KR100979197B1 - 고체촬상장치 - Google Patents

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Abstract

화소구성의 간소화에 의하여 화소의 축소를 도모할 수 있고, 또 복수계통의 출력구성으로 한 경우의 화소간의 불균일을 제어할 수 있는 고체촬상장치이다. 단위셀(30)은 2개의 화소(31, 32)를 포함하고, 상하 2개의 광전변환소자(33, 34)와, 각각에 전송트랜지스터(35, 36)와, 하나의 리셋트랜지스터(37)와, 하나의 증폭트랜지스터(38)로부터 2개의 화소(31, 32)가 구성되어 있다. 그리고, 전면신호선(39)은, 각 리셋트랜지스터(37)와 증폭트랜지스터(38)의 드레인에 접속되어 있고, 이 전면신호선(39)을 전송신호배선(42, 43), 리셋 신호배선(41)과 함께 제어하고, 신호의 독출동작을 행함으로써, 화소배선의 간소화, 화소의 축소등을 실현한다.

Description

고체촬상장치{Solid-state imaging apparatus}
본 발명은, 2차원 배열된 복수의 단위화소마다에 광전변환소자와 복수의 화소 트랜지스터를 설치한 CMOS이미지센서등의 고체촬상장치에 관한 것이다.
도 8은, 종래의 CMOS이미지센서에서 이용되는 화소구조의 일례를 나타내는 회로도이다.
도시의 예에 있어서, 각 화소는, 하나의 광전변환소자(1)와, 복수의 트랜지스터(2, 3, 4, 5, 6)에 의해 구성되어 있다.
광전변환소자(1)는, 빛을 받고, 신호전하를 축적하는 것이며, 포토다이오드등이 이용되어진다.
또, 트랜지스터(2)는 신호전하증폭용의 트랜지스터(이하, 증폭트랜지스터(2)로 표현한다)이며, 트랜지스터(3)는 광전변환소자(1)에 축적된 신호전하를 증폭트랜지스터(2)의 게이트전극부에 전송하기 위한 전송트랜지스터(이하, 전송트랜지스터(3)로 표현한다)이다.
또, 트랜지스터(4)는 증폭트랜지스터(2)의 게이트 전극전위를 리셋하기 위한 리셋트랜지스터(이하, 리셋트랜지스터(4)로 표현한다)이다.
또, 신호선(5)은 전원전위공급선(이하, 전원전위공급선(5)으로 표현한다)이 며, 리셋트랜지스터(4)와 증폭트랜지스터(2)의 드레인은 함께 전원전위공급선(5)에 접속되어 있다.
또, 트랜지스터(6)는 출력화소를 선택하기 위한 선택트랜지스터(이하, 선택트랜지스터(6)로 표현한다)이며, 신호선(7)은 화소신호를 출력하기 위한 화소출력선(이하, 화소출력선(7)으로 표현한다)이다.
또, 화소외의 트랜지스터(8)는 화소출력선에 정전류를 제공하기 위한 트랜지스터(이하, 정전류공급 트랜지스터(8)로 표현한다)이며, 선택된 화소의 증폭트랜지스터(2)에 정전류를 공급하고, 증폭트랜지스터(2)를 소스폴로어로서 동작시키고, 증폭트랜지스터(2)의 게이트전위와 어느 일정의 전위차를 가지는 전위가 화소출력선(7)에 나타내어지도록 되어 있다.
또, 신호선(9)은 전송트랜지스터(3)의 게이트 전위를 제어하기 위한 전송신호배선(이하, 전송신호배선(9)으로 표현한다)이다. 신호선(10)은 리셋트랜지스터(4)의 게이트전위를 제어하기 위한 리셋신호배선(이하, 리셋신호배선(10)으로 표현한다)이다. 신호선(11)은 선택트랜지스터(6)의 전위를 제어하기 위한 선택신호선(이하, 선택신호선(11)으로 표현한다)이다. 신호선(12)은 정전류공급 트랜지스터(8)가 어느 일정 전류를 공급하도록 포화영역동작을 하도록, 게이트에 일정전위를 공급하기 위한 정전위공급선(이하, 정전위공급선(12)으로 표현한다)이다.
또, 단자(13)는 각 행의 전송신호배선(9)에 전송펄스를 공급하는 펄스단자이며, 행선택용 AND소자(14)의 한쪽 입력단에 접속되어 있다. 또, 행선택용 AND소자(14)의 다른 한쪽의 입력단에는, 수직선택수단(15)으로부터의 출력이 접속되어 있고, 행선택용 AND소자(14)의 출력단은 전송신호선(9)에 접속되어 있다.
단자(16)는 각행의 리셋신호배선(10)에 리셋펄스를 공급하기 위한 펄스단자에서, 행선택용 AND소자(17)의 한쪽 입력단에 접속되어 있다. 행선택용 AND소자(17)의 다른 한쪽의 입력단에는, 수직선택수단(15)으로부터의 출력이 접속되어 있고, 행선택용 AND소자(17)의 출력단은 리셋신호배선(10)에 접속되어 있다.
단자(18)는 각행의 선택신호선(11)에 선택펄스를 공급하기 위한 펄스단자이며, 행선택용 AND소자(19)의 입력단에 접속되어 있다. 행선택용 AND소자(19)의 다른 한쪽의 입력단에는, 수직선택수단(15)으로부터의 출력이 접속되어 있고, 행선택용 AND소자(19)의 출력단은 선택신호선(11)에 접속되어 있다.
이와 같은 구성에 의해 수직선택수단(15)에 의하여 선택된 행의 각 신호배선에만 각 제어펄스가 공급된다.
각 화소로부터의 독출동작은 도 9에 나타내는 바와 같은 구동신호를 부여하고, 이하와 같이 행한다.
또한, 도 9에 있어서의 선택신호는 도 8의 선택신호선(11)에 부여되는 신호를 표시하고, 리셋신호는 리셋신호배선(10)에 부여되는 신호를 표시하고, 전송신호는 전송신호배선(9)에 부여되는 신호를 표시하고 있다.
우선, 독출을 행하는 화소행의 선택트랜지스터(6)와, 리셋트랜지스터(4)를 도통상태로 하여 증폭트랜지스터(2)의 게이트전극부를 리셋한다. 리셋트랜지스터(4)를 비도통한 후, 각 화소의 리셋레벨에 대응한 전압을 후단의 CDS(상관이중 샘플링)회로(20)에 독출해 둔다.
다음으로, 전송트랜지스터(3)를 도통상태로 하고, 광전변환소자(1)에 축적된 전하를 증폭트랜지스터(2)의 게이트 전극부에 전송한다. 전송종료후, 전송트랜지스터(3)를 비도통상태로 한 후, 축적되어 있던 전하량에 따른 신호레벨의 전압을 후단의 CDS회로(20)에 독출한다.
CDS회로(20)에서는, 먼저 독출하여 둔 리셋레벨과 신호레벨의 차를 취하고, 화소마다의 독출한 트랜지스터의 임계치(Vth) 불균일 등에 의해 발생하는 고정적인 패턴 노이즈를 취소한다.
CDS회로(20)에 축적된 신호는 열선택수단(21)에 의하여 선택되면, 수평신호선(22)을 통하여 AGC등의 후단의 회로로 독출되어 처리된다.
이상과 같이, CMOS이미지센서에서는, 1화소중에는 광전변환소자 외에, 광전변환소자에 축적된 전하를 독출하기 위한 각종 트랜지스터와 제어신호배선을 설치하는 것이 필요하게 된다.
그 때문에, 단순한 화소구조를 가지는 CCD이미지센서에 비하여, 화소축소화가 곤란하였다.
그래서, 지금까지는 화소회로의 구동법을 바꿈으로써, 예를 들면 도 11에 나타내는 바와 같이, 선택트랜지스터를 없애고, 화소구성을 단순화하는 것이 제안되어 있다. (예를 들면 특개 2002-077731호 공보 참조)
혹은, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 복수의 광전변환소자로부터의 독출에 하나의 증폭트랜지스터를 공용하는 것이 제안되고 있다.(예를 들면, 국제공개 WO 97/07630호 공보 참조)
즉, 도 12에 나타내는 바와 같이 화소는, 인접하는 화소의 2개의 광전변환소자소자(1)의 출력을 전송트랜지스터(3)를 거쳐서 하나의 증폭트랜지스터(2)의 게이트 전극부에 접속한 것이며, 전송트랜지스터(3) 및 리셋트랜지스터(4)의 순차 제어에 의하여 2개의 화소신호를 트랜지스터(2)에 의해 출력한다.
또한, 증폭트랜지스터(2)의 게이트 전극부에는 용량(23)이 접속되며, 용량 킥용 배선(24)에 의하여 킥 펄스가 공급되며, 게이트 전극부에 있어서의 전위를 제어할 수 있는 구성으로 되어 있다.
상술한 도 12에 나타내는 종래 기술에서는, 증폭트랜지스터를 공유화함으로써, 1화소중의 소자수가 줄며, 화소사이즈의 축소화를 도모하는 것은 가능하지만, 도 8이나 도 11에 나타난 단위셀(단위 셀중에 포함되는 화소수가 하나인 것)에서는, 화소어레이중의 전체 화소가 동일형상인 것에 대하여, 도 12에 나타내는 바와 같은 단위셀(증폭 트랜지스터를 공유화한 그룹)을 나열하여 구성한 화소어레이는, 2종류의 화소로 구성되는 것으로 된다.
따라서, 2종류의 화소간에는 소자형상이 다르기 때문에, 양자 사이에서 감도, 포화등의 특성에 차이가 생긴다.
예를 들면, RGB의 베이어방식으로 색코딩할 때에, 같은 G로 코딩된 화소에서도, 행에 의해 화소 특성이 다르기 때문에, 1장의 그림으로서 보면 가로줄무늬가 발생한다고 하는 문제가 고려된다.
이 문제는, 도 12에 나타내는 단위셀만의 문제뿐만 아니라, 트랜지스터수나 구성에 의하지 않고, 화소간에서의 트랜지스터의 공유화에 수반하는 문제이다.
도 12에서는 하측의 화소내에만 용량(23)이 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 용량(23)에 의한 입사광의 반사가 생기거나, 용량(23)이 형성되는 만큼, 수광면적이 좁게 되며 입사광량이 감소하거나, 하측의 화소쪽이 상측의 화소보다 감도가 저하한다.
또, 2종류 화소에서는, 광전변환된 전하를 독출하는 전송트랜지스터의 배치가 다르며, 전하를 돌출하는 방향도 다르다. 전하의 독출방향을 정하는 전송트랜지스터의 배치의 차이에 의하여 2화소 사이에서 감도에 차이가 생긴다. 원인으로서는, 예를 들면 전송트랜지스터의 포텐셜이 수광부의 포텐셜에 부여하는 영향이 다른 위치에 나타나기 때문에, 동일방향에서 입사하는 빛의 광전변환효율이나, 전하축적량이 다르게 된다는 것이 고려된다.
또, 종래의 독출방식에서는 예를 들면 각 화소에서 CDS회로에 인출된 신호출력이 하나의 출력계통(수평신호선, AGC, ADC등)으로 처리되어 디지털신호로 변환되며, 그 후, 이 디지털신호를 내부회로 및 외부회로로 처리하여 인출하도록 되어 있다. 그러나, 근년에는, 보다 고속으로 샘플링을 행할 수 있도록 고체촬상소자가 요구되고 있기 때문에, 도 13에 나타내는 바와 같이, 각 화소로부터 CDS회로에 독출된 신호출력을 2개의 출력계통으로 나누어 처리하는 수단이 고려되고 있다.
즉, 도 13은, CMOS이미지센서의 전체 구성예를 나타내고 있고, 상술한 화소어레이로 이루어지는 센서부(111)와, 수직구동회로(112)와, 셔터구동회로(113)와, CDS회로(114)와, 수평구동회로(115)와, 타이밍제너레이터(116)와, AGC회로(117A, 117B), ADC회로(118A, 118B)등을 가지고, 2계통의 수평신호선(119A, 119B), AGC회 로(117A, 117B), ADC회로(118A, 118B)에 의하여 신호를 출력하는 구성으로 되어 있다.
이와 같이 출력계통을 2개로 나눔으로써, 수평신호선 1개에 걸리는 부하가 반으로 되며, 종래의 1출력계통의 것에 대하여, 배의 속도로 독출을 행하는 것이 가능하게 된다.
그러나, 2개의 출력계통내의 각 소자의 특성을 완전 동일하게 하는 것은, 프로세스상 불가능하다. 즉, 출력계통에는 AGC, ADC등의 아날로그회로가 포함되어있고, 그 게인, 노이즈 특성등이 다르기 때문에, 완전히 같은 신호를 입력했다고 하더라도, 신호처리후의 신호는 미묘하게 다르게 된다.
특히, 여기서 문제로 하고 있는 고체촬상소자에서는, 화소에서의 신호로서, 수 [mV]∼0.수[mV]레벨의 미소한 아날로그신호를 취급하기 때문에, 출력계통간의 특성의 차이는 상당히 큰 문제로 된다.
예를 들면, 도 14는, 베이어방식으로의 색필터를 실시한 촬상소자로부터의 독출신호를 2출력계통으로 행한 소자를 나타내는 설명도이다.
도시와 같이 베이어배열에서는, R화소와 Gr화소를 교대로 배치한 RG행과, Gb화소와 B화소를 교대로 배치한 GB행이 인접하여 배치되어 있다.
그리고, 도 14에 나타내는 바와 같이 RG행(제 n행째)에서의 독출은, R화소가 출력계(A)를 경유하여 독출되며, Gr화소에서는 출력계(B)를 경유하여 독출된다.
또, 도 14에 나타내는 다음의 GB행(제 n+1행째)에서의 독출은, Gb화소로부터의 신호는 출력계(A)를, B화소에서는 출력계(B)를 경유하여 행해진다.
그리고, R화소와 Gb화소로부터의 신호는 출력계(A)를 거쳐서 독출되며, B화소와 Gr화소로부터의 신호는 출력계(B)를 거쳐서 독출된다.
그리고, 이와 같은 R, G, B 각각의 화소로부터의 신호는, 후단에서 색의 밸런스를 조정하도록 신호처리를 색별로 부가되기 때문에, 각각 출력계통에 의한 미소한 차가 부가되어 있어도, 그 정도 문제로는 되지 않는다.
그러나, 같은 G화소로서 취급되는 Gr, Gb가 다른 출력계통으로 처리됨으로써 미소한 차를 가지면, 행방향으로 주기적인 신호의 차가 생기기 때문에, 1장의 그림으로 봤을 때에 가로 무늬로 되어 보일 우려가 있다.
그래서 본 발명의 목적은, 화소구성의 간략화에 의하여 화소의 축소를 도모할 수 있고, 또 복수계통의 출력구성으로 했을 경우의 화소간의 불균일을 억제할 수 있는 고체촬상장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 소정수의 화소를 1그룹으로서 구성되는 복수의 단위셀을 2차원 어레이형에 배치하여 구성되는 촬상영역부와, 상기 각 화소를 선택하기 위한 신호배선을 가지며, 상기 단위셀은 각 화소에 대응하는 복수의 광전변환소자와, 상기 각 화소에 의하여 공유되며, 각 광전변환소자로부터 독출된 신호량을 증폭하여 출력하는 증폭수단과, 각 광전변환소자로부터의 신호를 선택적으로 독출하고 상기 증폭수단에 공급하는 전송수단을 가지며, 상기 증폭수단을 구동하는 신호배선은 전 화소공통으로 배선되는 전면신호선으로 이루어지며, 상기 전면신호선을 구동함으로써 각 화소에서의 신호를 독출하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명은, 상기 단위셀을 상기 촬상영역부의 각 화소열마다에 1화소분 또는 1화소미만분씩 열방향으로 옮겨 놓아 배치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 소정 수의 화소를 1그룹으로서 구성되는 복수의 단위셀을 2차원 어레이형으로 배치하여 구성되는 촬상영역부와, 상기 각 화소를 선택하기 위한 신호배선을 가지며, 상기 단위셀은 각 화소에 대응하는 복수의 광전변환소자와, 상기 각 화소에 의하여 공유되며, 각 광전변환소자로부터 독출된 신호량을 증폭하여 출력하는 증폭수단과, 각 광전변환소자로부터의 신호를 선택적으로 독출하여 상기 증폭수단에 공급하는 전송수단을 가지며, 상기 단위셀의 각 광전변환소자가 비스듬한 방향으로 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고체촬상장치에서는, 화소간 트랜지스터의 공유화, 전면신호선의 사용에 의해, 1화소당의 트랜지스터수, 신호배선수를 줄일수 있고, 화소사이즈의 축소화가 가능하게 된다.
또, 화소간 트랜지스터 공유화에서의 염려적인, 다른 형상의 화소간의 특성차나 2출력계통 사이에서의 게인차에 대해서도, 단위셀의 배치나 비스듬한 2화소간의 공유등의 궁리에 의하여, 화소간, 특히 G에서 필터링된 화소에서의 신호의 특성차를 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 화소구조를 적용한 고체촬상장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3a 내지 도 3d는, 도 1에 나타내는 화소구조에 있어서 화소에서의 신호의 독출을 행할 때의 각 구동신호의 소자를 나타내는 타이밍차트이다.
도 4는, 본 발명의 제 2실시예에 의한 고체촬상장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는, 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소구조를 나타내는 회로도이다.
도 6a 내지 도 6b는, 도 5에 나타내는 화소구조에서 1계통의 출력부에 신호를 독출하는 경우의 동작예를 나타내는 설명도이다.
도 7은, 도 5에 나타내는 화소구조에서 2계통의 출력부에 신호를 독출하는 경우의 동작예를 나타내는 설명도이다.
도 8은, 종래의 제 1의 화소구조를 가지는 고체촬상장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 9는, 도 8에 나타내는 화소구조에 있어서의 구동예를 나타내는 타이밍차트이다.
도 10은, 모듈타입의 고체촬상장치를 나타낸 도면이다.
도 11은, 종래의 제 2의 화소구조를 나타내는 회로도이다.
도 12는, 종래의 제 3의 화소구조를 나타내는 회로도이다.
도 13은, 종래의 2계통출력을 가지는 고체촬상장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 14는, 도 13에 나타내는 고체촬상장치에 있어서의 신호 독출 동작을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명에 의한 고체촬상장치의 실시형태예에 대하여 설명한다.
본 실시의 형태예에 의한 고체촬상장치는, CMOS이미지센서 등과 같이, 각 화소마다에 광전변환소자와 복수의 트랜지스터를 설치하고, 복수 화소의 2차원 배열에 의하여 화소어레이를 구성하는 동시에, 각 화소를 구동하기 위한 복수의 신호배열을 배치한 구성에 있어서, 화소간에서 트랜지스터를 공유하고, 또한, 전면신호선을 이용하여 단위셀(즉, 트랜지스터를 공유한 화소의 그룹)을 구성함으로써, 하나의 화소당의 소자수, 제어배선수를 줄일 수 있고, 화소의 축소화를 도모하도록 한 것이다.
또, 이와 같은 화소간 트랜지스터 공유형의 단위셀의 늘어선 쪽을 바꾸고, 같은 색으로 필터링된 화소에 동형상의 화소를 이용함으로써, 동색으로 필터링된 화소의 특성을 갖추도록 한 것이다.
또한, 비스듬히 인접하는 화소에서 화소간 트랜지스터 공유화를 행함으로써, 출력계통을 2개로 분할했을 때에도, 동색으로 필터링된 화소에서의 독출을 동일 출력계통으로 행할 수 있도록 한 것이다.
(제 1실시예)
도 1은 본 발명의 제 1실시예인 상하 2개의 화소에서 트랜지스터를 가지는 경우의 화소구조를 나타내는 회로도이다.
본 예에 있어서, 단위셀(30)은 실선으로 둘러싸인 부분이며, 이 단위셀(30)은 2개의 화소(31(간격이 좁은 점선으로 둘러싸인 부분), 32(간격이 큰 파선으로 둘러싸진 부분))로부터 구성되어 있다.
이 단위셀(30)에서는, 상하 2개의 광전변환소자(33, 34)와, 각각에 전송트랜지스터(35, 36)와, 하나의 리셋트랜지스터(37)와, 하나의 증폭트랜지스터(38)에서 2개의 화소가 구성되어 있다.
신호선(39)은, 전면신호선(이하, 전면 신호선(39)이라 표시한다)이며, 각 리셋트랜지스터(37)와 증폭트랜지스터(38)의 드레인에 접속되어 있다.
신호선(40)은, 화소출력선(이하, 화소출력선(40)으로 표현한다)이며, 신호선(41)은 리셋트랜지스터(37)의 게이트전위를 제어하기 위한 리셋신호배선(이하, 리셋신호배선(41)으로 표현한다)이다.
신호선(42)은, 전송트랜지스터(35)의 게이트전위를 제어하기 위한 전송신호배선(이하, 전송신호배선(42)으로 표현한다)이다. 신호선(43)은, 전송트랜지스터(36)를 제어하기 위한 전송신호배선(이하, 전송정신호배선(43)으로 표현한다.)이다.
도 2는 도 1에 나타내는 화소구조를 설치한 고체촬상장치의 2차원화소 어레이의 전체구성을 나타내는 회로도이다.
고체촬상장치의 수광면(2차원화소블록)은, 이 2화소를 단위셀로서, 이것을 2차원적으로 배열하여 구성하고 있다.
정전류공급트랜지스터(8)는, 화소출력선에 정전류를 공급하기 위한 트랜지스터이며, 선택된 화소의 증폭트랜지스터(38)에 정전류를 공급하고 소스 폴로워(follower)로서 동작시키고, 증폭트랜지스터(38)의 게이트 전위에 대하여, 어느 일정 전압차를 가지는 전위가 화소출력선(40)에 나타나도록 되어 있다.
단자(44)는, 각 행의 전송신호배선(42, 43)에 전송펄스를 공급하는 펄스단자이며, 행선택용 AND소자(45, 46)의 한쪽 입력단에 접속되며, 행선택용 AND소자(45, 46)의 다른 한쪽의 입력단은 수직선택수단(15)으로부터의 출력에 접속되어 있다. 또, 행선택용 AND소자(45, 46)의 출력단은 전송신호배선(42, 43)에 접속되어 있다.
단자(47)는, 각 행의 리셋신호배선(41)에 리셋펄스를 공급하기 위한 단자이며, 행선택용 AND소자(48)의 한쪽 입력단에 접속되며, 행선택용 AND소자(48)의 출력단은 리셋신호배선(41)에 접속된다. 또, 행선택용 AND소자(48)의 다른 한쪽에는, OR회로(49)의 출력이 접속되어 있다.
OR회로(49)의 입력에는, 상하 2개의 화소가 존재하는 2행의 수직선택신호선(15A, 15B)이 각각 접속되어 있고, 2행분의 신호를 서로 겹친 파형이 출력된다.
즉, 수직선택수단(15)에 의하여 선택된 행만, 각 신호펄스가 입력되는 구조로 되어 있다. 리셋트랜지스터(37)의 게이트에는, 변전환소자(33, 34)행의 화소로부터 독출할 때에 펄스단자(47)에서의 신호가 부가된다. 또한, 상기의 신호배선에 부가하여, 전면신호선(39)도 구동함으로써, 독출 동작을 행한다.
도 3a 내지 3d는 본예의 화소구조에 있어서 화소로부터 신호의 독출을 행할 때의 각 구동신호의 소자를 나타내는 타이밍차트이다.
도 3a 내지 도 3d에 나타내는 신호는, 각각 독출을 행하는 행에 부가하는 신호이며, 전면선택신호는 도 2의 전면신호선(39)에, 리셋신호는 리셋신호배선(41)에 전송신호는 전송신호배선(42, 43)에 부가되는 신호이다.
먼저, 도 3a를 예로, 독출동작에 대하여 서술한다.
초기상태에서는 리셋신호, 전송신호가 함께 Low(비동기), 전면선택신호는 High(동기)에 셋트되어 있다.
다음에, 리셋신호가 High로 천이하면 각 화소의 증폭트랜지스터(38)의 게이트부의 전위가 전면선택신호의 High에 리셋된다.
여기서, 리셋신호를 Low로 천이시킨 후, 리셋레벨에 따른 전위가 화소출력선에 독출되며, 그 전압치를 CDS회로에 축적한다.
다음에, 전송신호를 Hight에 천이시키고, 각 광전변환소자내에 축적된 전하를 증폭트랜지스터(38)의 게이트부에 전송한다. 그리고, 전송종료후, 전송신호를 Low로 천이시키고, 각 광전변환소자에 축적된 전하수에 따른 전위를 화소출력선 경유로 CDS회로로 독출하고, CDS회로에서 리셋레벨과 신호레벨의 차를 취한다.
다음에, 일련의 독출동작 종료후, 전면선택신호를 Low에, 리셋신호를 High로 천이시키고, 증폭트랜지스터(38)의 입력부를 리셋한다.
또한, 리셋트랜지스터에 디프레션(depression)형의 트랜지스터를 이용하면, 증폭트랜지스터의 입력부의 리셋을, 전면선택신호를 Low로 하는 것만으로도 행할 수 있기 때문에, 도 3b에 나타내는 바와 같은 파형으로 구동할 수 있다.
또, 도 3c 내지 도 3d는, 도 3a 내지 도 3b를 변경한 것이므로, 전면선택신호를, 독출 동작시에만 High에 셋트하는 것이다.
이상과 같은 구성에 의해, 화소구조를 종래에 비하여 간소화하는 것이 가능하다.
즉, 도 11에 나타낸 종래예의 구성에서는, 1화소당 트랜지스터수가 3개인 것 에 대하여, 이 화소구성에서는 2개이며, 신호배선수도 2개에서 1.5개로 감소하고 있다(즉, 전면신호선은 차광막으로 겸용하고 있다. 즉, 전면신호선은, 일반적으로 잘 알려져 있는 고체촬상장치의 차광막과 같이, 수광면에 따른 개구를 각 화소마다 가지고 있다).
종래기술에서는, 용량이 소정의 화소로 기울어 형성되어 있기 때문에, 용량이 형성된 화소와 그렇지 않은 화소에서 감도나 포화신호량이 다르지만, 본 실시예의 구성예서는 전면신호선을 이용하여 증폭트랜지스터의 입력부의 리셋레벨을 제어하고 화외(畵外)로 독출하기 위해 용량을 형성할 필요가 없어져, 이 문제가 해소된다.
또 도 12에 나타낸 종래예의 구성과 비교해보면, 기생용량 이외의 용량이 없어지며, 1화소당 신호배선수도 2개에서 1.5개로 감소하고, 더욱이 화소축소화를 원한다.
(제 2실시예)
상술한 도 12에 나타낸 종래예나 제 1실시예(도 1)의 구성예와 같이, 2개의 광전변환소자에서 증폭, 리셋트랜지스터등을 공유시키는 수법은, 1화소당 트랜지스터수, 신호배선수를 줄일 수 있고, 화소사이즈의 축소화면에서 유익하다. 그러나, 종래기술의 과제에서 설명한 바와 같이, 상하의 각 광전변환소자, 전송게이트를 완전히 동일 형상, 특성으로 하는 것은 상당히 곤란하다. 그 때문에, 단위셀을 2차원 어레이상에 늘어서, 베이어방식의 색필터를 설치했을 때, 2개의 G필터가 비스듬하게 위치하기 때문에, RG행의 G와 GB행의 G에서 화소특성이 다르게 된다.
그래서, 본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 단위셀을 도 4에 나타내는 바와 같이, 열마다 상하로 1화소분씩 비켜 놓아 배치한다. 또한, 도 4에 있어서, 단위셀의 배치가 변화하고, 각 제어배선의 접속끝이 각 행마다 다른 점 이외는 도 2에 나타내는 구성과 공통이므로, 공통의 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙여 각각의 설명은 생략한다.
이와 같은 배치로 함으로써, 1화소당 신호배선수는 1.5개에서 2개로 증가하게 된다. 그러나, 그 대신에, R행의 G와 B행의 G에 같은 형상의 화소를 사용하기 때문에, 제 1실시예와 같은 케이스에서 예상되는 행간의 G화소 특성차를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들면 화소에 포함되는 전송트랜지스터가 R행의 G와 B행의 G에 대응하는 화소에 있어서, 광전변환부에서의 전하의 독출이 동일방향으로 되도록 배치되어 있기 때문에, 광전변환부의 포텐셜에 대하여 전송트랜지스터의 불순물영역의 포텐셜이 주는 영향이 광전변환부의 대략 같은 위치에 나타나기 때문에, 광전변환부의 감도나 포화신호량의 불균일이 생겨 없어진다.
또한, 도 4에 나타내는 예에서는, 2개의 화소에서 트랜지스터를 공유하고, 열마다 단위셀을 상하에 1화소분 비켜 놓은 경우를 나타내고 있지만, 화소수나 단위셀의 어긋나는 량으로 바꾸어도 동일하게 적용이 가능하다.
(제 3실시예)
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소구조를 나타내는 회로도이며, 비스듬히 인접하는 2개의 광전변환소자에서 리셋트랜지스터, 증폭트랜지스터, 리셋신호배선, 전면신호선을 공유한 예를 나태내고 있다. 또한, 도 5의 구성은, 도 1에 나타내는 것과 공통의 구성요소를 가지고, 배치만을 변화시키는 것이므로, 공통의 구성요소에 대해서는 동일 부호를 붙여서 개개의 설명은 생략한다.
이와 같은 단위셀을 배열한 수광부에 베이어방식의 색필터를 이용하면, 그 신호는 도 6에 나타내는 바와 같은 순번으로 출력된다.
여기서, 통상의 화소구성에서는, 도 6과 같이 출력되기 때문에, 통상의 신호처리, 출력형식에 맞추어서는, 도 6b의 신호를 기수, 혹은 우수행으로, 1화소분씩 비켜 놓도록 하는 처리가 필요하게 된다.
또, 종래예에서 설명한 바와 같이, 통상은, 각 화소에서의 신호는, 행단위에서 CDS회로에 독출되며, 그 후, 열선택수단에 의해 선택된 열의 신호가 수평신호선을 지나, 후단의 AGC등으로 처리되어 외부로 꺼내진다.
그리고, 도 13에서 서술한 바와 같이, 종래는 1계열였던 이 출력계통을 복수로 나누고, 각 화소로부터의 출력을 병렬로 외부로 독출함으로써, 보다 고속으로 화상을 샘플링하는 것이 가능하게 된다.
그러나, 출력계를 복수로 나누면, 회로면적의 증대와 함께, 출력계통간의 불균일이 문제로 된다. 특히, 베이어방식으로 컬러코딩했을 때에, RG행의 G와 GB행의 G가, 처리계의 차이에 의하여 게인차를 가지면 가로 무늬로 되어 나타날 염려가 있다. 구체적으로는, 도 14에서 설명한 바와 같다.
이것에 대하여, 본 발명의 제 3실시예에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기울기 2화소에서 리셋, 증폭트랜지스터, 리셋신호배선, 전면신호선을 고유한 경우 를 고려하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, R끼리가 같은 화소출력선으로부터 출력되기 때문에, G화소로부터의 출력을 동일 출력계통으로 처리할 수 있고, 각 행의 G를 같은 출력계통으로 꺼내면서, 종래의 1출력계통방식에 대하여, 배의 빠르기로 샘플링하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이 제 3실시예는, 2개의 화소에서 트랜지스터를 공유한 경우의 일례이지만, 공유하는 화소수, 또, 각 화소가 1화소분 미만 어긋나 배치되어 있던 경우등에도 적용 가능하며, 물론, 도 8이나 도 12에 나타낸 화소구조, 혹은 기타 화소구조에 대해서도 적용 가능한 수법이다.
또, 본 발명의 고체촬상장치는 상술한 구성 이외의 구성을 포함하고 있어도 좋고, 예를 들면 도 10과 같이, 광학계나, 신호처리칩과 조합된 카메라 모듈타입의 고체촬상장치이여도 좋다.
또한, 화소의 2차원 배열의 행과 열, 수직방향과 수평방향의 구별은 실질적으로 없고, 예를 들면 화소가 대략 직행하는 2방향으로 배열되어 있으면, 고체촬상장치를 보는 방향에 의하여, 화소행은 화소열에도 있고, 또 그 역도 동일하다.
이상과 같은 본 발명의 각 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(제 1실시예)
화소간에서 트랜지스터를 공유화하고, 또한 신호선에 전면구동배선을 이용함으로써, 1화소당의 트랜지스터수, 신호배선수를 대폭으로 줄일수 있고, 더욱 화소사이즈의 축소를 원한다.
(제 2실시예)
또한, 화소사이에서 트랜지스터의 공유화를 행한 경우의 염려해야 할점, 즉, 형상의 다른 화소를 이용함으로써 발생하는 동일색으로 필터링된 화소간에서의 특성차에 관해서는, 단위셀의 배치 방법을 바꿈으로써, 동일색으로 필터링된 화소에 전부 동형상의 화소를 이용하는 것으로 해결할 수 있다.
또한, 구체적으로는, 베이어방식으로 필터링된 촬상면에 대하여, 열방향으로 늘어선 2화소에서 트랜지스터를 공유하는 타입의 단위셀을 열마다 1화소분씩 상하로 비켜 놓은 것에 대하여 설명했지만, 물론, 단위셀 배치의 방법을 궁리함으로써, 동일색으로 필터링되는 화소에 동형상의 것을 이용한다고 하는 수법자체는 다른 컬러필터링, 화소구조에 있어서도 적용 가능한 수법이다. 또, 구조에 의해서는, 단위셀 배치 방법을 정확히 1화소분 딱 맞는 것이 아니라, 1화소미만 비켜 놓은 쪽이 적당한 경우도 고려된다.
(제 3실시예)
베이어방식으로 필터링된 촬상면내의 각 화소에서 출력계통을 2개로 나누어 독출하는 경우, 통상의 화소구조에서는, 동일색으로 필터링된 화소사이(RG행의 G화소와 GB행의 G화소)에서 출력게통이 나누어져 버리기 때문에, 출력계통간의 불균일에 의한 영향을 받고, 가로 무늬가 발생할 가능성이 있고, 화소간 트랜지스터 공유화를 상하의 2화소로 행한 경우도 동일하지만, 본 실시예에서는, 화소간 트랜지스터 공유화를 기울기의 2화소로 행함으로써, Gr, Gb화소에서의 출력을 동일 출력계통으로 독출할 수 있다. 그 때문에, 출력계통사이에서 프로세서상의 불균일이 발생해도, 그 영향을 받지 않고, 하나의 출력계통에서 독출하는 경우에 대하여, 배의 속도로 샘플링하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 고체촬상장치에서는, 화소간 트랜지스터의 공유화, 전면신호선의 사용에 의해, 1화소당의 트랜지스터수, 신호배선수를 줄일 수 있고, 화소사이즈의 축소화가 가능하게 된다.
또, 화소간 트랜지스터 공유화에서의 염려해야 할 점인 다른 형상의 화소간의 특성차나 2출력계통 사이에서의 게인차에 대해서도, 단위셀의 배치나 기울기 2화소간의 공유등의 궁리등에 의하여, 화소간, 특히, G에서 필터링된 화소에서의 신호 특성차를 억제할 수 있다.

Claims (20)

  1. 소정수의 화소를 1그룹으로서 구성되는 복수의 단위셀을 2차원 어레이형으로 배치하여 구성되는 촬상영역부와, 상기 각 화소를 선택하기 위한 신호배선을 가지며,
    상기 단위셀은, 각 화소에 대응하는 복수의 광전변환소자와, 상기 각 화소에 의하여 공유되며, 각 광전변환소자로부터 독출된 신호량을 증폭하여 출력하는 증폭수단과, 각 광전변환수단으로부터의 신호를 선택적으로 독출하여 상기 증폭수단에 공급하는 전송수단을 가지고,
    상기 증폭수단을 구동하는 신호배선은 전 화소 공통으로 배선되는 전면신호선에 의해 이루어지며, 상기 전면신호선을 구동함으로써 각 화소로부터의 신호를 독출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 증폭수단의 입력부를 리셋하는 리셋수단을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리셋수단을 구동하는 신호배선은 상기 전면신호선에 의해 이루어지며,
    상기 전면신호선을 구동함으로써 각 증폭수단의 입력부를 리셋하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단위셀을 상기 촬상영역부의 각 화소열마다에 1화소분 또는 1화소 미만분씩 열방향으로 옮겨 놓아 배치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 리셋수단과 증폭수단을 구동하는 상기 전면 신호선의 전면 선택신호가 상기 화소의 독출 동작기간 외에 동기에서 비동기로 천이하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 리셋수단이 트랜지스터로부터 이루어지며, 상기 화소의 독출기간중에 상기 전면신호선의 전면선택신호가 동기로 천이되며, 상기 리셋수단의 게이트에 입력되는 리셋신호가 비동기로 천이되며, 상기 전송수단으로의 구동신호가 동기로 천이되며, 광전변환소자에 축적된 전하신호의 독출을 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  7. 소정수의 화소를 1그룹으로서 구성되는 복수의 단위셀을 2차원 어레이형으로 배치하여 구성되는 촬상영역부와, 상기 각 화소를 선택하기 위한 신호배선을 가지 고,
    상기 단위셀은, 각 화소에 대응하는 복수의 광전변환소자와, 상기 각 화소에 의하여 공유되며, 각 광전변환소자로부터 독출된 신호량을 증폭하여 출력하는 증폭수단과, 각 광전변환소자로부터의 신호를 선택적으로 독출하여 상기 증폭수단에 공급하는 전송수단을 가지고,
    상기 단위셀의 각 광전변환소자가 비스듬한 방향으로 인접하여 배치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 비스듬한 방향으로 인접하는 각 광전변환소자가, 수평방향 또는 수직방향으로 1화소미만분 어긋나 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 증폭수단을 구동하는 신호배선은 전화소 공통으로 배선되는 전면신호선에 의해 이루어지며, 상기 전면신호선을 구동함으로써 각 화소로부터의 신호를 독출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 증폭수단의 입력부를 리셋하는 리셋수단을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 리셋수단을 구동하는 신호배선은 상기 전면신호선에 의해 이루어지며, 상기 전면신호선을 구동함으로써 각 증폭수단의 입력부를 리셋하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 촬상영역부의 각 화소로부터의 출력신호를 2개의 출력계통으로 나누어 독출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 촬상영역부에 RGB의 베이어방식에 의한 컬러필터가 설치되며, G에서 필터링된 각 화소로부터의 독출을 동일 출력계통을 거쳐서 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 리셋수단과 증폭수단을 구동하는 상기 전면 신호선의 전면선택신호가 상기 화소의 독출 동작기간외에 동기에서 비동기로 천이하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 리셋수단이 트랜지스터로부터 이루어지며, 상기 화소의 독출 기간중에 상기 전면신호선의 전면 선택신호가 동기로 천이되며, 상기 리셋수단의 게이트에 입력되는 리셋신호가 비동기로 천이되며, 상기 전송수단으로의 구동신호가 동기로 천이되며, 광전변환소자에 축적된 전하신호의 독출을 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  16. 소정수의 화소를 1그룹으로서 구성되는 복수의 단위셀을 2차원 어레이형으로 배치하여 구성되는 촬상영역을 가지고,
    상기 단위셀은, 각 화소에 포함되는 광전변환부로부터 독출된 전하를 증폭하는 증폭트랜지스터와, 상기 증폭트랜지스터의 입력부를 리셋하는 리셋트랜지스터와, 상기 리셋트랜지스터에 접속되며, 상기 증폭트랜지스터의 리셋레벨을 가변하는 신호선을 가지며,
    상기 단위셀에 포함되는 적어도 2개의 화소는 상기 증폭트랜지스터를 공유하며,
    상기 신호선은 전화소 공통으로 형성되어 있는 고체촬상장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 촬상영역의 화소열마다에 배치된 출력신호선을 가지며,
    상기 소정수의 화소상에 베이어배열된 컬러필터의 각 색의 필터가 배치되며,
    인접하는 적색필터와 청색필터가 배치된 2화소는 1개의 상기 출력신호선을 공유하며,
    인접하는 2개의 녹색필터가 배치된 2화소는 1개의 상기 출력신호선을 공유하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    복수의 상기 출력신호선에 따라서 형성된 적어도 2개의 수평출력신호선을 가지며,
    상기 컬러필터의 녹색필터에 대응하는 전체의 화소로부터의 신호를 동일의 상기 수평출력신호선에 독출하는 고체촬상장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 소정수의 화소상에 컬러필터가 배치되며,
    상기 소정수의 화소는 상기 광전변환부로부터 전하를 독출하는 전송트랜지스터를 가지며,
    상기 컬러필터의 녹색필터에 대응하는 전체 화소는 상기 전송트랜지스터에 의하여 동일 방향으로 전하를 독출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 신호선은 상기 광전변환부에 따른 개구를 가지고 차광층으로서 기능을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
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Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3988189B2 (ja) * 2002-11-20 2007-10-10 ソニー株式会社 固体撮像装置
CN100362854C (zh) 2003-02-13 2008-01-16 松下电器产业株式会社 固体摄像装置、其驱动方法及使用它的照相机
JP4355148B2 (ja) * 2003-02-28 2009-10-28 パナソニック株式会社 固体撮像装置の駆動方法
JP4131192B2 (ja) * 2003-04-25 2008-08-13 コニカミノルタオプト株式会社 撮像装置、画像処理装置及び画像記録装置
JP4194544B2 (ja) 2003-12-05 2008-12-10 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法
JP4074599B2 (ja) * 2004-03-26 2008-04-09 シャープ株式会社 増幅型固体撮像装置
JP4202303B2 (ja) * 2004-07-09 2008-12-24 セイコーインスツル株式会社 光電変換装置及び信号読み出し回路とイメージセンサ
JP2006049611A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Iwate Toshiba Electronics Co Ltd Ｃｍｏｓイメージセンサ
JP4492250B2 (ja) 2004-08-11 2010-06-30 ソニー株式会社 固体撮像素子
US7948544B2 (en) 2004-08-31 2011-05-24 Crosstek Capital, LLC CMOS image sensor
JP5089017B2 (ja) * 2004-09-01 2012-12-05 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像システム
JP4971586B2 (ja) 2004-09-01 2012-07-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP4770246B2 (ja) * 2004-11-26 2011-09-14 ソニー株式会社 固体撮像素子
JP2006270890A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置、及びデジタルカメラ
JP4768305B2 (ja) * 2005-04-15 2011-09-07 岩手東芝エレクトロニクス株式会社 固体撮像装置
US7830437B2 (en) * 2005-05-11 2010-11-09 Aptina Imaging Corp. High fill factor multi-way shared pixel
US7446357B2 (en) 2005-05-11 2008-11-04 Micron Technology, Inc. Split trunk pixel layout
KR100718781B1 (ko) * 2005-06-15 2007-05-16 매그나칩 반도체 유한회사 콤팩트 픽셀 레이아웃을 갖는 ｃｍｏｓ 이미지 센서
JP2007074630A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Konica Minolta Holdings Inc 固体撮像素子
JP4828914B2 (ja) 2005-10-28 2011-11-30 株式会社東芝 固体撮像装置およびその駆動方法
JP4650249B2 (ja) * 2005-12-13 2011-03-16 船井電機株式会社 撮像装置
JP4695979B2 (ja) * 2005-12-26 2011-06-08 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP4631723B2 (ja) * 2006-01-27 2011-02-16 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP4887079B2 (ja) * 2006-06-06 2012-02-29 富士フイルム株式会社 光電変換膜積層型固体撮像素子
JP2008005048A (ja) * 2006-06-20 2008-01-10 Olympus Imaging Corp 撮像装置及び信号処理装置
JP2008005155A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Sharp Corp 増幅型固体撮像装置およびその駆動方法、電子情報機器
JP4956084B2 (ja) 2006-08-01 2012-06-20 キヤノン株式会社 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム
JP5110820B2 (ja) 2006-08-02 2012-12-26 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び撮像システム
JP2008109543A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置
JP4957238B2 (ja) * 2006-12-27 2012-06-20 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP4979375B2 (ja) 2006-12-28 2012-07-18 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
JP5076528B2 (ja) * 2007-02-06 2012-11-21 株式会社ニコン 光電変換部の連結／分離構造、固体撮像素子及び撮像装置
JP5584982B2 (ja) * 2009-02-09 2014-09-10 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
JP4420039B2 (ja) * 2007-02-16 2010-02-24 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP4058459B1 (ja) 2007-03-02 2008-03-12 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム
JP4292426B2 (ja) 2007-05-15 2009-07-08 ソニー株式会社 撮像装置および撮像データ補正方法
US7825966B2 (en) * 2007-06-29 2010-11-02 Omnivision Technologies, Inc. High dynamic range sensor with blooming drain
JP4914303B2 (ja) * 2007-07-13 2012-04-11 シリコン ヒフェ ベー．フェー． 画像処理装置及び撮像装置、画像処理方法及び撮像方法、画像処理プログラム
JP5187550B2 (ja) * 2007-08-21 2013-04-24 ソニー株式会社 撮像装置
KR101393633B1 (ko) 2007-10-31 2014-05-09 삼성디스플레이 주식회사 엑스레이 검출 패널, 엑스레이 검출기 및 엑스레이검출기의 구동 방법
JP5045380B2 (ja) 2007-11-13 2012-10-10 ソニー株式会社 撮像装置および撮像データ補正方法並びにプログラム
JP5026951B2 (ja) * 2007-12-26 2012-09-19 オリンパスイメージング株式会社 撮像素子の駆動装置、撮像素子の駆動方法、撮像装置、及び撮像素子
JP4952601B2 (ja) * 2008-02-04 2012-06-13 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 固体撮像装置
JP5153378B2 (ja) * 2008-02-15 2013-02-27 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
JP5038188B2 (ja) * 2008-02-28 2012-10-03 キヤノン株式会社 撮像装置及びそれを用いた撮像システム
JP2009283710A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Fujifilm Corp 電磁波検出素子
JP2010068433A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Toshiba Corp 固体撮像装置およびその駆動方法
JP4760915B2 (ja) * 2009-01-08 2011-08-31 ソニー株式会社 固体撮像素子
JP5029624B2 (ja) 2009-01-15 2012-09-19 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP2010282992A (ja) 2009-06-02 2010-12-16 Sony Corp 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP5552768B2 (ja) 2009-07-27 2014-07-16 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP2011035154A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Sony Corp 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP5471174B2 (ja) * 2009-08-28 2014-04-16 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5568934B2 (ja) 2009-09-29 2014-08-13 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器、レンズアレイ
JP2011082253A (ja) 2009-10-05 2011-04-21 Sony Corp 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP2010034576A (ja) * 2009-10-30 2010-02-12 Renesas Technology Corp 撮像装置
JP4921615B2 (ja) 2010-01-25 2012-04-25 パナソニック株式会社 プロテインａを自己組織化膜上に固定する方法
JP5537172B2 (ja) 2010-01-28 2014-07-02 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
KR20110107579A (ko) * 2010-03-25 2011-10-04 삼성전자주식회사 인쇄 제어 단말장치 및 펌웨어 업그레이드 방법
JP5644177B2 (ja) 2010-05-07 2014-12-24 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
WO2012029202A1 (en) 2010-08-30 2012-03-08 Panasonic Corporation A method for immobilizing streptavidin on a self-assembled monolayer
CN103124786A (zh) 2010-10-19 2013-05-29 松下电器产业株式会社 将葡萄糖氧化酶固定在自组装膜上的方法
JP5659759B2 (ja) 2010-12-10 2015-01-28 セイコーエプソン株式会社 固体撮像装置
WO2013084406A1 (ja) 2011-12-08 2013-06-13 パナソニック株式会社 固体撮像装置及び撮像装置
JP2013157883A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Sony Corp 固体撮像素子およびカメラシステム
CN105075242B (zh) 2013-04-18 2018-01-30 奥林巴斯株式会社 摄像元件、摄像装置、内窥镜、内窥镜***以及摄像元件的驱动方法
TWI684363B (zh) * 2015-02-13 2020-02-01 日商新力股份有限公司 圖像感測器、讀出控制方法、及電子機器
US10341592B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element, driving method, and electronic device
TWI701819B (zh) * 2015-06-09 2020-08-11 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件、驅動方法及電子機器
JP2017204528A (ja) 2016-05-10 2017-11-16 セイコーエプソン株式会社 固体撮像装置
JP6797568B2 (ja) * 2016-06-10 2020-12-09 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム
WO2020160195A2 (en) 2019-01-29 2020-08-06 Gigajot Technology Inc. Column-interleaved pixel array
CN117177086B (zh) * 2023-11-01 2024-04-09 之江实验室 高锐度探测器的像素电路、高锐度探测器和控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0946596A (ja) * 1995-08-02 1997-02-14 Canon Inc 固体撮像装置と画像撮像装置
JP2000012819A (ja) * 1998-06-17 2000-01-14 Nikon Corp 固体撮像素子
JP2000224482A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Ind Technol Res Inst 共用読出し構造を有するアクティブイメージセンサ

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940001429B1 (ko) * 1990-12-11 1994-02-23 삼성전자 주식회사 고체영상 소자의 출력장치
JP3057530B2 (ja) * 1991-12-26 2000-06-26 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法
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
JP3745392B2 (ja) * 1994-05-26 2006-02-15 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
JP3284816B2 (ja) * 1995-03-22 2002-05-20 ソニー株式会社 固体撮像装置
DE69624714T2 (de) * 1995-08-11 2003-08-07 Toshiba Kawasaki Kk Bildaufnahmesystem, integrierte festkörperbildaufnahmehalbleiterschaltung
US6674470B1 (en) * 1996-09-19 2004-01-06 Kabushiki Kaisha Toshiba MOS-type solid state imaging device with high sensitivity
US5920345A (en) * 1997-06-02 1999-07-06 Sarnoff Corporation CMOS image sensor with improved fill factor
US6606122B1 (en) * 1997-09-29 2003-08-12 California Institute Of Technology Single chip camera active pixel sensor
JP3466886B2 (ja) * 1997-10-06 2003-11-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JPH11261046A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Canon Inc 固体撮像装置
JP4109743B2 (ja) * 1998-03-19 2008-07-02 株式会社東芝 固体撮像装置
US6977684B1 (en) * 1998-04-30 2005-12-20 Canon Kabushiki Kaisha Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus
JP4185615B2 (ja) 1999-03-05 2008-11-26 キヤノン株式会社 撮像装置及びそれを用いた撮像システム
JP3164069B2 (ja) * 1998-07-21 2001-05-08 日本電気株式会社 固体撮像装置
JP3854729B2 (ja) 1998-09-02 2006-12-06 キヤノン株式会社 撮像装置およびそれを用いた撮像システム
JP3663973B2 (ja) * 1999-05-06 2005-06-22 日本電気株式会社 画像信号処理装置および画像信号処理方法
JP4777496B2 (ja) 2000-02-10 2011-09-21 富士フイルム株式会社 固体撮像素子
JP4809537B2 (ja) * 2000-04-05 2011-11-09 富士フイルム株式会社 撮像制御装置および撮像制御方法
JP3793016B2 (ja) * 2000-11-06 2006-07-05 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
CN100347859C (zh) * 2001-03-05 2007-11-07 松下电器产业株式会社 固体摄象装置
JP4681767B2 (ja) * 2001-07-17 2011-05-11 キヤノン株式会社 撮像装置およびカメラ
JP3782326B2 (ja) 2001-08-01 2006-06-07 松下電器産業株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法
JP2003218238A (ja) * 2001-11-14 2003-07-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
KR20040069183A (ko) * 2001-12-21 2004-08-04 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 화상 픽업 장치 및 카메라 시스템
JP2003324190A (ja) * 2002-05-07 2003-11-14 Nec Electronics Corp 固体撮像装置
JP4034614B2 (ja) * 2002-08-06 2008-01-16 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
US7471324B2 (en) * 2002-08-28 2008-12-30 Aptina Imaging Corporation Amplifier shared between two columns in CMOS sensor
JP3988189B2 (ja) * 2002-11-20 2007-10-10 ソニー株式会社 固体撮像装置
US20050062866A1 (en) * 2003-09-23 2005-03-24 Ang Lin Ping Multiplexed pixel column architecture for imagers
US20050068441A1 (en) * 2003-09-26 2005-03-31 Eastman Kodak Company Multiple output CCD for color imaging

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0946596A (ja) * 1995-08-02 1997-02-14 Canon Inc 固体撮像装置と画像撮像装置
JP2000012819A (ja) * 1998-06-17 2000-01-14 Nikon Corp 固体撮像素子
JP2000224482A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Ind Technol Res Inst 共用読出し構造を有するアクティブイメージセンサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20100110243A1 (en) 2010-05-06
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US9832405B2 (en) 2017-11-28
TWI237503B (en) 2005-08-01
TW200425727A (en) 2004-11-16
US7671912B2 (en) 2010-03-02
CN101742132B (zh) 2012-11-14
WO2004047428A1 (ja) 2004-06-03
US8994863B2 (en) 2015-03-31
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US20060001751A1 (en) 2006-01-05
US9374505B2 (en) 2016-06-21
JP2004172950A (ja) 2004-06-17
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US20190342512A1 (en) 2019-11-07

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