TW471156B - Solid-state imaging pick-up device - Google Patents

Solid-state imaging pick-up device Download PDF

Info

Publication number
TW471156B
TW471156B TW089127706A TW89127706A TW471156B TW 471156 B TW471156 B TW 471156B TW 089127706 A TW089127706 A TW 089127706A TW 89127706 A TW89127706 A TW 89127706A TW 471156 B TW471156 B TW 471156B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
pulse
read
voltage
output
Prior art date
Application number
TW089127706A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitaka Egawa
Shinji Ohsawa
Yukio Endo
Nobuo Nakamura
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Application granted granted Critical
Publication of TW471156B publication Critical patent/TW471156B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • 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
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/571—Control of the dynamic range involving a non-linear response
    • H04N25/575—Control of the dynamic range involving a non-linear response with a response composed of multiple slopes
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

471156 五、發明說明
[發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種將用光電變換機構得到的信號電荷放 大而取出的放大型固攝影裝置’特別是關於一種Cm型 影像感測器的像素信號讀出驅動電路，例如使用於+子p 門控制動作可能的視訊攝影機、電子靜像攝影機等。 [習知技術] 近成年以適合應用於視攝影機或電子靜像攝影機等的 固態攝影裝置而聞名的放大型CMOS影像感測器具^下述構 造：各胞將用老電變換機構得到的信號以M〇s電^體放=而 取出。具體而言，將老電變換機構產生的信號^荷讀出到 電荷檢出部，將此檢出部的電位以像素内部的放大電晶體 放大’藉此使像素内部具有放大功能。 B曰 這種CMOS景> 像感測器適合因高靈敏度而像素數增加或因 影像尺寸縮小而像素尺寸縮小化，所以也連同低耗電 受到期待。 圖9概略顯示每一像素具備可讀出像素信號的讀出電路 的習知33萬像素的放大型(^〇8影像感測器結構。 在圖9中，一像素/ 一單元的單位胞丨配置成平面的行列 狀而形成於攝影區域，各單位胞丨係由例如4個電晶、 Tb、Tc、Td及1個光電二極體pD所構成。即，各單位胞工具 備光電二極體PD:給與陽極側接地電位；讀出電晶體（快^ 閘電晶體）Td:—端側連接於光電二極體pD的陰極侧；放大 電晶體Tb:閘極連接於讀出電晶體Td他端側；垂直選擇電 晶體（列選擇電晶體）Ta:一端側連接於放大電晶體几一端
第4頁 471156 五、發明說明（2) 側；及，重設電晶體Tc : 一端侧連接於放大電晶體几的閘 極0 此外’在攝影區域與各像素列對應，形成讀取線I共同 連接於同一列的單位胞1的各讀出電晶體Td的閘極；垂直 選擇線6:共同連接於同一列的單位胞1的各垂直選擇電晶 體T a的閘極；及’重設線7 :共同連接於同一列的單位胞} 的各重設電晶體Tc的閘極。 此外，在攝影區域與各像素行對應，形成垂直信號線 VL IN:共同連接於同一行的單位胞1的各放大電晶體r他端 侧，及，電源線9 :共同連接於同一行的單位胞1的各重設 電晶體Tc他端侧及各垂直選擇電晶體Ta他端側。 再者，在攝影區域一端側外部在水平方向配置多數負載 電晶體TL:分別連接於前述垂直信號線VUN各一接 地節點之間，供應偏臟給閘極。 湖°接 a此外，在攝影區域他端側外部在水平方向配置多數個雜 訊消除電路：係由例如2個電晶體^^、TCLp及2個電容器 斤構成。而且，在水平方向配置多數水平選擇電晶 f :透過上述各雜訊消除電路連接於前述垂直信號 VLIN各他端側。 再者，在水平選擇電晶體T Η各他端共同g t _，在此水平信號線閱連接 以：千=線 及輸出放大電路AMP。 垔。又電阳體（未圖不） 又，前述各雜訊消除電路包含抽樣保持 端側連接於垂直信號線VLIN他端侧；耗合電
第5頁 赞明說明（3) 側連接於此抽樣保梏 容器⑴連接於此/Λ1/曰體，他端側；電荷錯存用電 及，電位固定用電V 體;ΤΓ一 c?端側和接地節點之間^ 器Cc、Ct的連接節點·端側連接於這些兩個電 電晶體TH 一端侧連他端侧，·水平選； 點。 於上述兩個電容器Cc、Ct的連接節 此外’在攝影區域外 地選擇控制攝影區域的移位暫存器2:為了掃描 攝影區域的各列的讀：等輸：：衝而掃描地驅動 了掃描地驅動水平以4/劃及/水平移位暫存器3:為 輪=衝= 定時產生電路…根據外部 壓產生電和了在/V13、雜訊';肖除1路等，·及，偏 晶體而一端等產/預除電路的電位固定用電 波=為Ϊ :圖9一所 :：固態影像感測器動作-例的定時 感測器動;乍。面）照圖10 ’ -面說明圖9的固態影像 的二射光被光電變換而產生的信號電荷 體Ρ: : : ΐ f期間’從某一列分的單位胞1讀出光電二極 荷時’首先為了選擇各垂直信號線VLIN，藉 /、垂直L擇脈衝信號多ADRES同步使選擇對象列的垂直 471156 五'發明說明（4) 選擇線6的信號（0 ADRESi脈衝）活化，使一列分的列選擇 電晶體Ta成為接通。 關於如此所選擇的一列分的單位胞1，使透過列選擇電 晶體Ta供應電源電位VDD(例如3. 3 V)的由放大電晶體Tb和 負載電晶體TL構成的源跟隨（sourCe follower)電路動 作。 其次’在所選擇的一列分的單位胞1，藉由與重設脈衝 信號Preset同步使重設線7的信號（#RESETi脈衝）活化， 將放大電晶體Tb的閘極（信號檢出節點、信號檢出部⑽）電 壓一定期間重設在基準電壓 V L I N。但是，此處偏差存在 的放大電晶體Tb的閘極電位 的重設電位成為不均勻。 於是，為了消除各垂直信 預先使雜訊消除電路的抽樣 (彡S Η脈衝）活化。輸出基準 由使電位固定用電晶體KLP 時間成為接通，在雜訊消除 點設定基準電壓。 其次’使重設線7的信號（ 由與讀出脈衝信號多READ同 其信號READ i脈衝）活化， 藉由將光電二極體PD的儲存 極，使閘極電位變化。放大
’輸出基準電壓到垂直信號線 於所重設的一列分的單位胞1 ’其他端側的垂直信號線VL I N 號線VL IN的重設電位不均勻， 保持用電晶體TSH的驅動信號 電壓到垂直信號線VL IN後，藉 的驅動信號（必CLP脈衝）一定 電路的電容器Cc、Ct的連接節 彡R E S E T i脈衝）非活化後，藉 步選擇預定列的讀取線4而使 使讀出電晶體Td成為接通， 電荷讀出到放大電晶體Tb的間 電晶體Tb將與閘極電位變化量
第7頁 471156 發明說明（5) 相應的電壓信號輸出 電路。 到對應的垂直信號線VLI N及雜訊消除 、、此^，藉由斷開雜訊消除電路# SH脈衝，將相當於如前 述所讀出的基準電壓和信號電壓差分的信號成分，換言 之，除去雜訊的信號電壓儲存於電荷儲存用電容器“到使 對應的水平選擇電晶體以活化。 然後、，使垂直選擇線6的信號（# ADRESi脈衝）非活化， 將垂^選f電晶體Ta控制在斷開狀態而使單位胞成為非選 擇狀悲/藉此電氣分離攝影區域和各雜訊消除電路。 、，在此後的水平有效期間，根據來自定時產生電路1 〇的水 =重設信細8的重設後，與水平定時信賊κ同步進行水 平移位^存為3的移位動作。藉此，使水平選擇電晶體丁 Η 的驅動L 5虎（0 η脈衝）依次活化，使水平選擇電晶體ΤΗ依 十―雜讯消除電咐μ电谷me、Ct的連接節點 ^ 節點）的信號電壓被依次讀出到水平信號線 ，為輪出放大電路AMP所放大而輪出。又，如上述的 雜訊除去動作係每一水平線的各讀出動作被進行。 2 顯示圖1G中的^時產生電路U及垂直移位暫存^ :定時波形圖。此處顯示以—範圍“ r::上輪入的15.7千赫的脈衝信號_、24兆赫的時鐘 I 緩衝電路（未圖示）所整形而輪入到定時產生電 從外部輸入的30赫茲的脈衝信號0M、15 γ千赫的
VbA万式使用圖9的CMOS影像感測器的情況。 471156 五、發明說明（6) 脈衝信號0ΗΡ以緩衝雷踗r 土 一 位暫存器2。 圖示）所整形而輸入到垂直移 垂直移位暫存?在於 間全部清除暫存器輸Λ Λ脈衝信號0v R在τ位準的期 办HP進行移位動作而為L位準後，根據脈衝信號 …...)依次成為Η位？ 脈衝選擇器2a對=各選摆Λ 衝選擇器2a。 (〇DRESi脈衝）、重执m使垂f選擇線6的信號 線4的信號（0EADi /衝、;V§_RESETi脈衝）、讀取 & Μ 1 AD1脈衝）'活化，掃描選擇對象列。 -^ ^ τ it# ",J 11 ^ -11 ® ^ ^ ^ ^ * 各輸出脈衝㈣ROi疋：擇士對象列的垂直移位暫存器2的 -次儲存4 :、二光電二極體PD在-範圍只放出 於儲存昧二: 以不旎進行藉由控制光電二極體PD的信 唬儲存時間來調整曝光時間的電子快門動作。 内:ΐ:外τ ns影像感測器之類的固態攝影裝置有在室 用的趨熱甚天或仪間這種各式各樣戶外光線下所使 需要按照戶外光線變化等，藉由控制光 期間整曝光時間，進而將靈敏度設定 在破佳值的電子快門動作的情況多。 於疋，對於如上述的圖9的CMOS影像感測器，和輪出 =^信細i㈣直移位暫存器2另外在此垂直;^暫輪 之别設置選擇控制各像素列的電子快門用垂直移位暫 ::’則根據來自這些兩條垂直移位暫存器的各輸出脈 15唬，可控制各像素列的光電二極體的信號儲存時間，結 4?Π56 五、發明說明⑺ 果可進行電子快門動作。 [發明欲解決之課題] 此處將可電子你Μ 略顯示於圖12 的放大型讀影像感測器結構概 於圖丨3。 將圖12中的垂直移位暫存器動作波形顯示 从^ Ζ，為外部輸入脈衝信號的30赫兹的乡ES、15 7千 赫的0ΗΡ分別以緩衝電 j Μ6 ib.7千 水平周期被輸入到電子；(門未:垂不直)：：：；按範圍 此„ + 士仿 門用垂直移位暫存器20。此電子 单&期二入i =暫存器2〇係輸人的脈衝信號舍ES在”1^"位 :暫存器輸出而成為T位準後，根據脈 衝仏號0ΗΡ進仃移位動作而使輸出脈衝信號Esi (卜···、 )依人成為Η位準，輸入到脈衝選擇器2a。 =選擇路2a對於來自兩條垂直移位暫存器2、2〇的 出脈衝信號斷、如為"『位準的像素列，如使重設線7於 仏號（於RESET!脈衝）、讀取線4的信號（少以爪脈衝）活化 =掃描攝影區域的像素列。但是’關於垂直選擇線6的 a號（0ADRES1脈衝），僅來自讀出用垂直移位暫存器2 輸出脈衝信號ROi為"H”位準的選擇對象列被活化、掃描、。 如此一來，如圖1 3所示，各像素列的讀取線4的信號田 (^ READ 1脈衝）為兩條垂直移位暫存器2〇、2在一範圍期 内所兩度活化。即，使其與來自電子快門用垂直移位暫 器20及讀出用垂直移位暫存器2的輸出脈衝信號£31、R〇i 各個對應，可設定信號儲存定時和信號讀出定時，所以結 果控制在光電二極體PD的電荷儲存時間的電子快門動作成
^71156 五、發明說明（8) 為可能。 時、二ί二在圖12所示的CM0S影像感測器，信號儲存定 應的；：：i定時：任一情況都與由定時產生電路10所佴 動信號同步從脈衝選擇器2a輸出讀出驅 叶的“：=。猎此，可以"單位控制在光電二極體 储存4間的電子快門動作成為可能。 等入射：：：C:〇s f:像感測器雖然充分預料在白天的野外 不侔P师里極夕的環境下的用途，但在這種環境下也需要 此，高亮度側的顧慮而經常得到良好的影像。因 1 Η的Λ〜現將光電二極體p D的電荷儲存時間減低到不滿 H的咼速電子快門動作。 兩 體這種情況，*案申請人提出了-種可將在光電二極 兩不取小電荷儲存時間控制在不滿丨Η， …門動作的固態攝影裝置(特願平u_2864::;:速 内：ί:ΐ?Γ9或圖12所示的⑽8影像感測器；從室 能重現等動態範圍小的問胃。動：範 驅動電壓變低，信號儲存部的電容就降低而飽和 °唬里減少，動態範圍降低。此動態範， 從小信號到大信號區$。 ’沈不此拍攝 本案申請人已提出解決這種動態範圍小的問題的一個方 特願平10-185121號）。關於此提案的方式，係 曰错由捨棄以光電二極體產生而讀出到信號檢出部的電荷 471156 五、發明說明（9) 量一部分’限制信號檢出 .^ . 出以光電二極體產生的電= 4此後的期間加到讀 荷。缺而，斜於何而儲存於前述信號檢出部的電 制，期望争！ ί放大型CM0S影像感測器的讀出驅動控 制，期2更適當的動態範圍擴大方式。 莉從 二二：:系為了解決上述課題所完成的，其 了擴大放大型⑽8影像感測器的動態範圍，可ί 置U虎1大彳m纽“得到良好影像的㈣攝影裝 cmos^後”明之其他目的在於提供一種可-面用放大型 =感測器執行電子也門動作，一面大幅擴大動態範 攝影裝ΐ #u到A #號不被限幅而得到良好影像的固態 [解決課題之手段] 本發明之第一固態攝影裝置，其特徵在於:具備攝影區 S•在半導體基板上平面配置單位胞，該 =構:光電變換到像素的入射光而儲存信號電 :機構：將儲存的信號電荷讀出到檢出部；及，放大機構. t所讀出的電荷；具有多數像素列；及，讀出電壓切換 =為了將施加於前述讀出機構的tt出驅動信號按照内 4控制設定在互相不同的多數電壓的任一電壓者。 本發明之第二固態攝影裝置，其特徵在於：具備攝影區 域·在半導體基板上平面配置單位胞’該單位胞具備光 變換機構：光電變換到像素的入射光而儲存信號電荷·，讀 出機構··將儲存的信號電荷讀出到檢出部；及，"放大機:· 471156 五、發明說明（10) 土的電荷；具有多數像素列；多數條讀取線:與 在刖述攝影區域的各像素列對應而設於水平方 ::二分:繼的像素列的單位胞的各讀出機構的讀出： 動仏唬，脈衝產生電路··對於各像素列產生 述多數像素列各個的讀出定時的脈衝信號衝？ 電歷切換電路:為了使與前述多數脈衝中一部分脈衝對鹿出 而施加於前述讀出機構的讀出驅動信號的電壓和盥前述“夕 數脈衝中其他脈衝對應而施加於前述讀出機構的讀出^ ^个u，及夕數垂直仏唬線··與在前述攝影區 域^各像素行對應所設，為了在垂直方向傳送由各像 的皁位胞所分別輸出的信號者。 [發明之實施形態] 以下’參照圖面詳細說明本發明之實施形態。 〈第一實施形態〉
圖1概略顯示關於本發明第一實施形態的放大型“⑽⑶ 像感測器結構。 W 圖1的CMOS影像感測器和圖12所示的CM〇s影像感測器比 較，大部分同樣，但下面之點不同，其他相同，所以 和圖1 2中同一符號。 (1)附加垂直移位暫存器3〇 :根據動態範圍控制用外部 輸入脈衝中DR依次產生動態範圍控制用脈衝DRi (i = ·.·、 η、π + 1、…）。 換έ之’具有脈衝產生電路（三條垂直移位暫存器2、 20、30):對於各像素列產生3個脈衝、DRi、R〇i作為#
第13頁 471156 五、發明說明（η) "" 制在讀出電晶體T d的讀出定時的脈衝信號。 (2) 附加VREAD產生電路31 :為了比與電子快門用脈衝 E S i及通常璜出用脈衝r 〇 i對應而施加於讀出電晶體丁 d的讀 出驅動信號的電壓VDD低地設定與動態範圍控制用脈衝抑^ 對應而施加於讀出電晶體Td的讀出驅動信號的電壓vdr。 換言之，附加讀出電壓切電路··具有將施加於讀出電晶 體Td的讀出驅動信號的電壓（讀出電壓VREAD) 電壓值VDD、VDR中任一值的功能。 F制在夕數 此處說明上述VREAD產生電路31 —具體例。施加電壓VD]) 給串聯連接電阻Rl、R2的分壓電路—端’在此—端透過開 關元件S1連接輸出節點。上述電阻R1、R2的串聯連接節點 透過開關元件S2連接於前述輸出節點，分麼電路他端透過 1關兀件S3連接於接地節點。而且’根據切換控評號 州開關控制開關元件S2、S3，根據利用反相電路心 切換控制信號必vp的信號開關控制開關元件S1。 藉此’開關元件SI、S2、S3中將S1控制在接通狀態、將 S2及S3控制在斷開狀態時’ VDD輸出到輸出節點作為 VREAD，將S2及S3控制在接通狀態、將S1控制在 時，將1/DD分壓，VDR輸出到輸出節點作為vread。心 (3) 脈衝選擇電路2b起作用作為垂直驅動機構：選擇三 條垂f f位暫存器2、2〇 ' 3〇的輸出信號謝、ESi、DRi， 輸出設定在由VREAD產生電路31所板虚^ *
μ > & ^ 所應的讀出電壓vrEAD (VDD或VDR)的讀出驅動信號。 ⑷定時產生電路1〇a構成如下··具有供應切換控制信號 Ι^ΗΙΙΗί 第14頁 471156 五、發明說明（12) --- 0VP給VREAD產生電路31，供應動態範圍控制用脈衝信號 0DRREAD給脈衝選擇電路2b的功能。 即，在圖1 ’ 一像素/ 一單元的單位胞丨配置成平面的行 列狀而形成於攝影區域。各單位胞丨係由例如4個電晶體 Ta、Tb、Tc、Td及1個光電二極體PD所構成。即，各單位 胞1具備光電一極體P D :給與陽極側接地電位；讀出電晶體 (快門閘電晶體）T d : —端側連接於光電二極體p j)的陰極 側，放大電晶體Tb :閘極連接於讀出電晶體以他端側，·垂 直選擇電晶體（列選擇電晶體）Ta:一端側連接於放大電晶 體Tb —端側；及，重設電晶體Tc :一端側連接於放大電晶 體Tb的閘極。 此外’在攝影區域與各像素列對應，形成讀取線4 :共同 連接於同一列的單位胞1的各讀出電晶體Td的閘極；垂直 選擇線6 :共同連接於同一列的單位胞1的各垂直選擇電晶 體Ta的閘極；及，重設線7:共同連接於同一列的單位胞1 的各重設電晶體Tc的閘極。 此外’在攝影區域與各像素行對應，形成垂直信號線 VL IN:共同連接於同一行的單位胞1的各放大電晶體几他端 側；及’電源線9 :共同連接於同一行的單位胞1的各重設 電晶體Tc他端側及各垂直選擇電晶體Ta他端侧。 再者’在攝影區域一端側外部在水平方向配置多數負載 電晶體TL :分別連接於前述垂直信號線VL〖N各一端側和接 地節點之間，供應偏壓VVL給閘極。 此外’在攝影區域他端側外部在水平方向配置多數個雜
第15頁 471156 五、發明說明（13) 訊消除電路：係由例如2個電晶MTSH、KLp及2個電容器
Cc、Ct所構成。而| ,在水平方向配置多數水平選擇電晶 體TH:透過上述各雜訊消除電路連接 VLIN各他端側。 现深 再者，在水平選擇電晶體TH各他端 此水平信號線隨連接水平重設㈣ 及輸出放大電路AMP。 回丁^ ,:前述各雜訊消除電路包含抽樣保持用電晶體咖一 知T連接於垂直信號線几⑺他端側；耦合電容器Cc.一端 ，連接於此抽樣保持用電晶體TSH他端侧；電荷儲存用帝 ^器C t:連接於此耦合電容器Cc他端側和接地电 =電位固定用電晶體TCLP:—端側連接於這些兩^容 Γ曰c M的連接節·點，供應偏mvvc給他端側；水平選擇 】晶體TH —端側連接於上述兩個電容器Cc、ct:連千： 在攝影區域外部配置讀出用垂直移位暫存器2、 η門用垂直移位暫存器2。及動態範圍控制用垂直 線广υ 了掃描地選擇控制攝影區域的多數垂直選擇 線6，脈衝選擇器2b:為了選擇控制上述三個 ^擇 器2、2 0、3 0的輸出脈衝而掃描地驅動攝 子 讀取線4等；及，水平移位暫存器3:為=列的 水平選擇電晶體TH。 ^也與動多數 再者，在攝影區域外部配置定時產生電 輸入脈衝則預定定時產生供應給 第16頁 471156 五、發明說明（14) I Ϊ:移位暫存器3、雜訊消除電路、缝產生電路 必RORFAn ^ ^控制k號（為了供應給脈衝選擇器2b的 了二二 f”READ、”SREAD、_SET、_脱、為 :i、應給雜訊消除電路的《SH、户CLp、 二 產生電路31的少VP、為了供應給水 存、 HCK等脈衝信號）；及，暫存Y =、 消除電路的電位固定用電曰p _#為了在則述雜訊 位。 疋用電日日體TCLP 一端等產生預定偏壓電 :述=門用垂直移位暫存器2。係外部輸入脈衝信號 期被輸入，S就在"L"位準的期 周： 輸出而成為"L”位準後，根據脈衝信號0ΗΡ進行移Ζ 動作而使輸出脈衝信號ESi (卜… 二位，，輸入到脈衝選擇㈣。在：，以 衝#號1^ 1係在水平無效期間内被產生。 前述動態範圍控帝】用垂直移位暫存器3〇係外部輸 二5號_、切分別以緩衝電路(未圖示)被整形而按 周期及水平周期被輸入，0DR就在"L"位準的期間入 除暫存器輸出而成為” L”位準後’根據脈衝信穿“ ς 移位動作而使輸出脈衝信號DRi (i= ··· ' η、Ml、· a 成為”r位準’輸入到脈衝選擇器2b。在本例 離= 控制用脈衝信號DRi係在水平無效期間内被產生。〜巳 前述讀出用垂直移位暫存器2係外部輸入脈衝 Φ VR、Φ HP分別以緩衝電路(未圖示)被整形而按“周期 第17頁 五、發明說明（15) ----- ，水平周期被輸入，令VR就在，，L"位準的期間全部清除暫 =器輸出而成為"L"位準後，根據脈衝信號少Hp ，，H" a准^ 町1口就R〇Ui:…、η、n + l、…）依次成為 '别入到脈衝選擇器2b。在本例，讀出用脈衝p 號ORi係在^^平無效期間内被產生。 衝仏 而且，攸刖述定時產生電路l〇a接收令VP脈衝的前述 EAD產生電路31將讀出電壓VREAD切換成VDD或vdr =述脈衝選擇器2b。這種情況，的"L”期間將 叹疋在VDD，0VP的”H”期間將VREAD設定在比VDD低的 V D R 〇 圖2為顯示圖1中的脈衝選擇器2b 一例的電路圖。 圖2所示的脈衝選擇器2b係如下述般地由邏輯閘所構成· 電子快門用垂直移位暫存器2〇的輸出脈衝信號ESi(在本例 為ESn)、動態範圍控制用垂直移位暫存器3〇的輸出脈衝信 號DRi(在本例為DRn)、讀出用垂直移位暫存器2的輸出脈。 衝信號ROi(在本例為ROn)輸入，同時由前述定時產生電路 1 〇a 所供應的定時信號 4ADRES、Φ RESET、Ψ ESREAD、 ^drread、#R0READ輸入，進行這些輸入信號的邏輯處理 而輸出垂直選擇線驅動信號#ADRESi(irz ·.·、n、 n+1、…）、重設信號令RESETi(i =…、n、n + 1、…）、讀出 驅動信號$READi(i =…、η、n + 1、…）（供應給攝影區 域）。 即，電子快門垂直移位暫存器20的輸出信號ESi在活性 狀態時’選擇定時信號《ESREAD而輸出作為驅動信號
471156 五、發明說明（16) ~·一" /ESREADi ’動態範圍控制用垂直移位暫存器gQ的輸出信 號DRi在活性狀態時，選擇定時信號0DRREAD而輪出作^
驅動信號Φ DRREADi ’讀出用垂直移位暫存器2的輸出信號 ROi在活性狀態時’選擇定時信號0 Rqread而輸出作為驅 動仏號少ROREADi。這些讀出驅動信號$READi利用VREAD 控制電壓振幅’ {ESREADi及$R〇READi的電壓為vdd， φ DRREADi的電壓為VDR。 此外’電子快門用垂直移位暫存器2〇的輸出信號ESi、 動態範圍控制用垂直移位暫存器3 0的輸出信號DR丄、讀出 用垂直移位暫存器2的輸出信號R〇 i的任何一個在活性狀辕 時，選擇定時信號令RESET而輸出作為重設信號 〜 0RESETi 。 此外’讀出用垂直移位暫存器2的輸出信號R〇 i在活性狀 態時’選擇定時信號0 ADRES而輸出作為垂直選擇線驅動 信號#ADRESi。 其次，說明圖1的CMOS影像感測器動作。 圖1的CMOS影像感測器基本動作參照圖9，和前述CM〇s影 像感測器動作相同，所以此處概略敘述。 首先’以Φ ADRESi為接通，使源跟隨（s〇urce fol lower)電路動作。其次，以φ RESETi為接通，重設信 號檢出部DN。此後，輸出信號檢出部DN的電位作為基準電 壓。此時’以φ SH和φ CLP為接通，在雜訊消除電路設定 基準電壓。 其次’藉由以（|)READi為接通’以光電二極體pD光電變
第19頁 471156
五、發明說明（Π) 換而讀出儲存的信號電荷，透過放大電晶體細、 電路輸出到雜訊消除電路。輸出到雜訊消除备、'二過源跟隨 壓藉由以Φ SH為斷開，可有效期間儲存於電的信號電 於電容器Ct的信號電壓藉由在有效期間依次施:Ct。·儲存 平選擇電晶體TH，輸出到水平信號線HLIN。& "《Hl給水 其次’詳細說明圖1的CMOS影像感測器動作 八 卜叩特徵部 圖3係為了說明在圖1的CMOS影像感測器的電子快門 =、動態範圍控制（擴大）動作、讀出動作而顯示圖丨中 定時產生電路l〇a、三條垂直移位暫存器2、2〇、3〇、水、 移位暫存器3及脈衝選擇器2 b動作例的定時波形圖。此/ 顯示在1範圍（U貞）4/30赫兹的VGA方式的攝影系統使用& 1的CMOS影像感測器的情況。 定時產生電路l〇a接收（fHP脈衝，在水平無效期間内輸 出 f ADRES、{RESET、hSREAD、知RREAD、{roread 、辛SH、φ CLP、ΦνΡ的脈衝，也輸出HRS、HCK等脈衝。
水平移位暫存器3從定時產生電路1〇a接收HRS脈衝、HCK 脈衝’在水平有效期間依次輸出少Hi(i:…、η、nH、…） 脈衝。 電子快門用垂直移位暫存器2 〇在動態範圍控制用垂直移 位暫存器30及讀出用垂直移位暫存器2之前，以> ES為觸 發脈衝（trigger)被重設，其後與中HP同步依次輪出ESl。 ，此ESl對應而驅動信號Φ ESREADi從脈衝選擇器2b輸出到 讀取線4，進行像素列的選擇動作。
第20頁 471156 五、發明說明（18) · ----- 此後，動態範圍控制用垂直移位暫存器30以 發 脈衝破重設，其後與0 HP同步依次輪出DRi。與此對應 而驅動信號0 DRREADi從脈衝選擇器2b輪出到讀取進 行像素列的選擇動作。 、 #此，，讀士用垂直移位暫存器2以0”為觸發脈衝被重 二二後與少HP同步依次輸出ROi。與此R〇i對應而驅動信 唬多ROREADi從脈衝選擇器2b輸出到讀取線4，進行像素列 的選擇動作。 圖4顯示圖1的CMOS 0 ES 、0 DR 、 0VR 、 各輸出信號ROi、ESi 垂直移位暫存器2、 Φ ES、0 DR所重設後 作’產生輪出脈衝R〇 圖5顯示著眼於圖1 條水平線動作的信號 成水平無效期間和水 首先，在時刻10， 成電荷而健存。其次 位暫存器20的輸出脈 0RESETn 和 0 READn( 0RESETn重設信號檢 讀出光電二極體的儲 極體儲存信號電荷。 心像感測的外部輸入脈衝信號 〆HP和垂直移位暫存器2、2 0、3 0的 、DIU的波形。 2〇、3〇對應而為輸入脈衝、 ’與輪入脈衝0 HP同步進行移位動 i 、 ESi 、 DRi 。 的CMOS影像感測器的攝影區域的第„ 波形。此處，HBLK為將一水平期間分 平有效期間的控制脈衝信號。 第η條線的光電二極體將光信號變換 ’在時刻11之前，電子快門用垂直移 衝ESn變成ΠΗ"，從脈衝選擇器2b輸出 此時的電壓為VDD)。根據此第一發 出部DN後，根據第一發0 READn全部 存電荷。從此後的時刻11再以光電二 471156 發明說明（19) 其次，動態粑圍控制用垂直移位暫存器3〇的輸出脈衝 DRn變成，，H”，從脈衝選擇器2b輸出0RESETi^0READn(此 時的電壓為VDR)。根據此第二發0RESETn重設信號檢出部 DN後，根據（^READn只讀出光電二極體的儲存電荷中預定 以上的大信號電荷。此時，未以光電二極體儲存預定以上 的大信號電荷時，信號電荷不被讀出。此動作藉由比前述 VDD低地^又疋第一發讀出驅動信號《的電壓振幅 =實現。此動作在VDD 3·3 V時’ VDR在i ¥到3.3 v不滿的 耗圍根據實驗認過。從此後的時刻t2再以光電二極 信號電荷。 ”其次，信號讀出用垂直移位暫存器2的輸出脈衝R〇n變成 Η ，從脈衝選擇器2b輸出0 ADRESn、0RESETn及^READn (此a時的電壓為VDD)。根據此第三發$RESETn重設信號檢 出後，根據第三發0READn全部讀出光電二極體的儲 存電荷。如此’將讀出的儲存電荷根據多ADRESn讀出到垂 直k號線VL I N作為信號。 •又"’在同一水平無效期間内不使ESn、DRn、R〇n同時成 為/犄’《RESETn即使不產生三發，一發亦可動作，$ ΐ ^ —發輪出圖3中的重設脈衝信號《RESET。此外，來 疋時產生電路l〇a的定時信號0ESREAD也共同化，可使電 =，門動作時的驅動信號0 READn和信號讀出時的驅動信 號舍為相同相位。 圖6係為了說明圖5中所示的時刻tO〜t3的光電二極體P[ 作而概略顯示半導體區域上的光電二極體pD、信號檢
第22頁 W1156 發明說明（20) 部DN、信號讀出用電晶體Td截面構造及電壓電位變化。 在由P井或p基板構成的矽基板上形成由光電二極體p η里區域構成的信號檢出部DN。光電二極體PD在η型區域夺 =成:型區域。信號讀出用電晶體㈣有以光電二極域體表 缘/Λ區ΛΉ檢出續之間為通道區域，透過開絕 、，彖犋形成於其上的例如多晶矽閘極（讀出閘極）^ 才！ί ^!光电—極體PD將光信號變換成電荷而儲存。 電ΐ=Γ::門用的讀出動作時’讀出間極下ί為 有比此深的電壓的井的信號檢 =具 極體PD儲存信號電荷。 向且再以先電二 開Ϊ =的動態範圍控制(擴大)用的讀出動作時，續出 ΐ 此時，在光電二峨心 二二: ⑽溢出的大信號電荷時，從光： ::述電M電位”⑽溢出的信號電荷。對’ 號的iir=D只儲存比前述電壓電位⑽少的夂 π :出=壓電位pvdr少的信號電荷不被讀出。 信號電荷δ=:二時刻t3，以光電二極刪再儲存 的咖信冑電荷和動=/^合/前述電子快門動作後儲存 者。 動心耗圍控制動作後儲存的HDM言號電荷 HDR信:2 ί ΞG =時間長而其光電變換傾向大， 存小信號的電荷時7Λ而 /、儲存儲存k間長的信號電荷 4^Η56 五、發明說明（21) 而其光電變換傾向大。對此，儲存大信號的電荷時 預定值以上的電荷（^1肫信號電荷）的光電變換傾向 子於 結果擴大了動態範圍。 圖7顯示圖1的CMOS影像感測器的光電變換特性_ ®中，對於產生到某一定值的信號電荷（拐點 的光輸入信號’因以ESR信號電荷被儲存而如以1 £域 示’光電變換傾向變大。對於產生比拐點大的信、號斤 ^區域的光輸入錢，因以HDR信號電荷被儲存何 線所示，光電變換傾向變小，高動態（DR)動作 ^點 上述ESR信號電荷儲存的光電變換傾向按電子 °月匕 儲存時間TS決定。 、1動作的 又’ HDR信號電荷儲存的光電變換傾向可按動能 制動作的儲存時間TD控制。 心把圍控 ，外，拐點可按讀出驅動信號0READn的電壓νΐ)^σν⑽ 之差控帝J。例如藉由將電子快門動作的儲 1/10，可將動態範圍再大幅擴大為1〇倍。 S鈿短到 此外，在圖i所示的CMOS影像感測器，由於 電路l〇a有效利用外部輸入脈衝信號使各種信號產=，所 以不會招致例如在脈衝選擇器2b等的明顯電 以低成本可實現非常高速的電子快門動作 '槟曰大， 號:電ΐ i ϊ R=可?藉控:㈣出 =值VDR1、VDR2、···中任意選擇般地T，將此彳γ數 動態範圍的特性。 战以任思變更
第24頁 471156 玉、發明說明（22) " --- 〈第二實施形態〉 圖8概略顯示關於本發明第二實施形態的放大型CMOS影 像感測器結構。 此CMOS影像感測器内裝具備雜訊消除功能的AD變換電路 2 1 ’將傳送到多數垂直信號線VL I N的類比信號以AD變換電 路2 1變換成數位信號而輸出到外部。 以下’以和圖1所示的CMOS影像感測器不同之點為中心 加以說明。 即’在圖8所示的CM〇s影像感測器中的ad變換電路2丨内 在水平方向配置各像素行連接於垂直信號線几“端部的比 較器CMP。此比較器CMP進行來自垂直信號線VLIN的類比信 號和基準信號產生電路22輸出的參考信號VREF的電壓比較 動作。此參考信號基本上係隨著時間經過而電壓上升下去 的斜波（RAMP) ’比較器CMP計算消除雜訊的信號電壓和參 考信號VREF電壓均衡的定時，鎖住其計算值，藉此將類比 信號換成1 0位元的數位信號。 又’比較器CMP為了和圖1中的雜訊消除電路同樣得到基 準電壓和信號電壓的差分，具有未圖示的抽樣保持用電容 器’在此處產生消除雜訊的信號電壓。 而且，在AD變換電路21内如和各像素行的比較器"？分 別對應般地在水平方向排列鎖定電路LATC[I及開關電路 SW °鎖定電路LATCH保持由比較器CMP所輸出的10位元的數 位信號，開關電路SW藉由根據由水平移位暫存器3所供應 的驅動信號（0 Hn脈衝）依次接通，將各鎖定電路LATCH保
第25頁 471156
持的數位信號依次讀出到其位元數分的條 DATAO〜DAU9。 歌们輸出k號線 計异信號ADCX、水平同步信號HAD從定時產生電路1〇b 入到如上述的AD變換電路21及基準信號產生兩 二 其動作。 私路“，控制 又，如圖示’將外部輸入脈衝信號0VR、/ES、 分HP直接輸入到三條垂直移位暫存器2、2〇、3〇亦可，但 將按範圍周期或水平周期所供應的外部輸入脈衝一 =、、_輸入到定時產生電路‘/在此 處產生内部脈衝信號而輸入到三條垂直移位暫存器2、 2 0、3 0 亦可。 。 此外，按照需要，將從外部輸入命令 路連接於定時產生電路1〇b，相械八入广現的Ρ π解碼電 m — 士 b根據命令解碼電路的輸出信 :调1疋犄產生電路1〇b或AD變 變更從定時產生電 治供應定時，可於 信號0 READi或動 5的電子快心 存時間TD變化時合 點㈣。這是根: READ到脈衝選擇实 動態範圍控制 471156 五、發明說明（24) ----- 讀出驅動信號彡READi到攝影區域，則因此時發生電源電 壓或接地電壓的搖晃而有產生雜訊跳入類比信號中之虞。 為了避免此，圖8的CMOS影像感測器透過在水平有效期^ 1電子快門脈衝信號0ESREAD或動態範圍控制脈衝信號 fDfREAD輸入前後，根據來自定時信號產生電路l〇b的計 异化號ADCK控制，可使AD變換電路21及基準信號產生電路 22的動作暫時停止。 例如在如圖1所示的CM0S影像感測器，在水平有效期間 將一 j平線分的類比信號依次讀出到水平信號線HUN，在 此處，外部供應脈衝信號，則起因於電源電壓或接地電壓 的搖晃而有雜訊跳入類比信號的可能性。 此在圖8所示的CMOS影像感測器，由於將類比信號 換成數位#號後，在水平有效期間將一水平線分的數 位^ *5虎讀出到輸出信號線DATA〇~DATA9，所以對於這種數 位信號，電源電壓或接地電壓的搖晃而雜訊跳入可幾乎忽 略不^。此外，關於AD變換前的類比信號也是在電子快門 =衝仏號p ESREAD或動態範圍控制脈衝信號《DRREAD輸入 =後，如圖8中的斜波RAMP的波形所示，藉由使人!）變換電 及基準^號產生電路22的動作暫時停止，可避免起因 於電源電壓或接地電壓的搖晃的雜訊跳入。 又關於未内裝AD變換電路2丨的如圖i所示的CM〇s影像 1 也是藉由設置修正雜訊跳入類比信號中的影響的修 株㈤路或使互相電氣分離的電源、接地電壓系統的電路部 此在一起等，可避免在水平有效期間的電子快門脈衝信 471156 五、發明說明（25) ------- 號彡ESREAD或動態範圍控制脈 泝雪厭+栻仏+广 脈衝信號彡DRREAD輸入時的帝 源電壓或接地電壓的搖晃而雜訊跳入。 荆八吋的电 此外，在各CMOS影像感測器，二 特別限於由4個電晶體和!個光：：構二各單位胞不 單元者，也可以形成由5個電二的-像素/- 二像素/ -單元的單位胞。再者 ：，體構成的 疋層璺光電變換機構的層疊型， 也叮以 的範圍内可各種變形實施。#他在不脫離本發明主旨 [發明之效果] 如上述，根據本發明之固態攝影裝置，可大 型CMOS影像感測器的動態範圍，可從小信號：： 限幅而得到良好的影像。 仏號不被 此外，根據本發明之固態攝影裝置，可一面 CM〇S影像感測器執行電子快門動作 而士 r彼 u勒忭面大幅擴大動熊範 圍，可從小信號到大信號不被限幅而得到良好的影：： [圖式之簡單說明] 史圖1為概略顯示關於本發明第一實施形態的放大型cM〇s 衫像感測器結構的方塊圖。 圖2為顯示圖1中的脈衝選擇器一例的電路圖。 3為說明声圖1的CM0S影像感測器的電子快門動 悲範圍控制（擴大）動作、讀出動作而顯示的定時波形圖。 ，圖4為顯示圖1的CM0S影像感測器的外部輸入 RUl、ESi、DRi的波形圖。 471156 五、發明說明（26) ----- ★圖5為顯示著眼於在圖1的CMOS影像感測器的攝影區域的 第η條水=線動作的信號的波形圖。 圖6為說明圖5中所示的時刻10〜t 3的光電二極體動作而 概略顯示截面構造及電壓電位變化之圖。 圖7為顯示圖1的CMOS影像感測器的光電變換特性一例的 特性圖。 圖8為概略顯示關於本發明第二實施形態的放大型CMOS 影像感測器結構的方塊圖。 圖9為概略顯示習知放大型CMOS影像感測器結構的方塊 圖。 圖1 〇為顯示圖9所示的固態影像感測器動作一例的定時 波形圖。 圖11為顯不圖10中的定時產生電路及垂直移位暫存器動 作例的定時波形圖。 。為概略顯示可電子快門動作的放大MCM0S影像感測 器結構的方塊圖。 圖13為顯示圖12中的+ 士 土 , 圖 Y的垂直移位暫存器動作的定時波形 [元件編號之說明] 單位胞 2 · 2b 讀出用垂直移位暫存器 ••脈衝選擇電路 ° 水平移位暫存器 讀取線
第29頁 471156 五、發明說明（27) 6…垂直選擇線 7…重設線 9…電源線 PD… 光電二極體 Ta… 垂直選擇電晶體（ 列選擇 電晶體） Tb… 放大電晶體 Td… 讀出電晶體（快門 閘電晶 體） T c… 重設電晶體 TL… 負載電晶體 TH… 水平選擇電晶體 VLIN …垂直信號線 HLIN …水平信號線 AMP · ••輸出放大電路 TSH · ••抽樣保持用電晶 體 Cc… 耦合電容器 C t… 電荷儲存用電容; 器 TCLP …電位固定用電， 晶體 VVL 、VVC…偏壓 10a · ••定時產生電路 1卜· 偏壓產生電路 20…電子快門用垂直移位暫存器 3 0…動態範圍控制用垂直移位暫存器 31 _"VREAD產生電路 ROi…垂直移位暫存器2的輸出信號（通常讀出用脈衝）
第30頁
ESi…垂直移位暫存器2〇的輸出信號（電子快門用脈衝） D R i…垂直移位暫存器3 〇的輸出號（動態範圍控制用脈 衝） 0 0 VP…切換控制信號 VDR、VDD…讀出驅動信號的電壓（讀出電壓VREAD) 令HP、0 CK…外部輸入脈衝信號 0ROREAD 、 0ESREAD 、《DSREAD 、 /RESET 、 0ADRES 、 0SH、^CLP、必 VP、HRS、HCK …脈衝信號
第31頁 471156 圖式簡單說明 第32頁

Claims (1)

  1. ^αΐ56 六、申請專利範圍 1· 一種固態攝影裝置，其特徵在於：具備 攝〜區域.在半導體基板上平面配 單位胞具備光電變換機橋· # @ Μ β 早 取 a ^ ^^ ^ 士 稱.先電變換往像素的入射光而儲 存k遗電何，t買出機橋·將健六 Μ Λ A i U椒稱·將儲存的k旒電荷讀出到檢出 ::t，放大機構··放大所讀出的電荷；並具有多數像素 列，及’ 山，：t電[切換電路··為了將施加於前述讀出機構的讀 出驅動信號按照内部控制 —電壓者。 ㈣…互相不同的多數電壓的任 2. —種固態攝影裝置，其特徵在於：呈備 單位=匕在半導體基板上平面配置單位胞而成，該 光電變換機構:光電變換到像素的入射光而儲 m，％出機構:將儲存的信號電荷讀出到檢出 及’放大機構··放大所讀出的電荷；並具有多數像素 πί條讀取線：肖在前述攝影區域的各像素列對應而 二二撫：向’以傳送驅動分別對應的像素列的單位胞的 各項出機構的讀出驅動信號； 產生電路：對於各像素列產生多數脈衝作為控制 在=多數像素列各個的讀出定時的脈衝信號； 脈衝；：L壓：：：路:為了使與前述多數脈衝中一部分 盥二 J施加於則述讀出機構的讀出驅動信號的電壓和 讀月數脈衝中其他脈衝對應而施加於前述讀出機構的 遺出驅動信號的電壓不同；及，
    第33頁 471156 六、申請專利範圍 一 * -- 設 多數垂，信號線：與在前述攝影區域的各像素行對應所 的信Ϊ1 方向傳送由各像素列的單位胞所分別輪出 2 t ϋ :範圍第2項之固態攝影裝置，*中前述脈 田 々二入產生動態範圍擴大讀出用脈衝及通常續出 用脈衝作為前述多數脈衝， q 吊喝出 前述讀出電壓切換電路將與前述 脈衝對應的讀出驅動信號的電壓設定在比；用 用脈衝對應的讀出驅動信號的電壓低的電壓 h貝出 4·如申請專利範圍第2項之固態 衝產生電路依次產生電子快 Y直t :甲則述脈 用脈衝及ϋ堂、衝、動悲範圍擴大讀出 用脈：及通吊碩出用脈衝作為前述多數脈衝， /丽述讀出電壓切換電路將與前述動態 脈衝對應的讀出驅動信號的電壓設二士 °貝出用 應的讀出驅動信號的電壓低的電壓。 ㊉喂出用脈衝對 5.如申請專利範圍第2項之固態攝影 垂直驅動機構：與由前述脈衝產 ^庙二中更具備 飨，夕^ 應靖出驅動仏號給前述多數條喊伽 線夕次驅動在前述攝影區域的各 =條咕取 6·如申嗜直刹r ms 像常列的讀出機構。 如甲响專利靶圍第5項之固態攝影 ， 义再 直驅動機構將與前述多數脈衝分別對/置^中則述垂 嬈都在水平驅動期間輸出。 μ、夕δ買出驅動信 7.如申請專利範圍第5項之固態攝影裝置，其中更具備 471156 六、申請專利範圍 AD變換器：將傳送到前述多數垂直信號線的信號變換成數 位信號， 前述垂直驅動機構在水平有效期間輸出與前述多數脈 衝分別對應的多數讀出驅動信號中的至少一個， 前述AD變換器在前述水平有效期間於輸出讀出驅動信 號時被控制成停止信號變換。 8.如申請專利範圍第5至7項中任一項之固態攝影裝置， 其中前述攝影區域更具有重設機構：重設讀出以前述光電 變換機構所儲存的電荷的檢出部的電荷； 前述垂直驅動機構在各讀出驅動信號之前供應為了驅 動前述重設機構的重設信號。
    第35頁
TW089127706A 1999-12-28 2000-12-22 Solid-state imaging pick-up device TW471156B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37547599A JP2001189893A (ja) 1999-12-28 1999-12-28 固体撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW471156B true TW471156B (en) 2002-01-01

Family

ID=18505579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089127706A TW471156B (en) 1999-12-28 2000-12-22 Solid-state imaging pick-up device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6947087B2 (zh)
JP (1) JP2001189893A (zh)
KR (1) KR100378502B1 (zh)
CN (1) CN1156916C (zh)
TW (1) TW471156B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI401949B (zh) * 2007-09-05 2013-07-11 Shimadzu Corp Solid - state photographic elements and photographic devices

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3011196B2 (ja) * 1998-07-29 2000-02-21 日本電気株式会社 イメージセンサ
JP2001189893A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP3750502B2 (ja) * 2000-08-03 2006-03-01 ソニー株式会社 固体撮像装置およびカメラシステム
US6759657B2 (en) * 2001-03-27 2004-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared sensor
US20050227941A1 (en) * 2001-12-17 2005-10-13 Karen Duff Sequestration of ass in the periphery in the absence of immunomodulating agent as a therapeutic approach for the treatment or prevention of beta-amyloid related diseases
US7242429B1 (en) * 2002-01-03 2007-07-10 Smal Camera Technologies Method for cancellation of the effect of charge feedthrough on CMOS pixel output
JP4132850B2 (ja) * 2002-02-06 2008-08-13 富士通株式会社 Ｃｍｏｓイメージセンサおよびその制御方法
JP3904111B2 (ja) * 2002-06-04 2007-04-11 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその信号処理方法
WO2004023796A1 (en) * 2002-09-09 2004-03-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of signal reconstruction, imaging device and computer program product
JP3641260B2 (ja) * 2002-09-26 2005-04-20 株式会社東芝 固体撮像装置
CN100334499C (zh) * 2002-12-03 2007-08-29 矽峰光电科技股份有限公司 图像摄取装置及其曝光控制方法
US7349019B2 (en) * 2003-07-30 2008-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state imaging device, camera, power supply device and method thereof
JP2005210693A (ja) * 2003-12-25 2005-08-04 Toshiba Corp 固体撮像装置、デジタルカメラ、及びデジタルビデオカメラ
CN1910910B (zh) * 2004-01-13 2010-09-08 松下电器产业株式会社 固体摄像器件及使用它的摄像机
JP4734847B2 (ja) * 2004-05-06 2011-07-27 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP4979195B2 (ja) * 2005-02-21 2012-07-18 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の駆動方法および撮像装置
JP4089911B2 (ja) * 2005-02-23 2008-05-28 三菱電機株式会社 画像入力装置
JP4855704B2 (ja) 2005-03-31 2012-01-18 株式会社東芝 固体撮像装置
JP5051994B2 (ja) * 2005-09-26 2012-10-17 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置
JP4649313B2 (ja) * 2005-10-28 2011-03-09 株式会社東芝 固体撮像装置
CN1956490B (zh) * 2005-10-28 2012-06-20 索尼株式会社 固态成像器件、驱动固态成像器件的方法和成像设备
JP4862473B2 (ja) 2005-10-28 2012-01-25 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置
US7952158B2 (en) 2007-01-24 2011-05-31 Micron Technology, Inc. Elevated pocket pixels, imaging devices and systems including the same and method of forming the same
JP4744343B2 (ja) * 2006-04-10 2011-08-10 ソニー株式会社 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法
JP4921911B2 (ja) * 2006-09-29 2012-04-25 オリンパス株式会社 固体撮像装置
US7940320B2 (en) * 2006-11-01 2011-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus and control method therefor having a field based varying horizontal cycle
JP4843461B2 (ja) 2006-11-13 2011-12-21 株式会社東芝 固体撮像装置
FR2910710B1 (fr) 2006-12-21 2009-03-13 St Microelectronics Sa Capteur d'image cmos a photodiode piegee a faible tension d'alimentation
JP5098502B2 (ja) * 2007-08-08 2012-12-12 株式会社ニコン 固体撮像装置
JP5063372B2 (ja) * 2008-01-07 2012-10-31 キヤノン株式会社 画像処理装置、制御方法、及びプログラム
JP5212022B2 (ja) 2008-10-30 2013-06-19 ソニー株式会社 固体撮像装置、撮像装置、画素駆動電圧適正化装置、画素駆動電圧適正化方法
JP2010183435A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP2010219624A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Toshiba Corp 画像信号処理装置及び画像信号処理方法
JP5127862B2 (ja) * 2010-03-24 2013-01-23 株式会社東芝 固体撮像装置
US10873716B2 (en) * 2018-11-05 2020-12-22 SmartSens Technology (HK) Co., Ltd. Dual row control signal circuit for reduced image sensor shading

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4974093A (en) * 1987-12-22 1990-11-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid state image-pickup device with expanded dynamic range
JP2853785B2 (ja) * 1992-01-30 1999-02-03 松下電子工業株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
US5572256A (en) * 1993-07-20 1996-11-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging apparatus
JP2931520B2 (ja) * 1993-08-31 1999-08-09 三洋電機株式会社 単板式カラービデオカメラの色分離回路
JP3385760B2 (ja) * 1994-02-21 2003-03-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
JP3352238B2 (ja) * 1994-07-26 2002-12-03 キヤノン株式会社 視線検出装置及びカメラ
EP0712238B1 (en) * 1994-11-11 1999-10-20 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Solid-state image pickup device and method of driving the same
JP3182303B2 (ja) * 1994-11-28 2001-07-03 三洋電機株式会社 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置
JPH08298624A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Sony Corp Ｃｃｄ撮像装置
US5654537A (en) * 1995-06-30 1997-08-05 Symbios Logic Inc. Image sensor array with picture element sensor testability
JP3847811B2 (ja) * 1995-06-30 2006-11-22 キヤノン株式会社 撮像装置
JPH0965217A (ja) * 1995-08-22 1997-03-07 Nec Corp 固体撮像装置およびその駆動方法
JPH0969978A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
US6274869B1 (en) * 1996-06-28 2001-08-14 Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. Digital offset corrector
US5892541A (en) * 1996-09-10 1999-04-06 Foveonics, Inc. Imaging system and method for increasing the dynamic range of an array of active pixel sensor cells
JP2812317B2 (ja) * 1996-11-21 1998-10-22 日本電気株式会社 固体撮像素子およびこれを用いた固体撮像装置
US6037577A (en) * 1997-03-11 2000-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Amplifying solid-state image pickup device and operating method of the same
US6606122B1 (en) * 1997-09-29 2003-08-12 California Institute Of Technology Single chip camera active pixel sensor
JP3466886B2 (ja) * 1997-10-06 2003-11-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置
TW439285B (en) * 1998-11-30 2001-06-07 Toshiba Corp Solid-state imaging device
JP4087971B2 (ja) * 1999-01-29 2008-05-21 東芝デジタルメディアエンジニアリング株式会社 固体撮像装置
US6646683B1 (en) * 1999-07-14 2003-11-11 Sony Corporation Iris control of a CCD camera using selective well dumping
JP2001189893A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 固体撮像装置
US6518910B2 (en) * 2000-02-14 2003-02-11 Canon Kabushiki Kaisha Signal processing apparatus having an analog/digital conversion function
US6635857B1 (en) * 2000-07-10 2003-10-21 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for a pixel cell architecture having high sensitivity, low lag and electronic shutter
JP3734717B2 (ja) * 2001-04-26 2006-01-11 富士通株式会社 イメージセンサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI401949B (zh) * 2007-09-05 2013-07-11 Shimadzu Corp Solid - state photographic elements and photographic devices

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010062753A (ko) 2001-07-07
JP2001189893A (ja) 2001-07-10
KR100378502B1 (ko) 2003-04-03
US20010005227A1 (en) 2001-06-28
US6947087B2 (en) 2005-09-20
CN1311533A (zh) 2001-09-05
CN1156916C (zh) 2004-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW471156B (en) Solid-state imaging pick-up device
CN108476297B (zh) 具有扩展的动态范围的图像传感器
KR100370530B1 (ko) 고체 촬상 장치
TW439285B (en) Solid-state imaging device
CN102340629A (zh) 成像装置、控制装置以及成像装置控制方法
TW200841721A (en) Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, and imaging device
TWI248763B (en) Solid-state imaging device and camera system
EP2071825A1 (en) Pixel read circuitry
CN106031160B (zh) 摄像元件、摄像装置、内窥镜以及内窥镜系统
JP2009206709A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
JP2002320143A (ja) 撮像装置
JP5456652B2 (ja) 固体撮像装置、撮像方法及び２足歩行ロボット
US7542083B2 (en) Read controller for image pick-up device and image pick-up apparatus
JP3875461B2 (ja) 固体撮像システム
JP5906596B2 (ja) 撮像装置
JP2013106224A (ja) 撮像装置
JPH11191863A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、固体撮像素子および固体撮像素子の駆動方法
JP2008187614A (ja) 撮影装置
JP2009044592A (ja) 固体撮像素子駆動装置及び撮像装置
US7274391B2 (en) CCD having improved flushing by reducing power consumption and creating a uniform dark field while maintaining low dark current
JP2018196015A (ja) 固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法
US10623642B2 (en) Image capturing apparatus and control method thereof with change, in exposure period for generating frame, of conversion efficiency
JP6213596B2 (ja) 撮像装置
JP2020127124A (ja) 撮像素子及びその制御方法、及び撮像装置
JP4753658B2 (ja) 撮影装置

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