JPH02174378A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02174378A JPH02174378A JP63327595A JP32759588A JPH02174378A JP H02174378 A JPH02174378 A JP H02174378A JP 63327595 A JP63327595 A JP 63327595A JP 32759588 A JP32759588 A JP 32759588A JP H02174378 A JPH02174378 A JP H02174378A
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- Japan
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- capacitor
- line
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、ホトトランジスタを有する画素を配列して
なる固体撮像装置に関する。
なる固体撮像装置に関する。
（従来の技術）
光電変換素子を配列した固体撮像装置は小型・軽量であ
りしかも信頼性が高く、消費電力が低い等の特徴を有す
るため急速に発展している。しかし１画素の高密度化が
進むに従い一画素から取り出し得る信号電荷量は小さく
なりＳ／Ｎ比の低減化は避けにくくなってくる。
りしかも信頼性が高く、消費電力が低い等の特徴を有す
るため急速に発展している。しかし１画素の高密度化が
進むに従い一画素から取り出し得る信号電荷量は小さく
なりＳ／Ｎ比の低減化は避けにくくなってくる。
このような問題を解決するための手段の一つとして、増
幅型固体撮像装置が提案されている。増幅型固体撮像装
置では光電変換された信号を増幅するためのトランジス
タが各画素に配置されている。増幅型固体撮像装置の問
題点は、各画素に配置されたトランジスタのしきい値に
バラツキが存在するため、各画素ごとの信号の増幅度が
一定でなくなり固定パターン雑音が生じることである。
幅型固体撮像装置が提案されている。増幅型固体撮像装
置では光電変換された信号を増幅するためのトランジス
タが各画素に配置されている。増幅型固体撮像装置の問
題点は、各画素に配置されたトランジスタのしきい値に
バラツキが存在するため、各画素ごとの信号の増幅度が
一定でなくなり固定パターン雑音が生じることである。
現在までに上記の固定パターン雑音を抑制する方法がい
くつか考案されている。第４図は、固定パターン雑音を
抑制するための回路を持つ固体撮像装置の一例の回路図
を示している。第４図で１７は、各画素に配置された電
気的に浮遊したゲートを持つ接合型電界効果トランジス
タ、１８は各列ごとに備えられたソース線、２９は、各
ソース線に備えられた＝固定パターン雑音を抑制するた
めの咋虱並は出力信号線である。信号の読み出し動作は
以下のように行われる。
くつか考案されている。第４図は、固定パターン雑音を
抑制するための回路を持つ固体撮像装置の一例の回路図
を示している。第４図で１７は、各画素に配置された電
気的に浮遊したゲートを持つ接合型電界効果トランジス
タ、１８は各列ごとに備えられたソース線、２９は、各
ソース線に備えられた＝固定パターン雑音を抑制するた
めの咋虱並は出力信号線である。信号の読み出し動作は
以下のように行われる。
各画素に入射した光はトランジスタ１７のチャネル近傍
で光電変換される。光電変換により生成されたキャリア
の一部は、電気的に浮遊したゲートに蓄えられゲート電
位を変調する。行選択線２８により選択された行に連な
る画素のゲート電位は。
で光電変換される。光電変換により生成されたキャリア
の一部は、電気的に浮遊したゲートに蓄えられゲート電
位を変調する。行選択線２８により選択された行に連な
る画素のゲート電位は。
トランジスタ２１、各列ごとに備えられたソース線１８
と各画素ごとに配置されたトランジスタ１７により構成
されるソース・フォロワ回路により、各列ごとに備えら
れたソース線１８に読み出される。選択された画素に配
置されたトランジスタ１７のゲート電位とソース線１８
の電位は常に等しいから、ソース線１８につながる容量
１９を各画素に配置されたトランジスタ１７のゲート容
量より大きくとることにより容量１９に蓄えられる電荷
量を光電変換により生成され、ゲートに蓄積されたキャ
リアの電荷量より多くすることができる。各画素に配設
されたトランジスタのしきい値が不均一であることにも
とすく信号のバラツキは補正回路２９により補正する。
と各画素ごとに配置されたトランジスタ１７により構成
されるソース・フォロワ回路により、各列ごとに備えら
れたソース線１８に読み出される。選択された画素に配
置されたトランジスタ１７のゲート電位とソース線１８
の電位は常に等しいから、ソース線１８につながる容量
１９を各画素に配置されたトランジスタ１７のゲート容
量より大きくとることにより容量１９に蓄えられる電荷
量を光電変換により生成され、ゲートに蓄積されたキャ
リアの電荷量より多くすることができる。各画素に配設
されたトランジスタのしきい値が不均一であることにも
とすく信号のバラツキは補正回路２９により補正する。
補正回路の動作原理は選択された画素のトランジスタの
ゲートに備えられている電荷をリセットする前後で、ソ
ース線の電位を２回サンプルして比較することによる。
ゲートに備えられている電荷をリセットする前後で、ソ
ース線の電位を２回サンプルして比較することによる。
容量２７には、リセットされた電荷量に比例した電荷が
蓄えられることになり、画素ごとの信号のバラツキは補
正される。しかし、二のような回路構成の場合、次のよ
うな問題がある。
蓄えられることになり、画素ごとの信号のバラツキは補
正される。しかし、二のような回路構成の場合、次のよ
うな問題がある。
出力信号のＳ／Ｎを良くするために、容量１９は大きく
とる必要があり、例えばおよそ数ｐＦ程度であることが
望ましい。また、容量２７は容量１９とほぼ同じ程度の
大きさであることが望ましい。容量１９と容量２７の面
積は、１チップ当りおよそ数平方ｍｌ１１になるため、
さらにＳ／Ｎ比を向上させるためには、容量１９及び容
量２７には制限が生じることになる。
とる必要があり、例えばおよそ数ｐＦ程度であることが
望ましい。また、容量２７は容量１９とほぼ同じ程度の
大きさであることが望ましい。容量１９と容量２７の面
積は、１チップ当りおよそ数平方ｍｌ１１になるため、
さらにＳ／Ｎ比を向上させるためには、容量１９及び容
量２７には制限が生じることになる。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように画素ごとの信号のバラツキを補正するため
の回路を有する増幅型固体撮像装置においては、信号増
幅及び信号補正のために設けられる容量の大きさには制
限が生じることになる。本発明は、上記の欠点を解消し
た固定パターン雑音を消去することのできる新たな補正
回路を有する増幅型固体撮像装置を提供するものである
。
の回路を有する増幅型固体撮像装置においては、信号増
幅及び信号補正のために設けられる容量の大きさには制
限が生じることになる。本発明は、上記の欠点を解消し
た固定パターン雑音を消去することのできる新たな補正
回路を有する増幅型固体撮像装置を提供するものである
。
（課題を解決するための手段）
前項に記した問題点を解決するために、本発明は各列毎
に設けられたソース線と各ソース線に対し、て共通な信
号出力線との間に、ソース線から分離することを目的と
したスイッチと、信号を増幅することを目的とする容量
、それに対して直列に設けられた容量と前記の信号を増
幅することを目的として設けられた容量を帯電するため
に設けられたスイッチとから成る信号を増幅することと
固定パターン雑音を抑制することを目的とした補正回路
を設けることにより、固定パターン雑音を抑制すること
ができ、かつ信号を増幅するために設けられた容量を実
効的に大きくすることのできろことを特徴とする増幅型
固体撮像装置を提供する。
に設けられたソース線と各ソース線に対し、て共通な信
号出力線との間に、ソース線から分離することを目的と
したスイッチと、信号を増幅することを目的とする容量
、それに対して直列に設けられた容量と前記の信号を増
幅することを目的として設けられた容量を帯電するため
に設けられたスイッチとから成る信号を増幅することと
固定パターン雑音を抑制することを目的とした補正回路
を設けることにより、固定パターン雑音を抑制すること
ができ、かつ信号を増幅するために設けられた容量を実
効的に大きくすることのできろことを特徴とする増幅型
固体撮像装置を提供する。
（作 用）
本発明では、各列ごとに配置されたソース線に容量を接
続し、その容量を各画素の容量より大きくすることによ
り各画素の信号寡１を増幅することができる。また、各
画素に蓄えられた信号電荷のリセットの前後で、２回サ
ンプリングを行うことにより、各画素の信号のバラツキ
を補正することができる。また、ソース線につらなる。
続し、その容量を各画素の容量より大きくすることによ
り各画素の信号寡１を増幅することができる。また、各
画素に蓄えられた信号電荷のリセットの前後で、２回サ
ンプリングを行うことにより、各画素の信号のバラツキ
を補正することができる。また、ソース線につらなる。
上記作用を目的として構成された回路内の２つの容量を
３枚の電極で形成することがでるため信号を増幅するた
めに設けられた容量を実効的に大きくすることができる
。
３枚の電極で形成することがでるため信号を増幅するた
めに設けられた容量を実効的に大きくすることができる
。
（実 施 例）
本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１図は、本発明の一実施例の回路図を示したものであ
る。本発明の実施例の動作は、次のように行われる。ソ
ース線２の電位が選択された画素の信号電位を追従する
ように動作させるのは、従来例と同じである。
る。本発明の実施例の動作は、次のように行われる。ソ
ース線２の電位が選択された画素の信号電位を追従する
ように動作させるのは、従来例と同じである。
信号の読み出しは、例えば水平ブランキング期間中に行
う。第２図は回路３の読み出し動作を示している。第２
図の期間し、では、選択される行の信号がソース線に送
り出されるよう行選択を行う。
う。第２図は回路３の読み出し動作を示している。第２
図の期間し、では、選択される行の信号がソース線に送
り出されるよう行選択を行う。
期間ｔ２ではサンプルスイッチ５をＯＮにし、ソース線
の電位をノード９ａに導入し同時に、クランプスイッチ
８をＯＮにする。期間し３では、サンプルスイッチ５ク
ランプスイツチ８をＯＦＦにしだ後に、各画素に蓄積さ
れた電荷のリセットを行う。
の電位をノード９ａに導入し同時に、クランプスイッチ
８をＯＮにする。期間し３では、サンプルスイッチ５ク
ランプスイツチ８をＯＦＦにしだ後に、各画素に蓄積さ
れた電荷のリセットを行う。
期間ｔ４ではサンプルスイッチ５をＯＮにし、ノード９
ａにリセット後のソース線の電位を導入する。
ａにリセット後のソース線の電位を導入する。
ノード９ｂには、各画素に蓄積されていた電荷量に比例
した電位が導入される。従って、各画素に配置されたト
ランジスタのしきい値のバラツキは、補正され固定パタ
ーン雑音を抑制することができる。
した電位が導入される。従って、各画素に配置されたト
ランジスタのしきい値のバラツキは、補正され固定パタ
ーン雑音を抑制することができる。
また、第３図のように容量６と７を３枚の電極を平行に
重ねることにより形成すると、容量が占める面積を従来
の補正回路中の容量が占める面積の半分にすることがで
きる。言え換えれば、従来の補正回路と同面積で２倍の
容量を形成することができることになり、従来の装置の
２倍の増幅率を得ることができる。
重ねることにより形成すると、容量が占める面積を従来
の補正回路中の容量が占める面積の半分にすることがで
きる。言え換えれば、従来の補正回路と同面積で２倍の
容量を形成することができることになり、従来の装置の
２倍の増幅率を得ることができる。
以上のように、本発明では、各画素の信号を増幅するこ
とができ、かつ画素ごとの信号のバラツキを補正するこ
とのできる回路を、２個のスイッチ及び直列になるよう
に設けられた２個の容量により、構成することにより従
来のものより、高い増幅率を持つ、増幅型固体撮像装置
を提供することができる。
とができ、かつ画素ごとの信号のバラツキを補正するこ
とのできる回路を、２個のスイッチ及び直列になるよう
に設けられた２個の容量により、構成することにより従
来のものより、高い増幅率を持つ、増幅型固体撮像装置
を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はタイ
ミング図、第３図は要部説明図、第４図は従来の例を示
す回路図である。 １・・・各画素に配置されたホ１〜トランジスタ、２・
・・ソース線、 ３・・信号増幅及び信号補正を行う回路、４・・信号読
み出し線、 ５ サンプリングスイッチ。 ６ ・信号増幅のために設けられた容量、７・・・容量
、 ８・・・クランプスイッチ、！Ｊａ、
９ｂ・・ノード。 １０・・・水平選択トランジスタ、 １１ａ・・・行選択回路、 ｌｌｂ・・・列選択
回路、１２・・・水平ブランキング期間を示すパルス、
１３・・・行選択線に加えられるパルス、１４・・・サ
ンプリング・トランジスタに加えられるパルス。 １５・・・クランプ・トランジスタに加えられるパルス
、 １６・・・動作期間を示す時間軸、 １７・・・各画素に配置された接合型電界効果トランジ
スタ、 １８・・・ソース線 １９・・・信号増幅のために設けられた容量。 ２０・・・信号出力線、 ２１・・・ソース・フォロワ回路を構成するトランジス
タ、 ２２・・・行選択回路、 ２３・・・列選択回路、
２４・・・水平選択トランジスタ。 ２５・・・クランプスイッチ、２６・・・サンプルスイ
ッチ、２７・・・容量、 ２８・・・行選択
線、２９・・・補正回路・ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松 山 光 之 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図
ミング図、第３図は要部説明図、第４図は従来の例を示
す回路図である。 １・・・各画素に配置されたホ１〜トランジスタ、２・
・・ソース線、 ３・・信号増幅及び信号補正を行う回路、４・・信号読
み出し線、 ５ サンプリングスイッチ。 ６ ・信号増幅のために設けられた容量、７・・・容量
、 ８・・・クランプスイッチ、！Ｊａ、
９ｂ・・ノード。 １０・・・水平選択トランジスタ、 １１ａ・・・行選択回路、 ｌｌｂ・・・列選択
回路、１２・・・水平ブランキング期間を示すパルス、
１３・・・行選択線に加えられるパルス、１４・・・サ
ンプリング・トランジスタに加えられるパルス。 １５・・・クランプ・トランジスタに加えられるパルス
、 １６・・・動作期間を示す時間軸、 １７・・・各画素に配置された接合型電界効果トランジ
スタ、 １８・・・ソース線 １９・・・信号増幅のために設けられた容量。 ２０・・・信号出力線、 ２１・・・ソース・フォロワ回路を構成するトランジス
タ、 ２２・・・行選択回路、 ２３・・・列選択回路、
２４・・・水平選択トランジスタ。 ２５・・・クランプスイッチ、２６・・・サンプルスイ
ッチ、２７・・・容量、 ２８・・・行選択
線、２９・・・補正回路・ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松 山 光 之 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図
Claims (2)
- （１）ホトトランジスタを有する画素が、２次元に配列
され、同一行に配列した各画素のホトトランジスタのゲ
ート電極が共通の行線に接続され、同一列に配列した画
素のホトトランジスタのソースが共通のソース線に接続
され、各列のソース線に対して共通な信号出力線を有す
る固体撮像装置において、各ソース線と信号出力線との
間に設けて前記ソース線と前記信号出力線とを分離する
スイッチ、このスイッチと前記ソース線との間に接続さ
れ前記ソース線の信号を増幅するトランジスタと、この
トランジスタの出力部に一方が接続されている第１の容
量と、この第１の容量の一方に接続されかつ前記トラン
ジスタに対して直列に設けられた第２の容量と、前記第
１の容量を帯電するために設けられ前記第２の容量の他
方に接続されたスイッチとから成り、信号を増幅するこ
とと、固定パターン雑音を抑制するよう構成したことを
特徴とする固体撮像装置。 - （２）第１の容量と、第２の容量が３枚の電極を重ねて
構成されている請求項１記載の固定撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327595A JP2791073B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327595A JP2791073B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174378A true JPH02174378A (ja) | 1990-07-05 |
| JP2791073B2 JP2791073B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=18200813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63327595A Expired - Fee Related JP2791073B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791073B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7113213B2 (en) | 1995-08-11 | 2006-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Image system, solid-state imaging semiconductor integrated circuit device used in the image system, and difference output method used for the image system |
| JP3838665B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2006-10-25 | 株式会社 東芝 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
| US7369169B2 (en) | 1995-08-11 | 2008-05-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS-type solid-state imaging apparatus |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63327595A patent/JP2791073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7113213B2 (en) | 1995-08-11 | 2006-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Image system, solid-state imaging semiconductor integrated circuit device used in the image system, and difference output method used for the image system |
| JP3838665B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2006-10-25 | 株式会社 東芝 | Ｍｏｓ型固体撮像装置 |
| US7369169B2 (en) | 1995-08-11 | 2008-05-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS-type solid-state imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2791073B2 (ja) | 1998-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |