出力する方式であるため、掃き出し
を行なっても最初の画素信号に対しては有効であるが、
次の垂直傷−号約５ｂ、５ｃＫ抗み出されてから出力さ
れるまで時間のめるものはその間に擬仰信号が混入して
し甘う。これを回避するには水平−行の信号を匝み出し
後、ただちに画素部と分陳する必要があった。しかし、
この場合には、固体Ｓ 例素子が純粋なＭ ０８形では
なく、水平走査部にはＣＣＩ）を用いているため、プロ
セス的に困飽であった。
したがって本発明は、前述した従来の問題に釘みてなさ
れたものであり、その目的とするところは漏洩光の侵入
によって生じる垂直スメア等の雑音の発生を防止した固
体撮像素子を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは漏洩光の侵入
によって生じる垂直スメア等の雑音の発生を防止した固
体撮像素子を提供することにある。
このような目的を構成するために本発明は、定直信号線
に讐積された垂直スメア等の雑音正荷を掃き出しリセッ
トした後、信号読み出しを行ない、その信号電荷を水平
−行の容量に移し、画’Ａ＜ ｆｆ：！と分離すること
により、垂直スメアを′＃消したものである。
に讐積された垂直スメア等の雑音正荷を掃き出しリセッ
トした後、信号読み出しを行ない、その信号電荷を水平
−行の容量に移し、画’Ａ＜ ｆｆ：！と分離すること
により、垂直スメアを′＃消したものである。
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本発明による同体撮像素子の一秒りを示す豊部
基本回路構成図であシ、第１図と同記号−同−要素とな
るのでその説明は省略する。同図において、各水平スイ
ッチＭｏｓトランジスタ７と画素部４′の各垂直信号’
ｆ１Ｍ５ ａｎ ５ ｂ＋ ５ ｃとの間には、各ゲー
トの入力端子１６にパルス信号を印加してオン状態のと
き、各垂直信号線５ａ、５ｂ。
基本回路構成図であシ、第１図と同記号−同−要素とな
るのでその説明は省略する。同図において、各水平スイ
ッチＭｏｓトランジスタ７と画素部４′の各垂直信号’
ｆ１Ｍ５ ａｎ ５ ｂ＋ ５ ｃとの間には、各ゲー
トの入力端子１６にパルス信号を印加してオン状態のと
き、各垂直信号線５ａ、５ｂ。
５Ｃと各水平スイッチＮ１０Ｓトランジスタ７とを電気
的に接続させるｇ １のＭＯＳトランジスタ１７と、各
ｍｌのＭｏ８）ランジスタ１７のドレインとアースとの
間に形成された退避容量１８とを有する退避答尺部１９
が設けられている。また、この各垂直信号にネ５ａ、５
ｂ、５ｃの他端部には、各ゲートの入力端子２０にパル
ス信号を印加してオン状態のとき、各ソースの入力的子
２Ｉに印加されるバイアス電圧を各画ｉｋ （１号線５
ａ、５ｂ。
的に接続させるｇ １のＭＯＳトランジスタ１７と、各
ｍｌのＭｏ８）ランジスタ１７のドレインとアースとの
間に形成された退避容量１８とを有する退避答尺部１９
が設けられている。また、この各垂直信号にネ５ａ、５
ｂ、５ｃの他端部には、各ゲートの入力端子２０にパル
ス信号を印加してオン状態のとき、各ソースの入力的子
２Ｉに印加されるバイアス電圧を各画ｉｋ （１号線５
ａ、５ｂ。
５ｃに印加さぜる第２のＭｏ８）ランジスタ２２からな
る」布き出し回路２３が設けられている。
る」布き出し回路２３が設けられている。
このように構成された固体撮像素子において、まず、退
避容量部１９の入力端子１６に亮３図（ａ）に示すパル
ス信号φＣ１を印加し、各第１の１ｌｖｌ Ｕ Ｓトラ
ンジスタをオンさせ、各垂直信号Ｔｈｌ ５ａ ｌ ５
ｂ。
避容量部１９の入力端子１６に亮３図（ａ）に示すパル
ス信号φＣ１を印加し、各第１の１ｌｖｌ Ｕ Ｓトラ
ンジスタをオンさせ、各垂直信号Ｔｈｌ ５ａ ｌ ５
ｂ。
５ｃと対応する各退洲容量１８とを接続する。次に掃き
出し回路２３のソース入力端子２１に信号読み出し用の
バイアス電圧’ｌ／ｖを印加するとともに、ゲ゛−ト入
力端子２０に！：＜ ３ Ｇ （ｂ）に示すリセツトパ
ルス信号φＣ２を印加し、各垂直信号線５ａ。
出し回路２３のソース入力端子２１に信号読み出し用の
バイアス電圧’ｌ／ｖを印加するとともに、ゲ゛−ト入
力端子２０に！：＜ ３ Ｇ （ｂ）に示すリセツトパ
ルス信号φＣ２を印加し、各垂直信号線５ａ。
５ｂ、５ｃと対応する各退避容量」８とをバイアス箪１
圧ＶＶに接続して両者の福１位をリセットし、垂直スメ
ア等の雑音をキャンセルする。次に、帰き出し回路２３
の各第２のへ４０８トランジスタ２２をオフにしてバイ
アス′亀圧ＶＶとの接続を助っだ後、垂はシフトレジス
タＩＯによシ選択された行に第３図（Ｃ）に示す垂直ゲ
ートパルス信号φＶＢＴＪｆを加え、各フォトダイオー
ド２内から各垂直信号線５ａ、５ｂ、５ｃと対応する退
避容量１８に信号電荷を読み出す。引き続き退避容量部
１９のノくルス侶号φＣ１をローレベルにし、垂直信号
線ｉ５２゜５ｂ、５ｃと退避容量１８とを分離する。す
なわち、各退避容’量１８には垂直スメア等の雑音のな
い信号電荷が蓄えられることになる。しかる仮、第３図
（ｄ）に示すような水平シフトレジスタ９の読み出しパ
ルス信号φＨによυ退避容ｉ１８の信号電荷をｊ＠次Ｍ
ｅみ出す。したがって、出力信号は垂直スメア等の雑音
の含まない純粋な光電変換信号のみが得られることにな
る。
圧ＶＶに接続して両者の福１位をリセットし、垂直スメ
ア等の雑音をキャンセルする。次に、帰き出し回路２３
の各第２のへ４０８トランジスタ２２をオフにしてバイ
アス′亀圧ＶＶとの接続を助っだ後、垂はシフトレジス
タＩＯによシ選択された行に第３図（Ｃ）に示す垂直ゲ
ートパルス信号φＶＢＴＪｆを加え、各フォトダイオー
ド２内から各垂直信号線５ａ、５ｂ、５ｃと対応する退
避容量１８に信号電荷を読み出す。引き続き退避容量部
１９のノくルス侶号φＣ１をローレベルにし、垂直信号
線ｉ５２゜５ｂ、５ｃと退避容量１８とを分離する。す
なわち、各退避容’量１８には垂直スメア等の雑音のな
い信号電荷が蓄えられることになる。しかる仮、第３図
（ｄ）に示すような水平シフトレジスタ９の読み出しパ
ルス信号φＨによυ退避容ｉ１８の信号電荷をｊ＠次Ｍ
ｅみ出す。したがって、出力信号は垂直スメア等の雑音
の含まない純粋な光電変換信号のみが得られることにな
る。
以上説明したように本発明によれば、フォトダイオード
内の信号電荷を垂直信号線に郡す前に垂直信号線をリセ
ットし、垂直スメア等の雑材電荷をキャンセルする。な
め、垂直スメアのない信号電荷を垂直信号線内に蓄える
ことができ、また、退避容量に信号電荷を移しだ後、画
素部と切すｈしすため、水平方向読み出し時に垂直スメ
アが入ることもなくなる。しだカニつて、罹市スメアの
発生を防止することができるという極めて優れた効果が
得られる。
内の信号電荷を垂直信号線に郡す前に垂直信号線をリセ
ットし、垂直スメア等の雑材電荷をキャンセルする。な
め、垂直スメアのない信号電荷を垂直信号線内に蓄える
ことができ、また、退避容量に信号電荷を移しだ後、画
素部と切すｈしすため、水平方向読み出し時に垂直スメ
アが入ることもなくなる。しだカニつて、罹市スメアの
発生を防止することができるという極めて優れた効果が
得られる。
第１図は従来の固体撮像素子の一例を示す要部基本回路
構成図、第２図は本発明による固体撮像素子の一例を示
す被部基本回路構成図、第３図は第２図に示す固体撮像
素子に印加するパルス信号の一例を示す図である。 ｌ・・・・固体撮像素子、２・・・・フオトタ”イオー
ド、 ３・・・・垂直スイッチＭＯ８）ランジスタ、４
・・・・画素、今′・−・・画素部、５ａ、５ｂ、５ｃ
・・・・垂面信号面！、６ａ、 ６ｂ、６ｃ・・・・水
平ゲート線、７・・・・水平スイッチＭＯＳトランジス
タ、８・・・・水平信号線、９・・・・水平シフトレジ
スタ、ｌＯ・・・・垂直シフトレジスタ、ｌｌ・・・・
ビデオバイアス、１２・・・・負荷抵抗、■３・・・・
コンデンサ、＋４・・・・プリアンプ、１５・・・・出
力端子、１６・・・・入力端子、１７・・・・ＨｌのＭ
ＯＳトランジスタ、１８・・・・退避容量、１９・・・
・−：Ａ避′８螢部、２０ ＋’ ２１・・−・入力晦
子、２２・・・・第２のＭＯＳトランジスタ、２３・・
・・掃き出し回路。
構成図、第２図は本発明による固体撮像素子の一例を示
す被部基本回路構成図、第３図は第２図に示す固体撮像
素子に印加するパルス信号の一例を示す図である。 ｌ・・・・固体撮像素子、２・・・・フオトタ”イオー
ド、 ３・・・・垂直スイッチＭＯ８）ランジスタ、４
・・・・画素、今′・−・・画素部、５ａ、５ｂ、５ｃ
・・・・垂面信号面！、６ａ、 ６ｂ、６ｃ・・・・水
平ゲート線、７・・・・水平スイッチＭＯＳトランジス
タ、８・・・・水平信号線、９・・・・水平シフトレジ
スタ、ｌＯ・・・・垂直シフトレジスタ、ｌｌ・・・・
ビデオバイアス、１２・・・・負荷抵抗、■３・・・・
コンデンサ、＋４・・・・プリアンプ、１５・・・・出
力端子、１６・・・・入力端子、１７・・・・ＨｌのＭ
ＯＳトランジスタ、１８・・・・退避容量、１９・・・
・−：Ａ避′８螢部、２０ ＋’ ２１・・−・入力晦
子、２２・・・・第２のＭＯＳトランジスタ、２３・・
・・掃き出し回路。
Claims (1)
- 光信号を電荷に変換、蓄積するフォトダイオードと垂直
スイッチＭＯ８）？レジスタとで形成された画素が行お
よび列方向に多数配列され、前記画素を水平シフトレジ
スタおよび垂直シフトレジスタにより選択させて水平ス
イッチＭＯ８）ランジスタで信号電流を外部に出力する
ように看・９成された固体撮像素子において、前記垂直
信号線と水平スイッチＭＯ８）ランジスタとのｍ」に入
射光に対して側光させかつ垂直信号線と水平スイッチＭ
Ｏ８）ランジスタとをスイッチによｌ）接続、遮断する
容量を有する退避容量部と、前記フォトダイオードの読
み出し全行なう直前に垂直信号線の電位をリセットする
掃き出し回路とを設けたことを特徴とする固体撮像素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017363A JPS59144169A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58017363A JPS59144169A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59144169A true JPS59144169A (ja) | 1984-08-18 |
Family
ID=11941944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58017363A Pending JPS59144169A (ja) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59144169A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0232593A2 (en) * | 1985-11-15 | 1987-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric transducer apparatus |
| JPS63292876A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | イメ−ジ・センサ |
| US5311320A (en) * | 1986-09-30 | 1994-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
| US5331421A (en) * | 1985-11-15 | 1994-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
| US5737016A (en) * | 1985-11-15 | 1998-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus for reducing noise |
| US5771070A (en) * | 1985-11-15 | 1998-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus removing noise from the photoelectric converted signal |
| US6538693B1 (en) | 1996-01-24 | 2003-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus having reset noise holding and removing units |
-
1983
- 1983-02-07 JP JP58017363A patent/JPS59144169A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0232593A2 (en) * | 1985-11-15 | 1987-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric transducer apparatus |
| US5019702A (en) * | 1985-11-15 | 1991-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric transducer apparatus having a plurality of transducer elements and a plurality of capacitor elements |
| EP0576104A3 (en) * | 1985-11-15 | 1994-05-18 | Canon Kk | Photoelectric transducer apparatus |
| US5331421A (en) * | 1985-11-15 | 1994-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
| US5737016A (en) * | 1985-11-15 | 1998-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus for reducing noise |
| US5771070A (en) * | 1985-11-15 | 1998-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus removing noise from the photoelectric converted signal |
| US6747699B2 (en) | 1985-11-15 | 2004-06-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
| US5311320A (en) * | 1986-09-30 | 1994-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus |
| JPS63292876A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | イメ−ジ・センサ |
| JPH0771231B2 (ja) * | 1987-05-26 | 1995-07-31 | 富士写真フイルム株式会社 | イメ−ジ・センサ |
| US6538693B1 (en) | 1996-01-24 | 2003-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus having reset noise holding and removing units |
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