TWI222323B - Image sensor providing improved image quality - Google Patents
Image sensor providing improved image quality Download PDFInfo
- Publication number
- TWI222323B TWI222323B TW092119140A TW92119140A TWI222323B TW I222323 B TWI222323 B TW I222323B TW 092119140 A TW092119140 A TW 092119140A TW 92119140 A TW92119140 A TW 92119140A TW I222323 B TWI222323 B TW I222323B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- potential
- pixel
- reset
- sample
- level
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/627—Detection or reduction of inverted contrast or eclipsing effects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關於-種以行列配置具有光電轉換元件之 像素之影像感測器,特別係有關於—種可使太陽光等局部 明亮之影像之晝質提昇者。 L· Λλ ^tr ^ 習知技術 CMOS影像感測n等影像感測器,係於像素中具有光 電轉換將預疋之積分期間***人之光量轉換成電 信號,並進行影像處理㈣出影像㈣。於鶴行選擇線 時’連接則述彳T選擇線之像素之光電轉換信號係保持於業 已設置於各列之採樣保持電路,且該保持之檢測信號係藉 水平掃描脈衝依序輸出。 則述CMOS影像感測器係揭示於,例如,以下之專利 文獻。 *習知影像感測器之像素係由,例如,光電轉換元件之 光二極體、復位其陰極電位之復位電晶體、放大電晶體、 及選擇電晶體構成。且,使光二極體之陰極電位為復位電 位後將藉預疋之積分期間<間光二極體對應受光光量產 生之電流崎低其陰極電位之降低電壓保持於抽樣保持電 路作為光電轉換電壓。 前述之陰極電位’於復位時重疊復位雜訊。該復位雜 訊係因像素内之電晶體特性之不均—性或寄生電容之不均 14而產生’因此’每像素均不同。為了由檢測電壓除去 該復位雜Ifl ^樣保持電路係由相關雙重抽樣電路構成。 相關雙重抽樣電路係於第m位動作後之積分期間結束時 抽樣保持陰極電位,並於其後立即進行帛2復位動作,且於 之後之復絲訊讀出期間後,採樣㈣產生之復位雜訊。 接著,以2健樣保持電壓之差電壓作為像素信號輸出。藉 取得2個抽樣保持電壓之差,由_㈣除去復位雜訊。 專利文獻 曰本專利公開公報2002-218324號 發明欲解決之課題 然而,攝像影像中局部地存在太陽光等與周圍影像相 比為極高亮度之領域時,與其對應之像素中,光二極體生 成之光電賴電流極大。因此,於第2復軸倾之復位雜 訊讀出顧中,其陰極電位急速地降低。其結果為,2個抽 樣保持電壓之差電壓非常小。即,原本只要於太陽光等高 度党度之領域L之像素信號位準即可望成為最大位 準’然而復位雜訊讀出期間所讀出之復位雜訊過大,沒有 得到預期之影像㈣位準。因此,得狀輸出影像係太陽 亮度極低之影像,於極限時太陽會成為全黑之影像。 C發明内容】 發明概要 因此,本發明之目的係使藉相關雙重採樣來採樣保持 像素之制信號的f彡減㈣,於存在有局部高亮度之影 像時’亦可生成適當亮度之輪出影像。 、 用以解決課題之手段 μ=Γ目的’本發明之-態樣之-種影像感測 祕者’其特徵在於包含有多數像素及抽 樣鱗前述多數像錢配置於行列方向上,且具有 對光里產生電流之光電轉換元件,與使該光電轉換 =以抽樣保持對應前述像素之前述節點之電= 後之第^'/ 第1像素電位與前述積分期間 弟2设位動作後之復位雜訊讀出期間結束時之第 魏作騎素_^。且,前雜樣保持電路 雜訊讀出期間中之前述第2像素電位超過預 疋*位準時’使前述第2像素電位為預定之基準電位。 復位雜據^述1明之祕’具有局部高亮度之影像時,藉 復你^^出期間内之曝光,防止第2像素電位成為遠超過 像去1訊之電位且第1像素電位與第2像素電位之差電位之 4號位準過低。即,第2像素電位超過預定之閾值位準 擅’使維持保持電路之相關雙重保持機㈣失,並測出由 像I位準至第1像素電位之差電壓替代第1像素電位與第2 質降:位之差電壓。其結果為防止高亮度之局部領域中晝 【貧摊^方式】 發明之實施形態 乂下,參照圖不說明本發明之實施形態例。然而,本 發明之保護範圍並不限定於以下之實施形態例,係包括申 請專利範圍中記載之發明及其同等物。 第1圖係顯示本實施形態中之CMOS影像感測器之像 素陣列結構之圖。像素陣列1〇具有多數配置於行方向之復 位電源線VR、行選擇線SLCT1〜4、復位控制線RST1〜4、多 數配置於列方向之列線CL1〜CL4、及配置於各行選擇線、 復位控制線與列線之交叉位置之像素ρχη〜ρχ44。各像素 中,如同像素ΡΧ14中所示,係設置光電轉換元件,該光電 轉換元件係由復位用電晶體Mi、光電轉換元件之光二極體 PD、放大光二極體一側之節點之陰極電位之源輸出電晶體 M2、及對應行選擇線81^;7之驅動,連接源輸出電晶體 之源與列線CL之獅電晶體M3構成。光二極體另一側之節 點之陽極係連接於接地端等基準電位。 配置於行方向之行選擇線SLCT1~4或復位控制線 RST1〜4係㈣直掃描移位暫抑u或復位㈣電路⑽ 動控制。~ ’垂直掃描移位暫存器12係生成垂直掃描信號 Vscan之垂直職轉,且係對赫直㈣時脈%认,串 列傳送㈣VD概之「1」,而生成響各狀垂直掃描信 號Vscan。對應該垂直掃描信號,依序驅動行選擇線 SLCT0〜3。 又,配置於列方向之各列線CL1〜4,係分別連接於採 樣保持電路14。採樣保持電路14如後述,係放大來自各像 素經由列線CL供給之光電轉換信號,並削除伴隨復位動作 產生之復位雜訊,且輸出像素信號。 由採樣保持電路14輸出之像素信號,係藉由水平掃描 移位暫存Θ 16生叙水平掃描錢Η_選擇之列選擇電 日日體CS1 CS4,輸出至共通輸出匯流排〇Bus,並藉連接於 輸出匯流排之放大器AMP放大。放大器AMp之輸出係供給 至圖未示之彩色信號處理器。 第2圖係顯示習知採樣保持電路之圖,第3圖係顯示採 樣保持電路之動作之信號波形圖。第·中顯示丨個像素ρχ 之電路’與透過圖未示之列線連接於像素叹之採樣保持電 路14。採樣保持電路14係具有”開關綱'第2開關謂2、 第1採樣保持電容器Cl、第2採樣保持電容器€2、基準電壓 VREF、第1及第2放大器ΑΜρι,ΑΜρ2,且採樣保持電路^ 係消除像素之光電㈣元件之復⑽訊之相關雙重採樣電 路。又,像素PX與採樣保持電路14之間設置有電流源n。 針對該像素PX與採樣保持電路14之動作,一面參照第 3圖面說明。第3圖中’係將對應像素内之光二極體〇1之 陰極電壓VPD輸出之像素電位Vp之電壓變化,配合行選擇 線SLCT、復位控制控制線RST、第j、2開關SW1、sw2等 來顯不。為了簡化,行選擇線SLCT係驅動至JJ位準,而使 選擇電晶體M3為導通狀態。 首先’於第1復位期間Τ1驅動復位控制線RST至η位準 而導通復位電晶體Ml,並使光二極體pd之陰極電位VPD為 復位位準VR。對應陰極電位VPD之像素電位Vp亦成為對應 之復位位準。且,復位控制線RST為L·位準且復位電晶體Ml 非導通時,陰極電位VPD會藉光二極體pD對應輸入光之光 1222323 量產生之電流緩慢地降低位準。此係積分期間T2。然而, 復位電晶體Ml為非導通時復位雜訊%產生。該復位雜訊% 係母像素皆不均一之電壓。 經過預定積分期間T2後,開關SW1、SW2為暫時導通 5狀態,對應陰極電位VPD而生成且來自源輸出電晶體犯之 驅動電流,係透過選擇t晶體M3與圖未示之舰,充電電 容器c卜藉該採樣動作,節點VC1係成為由復位電壓VR僅 增加復位雜訊電壓Vn與於積分期間降低之電位Vs(vs+Vn) 之低電位VR-(Vs + Vn)。又,節點VC1之電位透過第i放大 10器AMP1亦傳導至第2電容器C2。 此時’第2開關SW2亦為導通狀態,且第丨放大器ampi 之放大率為1時,第2電容器C2亦充電至與第!電容器同一電 壓狀態。於該狀態下,於第1及第2電容器Cl、C2施加位準 VR —(VS + Vn)與基準電壓VREF2差電壓。且,控制開關 15 SW1為非導通時,第1及第2電容器係維持前述位準。 於積分期間T2結束後,再度供給復位脈衝至復位控制 線RST復位電晶體導通。藉該第2復位動作,陰極電位 再次充電至復位位準。此係第2復位期間丁3。之後,經過復 位雜afL#出期間T4後,第丨開關請丨成為暫時導通狀態。此 20時,第2開關SW2維持非導通狀態。該復位雜訊讀出期間 T4,亦與積分期間T2相同,陰極電位vpD係藉業已對應受 光光畺之光一極體之電流降低位準。但是,該復位雜訊讀 出期間T4係設定成較積分期間T2還短。 該復位雜訊讀出期間Τ4中,開關SW1係導通狀態,且 10 1222323 第1電容器Cl之節點VC1係由復位電壓VR僅降低復位雜訊 Vn之位準VR — Vn。該電位VR-Vn透過第1放大器AMP1亦 傳導至第2電容器C2之端子。此時,第2開關Sw2為非導通 狀態,因此,第2電容器C2之節點VC2成為開放狀態。因此, 5第2電容器C2之節點VC2產生積分期間T2結束時之節點 VC1之電位VR-(Vs +Vn)與復位雜訊讀出期間丁4結束時 之節點VC1之電位VR —Vn之差電壓Vs之變動,且於節點 VC2生成增加最初採樣時之基準電壓vREF之電壓vref + Vs。即,由該電壓VREF+Vs削除復位雜訊Vll。 10 藉使第2放大器AMP2之基準電位為vref,已對應受光 光量積分之檢測電壓Vs會藉第2放大器AMP2放大,並藉由 水平掃描移位電晶體16生成之水平掃描信號依序導通控制 之列ECS,輸出至輸出匯流排〇buS。且,檢測電壓Vs係 藉設置於輸出匯流排OBUS之共通放大器AMP放大,供給至 15後段之A/D轉換電路作為像素信號。 第3圖所示之像素電位Vp之波形係對應局部高亮度影 像之像素之例。即,儘管積分期間控制成短,像素電位Vp 仍急速地下降並於短時間飽和,且於開關SW1、SW2導通 之第1採樣保持動作時之檢測電壓Vs會隨之到達最大值。 20且,就算第2復位動作後之復位雜訊讀出期間T4為短時間, -像素電位Vp仍急速地降低,並且於開關SW1導通之第2 採樣保持動作中測出之復位雜訊Vn之位準非常大。因此, 藉由相關雙重採樣求出之檢測電壓vs = (vr—Vn)— { vr 〜(Vs+Vn)丨係較對應原本之高亮度之位準還低。 11 1222323 為了確保復位控制信號RST與第1開關SW1之動作之 間之邊限,復位雜訊讀出期㈣必需為具有某—長度之期 間,然而於如所述高亮度之影像之情況下,即使於如此短 之』間T4像素電位Vp仍急速地降低,且業已採樣保持遠 5超越原本之復位雜訊之復位雜訊Vn。 第4圖係顯示本實施形態中之採樣保持電路之圖。像素 PX係與第2圖相同。採樣保持電路14具有相關雙重採樣電路 14A與控制是否消除相關雙重採樣電路之㈣電路刚。第 4圖之相關雙重採樣電路14A係與第2圖之採樣保持電路同 10 一結構。控制電路14B係如同第1圖所示,係設置於連接列 線CL1〜CL4之採樣保持電路14内列線與相關雙重採樣電路 之間。 控制電路14B係具有開關SW4、SW5,且更具有n〇r ENOR、反向器INV1、INV2。設置於像素ρχ與相關雙重 15採樣電路14Α間之開關SW4,係藉反向器ιΝνι之輸出控 制,且係於Η位準之時導通控制其輸出。又,設置於相關雙 重採樣電路14Α與復位電源VR之間之開關,係藉反向器 INV2之輸出控制,且同樣地於η位準之時導通控制其輸 出。於NORHNOR之一側之輸入端子,輸入控制控制電路 20 14Β之賦能、去能之賦能信號ΕΝ,並於另一側之輸入端子 輸入像素電位Vp。 第5圖係顯示本實施形態中之採樣保持電路之動作之 圖。5亥例係與苐3圖同樣為攝取局部高亮度之影像時之動作 例。最初之復位期間T1之復位動作與於積分期間T2結束時 12 1222323 使開關SW卜SW2導通而進行之第1採樣保持動作,係與第 3圖之情況相同。該等動作中,賦能信號Ensh位準(去能 狀態),且控制電路14B為去能狀態,並且開關SW4控制於 導通狀態’開關SW5控制於非導通狀態。因此,相關雙重 5採樣電路14A内之節點電壓VC1,係成為由對應復位電壓之 電壓VR減去復位雜訊Vn與檢測電壓Vs之和(Vs + Vn)之電 壓VR-(Vs + Vn)。第1放大器AMP1之輸出亦與增益設定為 1相同。 接著’進入第2復位期間T3時,使賦能信號EN為L位準 10 (賦能狀態)。藉此,NOR匣為活動化狀態,且像素電位Vp 較NOR匣NOR具有之閾值位準Vth還低時,控制其輸出於Η 位準。於第2復位期間Τ3後,復位電晶體Ml為非導通狀態 時,成為復位雜訊讀出期間T4,且陰極電壓vpD之位準對 應射入光光量降低。因為高亮度,陰極電壓急速地降低, 15且像素電位VP亦隨之急速地降低,第1開關SW1於構成非導 通之維持動作當前業已超過NOR匣NOR之閾值位準Vth。 與前述對應,NOR匣NOR之輸出成為Η位準,第1反向 為INV1之輸出成為[位準,且開關SW4係控制為非導通, 同時第2反向器INV2之輸出成為η位準,且開關sw5控制於 2〇導通狀態。藉開關SW5之導通,節點電壓vci強制地升高 至復位電源VR位準而非像素電位νρ。之後,第1開關swi 成為非導通,且維持復位位準VR於電容器VR。即,節點電 位VC1之位準成為復位位準vR,且第丨放大器ampi之輸出 亦成為復位位準乂尺。因此,節點電壓vC2係由基準電壓 13 1222323 丽升高至Vs + Vn + VREF,檢挪電麼係% + %。 該採樣保持動作中,沒有由檢測電^除去復位 雜訊。然而,原本檢測電駭s係最大值或近於其之值,因 此,即使完全沒有除去復位雜訊,輸出影像(最大灰階位準 5或近於其之位準)晝質降低之問題亦少。相較於如習知例, 測出復位雜訊Vn遠超過所需且檢測電^Vs過小,儘管輸出 影像為南党度仍成為低亮度,畫質有提升。 第6圖係顯示本實施形態中之採樣保持電路之另一動 作例之圖。該例與第3圖不同,係攝取亮度不高之影像時之 1〇動作例。由於射入光光量少,因此積分期間T2中之光二極 體PD之電流較小,因此,陰極電詩d及對應其之像素電 位Vp緩慢地下降。且,保持於積分期間η結束時之第消 樣保持時之像素電位Vp尚未到達飽和位準。 木 且,於第2復位動作後之復位雜訊讀出期間Τ4中,陰極 電壓VPD及對應其之像素電位Vp亦緩慢地下降,且第工開關 swi直至關閉之保持動作為止,不會超過閾值位準v化。因 此,控制電路MB之NOREN〇R之第2輸入之像素電位外不 會成為L位準,且觸⑽輸出維持於乙位準。即,第i反向器 INV1之輸出維持於η位準且維持開關$稱於導通狀態,並 且第2反向器INV2之輸出維持於L位準,開關SW5不導通。 因此,適當地測出已除去復位雜訊乂11之電壓Vs。 如前述’並非特別高亮度之像素之情況下,控制電路 4B將相關雙重採樣電路14八之動作控制於普通動作,因 此,測出適當之業已除去復位雜訊Vn之檢測電壓Vs。 14 1222323 於前述實施形態中,藉適當地設計NOR匣之閾值位準 Vth,可使藉控制電路14B控制之控制位準最合適化。因此, 利用使該控制電路14 B之閾值位準可自由變更,可變更相關 雙重採樣動作之賦能與去能之邊界點。 5 第7圖係顯示第2實施形態中之採樣保持電路之圖。相 關雙重採樣電路14A係與第4圖之實施形態相同。第2實施形 態之形態中,於控制電路14B中係設置比較器CMp替代第4 圖之NOR匣,且比較器之輸出係供給至第1反向器。且,比 較器CMP係藉開關S W6使與像素電位Vp相比較之閾值位準 1〇可變更為Vthl、Vth2( < Vthl)任一者。開關sW6係藉由可人 工操作之外部端子或圖未示之内部電路自動控制之控制信 號CON切換。 例如,影像内包含有太陽等局部高亮度之影像時,選 擇較高之閾值位準Vthl。隨之,於復位雜訊讀出期間以像 15素電位Vp超越閾值位準Vthl並降低時,第2採樣保持時之檢 測位準成為復位電壓VR,與第5圖同一動作。 另外,影像内未包含局部極高亮度之影像時,選擇普 通且較低之閾值位準Vth2。隨之,於復位雜訊讀出時間^ 像素電位Vp沒有超越難位準糧2讀;兄下,第2採樣保持 2〇時之檢测位準成為復位雜訊,與第6圖同一動作。 如前述,利用使閾值位準可自由變更,可得到業已對 應攝取之影像且最適當化之輸出影像。 、 亦可由來自攝取影像之受光光量自動地設定前述閾值 位準之變更設定。例如,於一幢期間累積測出之像素信號 15 1222323 位準,並測出像素之明亮度,控制連接輸出匯流排0BUS 之放大器AMP之增益。係於暗影像時提昇增益,且亮影像 時降低增益等之控制。且,於僅放大器之增益控制不完全 時,調整積分期間之長度。如此之控制係藉設置於輸出匯 5流排之放大器AMP之輸出側之A/D轉換電路之輸出側之自 動增益控制電路進行。 因此,一例,控制積分期間為較長之第丨期間時,受光 光量本身沒有較多,因此,將閾值位準Vth設定為高,且提 南相關雙重採樣之去能機能之感度,使局部高亮度之影像 10之晝質不降低。又,控制積分期間為較短之第2期間時,受 光光塁本身增夕’因此,設定閾值位準為低,且降低同 感度,並僅針對極高亮度之影像發揮去能機能,使畫質不 降低。 15 20
而閾值位準Vthl、Vth2亦可藉人工設定成可變化 觀察輸出影像之使用者為了提昇畫f,可利用人工1 疋變更來提供更高晝質之輸出影像。 以上,匯總實施形態例,係如下之附記。 (附記1)-種影像感測器,係、用以攝取影像者,其獅 ^於包合有錄像素及抽樣保持電路,前述多數像素係酉 方向上’且具有對應受光光量產生電流之光電奉 件,與使該光電轉換元件之節點復位至復位電位之潜 前述抽樣保持電路係用以抽樣, 電路係將㈣像素於第!復位動作後之積分期間結 16 1222323 第1像素電位與前述積分期間後之第2復位動作後之復位雜 位之差電位作為像素信號 之二述像辛心,保持電路於前述復位雜訊讀出期間中 預=基準2超過預定闊值位準時,使前述像素電位為 位係亀,㈣崎之基準電 準其中前麵定之閣值位 附屺⑷如附記3之影像感測器,其 準係齡來自攝取影像之受光光量作變更設定間值位 附5己(5)-種影像感測器,係用以攝取影像者,其特 15 置於象素及柚樣保持電路’前述多數像素係配 Π:且具有對應受光光量產生電流之光電轉 、凡〜使錢f轉換元件之節點復位至復位電位之復 位電晶體,而前述抽樣保持電路係用以抽樣伴持對庫^ =:=r作後―結束時之 2〇雜訊期間讀出杜束時刀月間後之第2设位動作後之復位 信_’:',。=:像素電位之第1電位差作為像素 17 5 附記⑹如附記5之影 準可變更衫❹數轉。 ,、巾_心之閾值位 附。己(7)如附記5之影像感測器,其 準係配合來自録影叙受衫量作技衫 =⑻-種影像感測器’仙以攝取影像者,其特徵 、W有多數像纽抽樣保持電路 置於行列方向上,且具有對應受光光量產生;== 換儿件’與使該光電轉換元件之節點復位至復 位電晶體’而前述抽樣保持電路係用以抽樣 10 15 之對應前述節點之電位之像素電位者,且,前述抽^= 電路係將“像麵第1復位動作後之積分_結束時 第1像素電位與於前述積分期間後之第2復位動作後之^ 雜訊讀出期間結束時之第2像素電位之差電位作為像= 猇輸出,且,該影像感測器更具有控制電路,該控制電= 係於前述復位雜訊讀出期間中,檢測前述像素電位是否= 過預定閾值位準,並使前述第2像素電位為復位電位。° (附記9)如附記8之影像感測器,其中前述預定之閾值位 準町變更設定成多數位準。 免 (附記10)如附記8之影像感測器,其中前述預定之閾值 2〇位準係配合來自攝取影像之受光光量作變更設定。* 發明效果 以上,依據本發明,於影像感測器中可使局部地具有 高亮度之影像之畫質提昇。 t圓式簡單說明】 18 1222323 影像感測器之像
第1圖係顯示本實施形態中之CM0S 素陣列結構之圖。 圖 第2圖係顯示習知採樣保持電路之圖。==示採樣保持電路之動作之信號波形 係‘私本實卿態中之採樣保持電路之^ 第5圖係顯林實施形態中之採樣保持電路之動作 圖 圖 之 第6圖係顯示本實施形態中之採樣保持電路之另 作例之圖。 10 動 第7圖係顯示第2實施形態中之採樣保持電路之圖 【圖式之主要元件代表符號表】 10···像素陣列 11…设位控制電路,電流源 12…垂直知描移位暫存器 14…採樣保持電路 14A…相關雙重採樣電路 14B…控制電路 16…水平掃描移位暫存器 AMP··.放大器 AMP1··.第1放大器 AMP2...第2放大器 CS1〜CS4···電晶體 C1…第1採樣保持電容器 C2…第2採樣保持電容器 19 CS…列匣 CMP…比較器 CON...控制信號 CL1〜4...列線 D1...光二極體 EN...賦能信號 Hscan...水平掃描信號 INV1…第1反向器 INV2…第2反向器 Ml...復位用電晶體 M2...源輸出電晶體 M3...選擇電晶體 NOR· "NOR 匣 OBUS...共通輸出匯流排 PX11〜PX44…像素 PD...光二極體 INV1,INV2...反向器 II...電流源 RST1〜4…復位控制線 SW4,SW5...開關 SW1...第1開關 SAV2…第2開關 SLCT0〜4...行選擇線 T1...復位期間 1222323 T2,T3...積分期間 Τ4...復位雜訊讀出期間 VPD...陰極電壓 VREF...基準電壓 VC1,VC2.··節點電壓 Vp...像素電位 VPD...陰極電壓 Vth...閾值位準 Vn...復位雜訊 Vscan...垂直掃描信號 VCLK...垂直掃描時脈 Vp···像素電位 VR...復位電源線,電容器,復位電壓
21
Claims (1)
1222323 拾、申請專利範園·· l :種影像感測n,係用以攝取影像者,其特徵在於包含 5 夕數像素,餘置騎财向上,且具 f置產生電流之光電轉換元件,與使該光電轉換:= 即點復位至復位電位之復位電晶體,·及 、兀 述節=_路,係用以抽樣保持對應前述像素之前 这即點之電位之像素電位者, 10 前述純_祕係㈣鱗細 =r時之第1像素電位與前述積分: 復位動作後之復位雜訊讀出期間結 電位之差電位作為像素信號輸出,且第= 路於前述復位雜訊讀出期間中之前述像素電位超過】 15 定間值位準時,使前述像素電位為預定之基準電位。 2·如申請專㈣圍第1項之影像感測器,其中前述預定之 基準電位係前述復位電位。 3.如申請專利範圍第i項之影像感㈣,其中前述預定之 閾值位準可變更設定成多數位準。 20 (如申請專職圍第3項之影像_器,其中前述預定之 閾值位準係配合來自攝取影像之受光光量作變更設定。 5.-種影像感測器,係用以攝取影像者,其特徵在於包含 有: 多數像素,係配置於行列方向上,且具有對應受光 光量產生電流之光電轉換元件,與使該光電轉換元件之 22 1222323 ίο 6. 即點復位至復位電位之復位電晶體;及 抽樣保持電路,制以抽樣保 述節點之電位之像素電位者, 應則迷像素之前 前述抽樣婦電路係將前述像素於^復位動作後 之積分_結束時之第!像素電㈣ 素之電第㈣1—-時之 為像素信號輪“,前述抽樣 位超過預定之間值位準時, 讀素電 復位時之像素電位之第2差電位=1=電位與第1 也冰士 督代别逑第1差雷位作 為像素信號輸出。 3影像感測器’係用以攝取影像者,其特徵在於:包
15 20 光量==配置於行列方向上,且具有對應受光ΐ==Γ轉換元件,與使該光電轉換元件之 即點復位至设位電位之復位電晶體;及 抽樣保持電路,传用4 述節點之電紅像素心者樣保騎鱗素之對應前 之積==電路係將前述像素於第1復位動作後 之第隸 素電位與於前述積分期間後 * 〗之设位雜訊讀出期間結束時之第2像 素電位之差f位料料㈣ 更具有控制電路,該控 I像感如 間中,檢、>ί#Γ、+、# I 係於則述復位雜訊讀出期 檢·述像素電位是否超過預定間值位準,並使
23 1222323 前述第2像素電位為復位電位。
24
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002216848 | 2002-07-25 | ||
JP2002317032A JP4187502B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-10-31 | 画質を向上させたイメージセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200402234A TW200402234A (en) | 2004-02-01 |
TWI222323B true TWI222323B (en) | 2004-10-11 |
Family
ID=32032715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW092119140A TWI222323B (en) | 2002-07-25 | 2003-07-14 | Image sensor providing improved image quality |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7170556B2 (zh) |
JP (1) | JP4187502B2 (zh) |
KR (1) | KR100903041B1 (zh) |
CN (1) | CN1217524C (zh) |
TW (1) | TWI222323B (zh) |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4251811B2 (ja) * | 2002-02-07 | 2009-04-08 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 相関二重サンプリング回路とこの相関二重サンプリング回路を備えたcmosイメージセンサ |
US7385636B2 (en) * | 2004-04-30 | 2008-06-10 | Eastman Kodak Company | Low noise sample and hold circuit for image sensors |
US7062402B2 (en) * | 2004-05-19 | 2006-06-13 | Microsoft Corp | System and method for automatic testing of output device capabilities via electronic document |
TWI249947B (en) * | 2004-06-04 | 2006-02-21 | Via Tech Inc | Digital pixel sensor and operating method thereof |
JP4230967B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2009-02-25 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 撮像装置、撮像装置の制御方法、cmosイメージセンサ |
US7477298B2 (en) * | 2004-08-30 | 2009-01-13 | Micron Technology, Inc. | Anti-eclipsing circuit for image sensors |
KR100656666B1 (ko) | 2004-09-08 | 2006-12-11 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지 센서 |
JP4425809B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2010-03-03 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 撮像装置 |
JP4759293B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2011-08-31 | キヤノン株式会社 | 撮像素子 |
US7916186B2 (en) | 2005-04-07 | 2011-03-29 | Micron Technology, Inc. | Anti-eclipse circuitry with tracking of floating diffusion reset level |
US7282685B2 (en) * | 2005-04-14 | 2007-10-16 | Micron Technology, Inc. | Multi-point correlated sampling for image sensors |
US7659928B2 (en) * | 2005-04-21 | 2010-02-09 | Aptina Imaging Corporation | Apparatus and method for providing anti-eclipse operation for imaging sensors |
US7872682B2 (en) * | 2005-05-10 | 2011-01-18 | Micron Technology, Inc. | Eclipse elimination by monitoring the pixel signal level |
KR100723487B1 (ko) * | 2005-06-08 | 2007-06-04 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서에서 효율적인 금속 배선의 픽셀 회로 및 구동방법 |
JP2006352341A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Micron Technol Inc | アンチエクリプス回路及びその動作方法 |
KR100775009B1 (ko) * | 2005-08-03 | 2007-11-09 | 한국과학기술원 | 상관 이중 샘플링 회로 및 이를 구비한 시모스 이미지 센서 |
US7573519B2 (en) * | 2005-10-26 | 2009-08-11 | Eastman Kodak Company | Method for correcting eclipse or darkle |
JP4396655B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2010-01-13 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
JP4614286B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2011-01-19 | セイコーインスツル株式会社 | 光電変換装置、イメージセンサ、光学読み取り装置 |
JP4572935B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2010-11-04 | Tdk株式会社 | 接合装置の検出対象物の検出方法、接合装置及び接合方法 |
US20080179298A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Tdk Corporation | Method of detecting an object to be detected in a joining device, joining device, and joining method |
JP4385059B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2009-12-16 | シャープ株式会社 | イメージセンサ |
TWI413242B (zh) * | 2007-08-10 | 2013-10-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 固態圖像感測器 |
JP2009159069A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | 固体撮像装置およびカメラ |
FR2943178B1 (fr) * | 2009-03-13 | 2011-08-26 | New Imaging Technologies Sas | Capteur matriciel a faible consommation |
US8720125B2 (en) | 2009-07-28 | 2014-05-13 | Micah F. Andretich | Sustainable, mobile, expandable structure |
KR101107168B1 (ko) | 2010-01-04 | 2012-01-25 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 엑스레이 검출장치 및 이의 구동방법 |
KR101147422B1 (ko) | 2010-01-05 | 2012-05-24 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 엑스레이 감지 장치 및 엑스선 감지 방법 |
US8736733B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-05-27 | Invisage Technologies, Inc. | Dark current reduction in image sensors via dynamic electrical biasing |
CN101815179B (zh) * | 2010-04-15 | 2012-06-20 | 昆山锐芯微电子有限公司 | Cmos图像传感器 |
KR101368244B1 (ko) | 2011-12-30 | 2014-02-28 | 주식회사 실리콘웍스 | 유기발광다이오드 표시장치의 문턱전압 센싱 회로 |
US8767098B2 (en) * | 2012-08-30 | 2014-07-01 | Omnivision Technologies, Inc. | Method and apparatus for reducing noise in analog image data of a CMOS image sensor |
US9491383B2 (en) | 2013-06-07 | 2016-11-08 | Invisage Technologies, Inc. | Image sensor with noise reduction |
JP6171997B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2017-08-02 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびその駆動方法、並びに電子機器 |
US10104322B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-10-16 | Invisage Technologies, Inc. | Image sensors with noise reduction |
US10425601B1 (en) | 2017-05-05 | 2019-09-24 | Invisage Technologies, Inc. | Three-transistor active reset pixel |
US10270992B1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-04-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Sampling device and method for reducing noise |
US10574922B2 (en) * | 2018-03-12 | 2020-02-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Imaging systems with boosted control signals |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6667768B1 (en) * | 1998-02-17 | 2003-12-23 | Micron Technology, Inc. | Photodiode-type pixel for global electronic shutter and reduced lag |
JP3517614B2 (ja) * | 1998-12-25 | 2004-04-12 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
KR100284309B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2001-03-02 | 김영환 | 이미지 센서에서의 리셋 전압을 자동으로 조절하기 위한 리셋전압 조절 장치 |
US6803958B1 (en) * | 1999-03-09 | 2004-10-12 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for eliminating artifacts in active pixel sensor (APS) imagers |
KR100399954B1 (ko) | 2000-12-14 | 2003-09-29 | 주식회사 하이닉스반도체 | 아날로그 상호 연관된 이중 샘플링 기능을 수행하는씨모스 이미지 센서용 비교 장치 |
-
2002
- 2002-10-31 JP JP2002317032A patent/JP4187502B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-14 TW TW092119140A patent/TWI222323B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-07-15 US US10/618,851 patent/US7170556B2/en active Active
- 2003-07-22 KR KR1020030050013A patent/KR100903041B1/ko active IP Right Grant
- 2003-07-25 CN CN031498124A patent/CN1217524C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7170556B2 (en) | 2007-01-30 |
KR20040010299A (ko) | 2004-01-31 |
CN1481147A (zh) | 2004-03-10 |
TW200402234A (en) | 2004-02-01 |
JP4187502B2 (ja) | 2008-11-26 |
JP2004112740A (ja) | 2004-04-08 |
CN1217524C (zh) | 2005-08-31 |
KR100903041B1 (ko) | 2009-06-18 |
US20040119853A1 (en) | 2004-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI222323B (en) | Image sensor providing improved image quality | |
US6046444A (en) | High sensitivity active pixel with electronic shutter | |
TWI424742B (zh) | 用於像素單元之高動態運作之方法及裝置 | |
US7224389B2 (en) | Method to adjust the signal level of an active pixel and corresponding active pixel | |
TWI309809B (en) | Pixel for boosting pixel reset voltage | |
US9490291B2 (en) | Solid state imaging device and camera system | |
US6917027B2 (en) | Method and apparatus for reducing kTC noise in an active pixel sensor (APS) device | |
US11252348B2 (en) | Imaging device and driving method of imaging device | |
US11006062B2 (en) | Pixel sensing circuit and driving method thereof, image sensor and electronic device | |
US9848145B2 (en) | Imaging device including pixels | |
TW200402233A (en) | Image sensor for suppressing image distortion | |
US7417212B2 (en) | Solid-state image-sensing device | |
US20050030401A1 (en) | Method and circuit for determining the response curve knee point in active pixel image sensors with extended dynamic range | |
US9040894B2 (en) | Imager with column readout | |
US20090115878A1 (en) | Method, system and apparatus to boost pixel floating diffusion node voltage | |
TW200950507A (en) | Method and circuit for driving active pixels in a CMOS imager device | |
US7298406B2 (en) | Ground referenced pixel reset | |
JP4198047B2 (ja) | 光検出装置、固体撮像装置およびカメラシステム | |
JP4453306B2 (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の駆動方法 | |
JP2003158683A (ja) | 固体撮像装置およびそれを用いた固体撮像システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |