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KR20040069183A - 화상 픽업 장치 및 카메라 시스템 - Google Patents

화상 픽업 장치 및 카메라 시스템 Download PDF

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Publication number
KR20040069183A
KR20040069183A KR10-2004-7009690A KR20047009690A KR20040069183A KR 20040069183 A KR20040069183 A KR 20040069183A KR 20047009690 A KR20047009690 A KR 20047009690A KR 20040069183 A KR20040069183 A KR 20040069183A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel
transistor
voltage
charge
floating diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR10-2004-7009690A
Other languages
English (en)
Inventor
코르소우트알로우이시우스더블유엠
호에크스트라빌렘
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20040069183A publication Critical patent/KR20040069183A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 행과 열로 정렬된 화소를 갖는 화상 픽업 장치(image pick up device)(401)에 관한 것이다. 모든 화소(301)는 감광성 소자(photosensitive element)(302), 부동 확산부(floating diffusion)(304), 전송 트랜지스터(transfer transistor)(303), 그 제어 전극이 부동 확산부(304)에 접속된 증폭 트랜지스터(amplifying transistor)(305) 및 리셋 트랜지스터(reset transistor)(306)를 포함한다. 외부 노드(external node)(310)는 행 선택 버스(406)를 거쳐 선택 스위치에 접속된다. 선택 스위치(411)는 제 1 전압원(409)에 의해 생성된 제 1 바이어스 전압 또는 제 2 전압원(410)에 의해 생성된 제 2 바이어스 전압을 행 선택 버스(406)에 제공한다. 제 1 바이어스 전압을 인가하고 동시에 리셋 트랜지스터(306)를 턴온시켜서, 부동 확산부(304)가 증폭 트랜지스터(305)를 온-모드로 바이어싱하는 제 1 바이어스 전압으로 프로그래밍되게 하는 것에 의해, 화소(301)가 선택되게 한다. 이와 유사하게, 제 2 바이어스 전압을 인가하여 증폭 트랜지스터(305)를 오프-모드로 바이어싱하고, 그것에 의해 화소(301)를 선택 해제한다. 이 화소의 선택 및 선택 해제 방법은 모든 화소마다 별도의 선택 트랜지스터를 필요로 하지 않아서, 화소의 충진 인자(fill factor)를 증가시킨다. 이 접근법은 특히 CDS(correlated double sampling)를 사용하는 화상 픽업 장치에 특히 유용하다.

Description

화상 픽업 장치 및 카메라 시스템{IMAGE PICK-UP DEVICE AND CAMERA SYSTEM COMPRISING AN IMAGE PICK-UP DEVICE}
이러한 화상 픽업 장치는 통상적으로 APS(Active Pixel Sensor) 이미저(imager)로서 알려져 있다. 이러한 APS 이미저는 일반적으로 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 집적 회로(IC) 프로세스에서 고체 이미저(solid state imager)로 구현된다. 예를 들면, 디지털 스틸 카메라, 웹캠(webcam), 비디오 카메라 레코더(캠코더) 또는 휴대폰 등과 같은 이동 애플리케이션 등의 카메라 시스템에서는 그 부품으로서 APS 이미저를 통상적으로 사용한다.
APS 이미저의 기본 구성은, 촬상 섹션(imaging section)과 판독 섹션(read-out section)으로 이루어진다. 촬상 섹션은 행과 열로 정렬되는 화소 성분(picture elements) 또는 화소의 매트릭스를 포함한다. 종래의 화소의 예를 도 1에 도시하였다. 이러한 화소는 또한 "4T-화소"로도 알려져 있다. 광학 수단은 화상 섹션 위에 화상을 투사한다. 각각의 화소는 감광성 소자-일반적으로는, 광 다이오드(photodiode) 또는 포토게이트(photogate) 등-를 이용하여 입사 광을 전기적 신호로 변환하도록 구성된다. 감광성 소자는 광에 노출될 때마다 전하를 생성한다. 노출 이후에, 이 전하는 전하-대-전압 변환 노드, 예를 들면, 부동 확산부(floating diffusion node)로 전송된다. 부동 확산부의 전압 레벨은 자신에게 저장된 전하에 비례한다. 이 전하는 감광성 소자에 의해 수집된 전하와 노이즈 소스(noise sources)에 의해 생성된 소위 제로 광 레벨 전하(zero light level charge)의 합계이다. 소스 팔로워(source follower) 또는 증폭 트랜지스터를 사용하여, 부동 확산부의 전압 레벨을 화소의 제 1 외부 노드에 접속된 소스 팔로워 트랜지스터의 소스에 복제한다. 소스 팔로워 트랜지스터의 드레인은 바이어싱(biasing)용으로 사용되는 화소의 제 2 외부 노드에 접속된다.
이미저의 판독 섹션에 샘플 및 유지(SH) 회로(sample & hold circuit)를 사용하여, 다음의 처리를 위해 화소의 제 1 외부 노드의 전압(화소 신호)을 샘플링한다. 화소의 성능을 증가시키기 위해서, CDS(Correlated Double Sampling)를 활용할 수 있다. CDS를 사용하는 APS 이미저에서는, 먼저 부동 확산부의 제로 광 전압 레벨을 샘플링하고, 다음에 감광성 소자에 의해 광이 수집된 이후에 부동 확산부의 전압 레벨을 전송한다. 제 2 샘플에서 제 1 샘플을 빼는 것에 의해서 제로 광 레벨 전하 내에서 반사된 노이즈의 영향은 제거된다. 이는 화소 내의 전송 트랜지스터가 감광성 소자로부터 부동 확산부로의 전하 전송을 제어하도록 요구한다.
또한, 모든 화소열이 동일한 SH 회로를 공유하는 경우에 APS 이미저는 일반적으로 행마다 판독된다. 하나의 열에 있는 서로 다른 화소의 화소 신호가 혼합되는 것을 방지하기 위해서, 통상적인 APS 이미저는 선택 트랜지스터를 포함하는데, 그의 주 도전성 채널은 소스 팔로워 트랜지스터의 소스를 화소의 제 1 외부 노드에 접속시킨다.
마지막으로, 화소 신호를 다시 판독하기 전에, 부동 확산부의 전압 레벨은 사전 결정된 레벨로 리셋되어야 한다. 이를 위하여, 화소는 일반적으로는 리셋 트랜지스터인 리셋 게이트(reset gate)를 포함하는데, 그의 주 도전성 채널은 부동 확산부와 화소의 제 2 외부 노드를 접속시킨다.
다수의 트랜지스터가 요구되기 때문에, 종래의 CDS APS 이미저 내에서 화소의 충진 인자(fill factor)는 비교적 낮다. 이는 감광성 소자용으로 화소 내에서 비교적 작은 영역만을 이용할 수 있다는 것을 의미한다. 나머지 영역은 대부분 트랜지스터와, 이들 트랜지스터를 판독 섹션에 접속시키기 위해서 필요한 배선에 의해 점유된다. 또한, 최소 면적의 화소는 주로 화소 내의 트랜지스터 개수에 의해 결정된다. 그러므로, 종래의 화소는 화상 섹션의 정해진 영역 내에 맞는 화소 개수로 제한되어, 그 결과로 CDS APS 이미저의 가능한 해상도를 제한한다는 단점을 갖는다. 유럽 특허 공개 번호 제 1,017,107 호는 CDS APS 이미저에 있어서 감광성 소자로서 포토게이트를 구비한 해결책에 대해 개시한다. 유럽 특허 공개 번호 제 1,017,107 호에 따른 이러한 화소를 도 2에 도시하였다. 위의 특허에서 개시된 화소에서는, 선택 트랜지스터를 제거하였다. 그 대신에, 화소의 부동 확산부를 사용하여 소스 팔로워 트랜지스터를 오프-상태(off-state)로 바이어싱하는 것에 의해 화소를 선택 해제(deselecting)하고, 온-상태(on-state)-이 경우에, 부동 확산부는 소스 팔로워로서 기능함-로 바이어싱하는 것에 의해 화소를 선택한다. 이를 위하여, 리셋 트랜지스터의 드레인은 포토게이트의 작동을 제어하는 전압원에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터는 이 전압원을 이용하여 적절한 바이어스 전압 레벨을 인가하고, 그와 동시에 리셋 트랜지스터를 턴온(turning on)함으로써 오프-모드 또는 온-모드로 바이어싱된다. 그러나, 포토게이트의 특정한 작동만을 활용하였기 때문에, 개시된 해결책은 포토게이트를 활용하는 CDS APS 이미저에만 적용될 수 있다.
본 발명은 복수의 화소를 포함하는 화상 픽업 장치(image pick-up device)에 관한 것으로서, 적어도 하나의 화소는 광을 전하로 변환시키는 감광성 소자(photosensitive element)와, 상기 전하를 전압 레벨로 변환시키는 전하-대-전압 변환 노드(charge-to-voltage conversion node)와, 상기 감광성 소자와 상기 전하-대-전압 변환 노드 사이에 접속된 주 도전성 채널(main conductive channel)을 구비하는 전송 트랜지스터(transfer transistor)와, 상기 전하-대-전압 변환 노드에 접속된 제어 전극 및 상기 화소의 제 1 외부 노드(external node)에 접속되고 상기 화소의 제 2 외부 노드에 접속된 주 도전성 채널을 구비하는 증폭 트랜지스터(amplifying transistor)와, 상기 전하-대-전압 변환 노드와 상기 제 2 외부 노드 사이에 접속된 주 도전성 채널을 구비하는 리셋 트랜지스터(reset transistor)를 포함한다.
본 발명은 또한 화상 픽업 장치의 화상 섹션 상에 화상의 초점을 맞추는 광학 수단을 포함하는 카메라 시스템에 관한 것이다.
도 1은 알려진 화상 픽업 장치의 화소를 도시하는 도면,
도 2는 다른 알려진 화상 픽업 장치의 화소를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 화소를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 개략적인 개요도,
도 5는 본 발명에 따른 카메라 시스템의 개략적인 개요도.
특히 본 발명의 목적은 광 다이오드를 감광성 소자로 사용할 수 있고, 증가된 충진 인자를 갖는 화소를 포함하는 화상 픽업 장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 도입 단락에서 정의된 바와 같이, 상기 제 2 외부 노드가, 상기 증폭 트랜지스터를 오프-모드 및 온-모드로 제각기 바이어싱하기 위해서 상기 전하-대-전압 변환 노드에 적어도 2개의 서로 다른 전압 레벨을 제공하는 바이어싱 수단에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치를 제공한다.
상기 증폭 트랜지스터의 제어 전극에 인가된 전압은 증폭 트랜지스터의 작동 모드를 결정한다. 증폭 트랜지스터의 제어 전극에 제 1 전압 레벨을 인가하면 증폭 트랜지스터의 주 도전성 채널을 통해 전류가 흐를 수 없다. 그러면 증폭 트랜지스터는 오프-모드로 바이어싱된 것이다. 그러므로, 상기 화소의 전하-대-전압 변환 노드에 상기 제 1 전압 레벨을 제공함으로써, 화소는 화소 신호를 생성할 수 없게 된다. 증폭 트랜지스터의 제어 전극에 제 2 전압 레벨을 인가하면, 증폭 트랜지스터의 주 도전성 채널을 통해 전류가 흐를 수 있다. 그러면, 증폭 트랜지스터는 온-모드로 바이어싱된 것이다. 그러므로, 상기 화소의 전하-대-전압 변환 노드에 상기 제 2 전압 레벨을 제공함으로써, 화소가 화소 신호를 생성하게 한다. 요약하자면, 전하-대-전압 변환 노드에 상기 제 1 및 상기 제 2 전압 레벨을 제각기 제공하는 것에 의해서 상기 화소를 선택 해제하고 선택할 수 있다. 이것에 의하면 선택 트랜지스터의 필요성이 제거되고, 그에 따라 화소가 증가된 충진 인자를 갖게 하고, 광 다이오드를 감광성 소자로서 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 실시예는 상기 화소가 매트릭스를 이루는 행과 열 내에서 정렬되고, 소정의 행 내에 있는 화소의 제 2 외부 노드가 행 선택 버스에 접속되는 것을 특징으로 한다.
화소를 행 및 열로 정렬하고, 소정의 행 내에 있는 화소의 제 2 외부 노드를 동일한 행 선택 버스에 접속시키면, 행마다 화소를 선택하고 선택 해제할 수 있다. 이 방식으로, 하나의 화소 행을 선택하면서 나머지 행을 선택하지 않을 수 있다. 이는 모든 열에서 오직 하나의 화소만을 선택하고 열 내에 있는 나머지 화소를 선택하지 않을 수 있게 한다. 열마다 하나의 SH 회로를 제공하면 모든 SH 회로가 그 입력단에서 단일 화소의 화소 신호를 수신할 수 있기 때문에, 행마다 화소를 판독할 수 있다.
본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 다른 실시예는, 상기 바이어싱 수단이 제 1 바이어스 전압을 제공하기 위한 제 1 전압원과, 제 2 바이어스 전압을 제공하기 위한 제 2 전압원과, 상기 제 1 전압원 또는 상기 제 2 전압원을 상기 행 선택 버스에 접속시키는 선택 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 선택 스위치는 하나의 전압원의 바이어스 전압만이 상기 행 선택 버스에 공급되게 하고, 그에 따라 이 바이어스 전압이 행 선택 버스에 접속된 화소의 전하-대-전압 변환 노드에도 공급되게 한다. APS 화상 픽업 장치를 구현하는 IC 기술 분야에서 이러한 선택 스위치를 설계하고 구현하는 것은 비교적 용이하다. 또한, 제 1 및 제 2 바이어스 전압을, 제각기 공급하는 전압원을 제공하는 것도 비교적 용이하다. 전압원은 APS 화상 픽업 장치 자체의 부품이거나, 통상적인 방식으로 선택 스위치에 접속된 외부전압원일 수도 있다. 부동 확산부에 제공되는 경우, 제 1 바이어스 전압은 증폭 트랜지스터를 오프-모드로 바이어싱하도록 선택되는 한편, 부동 확산부에 제공되는 경우, 제 2 바이어스 전압은 증폭 트랜지스터를 온-모드로 바이어싱하도록 선택된다.
본 발명에 따른 카메라 시스템은 본 발명에 따른 화상 픽업 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 카메라 시스템에서, 화상은 광학 수단을 통해 화상 픽업 장치의 화상 섹션에 투사된다. 이러한 카메라 시스템의 장점은, 화상 픽업 장치 내의 화소가 증가된 충진 인자를 갖기 때문에 더 높은 감도(sensitivity)를 갖는다는 것이다. 그러므로, 종래의 카메라 시스템에서는 만족스럽지 못했던 밝은 조건 하에서도 사용될 수 있다.
본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징은 예로서 제시된 이하의 도면을 참조하는 것에 의해 명확해지고 명백해질 것이다.
이 도면들에서, 대응되는 부분은 동일한 참조 번호로 표시하였다.
도 1은 알려진 화상 픽업 장치의 화소를 도시하는 도면이다. 화소(101)는 또한 "4T-화소"로도 알려져 있다. 화소는 광 다이오드(102), 전송 트랜지스터(103), 부동 확산부(104), 소스 팔로워 트랜지스터(105), 리셋 트랜지스터(106) 및 선택 트랜지스터(107)를 포함한다. 도시된 실시예에서 모든 트랜지스터는 MOSFET이다. 광 다이오드(102)의 양극(anode)은 접지되어 있다. 광 다이오드(102)의 음극(cathode)은 전송 트랜지스터(103)를 거쳐 부동 확산부(104)에 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(103)의 동작은 전송 게이트(108)에 인가되는 전송 신호에 의해 제어된다. 소스 팔로워 트랜지스터(105)의 게이트는 부동 확산부(104)에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(105)의 소스는 선택 트랜지스터(107)의 드레인에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(105)의 드레인은 리셋 트랜지스터(106)의 드레인과 화소의 제 2 외부 노드(112)에 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(106)의 소스는 부동 확산부(104)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(106)의 동작은 리셋 게이트(109)에 인가된 리셋 신호에 의해 제어된다. 선택 트랜지스터(107)의 소스는 화소의 제 1 외부 노드(111)에 접속된다. 선택 트랜지스터(107)의 동작은 선택 게이트(110)에 인가된 선택 신호에 의해 제어된다. 화소의 제 2 외부 노드(112)는 도 1에 도시되지 않은 DC 전압원에 접속되는데, 이 DC 전압원은 기준 전압인 VHIGH를 제공한다. VHIGH는 일반적으로 정의 전원(positive power supply)보다 더 낮다. 그러나, 실제적인 이유로 VHIGH를 전원 전압과 동일하게 하는 것이 유리할 수도 있다.화상 센서의 판독 섹션 내에서 화소의 제 1 외부 노드(111)는 샘플 및 유지 회로(SH 회로)에 접속된다.
전송 게이트(108)에 존재하는 전압 레벨에 따라서, 광 다이오드(102)의 음극과 부동 확산부(104) 사이에 도전성 채널이 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다. 도전성 채널이 존재하면, 광 다이오드(102)에 의해 수집된 전하는 부동 확산부(104)에 전송된다.
사전 결정된 집적 시간(integration time) 동안에, 전하는 광 다이오드(102)에 수집된다. 이 전하는 광 다이오드(102)에 도달한 광의 에너지에 의해 생성된 것이다. 집적 시간의 종료 시점에서, 전송 게이트(108)에 펄스 신호를 인가함으로써 수집된 전하를 광 다이오드(102)로부터 부동 확산부(104)로 전송한다. 전하가 부동 확산부(104)로 전송되기 전에, 리셋 게이트(109)에 리셋 신호를 인가하는 것에 의해 부동 확산부(104)를 미리 정의된 상태로 설정한다. 후속하여, 게이트(110)에 선택 신호를 인가하고, 소스 팔로워 트랜지스터(105)의 도전성 채널을 통해 사전 결정된 전류를 제공하는 것에 의해서 선택 트랜지스터(107)를 턴온시킨다. 그 결과로, 부동 확산부(104)의 전압 레벨은 화소의 제 1 외부 노드(111)로 (DC-시프트(DC-shift)를 가지고) 복제되는데, 이 경우에 전압 레벨은 화상 센서의 판독 섹션 내에 있는 SH 회로에 의해 샘플링된다. 제 1 샘플은 부동 확산부의 기준 레벨을 나타낸다. 후속하여, 광 다이오드(102)에 수집된 전하를 부동 확산부(104)에 전송한다. 이 전하 덤프(charge dump)로 인해서, 광 다이오드(102)의 전하량에 비례하여 부동 확산부(104)의 전압 레벨이 변한다. 부동 확산부(104)의 전압 레벨은 화소의 제 1 외부 노드(111)로 (DC-시프트를 가지고) 복제되는데, 이 경우에 전압 레벨은 판독 섹션 내의 SH 회로에 의해 샘플링된다. 이 제 2 샘플은 기준 레벨과 부동 확산부(104)의 신호 레벨을 합산한 것이다. 전하가 광 다이오드(102)로부터 부동 확산부(104)로 전송된 후에, 광 다이오드(102)의 다음 집적 주기(integration period)가 개시된다.
제 2 샘플에서 제 1 샘플을 빼면 부동 확산부(104)의 신호 레벨만이 남는데, 이는 광 다이오드에 수집된 전하량에 비례한다. 이것이 CDS(Correlated Double Sampling)의 원리이다. CDS는 리셋 및 1/f 노이즈를 억제한다는 이점을 갖는다. 이것으로 화소의 최적 노이즈 성능을 획득할 수 있고, 그에 따라 화상 센서의 최적 노이즈 성능을 획득할 수 있다.
CMOS 이미저 등과 같은 고체 이미저의 성능에서 중요한 인자는, 화소의 충진 인자이다. 충진 인자는 화소 전체의 면적에 대한 광 다이오드의 감광성 면적의 비율이다. 광 다이오드의 감광성 면적이 클수록, 더 많은 전하가 그 안에 저장될 수 있다. 더 많은 전하가 화소 내에 저장될수록, 그 다이내믹 레인지(dynamic range)는 더 높아질 것이다. 앞서 설명된 바와 같은 CMOS 이미저의 단점은 비교적 낮은 충진 인자를 갖는다는 것이다.
도 2는 유럽 특허 공개 번호 제 1,017,107 호에 개시된 것과 같은 화소를 도시하는 도면이다. 화소(201)는 포토게이트(202), 전송 트랜지스터(203), 부동 확산부(204), 소스 팔로워 트랜지스터(206) 및 리셋 트랜지스터(205)를 포함한다. 포토게이트는 접지되고, 또한 전송 트랜지스터(203)를 거쳐 부동 확산부(204)에 접속된다. 포토게이트(202)의 동작은 제어 단자(207)에 인가된 신호에 의해 제어된다. 전송 트랜지스터(203)의 동작은 전송 게이트(208)에 인가된 전송 신호에 의해 제어된다. 소스 팔로워 트랜지스터(206)의 게이트는 부동 확산부(204)에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(206)의 소스는 화소의 제 1 외부 노드(210)에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(206)의 드레인은 화소의 제 2 외부 노드(211)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(205)의 소스는 부동 확산부(204)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(205)의 드레인은 제어 단자(207)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(205)의 동작은 리셋 게이트(209)에 인가된 리셋 신호에 의해 제어된다. 이 실시예의 모든 트랜지스터는 MOSFET이다.
화소(201)의 기본적인 동작은 도 1에 도시된 화소(101)와 동일하다. 사전 결정된 집적 시간 동안에, 전하는 포토게이트(202) 내에 수집된다. 이 전하는 포토게이트(202)에 도달된 광의 에너지에 의해 생성된다. 집적 시간의 종료 시점에서, 전송 게이트(208)에 펄스 신호를 인가하는 것에 의해 수집된 전하는 포토게이트(202)로부터 부동 확산부(204)로 전송된다. 이것으로 인해 부동 확산부(204)의 전압 레벨이 변한다. 도 1에 도시된 화소(101)에서와 유사하게, 소스 팔로워 트랜지스터(206)를 이용하여 부동 확산부(204)의 전압 레벨을 화소(201)의 제 1 외부 노드(210)에 복제한다.
화소 선택 메커니즘은 도 1에 도시된 화소(101)와는 다르다. 도 1에서는 선택 트랜지스터(107)를 이용하여 화소(101)를 선택하고 선택 해제하였으나, 도 2의 화소(201) 내에는 이러한 선택 트랜지스터가 존재하지 않는다. 그 대신에, 화소를선택 해제하기 위해서 부동 확산부(204)에 지정된 전압 레벨을 인가하는 것에 의해 소스 팔로워 트랜지스터(206)를 오프-모드로 바이어싱한다. 이와 유사하게, 부동 확산부(204)에 다른 전압 레벨을 인가하는 것에 의해 소스 팔로워 트랜지스터(206)를 온-모드로 바이어싱한다. 포토게이트(202)의 작동을 제어하기 위해 사용되었던 제어 단자(207)를 이용하여 부동 확산부에 상술된 전압을 인가하는 것을 달성한다. 제어 단자에 적절한 바이어스 전압을 인가하고, 리셋 트랜지스터(205)를 턴온하는 것에 의해 부동 확산부(204)에 바이어스 전압을 인가한다.
화소(201)는 선택 트랜지스터를 필요로 하지 않는 것에 의해 충진 인자를 증가시킨다는 점에서 화소(101)에 비해 유리하다. 화소(201)의 명확한 단점은 감광성 소자로서 포토게이트를 필요로 한다는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 화소를 도시하는 도면이다. 화소(301)는 광 다이오드(302), 전송 트랜지스터(303), 부동 확산부(304), 소스 팔로워 트랜지스터(305) 및 리셋 트랜지스터(306)를 포함한다. 광 다이오드(302)의 양극은 접지되어 있다. 광 다이오드(302)의 음극은 전송 트랜지스터(303)를 거쳐 부동 확산부(304)에 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(303)의 동작은 전송 게이트(307)에 인가된 전송 신호에 의해 제어된다. 소스 팔로워 트랜지스터(305)의 게이트는 부동 확산부(304)에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(305)의 소스는 화소(301)의 제 1 외부 노드(309)에 접속된다. 소스 팔로워 트랜지스터(305)의 드레인은 리셋 트랜지스터(306)의 드레인과 화소(301)의 제 2 외부 노드(310)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(306)의 소스는 부동 확산부(304)에 접속된다. 리셋 트랜지스터(306)의 동작은 리셋 게이트(308)에 인가된 리셋 신호에 의해 제어된다. 이 실시예에서의 트랜지스터는 모두 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터(Insulated Gate Field Effect Transistors : IGFET)이다. 다른 타입의 IGFET도 또한 적용될 수 있으나 MOSFET을 사용하는 것이 유리할 것이다.
도 1에 도시된 화소(101)에 대한 차이점은 선택 트랜지스터가 존재하지 않는다는 것이다. 실제적으로, 화상 픽업 장치 내의 화소는 화소마다 선택되는 것이 아니라 행마다 선택된다. 그러므로, 화소의 행을 판독하기 위해서 요구되는 어드레싱 및 활성화 기능이 판독 섹션 내의 제어 및 선택 수단으로 완전히 이전된다면, 화소에서 선택 트랜지스터를 제거할 수 있을 것이다. 화소의 전체 면적을 동일하게 유지하면, 감광성 소자, 이 경우에는 광 다이오드를 위해 이용 가능한 면적이 증가되는 것은 당연하다. 그러므로 화소(301)의 충진 인자는 화소(101)의 충진 인자보다 더 높다. 도 4는 어떤 방식으로 이것이 달성될 수 있는지에 대해 도시한다. 또한, 도 4는 화소(301)의 기능에 대해 보다 세부적으로 나타낸다.
도 2에 도시된 화소(201)는 포토게이트를 감광성 소자로서 활용하는 APS 이미저에 의해 충진 인자가 증가된다는 이점만을 제공하였다. 부품의 감소를 통해서, 화소(301)는 광 다이오드를 감광성 소자로 이용하는 APS 이미저의 이점을 실현하였다. 화소(201)에 대한 화소(301)의 추가적인 이점은 광 다이오드(302)가 그 기능상 포토게이트로 대체될 수 있다는 것이다. 그러므로, 이 설계는 광 다이오드를 활용하는 APS 이미저 및 포토게이트를 활용하는 APS 이미저에 모두 유용하게 적용될 수 있다.
부동 확산부(304)를 부동 게이트 또는 전하-대-전압으로 변환할 수 있는 다른 용량성 소자로 그 기능상 대체할 수 있다는 것도 유리할 것이다. 또한, 피닝된 표면(pinned surface)을 갖는 광 다이오드를 사용하는 경우, 표면 누설 전류(surface leakage currents)를 회피할 수 있을 것이다. 이는 암전류(dark current)의 실질적인 감소를 획득할 수 있다는 추가적인 이점을 갖는다.
다른 설계 선택에 따라서, 도 3에 도시된 N-MOSFET 대신에 P-MOSFET을 활용하면서 화소(301)를 구현하는 것이 유리할 수 있다. 그 경우에, 광 다이오드 또는 포토게이트의 바이어싱도 그에 따라 조정되어야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 화상 픽업 장치의 개략적인 개요도이다. 화상 픽업 장치(401)는 화상 섹션(402) 및 판독 섹션(403)을 포함한다.
화상 섹션(402)은 행과 열의 매트릭스로 정렬된 복수의 화소(301)를 포함한다. 화상 섹션(402)은 또한 복수의 전송 버스, 복수의 리셋 버스 및 복수의 행 선택 버스를 포함한다. 화소(301)의 각 행은 그 자신의 전송 버스(404), 리셋 버스(405) 및 행 선택 버스(406)를 구비한다. 동일 행 내에 위치된 화소(301)의 전송 게이트(307)는 동일한 전송 버스(404)에 접속되고, 동일 행 내에 위치된 화소(301)의 리셋 게이트(308)는 동일한 리셋 버스(405)에 접속되며, 동일 행 내에 위치된 화소(301)의 제 2 외부 노드(310)는 동일한 행 선택 버스(406)에 접속된다. 화상 섹션(402)은 또한 복수의 판독 버스를 포함한다. 화소(301)의 각 열은 그 자신의 판독 버스(407)를 포함한다. 동일 열 내에 위치된 화소(301)의 제 1 외부 노드(309)는 동일한 판독 버스(407)에 접속된다. 이 버스의 배치에 의해서, 먼저 하나의 화소 행을 선택하고 나머지 행을 선택 해제한 다음, 각 열에 있는 선택된 화소의 화소 신호를 판독함으로써 행마다 화소를 판독할 수 있다.
판독 섹션(403)은 행마다 화소(301)의 동작을 선택하고 제어하기 위해 정렬된 전자 회로를 포함하는 제어 및 선택 블록(408)을 구비한다. 또한, 판독 섹션(403)은 제 1 DC 전압(VHIGH)을 인가하도록 구성되는 제 1 DC 전압원(409)과, 제 2 DC 전압(VLOW)을 인가하도록 구성되는 제 2 DC 전압원(410)과, 복수의 선택 스위치를 포함한다. 각각의 선택 스위치(411)는 하나의 행 선택 버스(406), 제 1 전압원(409) 및 제 2 전압원(410)에 접속된다. 제 1 작동 모드에서, 스위치(411)는 행 선택 버스(406)를 제 1 전압원(409)에 전기적으로 접속시키고, 제 2 작동 모드에서, 스위치(411)는 행 선택 버스(406)를 제 2 전압원(410)에 전기적으로 접속시킨다. 제어 및 선택 블록(408)은 스위치(411)가 제 1 모드로 작동되는지 제 2 모드로 작동되는지를 판정한다.
판독 섹션은 복수의 샘플 및 유지 회로(412)를 더 포함한다. 각각의 샘플 및 유지 회로는 판독 버스(407)에 접속된 입력단(419)과 출력단(413)을 포함한다. 각각의 샘플 및 유지 회로는 또한 제 1 스위치(414) 및 제 1 유지 캐패시터(415)와, 제 2 스위치(416) 및 제 2 유지 캐패시터(417)와, 차동 증폭기(differential amplifier)(418)를 포함한다. 제 1 유지 캐패시터(415)는 차동 증폭기의 제 1 입력단에 접속되고 제 1 스위치(414)를 거쳐 판독 버스(407)에 접속된다. 제 2 유지 캐패시터(417)는 차동 증폭기의 제 2 입력단에 접속되고, 제 2 스위치(416)를 거쳐판독 버스(407)에 접속된다. 차동 증폭기(418)의 출력단은 샘플 및 유지 회로의 출력단(413)을 형성한다.
동작 중에, 샘플 및 유지 회로(412)는 CDS(correlated double sampling)를 수행하여 화소(301)를 판독한다. 제 1 스위치(414)와 제 1 유지 캐패시터(415)에 의해서, 판독되는 화소(301)의 부동 확산부(304)의 기준 레벨을 나타내는 제 1 샘플이 저장된다. 제 2 스위치(416)와 제 2 유지 캐패시터(417)에 의해서, 기준 레벨과 판독되는 화소(301)의 부동 확산부의 신호 레벨의 합계를 나타내는 제 2 샘플이 저장된다. 차동 증폭기(418)는 제 2 샘플에서 제 1 샘플을 뺀다. 결과적인 차이를 증폭하고, 샘플 및 유지 회로(412)의 출력단(413)에서 화소 출력 신호로 나타낸다.
부동 확산부(304)의 전압 레벨을 프로그래밍하거나 설정함으로써 화소를 선택하고 선택 해제한다. 화소(301)의 부동 확산부(304)의 전압 레벨을 VLOW로 프로그래밍함으로써 해당 화소를 선택 해제하여 소스 팔로워 트랜지스터(305)를 효과적으로 턴오프한다. 부동 확산부(304)의 전압 레벨을 VHIGH로 프로그래밍하므로써 소스 팔로워 트랜지스터(305)를 효과적으로 턴온한다. 부동 확산부(304)가 VLOW로 프로그래밍된 경우에는 소스 팔로워 트랜지스터(305)의 결과적인 게이트-소스 전압이 임계 전압보다 충분히 낮은 값이 되게 하고, 부동 확산부가 VHIGH로 프로그래밍된 경우에는 임계 전압보다 충분히 높은 값이 되도록 VLOW및 VHIGH를 선택해야 한다. 도3 및 도 4에 도시된 바와 같은 N-MOSFET 대신에 P-MOSFET을 사용하는 경우에는, VLOW및 VHIGH도 그에 따라 조정되어야 한다.
작동 중에, 화상 픽업 장치(401) 내의 화소(301)는 다음의 단계를 포함하는 방식으로 판독될 수 있다.
- 스위치(411)를 이용하여 모든 행 선택 버스(406)를 전압원(410)에 접속시키고, 그것에 의해 VLOW를 모든 행 선택 버스에 인가하는 단계.
- 모든 리셋 버스(405)에 리셋 신호를 인가하고, 그것에 의해 모든 화소(301)의 부동 확산부(304)를 VLOW로 프로그래밍하여, 모든 화소의 소스 팔로워 트랜지스터(305)를 유효하게 턴오프하는 단계.
- 스위치(411)를 이용하여 판독되는 화소(301) 행의 행 선택 버스(406)를 전압원(409)에 접속시키고, 그것에 의해 판독되는 화소 행의 행 선택 버스(406)에 VHIGH를 인가하는 단계.
- 판독되는 화소(301) 행의 리셋 버스(406)에 리셋 신호를 인가하고, 그것에 의해 이 화소의 부동 확산부(304)를 VHIGH로 프로그래밍하여, 판독되는 화소의 소스 팔로워 트랜지스터(305)를 유효하게 턴온하는 단계.
- 판독되는 화소(301)의 부동 확산부(304)의 기준 레벨을 샘플링하는 단계.
- 광 다이오드(302) 내에 저장된 전하를 판독되는 화소(301)의 부동 확산부(304)에 전송하는 단계.
- 이 신호와 판독되는 화소(301)의 부동 확산부(304)의 기준 레벨을 더해서 샘플링하는 단계.
상술한 내용은 화상 픽업 장치(401)의 화소(301)를 판독하는 예시에 대해 설명한 것이다. 당업자라면 이것이 유일한 방법인 것이 아니라 실질적으로 동일한 결과를 제공하는 다른 방법도 가능하다는 것이 명백할 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 카메라 시스템의 개략적인 개요도이다. 카메라 시스템(501)은 화상 픽업 장치(502)의 화상 섹션(505) 위에 화상의 초점을 맞추기 위한 광학 수단(도시하지 않음)과, 디지털 신호 프로세서(503)와, 제어기(504)를 포함한다. 화상 픽업 장치(502)는 화상 섹션(505)에 투사된 화상을, 디지털화되고 적절한 포맷으로 변환하며 디지털 신호 프로세서(503)로 전송되는 전기적 출력 신호로 변환한다. 디지털 신호 프로세서(503)는 적절한 수단(예를 들면 비디오 카세트 또는 하드 디스크 등)에 전송하거나 저장하기 전에, 예를 들면, 색 보정, 화상 포맷 조절 또는 화상 코딩(image coding)을 포함하는 다수의 프로세싱 단계를 수행한다. 이는 도 5에 도시되어 있지 않다. 제어기(504)는 카메라 시스템(501) 내의 여러 작업을 조정한다.
화상 픽업 장치(502)는 도 4에 도시된 화상 픽업 장치(401)이다. 이것은 통신 버스 회로(506)와, 화상 섹션(505) 및 판독 섹션(508) 등과 같은 다른 전자 회로(507)를 포함한다. 디지털 신호 프로세서(503)는 실제적인 신호 처리를 수행하기 위해 통신 버스 회로(509) 및 DSP 코어(DSP core)(510)를 포함한다. 제어기(504)는 실제 제어 작업을 수행하기 위해 통신 버스 회로(511) 및 다른 전자회로(512)를 포함한다. 통신 버스 회로(506, 509, 511)는 동일한 통신 버스의 일부이다. 통신 버스는 화상 픽업 장치(502)와, 디지털 신호 프로세서(503)와, 제어기(504) 사이의 통신을 용이하게 한다.
본 발명에 따른 화상 픽업 장치를 갖는 카메라 시스템에 대한 이와 다른 실시예도 가능하다는 것은 명백할 것이다. 이러한 카메라 시스템의 기본적인 실시예는 화상 픽업 장치(502)의 화상 섹션(505)에 화상을 투사하기 위한 광학 수단만을 포함하지만, 화소 출력 신호는 카메라 시스템의 출력 신호가 된다. 본 발명에 따른 화상 픽업 장치를 갖는 카메라 시스템에 대한 또 다른 실시예에서, 화상 픽업 장치(502) 및 디지털 신호 프로세서(503)는 단일 집적 회로 내에 집적된다. 본 발명에 따른 화상 픽업 장치를 갖는 카메라 시스템에 대한 또 다른 실시예에서는, 제어기(504) 및 버스 인터페이스(506, 509, 511)를 포함하는 버스 시스템을 생략한다.
또한, 상술된 화상은 가시광선 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선으로 이루어진 화상일 수 있다는 것은 명백할 것이다. 예를 들면, 이 화상은 또한 적외선 화상일 수 있다.
요약하면, 본 발명은 행과 열로 정렬된 화소를 갖는 화상 픽업 장치(401)에 관한 것이다. 모든 화소(301)는 감광성 소자(302), 부동 확산부(304), 전송 트랜지스터(303), 그 제어 전극이 부동 확산부(304)에 접속된 증폭 트랜지스터(305) 및 리셋 트랜지스터(306)를 포함한다. 외부 노드(310)는 행 선택 버스(406)를 거쳐 선택 스위치에 접속된다. 선택 스위치(411)는 제 1 전압원(409)에 의해 생성된 제1 바이어스 전압 또는 제 2 전압원(410)에 의해 생성된 제 2 바이어스 전압을 행 선택 버스(406)에 제공한다. 제 1 바이어스 전압을 인가하고 동시에 리셋 트랜지스터(306)를 턴온시켜서, 부동 확산부(304)가 증폭 트랜지스터(305)를 온-모드로 바이어싱하는 제 1 바이어스 전압으로 프로그래밍되는 것에 의해, 화소(301)가 선택되게 한다. 이와 유사하게, 제 2 바이어스 전압을 인가하여 증폭 트랜지스터(305)를 오프-모드로 바이어싱하고, 그것에 의해 화소(301)를 선택 해제한다. 이 화소의 선택 및 선택 해제 방법은 모든 화소마다 별도의 선택 트랜지스터를 필요로 하지 않아서, 화소의 충진 인자를 증가시킨다. 이 접근법은 특히 CDS(correlated double sampling)를 사용하는 화상 픽업 장치에 특히 유용하다.
상술된 내용은 예시를 위한 것이고 한정하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 당업자라면, 본 명세서를 검토함으로써 여러 실시예가 명확해질 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 상술된 내용에 관련하여 결정되는 것이 아니라, 그 대신에 첨부된 청구항과, 이러한 청구항에 의해 권리를 부여하는 등가물의 전체 범주와 관련하여 결정되어야 한다.
예를 들면, 설계 선택에 따라서, 행마다 화소를 판독하는 것 대신에 화소마다 화소를 판독하는 것이 유리할 수 있다. 이는 화소(301)의 제 2 외부 노드를 제 1 및 제 2 DC 전압원에 접속시키기 위해서 행 선택 버스(406) 이외의 수단을 선택함으로써 가능해진다.
예를 들면, 수정된 화소(301)는 초점 흐림 방지 수단(anti-blooming means)을 포함할 수 있는데, 초점 흐림 방지 수단은 그 감광성 소자(302)와 다른 DC 전압원 사이에 접속되어 감광성 소자 내에 생성되는 과도한 전하가 화소 신호에 영향을 주지 않으면서 제거될 수 있게 하는 주 도전성 채널과, 감광성 소자 내에 저장될 수 있는 최대 전하를 제어하는 사전 결정된 전압 레벨을 공급하는 또 다른 DC 전압원에 접속된 제어 전극을 구비하는 추가적인 트랜지스터로 이루어진다.

Claims (9)

  1. 복수의 화소를 포함하는 화상 픽업 장치(image pick-up device)(401)로서,
    적어도 하나의 화소(301)는,
    광을 전하로 변환시키는 감광성 소자(photosensitive element)(302)와,
    상기 전하를 전압 레벨로 변환시키는 전하-대-전압 변환 노드(charge-to-voltage conversion node)(304)와,
    상기 감광성 소자(302)와 상기 전하-대-전압 변환 노드(304) 사이에 접속된 주 도전성 채널(main conductive channel)을 구비하는 전송 트랜지스터(transfer transistor)(303)와,
    상기 전하-대-전압 변환 노드(304)에 접속된 제어 전극 및 상기 화소의 제 1 외부 노드(external node)(309)에 접속되고 상기 화소의 제 2 외부 노드(310)에 접속된 주 도전성 채널을 구비하는 증폭 트랜지스터(amplifying transistor)(305)와,
    상기 전하-대-전압 변환 노드(304)와 상기 제 2 외부 노드(310) 사이에 접속된 주 도전성 채널을 구비하는 리셋 트랜지스터(reset transistor)(306)
    를 포함하되,
    상기 제 2 외부 노드(310)는 상기 증폭 트랜지스터(305)를 오프-모드(off-mode) 및 온-모드(on-mode)로 제각기 바이어싱하기 위해서 상기 전하-대-전압 변환 노드(304)에 적어도 2개의 서로 다른 전압 레벨을 제공하는 바이어싱 수단(406, 411, 409, 410)에 접속되는
    화상 픽업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소(301)는 매트릭스를 구성하는 행과 열로 정렬되고, 소정의 행 내에 있는 화소의 상기 제 2 외부 노드(310)는 행 선택 버스(406)에 접속되는 화상 픽업 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바이어싱 수단은 제 1 바이어스 전압을 제공하기 위한 제 1 전압원(409)과, 제 2 바이어스 전압을 제공하기 위한 제 2 전압원(410)과, 상기 제 1 전압원(409) 또는 상기 제 2 전압원(410)을 상기 행 선택 버스(406)에 접속시키기 위한 선택 스위치(selection switch)(411)를 포함하는 화상 픽업 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광성 소자(photosensitive element)(302)는 광 다이오드(photodiode)를 포함하는 화상 픽업 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광성 소자는 포토게이트(photogate)를 포함하는 화상 픽업 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭 트랜지스터(305)는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터(insulated gate field effect transistor)인 화상 픽업 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셋 트랜지스터(306)는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터인 화상 픽업 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 트랜지스터(303)는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터인 화상 픽업 장치.
  9. 화상 픽업 장치(502)의 화상 섹션(image section)(505)에 화상의 초점을 맞추기 위한 광학 수단을 포함하는 카메라 시스템으로서,
    상기 화상 픽업 장치(502)는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 화상 픽업 장치인 카메라 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888715B2 (en) 2004-12-24 2011-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Active pixel sensor with coupled gate transfer transistor

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3750502B2 (ja) * 2000-08-03 2006-03-01 ソニー株式会社 固体撮像装置およびカメラシステム
JP3988189B2 (ja) * 2002-11-20 2007-10-10 ソニー株式会社 固体撮像装置
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
US7196304B2 (en) * 2004-01-29 2007-03-27 Micron Technology, Inc. Row driver for selectively supplying operating power to imager pixel
EP1745640B1 (en) * 2004-05-05 2019-08-07 Koninklijke Philips N.V. Electronic device with an array of processing units
JP2006019343A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Pentax Corp 固体撮像素子
KR100656666B1 (ko) * 2004-09-08 2006-12-11 매그나칩 반도체 유한회사 이미지 센서
EP1868376A1 (en) * 2005-02-22 2007-12-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for driving solid-state image pickup device, and solid-state image pickup device
US20060203114A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Eastman Kodak Company Three-transistor CMOS active pixel
DE102005025641A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-07 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Srahlungsdetektor zur Detektion intensitätsarmer Strahlung
GB2429864B (en) 2005-09-01 2008-09-24 Micron Technology Inc Method and apparatus providing pixel array having automatic light control pixels and image capture pixels
US7947939B2 (en) * 2005-09-15 2011-05-24 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Detection of optical radiation using a photodiode structure
KR100734288B1 (ko) 2005-11-17 2007-07-02 삼성전자주식회사 Ｃｉｓ회로 및 ｃｉｓ회로의 초기전하 공급방법
JP5017895B2 (ja) * 2006-03-15 2012-09-05 日産自動車株式会社 赤外線検出装置
JP4818018B2 (ja) 2006-08-01 2011-11-16 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
US7692130B2 (en) 2006-11-01 2010-04-06 International Business Machines Corporation CMOS imaging sensor having a third FET device with a gate terminal coupled to a second diffusion region of a first FET device and a first terminal coupled to a row select signal
KR100890152B1 (ko) * 2006-12-22 2009-03-20 매그나칩 반도체 유한회사 Ｃｍｏｓ 이미지 센서를 위한, 작은 크기, 높은 이득 및낮은 노이즈의 픽셀
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
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
US20090040351A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for reducing noise in a pixel array
US20090115878A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-07 Micron Technology, Inc. Method, system and apparatus to boost pixel floating diffusion node voltage
US7858914B2 (en) * 2007-11-20 2010-12-28 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus for reducing dark current and hot pixels in CMOS image sensors
US7655966B2 (en) * 2008-03-19 2010-02-02 International Business Machines Corporation High efficiency CMOS image sensor pixel employing dynamic voltage supply
JP2010213043A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Renesas Electronics Corp トラックアンドホールド回路及びａ／ｄコンバータ
CN102725637B (zh) 2010-01-25 2015-02-25 松下健康医疗控股株式会社 在自组装单层上固定a蛋白的方法
DE102010022184B4 (de) * 2010-05-21 2013-04-04 Bruker Daltonik Gmbh Mischfrequenz-Stabsystem als Ionenreaktor
JP5149992B2 (ja) 2010-08-30 2013-02-20 パナソニック株式会社 ストレプトアビジンを自己組織化膜上に固定する方法
US20120049047A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Himax Imaging, Inc. Sensing Devices
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
CN102487436A (zh) * 2010-12-01 2012-06-06 英属开曼群岛商恒景科技股份有限公司 感测像素阵列及感测装置
KR101736321B1 (ko) 2010-12-22 2017-05-17 삼성디스플레이 주식회사 엑스레이 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 엑스레이 검출기
US8847136B2 (en) * 2011-01-02 2014-09-30 Pixim, Inc. Conversion gain modulation using charge sharing pixel
CN103067676B (zh) * 2013-01-16 2016-03-30 北京思比科微电子技术股份有限公司 高动态图像传感器及其有源像素
KR102102702B1 (ko) * 2013-06-19 2020-04-21 삼성전자주식회사 이미지 센서의 단위 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서
KR102131327B1 (ko) * 2013-08-16 2020-07-07 삼성전자 주식회사 소스 팔로워를 포함하는 이미지 센서
JP6370044B2 (ja) * 2013-12-25 2018-08-08 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム、撮像装置の駆動方法
JP6324184B2 (ja) * 2014-04-18 2018-05-16 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、および光電変換装置の駆動方法
TWI596946B (zh) * 2016-08-18 2017-08-21 友達光電股份有限公司 訊號讀取電路
US10917596B2 (en) * 2018-08-29 2021-02-09 Himax Imaging Limited Pixel circuit for generating output signals in response to incident radiation
US10890482B2 (en) * 2019-01-18 2021-01-12 Himax Imaging Limited Pixel circuit for generating an output signal in response to incident radiation
KR102816753B1 (ko) 2019-09-03 2025-06-09 삼성전자주식회사 증폭기 및 그것을 포함하는 이미지 센서 장치
WO2023002566A1 (ja) * 2021-07-20 2023-01-26 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 撮像装置、スコープ、および内視鏡システム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541402A (en) * 1994-10-17 1996-07-30 At&T Corp. Imaging active pixel device having a non-destructive read-out gate
EP0739039A3 (en) * 1995-04-18 1998-03-04 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Pixel structure, image sensor using such pixel, structure and corresponding peripheric circuitry
US5917547A (en) * 1997-07-21 1999-06-29 Foveonics, Inc. Two-stage amplifier for active pixel sensor cell array for reducing fixed pattern noise in the array output
JP3466886B2 (ja) * 1997-10-06 2003-11-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US6222175B1 (en) * 1998-03-10 2001-04-24 Photobit Corporation Charge-domain analog readout for an image sensor
US6111245A (en) * 1998-04-22 2000-08-29 National Science Council Of Republic Of China Low voltage reverse bias arrangement for an active pixel sensor
US6097022A (en) * 1998-06-17 2000-08-01 Foveon, Inc. Active pixel sensor with bootstrap amplification
US6043478A (en) * 1998-06-25 2000-03-28 Industrial Technology Research Institute Active pixel sensor with shared readout structure
US6587146B1 (en) * 1998-11-20 2003-07-01 Eastman Kodak Company Three transistor active pixel sensor architecture with correlated double sampling
US6624850B1 (en) 1998-12-30 2003-09-23 Eastman Kodak Company Photogate active pixel sensor with high fill factor and correlated double sampling
US6704050B1 (en) * 1999-04-23 2004-03-09 Polaroid Corporation Active-pixel image sensing device with linear mode voltage to current conversion
US6727946B1 (en) * 1999-12-14 2004-04-27 Omnivision Technologies, Inc. APS soft reset circuit for reducing image lag
US6958776B2 (en) * 2000-07-12 2005-10-25 Vanguard International Semiconductor Corp. Method and apparatus of controlling a pixel reset level for reducing an image lag in a CMOS sensor
US6888572B1 (en) * 2000-10-26 2005-05-03 Rockwell Science Center, Llc Compact active pixel with low-noise image formation
JP3940618B2 (ja) * 2002-03-01 2007-07-04 株式会社東芝 固体撮像装置
US6911640B1 (en) * 2002-04-30 2005-06-28 Ess Technology, Inc. Reducing reset noise in CMOS image sensors
US7446805B2 (en) * 2003-01-08 2008-11-04 Cypress Semiconductor Corporation CMOS active pixel with hard and soft reset
US7215369B2 (en) * 2003-04-02 2007-05-08 Micron Technology, Inc. Compact pixel reset circuits using reversed current readout
US7652704B2 (en) * 2004-08-25 2010-01-26 Aptina Imaging Corporation Pixel for boosting pixel reset voltage
US20060203114A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Eastman Kodak Company Three-transistor CMOS active pixel
US7659928B2 (en) * 2005-04-21 2010-02-09 Aptina Imaging Corporation Apparatus and method for providing anti-eclipse operation for imaging sensors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888715B2 (en) 2004-12-24 2011-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Active pixel sensor with coupled gate transfer transistor

Also Published As

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