JPS63185281A - Solid-state image pick up element - Google Patents

Solid-state image pick up element

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JPS63185281A
JPS63185281A JP62016059A JP1605987A JPS63185281A JP S63185281 A JPS63185281 A JP S63185281A JP 62016059 A JP62016059 A JP 62016059A JP 1605987 A JP1605987 A JP 1605987A JP S63185281 A JPS63185281 A JP S63185281A
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horizontal
divided
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健二 高橋
Naoki Ozawa
直樹 小沢
Toshiyuki Akiyama
俊之 秋山
Takahiro Nakano
孝洋 中野
Itaru Mimura
三村 到
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Abstract

PURPOSE:To reduce electrostatic capacity, and to improve random noise by providing a first group of horizontal or vertical signal lines, a second group of the signal lines divided into plural number, and the first and the second groups of switch transistors (TRs) for selection to select respectively above mentioned two signal lines groups, and subdividing the capacity CV of the verti cal signal line, and separating a part not necessary for operation. CONSTITUTION:The vertical signal lines 5-1 are lumped by every n-number of horizontal scanning lines. Incidentally, if 35 is chosen as 'n', it means that the vertical signal line is divided into seven parts approximately. When the switch TRs 6-1-6-7 for vertical signal line selection are provided respectively for the vertical signal lines 5-1-5-7, all of these drains are lumped, and it comes to be a second vertical signal line 7, and is connected to an external terminal 8. Hereby, CH does not vary similarly as before. In respect of CV, it comes to be 1/7 of the former CV because the vertical signal line is divided into seven parts. In addition to this, it comes to be the value that the diffused layer of a vertical signal line selecting switch is added. Accordingly, the random noise of a MOS type image pick up element can be reduced, and a high sensitivity camera can be constituted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像素子に関し、特に二次元状に配置され
た光電変換素子をX、Yのスイッチマトリクスにより順
次走査し読み出すMO8形撮像素子に係るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid-state image sensor, and particularly to an MO8 type image sensor that sequentially scans and reads out photoelectric conversion elements arranged in a two-dimensional manner using an X and Y switch matrix. This is related.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

固体撮像素子は二次元状に配列された光電変換素子を、
テレビジョンの走査周期に同期して順次走査し、光電変
換素子に蓄積された信号電荷を時系列で取り出すもので
ある。固体撮像素子には大別すると、X−Yのスイッチ
マトリクスを介して信号を読み出すMOS形と自己走査
機能を有するCOD等を用いる電荷転送形に分けられる
。第2図はX−Yアドレス走査形であるMOS形の一構
成例である。第2図の構成は特開昭59−144278
号公報およびテレビジョン学会技術資料(TV学会技術
報告ED891  昭和60年9月27日)等に詳述さ
れている。
A solid-state image sensor consists of two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements.
It sequentially scans in synchronization with the scanning cycle of the television, and extracts the signal charges accumulated in the photoelectric conversion element in time series. Solid-state image sensing devices can be roughly divided into two types: a MOS type that reads out signals via an XY switch matrix, and a charge transfer type that uses a COD or the like that has a self-scanning function. FIG. 2 shows a configuration example of a MOS type which is an X-Y address scanning type. The structure of Figure 2 is published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-144278.
It is detailed in the publication and the Television Society Technical Data (TV Society Technical Report ED891, September 27, 1985).

第2図のMO8形固体撮像素子では、−画素毎に垂直、
水平選択用のMO8I−ランジスタスイッチ21.22
が設けられている。各画素の信号は垂直走査パルス線2
3および水平走査パルス線24に順次加えられる走査パ
ルスによってMOSトランジスタスイッチ21.22を
開閉することにより読み出される。第2図において25
は水平走査パルスを発生する水平シフトレジスタ、26
は垂直走査パルスを発生する垂直シフトレジスタである
。各シフトレジスタ25.26を動作させるためにはス
タートパルスおよび2相のクロックパルスが必要である
が、第2図中には省略した。
In the MO8 type solid-state image sensor shown in Fig. 2, - vertically for each pixel,
MO8I-ransistor switch 21.22 for horizontal selection
is provided. The signal of each pixel is the vertical scanning pulse line 2
3 and the horizontal scanning pulse line 24 by opening and closing the MOS transistor switches 21 and 22, respectively. 25 in Figure 2
is a horizontal shift register that generates horizontal scanning pulses, 26
is a vertical shift register that generates vertical scanning pulses. A start pulse and two-phase clock pulses are required to operate each shift register 25, 26, but are omitted from FIG.

水平用、垂直用MOSトランジスタスイッチ2]−22
2を介して選択され、読み出された信号電荷は水平方向
の画素にすべて共通である水平信号線27に送られる。
Horizontal and vertical MOS transistor switch 2]-22
The signal charges selected and read out through the pixel 2 are sent to a horizontal signal line 27 that is common to all pixels in the horizontal direction.

各水平信号線27の末端には各走査線を選択する垂直走
査パルス23によって開閉する水平走査線選択用MO8
I−ランジスタスイッチ28が配置されている。各水平
信号線23の端に配置されたMOS)−ランジスタスイ
ツチ28のドレインは垂直信号線29に接続されている
At the end of each horizontal signal line 27 is a horizontal scanning line selection MO8 which is opened and closed by the vertical scanning pulse 23 that selects each scanning line.
An I-transistor switch 28 is arranged. The drain of a MOS transistor switch 28 disposed at the end of each horizontal signal line 23 is connected to a vertical signal line 29.

垂直信号線29の出力は撮像素子外部へ引き出され、前
置増幅器30につながれている。
The output of the vertical signal line 29 is drawn out to the outside of the image sensor and connected to a preamplifier 30.

MO3形撮像素子の特長の一つに、多線出力化が容易で
あることがあげられる。第2図においては2行の水平信
号線27.31を同時に読み出す構造となっている。す
なわち、水平走査線23゜32の2本は同一の垂直走査
パルス出力が印加される。この際のインターレース操作
は2水平走査線毎に設けられたインターレース切換スイ
ッチ33によって行なわれる。つまり、フィールド毎に
インターレーススイッチ33を実線の矢印の方向と点線
で示した矢印の方向とに切り換えると、映像信号の重心
がインターレースする位置へと移動するのでインターレ
ースを実現できる。
One of the features of the MO3 type image sensor is that it can easily be made into multi-line output. In FIG. 2, the structure is such that two rows of horizontal signal lines 27 and 31 are read out simultaneously. That is, the same vertical scanning pulse output is applied to the two horizontal scanning lines 23.degree. 32. The interlace operation at this time is performed by an interlace changeover switch 33 provided every two horizontal scanning lines. That is, if the interlace switch 33 is switched for each field between the direction of the solid line arrow and the direction of the dotted line arrow, the center of gravity of the video signal moves to the interlacing position, so that interlacing can be realized.

このような第2図の構造の素子の特長をまとめると、次
のようになる。
The features of the device having the structure shown in FIG. 2 can be summarized as follows.

1)多線出力線を簡単に実現できるため、モザイク状色
フィルタを使用する単板カラーカメラを構成する際、色
モワレの少ない構成が可能となる。
1) Since multi-wire output lines can be easily realized, when configuring a single-chip color camera using a mosaic color filter, a configuration with less color moire is possible.

ii )固体撮像素子に発生する垂直スミア現象が非常
に少ない。従来構造にくらべ、垂直スミア電荷を蓄積す
る時間が非常に短くなると同時に、詳述はしないが、第
2図中の各水平信号線(24゜31)毎に設置されたリ
セットMO8I−ランジスタ34によって水平ブランキ
ング期間毎に水平信号線27を一定電位にリセットする
ことによりスミアはさらに減少し、100dB以上が可
能となる。
ii) Very little vertical smear phenomenon occurs in solid-state imaging devices. Compared to the conventional structure, the time for accumulating vertical smear charges is much shorter, and at the same time, although not described in detail, the reset MO8I-transistor 34 installed for each horizontal signal line (24°31) in FIG. By resetting the horizontal signal line 27 to a constant potential every horizontal blanking period, the smear is further reduced, and 100 dB or more is possible.

)1】)従来のMO8TCO8上スで製造できるため、
コストが低減できる。
)1]) Can be manufactured using conventional MO8TCO8
Cost can be reduced.

このように第2図の構造のMO3形撮像素子は数々の特
長を有し、すぐれた撮像素子である。
As described above, the MO3 type image sensor having the structure shown in FIG. 2 has many features and is an excellent image sensor.

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

以上のように特長が多いMO8形撮像素子にもまだ改良
しなければならない項目としてランダム雑音の改善があ
る。
Even though the MO8 type image sensor has many features as described above, one item that still needs to be improved is the improvement of random noise.

第2図の構造のMO8形撮像素子のランダム雑音の等価
回路を第3図に示す。ランダム雑音の詳細はテレビジョ
ン学会電子装置研究会資料に書かれているので本明細書
ではその結果と定性的な説明にとどめる。
FIG. 3 shows an equivalent circuit of random noise of the MO8 type image sensor having the structure shown in FIG. The details of the random noise are described in the materials of the Electronic Devices Research Group of the Television Society of Japan, so this specification will limit itself to the results and qualitative explanation.

まず第3図を説明する。Cpnはフォトダイオードの容
量すなわち信号蓄積容量である。RXYはX。
First, FIG. 3 will be explained. Cpn is the capacitance of the photodiode, that is, the signal storage capacitance. RXY is X.

Y選択用のトランジスタのON抵抗を加算した値である
。CHおよびRHは水平信号線23の容量と水平信号線
23の抵抗である。Rsは水平走査線選択用スイッチト
ランジスタ28の○N抵抗である。またRv 、Cvは
垂直信号線29の抵抗および静電容量を示すが、垂直信
号線29はCRの分布定数回路と考えるのが適当である
ので、等価回路は第3図中に示す形で書ける。
This value is the sum of the ON resistance of the Y selection transistor. CH and RH are the capacitance of the horizontal signal line 23 and the resistance of the horizontal signal line 23. Rs is the N resistance of the horizontal scanning line selection switch transistor 28. Furthermore, Rv and Cv indicate the resistance and capacitance of the vertical signal line 29, and since it is appropriate to consider the vertical signal line 29 as a distributed constant circuit of CR, the equivalent circuit can be written in the form shown in Figure 3. .

CLは素子出力端の容量で主にはポンディングパッドの
容量、パッケージの容量等で決まる。
CL is the capacitance at the output terminal of the element and is mainly determined by the capacitance of the bonding pad, the capacitance of the package, etc.

C1はプリアンプの入力容量でありenはプリアンプ初
段増幅素子の等価雑音抵抗(Req)から発生する雑音
を電圧で表わしたものである。R5は信号負荷抵抗値で
ある。
C1 is the input capacitance of the preamplifier, and en is the noise generated from the equivalent noise resistance (Req) of the first stage amplification element of the preamplifier expressed in voltage. R5 is a signal load resistance value.

MO8形撮像素子の雑音を第3図中に示した各段の電流
換算値Int〜Insで表わすと以下の様になる。
The noise of the MO8 type image sensor is expressed as the following current values Int to Ins at each stage shown in FIG.

Inz”=4KT”Cpn−fcp−B      −
a)・・・(3) ■n52=4KT・−π”(Cu+Cv+Cb+C1)
2R(1qB 8・・・(4) ここで、K:ボルツマン定数、T:絶対温度fcp:水
平クロック周波数、B:映像信号帯域である。
Inz”=4KT”Cpn-fcp-B −
a)...(3) ■n52=4KT・-π"(Cu+Cv+Cb+C1)
2R(1qB 8...(4) where K: Boltzmann's constant, T: absolute temperature, fcp: horizontal clock frequency, and B: video signal band.

(1)式のIntについてはRxvに関係しない形とな
っているが、これはリセット雑音と同様にいわゆるKT
C雑音と同じふるまいをするからである。
Int in equation (1) has a form that is not related to Rxv, but like reset noise, this is the so-called KT
This is because it behaves the same as C noise.

(2)式中でRHの係数が1/3となり、(3)式中で
RHの係数が(Co+Cv)”となるべきところが(C
H2+ CHCv + −CV ” )となっている点
は水平信号線23および垂直信号線29が分布定数回路
として表わされ、雑音量が緩和されるためである。
In equation (2), the coefficient of RH is 1/3, and in equation (3), the coefficient of RH should be (Co+Cv)'', but it is (C
H2+CHCv+-CV'') because the horizontal signal line 23 and vertical signal line 29 are represented as distributed constant circuits, and the amount of noise is alleviated.

次にこれら(1)〜(4)式に実数を与えて雑音を試算
してみる。各パラメータ値の一例を以下に示す。
Next, try calculating the noise by giving real numbers to these equations (1) to (4). An example of each parameter value is shown below.

Cpn: 0.02pF、fcp: 5MHzB   
:  3MHz     CH:  2pFR)I:3
00 Ω    Rs:1にΩRvニア0Ω     
Cv:8pF CL  :1pF      Ct  :9pFReq
ニア0 Ω      R1:2MΩ上記の値を用いて
■。工〜In4を計算すると工、1= 77 p Ar
m5 I nz+ I ns= 1601) Arm5I R
4:  1 3 0  p Arm5Ins=425 
p Arm+ I ns= 160 p Arm5 総合で505pA□9となる。
Cpn: 0.02pF, fcp: 5MHzB
: 3MHz CH: 2pFR)I:3
00 Ω Rs: 1 to ΩRv near 0Ω
Cv: 8pF CL: 1pF Ct: 9pFReq
Near 0Ω R1: 2MΩ Using the above values ■. Calculating engineering ~ In4, engineering, 1 = 77 p Ar
m5 I nz + I ns = 1601) Arm5I R
4: 1 3 0 p Arm5Ins=425
p Arm+Ins= 160 p Arm5 The total is 505 pA□9.

MO8形撮像素子の各項の雑音電力比を第4図に百分率
で表示してみると、主な雑音はInBのプリアンプ雑音
であることがわかる。プリアンプ雑音は初段増幅素子の
Re qを減少することが雑音改善に効果があることは
もちろんであるが、特に静電容量(CH+ Cv 十C
x、 十C1)を減少することが非常に有効である。ま
たCo 、Cvを減少させることはI ++41 I 
nBとも関係するので特に有効である。
When the noise power ratio of each term of the MO8 type image sensor is expressed as a percentage in FIG. 4, it can be seen that the main noise is InB preamplifier noise. It goes without saying that reducing the Req of the first-stage amplification element is effective in improving preamplifier noise, but it is especially effective to reduce the preamplifier noise by reducing the capacitance (CH + Cv
x, 0C1) is very effective. Also, decreasing Co and Cv is I ++41 I
This is particularly effective since it is also related to nB.

MO8形撮像素子の問題点であるランダム雑音を減少さ
せるには各雑音発生源(RH、Rv 。
In order to reduce random noise, which is a problem with the MO8 type image sensor, each noise source (RH, Rv) is used.

ReqtRf等)を改善することはもち論であるが、各
静電容量を減少することが非常に有効であることが理解
できよう。
Although it is a matter of course to improve the capacitance (ReqtRf, etc.), it can be understood that reducing each capacitance is very effective.

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

MO8形撮像素子のランダム雑音を改善するには、静電
容量を減少することが有効である事は前述したとおりで
ある。現在の定数のうち外部素子で決まるC8は素子の
等価的出力容量(CH+ Cv+Ct、)とマツチング
するよう(CH+CV+CL=Ct)に最適設計するこ
とが可能であり、今後の改善の余地を十分列している。
As mentioned above, reducing the capacitance is effective in improving the random noise of the MO8 type image sensor. Of the current constants, C8, which is determined by external elements, can be optimally designed to match (CH+CV+CL=Ct) with the equivalent output capacitance of the element (CH+Cv+Ct,), leaving plenty of room for future improvement. ing.

問題なのは素子内部の容量、特に値の大きいCvを減少
することができれば、雑音改善の大きな効果が得られる
ことは容易に想像できよう。
The problem is that it is easy to imagine that if the capacitance inside the element, especially Cv, which has a large value, can be reduced, a large effect of noise improvement can be obtained.

そこで本発明の主旨は垂直信号線の容量Cvを細分化し
、動作に不必要な部分を切りはなすことにより静電容量
を減少し、ランダム雑音を改善することにある。
Therefore, the gist of the present invention is to subdivide the capacitance Cv of the vertical signal line and cut off portions unnecessary for operation, thereby reducing capacitance and improving random noise.

〔作用〕[Effect]

垂直信号線の容量を構成する主なものは、水平走査線選
択スイッチ28のドレイン拡散層の容量である。垂直信
号線29は、各水平信号線23からの信号電荷を選択ス
イッチを介して受けとる役目を担っているので、1フイ
一ルド分の走査線分(約250本分)のMOSトランジ
スタの拡散層や配線容量が、すべて加算されるため容量
が大きくなってしまう。
The main component of the capacitance of the vertical signal line is the capacitance of the drain diffusion layer of the horizontal scanning line selection switch 28. Since the vertical signal line 29 has the role of receiving signal charges from each horizontal signal line 23 via the selection switch, the diffusion layer of the MOS transistors for one field of scanning lines (approximately 250 lines) is Since the wiring capacitance and wiring capacitance are all added up, the capacitance becomes large.

本来、各水平信号線より、量選択されている信号線の容
量のみで不要な他信号線の容量を付加されることなく、
ダイレクトにプリアンプに信号を導びければ最も低雑音
となることは容易に想像できよう。しかしこれでは、水
平信号線ごとにプリアンプを接続しなけ九ばならず多数
の出力リードとプリアンプが必要となり消費電力的にみ
ても実現が困難である。
Originally, from each horizontal signal line, only the capacitance of the selected signal line is used, without adding unnecessary capacitance of other signal lines.
It is easy to imagine that the lowest noise will be achieved if the signal is guided directly to the preamplifier. However, this requires a large number of output leads and preamplifiers unless a preamplifier is connected to each horizontal signal line, which is difficult to implement in terms of power consumption.

そこで1本発明では従来のように垂直信号線ですへての
水平信号線を一挙にまとめるのではなく、垂直方向に複
数分割する。たとえば1o分割したとすると、1フイー
ルドに250本ある信号線を25本づつまとめることを
意味する。25本づつまとめられた出力を外部に取り出
すためには、各出力線(25本分)につき、選択用トラ
ンジスタスイッチを新たに設け、この10組のトランジ
スタスイッチのドレインを一つにまとめて外部へ引き出
すように構成する。このように構成することにより、不
要な他の9組分の容量を切り放すことができる。
Therefore, in the present invention, the horizontal signal lines are not combined into one vertical signal line as in the prior art, but are divided into a plurality of lines in the vertical direction. For example, if it is divided into 1o, it means that 250 signal lines in one field are grouped into 25 lines each. In order to take out the combined outputs of 25 lines to the outside, a new selection transistor switch is installed for each output line (25 lines), and the drains of these 10 sets of transistor switches are combined into one and sent to the outside. Configure to pull out. With this configuration, the capacity for the other nine unnecessary sets can be cut off.

この回路構成により、選択用トランジスタが増えたため
、新たな雑音源が付加された事になるが前述したように
、静電容量の方が抵抗台よりも雑音に対して大きく影響
するので、総合として低雑音化がはかれることになる。
With this circuit configuration, the number of selection transistors has increased, which means that a new noise source has been added, but as mentioned above, capacitance has a greater effect on noise than the resistance stand, so overall This will result in lower noise.

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図中、1は水平シフトレジスタ、2は垂直シフトレジス
タである。第1図ではインターレース回路も垂直シフト
レジスタ2内に含まれているとしたので図中には特にイ
ンターレース回路は図示していない。各水平ラインの構
成(水平走査線選択用スイッチ3までの構造)は従来例
の第2図と同様であるので説明は省略する。第1図には
各ラインのスミア掃き出し用のリセットトランジスタ(
第2図の34)も本発明には特に関係がないので省略し
た。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIG. 1st
In the figure, 1 is a horizontal shift register, and 2 is a vertical shift register. In FIG. 1, the interlace circuit is also included in the vertical shift register 2, so the interlace circuit is not particularly shown in the figure. The structure of each horizontal line (the structure up to the horizontal scanning line selection switch 3) is the same as that of the conventional example shown in FIG. 2, so the explanation will be omitted. Figure 1 shows the reset transistor (
34) in FIG. 2 is also omitted because it is not particularly relevant to the present invention.

すなわち第1図において一点鎖線4で囲った部分につい
ては従来と同様である。第1図では従来素子構造(第2
図)が複数出力線構成になっているのに対し、−線出力
構成の例として示した。複数読み出し線構造でも本発明
の主旨は損なわれることはない。
That is, the portion surrounded by a dashed line 4 in FIG. 1 is the same as the conventional one. Figure 1 shows the conventional element structure (second
In contrast to the example shown in Figure) which has a multiple output line configuration, this is shown as an example of a negative line output configuration. Even with a multiple readout line structure, the gist of the present invention is not impaired.

本発明の最も重要な点は、水平走査線選択用スイッチ3
以後の構成である。第1図に示すように、従来構成と異
なり、垂直信号線5−1は水平走査線0本毎にまとめら
れている。ちなみにnを35本に選ぶと垂直信号線はほ
ぼ7分割(1フイールドの水平信号線は250本)した
ことになる。この、7分割した垂直信号線5−1〜5−
7におのおの垂直信号線選択用スイッチ1〜ランジスタ
ロー1〜6−7を設ける。この垂直信号線選択用スイッ
チトランジスタ6−1〜6−7のドレインはすべてまと
められ、第2番目の垂直信号線7になり外部端子8へ接
続されている。垂直信号線選択用スイッチトランジスタ
のゲート9−1〜9−7には各スイッチトランジスタに
接続されている走査線が選択されている期間、スイッチ
トランジスタがONするようなパルスが加えられている
。この時のパルスタイミングを第5図に示す。
The most important point of the present invention is that the horizontal scanning line selection switch 3
The following is the configuration. As shown in FIG. 1, unlike the conventional configuration, the vertical signal lines 5-1 are grouped into every zero horizontal scanning line. By the way, if n is chosen to be 35 lines, the vertical signal lines are divided into approximately 7 parts (1 field has 250 horizontal signal lines). These vertical signal lines 5-1 to 5- divided into seven
7 are provided with vertical signal line selection switches 1 to transistor rows 1 to 6-7, respectively. The drains of the vertical signal line selection switch transistors 6-1 to 6-7 are all combined to form a second vertical signal line 7 and connected to an external terminal 8. A pulse is applied to the gates 9-1 to 9-7 of the vertical signal line selection switch transistors so that the switch transistors are turned on while the scanning line connected to each switch transistor is selected. The pulse timing at this time is shown in FIG.

第5図(a)は1フイ一ルド分の映像出力信号を模式的
に表わした波形である。第5図(b)は垂直信号線選択
用スイッチトランジスタ9−1〜9−7のゲーI〜に加
える波形をあられしたものである。nHごとに垂直信号
線選択スイッチ6−1〜6−7を水平ブランキング期間
で順次切り換える。第5図(b)の波形はn Hをタロ
ツクとするシフトレジスタの出力として得ることができ
る。
FIG. 5(a) is a waveform schematically representing a video output signal for one field. FIG. 5(b) shows the waveforms applied to the gates I of the vertical signal line selection switch transistors 9-1 to 9-7. The vertical signal line selection switches 6-1 to 6-7 are sequentially switched in the horizontal blanking period every nH. The waveform of FIG. 5(b) can be obtained as the output of a shift register with nH as the tarock.

このシフトレジスタは第1図中には示してはいないが、
撮像素子上に他のシフトレジスタと同様に形成できるこ
とは説明の必要がなかろう。
Although this shift register is not shown in Figure 1,
There is no need to explain that it can be formed on the image sensor in the same way as other shift registers.

第1図の等価回路を第6図に示す。第3図の従来の等価
回路に加え、垂直信号線選択用スイッチ6−1〜6−7
と第二番目の垂直信号線7の分が付加されたものとなる
FIG. 6 shows an equivalent circuit of FIG. 1. In addition to the conventional equivalent circuit shown in Fig. 3, vertical signal line selection switches 6-1 to 6-7
and the second vertical signal line 7 is added.

第6図中のI nl’〜I nil’ までの雑音のう
ち■。工′〜I n4’ までは従来の式と同様となる
。またI nll’はプリアンプの負荷抵抗雑音であり
、従来の式のInsと同様の式となる。以下に垂直信号
線選択用スイッチ6−1〜6−7と第2番目の垂直信号
線7を付加したことによって生じる新たな雑音成分I 
n6’ +  Ink’ +および従来の式とかわるプ
リアンプ初段TRの雑音であるI n7’について記す
■ Among the noises from I nl' to I nil' in FIG. E' to I n4' are the same as the conventional formula. In addition, Inll' is the load resistance noise of the preamplifier, and has the same formula as Ins in the conventional formula. A new noise component I caused by adding the vertical signal line selection switches 6-1 to 6-7 and the second vertical signal line 7 below.
n6' + Ink' + and I n7', which is the noise of the first stage TR of the preamplifier, which is different from the conventional formula, will be described.

I n5’〜I ++7’は In6’ ”=4. KT−π2(CH+CV)2RO
B”          −(6)+CVCO)RV2
           −(7)In7’ 2=4KT
 −πxccH+cv+co+cL+cs)2Req 
  −(8)となる。
I n5' to I ++7' is In6'''=4. KT-π2(CH+CV)2RO
B”-(6)+CVCO)RV2
-(7)In7' 2=4KT
-πxccH+cv+co+cL+cs)2Req
−(8).

ここでRoは垂直信号線選択用スイッチ6−1〜6−7
のON抵抗、RV2は第2番目の垂直信号線の抵抗値、
Coは第2番目の垂直信号線の容量である。
Here, Ro is the vertical signal line selection switch 6-1 to 6-7.
, RV2 is the resistance value of the second vertical signal line,
Co is the capacitance of the second vertical signal line.

本実施例の効果の一例(n=7の場合)を試算してみる
An example of the effect of this embodiment (in the case of n=7) will be estimated.

前にも述べたように工。1′〜I n8’は従来の雑音
Inz〜1.+と式も定数も同様である。
As mentioned before, engineering. 1' to I n8' are the conventional noise Inz to I n8'. The same applies to +, expressions, and constants.

本発明の主旨であるI n4’の式中、CHは従来と同
様変化はない。Cvについて考えると、垂直信号線は7
分割されるので従来のCv(8pF)の1./’7 1
.1pFとなる。これに加え垂直信号線選択用スイッチ
の拡散層を加えた値となる。垂直信号線選択用スイッチ
のON抵抗Roを今、仮りに200Ωに設定すると、拡
散層の容量は、従来の水平走査線選択用スイッチ(ON
抵抗1にΩ)の約5倍と考えられるから、垂直信号線の
容量8pFよりAfl配線分2.5p、F  を差し引
いた値5.5 p F  を走査線数(250)で割っ
たものの5倍、 すなわち5.5÷250X5=0.11pF  となる
In the formula of I n4', which is the gist of the present invention, CH is unchanged from the conventional formula. Considering Cv, the vertical signal line is 7
Since it is divided, the conventional Cv (8pF) is 1. /'7 1
.. It becomes 1 pF. In addition to this, the value is the addition of the diffusion layer of the vertical signal line selection switch. If the ON resistance Ro of the vertical signal line selection switch is now set to 200Ω, the capacitance of the diffusion layer will be the same as that of the conventional horizontal scanning line selection switch (ON
It is considered to be about 5 times the resistance (1Ω to 1Ω), so the capacitance of the vertical signal line is 8pF minus 2.5p for the Afl wiring, and the value obtained by subtracting F is 5.5 p F divided by the number of scanning lines (250) is 5 5.5÷250X5=0.11pF.

よってCvは1.1+0.11=1.21pF となる
Therefore, Cv is 1.1+0.11=1.21pF.

■。6′中のGoは第2垂直信号線の容量であるがこれ
は垂直信号線選択用スイッチTR(6−1〜6−7)7
個分の拡散層とこれを一つにまとめるAIl配線で決ま
る。
■. Go in 6' is the capacitance of the second vertical signal line, and this is the capacitance of the vertical signal line selection switch TR (6-1 to 6-7) 7.
It is determined by the individual diffusion layers and the AII wiring that brings them together.

An配線の抵抗値を今20Ωに設定するとAQ配線の容
量は約1.5 p F  となった。
If the resistance value of the An wiring is now set to 20Ω, the capacitance of the AQ wiring is approximately 1.5 pF.

よってCoは 0.11X7+1.5師2.3 p Fとなる。Therefore, Co is 0.11×7+1.5×2.3pF.

CL HCIはReqは従来と同様の値となる。この定
数を用いて計算を行うと、 I na’   20 p Arm5 Ins’ = 110 p Ar+nsI nB’ =
 52 p Arm5 I n7’  = 3 1 3 p Arm5となり、
総合の雑音量■。′は In”=412nArmsとなる。
For CL HCI, Req has the same value as before. When calculating using this constant, I na' 20 p Arm5 Ins' = 110 p Ar+nsI nB' =
52 p Arm5 I n7' = 3 1 3 p Arm5,
Total noise level■. ' is In''=412nArms.

すなわち従来の雑音にくらべ約1.8dB  の改善が
なされることが理解できよう。
In other words, it can be seen that the noise is improved by about 1.8 dB compared to the conventional noise.

この試算は一例であって本実施例の効果は分割数および
垂直信号線選択スイッチの設計により変わることは説明
の必要がなかろう。
This trial calculation is just an example, and there is no need to explain that the effects of this embodiment vary depending on the number of divisions and the design of the vertical signal line selection switch.

次に本実施例の構成のうち垂直信号線選択スイッチに供
給する切換パルス発生方法について述べる。前記の例で
は垂直走査用シフトトランジスタと同様な構成(すなわ
ち、nH走査線毎周期のシフトレジスタ)で実現できる
ことを述べた。ここではゲート回路を設けて行う別の実
施例を説明する。
Next, a method of generating switching pulses to be supplied to the vertical signal line selection switch in the configuration of this embodiment will be described. In the above example, it was described that it can be realized with a configuration similar to that of a vertical scanning shift transistor (that is, a shift register for each period of an nH scanning line). Here, another embodiment in which a gate circuit is provided will be described.

第7図にその一実施例を示す。本実施例では、n分割し
たうちの1分割分について示した。すなわち各水平走査
線選択用スイッチ3−1〜3−nのゲートに印加される
垂直シフトレジスタの出力10−1〜10−nをすべて
引き出して来、ORゲート回路11に印加すれば、1分
割分中の走査線が選択されている間、ORゲート回路1
1出力は常にON状態とすることが可能である。ORゲ
ート回路11の出力12を垂直信号線選択用スイッチT
R9のゲートに加えることで、自動的に垂直信号線選択
が可能となる。
An example of this is shown in FIG. In this embodiment, one division out of n divisions is shown. That is, if all the outputs 10-1 to 10-n of the vertical shift registers applied to the gates of the horizontal scanning line selection switches 3-1 to 3-n are drawn out and applied to the OR gate circuit 11, one division is achieved. While the scanning line in the middle is selected, OR gate circuit 1
1 output can always be in the ON state. The output 12 of the OR gate circuit 11 is connected to the vertical signal line selection switch T.
By adding it to the gate of R9, it becomes possible to automatically select a vertical signal line.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明を用いれば、MO8O8形素
子のランダム雑音を低減することができ、高感度なカメ
ラを構成することができる。
As described above, by using the present invention, random noise of MO8O8 type elements can be reduced, and a highly sensitive camera can be constructed.

なお本発明は水平読み出し形MO8形撮像素子のみなら
ず、通常のいわゆるMO8O8形素子にも適用できるこ
とはいうまでもない。
It goes without saying that the present invention is applicable not only to a horizontal readout type MO8 type image pickup device but also to a normal so-called MO8O8 type device.

【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素子構成を示す図、第
2図は従来の水平読み出しMO8O8形素子の構成を示
す図、第3図は第2図の等価回路を示す図、第4図は従
来素子各部のランダム雑音電力比を示す図、第5図は本
発明の詳細な説明するタイミングチャート図、第6図は
第1図の構成における等価回路を示す図、第7図は本発
明の選択パルス発生法の他の実施例を示す図である。 1・・・水平シフI〜レジスタ、2・・・垂直シフトレ
ジスタとインターレース回路、3・・・水平信号線選択
用スイッチトランジスタ、5・・・垂直信号線、6−1
〜6−7・・・7分割した場合の垂直信号線選択用スイ
ッチトランジスタ、7・・・第2番目の垂直信号線。 代理人 弁理士 小用勝5.夛−)。 :、 、1 \ d 82 口 x5 砺 3 凹 擲 4 図 ′IIL+ 品 5 圀 ¥−J 6 凹 第 7 凹 −n
FIG. 1 is a diagram showing a device configuration showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional horizontal readout MO8O8 type device, FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. 4 is a diagram showing the random noise power ratio of each part of the conventional element, FIG. 5 is a timing chart diagram explaining the present invention in detail, FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit in the configuration of FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the selection pulse generation method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Horizontal shift I-register, 2...Vertical shift register and interlace circuit, 3...Switch transistor for horizontal signal line selection, 5...Vertical signal line, 6-1
~6-7... Vertical signal line selection switch transistor when divided into seven, 7... Second vertical signal line. Agent Patent Attorney Masaru Koyo5.夛-). :, , 1 \ d 82 mouth x5 纺 3 concave 4 fig'IIL+ product 5 圀¥-J 6 concave 7 concave-n

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光電変換素子およびこれを選択するスイッチアレー
からなり、前記光電変換素子を順次読み出す水平および
垂直の走査回路を有する固体撮像素子において、上記光
電変換素子出力を読み出す際に共通に使用する水平また
は垂直の第1の信号線群と、前記第1の信号線群を選択
するための第1の選択用スイッチトランジスタ群と、第
1の選択用スイッチトランジスタ群を介して結合した垂
直または水平の複数分割された第2の信号線群と、前記
複数分割した第2の垂直または水平の信号線群を選択す
る第2の選択用スイッチトランジスタ群とをそなえた固
体撮像素子。 2、請求範囲第1項の固体撮像素子において、前期複数
分割した第2の垂直または水平の信号線群を選択する第
2の選択用スイッチトランジスタ群を垂直,水平走査用
シフトレジスタとは別に設けたシフトレジスタによって
順次開閉することを特徴とする固体撮像素子。 3、請求範囲第1項の固体撮像素子において、前期複数
分割した第2の垂直または水平信号線群を選択する第2
の選択用スイッチトランジスタ群を、前期複数分割した
1つのブロック中に含まれる第1の選択用スイッチトラ
ンジスターを駆動する複数パルスの論理和出力をもって
駆動することを特徴とする固体撮像素子。
[Scope of Claims] 1. In a solid-state imaging device comprising a photoelectric conversion element and a switch array for selecting the same, and having horizontal and vertical scanning circuits for sequentially reading out the photoelectric conversion element, when reading out the output of the photoelectric conversion element, A horizontal or vertical first signal line group used in common, a first selection switch transistor group for selecting the first signal line group, and a first selection switch transistor group coupled via the first selection switch transistor group. A solid-state imaging device comprising: a second signal line group divided into a plurality of vertical or horizontal lines; and a second selection switch transistor group for selecting the second vertical or horizontal signal line group divided into a plurality of lines. 2. In the solid-state imaging device according to claim 1, a second selection switch transistor group for selecting the second vertical or horizontal signal line group divided into multiple groups is provided separately from the vertical and horizontal scanning shift registers. A solid-state imaging device characterized in that it is sequentially opened and closed by a shift register. 3. In the solid-state imaging device according to claim 1, a second group of vertical or horizontal signal lines divided into a plurality of first parts is selected.
A solid-state imaging device characterized in that a group of selection switch transistors is driven with an OR output of a plurality of pulses that drive a first selection switch transistor included in one block divided into a plurality of blocks.
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