DE4409835C2 - Festkörperbildsensor und Treiberverfahren dafür - Google Patents
Festkörperbildsensor und Treiberverfahren dafürInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Festkörperbild
sensor, und genauer auf eine Verbesserung eines Bildsensors des
AMI (intelligenter verstärkter MOS) Typs, und auf ein Treiber
verfahren dafür.
Den Anstieg in der Auflösung in der horizontalen Richtung und
den Anstieg in der Dichte bisheriger Bildsensoren wiedergebend,
wird die Fläche eines Pixels (Bildpunkt) in einem Bildsensor
minimiert, wodurch die Menge des einfallenden Lichtes pro 1 Pi
xel reduziert wird. Als ein Ergebnis wird die Intensität eines
Signals, das aus einem Bildsensor ausgelesen wird, reduziert,
was zu einer Verminderung des SN-Verhältnisses (Signal/Rausch-
Verhältnis) führt. Es wird als wünschenswert betrachtet, einen
AMI-Typ Bildsensor zu verwenden, um solche Probleme zu überwin
den.
Fig. 33 ist ein Ersatzschaltbild eines typischen AMI-Typ Bild
sensors. Wie Fig. 33 zeigt, weist ein Bildsensor ein photoelek
trisches Umwandlungselement 31, das durch einen pn-Übergang ge
bildet wird, einen MOS-Transistor 32 zur Verstärkung, einen Ver
tikalauswahl-MOS-Transistor 33, einen MOS-Transistor 34 zum Zu
rücksetzen des photoelektrischen Umwandlungselementes 31, eine
horizontale Stromversorgungsleitung 35 zum Zuführen von Strom zu
einem Pixel mit den funktionalen Elementen 31 bis 34,
eine Vertikalauswahlleitung 36 zur Auswahl von Pixeln, die in
der vertikalen Richtung angeordnet sind, eine vertikale Signal
leitung 37, die in der vertikalen Richtung angeordnet ist, einen
Horizontalauswahl-MOS-Transistor 38 zur Auswahl von Pixeln, die
in der horizontalen Richtung angeordnet sind, eine horizontale
Signalleitung 39, einen I/V-Umwandlungsverstärker 40 zur Umwand
lung eines Signalstromes in Spannung, eine horizontale Abtast
schaltung (horizontaler Scanner) 41 und eine vertikale Abtast
schaltung (vertikaler Scanner) 42 auf.
Aus Digest of Technical Papers, IEEE International Solid-State
Circuits Conference, 1990, S. 212, 213 ist ein Bildsensor mit
einer Mehrzahl von Pixeln bekannt, dessen Aufbau im wesentlichen
die oben bezüglich Fig. 33 beschriebenen Elemente aufweist.
Aus der EP 0 481 373 A2 ist ein Bildsensor mit einer Mehrzahl von
Pixeln bekannt, bei dem ein 1-Bit-CCD-Element mit einem MOS-
Transistor zum Zurücksetzen des CCD-Elements und einem MOS-Tran
sistor zur Verstärkung verbunden ist. Der MOS-Transistor zur
Verstärkung ist mit einer mit einem Puffer-Verstärker verbundenen
vertikalen Signalleitung verbunden. Das Gate des Vertikalauswahl-
MOS-Transistors des CCD-Elements ist mit einer Vertikalauswahl
leitung, die von einem Vertikal-Scanner angesteuert wird, ver
bunden.
Fig. 34 ist ein Ersatzschaltbild zur Beschreibung des Betriebes
eines willkürlichen Pixels des Bildsensors aus Fig. 33, und Fig.
35 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebes des
Pixels aus Fig. 34. Die Signale in entsprechenden Positionen,
die in Fig. 34 durch verschiedene Bezugszeichen dargestellt
sind, sind in Fig. 35 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In
Fig. 35 ist ein Zeitraum 1H ein horizontaler Zeitraum in einem
allgemeinen Fernsehsystem, ein Zeitraum H-BLK ist ein horizonta
ler Schwarztastzeitraum bzw. Austastzeitraum, und ein Zeitraum-
AUSLESEN entspricht einem Signal-Lesezeitraum. Die Takte V1 und
H1 stellen schematisch Takte dar, die der vertikalen Abtast
schaltung (V-Scanner) 42 bzw. der horizontalen Abtastschaltung
(H-Scanner) 41 zugeführt werden.
Zum Zeitpunkt T0 erreichen die Vertikalauswahlleitung 36 (VS)
und die horizontale Stromversorgungsleitung 35 (VL) ein hohes
Niveau, und die Transistoren 32 und 33 werden leitend. Da die
Ausgabe des photoelektrischen Umwandlungselementes 31 mit der
Gateelektrode des Transistors 32 verbunden ist, wird der Transi
stor 32 mit einer Impedanz, die von einem Ausgabepotential Vpd
des photoelektrischen Umwandlungselementes 31 abhängt, leitend.
Zum Zeitpunkt T1 während eines horizontalen Auslesezeitraums
AUSLESEN, wenn das Signal Hi ein hohes Niveau erreicht, damit
der Horizontalauswahl-MOS-Transistor 38 einen leitenden Zustand
erreicht, wird die vertikale Signalleitung 37 elektrisch mit dem
I/V-Umwandlungsverstärker verbunden, wodurch ein Signalstrom,
der dem Potential Vpd des photoelektrischen Umwandlungselementes
31 entspricht, als ein Spannungssignal ausgelesen wird. Zum
Zeitpunkt T2 während des nächsten horizontalen Zeitraums,
erreicht die Vertikalauswahlleitung 36 (VR) der nachfolgenden
Zeile ein hohes Niveau, wodurch das photoelektrische Umwand
lungselement 31 auf ein Spannungsniveau von Vreset zurückgesetzt
wird, das von der horizontalen Stromversorgungsleitung 35 über
den MOS-Transistor 34 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt T3 des näch
sten horizontalen Zeitraums erreicht das photoelektrische Um
wandlungselement 31 einen Speichermodus, der eine in Abhängig
keit von einfallendem Licht erzeugte Signalladung integriert.
Bei einem allgemeinen Zwischenzeilenabtastbetrieb des Bildsen
sors wird eine erste Pixelgruppe von alternierenden bzw. sich
abwechselnden Linien in einem Feld A abgetastet bzw. gescannt
und eine zweite Pixelgruppe der anderen alternierenden Linien
wird in einem Feld B abgetastet.
Bei einem herkömmlichen Bildsensor wird das Zurücksetzen des
photoelektrischen Umwandlungselementes 31 durch die Vertikalaus
wahlleitung 36 einer nachfolgenden Zeile, wie in Fig. 33 ge
zeigt, ausgeführt, um die Anzahl der Verdrahtungen, die in einem
Pixelfeld angeordnet ist, zu reduzieren und um die Integrations
dichte zu erhöhen. Bei dem Bildsensor aus Fig. 33 wird die
zweite Pixelgruppe während des Abtastbetriebes der ersten Pixel
gruppe beim Auslesen von Feld A zurückgesetzt, so daß die Si
gnalladung in der zweiten Pixelgruppe nicht verwendet werden
kann. Vergleichbar wird die erste Pixelgruppe während des Ab
tastbetriebes der zweiten Pixelgruppe beim Auslesen von Feld B
zurückgesetzt, so daß die Signalladung der ersten Pixelgruppe
nicht verwendet werden kann. Das bedeutet, daß das Zwei-Linien-
Kombinationsauslesen, das in einem CCD Bildsensor zur Verbesse
rung der Signalintensität realisiert ist, bei dem AMI-Typ Bild
sensor aus Fig. 33 nicht möglich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen AMI-Typ Bildsen
sor mit hoher Integrationsdichte, der ein Zwei-Linien-Kombinati
onsauslesen ermöglicht, und ein Treiberverfahren dafür zu ermög
lichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Bildsensor nach Anspruch 1
oder 4 oder ein Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 oder 15 oder
19.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge
kennzeichnet.
Ein Bildsensor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist eine Mehrzahl von Pixeln auf, wobei jedes Pixel ein photo
elektrisches Umwandlungselement, einen ersten MOS-Transistor mit
einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement
verbunden ist, einen zweiten MOS-Transistor, der in Reihe mit
dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und einen dritten MOS-
Transistor, der in Reihe mit dem photoelektrischen Umwandlungs
element verbunden ist. Die Schwellspannung des dritten MOS-Tran
sistors ist höher als die Schwellspannung des zweiten MOS-Tran
sitors eingestellt.
Ein Bildsensor nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung weist eine Mehrzahl von Pixeln auf, die in einer Matrix mit
einer Mehrzahl von Zeilen entlang der horizontalen Richtung und
einer Mehrzahl von Spalten entlang der vertikalen Richtung ange
ordnet sind. Jedes der Pixel in einer ersten Gruppe von Zeilen
von alternierenden (sich abwechselnden) Zeilen weist ein photo
elektrisches Umwandlungselement, einen ersten MOS-Transistor mit
einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement
verbunden ist, einen zweiten MOS-Transistor, der in Reihe mit
dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und einen dritten MOS-
Transistor, der in Reihe mit dem photoelektrischen Umwandlungs
element verbunden ist, auf. Jedes der Pixel in einer zweiten
Gruppe von Zeilen der entsprechenden anderen der alternierenden
Zeilen weist ein photoelektrisches Umwandlungselement auf.
Weiter ist ein vierter MOS-Transistor ausgebildet, der ein
photoelektrisches Umwandlungselement der ersten Gruppe und ein
photoelektrisches Umwandlungselement der zweiten Gruppe, die in
einer Spalte benachbart sind, verbindet.
Entsprechend einem Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit
einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer Matrix mit einer
Mehrzahl von Zeilen in der horizontalen Richtung und einer Mehr
zahl von Spalten in der vertikalen Richtung angeordnet sind, wo
bei jedes der Pixel in einer ersten Gruppe von Zeilen von alter
nierenden Zeilen ein photoelektrisches Umwandlungselement, einen
ersten MOS-Transistor mit einem Gate, das mit dem photoelektri
schen Element verbunden ist, einen zweiten MOS-Transistor, der
in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und einen
dritten MOS-Transistor, der in Reihe mit dem photoelektrischen
Umwandlungselement verbunden ist, aufweist und jedes der Pixel
in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen alternierenden
Zeilen ein photoelektrisches Element aufweist, und der Bildsen
sor weiter einen vierten MOS-Transistor zum Verbinden eines pho
toelektrischen Umwandlungselementes einer ersten Gruppe mit ei
nem in einer Spalte benachbarten photoelektrischen Umwandlungs
element einer zweiten Gruppe aufweist, weist die folgenden
Schritte auf: Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer
ausgewählten Zeile, Kombinieren der Signalladung, die in der
ersten und der zweiten Gruppe von mit dem ausgewählten vierten
MOS-Transistor verbundenen photoelektrischen Umwandlungsele
menten gespeichert ist, innerhalb eines photoelektrischen
Umwandlungselementes der ersten Gruppe, Leitendmachen des
anderen vierten MOS-Transistors, der mit jedem photoelektrischen
Umwandlungselement der zweiten Gruppe, das mit dem ausgewählten
vierten MOS-Transistor verbunden ist, verbunden ist und,
Auslesen der Ladung, die in dem photoelektrischen Umwandlungselement
der ersten Gruppe, das mit der Zeile des ausgewählten
vierten MOS-Transistors verbunden ist, kombiniert ist.
Ein Verfahren zum Treiben eines Bildsensors nach einer anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte
auf: Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausge
wählten Zeile, Kombinieren der in den photoelektrischen Umwand
lungselementen von mit einem ausgewählten vierten MOS-Transistor
verbundenen ersten und zweiten Gruppe gespeicherten Signalladung
in einem photoelektrischen Umwandlungselement einer ersten
Gruppe, Leitendmachen des vierten MOS-Transistors einer der aus
gewählten Zeile in der Vorwärtsrichtung des vertikalen Abtastens
des vierten MOS-Transistors nachfolgenden Zeile, Kombinieren der
Signalladung, die in den photoelektrischen Umwandlungselementen
der ersten und zweiten Gruppe, die mit dem vierten MOS-
Transistor der nachfolgenden Zeile verbunden sind, gespeicherten
Signalladung innerhalb des photoelektrischen Um
wandlungselementes der ersten Gruppe, Leitendmachen des anderen
vierten MOS-Transistors, der mit jedem photoelektrischen Umwand
lungselement der ersten Gruppe, die mit dem vierten MOS-Transi
stor der ausgewählten Zeile verbunden ist, verbunden ist, und
Auslesen der Ladung, die innerhalb des photoelektrischen Umwand
lungselementes der ersten Gruppe, das mit der Zeile des ausge
wählten vierten MOS-Transistors verbunden ist, kombiniert ist.
Das Verfahren zum Treiben eines Bildsensors nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten i-ten Zeile, Kombinieren der Signalladung, die in einem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe einer j-ten Zeile und einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe einer k-ten Zeile, die mit dem vierten MOS-Transistor der i-ten Zeile verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelek trischen Umwandlungselement der j-ten Zeile, Leitendmachen der zwei vierten MOS-Transistoren, die mit den Seiten des photoelek trischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe der (j-1)-ten Zeile verbunden sind, und Auslesen der Ladung, die in dem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe der j-ten Zeile kombiniert ist, wobei i, j und k die Zeilenzahl des vier ten MOS-Transistors in der Vorwärtsrichtung eines vertikalen Ab tastbetriebes, die Zeilenzahl der photoelektrischen Umwandlungs elememte der ersten Gruppe bzw. die Zeilenzahl der photoelektri schen Umwandlungselemente der zweiten Gruppe darstellen.
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten i-ten Zeile, Kombinieren der Signalladung, die in einem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe einer j-ten Zeile und einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe einer k-ten Zeile, die mit dem vierten MOS-Transistor der i-ten Zeile verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelek trischen Umwandlungselement der j-ten Zeile, Leitendmachen der zwei vierten MOS-Transistoren, die mit den Seiten des photoelek trischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe der (j-1)-ten Zeile verbunden sind, und Auslesen der Ladung, die in dem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe der j-ten Zeile kombiniert ist, wobei i, j und k die Zeilenzahl des vier ten MOS-Transistors in der Vorwärtsrichtung eines vertikalen Ab tastbetriebes, die Zeilenzahl der photoelektrischen Umwandlungs elememte der ersten Gruppe bzw. die Zeilenzahl der photoelektri schen Umwandlungselemente der zweiten Gruppe darstellen.
Entsprechend einem Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit
einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer Matrix mit einer Mehr
zahl von Zeilen in der horizontalen Richtung und einer Mehrzahl
von Spalten in der vertikalen Richtung angeordnet sind, wobei
jedes der Pixel in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie
renden Zeilen ein photoelektrisches Umwandlungselement, einen
ersten MOS-Transistor mit einem Gate, das mit dem photoelektri
schen Umwandlungselement verbunden ist, einen zweiten MOS-Tran
sistor, der in Reihe mit einem Leitungsanschluß des ersten MOS-
Transistors verbunden ist, eine Stromversorgungsleitung, die mit
dem anderen Leitungsanschluß des ersten MOS-Transistors verbun
den ist, und einem dritten MOS-Transistor, der in Reihe mit dem
photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
und jedes der Pixel in einer zweiten Gruppe von Zeilen der ande
ren alternierenden Zeilen ein photoelektrisches Umwandlungsele
ment aufweist, und der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Tran
sistor zum Verbinden eines photoelektrischen Umwandlungselemen
tes der ersten Gruppe mit einem in einer Spalte benachbarten
photoelektrischen Umwandlungselementes der zweiten Gruppe auf
weist, weist das Verfahren, wenn ein vierter MOS-Transistor ei
ner ausgewählten Zeile leitend gemacht wird, das Setzen des Po
tentials einer ersten Stromversorgungsleitung, die mit einem er
sten MOS-Transistor verbunden ist, dessen Gate mit einem photo
elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe verbunden ist,
das mit einem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbunden ist,
gleich dem Potential einer zweiten und einer dritten Stromver
sorgungsleitung, die auf der einen Seite und der anderen Seite
der ersten Stromversorgungsleitung benachbart sind, auf.
Bei dem Bildsensor entsprechend der einen Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung wird das Zwei-Linien-Kombinationsauslesen ohne
Verminderung der Integrationsdichte ermöglicht, da die Schwell
spannung des dritten MOS-Transistors höher als die des zweiten
MOS-Transistors eingestellt wird.
Bei dem Bildsensor entsprechend der anderen Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung ermöglicht der vierte MOS-Transistor das Zwei-
Linien-Kombinationsauslesen. Der vierte MOS-Transistor kann mit
nahezu keinem zusätzlichen Halbleiterbereich zwischen einem pho
toelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe und einem
photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe ausge
bildet werden.
Entsprechend dem Verfahren zum Treiben eines Bildsensors kann
Flackern bzw. Flimmern zwischen Feldern auf einem Darstellungs
schirm reduziert werden, da die in einem photoelektrischen Um
wandlungselement der zweiten Gruppe verbleibende Ladung ab- bzw.
ausgetastet wird, nachdem die Signalladung in einem
photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe in ein
photoelektrisches Umwandlungselement der ersten Gruppe kombi
niert wird.
Entsprechend dem Verfahren zum Treiben eines Bildsensors nach einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Feldflac
kern bzw. -flimmern, das durch kapazitive Kopplung verursacht
wird, reduziert, da die Mehrzahl von Stromversorgungsleitungen
in der Umgebung eines vierten MOS-Transistors auf dasselbe Po
tential gesetzt wird, wenn dieser vierte MOS-Transistor einer
ausgewählten Linie leitend gemacht wird.
Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor ent
sprechend einer Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ein teilweises Schaltbild zum Beschreiben eines Betrie
bes des Bildsensors aus Fig. 1;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
in Fig. 2 gezeigten Bildsensors;
Fig. 4 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor nach
einer anderen Ausführungsform zeigt;
Fig. 5 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor nach
einer weiteren Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor nach
einer weiteren Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor nach
einer weiteren Ausführungsform zeigt;
Fig. 8 ein teilweises Schaltbild zur Beschreibung eines Be
triebes des Bildsensors aus Fig. 8;
Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
in Fig. 8 gezeigten Bildsensors;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des Bildsensors aus Fig.
8, der entlang der Linie X-X zur Beschreibung eines
Beispiels einer Schnittstruktur genommen wird;
Fig. 11 eine schematische Darstellung zur Beschreibung einer
anderen Schnittstruktur, welche eine Alternative der in
Fig. 10 gezeigten Schnittstruktur ist;
Fig. 12 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
Bildsensors mit der Struktur aus Fig. 11;
Fig. 13 eine Darstellung zur Beschreibung eines anderen Betrie
bes entsprechend der Struktur aus Fig. 10(A);
Fig. 14 ein teilweises Schaltbild zur schematischen Darstellung
eines Bildsensors nach einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 15 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
Bildsensors aus Fig. 14;
Fig. 16 ein Schaltbild, das schematisch einen Bildsensor nach
einer weiteren Ausführungsform zeigt;
Fig. 17 eine teilweise Schnittansicht zur Beschreibung des Be
triebes des Bildsensors aus Fig. 16;
Fig. 18 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
Bildsensors aus Fig. 17;
Fig. 19 eine schematische Schnittansicht eines Bildsensors, die
ein Beispiel, das eine amorphe Halbleiterschicht als
photoelektrisches Umwandlungselement verwendet, zeigt;
Fig. 20 eine schematische Schnittansicht eines Bildsensors, die
ein anderes Beispiel, das eine amorphe
Halbleiterschicht zur photoelektrischen Umwandlung ver
wendet, zeigt;
Fig. 21 ein teilweises Schaltbild, bei dem die Bezugszeichen
teilweise wie bei denen des Bildsensors aus Fig. 14
verändert sind;
Fig. 22 eine Potentialdarstellung zur Beschreibung eines Be
triebes des Treibens des Bildsensors aus Fig. 21 ent
sprechend dem Zeitablaufdiagramm aus Fig. 15;
Fig. 23 eine Potentialdarstellung zur Beschreibung eines Ver
fahrens zum Treiben des Bildsensors aus Fig. 21 ent
sprechend einer anderen Ausführungsform;
Fig. 24 ein Zeitablaufdiagramm zur Realisierung des in Fig. 23
gezeigten Betriebes;
Fig. 25 eine Potentialdarstellung, die einen durch das Zeitab
laufdiagramm aus Fig. 24 realisierten Betrieb ver
gleichbar mit Fig. 23 darstellt;
Fig. 26 eine Potentialdarstellung zur Beschreibung eines Ver
fahrens zum Treiben des Bildsensors aus Fig. 21 ent
sprechend einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 27 ein Zeitablaufdiagramm zur Realisierung des Betriebes
aus Fig. 26;
Fig. 28 eine Potentialdarstellung, die einen durch das Zeitab
laufdiagramm aus Fig. 27 realisierten Betrieb ver
gleichbar zu Fig. 26 darstellt;
Fig. 29 eine Potentialdarstellung zur Beschreibung eines Ver
fahrens zum Treiben des Bildsensors aus Fig. 21 ent
sprechend einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 30 ein Zeitablaufdiagramm zur Realisierung des Betriebes
aus Fig. 29;
Fig. 31 eine Potentialdarstellung, die den durch das Zeitab
laufdiagramm aus Fig. 30 realisierten Betrieb ver
gleichbar zu Fig. 29 darstellt;
Fig. 32 ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung eines Verfah
rens des Treibens des Bildsensors aus Fig. 21 entspre
chend einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 33 ein Schaltbild, das schematisch einen AMI-Typ Bildsen
sor darstellt;
Fig. 34 ein teilweises Schaltbild zur Beschreibung eines Be
triebes des Bildsensors aus Fig. 33;
und
Fig. 35 ein Zeitablaufdiagramm zur Steuerung des Betriebes des
Bildsensors aus Fig. 34.
Fig. 1 illustriert schematisch einen Bildsensor entsprechend ei
ner Ausführungsform. Viele Komponenten des Bildsensors aus Fig.
1 sind ähnlich zu denen des in Fig. 33 gezeigten Bildsensors,
und die entsprechenden Komponenten werden mit denselben Bezugs
zeichen bezeichnet. Es ist anzumerken, daß bei dem Bildsensor
aus Fig. 1 die Gateelektrode des MOS-Transistors 43, der zum
Zurücksetzen des photoelektrischen Umwandlungselementes 31 ver
wendet wird, mit der Vertikalauswahlleitung 36 zum Auswählen ei
ner Zeile, zu welcher dieses photoelektrische Umwandlungselement
31 gehört, verbunden ist. Die Schwellspannung des Rücksetz-MOS-
Transistors 43 ist höher als die des Vertikalauswahl-MOS-Transi
stors 33 eingestellt.
Fig. 2 ist eine Darstellung zur Beschreibung des Betriebes von
zwei benachbarten Pixeln in einer Spalte des Bildsensors aus
Fig. 1, und Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung
des Betriebes der zwei in Fig. 2 gezeigten Pixel. Zum Zeitpunkt
T0 werden zwei Zeilen von Vertikalauswahlleitungen 36 und 46
(VS) und zwei Reihen von horizontalen Stromversorgungsleitungen
35 und 45 (VL) ausgewählt. Der Rücksetz-MOS-Transistor 43 arbei
tet zum Zeitpunkt der Vertikalauswahl nicht, da er eine Schwell
spannung Vth aufweist, die bei dem Auswahlniveau von VSS nicht
überschritten bzw. angeschaltet wird. Wenn der horizontale Aus
lese-MOS-Transistor 38 zum Zeitpunkt T1 während des nächsten ho
rizontalen Auslesezeitraums AUSLESEN ausgewählt wird, wird die
Horizontalauswahlleitung 37 elektrisch über die horizontale Si
gnalleitung 39 mit dem I/V-Umwandlungsverstärker 40 verbunden,
wodurch ein Signalstrom ausgelesen wird. Da die Eingabeimpedanz
des I/V-Umwandlungsverstärkers 40 ausreichend niedriger als die
Ausgabeimpedanz der Pixelschaltung ist, werden die Signalströme
Isig1 und Isig2 von den photoelektrischen Umwandlungselementen
PD1 und PD2 summiert und ausgelesen. Zum Zeitpunkt T2 in dem
nächsten horizontalen Zeitraum, wenn die Vertikalauswahlleitun
gen 36 und 46 ein Niveau von VSHH erreichen und der Rücksetz
transistor 43 AN ist, wird das Potential Vpd der photoelektri
schen Umwandlungselemente PD1 und PD2 auf das Niveau von Vreset
durch die horizontalen Stromversorgungsleitungen 35 und 45 (VL)
zurückgesetzt. Zum Zeitpunkt T3 während des nächsten horizonta
len Zeitraums erreichen diese zwei Pixel einen nicht ausgewähl
ten Zustand, d. h. einen Speicherzustand zur Integration der Si
gnalladung.
Durch Einstellen der Schwellspannung Vth des Rücksetz-MOS-Tran
sistors 43 des photoelektrischen Umwandlungselementes 31 (PD)
auf ein Niveau, das den Transistor 43 zum Zeitpunkt der Zeilen
auswahl nicht anschaltet, und durch Anlegen eines Potentials auf
hohem Niveau, das den Transistor 43 zum Zeitpunkt des Zurück
setzens vollständig anschaltet, kann die Speicherzeit jedes Pi
xels unabhängig von einem Auslesen eines benachbarten Pixels ge
steuert werden. Derart wird das Kombinieren von Signalen von
zwei Zeilen zum Auslesen möglich.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Bildsensor entsprechend einer an
deren Ausführungsform. Der in Fig. 4 gezeigte Bildsensor ist
vergleichbar zu dem aus Fig. 1, ausgenommen daß die Gateelek
trode des Rücksetz-MOS-Transistors 43a mit einer benachbarten
Pixel-Auswahlleitung 36 verbunden ist. Vergleichbar zu der oben
beschriebenen Ausführungsform weist der MOS-Transistor 43a eine
hohe Schwellspannung Vth auf. Das Auslesen des Signals bei dem
Bildsensor aus Fig. 4 ist vergleichbar zu dem bereits unter Be
zugnahme auf Fig. 3 beschriebenen. Die vertikale Abtastschaltung
(V-Scanner) 42 wird nur mit einem geänderten Verfahren des Anle
gens eines Rücksetztaktes zum Auswählen eines Rücksetz-MOS-Tran
sistors 43a eines zurückzusetzenden Pixels betrieben.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Bildsensor nach einer weiteren
Ausführungsform. Der in Fig. 5 gezeigte Bildsensor ist ebenso
vergleichbar zu dem aus Fig. 1, ausgenommen, daß die Gate- und
Drainanschlüsse des Rücksetz-MOS-Transistors 43b gemeinsam mit
einer benachbarten Vertikalauswahlleitung 36 verbunden sind. Der
Rücksetz-MOS-Transistor 43b weist eine hohe Schwellspannung Vth,
vergleichbar zu der der oben beschriebenen Ausführungsform, auf.
Der Betrieb des Bildsensors aus Fig. 5 ist ebenso vergleichbar
zu dem bereits unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen, vor
ausgesetzt, daß das Rücksetzniveau Vreset auf einen Wert einge
stellt ist, der durch die folgende Gleichung dargestellt wird:
Vreset = VSHH - Vthr
Vthr ist die Schwellspannung des Rücksetz-MOS-Transistors 43b
und VSHH ist das Potential der Vertikalauswahlleitung 36 zum
Zeitpunkt des Zurücksetzens. Im Gegensatz zu den Ausführungsfor
men aus Fig. 1 und 4, bei denen das Rücksetzpotential Vreset auf
einem niedrigen Niveau auf der horizontalen Stromversorgungslei
tung 35 eingestellt ist, ist die Steuerung des Vreset niedrige
ren Niveaus auf der horizontalen Stromversorgungsleitung 35
nicht notwendig, da das Rücksetzniveau bei der Ausführungsform
aus Fig. 5 mit dem VSHH-Niveau der Vertikalauswahlleitung 36 be
stimmt werden kann.
Fig. 6 zeigt schematisch einen Bildsensor nach einer weiteren
Ausführungsform. Der in Fig. 6 gezeigte Bildsensor ist ver
gleichbar zu dem aus Fig. 1, ausgenommen daß die vertikale Si
gnalleitung 37 mit dem Horizontalauswahl-MOS-Transistor 38 über
einen zusätzlichen Verstärker 60 niedriger Eingabeimpedanz ver
bunden ist. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird
das Kombinieren (Überlagern) der Signale von zwei Zeilen durch
den I/V-Umwandlungsverstärker 40 ausgeführt. Da die Signale der
zwei Zeilen durch den I/V-Umwandlungsverstärker 40 über den AN-
Widerstand des Horizontalauswahl-MOS-Transistors 38 kombiniert
werden, gibt es den Nachteil der reduzierten Auslesegeschwindig
keit oder der durch Interferenz bzw. Wechselwirkung zwischen den
zwei Zeilen verursachten Verminderung der Genauigkeit der Si
gnalkombination. Diese Probleme können durch das Vorsehen eines
Verstärkers 60 niedriger Eingabeimpedanz als ein Puffer in jeder
vertikalen Signalleitung 37 gelöst werden.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Bildsensor entsprechend einer
weiteren Ausführungsform. Bei den oben beschriebenen Ausfüh
rungsformen werden die Signale von zwei Zeilen auf der vertika
len Signalleitung 37 kombiniert bzw. überlagert. Bei dem Bild
sensor der vorliegenden Ausführungsform werden die Signale von
zwei Zeilen in einem benachbarten photoelektrischen Umwandlungs
element kombiniert bzw. überlagert und dann ausgelesen. Wie Fig.
7 zeigt, weist der Bildsensor ein photoelektrisches Umwandlungs
element 71, das z. B. durch einen pn-Übergang gebildet wird,
einen MOS-Transistor 72 zum Verstärken, einen Vertikalauswahl-
MOS-Transistor 73, einen MOS-Transistor 74 zum Kombinieren der
Signalladung eines benachbarten photoelektrischen Umwandlungs
elementes, einen Doppel-MOS-Transistor 75, der zum Zurücksetzen
des photoelektrischen Umwandlungselementes 71 verwendet wird und
eine hohe Schwellspannung Vth aufweist, eine horizontale Strom
versorgungsleitung 76 zum Anlegen der Stromversorgung an ein Pi
xel, eine Vertikalauswahlleitung 77 zum Auswählen eines in der
vertikalen Richtung angeordneten Pixels, eine Steuerleitung 78
zum Kombinieren der Signalladung eines benachbarten photoelek
trischen Umwandlungselementes 71, eine vertikale Signalleitung
79, die in der vertikalen Richtung angeordnet ist, einen hori
zontalen MOS-Transistor 80 zum Auswählen von Pixeln, die in der
horizontalen Richtung angeordnet sind, eine horizontale Signal
leitung 81, einen I/V-Umwandlungsverstärker 82 zum Umwandeln ei
nes Signalstromes in eine Spannung, eine horizontale Abtast
schaltung (H-Scanner) 83 und eine vertikale Abtastschaltung (V-
Scanner) 84, auf.
Fig. 8 zeigt vier in einer Spalte fortlaufende Pixel zum Be
schreiben eines Betriebes des Bildsensors aus Fig. 7. Fig. 9 ist
ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebes der Pixel
aus Fig. 8. Bei dem Abtastbetrieb des Feldes A wird die horizon
tale Stromversorgungsleitung VL1 auf ein hohes Niveau VLH und
die Vertikalauswahlleitung VS1 auf ein Zwischenniveau von VSS zum
Zeitpunkt T0 eingestellt. Dabei leitet der MOS-Transistor 74
zwischen den photoelektrischen Umwandlungselementen PD1 und PD2,
wodurch die Signalladung, die in den entsprechenden photoelek
trischen Umwandlungselementen gespeichert ist, kombiniert bzw.
überlagert wird. Wenn der Horizontalauswahl-MOS-Transistor 80
zum Zeitpunkt T1 während eines horizontalen Auslesezeitraums
AUSLESEN ausgewählt wird, wird die vertikale Signalleitung 79
elektrisch mit dem I/V-Umwandlungsverstärker 82 verbunden, wo
durch der Signalstrom ausgelesen wird. Zum Zeitpunkt T2 des
nächsten horizontalen Zeitraums wird die Vertikalauswahlleitung
VS1 auf das hohe Niveau von VSHH angehoben, wodurch der Rück
setz-MOS-Transistor 75 zum Zurücksetzen der photoelektrischen
Umwandlungselemente PD1 und PD2 auf ein niedriges Niveau von
Vreset der vertikalen Stromversorgungsleitung VL1 leitet. Zum
Zeitpunkt T3 des nächsten horizontalen Zeitraums erreicht die
Auswahlleitung VS1 ein niedriges Niveau und die photoelektri
schen Umwandlungselemente PD1 und PD2 beginnen die Ladungsspei
cherung.
Der Abtastbetrieb des Feldes B ist vergleichbar zu dem des Fel
des A. Zum Zeitpunkt T0 wird die horizontale Stromversorgungs
leitung VL1 auf ein hohes Niveau von VLH eingestellt, und die
Pixelkombinationssteuerleitung VT1 wird auf ein Zwischenpoten
tial VSS eingestellt. Dabei leitet der Transistor 74 zwischen
den photoelektrischen Umwandlungselementen PD2 und PD3, wodurch
die Signalladung, die in den entsprechenden photoelektrischen
Umwandlungselemente gespeichert ist, kombiniert bzw. überlagert
wird. Wenn der Horizontalauswahl-MOS-Transistor 80 zum Zeitpunkt
T1 während des Horizontalauslesezeitraums AUSLESEN ausgewählt
wird, wird die vertikale Signalleitung 79 elektrisch mit dem
I/V-Umwandlungsverstärker 82 verbunden, wodurch der Signalstrom
ausgelesen wird. Zum Zeitpunkt T2 des nächsten horizontalen
Zeitraums wird die Spannung der Steuerleitung VT1 vom Zwischen
niveau VSS auf ein hohes Niveau VSHH angehoben, um den Rücksetz-
MOS-Transistor 75 leitend zu machen, wodurch die
photoelektrischen Umwandlungselemente PD2 und PD3 auf das nied
rige Niveau Vreset der vertikalen Stromversorgungsleitung VL1
zurückgesetzt werden. Zum Zeitpunkt T3 eines nachfolgenden hori
zontalen Zeitraums erreichen die Auswahlleitung VS1 und die
Steuerleitung VT1 ein niedriges Niveau, wodurch die photoelek
trischen Umwandlungselemente PD2 und PD3 eine Ladungsspeicherung
beginnen.
Bei dem Bildsensor aus Fig. 7 können die Paare von photoelektri
schen Umwandlungselementen PD zwischen den Abtastbetrieben des
Feldes A und B geändert werden. Genauer wird ein Zwei-Linien-
Kombinationsauslesen beim Zeilensprung- bzw. Zwischenzeilenab
tasten ermöglicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann ein
Signalauslesen mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit ausge
führt werden, da die Signalkombination auf der Signalleitung 37
nicht wie bei den obigen Ausführungsformen notwendig ist.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Bildsensors aus Fig. 8, die
entlang der Linie X-X genommen ist, zur Beschreibung eines Bei
spieles der Schnittstruktur derselben. Wie Fig. 10 zeigt, weist
die Struktur des Bildsensors aus (A) ein Halbleitersubstrat 1,
z. B. des p-Typs, ein photoelektrisches Umwandlungselement 71
mit Dotierstoff, z. B. des n-Typs, und einen MOS-Transistor 74
zur Steuerung der Kombination bzw. des Überlagerns von zwei Pi
xel, die einander in der Spaltenrichtung benachbart sind, auf.
(B) zeigt schematisch das Energiepotential der photoelektrischen
Umwandlungselemente PD1 bis PD3 in einem Zustand des Speicherns
von Signalladung. Eine Signalleitung Qsig1 wird in dem photo
elektrischen Umwandlungselement PD1 gespeichert und eine Signal
leitung Qsig2 wird in dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD2 gespeichert. (C) zeigt das Potential, wenn die Pixelsignale
überlagert werden. Das Potential Vg der Gateelektrode des Ver
stärkungs-MOS-Transistors 72 nach der Pixelüberlagerung wird
durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Vg = (Qsig1 + Qsig2)/(Cpd + Cpd)
= (Vsig1 × Cpd + Vsig2 × Cpd)/2 × Cpd
= (Vsig1 + Vsig2)/2
= (Vsig1 × Cpd + Vsig2 × Cpd)/2 × Cpd
= (Vsig1 + Vsig2)/2
Cpd stellt die parasitäre Kapazität eines photoelektrischen Um
wandlungselementes dar, und Vsig1 und Vsig2 stellen die Poten
tiale der photoelektrischen Umwandlungselemente PD1 und PD2 vor
der Pixelüberlagerung dar. Wie die Gleichung zeigt, wird das Ga
tepotential Vg des Verstärkungs-MOS-Transistors 72 bei dem Bild
sensor aus Fig. 8 mit der in Fig. 10 gezeigten Struktur der
Durchschnittswert der beiden überlagerten photoelektrischen Ele
mente, was impliziert, daß das Gatepotential Vg, das den Ver
stärkungsfaktor bestimmt, im wesentlichen gleich zu dem vor der
Signalladungsüberlagerung ist.
Fig. 11 zeigt eine andere Schnittstruktur, die alternativ zu der
in Fig. 10 gezeigten ist. Die Struktur aus Fig. 11 (A) ist ver
gleichbar zu der aus Fig. 10 (A), wobei eine zusätzliche dünne
Dotierungsschicht 2 an der Oberfläche der photoelektrischen
Halbleiterelemente PD1 und PD3 ausgebildet ist. Die zusätzliche
Dotierungsschicht 2 weist einen Leitungstyp (z. B. p-Typ) auf,
der entgegengesetzt zu dem des photoelektrischen Umwandlungsele
mentes (z. B. n-Typ) ist.
Fig. 11 (B) zeigt die Potentialdarstellung der photoelektrischen
Umwandlungselemente PD1 bis PD3, die durch die Struktur aus Fig.
11 (A) ausgebildet sind. Die photoelektrischen Umwandlungsele
mente PD1 und PD3 sind zum Zeitpunkt des Rücksetzens aufgrund
der Existenz der Dotierungsschicht 2 eines entgegengesetzten
Leitungstyps vollständig verarmt, wodurch das Potential auf ei
nen konstanten Wert fixiert ist. Das Potential des photoelektri
schen Umwandlungselementes PD2 ohne die Dotierungsschicht 2 des
entgegengesetzten Leitungstyps kann durch die Drainspannung des
Rücksetz-MOS-Transistors 75 gesteuert werden und ist tiefer als
das Potential der photoelektrischen Umwandlungselemente PD1 und
PD3 eingestellt.
Wenn die Signalladung zwischen den photoelektrischen Umwand
lungselementen PD1 und PD2 kombiniert wird, wird der MOS-Tran
sistor 74 zwischen den photoelektrischen Umwandlungselementen
PD1 und PD2 angeschaltet, und die Signalladung Qsig1 wird vom
photoelektrischen Umwandlungselement PD1 auf niedrigem Potential
auf das photoelektrische Umwandlungselement PD2 auf tiefem Po
tential übertragen, wie in Fig. 11 (C) gezeigt.
Wie Fig. 11 (D) zeigt, wenn der MOS-Transistor 74 zwischen den
photoelektrischen Umwandlungselementen PD1 und PD2 ausgeschaltet
wird, ist die Signalladung der Zwei-Zeilen Qsig1 + Qsig2 in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD2 auf tiefem Potential
gespeichert. Das Gatepotential Vg′ des Verstärkungs-MOS-
Transistors 72 wird durch die folgende Gleichung dargestellt.
Vg′ = (Qsig1 + Qsig2)/Cpd
= Vsig1 + Vsig2.
= Vsig1 + Vsig2.
Es ist zu sehen, daß die Änderung des Gatepotentials Vg′ der
Addition der Potentialänderungen der zwei Pixeln entspricht, wo
durch die Kanalleitfähigkeit des Verstärkungs-MOS-Transistors 72
eine große Änderung zeigt. Darum kann der kombinierte bzw. über
lagerte Effekt der Signalladungen von zwei Pixeln effizient ver
wendet werden. Das photoelektrische Umwandlungselement PD1 auf
niedrigem Potential wird nach der Ladungsübertragung vollständig
verarmt, um auf dem Potential fixiert zu werden, wie in Fig. 11
(D) gezeigt, wodurch die Ladungsspeicherung erneut begonnen
wird.
Fig. 12 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Realisierung des Be
triebes, der unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben wurde,
zeigt. Zum Zeitpunkt T0 werden die Ladungen von benachbarten
photoelektrischen Umwandlungselementen kombiniert, und dann zum
Zeitpunkt T1 ausgelesen. Zum Zeitpunkt T2 werden die photoelek
trischen Umwandlungselemente zurückgesetzt.
Um eine Potentialdifferenz zwischen benachbarten photoelektri
schen Umwandlungselementen zu liefern, wird eine Kombination aus
vollständig verarmten photoelektrischen Umwandlungselementen
(wie PD1, PD3) und einem allgemeinen photoeleketrischen Umwand
lungselement (wie PD2) bei der Struktur aus Fig. 11 (A) verwen
det. Wenn alle photoelektrischen Umwandlungselemente aus voll
ständig verarmten photoelektrischen Umwandlungselementen ausge
bildet werden, kann die Potentialdifferenz zwischen benachbarten
photoelektrischen Umwandlungselementen ebenso durch Ändern der
Dotierungskonzentration der Dotierungsschicht des Leitungstyps
oder des photoelektrischen Umwandlungselementes ermöglicht wer
den.
Der unter Bezugnahme auf (B) bis (D) in Fig. 11 beschriebene Be
trieb ist auch mit dem Bildsensor, der die in Fig. 10 (A) ge
zeigte Struktur aufweist, möglich. Dieses wird in Fig. 13 darge
stellt, in der die (A) gezeigte Struktur vergleichbar zu der aus
Fig. 10 (A) ist. Die (B) bis (D) aus Fig. 13 gezeigten Be
triebsabläufe entsprechen denen aus (A) bis (D) in Fig. 11, und
Fig. 13 (E) zeigt den Zustand nach dem Zurücksetzen.
Das Rücksetzniveau der photoelektrischen Umwandlungselemente PD1
und PD3 wird durch das Potential Vx bestimmt, das durch das Po
tential der Gateelektrode 74 (siehe Fig. 13 (C)) gebildet wird.
Das Rücksetzniveau des photoelektrischen Umwandlungselementes
PD2 wird durch das Rücksetzpotential von Vreset des MOS-Transi
stors 75 bestimmt und ist auf ein Niveau eingestellt, das aus
reichend tiefer als das durch die photoelektrischen Umwandlungs
elemente PD1 und PD3 spezifizierte Potential ist. Darum werden
Ladungen, die größer als das Potential Vx, das durch das Gate 74
eingeführt wird und ein hohes Niveau erreichen, aus den
photoelektrischen Umwandlungselementen PD1 und PD3 ausgelesen.
Der Betrieb, der in Fig. 13 (B) bis (E) gezeigt ist, kann durch
Einstellen des Niveaus eines Treibertaktes oder von ähnlichem
zum Spezifizieren des Potentials von jedem photoelektrischen
Umwandlungselement zum Zeitpunkt des Zurücksetzens realisiert
werden.
Fig. 14 zeigt schematisch einen Bildsensor nach einer weiteren
Ausführungsform. Der Bildsensor, der in Fig. 14 gezeigt ist, un
terscheidet sich von dem Bildsensor aus Fig. 8 nur durch das Er
setzen des Doppel-Rücksetztransistors 75 durch einen Einzel-
Rücksetztransistor 75a. Genauer kann bei dem Bildsensor aus Fig.
14 die Anzahl der Rücksetztransistoren auf die Hälfte der in
Fig. 8 verwendeten reduziert werden. Bei dem Bildsensor aus Fig.
14 weisen der MOS-Transistor 74a zur Pixelkombination und der
Tansistor 75a zum Zurücksetzen eine hohe Schwellspannung von Vth
auf.
Fig. 15 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Beschreiben des Betriebes
des Bildsensors aus Fig. 14. Zum Zeitpunkt T1 wird auf den
Startzeitpunkt T0 eines horizontalen Zeitraums 1H die Pixelkom
bination ausgeführt. Zum Zeitpunkt T2 wird ein Signal zum Ausle
sen auf eine vertikale Signalleitung 79 verstärkt. Dann wird der
horizontale Schalt-MOS-Transistor 80 sequenziell abgetastet, wo
durch das auf die vertikale Signalleitung 79 ausgelesene Signal
an eine externe Source bzw. Quelle ausgelesen wird. Das Zurück
setzen des photoelektrischen Umwandlungselementes PD wird zum
Zeitpunkt T3 während eines horizontalen Schwarztastzeitraums
(Austastzeitraums) direkt nach dem Auslesen ausgeführt. Die Be
zugszeichen H und M in Fig. 15 stellen ein hohes Niveau bzw. ein
Zwischenniveau eines Taktes dar. Durch Treiben eines Taktes mit
diesen Niveaus kann das Potential eines photoelektrischen Um
wandlungselementes PD wie in Fig. 13 eingestellt werden.
Fig. 16 zeigt schematisch einen Bildsensor nach einer weiteren
Ausführungsform. Im Gegensatz zu den Bildsensoren der oben be
schriebenen Ausführungsformen, die zum Betrieb ein 3-Werte-Takt
signal benötigen, kann der in Fig. 16 gezeigte Bildsensor mit
einem 2-Werte Taktsignal betrieben werden. Wie Fig. 16 zeigt,
weist der Bildsensor Rücksetz-MOS-Transistoren 5 und 6, die mit
einander in Reihe verbunden sind, auf. Die Gateelektroden der
MOS-Transistoren 5 und 6 sind mit voneinander unterschiedlichen
Verdrahtungen verbunden. Das photoelektrische Umwandlungselement
71 wird nur dann zurückgesetzt, wenn beide Transistoren 5 und 6
zum selben Zeitpunkt eingeschaltet sind.
Fig. 17 zeigt vier fortlaufende Pixel in einer Spalte zum Be
schreiben des Betriebes des Bildsensors aus Fig. 16. Fig. 18 ist
ein Zeitablaufdiagramm zum Beschreiben des Betriebes der Pixel
aus Fig. 17. Wie Fig. 18 zeigt, wird zum Zeitpunkt T0 ein Pixel
kombinieren ausgeführt, und zum Zeitpunkt T1 wird ein Signal
ausgelesen. Das Pixelrücksetzen wird zum Zeitpunkt T3 während
eines horizontalen Zeitraums zwei horizontale Zeiträume nach
einem Auslesen ausgeführt. Genauer werden eine benachbarte Ver
tikalauswahlleitung VS und Pixelkombinationsteuerleitung VT
gleichzeitig zum Zeitpunkt T3 auf ein hohes Niveau eingestellt,
wodurch drei fortlaufende photoelektrische Umwandlungselemente
(PD1-PD3) gleichzeitig zurückgesetzt werden. Obwohl ein Rück
setztakt nur während eines horizontalen Schwarztastzeitraums H-
BLK eingeführt wird, kann ein Rücksetztakt über einen horizonta
len Zeitraum 1H eingeführt werden, wie in den bereits beschrie
benen Ausführungsformen gezeigt. In einem solchen Fall wird das
Niveau von Vreset niedriger als die Schwellspannung Vth des
Transistors 73 eingestellt.
Die vorliegende Erfindung wurde an einem Bildsensor mit einem
photoelektrischen Umwandlungselement PD, das in einem Halblei
tersubstrat 1 ausgebildet ist, beschrieben. Die vorliegende Er
findung ist auch auf einem Bildsensor vom Stapeltyp, der eine
amorphe Halbleiterschicht als photoelektrisches Umwandlungsele
ment PD verwendet, anwendbar. Wie Fig. 19 zeigt, weist der Bild
sensor ein p-Typ Halbleitersubstrat 1, eine n-Typ Dotierungs
schicht 11 zum Speichern von Ladung, eine Zwischenschicht-Iso
lierschicht 12, eine Pixelelektrode 13, eine photoelektrische
Umwandlungsschicht 14 aus einem amorphen Halbleiter wie amorphem
Si, eine transparente Elektrode 15 wie ITO und einen MOS-Transi
stor 74 zur Pixelkombinatin bzw. -überlagerung auf.
Der MOS-Transistor 74 zur Steuerung der Pixelkombination ist in
Fig. 19 als ein Transistor vom monolithischen Typ mit einer
Struktur, die vergleichbar zu der in Fig. 10 (A) gezeigten ist,
gezeigt. Da weitere MOS-Transistoren zur Ausbildung eines Pixels
benötigt werden, wird der Pixelkombinations-MOS-Transistor 74
bevorzugterweise zur Anpassung an den Anstieg der Integrations
dichte so klein wie möglich ausgebildet.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bildsensors,
der eine amorphe Halbleiterschicht als photoelektrisches Umwand
lungselement PD verwendet. Der in Fig. 20 gezeigte Bildsensor
ist vergleichbar zu dem aus Fig. 19, ausgenommen daß TFT
(Dünnschichttransistor) als der Transistor zur Steuerung der Pi
xelkombination verwendet wird. Genauer weist der Bildsensor aus
Fig. 20 eine TFT-Gateoxidschicht 16, eine Gateelektrode 17 des
TFT zur Pixelkombinationssteuerung, eine Schicht 18, die z. B.
aus einer Polysiliziumschicht ausgebildet ist, mit einer unten
liegenden Pixelelektrode 13a und einem Kanalbereich 19 des TFTs
17 und einen Leiter 20 zur Verbindung der Pixelelektrode 13a mit
einem leitenden Bereich 11, auf. Durch Verwendung des TFT als
Transistor zur Pixelkombination kann eine Stapelschichtstruktur
mit dem Gate eines Verstärkungs-MOS-Transistors oder dem Gate
eines Vertikalauswahl-MOS-Transistors (in Fig. 20 nicht gezeigt)
als die untenliegende Schicht des Gates eines TFT zur Erhöhung
der Integrationsdichte eines Bildsensors erreicht werden.
Eine Verbesserung und ein bevorzugtes Verfahren des Treibens des
Bildsensors aus Fig. 14 wird im folgenden beschrieben.
Fig. 21 zeigt einen Bildsensor, der mit dem aus Fig. 14 iden
tisch ist, aber zum Zwecke der Vereinfachung der folgenden Be
schreibung einige geänderte Bezugszeichen aufweist. Genauer ent
sprechen die MOS-Transistoren 74A und 74B, die die Kombinierung
der Signalladung in den Feldern A und B betreffen, dem Pi
xelkombinations-MOS-Transistor 74a aus Fig. 14. Die Signallei
tungen VTA und VTB entsprechen den Signalleitungen VS und VT aus
Fig. 14. Wenn die Schwellspannungen der Pixelkombinations-MOS-
Transistoren 74A und 74B aus Fig. 21 nicht gleich sind, oder
wenn die kapazitive Kopplung in der Umgebung dieser MOS-Transi
storen im Ungleichgewicht ist, gibt es die Möglichkeit des Feld
flimmerns bzw. -flackerns zwischen den Feldern A und B auf dem
Darstellungsbildschirm des Bildsensors aus Fig. 21, der entspre
chend dem Zeitablaufdiagramm, das in Fig. 15 gezeigt ist, ge
trieben bzw. betrieben wird.
Fig. 22 zeigt schematisch die Potentialänderung in einem Quer
schnitt eines photoelektrischen Umwandlungselementes PD entlang
einer Spalte, wenn der Bildsensor aus Fig. 21 entsprechend dem
Zeitablaufdiagramm aus Fig. 15 getrieben wird. In Fig. 22 weist
der MOS-Transistor 74A der Gruppe A, der zur Kombination der Si
gnalladungen beim Auslesen von Feld A verwendet wird, eine
Schwellspannung auf, die höher als die des MOS-Transistors 74B
der Gruppe B ist, der zur Kombination der Signalladung beim Aus
lesen von Feld B verwendet wird. In Fig. 22 stellen (A1) und (A2)
den Betrieb des Auslesens der Signalladung aus dem photo
elektrischen Umwandlungselement PD3 in Feld A dar, und (B1) und
(B2) stellen einen Auslesebetrieb in Feld B dar. Es ist anzumer
ken, daß das vertikale Abtasten von links nach rechts gerichtet
ist.
In (A1) sind Ladungen von (Qa + ΔQa), Qc und (Qb + ΔQb) in
den photoelektrischen Umwandlungselementen PD2, PD3 bzw. PD4
gespeichert. Wenn der Pixelkombinations-MOS-Transistor 74A₂ zum
Erreichen eines leitenden Zustandes ausgewählt wird, wird die
Ladung Qa, die in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD2
gespeichert ist, in das photoelektrische Umwandlungselement PD3
kombiniert, wie durch den Pfeil in (A2) gezeigt. Dabei weist der
Transistor 74A₂ rechts von dem photoelektrischen Umwandlungs
element PD2 eine Schwellspannung auf, die höher als die des
Transistors 74B₁, der auf der linken Seite angeordnet ist, ist,
so daß die Restladung ΔQa in dem photoelektrischen Umwandlungs
element PD2 verbleibt. Die Signalladung Qsig, die in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD3 kombiniert ist, weist
die Ladung Qa und Qb auf. Vergleichbar verbleibt in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD4 die Restladung ΔQb,
nachdem die Ladung Qb in dem photoelektrischen Umwandlungs
element PD4 in das photoelektrische Umwandlungselement PD5
kombiniert ist.
Dann, in Feld B sind Ladungen Qc und (Qb + ΔQb) in den
photoelektrischen Umwandlungselementen PD3 bzw. PD4 gespeichert,
entsprechend einem Ladungsspeicherbetrieb von 1 Feldzeitraum.
Jedoch ist in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4 die
Restladung ΔQb von dem vorhergehenden Feld A verblieben. Darum
wird die Ladung (Qb + 2ΔQb) in dem photoelektrischen Um
wandlungselement PD4 angesammelt, wie in (B1) gezeigt. Es ist
anzumerken, daß die Ladung des photoelektrischen Umwandlungsele
mentes PD2 bereits in das photoelektrische Umwandlungselement
PD1 kombiniert ist (B1).
Wenn der Pixelkombinations-MOS-Transistor 74B₂ leitend gemacht
wird, wie in (B) gezeigt, wird die Ladung (Qb + 2ΔQb) in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD4 in das photoelektrische
Umwandlungselement PD3 kombiniert, wie durch den Pfeil ange
zeigt. Genauer enthält die Ladung Qsig, die aus dem photoelek
trischen Umwandlungselement PD3 ausgelesen wird, die Ladung (Qb
+ Qc + 2ΔQb).
Derart ist im Feld A die Signalladung, die aus dem photoelektri
schen Umwandlungselement PD3 ausgelesen wird, Qsig = Qa + Qb,
während in Feld B die Signalladung, die aus dem photoelektri
schen Umwandlungselement PD3 ausgelesen wird, Qsig = Qb + Qc +
2ΔQb, ist. Darum gibt es entsprechend der Restladung beim Si
gnalladungsauslesen in den Feldern A und B eine Ladungsdifferenz
von 2ΔQb. Diese Ladungsdifferenz von 2ΔQb ist der Grund für
das Feldflimmern.
Es ist im Vergleich von (A2) und (B2) in Fig. 22 zu entnehmen,
daß das photoelektrische Umwandlungselement PD4 beim Auslesen
der Signalladung des photoelektrischen Umwandlungselementes PD3
in Feld A eine gespeicherte Ladung von (Qb + ΔQb) enthält, wäh
rend das photoelektische Umwandlungselement PD4 keine ange
sammelte Ladung beim Auslesen der Signalladung des photoelektri
schen Umwandlungselementes PD3 in Feld B enthält. D. h., daß die
Kopplungskapazität der von dem Auslesen der Signalladung betrof
fenen Leitungen und Zufuhrleitungen, der Transistorübergänge und
der Gates zwischen den Feldern differieren. Solche ungleichen
Kopplungskapazitäten können auch der Grund für ein Feldflimmern
sein.
Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform, die auf die Reduzie
rung des oben beschriebenen Feldflimmerns zielt. Obwohl die Po
tentialänderung aus Fig. 23 vergleichbar zu der aus Fig. 22 ist,
zeigt Fig. 23 die Potentialänderung des Bildsensors aus Fig. 21,
der entsprechend dem Zeitablaufdiagramm aus Fig. 24 betrieben
wird. In Fig. 23 weist der Transistor 74A der Gruppe A eine
Schwellspannung auf, die niedriger als die des Transistors 74B
der Gruppe B ist.
Wie in Fig. 24 gezeigt, sind zum Zeitpunkt T0 des Feldes A
Ladungen von (Qa + ΔQa), Qc und (Qb + ΔQb) in den photoelek
trischen Umwandlungselementen PD2, PD3 bzw. PD4 gespeichert, wie
in Fig. 23 (A1) gezeigt. In anderen Worten ein Ladungsspeicher
betrieb eines Feldzeitraums geht dem Zeitpunkt T0 voraus.
Zum Zeitpunkt T1 erreicht die Signalleitung VTA2 H-Niveau
(logisch hoch), wodurch der MOS-Transistor 74A₂ zur Signalla
dungskombination leitet, wie in Fig. 23 (A2) gezeigt. Die Si
gnalladung des photoelektrischen Umwandlungselementes PD2 wird
in das photoelektrische Umwandlungselement PD3 kombiniert, wie
durch den durchgezogenen Pfeil T1 gezeigt. Dabei weist der Tran
sistor 74A₂ rechts von dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD2 eine Schwellspannung auf, die niedriger als die des Transi
stors 74B₁ ist, der auf der linken Seite angeordnet ist. Darum
verbleibt keine Restladung in dem photoelektrischen Umwandlungs
element PD2. Derart ist die in dem photoelektrischen Umwand
lungselement PD3 kombinierte Ladung Qsig = Qa + Qb + ΔQa.
Wenn die Signalleitung VTB1 ein H-Niveau zum Zeitpunkt T2 er
reicht, wird der Transistor 74B₁ links von dem photoelektrischen
Umwandlungselement PD2 leitend gemacht, wie in Fig. 23 (A2) ge
zeigt, wobei die Restladung (in diesem Fall keine Ladung) ausge
tastet bzw. ausgeladen wird, wie durch den gepunkteten Pfeil T2
dargestellt.
Zum Zeitpunkt T3, wenn die Signalleitungen VL2 und VTA2 auf M-
Niveau eingestellt sind, wird die Signalleitung H1 auf ein H-Ni
veau zur Auswahl des horizontalen MOS-Transistors 80 gebracht.
Als ein Ergebnis wird die Signalladung Qsig in dem photoelektri
schen Umwandlungselement PD3 ausgelesen.
Zum Zeitpunkt T4 wird der 1 horizontalen Periode nachfolgend die
Signalleitung VL2 auf ein H-Niveau gebracht, wodurch das
photoelektrische Umwandlungselement PD3 zum Initiieren der La
dungsspeicherung zurückgesetzt wird. In anderen Worten wird der
Rücksetzbetrieb für das photoelektrische Umwandlungselement PD1
während des Zeitraums der Kombinierung der Signalladung der pho
toelektrischen Umwandlungselemente PD2 und PD3 und des Auslesens
der Signalladung aus dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD3 ausgeführt. Die gespeicherte Ladung von (Qb + ΔQb) des pho
toelektrischen Umwandlungselementes PD4 wird in das photo
elektrische Umwandlungselement PD5 kombiniert, wenn der Transi
stor 74A₃ leitet, so daß keine Restladung in dem photo
elektrischen Umwandlungselement PD4 verbleibt.
In Feld B, das den Ladungsspeicherbetrieb von 1 Feldzeitraum
nachfolgt, sind Ladungen (Qa + ΔQa), Qc und (Qb + ΔQb) in den
photoelektrischen Umwandlungselementen PD2, PD3 bzw. PD4 gespei
chert, wie in dem vorherigen Feld A. Fig. 23 (B1) stellt das Po
tential zum Zeitpunkt T0 in Feld B dar. Die gespeicherte Ladung
Qa des photoelektrischen Umwandlungselementes PD2 ist bereits in
das photoelektrische Umwandlungselement PD1 kombiniert, und die
Restladung ΔQa ist in das photoelektrische Umwandlungselement
PD3 kombiniert. Da es keine Restladung aus dem vorhergehenden
Feld A in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4 gibt,
existiert nur die Ladung (Qb + ΔQb), die in einem Feldzeitraum
gespeichert ist.
Zum Zeitpunkt T1 erreicht die Signalleitung VTB 2 ein H-Niveau,
um den Transistor 74B₂ leitend zu machen, wie in Fig. 23 (B2)
gezeigt, wodurch die gespeichert Ladung Qb in den photoelektri
schen Umwandlungselement PD4 in das photoelektrische Umwand
lungselement PD3 kombiniert wird, wie durch den durchgezogenen
Pfeil T1 gezeigt. Dabei verbleibt die Restladung ΔQb in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD4, da der Transistor 74B₂
links von dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4 eine
Schwellspannung aufweist, die höher als die des rechtsseitigen
Transistors 74A₃ ist. Darum ist die in dem photoelektrischen Um
wandlungselement PD3 kombinierte Ladung Qsig = Qa + Qb + ΔQa.
Zum Zeitpunkt T2 erreicht die Signalleitung Vta3 H-Niveau, um
den Transistor 74A₃ leitend zu machen, wodurch die Restladung
ΔQb im photoelektrischen Umwandlungselement PD4 in das photo
elektrische Umwandlungselement PD5 überführt wird, wie durch den
gestrichelten Pfeil T2 gezeigt.
Es kann aus (A2) und (B2) aus Fig. 23 entnommen werden, daß die
Signalladung, die aus dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD3 ausgelesen wird, Qsig = Qa + Qc + ΔQa in Feld A und
Qsig = Qb + Qc + ΔQa in Feld B ist. D. h., daß ein
Feldflimmern, das durch eine Restladung verursacht wird, nicht
erzeugt werden wird, da beide Signalladungen, die aus den Fel
dern A und B ausgelesen werden, die Restladung für ΔQa enthal
ten.
Fig. 25 ist vergleichbar zu Fig. 23 und zeigt den Fall, in dem
der MOS-Transistor 74A der Gruppe A eine Schwellspannung auf
weist, die höher als die des MOS-Transistors 74B der Gruppe B
ist. Zum Zeitpunkt T0 aus Fig. 24 sind die photoelektrischen Um
wandlungselemente PD2, PD3 und PD4 mit den Ladungen (Qa + ΔQa),
Qc bzw. (Ob + ΔQb) in Feld A geladen, wie in Fig. 25 (A1) ge
zeigt.
Zum Zeitpunkt T1 wird die Ladung Qa des photoelektrischen Um
wandlungselementes PD2 in das photoelektrische Umwandlungsele
ment PD3 kombiniert, wie in Fig. 25 (A2) gezeigt. Hier verbleibt
die Restladung ΔQa in dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD2, da der Transistor 74A₂ rechts von PD2 eine Schwellspannung
aufweist, die höher als die des Transistors 74B₁ ist, der auf
der linken Seite angeordnet ist. Genauer ist die in dem photo
elektrischen Umwandlungselement PD3 kombinierte Signalleitladung
Qsig = Qa + Qc.
Zum Zeitpunkt T2 wird die Restladung ΔQa in PD2 in das photo
elektrische Umwandlungselement PD1 überführt. Dabei wird die
Restladung ΔQa weggeworfen, da das photoelektrische Umwand
lungselement PD1 zurückgesetzt wird. Vergleichbar wird die Rest
ladung ΔQb in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4 zum
Wegwerfen überführt, wenn das photoelektrische Umwandlungsele
ment PD3 zurückgesetzt wird. In anderen Worten gibt es keine
Restladung in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4, wenn
das Abtasten des Feldes A endet.
Fig. 25 (B1) zeigt das Potential zum Zeitpunkt T0 im Feld B. Die
gespeicherte Ladung (Qa + ΔQa) im photoelektrischen Umwand
lungselement PD2 ist bereits in das photoelektrische Umwand
lungselement PD1 kombiniert, und es gibt keine Restladung in
PD2. Im photoelektrischen Umwandlungselement PD4 ist eine
Restladung ΔQb des vorhergehenden Feldes A zurückgeblieben, so
daß die Ladung (Qb + ΔQb) in 1 Feldzeitraum gespeichert wird.
Zum Zeitpunkt T1 wird die gespeicherte Ladung (Qb + ΔQb) im
photoelektrischen Umwandlungselement PD4 in das photoelektrische
Umwandlungselement PD3 kombiniert, wie in Fig. 25 (B2) gezeigt.
Es verbleibt keine Restladung in dem photoelektrischen Umwand
lungselement PD4, da der Transistor 74B₂ links vom photoelektri
schen Umwandlungselement PD4 eine Schwellspannung aufweist, die
niedriger als die des Transistors 74A₃ auf der rechten Seite
ist. Genauer ist die in dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD3 kombinierte Ladung Qsig = Qb + Qc + ΔQb.
Es kann aus (A2) und (B2) aus Fig. 25 entnommen werden, daß die
Signalladung, die aus dem photoelektrischen Umwandlungselement
PD3 ausgelesen wird, Qsig = Qa + Qc und Qsig = Qb + Qc + ΔQb in
den Feldern A bzw. B ist. In anderen Worten weist die in Feld B
ausgelesene Signalladung zusätzlich die Restladung ΔQb im Ver
gleich mit der in Feld A ausgelesenen auf. Die Restladung ΔQb
in der Signalladung aus Fig. 25 (B2) ist die Hälfte der Restla
dung 2ΔQb der Signalladung aus Fig. 22 (B2). Daher wird das
durch die Restladung in der Signalladung verursachte Feldflim
mern auf die Hälfte reduziert.
Es kann dem Vergleich der Fig. 23 bis 25 entnommen werden, daß
der Pixelkombinations-MOS-Transitor 74A der Gruppe A bevorzug
terweise eine Schwellspannung aufweist, die niedriger als die
des Transistors 74B der Gruppe B ist. Die Kanallänge des Transi
stors 74A der Gruppe A ist kleiner eingestellt als die des Tran
sistors 74B der Gruppe B, damit der Transistor 74A eine Schwell
spannung aufweist, die niedriger als die des Transistors 74B
ist. Es ist leicht zu erkennen, daß eine solche Steuerung der
Kanallänge leicht ohne eine Erhöhung der Herstellungsschritte
desselben ausgeführt werden kann. Alternativ kann die Ka
nalbreite des Transistors 74A der Gruppe A größer als die des
Transistors 74B der Gruppe B gemacht werden, damit der Transi
stor 74A eine Schwellspannung aufweist, die niedriger als die
des Transistors 74B ist. Die Kanalbreite eines MOS-Transistors
kann leicht ohne Erhöhung der Zahl der Herstellungsschritte ge
steuert werden.
Ein Effekt, der dem niedrigeren Einstellen der Schwellspannung
des Transistors 74A der Gruppe A als der des Transistors 74B der
Gruppe B vergleichbar ist, kann durch Auswahl einer Spannung des
Steuersignals VTA des Transistors 74A auf einen höheren Wert als
der des Steuersignals VTB des Transistors 74B erreicht werden.
Ein Verfahren zum Treiben eines Bildsensors entsprechend einer
weiteren Ausführungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf
Fig. 26 und 27 betrieben. Fig. 26 zeigt eine Potentialdarstel
lung, die vergleichbar zu der von Fig. 25 ist, die den Betrieb
entsprechend dem Zeitablaufdiagramm aus Fig. 27 darstellt.
Zum Zeitpunkt T1 in Feld A wird die Signalleitung VTA₂ auf ein
H-Niveau gebracht, um den Transistor 74A₂ leitend zu machen, wo
durch die gespeicherte Ladung Qa in dem photoelektrischen Um
wandlungselement PD2 in das photoelektrische Umwandlungselement
PD3 kombiniert wird. Dabei werden die Ladungen Qa und Qc in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD3 kombiniert, und die
Restladung ΔQa verbleibt in dem photoelektrischen Umwandlungs
element PD2. Zum Zeitpunkt T2 wird die Signalleitung VTB1 auf
ein H-Niveau gebracht, um den Transistor 74B₁ leitend zu machen,
wodurch die Restladung ΔQa in dem photoelektrischen Umwand
lungselement PD2 in das photoelektrische Umwandlungselement PD1
überführt wird. Fig. 26 (A1) zeigt den Zustand zum Zeitpunkt T2.
Vergleichbar wird zum Zeitpunkt T3 des nächsten horizontalen
Zeitraums die Signalleitung VTA3 auf ein H-Niveau gebracht, um
den Transistor 74A₃ leitend zu machen, wodurch die gespeicherte
Ladung Qb in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD4 in das
photoelektrische Umwandlungselement PD5 kombiniert wird, wie
durch den durchgezogenen Pfeil T3 gezeigt. Zum Zeitpunkt T4 wird
die Signalleitung VTB2 auf ein H-Niveau gebracht, um den Transi
stor 74B₂ leitend zu machen, wodurch die Restladung ΔQb in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD4 in das photoelektrische
Umwandlungselement PD3 überführt wird, wie durch den gestrichel
ten Pfeil T4 gezeigt. Genauer ist die in dem photoelektrischen
Umwandlungselement PD3 kombinierte Signalladung
Qsig = Qs + Qc + ΔQb.
Zum Zeitpunkt T5 wird die Signalleitung H1 auf ein H-Niveau ge
bracht, während die Signalleitungen VL2 und VTA2 auf einem Zwi
schenniveau bleiben, wodurch die Signalladung Qsig über den ho
rizontalen MOS-Transistor 80 ausgelesen wird. Dabei erreicht das
Signal VL1 ein H-Niveau, wodurch das photoelektrische Umwand
lungselement PD1 zurückgesetzt wird.
Zum Zeitpunkt T1 in Feld B wird die Signalleitung VTB2 auf ein
H-Niveau gebracht, um den Transistor 74B₂ leitend zu machen, wo
durch die gespeicherte Ladung (Qb + ΔQb) in dem photoelektri
schen Umwandlungselement PD4 in das photoelektrische Umwand
lungselement PD3 kombiniert wird. Dabei ist die in PD3 kombi
nierte Ladung (QB + Qc + ΔQb). Dieser Zustand ist in Fig. 26
(B1) gezeigt.
Vergleichbar wird zum Zeitpunkt T3 in dem nächsten horizontalen
Zeitraum die Signalleitung VTB3 auf ein H-Niveau gebracht, um
den Transistor 74B₃ leitend zu machen, wodurch die in dem photo
elektrischen Umwandlungselement PD6 gespeicherte Ladung in das
photoelektrische Umwandlungselement PD5 kombiniert wird. Zum
Zeitpunkt T4 wird die Signalleitung VTA2 auf ein H-Niveau ge
bracht, um den Transistor 74A₂ leitend zu machen, wodurch die
Restladung (in diesem Fall gibt es keine Restladung) in dem pho
toelektrischen Umwandlungselement PD2 in das photoelektrische
Umwandlungselement PD3 überführt wird.
Dann wird zum Zeitpunkt T5 die Signalleitung H1 auf ein H-Niveau
gebracht, wodurch die Signalladung Qsig = Qs + Qc + ΔQb in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD3 über den horizontalen
MOS-Transistor 80 ausgelesen wird. Hier erreicht die Signallei
tung VL1 ein H-Niveau, und das photoelektrische Umwandlungsele
ment PD1 wird zurückgesetzt.
Es ist aus (A2) und (B2) aus Fig. 26 zu entnehmen, daß das Feld
flimmern, das durch die Restladung verursacht wird, nicht er
zeugt wird, da es keine Differenz in den Restladungen in der
Signalladung Qsig in den Feldern A und B gibt. Es ist ebenso zu
entnehmen, daß es keine Restladung in den photoelektrischen Um
wandlungselementen PD2 und PD4, die auf den beiden Seiten des
photoelektrischen Umwandlungselementes PD3, aus dem die Signal
ladung ausgelesen wird, angeordnet sind, gibt. Darum wird das
Feldflimmern aufgrund einer ungleichen Kopplungskapazität redu
ziert.
Obwohl eine Ausführungsform beschrieben wurde, bei der der MOS-
Transistor 74A der Gruppe A eine Schwellspannung aufweist, die
höher als die des MOS-Transistors 74B der Gruppe B in Fig. 26
ist, ist aus Fig. 28 zu verstehen, daß ein vergleichbarer Effekt
im entgegengesetzten Fall erreicht werden kann.
Ein Verfahren zum Treiben eines Bildsensors entsprechend einer
weiteren Ausführungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf
die Fig. 29 und 30 beschrieben. Die Fig. 29 zeigt eine Potenti
aldarstellung, die vergleichbar zu der aus Fig. 25 ist, und die
den Betrieb entsprechend dem Zeitablaufdiagramm aus Fig. 30 dar
stellt.
Wie Fig. 29 (A1) zeigt, speichern die photoelektrischen Umwand
lungselemente PD2, PD3 und PD4 Ladung in Feld A. Wie Fig. 29
(A2) zeigt, wird die Signalleitung VTA2 zum Zeitpunkt T1 auf ein
hohes Niveau gebracht, um den Transistor 74A₂ leitend zu machen,
wodurch die gespeicherte Ladung Qa in dem photoelektrischen Um
wandlungselement PD2 in das photoelektrische Umwandlungselement
PD3 kombiniert wird. Dabei verbleibt die Restladung ΔQa in dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD2, da der Transistor 74A₂
rechts von dem photoelektrischen Umwandlungselement PD2 eine
Schwellspannung aufweist, die höher als die des Transistors 74B₁
ist, der auf der linken Seite angeordnet ist.
Zum Zeitpunkt T2 werden die Signalleitungen VT1 und VTB1 auf ein
H-Niveau gebracht, um die Transistoren 74A₁ und 74B₁ leitend zu
machen, die auf den beiden Seiten eines photoelektrischen Um
wandlungselementes PD1 angeordnet sind, wodurch die Restladung
ΔQa in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD2 in das
photoelektrische Umwandlungselement PD1 überführt bzw. übergeben
wird. Zum Zeitpunkt T3, wenn die Signalleitungen VL2 und VTA2
ein Zwischenniveau erreichen, wird die Signalleitung H1 auf ein
H-Niveau gebracht, wodurch die Signalladung Qsig = Qa + Qc aus
dem photoelektrischen Umwandlungselement PD3 über den
horizontalen MOS-Transistor 80 ausgelesen wird. Dabei erreicht
die Signalleitung VL1 ein H-Niveau und das photoelektrische
Umwandlungselement PD1 wird zurückgesetzt.
In Feld B, gezeigt in Fig. 29 (B1), ist die in dem photoelektri
schen Umwandlungselement PD2 gespeicherte Ladung bereits in das
photoelektrische Umwandlungselement PD1 kombiniert. Zum Zeit
punkt T1 wird die Signalleitung VTB2 auf ein H-Niveau gebracht,
um den Transistor 74B₂ leitend zu machen, wodurch die gespei
cherte Ladung (Qb+ΔQb) in dem photoelektrischen Umwandlungsele
ment PD4 in das photoelektrische Umwandlungselement PD3 kombi
niert wird. Es gibt keine Restladung in dem photoelektrischen
Umwandlungselement PD4, wie in Fig. 29 (B2) gezeigt, und die Si
gnalladung, die in dem photoelektrischen Umwandlungselement PD3
kombiniert ist, wird Qsig = Qb + Qc + ΔQb. Vergleichbar zu Feld
A werden zum Zeitpunkt T2 die Signalleitungen VTA1 und VTB1 auf
ein H-Niveau gebracht, wodurch die Restladung (in diesem Fall
keine Restladung) in das photoelektrische Umwandlungselement PD1
überführt wird. Zum Zeitpunkt T3 wird die Signalleitung H1 auf
ein H-Niveau gebracht, wodurch die Signalladung Qsig aus dem
photoelektrischen Umwandlungselement PD3 über den horizontalen
MOS-Transistor 80 ausgelesen wird.
Es ist aus (A2) und (B2) aus Fig. 29 zu entnehmen, daß die Si
gnalladung, die in Feld B ausgelesen wird, eine zusätzliche
Restladung von ΔQb im Vergleich zu der in Feld A ausgelesenen
aufweist. Bei dem Treiberverfahren aus Fig. 22 weist die Signal
ladung in Feld B die Restladung 2ΔQb auf. Es ist zu entnehmen,
daß das Treiberverfahren entsprechend der Ausführungsform aus
Fig. 29 das Feldflimmern, das durch die Restladung verursacht
wird, im Vergleich zu dem Treiberverfahren aus Fig. 22 auf die
Hälfte reduziert.
Obwohl bei der zu Fig. 29 beschriebenen Ausführungsform der MOS-
Transistor 74A der Gruppe A eine Schwellspannung aufweist, die
höher als die des MOS-Transistors 74B der Gruppe B ist, ist aus
Fig. 31 zu entnehmen, daß ein vergleichbarer Effekt im umgekehr
ten Fall erhalten wird.
Bei den in den Fig. 23 bis 31 gezeigten Ausführungsformen wird
die Mehrzahl der Stromversorgungsleitungen VLs in der Umgebung
der Signalleitungen VTA und VTB, die ein H-Niveau erreichen, auf
ein H-Niveau ein M-Niveau bzw. ein L-Niveau (siehe z. B. die
Zeitpunkte T1 und T2 in Fig. 24) eingestellt, wenn die Signal
leitungen VTA und VTB beim Kombinieren der Signalladung und beim
Überführen der Restladung ein H-Niveau erreichen. Wenn eine
Mehrzahl von Stromversorgungsleitungen VLs, die in geringem Ab
stand angeordnet ist, voneinander unterschiedliche Potentiale
aufweisen, werden die Potentiale der Signalleitungen VTA und
VTB, die ein H-Niveau erreichen, durch eine kapazitive Kopplung
mit der Stromversorgungsleitung VL beeinflußt. Eine Änderung des
Potentials der Signalleitungen VTA oder VTB, die ein H-Niveau
erreichen, wird den leitenden Zustand der Pixelkombinations-
Transistoren 74A oder 74B beeinflussen, was zu einem Anstieg des
Flimmerns zwischen den Feldern führt.
Es ist daher wünschenswert, auf der Mehrzahl von Stromversor
gungsleitungen VLs nahe der Signalleitung VTA oder VTB, die ein
H-Niveau erreicht, ein miteinander gleiches Potential
(bevorzugterweise auf einem L-Niveau) herzustellen.
Fig. 32 ist ein zu Fig. 24 alternatives Zeitablaufdiagramm. Das
Zeitablaufdiagramm aus Fig. 32 ist vergleichbar zu dem aus Fig.
24, wobei nur das Signal der Stromversorgungsleitung VL teil
weise modifiziert ist. Genauer erreicht, wenn entweder die Si
gnalleitung VTA oder VTB ein H-Niveau erreichen, die Mehrzahl
von Stromversorgungsleitungen VLs nahe der Signalleitung VTA
oder VTB ein L-Niveau.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden ein AMI-Bildsen
sor mit einer hohen Integrationsdichte, der ein Zwei-Linien-Kom
binationsauslesen ermöglicht, und ein bevorzugtes Treiberverfah
ren dazu, ermöglicht.
Claims (17)
1. Bildsensor mit einer Mehrzahl von Pixeln, wobei jedes Pixel
ein photoelektrisches Umwandlungselement (31, PD),
einen ersten MOS-Transistor (32) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (33), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist und
einen dritten MOS-Transistor (43), der in Reihe mit dem photo elektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei die Schwellspannung des dritten MOS-Transistors (43) höher als die des zweiten MOS-Transistors (33) eingestellt ist.
einen ersten MOS-Transistor (32) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (33), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist und
einen dritten MOS-Transistor (43), der in Reihe mit dem photo elektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei die Schwellspannung des dritten MOS-Transistors (43) höher als die des zweiten MOS-Transistors (33) eingestellt ist.
2. Bildsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl von Pixeln in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen entlang einer horizontalen Richtung und einer Mehr zahl von Spalten entlang einer vertikalen Richtung angeordnet ist, und
daß der Bildsensor weiter eine Mehrzahl von vertikalen Signal leitungen (37) entlang jeder der Spalten und eine Mehrzahl von Horizontalauswahl-MOS-Transistoren (38) zur Auswahl der vertikalen Signalleitungen aufweist,
wobei jeder der zweiten Transistoren (33) mit einer entsprechen den vertikalen Signalleitung verbunden ist.
daß die Mehrzahl von Pixeln in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen entlang einer horizontalen Richtung und einer Mehr zahl von Spalten entlang einer vertikalen Richtung angeordnet ist, und
daß der Bildsensor weiter eine Mehrzahl von vertikalen Signal leitungen (37) entlang jeder der Spalten und eine Mehrzahl von Horizontalauswahl-MOS-Transistoren (38) zur Auswahl der vertikalen Signalleitungen aufweist,
wobei jeder der zweiten Transistoren (33) mit einer entsprechen den vertikalen Signalleitung verbunden ist.
3. Bildsensor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
einen Verstärker (60) niedriger Impedanz zwischen der vertikalen
Auswahlleitung (37) und dem Horizontalauswahl-MOS-Transistor
(38).
4. Bildsensor mit einer Mehrzahl von Pixeln, die in einer Ma
trix mit einer Mehrzahl von Zeilen entlang einer horizontalen
Richtung und einer Mehrzahl von Spalten entlang einer vertikalen
Richtung angeordnet sind,
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen angeordneten Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement (71) aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) zum Verbinden eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe und eines in der Spalte benachbarten photoelektri schen Umwandlungselementes der zweiten Gruppe aufweist.
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen angeordneten Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement (71) aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) zum Verbinden eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe und eines in der Spalte benachbarten photoelektri schen Umwandlungselementes der zweiten Gruppe aufweist.
5. Bildsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwellspannung des dritten MOS-Transistors (75, 5) hö
her als die des zweiten MOS-Transistors (72) eingestellt ist.
6. Bildsensor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwellspannung des vierten MOS-Transistors (74) höher
als die des dritten MOS-Transistors (75, 5) eingestellt ist.
7. Bildsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet,
daß ein Energiepotential eines photoelektrischen Umwandlungsele
mentes der ersten Gruppe tiefer als das eines photoelektrischen
Umwandlungselementes der zweiten Gruppe eingestellt ist.
8. Bildsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet
durch
einen fünften MOS-Transistor (6), der in Reihe mit dem dritten
MOS-Transistor (5) verbunden ist, wobei die Gates des dritten
und des fünften MOS-Transistors mit voneinander unterschiedli
chen Verdrahtungen verbunden sind.
9. Bildsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet,
daß der vierte MOS-Transistor (74) einen Dünnschichttransistor
(TFT) aufweist.
10. Bildsensor nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet,
daß der vierte MOS-Transistor (74) in eine Gruppe A (74A), die mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe von Zeilen in der Vorwärtsrichtung eines vertikalen Abta stens verbunden ist, und eine Gruppe B (74B), die mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe von Zei len in einer dem vertikalen Abtasten entgegengesetzten Richtung verbunden ist, geteilt ist,
wobei der vierte MOS-Transistor der Gruppe A eine Schwellspan nung aufweist, die niedriger als die des aus Gruppe B ist.
daß der vierte MOS-Transistor (74) in eine Gruppe A (74A), die mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe von Zeilen in der Vorwärtsrichtung eines vertikalen Abta stens verbunden ist, und eine Gruppe B (74B), die mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe von Zei len in einer dem vertikalen Abtasten entgegengesetzten Richtung verbunden ist, geteilt ist,
wobei der vierte MOS-Transistor der Gruppe A eine Schwellspan nung aufweist, die niedriger als die des aus Gruppe B ist.
11. Bildsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der vierte MOS-Transistor aus Gruppe A (74A) eine Kanallänge
aufweist, die kleiner als die des aus Gruppe B (74B) ist.
12. Bildsensor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der vierte MOS-Transistor (74A) der Gruppe A eine Ka
nalbreite aufweist, die größer als die des aus Gruppe B (74B)
ist.
13. Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit einer Mehrzahl
von Pixeln, die in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen in
einer horizontalen Richtung und einer Mehrzahl von Spalten in
einer vertikalen Richtung angeordnet sind,
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen enthaltenen Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, und
wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der entspre chenden anderen der alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) aufweist, der ein photoelektrisches Umwandlungselement der er sten Gruppe mit einem in der Spalte benachbarten photoelektri schen Umwandlungselement der zweiten Gruppe verbindet,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten Zeile zum Kombinieren einer Signalladung, die in den photoelek trischen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe,
Leitendmachen des anderen vierten MOS-Transistors, der mit dem entsprechenden photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe, das mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbun den ist, verbunden ist, und
Auslesen der in dem photoelektrischen Umwandlungselement der er sten Gruppe, das mit der Zeile des ausgewählten vierten MOS- Transistors verbunden ist, kombinierten Ladung, aufweist.
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen enthaltenen Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, und
wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der entspre chenden anderen der alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) aufweist, der ein photoelektrisches Umwandlungselement der er sten Gruppe mit einem in der Spalte benachbarten photoelektri schen Umwandlungselement der zweiten Gruppe verbindet,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten Zeile zum Kombinieren einer Signalladung, die in den photoelek trischen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe,
Leitendmachen des anderen vierten MOS-Transistors, der mit dem entsprechenden photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe, das mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbun den ist, verbunden ist, und
Auslesen der in dem photoelektrischen Umwandlungselement der er sten Gruppe, das mit der Zeile des ausgewählten vierten MOS- Transistors verbunden ist, kombinierten Ladung, aufweist.
14. Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit einer Mehrzahl
von Pixeln, die in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen
entlang einer horizontalen Richtung und einer Mehrzahl von Spal
ten entlang einer vertikalen Richtung angeordnet sind,
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen enthaltenen Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) aufweist, der ein photoelektrisches Umwandlungselement der er sten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwandlungselement aus der zweiten Gruppe verbindet,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten Zeile zum Kombinieren von Signalladungen, die in photoelektri schen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbunden sind, gespeichert sind, in einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe,
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer Zeile, die der Zeile des ausgewählten vierten MOS-Transistors in einer Vor wärtsrichtung eines vertikalen Abtastens des vierten MOS-Transi stors nachfolgt, zum Kombinieren von Signalladungen, die in pho toelektrischen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem vierten MOS-Transistor einer nachfolgenden Reihe verbunden sind, in einem photoelektrischen Umwandlungsele ment der ersten Gruppe,
Leitendmachen des anderen vierten MOS-Transistors, der mit dem entsprechenden photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe, das mit dem vierten MOS-Transistor der ausgewählten Reihe verbunden ist, verbunden ist, und
Auslesen der Ladung, die in dem photoelektrischen Umwandlungs element der ersten Gruppe, das mit der Zeile des ausgewählten vierten MOS-Transistors verbunden ist, kombiniert ist.
wobei jedes der in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternie renden Zeilen enthaltenen Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, wobei jedes der in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen alternierenden Zeilen enthaltenen Pixel ein photoelektrisches Umwandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74) aufweist, der ein photoelektrisches Umwandlungselement der er sten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwandlungselement aus der zweiten Gruppe verbindet,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer ausgewählten Zeile zum Kombinieren von Signalladungen, die in photoelektri schen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem ausgewählten vierten MOS-Transistor verbunden sind, gespeichert sind, in einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe,
Leitendmachen eines vierten MOS-Transistors einer Zeile, die der Zeile des ausgewählten vierten MOS-Transistors in einer Vor wärtsrichtung eines vertikalen Abtastens des vierten MOS-Transi stors nachfolgt, zum Kombinieren von Signalladungen, die in pho toelektrischen Umwandlungselementen der ersten und der zweiten Gruppe, die mit dem vierten MOS-Transistor einer nachfolgenden Reihe verbunden sind, in einem photoelektrischen Umwandlungsele ment der ersten Gruppe,
Leitendmachen des anderen vierten MOS-Transistors, der mit dem entsprechenden photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe, das mit dem vierten MOS-Transistor der ausgewählten Reihe verbunden ist, verbunden ist, und
Auslesen der Ladung, die in dem photoelektrischen Umwandlungs element der ersten Gruppe, das mit der Zeile des ausgewählten vierten MOS-Transistors verbunden ist, kombiniert ist.
15. Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit einer Mehrzahl
von Pixeln, die in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen in
horizontaler Richtung und einer Mehrzahl von Spalten in einer
vertikalen Richtung angeordnet sind,
wobei jedes in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternierenden Zeilen enthaltene Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, und wobei jedes in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen al ternierenden Zeilen enthaltene Pixel ein photoelektrisches Um wandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74), der ein photoelektrisches Umwandlungselement einer ersten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwand lungselement einer zweiten Gruppe miteinander verbindet, aufweist,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen des vierten MOS-Transistors einer ausgewählten i ten Zeile zum Kombinieren der Signalleitung, die in einem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe aus einer j ten Zeile und einem photoelektrischen Umwandlungselement aus ei ner k-ten Zeile, die mit einem vierten MOS-Transistor der i-ten Zeile verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelektri schen Umwandlungselement der j-ten Zeile,
Leitendmachen zweier der vierten MOS-Transistoren, die jeweils auf beiden Seiten eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe einer (j-1)-ten Zeile verbunden sind, und
dann Auslesen der Ladung, die in dem photoelektrischen Umwand lungselement der ersten Gruppe der j-ten Zeile kombiniert ist,
wobei i, j und k eine Zeilennummer des vierten MOS-Transistors in einer Vorwärtsrichtung eines vertikalen Abtastens, eine Zeilennummer eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe bzw. eine Zeilennummer eines photoelektrischen Umwandlungselementes der zweiten Gruppe darstellen, aufweist.
wobei jedes in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternierenden Zeilen enthaltene Pixel,
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit dem ersten MOS-Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist, und wobei jedes in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen al ternierenden Zeilen enthaltene Pixel ein photoelektrisches Um wandlungselement aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74), der ein photoelektrisches Umwandlungselement einer ersten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwand lungselement einer zweiten Gruppe miteinander verbindet, aufweist,
wobei das Verfahren die Schritte
Leitendmachen des vierten MOS-Transistors einer ausgewählten i ten Zeile zum Kombinieren der Signalleitung, die in einem photo elektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe aus einer j ten Zeile und einem photoelektrischen Umwandlungselement aus ei ner k-ten Zeile, die mit einem vierten MOS-Transistor der i-ten Zeile verbunden sind, gespeichert ist, in einem photoelektri schen Umwandlungselement der j-ten Zeile,
Leitendmachen zweier der vierten MOS-Transistoren, die jeweils auf beiden Seiten eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe einer (j-1)-ten Zeile verbunden sind, und
dann Auslesen der Ladung, die in dem photoelektrischen Umwand lungselement der ersten Gruppe der j-ten Zeile kombiniert ist,
wobei i, j und k eine Zeilennummer des vierten MOS-Transistors in einer Vorwärtsrichtung eines vertikalen Abtastens, eine Zeilennummer eines photoelektrischen Umwandlungselementes der ersten Gruppe bzw. eine Zeilennummer eines photoelektrischen Umwandlungselementes der zweiten Gruppe darstellen, aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet,
daß der vierte MOS-Transistor (74) in eine Gruppe A (74A), die
mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten
Gruppe von Zeilen in einer Vorwärtsrichtung des vertikalen Abta
stens verbunden ist, und einer Gruppe B (74B), die mit einem
photoelektrischen Umwandlungselement der zweiten Gruppe von Zei
len in einer Richtung, die dem vertikalen Abtasten entgegenge
setzt ist, verbunden ist, aufgeteilt ist, wobei an einem vierten
MOS-Transistor (74A) der Gruppe A eine Gatespannung angelegt
wird, die höher als die der Gruppe B (74B) ist.
17. Verfahren zum Treiben eines Bildsensors mit einer Mehrzahl
von Pixeln, die in einer Matrix mit einer Mehrzahl von Zeilen
entlang einer horizontalen Richtung und einer Mehrzahl von Spal
ten entlang einer vertikalen Richtung angeordnet sind,
wobei jedes in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternierenden Linien enthaltene Pixel
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit einem Lei tungsanschluß des ersten MOS-Transistors verbunden ist,
eine Stromversorgungsleitung (VL), die mit dem anderen Leitungs anschluß verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei jedes in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen al ternierenden Zeilen enthaltene Pixel ein photoelektrisches Um wandlungselement (71, PD) aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74), der ein photoelektrisches Umwandlungselement der ersten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwand lungselement der zweiten Gruppe verbindet, aufweist, wobei bei dem Verfahren,
wenn ein vierter MOS-Transistor einer ausgewählten Zeile leitend gemacht wird, das Potential einer ersten Stromversorgungsleitung, die mit ei nem ersten MOS-Transistor verbunden ist, der ein Gate aufweist, das mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe verbunden ist, das mit dem ausgewählten vierten MOS-Tran sistor verbunden ist, gleich dem von mindestens einer zweiten und einer dritten Stromversorgungsleitung, die der ersten Stromversorgungsleitung auf der einen und der anderen Seite benachbart sind, eingestellt wird.
wobei jedes in einer ersten Gruppe von Zeilen von alternierenden Linien enthaltene Pixel
ein photoelektrisches Umwandlungselement (71, PD),
einen ersten MOS-Transistor (72) mit einem Gate, das mit dem photoelektrischen Umwandlungselement verbunden ist,
einen zweiten MOS-Transistor (73), der in Reihe mit einem Lei tungsanschluß des ersten MOS-Transistors verbunden ist,
eine Stromversorgungsleitung (VL), die mit dem anderen Leitungs anschluß verbunden ist, und
einen dritten MOS-Transistor (75, 5), der in Reihe mit dem pho toelektrischen Umwandlungselement verbunden ist, aufweist,
wobei jedes in einer zweiten Gruppe von Zeilen der anderen al ternierenden Zeilen enthaltene Pixel ein photoelektrisches Um wandlungselement (71, PD) aufweist, und
wobei der Bildsensor weiter einen vierten MOS-Transistor (74), der ein photoelektrisches Umwandlungselement der ersten Gruppe und ein in der Spalte benachbartes photoelektrisches Umwand lungselement der zweiten Gruppe verbindet, aufweist, wobei bei dem Verfahren,
wenn ein vierter MOS-Transistor einer ausgewählten Zeile leitend gemacht wird, das Potential einer ersten Stromversorgungsleitung, die mit ei nem ersten MOS-Transistor verbunden ist, der ein Gate aufweist, das mit einem photoelektrischen Umwandlungselement der ersten Gruppe verbunden ist, das mit dem ausgewählten vierten MOS-Tran sistor verbunden ist, gleich dem von mindestens einer zweiten und einer dritten Stromversorgungsleitung, die der ersten Stromversorgungsleitung auf der einen und der anderen Seite benachbart sind, eingestellt wird.
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Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US6300977B1 (en) * | 1995-04-07 | 2001-10-09 | Ifire Technology Inc. | Read-out circuit for active matrix imaging arrays |
IL119046A0 (en) * | 1996-08-09 | 1997-01-10 | Yeda Res & Dev | Monolithically integrated infrared detector circuits |
US5831258A (en) * | 1996-08-20 | 1998-11-03 | Xerox Corporation | Pixel circuit with integrated amplifer |
US6674470B1 (en) | 1996-09-19 | 2004-01-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS-type solid state imaging device with high sensitivity |
JP4271268B2 (ja) | 1997-09-20 | 2009-06-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | イメージセンサおよびイメージセンサ一体型アクティブマトリクス型表示装置 |
EP0940031B1 (de) * | 1997-09-22 | 2010-04-07 | Cypress Semiconductor Corporation (Belgium) BVBA | Verfahren und vorrichtungen zur verbesserung der bildqualität in einem bildsensor |
TW421962B (en) * | 1997-09-29 | 2001-02-11 | Canon Kk | Image sensing device using mos type image sensing elements |
US6633335B1 (en) | 1998-02-28 | 2003-10-14 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | CMOS image sensor with testing circuit for verifying operation thereof |
JPH11264761A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Honda Motor Co Ltd | 光センサ回路およびこれを用いたイメージセンサ |
US6252215B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-06-26 | Xerox Corporation | Hybrid sensor pixel architecture with gate line and drive line synchronization |
US6504175B1 (en) | 1998-04-28 | 2003-01-07 | Xerox Corporation | Hybrid polycrystalline and amorphous silicon structures on a shared substrate |
US6005238A (en) * | 1998-04-28 | 1999-12-21 | Xerox Corporation | Hybrid sensor pixel architecture with linearization circuit |
US6051827A (en) * | 1998-04-28 | 2000-04-18 | Xerox Corporation | Hybrid sensor pixel architecture with threshold response |
US6031248A (en) * | 1998-04-28 | 2000-02-29 | Xerox Corporation | Hybrid sensor pixel architecture |
US6140668A (en) * | 1998-04-28 | 2000-10-31 | Xerox Corporation | Silicon structures having an absorption layer |
KR19990084630A (ko) | 1998-05-08 | 1999-12-06 | 김영환 | 씨모스 이미지 센서 및 그 구동 방법 |
JPH11326954A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
JP4200545B2 (ja) * | 1998-06-08 | 2008-12-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびその駆動方法、並びにカメラシステム |
US6466266B1 (en) | 1998-07-28 | 2002-10-15 | Eastman Kodak Company | Active pixel sensor with shared row timing signals |
US6218656B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-04-17 | Eastman Kodak Company | Photodiode active pixel sensor with shared reset signal row select |
US6693670B1 (en) * | 1999-07-29 | 2004-02-17 | Vision - Sciences, Inc. | Multi-photodetector unit cell |
US7116366B1 (en) | 1999-08-31 | 2006-10-03 | Micron Technology, Inc. | CMOS aps pixel sensor dynamic range increase |
DE60044836D1 (de) | 1999-10-05 | 2010-09-30 | Canon Kk | Festkörperbildaufnahmevorrichtung und Bildaufnahmesystem |
US6414292B1 (en) * | 1999-10-29 | 2002-07-02 | Intel Corporation | Image sensor with increased pixel density |
JP4731084B2 (ja) * | 2000-02-04 | 2011-07-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 能動画素センサ |
US7336309B2 (en) * | 2000-07-05 | 2008-02-26 | Vision-Sciences Inc. | Dynamic range compression method |
US6950131B1 (en) | 2000-09-26 | 2005-09-27 | Valley Oak Semiconductor | Simultaneous access and reset system for an active pixel sensor |
WO2002043366A2 (en) * | 2000-11-27 | 2002-05-30 | Vision Sciences Inc. | Programmable resolution cmos image sensor |
US20020179820A1 (en) * | 2000-11-27 | 2002-12-05 | Moshe Stark | Noise floor reduction in image sensors |
US7034309B2 (en) * | 2001-11-13 | 2006-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation detecting apparatus and method of driving the same |
JP4747781B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-08-17 | 船井電機株式会社 | 撮像装置 |
JP4650249B2 (ja) | 2005-12-13 | 2011-03-16 | 船井電機株式会社 | 撮像装置 |
JP4946601B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2012-06-06 | ソニー株式会社 | 撮像装置およびその駆動方法、表示装置、並びに、電子機器 |
US20090066822A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Joon Hwang | Image Sensor and Method for Manufacturing the Same |
JP4582198B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2010-11-17 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、撮像装置、固体撮像装置の駆動方法 |
US8476567B2 (en) | 2008-09-22 | 2013-07-02 | Semiconductor Components Industries, Llc | Active pixel with precharging circuit |
TWI415283B (zh) * | 2009-02-18 | 2013-11-11 | Au Optronics Corp | X射線感測器及其製作方法 |
JP2012019169A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Panasonic Corp | 固体撮像装置 |
FR2966678A1 (fr) * | 2010-10-22 | 2012-04-27 | St Microelectronics Crolles 2 | Dispositif d'imagerie en particulier du type cmos a report et integration. |
KR101962261B1 (ko) * | 2011-07-15 | 2019-03-26 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 구동 방법 |
JP2014239266A (ja) * | 2011-09-29 | 2014-12-18 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
US10157952B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-12-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Imaging device including semiconductor substrate and unit pixel cell |
WO2017154388A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社リコー | 光電変換装置 |
CN112532899B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-06-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光电转换电路、驱动方法、光电检测基板、光电检测装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4032903A (en) * | 1976-02-13 | 1977-06-28 | Rca Corporation | Charge injection device arrays |
US4445117A (en) * | 1981-12-28 | 1984-04-24 | Hughes Aircraft Company | Transistorized focal plane having floating gate output nodes |
EP0085495B1 (de) * | 1982-01-20 | 1987-09-16 | Nippondenso Co., Ltd. | Hochempfindliches optisches Lesegerät und Verfahren zum Lesen optischer Information |
JPS59108462A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 静電誘導トランジスタを具える固体撮像素子 |
JPS59108468A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPS59108457A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像素子 |
JPS59108460A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPH0824351B2 (ja) * | 1984-04-27 | 1996-03-06 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像装置 |
JPS60254886A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPS6181087A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-24 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPH0793704B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1995-10-09 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像装置 |
JPS6276547A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
JPH0642726B2 (ja) * | 1985-10-18 | 1994-06-01 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JPH0695735B2 (ja) * | 1985-12-25 | 1994-11-24 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JP3050583B2 (ja) * | 1990-10-17 | 2000-06-12 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
JP2965777B2 (ja) * | 1992-01-29 | 1999-10-18 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像装置 |
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