KR20080035914A - Low noise cmos image sensor with low power consumption - Google Patents

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KR20080035914A
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    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Abstract

A low noise CMOS image sensor with low power consumption is provided to remove noise due to transistors by including no transistors installed in existing pixel sensors, and reduce power consumption by removing a current path formed by transistors. In a pixel sensor array, plural pixel sensors are arranged in columns and rows. Plural transfer circuits are respectively related with the rows. Each of the pixel sensors receives lamp voltage, and compares the lamp voltage with a difference between reset voltage and pixel signal voltage corresponding to image information inputted form the outside. The pixel sensor outputs a comparison signal. Each of the transfer circuit transfers the comparison signal from the related pixel sensor to outside.

Description

저전력 소모 저잡음 씨모스 이미지 센서{LOW NOISE CMOS IMAGE SENSOR WITH LOW POWER CONSUMPTION}LOW NOISE CMOS IMAGE SENSOR WITH LOW POWER CONSUMPTION

도 1은 CDS 구조를 갖는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 일반적인 CMOS 이미지 센서의 구성을 보여주는 블록도;1 is a block diagram showing a configuration of a general CMOS image sensor including an analog-to-digital converter having a CDS structure.

도 2는 도 1에 도시된 액티브 픽셀 센서 어레이 내 하나의 픽셀과 아날로그-디지털 변환기 내 하나의 CDS 회로의 구성을 예시적으로 보여주는 도면;2 exemplarily shows a configuration of one pixel in the active pixel sensor array shown in FIG. 1 and one CDS circuit in an analog-to-digital converter;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서에 구비되는 하나의 픽셀 센서와 하나의 열에 대응하는 하나의 전달 회로의 구성을 보여주는 도면; 그리고3 is a view showing the configuration of one pixel sensor and one transfer circuit corresponding to one column provided in a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention; And

도 4는 도 3에 도시된 픽셀 센서에서 사용되는 신호들의 타이밍도이다.  4 is a timing diagram of signals used in the pixel sensor shown in FIG. 3.

*도면의 주요부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawings

100 : 씨모스 이미지 센서 110 : 액티브 픽셀 센서 어레이100: CMOS image sensor 110: active pixel sensor array

120 : 아날로그-디지털 변환기 130 : 데이터 버퍼120: analog-to-digital converter 130: data buffer

140 : 램프 전압 발생기 150 : 로우 드라이버140: lamp voltage generator 150: low driver

160 : 타이밍 컨트롤러 210 : 팩셀 센서160: timing controller 210: fax sensor

220 : 전달 회로220: transmission circuit

본 발명은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서에 관한 것으로, 특히 상호 연관 이중 샘플링(corellated double sampling) 회로를 포함하는 CMOS 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor, and more particularly to a CMOS image sensor comprising a correlated double sampling circuit.

이미지 센서는 빛에 반응하는 반도체의 성질을 이용하여 이미지를 획득(capture)하는 장치를 말하는 것으로, 최근에 CMOS 기술이 발달하면서 CMOS 트랜지스터를 이용한 이미지 센서가 널리 사용되고 있다.The image sensor refers to a device for capturing an image by using a property of a semiconductor that reacts to light. In recent years, with the development of CMOS technology, an image sensor using a CMOS transistor has been widely used.

이러한 이미지 센서는 획득된 아날로그 영상 정보를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 포함하며, 일반적으로 아날로그-디지털 변환기는 상호 연관 이중 샘플링(CDS) 구조로 구성된다.Such an image sensor includes an analog-to-digital converter for converting acquired analog image information into a digital signal, and the analog-to-digital converter is generally configured in a correlated double sampling (CDS) structure.

도 1은 CDS 구조를 갖는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 일반적인 CMOS 이미지 센서의 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a general CMOS image sensor including an analog-to-digital converter having a CDS structure.

도 1을 참조하면, CMOS 이미지 센서(100)는 액티브 픽셀 센서 어레이(active pixel sensor array)(110), CDS 구조의 아날로그-디지털 변환기(120), 데이터 버퍼(130), 램프(ramp) 전압 발생기(140), 로우 드라이버(150) 그리고 타이밍 컨트롤러(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the CMOS image sensor 100 includes an active pixel sensor array 110, an analog-to-digital converter 120 having a CDS structure, a data buffer 130, and a ramp voltage generator. 140, a row driver 150, and a timing controller 160.

도 2는 도 1에 도시된 액티브 픽셀 센서 어레이(110) 내 하나의 픽셀(112)과 아날로그-디지털 변환기(120) 내 하나의 CDS 회로(122)의 구성을 예시적으로 보여주고 있다.FIG. 2 exemplarily shows the configuration of one pixel 112 in the active pixel sensor array 110 and one CDS circuit 122 in the analog-to-digital converter 120 shown in FIG. 1.

액티브 픽셀 센서 어레이(110) 내 하나의 픽셀(112)은 4 개의 트랜지스터 들(M11-M14)과 하나의 포토 다이오드(photo-diode)(PD1)를 포함한다. 픽셀(112)은 리셋 신호(RST), 전송 신호(TX) 및 선택 신호(SEL)에 응답해서 포토 다이오드(PD1)에 의해 감지된 영상 정보에 대응하는 감지 전압(Va)을 CDS 회로(122)로 제공한다.One pixel 112 in the active pixel sensor array 110 includes four transistors M11-M14 and one photo-diode PD1. The pixel 112 receives the sensing voltage Va corresponding to the image information sensed by the photodiode PD1 in response to the reset signal RST, the transmission signal TX, and the selection signal SEL. To provide.

CDS 회로(122)는 다수의 트랜지스터들(M21-M31)과 커패시터들(C11-C13)을 포함한다. CDS 회로(122)는 픽셀(112)로부터 제공되는 감지 전압(Va)과 도 1에 도시된 램프 전압 발생기(150)로부터 제공되는 램프 전압(VRAMP)을 비교하고, 비교 결과에 따라서 출력 신호(OUT)를 출력한다.The CDS circuit 122 includes a plurality of transistors M21-M31 and capacitors C11-C13. The CDS circuit 122 compares the sensing voltage Va provided from the pixel 112 with the ramp voltage VRAMP provided from the lamp voltage generator 150 shown in FIG. 1, and outputs the signal OUT according to the comparison result. )

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 선택 신호(SEL)가 하이 레벨로 활성화되고, 전압(V1)이 공급되는 동안, 픽셀(112)을 구성하는 트랜지스터들(M13, M14)과 CDS 회로(122) 내 트랜지스터(M21)이 모두 턴 온된다. 그 결과, 트랜지스터들(M13, 14, M21)을 통하여 전원 전압과 접지 전압 사이에 전류 통로가 형성되어서 전류 소모량을 증가시킨다.However, as shown in FIG. 2, while the selection signal SEL is activated at a high level and the voltage V1 is supplied, the transistors M13 and M14 and the CDS circuit 122 constituting the pixel 112 are provided. Transistors M21 are all turned on. As a result, a current path is formed between the power supply voltage and the ground voltage through the transistors M13, 14, and M21 to increase the current consumption.

따라서 본 발명의 목적은 전력 소모가 감소된 이미지 센서를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an image sensor with reduced power consumption.

(구성)(Configuration)

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 씨모스 이미지 센서는: 복수의 픽셀 센서들이 행들과 열들로 배열된 픽셀 센서 어레이, 그리고 상기 열들에 각각 관련있는 복수의 전달 회로들을 포함한다. 상기 픽셀 센 서들 각각은, 램프 전압을 입력받고, 리셋 전압과 외부로부터 입력된 영상 정보에 대응하는 픽셀 신호 전압의 차와 상기 램프 전압을 비교하고, 비교 신호를 출력한다. 상기 전달 회로들 각각은, 관련있는 픽셀 센서로부터의 상기 비교 신호를 외부로 전달한다.According to an aspect of the present invention for achieving the object as described above, the CMOS image sensor comprises: a pixel sensor array in which a plurality of pixel sensors are arranged in rows and columns, and a plurality of transfer circuits respectively associated with the columns. Include. Each of the pixel sensors receives a ramp voltage, compares a difference between a reset voltage and a pixel signal voltage corresponding to image information input from the outside and the ramp voltage, and outputs a comparison signal. Each of the transfer circuits transmits the comparison signal from an associated pixel sensor to the outside.

이 실시예에 있어서, 상기 픽셀 센서들 각각은, 전원 전압과 제1 노드 사이에 연결되고, 리셋 신호에 의해서 제어되는 제1 트랜지스터와, 상기 제1 노드와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 전달 신호에 의해서 제어되는 제2 트랜지스터와, 상기 제2 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결된 포토 다이오드와, 램프 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와, 상기 제2 노드와 상기 감지 신호를 출력하기 위한 제1 출력 단자 사이에 연결되고, 제1 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제3 트랜지스터와, 상기 제1 출력 단자와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 제2 선택 신호에 의해서 제어되는 제4 트랜지스터와, 상기 제4 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드의 신호에 의해서 제어되는 제 5 트랜지스터를 포함한다.In this embodiment, each of the pixel sensors has a first transistor connected between a power supply voltage and a first node, controlled by a reset signal, one end and the other end connected to the first node, and connected to a transmission signal. A second transistor controlled by the second transistor; a photodiode connected between the other end of the second transistor and a ground voltage; a first capacitor connected between a lamp voltage and the first node; and between the first node and the second node. A third transistor connected between the connected second capacitor, the second node and a first output terminal for outputting the sensing signal, and controlled by a first switching signal, and one end and the other end connected to the first output terminal. A fourth transistor controlled by a second selection signal, the other end of the fourth transistor and a ground voltage, And a fifth transistor controlled by the signal.

이 실시예에 있어서, 상기 전달 회로들 각각은, 전원 전압과 상기 제1 출력 단자 사이에 연결된 제6 트랜지스터와, 상기 제1 출력 단자와 제3 노드 사이에 연결된 제4 커패시터와, 상기 제4 커패시터와 제2 출력 단자 사이에 연결된 인버터, 그리고 상기 제2 출력 단자와 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 제3 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제7 트랜지스터를 포함한다.In this embodiment, each of the transfer circuits includes a sixth transistor connected between a power supply voltage and the first output terminal, a fourth capacitor connected between the first output terminal and a third node, and the fourth capacitor. And an inverter connected between the second output terminal and a seventh transistor connected between the second output terminal and the third node and controlled by a third switching signal.

(실시예)(Example)

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서에 구비되는 하나의 픽셀 센서(210)와 하나의 열(column)에 대응하는 하나의 전달 회로(220)의 구성을 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating the configuration of one pixel sensor 210 and one transfer circuit 220 corresponding to one column provided in the CMOS image sensor according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 픽셀 센서(210)은 도 1에 도시된 액티브 픽셀 센서 어레이(110)의 행들과 열들로 배열된 복수의 픽셀들 중 하나이고, 도 3에 도시된 전달 회로(220)는 도 1에 도시된 아날로그 디지털 변환기(120) 내에 구성되는, 복수의 열들에 각각 연결되는, 전달 회로들 중 하나이다.The pixel sensor 210 shown in FIG. 3 is one of a plurality of pixels arranged in rows and columns of the active pixel sensor array 110 shown in FIG. 1, and the transfer circuit 220 shown in FIG. One of the transfer circuits, each connected to a plurality of columns, configured in the analog-to-digital converter 120 shown in FIG. 1.

픽셀 센서(210)는 NMOS 트랜지스터들(M31-M35), 커패시터들(C21, C22) 그리고 포토 다이오드(PD2)를 포함한다. 트랜지스터(M31)의 드레인은 전원 전압(VDD)과 연결되고, 소스는 제1 노드(N1)에 연결되며, 게이트는 리셋 신호(RST)에 의해서 제어된다. 트랜지스터(M32)의 드레인은 제1 노드(N1)에 연결되며, 소스는 포토 다이오드(PD1)와 연결되고, 게이트는 전달 신호(TX)에 의해서 제어된다. 포토 다이오드(PD2)는 트랜지스터(MN32)의 소스와 접지 전압 사이에 연결된다.The pixel sensor 210 includes NMOS transistors M31-M35, capacitors C21 and C22, and a photodiode PD2. The drain of the transistor M31 is connected to the power supply voltage VDD, the source is connected to the first node N1, and the gate is controlled by the reset signal RST. The drain of the transistor M32 is connected to the first node N1, the source is connected to the photodiode PD1, and the gate is controlled by the transfer signal TX. Photodiode PD2 is connected between the source of transistor MN32 and ground voltage.

커패시터(C21)는 도 1에 도시된 램프 전압 발생기(140)로부터 제공되는 램프 전압(VRAMP)과 제1 노드(N1) 사이에 연결된다. 커패시터(C22)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 사이에 연결된다.The capacitor C21 is connected between the ramp voltage VRAMP provided from the ramp voltage generator 140 shown in FIG. 1 and the first node N1. The capacitor C22 is connected between the first node N1 and the second node N2.

트랜지스터들(M34, M35)은 제3 노드(N3)와 접지 전압 사이에 직렬로 순차적 으로 연결되며, 트랜지스터(M34)의 게이트는 선택 신호(RSEL)와 연결되고, 트랜지스터(M35)의 게이트는 제2 노드(N2)와 연결된다. 스위칭 트랜지스터(M33)의 드레인은 제3 노드(N3)와 연결되고, 소스는 제2 노드(N2)와 연결되며, 게이트는 스위칭 신호(S1)와 연결된다.The transistors M34 and M35 are sequentially connected in series between the third node N3 and the ground voltage, the gate of the transistor M34 is connected to the selection signal RSEL, and the gate of the transistor M35 is connected to the third node N3 and the ground voltage. It is connected to two nodes N2. A drain of the switching transistor M33 is connected to the third node N3, a source is connected to the second node N2, and a gate is connected to the switching signal S1.

전달 회로(220)는 PMOS 트랜지스터들(M41-M44), NMOS 트랜지스터들(M45, M46) 그리고 커패시터(C23)를 포함한다. 트랜지스터들(M41, M42)는 전원 전압(VDD)과 센제3 노드(N3) 사이에 직렬로 순차적으로 연결되고, 전압들(V1, V2)에 의해서 각각 제어된다. 커패시터(C23)는 제3 노드(N3)과 제4 노드(N4) 사이에 연결된다. 트랜지스터들(M43-M45)은 전원 전압(VDD)과 접지 전압 사이에 직렬로 순차적으로 연결된다. 트랜지스터(M43)의 게이트는 전압(V1)과 연결되고, 트랜지스터들(M44, M45)의 게이트들은 제4 노드(N4)와 연결된다. 트랜지스터들(M44, M45)은 인버터로써 동작한다. 트랜지스터(M46)의 드레인은 제5 노드(N5)와 연결되고, 소스는 제4 노드(N4)와 연결되며, 게이트는 스위칭 신호(S2)에 의해서 제어된다. 도 3에 도시된 픽셀 센서(210) 및 전달 회로(220)에서 사용되는 리셋 신호(RST), 전달 신호(TX), 선택 신호(RSEL) 및 스위칭 신호들(S1, S2)은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(160)로부터 제공된다.The transfer circuit 220 includes PMOS transistors M41-M44, NMOS transistors M45 and M46, and a capacitor C23. The transistors M41 and M42 are sequentially connected in series between the power supply voltage VDD and the third node N3, and are controlled by the voltages V1 and V2, respectively. The capacitor C23 is connected between the third node N3 and the fourth node N4. The transistors M43-M45 are sequentially connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage. The gate of the transistor M43 is connected to the voltage V1, and the gates of the transistors M44 and M45 are connected to the fourth node N4. Transistors M44 and M45 operate as inverters. The drain of the transistor M46 is connected to the fifth node N5, the source is connected to the fourth node N4, and the gate is controlled by the switching signal S2. The reset signal RST, the transfer signal TX, the selection signal RSEL, and the switching signals S1 and S2 used in the pixel sensor 210 and the transfer circuit 220 shown in FIG. 3 are shown in FIG. 1. From the timing controller 160.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 픽셀 센서(210)는 도 2에 도시된 종래의 픽셀 센서(112)에 구비된 트랜지스터들(M13, M14)을 포함하지 않고, 커패시터들(C21, C22) 그리고 트랜지스터들(M33-M35)을 더 포함하여, 램프 전압(VRAMP)을 입력받고, 리셋 전압(VRST)과 외부로부터 입력된 영상 정보에 대응하는 픽셀 신호 전압(VSIG)의 차(VRST-VSIG)와 상기 램프 전압(VRAMP)을 비교하여 제1 출력 신호(OUT1)를 출력한다. 즉, CDS 동작을 각각의 픽셀 센서(210)에서 수행한다. 전달 회로(220)는 픽셀 센서(210)로부터 출력되는 제1 출력 신호(OUT1)를 제2 출력 신호(OUT2)로서 전달하는 기능을 수행한다. 도 2에 도시된 종래의 픽셀 센서(112)에 구비된 트랜지스터들(M13, M14)을 포함하지 않음으로써 트랜지스터들(M13, M14)에 의한 노이즈를 제거할 수 있으며, 트랜지스터들(M13, M14, M21)에 의해서 형성되는 전류 경로를 제거하여 전력 소모를 줄일 수 있다.The pixel sensor 210 according to the preferred embodiment of the present invention does not include the transistors M13 and M14 included in the conventional pixel sensor 112 shown in FIG. 2, and the capacitors C21 and C22 and the transistors are not included in the pixel sensor 210. And M33-M35 to receive the ramp voltage VRAMP, and the difference VRST-VSIG between the reset voltage VRST and the pixel signal voltage VSIG corresponding to the image information input from the outside. The lamp voltage VRAMP is compared to output the first output signal OUT1. That is, the CDS operation is performed in each pixel sensor 210. The transfer circuit 220 transfers the first output signal OUT1 output from the pixel sensor 210 as the second output signal OUT2. By not including the transistors M13 and M14 included in the conventional pixel sensor 112 shown in FIG. 2, noise caused by the transistors M13 and M14 may be removed, and the transistors M13 and M14 may be removed. Power consumption can be reduced by eliminating the current path formed by M21).

이와 같은 구성을 갖는 픽셀 센서(210) 및 전달 회로(220)의 동작은 도 4에 도시된 타이밍 도를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 3에 도시된 픽셀 센서에서 사용되는 신호들의 타이밍도이다. 리셋 신호(RST)가 하이 레벨로 활성화됨에 따라서 제1 노드(N1)의 전압(VFD)이 전원 전압(VDD)과 트랜지스터(M31)의 드레솔드 전압(Vth)의 차인 리셋 전압(VRST)으로 상승한다. 커패시터(C22)를 통해 제2 노드(N2)의 전압이 트랜지스터(M35)의 드레솔드 전압보다 높아지면 트랜지스터(M35)가 턴 온되고, 하이 레벨인 선택 신호(RSEL)에 의해서 트랜지스터(M34)가 턴 온되면 제3 노드(N3)은 접지 전압으로 디스챠지된다. 스위칭 신호(S1)가 하이 레벨로 됨에 따라서 제2 노드(N2)는 접지 전압으로 설정되고, 트랜지스터(M35)는 턴 오프된다.The operation of the pixel sensor 210 and the transfer circuit 220 having such a configuration will be described with reference to the timing diagram shown in FIG. 4. 4 is a timing diagram of signals used in the pixel sensor shown in FIG. 3. As the reset signal RST is activated to a high level, the voltage VFD of the first node N1 rises to the reset voltage VRST, which is a difference between the power supply voltage VDD and the threshold voltage Vth of the transistor M31. do. When the voltage of the second node N2 becomes higher than the threshold voltage of the transistor M35 through the capacitor C22, the transistor M35 is turned on and the transistor M34 is turned on by the high selection signal RSEL. When turned on, the third node N3 is discharged to the ground voltage. As the switching signal S1 becomes high, the second node N2 is set to the ground voltage, and the transistor M35 is turned off.

리셋 신호(RST)가 로우 레벨로 천이한 후 전달 신호(TX)가 하이 레벨로 활성화되면, 포토 다이오드(PD2)에 의해서, 제1 노드(N1)의 전압(VFD)은 커패시터(C22)에 충전된 리셋 전압(VRST)과 외부로부터 입력되는 영상 즉, 빛의 밝기에 대응하는 영상 신호 전압(VSIG)의 차(VRES-VSIG)로 설정된다.When the transfer signal TX is activated to the high level after the reset signal RST transitions to the low level, the voltage VFD of the first node N1 is charged to the capacitor C22 by the photodiode PD2. It is set to the difference VRES-VSIG between the reset voltage VRST and the video signal voltage VSIG corresponding to the image input from the outside, that is, the brightness of the light.

한편, 전달 회로(220)에서, 트랜지스터들(M41-M43)이 턴온 될 수 있도록 전압(V1, V2)의 레벨이 설정되면, 제3 노드(N3)은 전원 전압(VDD) 레벨로 설정된다. 이 때 로우 레벨의 스위칭 신호(S1)에 의해서 트랜지스터(M33)가 턴 오프 상태이므로, 노드(N2)의 전압에는 영향이 없다. 또한, 트랜지스터들(M44, M45)이 턴 온되어서 제5 노드(N5)는 로우 레벨로 설정된다.Meanwhile, in the transfer circuit 220, when the levels of the voltages V1 and V2 are set such that the transistors M41-M43 are turned on, the third node N3 is set to the power supply voltage VDD level. At this time, since the transistor M33 is turned off by the low level switching signal S1, the voltage of the node N2 is not affected. In addition, the transistors M44 and M45 are turned on so that the fifth node N5 is set to a low level.

전달 신호(TX)가 로우 레벨로 비활성화됨과 동시에 램프 전압(VRAMP)이 상승함에 따라서 램프 전압(VRAMP)이 커패시터(C22)에 충전된 차 전압(VRES-VSIG)보다 높아지면 트랜지스터(M35)가 턴 온되어서 제3 노드(N3)로 출력되는 제1 출력 신호(OUT1)는 전원 전압(VDD) 레벨에서 접지 전압으로 디스챠지된다.As the transfer signal TX is inactivated to a low level and the ramp voltage VRAMP is increased, when the ramp voltage VRAMP becomes higher than the difference voltage VRES-VSIG charged in the capacitor C22, the transistor M35 is turned on. The first output signal OUT1 that is turned on and output to the third node N3 is discharged to the ground voltage at the power supply voltage VDD level.

제3 노드(N3)가 디스챠지됨에 따라서 PMOS 트랜지스터(M45)는 턴 온되고, NMOS 트랜지스터(M45)는 턴 오프되어서 제5 노드(N5)로 출력되는 제2 출력 신호(OUT2)는 하이 레벨로 설정된다.As the third node N3 is discharged, the PMOS transistor M45 is turned on, the NMOS transistor M45 is turned off, and the second output signal OUT2 output to the fifth node N5 is at a high level. Is set.

예시적인 바람직한 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 오히려, 본 발명의 범위에는 다양한 변형 예들 및 그 유사한 구성들이 모두 포함될 수 있다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.While the invention has been described using exemplary preferred embodiments, it will be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments. Rather, the scope of the invention may include various modifications and similar configurations. Accordingly, the claims should be construed as broadly as possible to cover all such modifications and similar constructions.

이와 같은 본 발명에 의하면, CMOS 영상 장치의 전력 소모가 감소된다. 또 한, 픽셀 센서 내 트랜지스터들에서 발생되는 노이즈가 제거되므로, 저잡음 이미지 센서가 구현된다.According to the present invention as described above, power consumption of the CMOS imaging apparatus is reduced. In addition, since noise generated in the transistors in the pixel sensor is removed, a low noise image sensor is realized.

Claims (5)

복수의 픽셀 센서들이 행들과 열들로 배열된 픽셀 센서 어레이; 그리고A pixel sensor array in which a plurality of pixel sensors are arranged in rows and columns; And 상기 열들에 각각 관련있는 복수의 전달 회로들을 포함하되;A plurality of transfer circuits each associated with said columns; 상기 픽셀 센서들 각각은, 램프 전압을 입력받고, 리셋 전압과 외부로부터 입력된 영상 정보에 대응하는 픽셀 신호 전압의 차와 상기 램프 전압을 비교하고, 비교 신호를 출력하며;Each of the pixel sensors receives a ramp voltage, compares a difference between a reset voltage and a pixel signal voltage corresponding to image information input from the outside and the ramp voltage, and outputs a comparison signal; 상기 전달 회로들 각각은, 관련있는 픽셀 센서로부터의 상기 비교 신호를 외부로 전달하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.Each of said transfer circuits transmits said comparison signal from an associated pixel sensor to the outside. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 픽셀 센서들 각각은,Each of the pixel sensors, 전원 전압과 제1 노드 사이에 연결되고, 리셋 신호에 의해서 제어되는 제1 트랜지스터와;A first transistor coupled between the power supply voltage and the first node and controlled by a reset signal; 상기 제1 노드와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 전달 신호에 의해서 제어되는 제2 트랜지스터와;A second transistor having one end and the other end connected to the first node and controlled by a transmission signal; 상기 제2 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결된 포토 다이오드와;A photodiode coupled between the other end of the second transistor and a ground voltage; 램프 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와;A first capacitor coupled between a ramp voltage and said first node; 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와;A second capacitor connected between the first node and a second node; 상기 제2 노드와 상기 감지 신호를 출력하기 위한 제1 출력 단자 사이에 연결되고, 제1 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제3 트랜지스터와;A third transistor connected between the second node and a first output terminal for outputting the sensing signal and controlled by a first switching signal; 상기 제1 출력 단자와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 제2 선택 신호에 의해서 제어되는 제4 트랜지스터와;A fourth transistor having one end and the other end connected to the first output terminal and controlled by a second selection signal; 상기 제4 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드의 신호에 의해서 제어되는 제 5 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.And a fifth transistor coupled between the other end of the fourth transistor and a ground voltage and controlled by a signal of the second node. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전달 회로들 각각은,Each of the transfer circuits, 전원 전압과 상기 제1 출력 단자 사이에 연결된 제6 트랜지스터와;A sixth transistor connected between a power supply voltage and the first output terminal; 상기 제1 출력 단자와 제3 노드 사이에 연결된 제4 커패시터와;A fourth capacitor connected between the first output terminal and a third node; 상기 제4 커패시터와 제2 출력 단자 사이에 연결된 인버터; 그리고An inverter connected between the fourth capacitor and a second output terminal; And 상기 제2 출력 단자와 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 제3 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제7 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.And a seventh transistor connected between the second output terminal and the third node and controlled by a third switching signal. 외부로부터 입력된 영상 정보에 대응하는 감지 신호를 출력하는 픽셀 센서; 그리고A pixel sensor configured to output a detection signal corresponding to image information input from the outside; And 상기 픽셀 센서로부터의 상기 감지 신호를 외부로 전달하는 전달 회로를 포 함하되;A transmission circuit for transmitting the sensed signal from the pixel sensor to the outside; 상기 픽셀 센서는,The pixel sensor, 전원 전압과 제1 노드 사이에 연결되고, 리셋 신호에 의해서 제어되는 제1 트랜지스터와;A first transistor coupled between the power supply voltage and the first node and controlled by a reset signal; 상기 제1 노드와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 전달 신호에 의해서 제어되는 제2 트랜지스터와;A second transistor having one end and the other end connected to the first node and controlled by a transmission signal; 상기 제2 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결된 포토 다이오드와;A photodiode coupled between the other end of the second transistor and a ground voltage; 램프 전압과 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 커패시터와;A first capacitor coupled between a ramp voltage and said first node; 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 커패시터와;A second capacitor connected between the first node and a second node; 상기 제2 노드와 상기 감지 신호를 출력하기 위한 제1 출력 단자 사이에 연결되고, 제1 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제3 트랜지스터와;A third transistor connected between the second node and a first output terminal for outputting the sensing signal and controlled by a first switching signal; 상기 제1 출력 단자와 연결된 일단 및 타단을 가지며, 제2 선택 신호에 의해서 제어되는 제4 트랜지스터와;A fourth transistor having one end and the other end connected to the first output terminal and controlled by a second selection signal; 상기 제4 트랜지스터의 상기 타단과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드의 신호에 의해서 제어되는 제 5 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.And a fifth transistor coupled between the other end of the fourth transistor and a ground voltage and controlled by a signal of the second node. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전달 회로는,The transfer circuit, 전원 전압과 상기 제1 출력 단자 사이에 연결된 제6 트랜지스터와;A sixth transistor connected between a power supply voltage and the first output terminal; 상기 제1 출력 단자와 제3 노드 사이에 연결된 제4 커패시터와;A fourth capacitor connected between the first output terminal and a third node; 상기 제4 커패시터와 제2 출력 단자 사이에 연결된 인버터; 그리고An inverter connected between the fourth capacitor and a second output terminal; And 상기 제2 출력 단자와 상기 제3 노드 사이에 연결되고, 제3 스위칭 신호에 의해서 제어되는 제7 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서.And a seventh transistor connected between the second output terminal and the third node and controlled by a third switching signal.
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