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イメージセンサ

国内特許コード P09P006439
整理番号 ShIP-7039C-KW62
掲載日 2009年6月26日
出願番号 特願2007-315048
公開番号 特開2009-141612
登録番号 特許第4941989号
出願日 平成19年12月5日(2007.12.5)
公開日 平成21年6月25日(2009.6.25)
登録日 平成24年3月9日(2012.3.9)
発明者
  • 川人 祥二
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 イメージセンサ
発明の概要

【課題】イメージセンサ内の画素からの信号に含まれるランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズ(RTS)を低減可能なイメージセンサを提供する。
【解決手段】選択回路21は、センサ回路19のセンサ素子19aからの信号VSENを増幅する増幅用トランジスタ21aを含む。制御回路15は、選択回路21に接続されており、読み出し期間中に、増幅用トランジスタ21aのRTSのノイズシェイピングを生じさて画素13のRTSのスペクトル帯域を拡大すると共に画素13に読出状態を設定するための制御信号SCONTを生成する。制御信号SCONTは選択回路21に提供され、画素13の読出状態で増幅用トランジスタ21aの動作状態は制御信号SCONTにより変更される。処理回路17は画素13からの信号SDATAを読み出す。この読出は信号SDATAにハイカットフィルタリング処理を施すように行われ画素13のRTSの影響を低減する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


特許文献1には、イメージセンサのカラムに集積化されたA/D変換器のアレイが記載されている。個々のA/D変換器は、イメージアレイの画素から信号レベルとリセットレベルを読み出して、これらのレベルのディジタル信号を生成した後に、これらの差分を生成する。



特許文献2には、イメージセンサのカラムに集積化されたA/D変換器のアレイが記載されている。第1キャパシタにリセットレベルを格納すると共に、第2キャパシタに信号レベルを格納する。A/D変換器では、第1および第2キャパシタをアンプと共に用いて、リセットレベルと信号レベルとの差分信号を生成する。



特許文献3には、イメージセンサのためのA/D変換器が記載されている。イメージセンサのノイズレベルを支配するアンプ回路が発生するランダムノイズを、センサでの蓄積途中の信号を読み出して、ディジタル領域での処理で低減する。



非特許文献1には、p型MOSトランジスタ及びn型MOSトランジスタを含むテスト・エレメント・グループを用いてソースフォロアのランダム・テレグラフ・信号を解析している。

【特許文献1】特開2006-25189号公報

【特許文献2】特開2007-104655号公報

【特許文献3】特開2003-153085号公報

【非特許文献1】K. Abe, S. Sugawa, R. Kuroda, S. Watabe, N. Miyamoto, A. Teramoto,T. Ohmi, Y. Kamata and K. Shibusawa, INTERNATIONAL IMAGE SENSOR WORKSHOP 2007, Ogunquit, ME, 2007,p.62-65“Analysis of Source Follower RandomTelegraph Signal Using nMOS and pMOS Array TEG”

産業上の利用分野


本発明は、イメージセンサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
画素のランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズの影響を低減可能なイメージセンサであって、
センサ素子を含むセンサ回路と該センサ素子からの信号を増幅するMIS型トランジスタを含む選択回路とを有しており、カラム線に接続された画素と、
前記画素内の前記選択回路に接続されており、前記画素から信号を読み出す期間中に、前記MIS型トランジスタに複数回のスイッチング動作を生じさせることによって前記画素のランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズのスペクトルの帯域を拡大してランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズのスペクトル密度を下げると共に前記画素に読出状態を設定するための制御信号を、前記選択回路に提供する制御回路と、
前記画素からの信号にハイカットフィルタリング処理を行うように、前記読出状態において前記画素からの信号を前記カラム線を介して読み出す処理回路と
を備える、ことを特徴とするイメージセンサ。

【請求項2】
前記制御信号は、前記複数回のスイッチング動作により、前記MIS型トランジスタのチャネルキャリア密度の異なる第1及び第2の状態を設定し、
前記第1及び第2の状態のいずれか一方は前記読出状態のために設けられ、
前記読出状態では、前記選択回路に複数回の読出期間が設定される、ことを特徴とする請求項1に記載されたイメージセンサ。

【請求項3】
前記選択回路は、前記センサ回路に接続された制御入力、前記カラム線に接続された信号出力、及び前記制御回路に接続された電源端子を含み、
前記制御回路は、前記読み出し期間の第1の部分に電位レベルを提供すると共に、前記読み出し期間の第2の部分に該電位レベルより低いレベルとを提供し、
前記第1の部分は前記読出状態に設定される、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載されたイメージセンサ。

【請求項4】
前記選択回路は、前記センサ回路に接続された制御入力、前記カラム線を介して前記制御回路に接続された信号出力、及び電源端子を含み、
前記制御回路は、前記読み出し期間の第1の部分に第1の電流を流すと共に、前記読み出し期間の第2の部分に該第1の電流より大きい第2の電流を流しており、
前記読出状態は、前記第1及び第2の部分のいずれか一方において前記画素に設定される、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載されたイメージセンサ。

【請求項5】
前記処理回路は、前記画素からの信号を受ける積分器を含む信号読み出し回路を有する、ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載されたイメージセンサ。

【請求項6】
前記積分器は、
前記読出状態において前記画素からの信号を受けるサンプリング回路と、前記サンプリング回路によってサンプリングされた信号を積分する積分回路とを含み、
前記積分器の帯域fINTは、前記制御回路からの前記制御信号を受けた前記MIS型トランジスタによって生成されるランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズの帯域fRTNより小さい、ことを特徴とする請求項5に記載されたイメージセンサ。

【請求項7】
前記処理回路は、前記画素からの信号を増幅する信号読み出し回路を有しており、
前記信号読み出し回路の帯域fAMPは、前記制御回路からの前記制御信号を受けた前記MIS型トランジスタによって生成されるランダム・テレグラフ・シグナル・ノイズの帯域fRTNより小さい、ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載されたイメージセンサ。

【請求項8】
前記処理回路に接続された保持キャパシタを更に備え、前記保持キャパシタは、前記信号読み出し回路の出力からの信号を保持する、ことを特徴とする請求項7に記載されたイメージセンサ。

【請求項9】
前記画素は、リセットレベルを示す第1の信号と、信号レベルを示す第2の信号とを提供し、
前記イメージセンサは、
前記リセットレベルに対応しており前記処理回路によって生成された第1の読出信号を保持する第1の保持回路と、
前記信号レベルに対応しており前記処理回路によって生成された第2の読出信号を保持する第2の保持回路と
を更に備える、ことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一項に記載されたイメージセンサ。
産業区分
  • 事務機
  • テレビ
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007315048thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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