KR970703673A - 활성 픽셀을 가진 cmos 이미징 어레이(cmos imaging array with active pixels) - Google Patents
활성 픽셀을 가진 cmos 이미징 어레이(cmos imaging array with active pixels) Download PDFInfo
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- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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Abstract
각각의 픽셀이 광 다이오드와 같은 광 감지 소자에 의해 발생된 전하를 수집하기 위한 전하 축적 영역을 가진, 다수의 픽셀을 구비한 이미지감지 장치가 개시된다. 출력 신호는 전압전위가 FET 채널과 같은, 저항소자를 통과하게 함으로서 픽셀로부터 얻어질 수 있으며, 저항 값은 수집된 전하에 의해 형성된 전기장의 크기와 비례 단계에 있다.
Description
활성 픽셀을 가진 CMOS 이미징 어레이(CMOS IMAGING ARRAY WITH ACTIVE PIXELS)
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 의한 이미지감지 장치의 개략도.
제2도는 제1도의 이미지감지 장치 내에 포함된 픽셀의 대체 실시예의 개략도.
제3도는 신호가 전류-대-전압 컨버터에 의해 직렬로 출력되는 본 발명에 의한 이미지 감지 어레이의 블록도.
제4도는 신호가 두 전류-대-전압 컨버터에 의해 병렬로 출력되는 게3도의 이미지감지 어레이의 대용 실시예의 블록도.
제5도는 신호가 열멀티플렉서에 의해 출력되기에 앞서 전압신호로 변환되는 제3도의 이미지감지 어레이의 대용 실시예의 블록도.
제6도는 제3도의 블록도에서 행 스케너의 한 실시예에 사용 되는 플립플롭의 개략도.
제7도는 제3도의 블록도의 열멀티플렉서의 일 실시예에서 사용되는 한 쌍의 전송게이트의 개략도.
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
Claims (31)
- 입사 광 방사선을 얻어진 방사선의 양에 해당하는 전기신호 출력으로 변환시키기 위한 이미지감지 장치에 있어서, 상기 광 방사선을 수신하고 상기 얻어진 방사선의 양에 비례하여 전하 캐리어를 발생시키기 위한 광 감지 소자와, 상기 광 감지 소자에 의해 발생된 전하캐리어를 수집하여, 수집된 전하 캐리어의 양에 비례하는 크기를 가진 전기장을 형성시키기 위한 전하 축척 수단과, 상기 전하 축적 수단에 응답하는 가변 저항 수단으로서, 이 가변 저항 수단의 저항 값은 상기 전하 축적 수단에 의해 형성된 전기장의 크기에 상호 관련된 가변 저항 수단과, 신호감지선 및, 상기 신호감지선을 경유하여 상기 가변 저항 수단의 한쪽 단부에 전압을 인가하여 상기 가변 저항 수단의 전기 저항 값과 비례하는 크기를 갖는 전류 신호 출력을 발생시키며, 상기 신호감지선을 사실상 일정 전위로 유지하는 기준 전압원을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 감지 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 기준 전압원에 의해 발생된 상기 전류 신호 출력을 수신하고, 상기 기존 전압원에 의해 발생된 상기 전류 신호 출력의 크기에 해당하는 값을 가진 전압 신호 출력을 발생시키기 위한 전류-대-전압 변환 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광 감지 소자를 소모된 상태로 하여, 수집된 전하를 상기 전하 축적 수단으로부터 제거하기 위한 리셋 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광 감지 소자는 광 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가변 저항 수단은 필드 효과 트랜지스터의 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 필드효과 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 절연 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 전하 축척 수단은 확산, 캐패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 전류-대-전압 변환 수단은 연산 증폭기와 저항 피드백 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 리셋수단은 전기 리셋 스위치를 구비하고, 상기 전기 리셋 스위치는 상기 광 감지 소자와 상기 기준 전압원사이에 위치되어, 상기 전기 리셋 스위치를 닫으면 상기 기준 전압원과 상기 광 감지 소자사이의 전기 회로가 완전하게 되는 것을 특징으로 하는 이미지감지 장치.
- 이미지로부터 광 방사선을 수신하고 전기 신호 출력을 발생시키기 위한 이미지감지 어레이로서, 하나이상의 기준 전압원과. 상기 광 방사선을 수신하기 의해 행 및 열로 정렬된 다수의 픽셀로서, 각각의 상기 픽셀은, (a) 광 방사선을 수신하고 얻어진 방사선의 양에 비례하여 전하 캐리어를 발생시키기 위한 광 감지 소자와, (b) 상기 광 감지 소자에 의해 발생된 상기 전하 캐리어를 수집하여, 수집된 전하 캐리어의 양에 비례하는 크기를 가진 전기장을 형성시키기 위한 전하 축척 수단과, (c) 상기 전하 축적 수단에 응답하며, 저항 값이 상기 전하 축척 수단에 의해 형성된 상기 전기장의 크기에 상호 관련된 가변 저항 수단과, (d) 신호감지선 및, (e) 픽셀 선택 스위치를 닫아서 전기 회로를 완전하기 하기 위해 상기 기준 전압원과 상기 전하 축적 수단사이에 위치된 픽셀 선택 스위치를 구비하여, (i) 상기 가변 저항 수단의 한쪽단부와 상기 신호 감지선에 전압을 공급하고, (ii) 상기 신호감지선을 사실상 일정전위로 유지시키며, (iii) 상기 가변 저항 수단의 전기 저항 값에 비례하는 크기를 가진 전기신호를 발생시키는, 다수의 픽셀과, 상기 픽셀의 하나이상의 선택된 행의 픽셀 선택 스위치를 닫기 위한 행 선택 수단 및, 상기 픽셀에 의해 발생된 전기 신호를 수신하고 상기 픽셀의 하나이상의 선택된 열에서 발생된 전기신호를 출력하기 위한 열 선택 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 해당하는 상기 픽셀 선택 스위치를 닫아서 하나이상의 상기 픽셀에서 발생된 전기 신호를 수신하고 전기신호의 크기에 해당하는 값을 가진 전압 신호를 발생시키기 위한 하나이상의 전류-대-전압 변환 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 상기 광 감지 소자를 소모된 상태로 하기 위한 리셋 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 상기 광 감지 소자는 광 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 상기 가변 저항 수단은 필드효과 트랜지스터의 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제15항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 필드효과 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제15항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 절연 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제15항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 확산 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제12항에 있어서, 상기 전류-대-전압 변환 수단은 연산증폭기와 저항 피드백 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제13항에 있어서, 상기 리셋 수단은 하나이상의 전기 리셋 스위치를 구비하며, 이 전기 리셋 스위치는 하나의 상기 광 감지 장치와 하나의 상기 기준 전압원사이에 위치되어, 상기 전기 리셋 스위치를 닫음으로써 상기 기준 전압원과 상기 광 감지 소자사이의 전기 회로를 완전하게 하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 상기 행 선택 수단은 상기 이미지감지 어레이내의 상기 픽셀의 각각의 행에 대한 플립 플롭을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제11항에 있어서, 상기 열 선택 수단은 상기 이미지감지 어레이내의 상기 픽셀의 각각의 열에 대해 한 쌍의 전송게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 이미지로부터 광 방사선을 수신하고 전기신호 출력을 발생시키기 위한 이미지감지 어레이에 있어서, 하나 이상의 기준 전압원과, 상기 광 방사선을 수신하기 위해 행 및 열로 정렬된 다수의 픽셀로서, 각각의 상기 픽셀은, (a) 광 방사선을 수신하고 얻어진 방사선의 양에 비례하여 전하 캐리어를 발생시키기 위한 광 다이오드와, (b) 상기 광 다이오드에 의해 발생된 전하 캐리어를 수집하고, 수집된 전하 캐리어의 양에 비례하는 크기를 가진 전기장을 형성시키기 위한 전하 축척 수단과, (c) 상기 전하 축적 수단에 응답하여, 저항 값이 상기 전하 축적 수단에 의해 형성된 상기 전기장의 크기에 상호관련된 가변 저항 수단과, (d) 신호감지선 및, (e) 픽셀 선택 스위치를 닫아서 전기 회로를 완전하게 하기 위해, 상기 기준 전압원과 상기 전하 축척 수단사이에 위치된 픽셀 선택 스위치를 구비하여, (i) 상기 가변 저항 수단의 한 쪽 단부에 상기 신호감지선을 경유하여 전압을 공급하고, (ii) 상기 신호감지선을 사실상 일정전위로 유지시키며, (iii) 상기 가변 저항 수단의 전기 저항 값에 비례하는 크기를 가진 전기신호를 발생시키는, 다수의 픽셀과, 상기 픽셀의 하나이상의 선택된 행의 픽셀 선택 스위치를 닫기 위한 행 선택 수단과, 상기 픽셀에 의해 발생된 전기 신호를 수신하고 상기 픽셀의 하나이상의 선택된 열에서 발생된 전기신호를 출력하기 위한 열 선택 수단과, 해당하는 상기 픽셀 선택 스위치를 닫은 후에 하나이상의 상기 픽셀에 발생된 전기신호를 수신하고 전기 신호의 크기에 해당하는 값을 가진 전압신호를 발생시키기 위한 하나이상의 전류-대-전압 변환 수단 및, 상기 광 다이오드를 소모된 상태로 하기 위한 리셋 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제23항에 있어서, 상기 가변 저항 수단은 필드효과 트랜지스터의 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제24항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 필드효과 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제24항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 절연 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 제24항에 있어서, 상기 전하 축적 수단은 확산 캐패시턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지감지 어레이.
- 광 방사선을 수신된 방사선의 양에 해당하는 전기 신호로 변환시키는 방법에 있어서, 수신된 광 방사선의 양에 비례하는 전하 캐리어를 발생시키는 단계와, 발생된 상기 전하 캐리어를 수집하는 단계와, 수집된 전하 캐리어의 양에 비례하는 크기를 가진 전기장을 형성하는 단계와, 형성된 전기장의 크기에 비례하는 전기저항을 제공하는 단계 및, 상기 전기저항의 저항 값에 비례하는 크기를 가진 전기신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방사선 변환 방법.
- 제28항에 있어서, 전기신호를 발생시키는 상기 단계에 앞서 상기 전기 저항의 한 쪽 단부를 사실상 일정 전위로 유지시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방사선 변환 방법.
- 제29항에 있어서, 상기 전기신호를 이 전기신호의 진폭에 비례하는 전압 레벨을 가진 전압신호로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방사선 변환 방법.
- 제28항에 있어서, 전기신호를 발생시키는 상기 단계에 이어서 수집된 전하 캐리어를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방사선 변환 방법.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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