TW444496B - Image sensor and method for driving the same - Google Patents
Image sensor and method for driving the same Download PDFInfo
- Publication number
- TW444496B TW444496B TW088118684A TW88118684A TW444496B TW 444496 B TW444496 B TW 444496B TW 088118684 A TW088118684 A TW 088118684A TW 88118684 A TW88118684 A TW 88118684A TW 444496 B TW444496 B TW 444496B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- switching mechanism
- unit pixel
- signal
- turned
- pixel output
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 122
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 20
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 11
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 2
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052722 tritium Inorganic materials 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
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
-
- 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
- H04N25/617—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for reducing electromagnetic interference, e.g. clocking noise
-
- 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
- H04N25/618—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for random or high-frequency noise
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/779—Circuitry for scanning or addressing the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/7795—Circuitry for generating timing or clock signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
.:.;4 9 6 A7 B7 五、發明說明(,) 發明領域 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫、 本 頁 本發明有關一種影像感測器,且更特別地有關一種影 像威測器及一種能在減少電力消耗並改良其圖像品質下 驅動此影像感測器的方法。 相關技術說明 一般而言,影像感測器是一種利用光感測半導體材料 以抓取影像的設備。影像感測器包含一像素陣列,其中 含有許多影像感測元件(例如)並接收來自物件的光以產 生一電氣影像信號。 這種影像感測器已揭示於同時由本發明之發明人共同 提共申請的應用中*亦即於1 999年5月10日提出其標 題爲「含有共同輸出電晶體的CMOS影像感測器及其驅 動方法」之台灣專利申請案第881 072 85號文件,其中也 含有一控制與系統的界面單位。 控制與系統的界面單位會藉由控制積分時間、掃瞄位 址、作業模式、框架速率、時脈的堆積及分裂而控制影 像感測器,且扮演著與外部系統間連結的角色。 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 一像素陣列包含配置於一矩陣內的MX N個單位像素 以感測來自某一物件的影像。影像感測器一般而言會使 用一種相關的雙取樣作業(以下稱爲CDS),因此在一控制 與系統之界面單位的控制下得到極高的圖像品質。爲了 施行CDS,而使得一單位像素分別包含例如一發光二極 體以及四個電晶體。同時,單位像素內的四個電晶體包 驅動電晶體、以及 含一傳送電晶體、一重設電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210 * 297公釐) A7 444 4 9 6 B7_____ 五、發明說明(> ) 一選擇電晶體β根據CDS’單位像素會藉由打開選擇電 晶體而輸出一重設電壓位準當作來自某一電壓源旳一單 位像素輸出信號,而在控制與系統之界面單.位的控制下. 將重.設電晶體保持在一打開狀態上。.同時,單.位像素會 於重設電晶體的關閉狀態中藉由打開和關閉傳送電晶體 而提供一資料電壓位準當作來自發光二極體內的另一單, 位像素輸出信號,且在痙制與系統之界面單位的&制下 讀取產生於發光二極體內的光電電荷。1結果 < 有效地去 除了單位像素內的一非預期電壓,且藉由以重設電壓位 準及資料電壓位準當作單位像素輸出信號而得到一影像 資料淨値。 ,. - 參照第3圖,其中顯示的是用以呈瑰CDS之控制方案 φ 的時序圖。 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 將已打開的傳送電晶體關閉並於一預定時段期間將之 保持一關閉狀態上以回應傅送控制信號Τχ 1,而分別將 重設電晶體及選擇電晶體保持在打開狀態及關閉狀態 上。如圖所示,將選擇電晶體打開以回應一選擇控制信 號sx 1,而別將重設m晶體保持在打開狀態且將傳送電晶 體保持在關閉狀態上,使得吾人能透過驅動電晶體及選 擇電晶體輪出一重設電壓位準當作一單位像素輸出信 號。 '不過此例中,應該同時打開重設電晶體及選擇電晶體 以便透過驅動電晶體及選擇電晶體輸出此重設電壓位 準《在同一時刻,能夠於電壓源與地線之間形成一電流 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4规格(210 * 297公釐) d44 4 96 A7 B7 五、發明說明( 路徑以致不必要地流過漏電電流。所以,會因漏電電流 而發生不想要的電力消耗。 此外如第4圖所示,電源線3 1 0是圍繞像素陣列3 00 而配置的。於區段「B2」內造成的漏電電流不會影響與 電源線310相鄰的各單位像素。不過在將單位像素配置 於像素陣列中間亦即單位像素320的例子裡,由於會發 生因爲漏電電流而造成的電力消耗,故可將已降低的電 壓位準供應到單位像素320上。所以*會出現一種不想 要的問題,亦即,同時降低了將要輸出的影像値位準因 此使影像感測器內的整體圖像品質變差。 發明槪沭 所以,本發明之目的在於提供一種用於Μ動像素陣列 方法,能藉由減少不必要的電力消耗以改良圖像品質。 本發明之另一目的在於提供一種影像感測器,能藉由 減少不必要的電力消耗以改良圖像品質。 根據本發明之一槪念,提供有一種驅動在影像感測器 內含有複數單位像素之像素陣列用的方法,其中每一單 位像素都含有:一光感測機構,係用於接收來自物件的 光且用於產生光電電荷;一放大機構,係用於放大輸入 信號以輸出一已放大的信號:一第一切換機構,係用於 從光感測機構將光電電荷當作輸入信號傳送到放大機構 上;一第二切換機構,係用於將一個重設電壓位準從電 壓源傳送到光感測機構及放大機構上;一第三切換機 構,係用於輸出已放大的信號及重設電壓位準以當作單 本紙張尺度適用中团a家標準(CNS)A4規格(210 X 297公* > 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 444^9 6 A7 B7 五、發明說明 ( 4 ) 位 像 素 輸 出 信 號 此 方 法 包 括 的 步 驟 有 : a)控 制 第 一 切 換 機 構 、 第 二 切 換 機 構 、 以 及 第 三 切 換 機 構 而 在 光 感 測 機 構 上 提 供 重 設 電 壓 位 準 以 便 使 光 m 測 ttiz 機 構 内 出 現 一 全 空 乏 的 區 域 ; b) 白 兀 成 步 驟 a ) 算 起 的 第 一 預 定 時 段 之 後 t 關 閉 第 二 切 換 饿 構 而 令 第 切 換 機 構 和 第 三 切 換 機 構 保 持 在 打 開 狀 態 上 以 及 C ) 白 完 成 步 驟 b)算 起 的 第 二 預 定 時 段 之 後 > 打 開 第 三 切 換 機 構 而 令 第 一 切 換 機 構 和 第 二 切 換 機 構 保 持 在 關 閉 狀 態 上 * 因 此 輸 出 重 設 電 壓 位 準 以 當 作 單 位 像 素 输 出 信 號 0 根 據 本 發 明 之 另 概 念 提 供 有 一 種 用 於 將 影 像 轉 換 成 電 氣 信 號 的 影 像 測 器 * 其 中 包 括 含 有 許 多 依 矩 陣 方 式 配 置 之 單 位 像 素 的 像 素 陣 列 9 其 中 每 一 DD 単 位 像 素 都 含 有 一 光 感 m 機 構 » 偽 用 於 接 收 來 白 物 件 的 光 且 用 於 産 生 光 電 電 荷 一 放 大 機 構 * 傜 用 於 放 大 輸 入 信 號 以 輸 出 一 己 放 大 的 信 號 一 第 切 換 機 構 > 俗 用 於 回 應 第 一 控 制 信 號 從 光 m 機 構 將 光 電 電 荷 當 作 輸 入 信 號 傳 送 到 放 大 機 構 上 一 第 二 切 換 機 構 9 % 用 於 回 應 第 二 控 制 信 5TC 將 一 傾 重 設 電 壓 位 準 從 電 壓 源 傳 送 到 光 測 機 構 及 放 大 機 構 上 ; 一 第 三 切 換 機 構 > % 用 於 回 應 第 三 控 制 信 號 輸 出 己 放 大 的 信 號 及 重 設 電 壓 位 準 以 當 作 單 位 像 素 輸 出 倍 m ; 以 及 一 控 制 機 構 > % 用 於 根 據 — 控 制 模 式 藉 由 産 生 第 一 N 第 二 、 及 第 三 控 制 信 號 而 控 制 此 像 素 陣 列 ; 其 中 的 控 制 模 式 包 含 一 第 一 单 位 像 素 輸 出 控 制 模 式 > 且 於 第 一 單 位 像 素 输 出 控 制 模 式 中 關 閉 第 二 切 換 機 構 以 回 應 第 二 控 制 信 號 > 並 在 鼸 閉 第 二 切 換 機 構 之 後 的 預 定 時 段 内 打 開 第 三 切 換 機 構 以 回 應 第 三 控 制 信 號 9 而 將 第 一 切 換 tili m 構 保 持 在 開 閉 狀 態 上 因 此 透 過 放 大 機 構 及 第 rr 切 換 機 構 輸 出 重 設 電 壓 位 6 - 準 當 作 單 位 像 素 輸 出 信 號 〇 頁 •w 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 2S 4 4 4 9 6 A7 ____B7五、發明說明(^ ) 以 為 因 會 將 點 優 及 ' 性 待 r 的 百 他 其 及 些 明這 說的 β S D 马 S'* 簡發 式本 圖 顯 對第 下 明 說 細 詳 的 例 施 實 用 示 顯 明 更 得 變 中 其 圖 用 簡 用 的 j用 圆 , 2素 第像 位 示明 顯說 以以 發 本 據 根 圃 塊 方 的 器 測 EK 像 影 之 單 含 所 中 器 測 0 像 影 示 所 圖 第 如 示 _ 第 如 制 控 以 用 明 説 係 圖 制 控 的 素 像 位 單 示 所; 圖圖 序 時 的 號 倍 制 控 知 習 之 體 第晶 電 源 gBI ιρν 與 列 BF 素 像 示 顯 以 用 僳 圖 4 第 示 及 以 制 控 以 用 明 發 本 據 根 明 説 像 圖 之 第 線 如 圖 的 置 配 間 _ 序 時 的 號 佶 制 控 之0 ^ 日明1冑直0 Λ 的t 第素诖 像較 位 單 示 所 圖 2 勺C 白 2 統列 糸陣 與素 制像 控的 一 件 :元 含測 包感 器像 測影 感多 像許 影有 ,具 圖! 2 和o' —1 11 第位 照單 參面 界 考 參 生 比産 類於 0{用 A/I 面含 斜包 單也 130 及器 以換 數 / 轉 Da産 A/壓 面電 斜坡 單斜 〇的 30號 器信 換壓 轉電 位 20緩 列雙 陣一 素及 像以 自 來 與 號 信 壓 電 坡 斜 較器 比較 於比 用的 一 號 、倍 31tbo 器類40 生之器 ' 2 3 器 大 放 型 作 操 瞄制 掃控 '而 間裂 時分 分及 積積 制堆 控的 由腯 藉時 會 、 10率 位速 0 β 面框 0Γ f 的式 統模 糸業 與作 制、 控址 位 (請先閱讀背面之注意事項再填‘本頁) <111^. -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 素來 像測 。感 色以 角素 的像 結位 建單 間锢 統: 糸Μ 部的 外内 與陣 著矩 演一 扮於 且置 ,配 器含 测包 g£20 像列 影陣 測 感 光 1 有 具A/ 都面 素斜 像單 位 。 單光 一的 毎件 c物 像一 影某 的自 件來 物測 自感 器 換 轉 會 且 件 元 會 含 包 轉 號倍 fcb 類 的 類 之 號 信 出 輸 素 像 位A/ 單種 的這 ο 2 ο 列號 陣信 素位 像數 自成 來換 tb類與 壓 坡斜 將 由 藉是 換轉 本紙張尺度適用中理國家標準(CNS)A4规格(210x297公« ) f 444496 A7 B7 五、發明說明(k ) 信號作比較以回一計數信號而施行的。將對應到類比倍 號的已轉換數位信號儲存於雙缓衝器4 0内當作數位資料。 第2圖傜用以說明構成像素陣列之單位像素用的簡略 單元。如第2圃所示,像素陣列(第1画中樣示為2fl)包含 配置於一矩陣内的許多單位像素。每一單位像素100和 1 0 〇 η分別包含一當作光感測元件的發光二極體以及四個 電晶體。同時,單位像素1Q0内的四値電晶體包含一當 作第一切換機構的傳送電晶體ΜΤ1、一艏當作第二切換 機構的重設電晶體MR1、一當作放大機構的驅動電晶體 MD1、以及一當作第三切換機構的選擇電晶體MSI。發光 二極體101會接收來自某一物件的光並産生一些光電電 荷。傳送電晶簏MT1會透過感測結點N1將發光二棰體101 内所産生的光電電荷傳送到驅動電晶體MD1上當作一輸 入信號。重設電晶體MR1會透過感掛j結點N1將來自某一 電懕源VDD的一重設電壓位準傳送到發光二極體1G1以及 驅動電晶體MDl!。驅動電晶體MD1會扮演箸源極輸出器 的角色以放大來自發光二極體101以及重設電晶體MR1的 输入倍號。選擇電晶體HS1會輸出已放大的信號或是重 設電壓位準當作一單位像素輸出信號。根據本發明的某 一實施例,最好能夠以NM0S電晶體施行這四個電晶體ΜΤ1 ,M R 1 , M D 1 ,和M S 1。 根據本發明的影像感測器是以相闊 的取樣作業(CDS)為基礎,因此得到了極高的圖像品質。 第5圖係説明根據本發明用以控制如第2圖所示單位 像素的控制電晶體之控制信號的時序圖。以下將參照第 2和5圖說明單位像素1 Q 0的作業。 為了得到此單位像素输出信號,則根據單位像素的作 業會有三種控制模式,其中包含一重設控制模式M0DE1· 、一第一單位像素输出模式M0DE2、一第二單位像素輸 -8 ~ 本紙張尺度適用+國困家棵單(CNS)A4規格(210 X 297公* ) 請 先 閱 讀 背 S 之 注
I i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員Η消费合作社印製 A7 4· 4 4· 4 9 6_b7_ 五、發明說明(7 ) 出模式M0DE3 '。 於重設控制模式M0DE1'中,傳送、重設、及選擇電 晶體會受到控制以便於發光二極體1 t) 1内得到下列完全 空乏的區域: a) 於區段「A1」内,將重設電晶體HR1打開以回應一 重設控制信號RX1,而將傳送以及選擇電晶體保持在一 關閉狀態上;以及 b) 於區段「A2」内,於某一預定時段期間將傳送電晶 體HT1打開以回應一傳送控制信號TX 1,而將重設電晶體 Μ R 1和選擇電晶體H S 1分別保持在一打開狀態和一闋閉狀 態上〃所以,透過傳送電晶體ΜΤ1將此電壓源傳送到發光 二極體101上,因此於發光二極體101内生成一完全空乏 的區域β這意指吾人重設了發光二極體101的作業。 另一方面,於第一單位像素輸出模式M0DEW中,將傳 送電晶體ΜΤ1關閉時,發光二極體1〇1會接收來自某一物 件的光並産生與之對應的光電電荷。此外,依下列方式 輸出一重設電壓位準當作一單位像素輸出信號: a) 於區段「Β1'」内,將傳送電晶體ΜΤ1打開並於某 一預定時段期間將之保持在一打開狀態上以回應一傳送 控制信號T X 1 ,而將重設電晶體M R 1以及選擇電晶體M S 1 分別保持在一打開狀態和一關閉狀態上; b) 於區段「Β2'」内,將重設電晶體MR1關閉以回應一 重設控制信號RX1,而將傳送電晶體MT1以及選擇電晶 體MSI保持在此關閉狀態上;以及 c) 於區段「B3'」内,於從開閉重設電晶體MR1算起 的某一預定時段之内將選擇電晶體MSI打開以回應一選 擇控制信號SX 1,而將傳送電晶體MT1以及重設電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公« ) (請先閱讀背面之注意事項再贫^本頁) 裝 --線· 444496 A7 B7_ 五、發明說明(ί ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) MR1保持在此關閉狀態上,因此輸出此重設電壓位準當 作一單位像素輸出信號,同時(於區段BVR)藉由A/D轉 換器(第1圖中標示爲3 0)對此重設電壓位準進行取樣》 在這個時刻,會於區段「B 1 _」到「B3'」的預定時段期間 於發光二極體1〇1內產生光電電荷。根據本發明的較佳 實施例*最好能夠在重設電晶體MR1之關閉作業的終點 上將選擇電晶體MSI打開以便因此更進一步降低電力消 耗。此外,能夠藉由考量感測結點N1與地線之間的電容 而決定出上述預定時段,其中將此電容稱爲擴散電容。 此外,於第二單位像素輸出模式MODE3_*,依下列方 式輸出一對應到產生於發光二極體101內之光電電荷的 資料電壓位準並進行取樣: a) 於區段「C1’」內,於某一預定時段期間將傳送電晶 體MT1打開以回應一傅送控制信號Tx 1,而將重設電晶 體MR1以及選擇電晶體MSI分別保持在一關閉狀態和一 打開狀態上,以致透過驅動電晶體MD1以及選擇電晶體 MSI將此資料電壓位準輸出當作一單位像素輸出信號; 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 b) 於區段「C2·」內*將傳送電晶體MT1關閉以回應一 傳送控制信號Tx丨,而將重設電晶體MR1以及選擇電晶 體MSI分別保持在一關閉狀態和一打開狀態上,因此將 此資料電壓位準設置於單位像素1〇〇的輸出端子內; c) 於區段「C3’」內,藉由單斜面A/D轉換器(第1圖中 標示爲30)對此資料電壓位準亦即此單位像素輸出信號 進行取樣:以及 本紙張尺度適用中國國家橾準<CNS)A4规格<210 X 297公« ) 444496 A7 B7 五、發明說明(9 ) {靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) d)於區段「C41」內,將選擇電晶體MS 1關閉以回應一 選擇控制信號Sx 1,而將重設電晶體MR 1以及傳送電晶 體MT1保持在一關閉狀態上。 然後,重複模式M0DE1·至模式MODE3_以便處理下一 影像。 由上述說明可以看出,根據本發明能夠於從重設電晶 體MR 1的關閉作業(於區段「B3'j內)算起的某一預定時 段之內將選擇電晶體MSI打開(於區段「B2·」內),以致 能在未依任何有效方式連接到電壓源下傳送此重設電壓 位準。所以,免除了電壓源與地線之間的電流路徑,因 此有效地降低了電力消耗。此外,能夠以均勻的方式將 穩定的電力供應到所有像素單位上,因此改良了整體的 圖像品質。 雖則本發明已在顯示目標下揭示了本發明的較佳實施 例,然熟悉習用技術的人應該能在不偏離本發明所附申 請專利範圍之精神及架構下理解,作各種修飾、添加、 以及替代的可能性。 符號說明 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 10…控制與系統的界面單位 2 0,3 00···像素陣列 30···單斜面類比/數位轉換器 31…斜坡電屋產生器 32…比較器 40···雙緩衝器 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格(210 X 297公釐〉 444 4 9 6 κι _Β7 五、發明說明(^ ) 100,3 20···單位像素 • 101,102…發光二極體 3 10…電源線 MD 1…驅動電晶體 MR1…重設電晶體 MSI…選擇電晶體 MT1…傳送電晶體 N1…感測結點 VDD···電壓源 (請先閱讀背面之注意事項再餐寫本頁) - -線. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中困困家標準(CNSXA4規格(210 X 297公« )
Claims (1)
- ASB8C8D8 444496 力、申請專利範圍 _____I I I _____裳--- <請先閱讀背面之注意事項再/11?本頁) 1. 一種用於驅動在影像感測器內含有複數單位像素之像 素陣列的方法,其中每一單位像素都含有:一光感測機 構,係用於接收來自物件的光且用於產生光電電荷:一 放大機構,係用於放大輸入信號以輸出一已放大的信 號:一第一切換機構,係用於從光感測機構將光電電荷 當作輸入信號傳送到放大機構上:一第二切換機構’係 用於將一種設電壓位準從電壓源傳送到光感測機構及 放大機構上;一第三切換機構,係用於輸出已放大的信 號及重設電壓位準以當作單位像素輸出信號;此方法包 括的步驟有: a) 控制第一切換機構、第二切換機構、以及第三切換機 構而在光感測機構上提供重設電壓位準以便使光感測機 構內出現一個完全空乏的區域; ,線· b) 自完成步驟a)算起的第一預定時段之後,打開第二 切換機構而令第一切換機構和第三切換機構保持在打開 狀態上;以及 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 c) 自完成步驟b)算起的第二預定時段之後,打開第三 切換機構而令第一切換機構和第二切換機構保持在關閉 狀態上,因此輸出重設電壓位準以當作單位像素輸出信 號。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中也包括當在步驟 c)上關閉第三切換機構的相同時刻對重設電壓位準進 行取樣的步驟。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中步驟a)包含的步 -13- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS)A4規格(210 »< 297公釐) A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 444496 六、申請專利範圍 驟有: al)打開第二切換機構*而將第一切換機構和第三切換 機構保持在關閉狀態上; a2)打開第一切換機構並於—第三預定期間將第一切 換機構保持在此打開狀態上,因此使光感測機構內出現 一個完全空乏的區域;以及 a3)關閉第一切換機構。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中也包括如下步驟: 從完成步驟c)算起的第四預定時段之後,於某一預定 時段期間將第一切換機構打開再關閉,而將第二切換機 構保持在關閉狀態上且將第三切換機構保持在打開狀態 上,因此將對應到來自光感測機構之光電電荷的已放大 信號當作一個單位像素輸出信號加以輸出。 5. 如申請專利範圍第3項之方法,其中也包括如下步驟: 從完成步驟c)算起的第四預定時段之後,於某一預定 時段期間將第一切換機構打開再關閉,而將第二切換機 構保持在關閉狀態上且將第三切換機構保持在打開狀態 上,因此將對應到來自光感測機構之光電電荷的已放大 信號當作一個單位像素輸出信號加以輸出。 6. 如申請專利範圍第4項之方法,其中也包括了從關閉 了第一切換機構算起的某一預定時段之後對已放大信 號進行取樣的步驟》 7. 如申請專利範圍第5項之方法,其中也包括了從關閉 了第一切換機構算起的某一預定時段之镡對已放大信 本紙張尺度適用令S國家標準(CNS)A4规格(210 * 297公釐〉Is 444496 六、申請專利範圍 號進行取樣的步驟。 --------------裝--- <請先閱讀背面之注意事項再wi本頁) 8. 如申請專利範圍第5項之方法,其中該第一、第二、 第三切換機構、以及該放大機構都是NMOS電晶體。 9. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該光感測機構是 一個發光二極體。 10. —種用於將影像轉換成電氣信號的影像感測器,其中 包括: 一含有許多依矩陣方式配置之單位像素的像素陣列, 其中每一單位像素都是用於產生對應到光電電荷的已放 大信號以及一個當作單位像素輸出信號的重設電壓位 準,每一個單位像素都含有: 一光感測機構,係用於接收來自物件的光且用於產生 光電電荷: 一放大機構,係用於放大輸入信號以輸出一個已放大 的信號: 一第一切換機構,係用於回應第一控制信號從光感測 機構將光電電荷當作輸入信號傳送到放大機構上; 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 一第二切換機構,係用於回應第二控制信號將一個重 設電壓位準從電壓源傳送到光感測機構及放大機構上; 一第三切換機構*係用於回應第三控制信號輸出已放 大的信號及重設電壓位準以當作單位像素輸出信號:以 及 一控制機構,係用於根據一控制模式藉由產生第一、 第二、及第三控制信號而控制此像素陣列:其中的控制 本紙張尺度適用中0H家櫟準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444496 六、申請專利範圍 模式包含一第一單位像素輸出控制模式,且於第一單位 像素輸出控制模式中關閉第二切換機構以回應第二控制 信號,並在關閉第二切換機構之後的預定時段內打開第 三切換機構以回應第三控制信號,而將第一切換機構保 持在關閉狀態上,因此透過放大機構及第三切換機構輸 出重設電壓位準當作單位像素輸出信號。 11·如申請專利範圍第10項之影像感測器,其中也包括 一用於將單位像素輸出信號轉換成數位信號的轉換機 構,其中於第一單位像素輸出控制模式中,此轉換機構 會在打開第三切換機構的同一時刻執行對重設電壓位 準的取樣作業》 1 2.如申請專利範圍第ί 〇項之影像感測器,其中該控制 模式包含一種重設控制模式•於該重設控制模式中,爲 了回應第二控制信號,打開第二切換機構而將第一切換 機構和第三切換機構保持在關閉狀態上,爲了回應第一 控制信號,打開第一切換機構且於第二預定時段期間內 將之保持在打開狀態上再關閉第一切換機構,因此於光 感測機構內生成一個完全空乏的區域。 13-如申請專利範圍第10項之影像感測器,其中該控制 模式包含一種第二單位像素輸出控制模式,於該第二單 位像素輸出控制模式中,爲了回應第一控制信號,打開 再關閉第一切換機構而將第二切換機構保持在關閉狀 態上且將第三切換機構保持在打開狀態上,因此將對應 到來自光感測機構之光電電荷的已放大信號當作一個 本紙張尺度適用t國困家摞準(CNS)A4規格(210x297公釐) --------- -- 裝.-- (請先閱讀背面之注意事項再^3本頁) . 444496 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 單位像素輸出信號加以輸出。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之影像感測器,其中該控制 模式包含一種第二單位像素輸出控制模式,於該第二單 位像素輸出控制模式中,爲了回應第一控制信號,打開 再關閉第一切換機構而將第二切換機構保持在關閉狀 態上且將第三切換機構保持在打開狀態上,因此將對應 到來自光感測機構之光電電荷的已放大信號當作一個 單位像素輸出信號加以輸出。 15. 如申請專利範圍第13項之影像感測器,其中也包括 一個用於將單位像素輸出信號轉換成數位信號的轉換 機構,其中於第二單位像素輸出控制模式中,此轉換機 構會在打開第三切換機構的同一時刻執行對已放大信 號的取樣作業。 16. 如申請専利範圍第14項之影像感測器,其中也包括 一個用於將單位像素輸出信號轉換成數位信號的轉換 機構|其中於第二單位像素輸出控制模式中,此轉換機 構會在打開第三切換機構的同一時刻執行對已放大信 號的取樣作業。 17. 如申請專利範圍第16項之影像感測器,其中該第一、 第二、第三切換機構、以及該放大機構都是NMOS電晶 體。 18. 如申請專利範圍第17項之影像感測器,其中該光感 測機構是一個發光二極體。 --------------裳.! (請先閱讀背面之注意事項再rw本頁) *&J. --線- > 本紙張尺度適用中國0家楳準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980043058A KR100284306B1 (ko) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 이미지 센서의 화질 개선을 위한 단위 화소 구동 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW444496B true TW444496B (en) | 2001-07-01 |
Family
ID=19554086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW088118684A TW444496B (en) | 1998-10-14 | 1999-10-28 | Image sensor and method for driving the same |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6346696B1 (zh) |
JP (1) | JP3743855B2 (zh) |
KR (1) | KR100284306B1 (zh) |
GB (1) | GB2345219B (zh) |
NL (1) | NL1013278C2 (zh) |
TW (1) | TW444496B (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3792894B2 (ja) * | 1998-05-27 | 2006-07-05 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子及び固体撮像装置 |
KR100340052B1 (ko) * | 1998-06-30 | 2002-07-18 | 박종섭 | 이미지센서 |
KR100399954B1 (ko) * | 2000-12-14 | 2003-09-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 아날로그 상호 연관된 이중 샘플링 기능을 수행하는씨모스 이미지 센서용 비교 장치 |
JP2006517360A (ja) * | 2003-02-07 | 2006-07-20 | リー・ドヨン | Cmosアクティブピクセルおよびその駆動方法 |
JP4824542B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2011-11-30 | ザ サイエンス アンド テクノロジー ファシリティーズ カウンシル | 電子顕微鏡 |
JP2005005573A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Fujitsu Ltd | 撮像装置 |
US7564019B2 (en) * | 2005-08-25 | 2009-07-21 | Richard Ian Olsen | Large dynamic range cameras |
WO2006026354A2 (en) | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Newport Imaging Corporation | Apparatus for multiple camera devices and method of operating same |
KR100680469B1 (ko) | 2005-01-31 | 2007-02-08 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 인접한 화소들 사이의 센싱노드들이 공유된 씨모스 이미지센서 |
JP4247995B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2009-04-02 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 固体撮像素子のデータ読出回路、撮像装置および固体撮像素子のデータ読出方法 |
US7964835B2 (en) | 2005-08-25 | 2011-06-21 | Protarius Filo Ag, L.L.C. | Digital cameras with direct luminance and chrominance detection |
KR100871714B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2008-12-05 | 한국전자통신연구원 | 트랜스퍼 트랜지스터 및 이를 구비한 저잡음 이미지 센서 |
KR100877691B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2009-01-09 | 한국전자통신연구원 | 이미지 센서 및 이미지 센서의 트랜스퍼 트랜지스터 구동방법 |
US7791664B1 (en) * | 2006-07-20 | 2010-09-07 | Advasense Technologies Ltd. | Methods for reading a pixel and for writing to a pixel and a device having pixel reading capabilities and pixel writing capabilities |
US7969476B1 (en) * | 2007-05-24 | 2011-06-28 | Advasense Technologies Ltd. | Method for accessing a pixel and a device having pixel access capabilities |
JP4661912B2 (ja) | 2008-07-18 | 2011-03-30 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2156530A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-12 | Alexander George Dickinson | Active pixel image sensor |
US5831258A (en) | 1996-08-20 | 1998-11-03 | Xerox Corporation | Pixel circuit with integrated amplifer |
US5969758A (en) * | 1997-06-02 | 1999-10-19 | Sarnoff Corporation | DC offset and gain correction for CMOS image sensor |
US5962844A (en) * | 1997-09-03 | 1999-10-05 | Foveon, Inc. | Active pixel image cell with embedded memory and pixel level signal processing capability |
US6194696B1 (en) * | 1998-03-10 | 2001-02-27 | Photobit Corporation | Active pixel sensor with current mode readout |
JPH11312822A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Seiko Instruments Inc | イメージセンサー |
-
1998
- 1998-10-14 KR KR1019980043058A patent/KR100284306B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-10-13 NL NL1013278A patent/NL1013278C2/nl not_active IP Right Cessation
- 1999-10-14 US US09/418,972 patent/US6346696B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-14 GB GB9924377A patent/GB2345219B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-14 JP JP29236899A patent/JP3743855B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-28 TW TW088118684A patent/TW444496B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000125207A (ja) | 2000-04-28 |
KR20000025824A (ko) | 2000-05-06 |
GB2345219A (en) | 2000-06-28 |
US6346696B1 (en) | 2002-02-12 |
GB2345219B (en) | 2002-10-09 |
NL1013278A1 (nl) | 2000-04-17 |
KR100284306B1 (ko) | 2001-03-02 |
JP3743855B2 (ja) | 2006-02-08 |
NL1013278C2 (nl) | 2001-12-28 |
GB9924377D0 (en) | 1999-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW444496B (en) | Image sensor and method for driving the same | |
TW407424B (en) | Pixel sensor column amplifier architecture | |
TW541695B (en) | An integrated CMOS active pixel digital camera | |
US5461425A (en) | CMOS image sensor with pixel level A/D conversion | |
KR100660193B1 (ko) | 자기-보상 상관 이중 샘플링 회로 | |
TW548961B (en) | Multiple sampling via a time-indexed method to achieve wide dynamic ranges | |
CN100420282C (zh) | 固态成像设备与用于驱动其的方法以及成像装置 | |
TW414922B (en) | CMOS image sensor with testing circuit for verifying operation thereof | |
TWI381725B (zh) | 固態成像器件、成像裝置及電子裝置 | |
US6377303B2 (en) | Strobe compatible digital image sensor with low device count per pixel analog-to-digital conversion | |
JP5256874B2 (ja) | 固体撮像素子およびカメラシステム | |
KR20020037707A (ko) | 화상 센서용 정밀 아날로그 기준 레벨 구비 센스 증폭기 | |
JP2002051263A (ja) | 固体撮像装置およびカメラシステム | |
US6922210B2 (en) | Memory updating for digital pixel sensors | |
TWI672954B (zh) | 讀出電路以及感測裝置 | |
TW533734B (en) | Compact active pixel with low-noise image formation | |
TW518886B (en) | Solid imaging device and method for driving the same | |
US6111242A (en) | Imaging system with gain and error correction circuitry | |
US20220395240A1 (en) | Ultra-fast scanning x-ray imaging device | |
TW466663B (en) | CMOS image sensor for providing wider dynamic range | |
JP2003228457A (ja) | 複数列に単一の増幅器を用いる順次読み出しシステム | |
JP4809189B2 (ja) | 撮像装置及び固体撮像素子の制御方法 | |
JP2000134410A (ja) | イメージセンサー | |
JP2005198239A (ja) | 感度に優れたイメージセンサ及びその駆動方法 | |
JP3904366B2 (ja) | イメージセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |