JP2006060294A - Solid-state imaging element - Google Patents
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光電変換手段の開口面積を拡大可能であって、低電圧化も可能な固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device capable of enlarging an opening area of a photoelectric conversion means and capable of reducing a voltage.
従来公知のXYアドレス方式の固体撮像素子としてCMOS/LSI製造プロセスを流用したCMOS固体撮像素子が知られている。CMOS固体撮像素子は画素毎に図4に示すように、フォトダイオード(PD)121に蓄積された信号電荷をフローティングディフュージョン(FD)122に転送する転送トランジスタ123、FD122に蓄積された電荷をリセットするリセットトランジスタ124、画素120から信号が出力されるタイミングを制御する選択トランジスタ129、および信号を増幅する増幅トランジスタ125を備えるものである。
2. Description of the Related Art As a conventionally known XY address type solid-state image pickup device, a CMOS solid-state image pickup device using a CMOS / LSI manufacturing process is known. As shown in FIG. 4, the CMOS solid-state imaging device resets the charge accumulated in the
このような固体撮像素子において、画素毎にリセットした状態のFD122の電位と信号電荷が蓄積した状態のFD122の電位の差分をとることにより、画素毎の画像信号が取得される。
In such a solid-state imaging device, an image signal for each pixel is acquired by taking a difference between the potential of the
図5に示すように、従来公知の固体撮像素子における動作において、FD122の電位を所定のhigh電位にリセットした後でリセットトランジスタ124をOFFにすることによりFD122の電位は低下してしまう(符合D参照)。
As shown in FIG. 5, in the operation of a conventionally known solid-state imaging device, the potential of the
よってhigh電位から低下した電位と接地電位の差分が検出し得る画像信号の幅(符合W)に相当する。したがって、high電位は、実用上必要な画像信号の幅にFD122のリセットによる電位低下分を足した電位以上に定める必要があり、撮像素子全体の駆動電圧を低下させることは難しかった。この問題に対し、増幅トランジスタと選択トランジスタの配置を替えることにより、FD122の電位低下の軽減を図ることが提案されている(特許文献1)。
Therefore, the difference between the potential lowered from the high potential and the ground potential corresponds to the width (sign W) of the image signal that can be detected. Accordingly, the high potential needs to be set to be equal to or higher than the potential obtained by adding the potential decrease due to the reset of the
一方で、各画素120において光電変換を行うPD121が受光を行うための開口部の面積の割合が画素全体の面積に比べて大きいことが低ノイズ化、広ダイナミックレンジ化、および画素120の微細化に有利であるため、選択トランジスタ129を用いない構成が開示されている(特許文献2、および特許文献3)。
On the other hand, the ratio of the area of the opening for the
しかし、選択トランジスタ129を用いない場合はFD122の電位低下の軽減を図ることが出来なかったため、開口部の面積を大きくしながらFD122の電位低下を図ることは難しかった。
したがって、本発明では各画素に備えられる電子部品を減らすことが可能な新たな構成を有する撮像素子、FDの電位低下を軽減させることが可能な新たな構成を有する撮像素子、あるいは開口部の面積を大きくすることが可能でかつFDの電位低下を軽減させることが可能な撮像素子の提供を目的とする。 Therefore, in the present invention, an image sensor having a new configuration capable of reducing the number of electronic components provided in each pixel, an image sensor having a new configuration capable of reducing the potential drop of the FD, or the area of the opening An object of the present invention is to provide an imaging device capable of increasing the FD and reducing the potential drop of the FD.
本発明の固体撮像素子は、受光量に応じた電荷を発生させて蓄積する光電変換手段と、光電変換手段において蓄積された電荷を受取り受取った電荷に応じて電位が変わるフローティングディフュージョンと、光電変換手段で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、フローティングディフュージョンに受取られた電荷である受取り電荷をリセットしフローティングディフュージョンの電位をリセットするリセットトランジスタと、受取り電荷に応じた画素信号を出力する増幅トランジスタと、増幅トランジスタの主電極に接続され主電極への電圧印加のオンあるいはオフの切替え可能なアンプ電源と、リセットトランジスタによるフローティングディフュージョンの電位のリセット終了後にアンプ電源から増幅トランジスタの主電極への電圧印加がオンにされ、光電変換手段、フローティングディフュージョン、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、および増幅トランジスタが撮像面を構成する複数の画素毎に設けられることを特徴としている。このような構成により、フローティングディフュージョンの電位低下の軽減を図ることが可能となる。 The solid-state imaging device according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that generates and accumulates charges according to the amount of received light, a floating diffusion that changes in potential according to charges received and received by the photoelectric conversion unit, and photoelectric conversion. A transfer transistor that transfers the charge accumulated by the means to the floating diffusion, a reset transistor that resets the received charge that is received by the floating diffusion and resets the potential of the floating diffusion, and outputs a pixel signal corresponding to the received charge Amplification transistor, amplifier power supply connected to the main electrode of the amplification transistor and capable of switching on / off of voltage application to the main electrode, and amplifier power supply after the reset of the floating diffusion potential by the reset transistor Applying a voltage to the main electrode of the al amplifying transistor is turned on, the photoelectric conversion unit, a floating diffusion, a transfer transistor, a reset transistor, and an amplification transistor are characterized in that it is provided for each of a plurality of pixels constituting the imaging plane. With such a configuration, it is possible to reduce a decrease in potential of the floating diffusion.
また、本発明の固体撮像素子は受光量に応じた電荷を発生させて蓄積する光電変換手段と、光電変換手段において蓄積された電荷を受取るフローティングディフュージョンと、光電変換手段で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、フローティングディフュージョンに受取られた電荷である受取り電荷をリセットするリセットトランジスタと、受取り電荷に応じた画素信号を出力する増幅トランジスタとを備え、光電変換手段、フローティングディフュージョン、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、および増幅トランジスタが撮像面を構成する複数の画素毎に設けられる固体撮像素子において、増幅トランジスタから画素信号を読み出す単一の読出し線に複数の画素を構成する第1画素に設けられた第1増幅トランジスタと、複数の画素を構成する第2画素に設けられた第2増幅トランジスタとが接続され、第1画素に設けられる第1リセットトランジスタの主電極に接続され接地電位と接地電位より高い第1電位とに切替え可能な第1リセット電源と、第2画素に設けられた第2リセットトランジスタの主電極に接続され接地電位と接地電位より高い第2電位とに切替え可能な第2リセット電源とを備え、第1リセット電源が接地電位に切替えられた状態において第1画素に設けられる第1フローティングディフュージョンの電位を第1リセットトランジスタによって接地電位にリセットした後に、第2リセット電源を接地電位から第2電位に切替えた状態において第2画素に設けられる第2フローティングディフュージョンの電位を第2リセットトランジスタによって第2電位にリセットすることを特徴とする。このような構成により、従来、画素毎に設けられた選択トランジスタを省くことが可能となる。 In addition, the solid-state imaging device of the present invention includes a photoelectric conversion unit that generates and accumulates charges according to the amount of received light, a floating diffusion that receives charges accumulated in the photoelectric conversion unit, and a floating diffusion that accumulates charges accumulated by the photoelectric conversion unit. A transfer transistor for transferring to the semiconductor device, a reset transistor for resetting the received charge received by the floating diffusion, and an amplifying transistor for outputting a pixel signal corresponding to the received charge, a photoelectric conversion means, a floating diffusion, and a transfer transistor In the solid-state imaging device in which the reset transistor and the amplification transistor are provided for each of a plurality of pixels constituting the imaging surface, a single readout line for reading a pixel signal from the amplification transistor is provided in the first pixel constituting the plurality of pixels. The first amplification transistor connected to the second amplification transistor provided in the second pixel constituting the plurality of pixels is connected to the main electrode of the first reset transistor provided in the first pixel and connected to the ground potential and the ground. A first reset power supply that can be switched to a first potential higher than the potential; and a second reset potential that is connected to a main electrode of a second reset transistor provided in the second pixel and can be switched between a ground potential and a second potential higher than the ground potential. 2 reset power supply, and after resetting the potential of the first floating diffusion provided in the first pixel to the ground potential by the first reset transistor in a state where the first reset power supply is switched to the ground potential, The second floating diffusion provided in the second pixel in a state where the ground potential is switched to the second potential. Characterized by resetting the position to the second potential by a second reset transistor. With such a configuration, conventionally, it is possible to omit a selection transistor provided for each pixel.
また、第1リセットトランジスタ及び第2リセットトランジスタに、受取り電荷あるいはフローティングディフュージョンの電位をリセットさせるためのリセット信号を伝送する単一のリセット信号線を備えることが好ましい。更に、第1フローティングディフュージョンを接地電位にリセットしてから、第2リセット電源を接地電位から第2電位に切替えるまでの間リセット信号線にリセット信号を流し続けることが好ましい。第1リセットトランジスタ及び第2リセットトランジスタはリセット信号及び非リセット信号を単一のリセット信号線から取得しているため、リセット信号を流し続けることはリセット信号線の制御が簡単になるからである。 The first reset transistor and the second reset transistor preferably include a single reset signal line for transmitting a reset signal for resetting the received charge or the potential of the floating diffusion. Further, it is preferable that the reset signal is continuously supplied to the reset signal line after the first floating diffusion is reset to the ground potential until the second reset power source is switched from the ground potential to the second potential. This is because the first reset transistor and the second reset transistor obtain the reset signal and the non-reset signal from a single reset signal line, and thus continuing the reset signal simplifies control of the reset signal line.
本発明によれば、選択トランジスタを用いることなくFDの電位低下を軽減させることにより、画素における開口部の面積を大きくすることが出来る固体撮像素子の提供が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of increasing the area of an opening in a pixel by reducing the potential drop of the FD without using a selection transistor.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した固体撮像素子の全体構成を模式的に示した平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the overall configuration of a solid-state imaging device to which the first embodiment of the present invention is applied.
CMOS固体撮像素子10は撮像部11、垂直シフトレジスタ12、相関二重サンプリング/サンプルホールド(CDS/SH)回路13、水平シフトレジスタ14、および水平読出し線15により構成される。撮像部11と垂直シフトレジスタ12は直接接続され、水平読出し線15はCDS/SH回路13を介して撮像部11に接続される。
The CMOS solid-
撮像部11の撮像面には複数の画素20がマトリックス状に配列される。個々の画素20において信号電荷が生成される。被写体像全体の画像信号は撮像面すべての画素20の信号電荷に相当する画素信号の集合により構成される。生成した画素信号の読出しは画素20毎に行われる。読出しを行う画素20は垂直シフトレジスタ12および水平シフトレジスタ14により直接的あるいは間接的に選択される。
A plurality of
垂直シフトレジスタ12により画素20の行が選択される。選択された画素20から出力される画素信号がCDS/SH回路13により相関二重サンプリングされる。更にCDS/SH回路13に保持される画素信号は水平シフトレジスタ14により選択され、水平読出し線15に読み出される。水平読出し線15に読み出された画素信号は例えば、信号処理を行うコンピュータ(図示せず)に送られ、所定の処理が行われて被写体像全体の画像信号に加工される。
A row of
図2は本発明の第1の実施形態を適用した撮像素子の画素の構成を示す回路図である。i行j列にある第1画素20i、jについて説明するが、他の画素20も構成は同様である。第1画素20i、jには第1フォトダイオード(PD)21i、第1フローティングディフュージョン(FD)22i、第1転送トランジスタ23i、第1リセットトランジスタ24i、および第1増幅トランジスタ25iが設けられる。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a pixel configuration of the image sensor to which the first embodiment of the present invention is applied. The
第1PD21iには第1画素20i、jにおける受光量に応じて発生した電荷が蓄積される。第1転送トランジスタ23iのソースは第1PD21iに接続され、ドレインは第1FD22iに接続される。第1転送トランジスタ23iのゲートは、i行転送信号線26iに接続される。
In the
i行転送信号線26iは第1画素20i、jとi−1行j列にある画素(図示せず)の間を水平方向に延びる信号線であり、パルス状のON/OFF信号が交互に流される。i行転送信号線26iにON信号が流れる時、第1PD21iに蓄積された電荷は第1転送トランジスタ23iにより第1FD22iに転送される。第1FD22iでは電荷が受取られ、第1FD22iの電位は電荷に応じた電位に変わる。
The i-row transfer signal line 26 i is a signal line extending in the horizontal direction between the
第1リセットトランジスタ24iのソースは第1FD22iに接続され、ドレインはi行リセット電源線27iに接続される。第1リセットトランジスタ24iのゲートは、リセット信号線ΦRに接続される。i行リセット電源線27iは第1画素20i、jとi−1行j列にある画素の間を水平方向に延びる電源線であり、接地電位と接地電位より高い所定のhigh電位に切替え可能である。
The source of the first reset transistor 24 i is connected to the
なお、リセット電源線は各行毎に異なり、i+1行の画素におけるリセットトランジスタ24i+1はi+1行リセット電源線27i+1に接続される。一方リセット信号線ΦRに関しては、単一のリセット信号線ΦRが全画素20におけるリセットトランジスタに接続される。
The reset power supply line is different for each row, and the reset transistor 24 i + 1 in the pixel in the i + 1 row is connected to the i + 1 row reset
リセット信号線ΦRにON信号が流れる時、第1FD22iに受取られた電荷は第1リセットトランジスタ24iによってi行リセット電源線27iに掃き出されてリセットされる。また第1FD22iの電位はi行リセット電源線27iの電位にリセットされる。
When flowing ON signal to the reset signal line [Phi R, charge received to the 1FD22 i is reset swept out to the i row reset
第1増幅トランジスタ25iのゲートは第1FD22iに接続され、ソースはj列垂直読出し線28jに接続される。垂直読出し線28jはCDS/SH回路13に接続される。第1増幅トランジスタ25iのドレインはアンプ電源VDAに接続される。アンプ電源VDAはON/OFFの切替えが可能である。
The gate of the
アンプ電源VDAがONになる時、第1増幅トランジスタ25iのドレイン−ソース間に電圧が印加される。電圧が印加されることにより、第1増幅トランジスタ25iがONとなり、第1FD22iにおいて受取られた電荷に応じた信号電圧が画素信号としてj列垂直読出し線28jに出力可能となる。
When the amplifier power supply V DA is turned on, a voltage is applied between the drain and source of the
なお、i行リセット電源線27i、i行転送信号線26i、リセット信号線ΦR、及びアンプ電源VDAは垂直シフトレジスタ12に接続される。i行リセット電源線27iの電位、i行転送信号線26iとリセット信号線ΦRに流れるON/OFF信号、及びアンプ電源VDAのON/OFFは垂直シフトレジスタ12により制御される。
The i-row reset
第1増幅トランジスタ25iから出力された信号電圧はCDS/SH回路13にサンプルホールドされる。CDS/SH回路13はそれぞれON/OFFの切替え信号が流される第1サンプルホールド(SH)信号線161、第2サンプルホールド(SH)信号線162、および第3サンプルホールド(SH)信号線163が接続される。
The signal voltage output from the
第1SH信号線161にON信号が流れる時、リセットされた第1FD22iの電位に応じた第1信号がサンプルホールドされる。第2SH信号線162にON信号が流れる時、第1FD22iが第1PD21iから電荷を受取った状態における第1FD22iの電位に応じた第2信号がサンプルホールドされる。第3SH信号線163にON信号が流れる時、第1信号から第2信号を減算した第3信号がサンプルホールドされる。
When flowing ON signal to the
CDS/SH回路13の出力側はj列選択トランジスタ17jのソースと接続される。j列選択トランジスタ17jのドレインは水平読出し線15に接続され、ゲートは水平シフトレジスタ14に接続される。j列選択トランジスタ17jのゲートにはパルス状のON/OFF信号が水平シフトレジスタ14から流される。j列選択トランジスタ17jのゲートにON信号が流される時、CDS/SH回路13にサンプルホールドされた第3信号が水平読出し線15に出力される。
The output side of the CDS /
上述のような構成である撮像素子10の動作及びFD22iの電位について次に図3のタイミングチャートにより説明する。図2に示すi行j列にある第1画素20i、jにおける動作と第1FD22iの電位を例として説明する。
Next, the operation of the
まず、t1のタイミングにおいてi行リセット電源線27iの電位は接地電位であり、リセット信号線ΦRにON信号が流れて第1リセットトランジスタ24iがONの状態にあることにより第1FD22iの電位が接地電位にリセットされている。そしてt2のタイミングでリセット信号線ΦRにON信号が流れたままi行リセット電源線27iの電位がhigh電位に切替えられ、第1FD22iの電位はhigh電位にリセットされる。
First, at the timing t1, the potential of the i-row reset
次に、t3のタイミングではリセット信号線ΦRにOFF信号が流れて第1リセットトランジスタ24iがOFFとなることにより、第1リセットトランジスタ24iのゲートと第1FD22iの容量結合等により第1FD22iの電位は低下する(符号D参照)。
Next, at the timing of t3, an OFF signal flows through the reset signal line Φ R and the first reset transistor 24 i is turned OFF, so that the
そしてt4のタイミングでアンプ電源VDAがONとなると、アンプ電源VDAと第1増幅トランジスタ25iとの間のノードと第1FD22iとの容量結合により第1FD22iの電位は上昇する(符号U参照)。したがって、リセットトランジスタをOFFにすることによる第1FD22iの電位低下が軽減されるので、リセット電源線のhigh電位を低く定めることが可能となる。
The amplifier power supply V DA at timing t4, when it comes to ON, the node and the potential of the 1FD22 i by capacitive coupling between the first 1FD22 i between the amplifier power supply V DA and first amplifying
t5のタイミングで第1SH信号線161にON信号を流し、リセットした時の第1FD22のi電位に応じた第1信号のサンプルホールドが行われる。t6のタイミングで第1転送トランジスタ23iがONとなり、第1PD21iで蓄積した電荷が第1FD22iに蓄積される。
At time t5, an ON signal is sent to the first
次に第1転送トランジスタ23iをOFFにした後のt7のタイミングで、第2SH信号線162にON信号が流され、電荷を蓄積した時の第1FD22iの電位に応じた第2信号がCDS/SH回路13にサンプルホールドされる。第2信号のサンプルホールドの終了後にアンプ電源VDAはOFFに切替えられる。なお、アンプ電源VDAをOFFに切替えられた後に第2信号と第1信号の差分である第3信号がサンプルホールドされ、水平読出し線15に出力される。
Next, at a timing t7 after the
次にt8のタイミングでリセット信号線ΦR及びi行転送信号線26iにON信号を流し、第1リセットトランジスタ24i及び第1転送トランジスタ23iをONにすることにより第1FD22iがリセットされる。次にt9のタイミングで、第1リセットトランジスタ24iがONのままi行リセット電源線27iの電位が接地電位に切替えられることにより、第1FD22iの電位は接地電位にリセットされる。
Next, at timing t8, an ON signal is sent to the reset signal line Φ R and the i-row transfer signal line 26 i , and the
第1FD22iの電位を接地電位にリセットすることにより、それ以後にアンプ電源VDAがONとなっても第1増幅トランジスタ25iの出力は接地電位のまま変わらない。画素信号の読出しを行う画素の選択はリセット電源線の電位の切替えにより行うことが可能であり、従来画素内に設ける必要のあった選択トランジスタが不要となる。
By resetting the potential of the
次にt10のタイミングではt2のタイミングと同様にリセット信号線ΦRにON信号が流れたまま、i+1行リセット電源線27i+1の電位が接地電位からhigh電位に切替えられ、j列垂直読出し線28jに接続された第2増幅トランジスタ25i+1を有するi+1行j列にある第2画素20i+1、jにおける第2FD22i+1の電位はhigh電位にリセットされる。以後第2画素20i+1、jにおいてt3〜t9と同様の動作が行われる。まったく同様の動作が全画素20において行われ、全画素20からの画素信号が得られる。
Next, at the timing of t10, the potential of the i + 1 row reset
以上のように本実施形態の撮像素子によれば、撮像素子の駆動電圧の低減化が可能である。また従来の撮像素子(図4参照)と比べてトランジスタを減らすことが可能であり、画素において一つのトランジスタが占めていた面積をPD21iが受光するための開口に使用することが出来るため、開口を広げることが可能となる。これによりノイズの低下や広ダイナミックレンジ化を図ることが可能となる。
As described above, according to the image sensor of this embodiment, the drive voltage of the image sensor can be reduced. Further, the number of transistors can be reduced as compared with the conventional imaging device (see FIG. 4), and the area occupied by one transistor in the pixel can be used as an opening for the
あるいは、開口の面積を変えない場合において画素に占めていたトランジスタの面積が減るので、画素の面積を低減させることも可能となる。すなわち各画素20の微細化が可能で、撮像素子10全体の小型化、あるいは撮像素子10全体の画素数の増加を図ることが可能である。
Alternatively, when the area of the opening is not changed, the area of the transistor occupied in the pixel is reduced, so that the area of the pixel can be reduced. That is, each
なお、本実施形態において、各画素に設けられたトランジスタ23i、24i、25i、およびj列選択トランジスタ17jはnチャンネル型であるが、pチャンネル型であってもよい。ただし、pチャンネル型である場合は、各トランジスタ23i、24i、25i、および17jの接続において電圧の高低を入れ替える必要がある。したがって、いずれのトランジスタであってもリセットトランジスタ24iあるいは増幅トランジスタ25iの主電極、すなわちドレインまたはソースがアンプ電源VDAに接続される。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において全画素の増幅トランジスタは単一のアンプ電源に接続されるが、行毎に異なるアンプ電源に接続され、アンプ電源毎にON/OFFの切替えが可能な構成であってもよい。同一の垂直信号線に接続される複数の増幅トランジスタに電圧を印加するアンプ電源が異なっていれば、全画素に設けられるリセットトランジスタを単一のリセット電源線に接続しても本実施形態と同様の効果が得られる。 In this embodiment, the amplification transistors of all the pixels are connected to a single amplifier power supply. However, even if the amplifier transistor is connected to a different amplifier power supply for each row and can be switched ON / OFF for each amplifier power supply. Good. If the amplifier power supply for applying a voltage to a plurality of amplification transistors connected to the same vertical signal line is different, the reset transistors provided in all the pixels can be connected to a single reset power supply line as in this embodiment. The effect is obtained.
単一のリセット電源線を用いる場合、全画素のリセットトランジスタの電位が同時に切替えられ、画素信号を読み出す画素以外の画素のFDの電位が接地電位から変化してしまい、画素信号を読み出す画素の正確な画素信号を読み出すことが出来ない。しかし、読み出す画素に設けられた増幅トランジスタに接続されたアンプ電源のみONにすれば、正確な画素信号を読み出すことが可能となる。 When a single reset power supply line is used, the reset transistor potentials of all the pixels are simultaneously switched, and the FD potentials of the pixels other than the pixel that reads the pixel signal change from the ground potential. Cannot read out pixel signals. However, if only the amplifier power source connected to the amplification transistor provided in the pixel to be read is turned on, an accurate pixel signal can be read.
なお、本実施形態においてリセット信号線は全リセットトランジスタに対して単一の信号線であるが、画素毎に異なっていても本実施形態により得られる効果と同じ効果が得られる。 In this embodiment, the reset signal line is a single signal line for all the reset transistors, but the same effect as that obtained by this embodiment can be obtained even if the reset signal line is different for each pixel.
また、本実施形態において、撮像面における画素20の配列はマトリックス状であるが、2次元状のいかなる配列であってもよい。また、本実施形態における撮像素子はCMOS固体撮像素子であるが、XYアドレス方式をとるいかなる固体撮像素子にも適用可能である。
In the present embodiment, the arrangement of the
10 CMOS固体撮像素子
11 撮像部
20 画素
21i 第1フォトダイオード(PD)
22i 第1フローティングディフュージョン(FD)
23i 第1転送トランジスタ
24i 第1リセットトランジスタ
25i 第1増幅トランジスタ
26i i行転送信号線
27i i行リセット電源線
27i+1 i+1行リセット電源線
ΦR リセット信号線
VDA アンプ電源
DESCRIPTION OF
22 i 1st floating diffusion (FD)
23 i first transfer transistor 24 i
Claims (5)
前記光電変換手段において蓄積された電荷を受取るフローティングディフュージョンと、
前記光電変換手段で蓄積した電荷を前記フローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、
前記フローティングディフュージョンに受取られた電荷である受取り電荷と前記フローティングディフュージョンの電位とをリセットするリセットトランジスタと、
前記受取り電荷に応じた画素信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタの主電極に接続され、前記主電極への電圧印加のオンあるいはオフの切替え可能なアンプ電源と、
前記リセットトランジスタによる前記フローティングディフュージョンの電位のリセット終了後に、前記アンプ電源から前記増幅トランジスタの主電極への電圧印加がオンにされ、
前記光電変換手段、前記フローティングディフュージョン、前記転送トランジスタ、前記リセットトランジスタ、および前記増幅トランジスタが撮像面を構成する複数の画素毎に設けられる
ことを特徴とする固体撮像素子。 Photoelectric conversion means for generating and storing charges according to the amount of received light; and
Floating diffusion for receiving the charge accumulated in the photoelectric conversion means;
A transfer transistor for transferring the charge accumulated in the photoelectric conversion means to the floating diffusion;
A reset transistor that resets a received charge that is a charge received by the floating diffusion and a potential of the floating diffusion;
An amplification transistor that outputs a pixel signal according to the received charge;
An amplifier power supply connected to the main electrode of the amplification transistor and capable of switching on or off the voltage application to the main electrode;
After the reset of the potential of the floating diffusion by the reset transistor, the voltage application from the amplifier power supply to the main electrode of the amplification transistor is turned on,
The solid-state imaging device, wherein the photoelectric conversion means, the floating diffusion, the transfer transistor, the reset transistor, and the amplification transistor are provided for each of a plurality of pixels constituting an imaging surface.
前記光電変換手段、前記フローティングディフュージョン、前記転送トランジスタ、前記リセットトランジスタ、および前記増幅トランジスタが撮像面を構成する複数の画素毎に設けられる固体撮像素子において、
前記増幅トランジスタから前記画素信号を読み出す単一の読出し線に、前記複数の画素を構成する第1画素に設けられる第1増幅トランジスタと、前記複数の画素を構成する第2画素に設けられる第2増幅トランジスタとが接続され、
前記第1画素に設けられる第1リセットトランジスタの主電極に接続され、接地電位と接地電位より高い第1電位とに切替え可能な第1リセット電源と、
前記第2画素に設けられた第2リセットトランジスタの主電極に接続され、接地電位と接地電位より高い第2電位とに切替え可能な第2リセット電源とを備え、
前記第1リセット電源が接地電位に切替えられた状態において前記第1画素に設けられる第1フローティングディフュージョンの電位を前記第1リセットトランジスタによって接地電位にリセットした後に、前記第2リセット電源を接地電位から前記第2電位に切替えた状態において前記第2画素に設けられる第2フローティングディフュージョンの電位を前記第2リセットトランジスタによって前記第2電位にリセットする
ことを特徴とする固体撮像素子。 Photoelectric conversion means for generating and accumulating charges according to the amount of received light; a floating diffusion for receiving the charges accumulated in the photoelectric conversion means; and a transfer transistor for transferring the charges accumulated in the photoelectric conversion means to the floating diffusion A reset transistor that resets a received charge that is a charge received by the floating diffusion, and an amplification transistor that outputs a pixel signal corresponding to the received charge,
In the solid-state imaging device in which the photoelectric conversion means, the floating diffusion, the transfer transistor, the reset transistor, and the amplification transistor are provided for each of a plurality of pixels constituting the imaging surface.
A single readout line for reading out the pixel signal from the amplification transistor, a first amplification transistor provided in a first pixel constituting the plurality of pixels, and a second provided in a second pixel constituting the plurality of pixels. Connected to the amplification transistor,
A first reset power source connected to a main electrode of a first reset transistor provided in the first pixel and capable of switching between a ground potential and a first potential higher than the ground potential;
A second reset power source connected to a main electrode of a second reset transistor provided in the second pixel and switchable between a ground potential and a second potential higher than the ground potential;
In a state where the first reset power source is switched to the ground potential, the potential of the first floating diffusion provided in the first pixel is reset to the ground potential by the first reset transistor, and then the second reset power source is changed from the ground potential. A solid-state imaging device, wherein a potential of a second floating diffusion provided in the second pixel is reset to the second potential by the second reset transistor in a state of switching to the second potential.
前記第1リセットトランジスタによる前記受取り電荷のリセット終了後に、前記アンプ電源から前記第1増幅トランジスタの主電極への電圧印加が、あるいは前記第2リセットトランジスタによる前記受取り電荷のリセット終了後に前記アンプ電源から前記第2増幅トランジスタの主電極への電圧印加がオンにされる
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子。 An amplifier power supply connected to the main electrodes of the first amplification transistor and the second amplification transistor and capable of switching on or off the voltage application to the main electrode;
After the reset of the received charge by the first reset transistor is completed, voltage application from the amplifier power supply to the main electrode of the first amplification transistor or from the amplifier power supply after the reset of the received charge by the second reset transistor is completed. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein voltage application to the main electrode of the second amplification transistor is turned on.
5. The reset signal is continuously supplied to the reset signal line after the first floating diffusion is reset to the ground potential until the second reset power source is switched from the ground potential to the second potential. The solid-state image sensor described in 1.
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