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1. WO2007000879 - 固体撮像素子及びその信号読み出し方法

公開番号 WO/2007/000879
公開日 04.01.2007
国際出願番号 PCT/JP2006/311313
国際出願日 06.06.2006
IPC
H01L 27/146 2006.1
H電気
01基本的電気素子
L半導体装置,他に属さない電気的固体装置
271つの共通基板内または上に形成された複数の半導体構成部品または他の固体構成部品からなる装置
14赤外線,可視光,短波長の電磁波または粒子線輻射に感応する半導体構成部品で,これらの輻射線エネルギーを電気的エネルギーに変換するかこれらの輻射線によって電気的エネルギーを制御するかのどちらかに特に適用されるもの
144輻射線によって制御される装置
146固体撮像装置構造
H04N 5/335 2011.1
H電気
04電気通信技術
N画像通信,例.テレビジョン
5テレビジョン方式の細部
30光または類似信号から電気信号への変換
335固体撮像素子を用いるもの
H04N 5/355 2011.1
H電気
04電気通信技術
N画像通信,例.テレビジョン
5テレビジョン方式の細部
30光または類似信号から電気信号への変換
335固体撮像素子を用いるもの
351シーン,例.シーンにおける動きまたは輝度,に依存した固体撮像素子の制御に特徴のあるもの
355ダイナミックレンジの制御
H04N 5/374 2011.1
H電気
04電気通信技術
N画像通信,例.テレビジョン
5テレビジョン方式の細部
30光または類似信号から電気信号への変換
335固体撮像素子を用いるもの
369固体撮像素子の構造,固体撮像素子と関連する回路に特徴のあるもの
374アドレス型センサ,例.MOS型ないしはCMOS型センサ
CPC
H01L 27/14609
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14601Structural or functional details thereof
14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
H01L 27/14643
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
27Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
14including semiconductor components sensitive to infra-red radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
144Devices controlled by radiation
146Imager structures
14643Photodiode arrays; MOS imagers
H04N 3/155
HELECTRICITY
04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
3Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
10by means not exclusively optical-mechanical
14by means of electrically scanned solid-state devices
15for picture signal generation
155Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor
H04N 5/232411
HELECTRICITY
04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
5Details of television systems
222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment ; ; Cameras comprising an electronic image sensor, e.g. digital cameras, video cameras, TV cameras, video cameras, camcorders, webcams, camera modules for embedding in other devices, e.g. mobile phones, computers or vehicles
225Television cameras ; ; Cameras comprising an electronic image sensor, e.g. digital cameras, video cameras, camcorders, webcams, camera modules specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones, computers or vehicles
232Devices for controlling television cameras, e.g. remote control ; ; Control of cameras comprising an electronic image sensor;
23241Control of camera operation in relation to power supply
232411where power supply is reduced or conserved by affecting camera operations, e.g. sleep mode, hibernation mode, power off or turning off selective parts of the camera
H04N 5/369
HELECTRICITY
04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
5Details of television systems
30Transforming light or analogous information into electric information
335using solid-state image sensors [SSIS]
369SSIS architecture; Circuitry associated therewith
H04N 5/3698
HELECTRICITY
04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
5Details of television systems
30Transforming light or analogous information into electric information
335using solid-state image sensors [SSIS]
369SSIS architecture; Circuitry associated therewith
3698Circuitry for controlling the generation or the management of the power supply
出願人
  • 国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学 NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION NARA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY [JP]/[JP] (AllExceptUS)
  • 香川 景一郎 KAGAWA, Keiichiro [JP]/[JP] (UsOnly)
  • 太田 淳 OHTA, Jun [JP]/[JP] (UsOnly)
発明者
  • 香川 景一郎 KAGAWA, Keiichiro
  • 太田 淳 OHTA, Jun
代理人
  • 小林 良平 KOBAYASI, Ryohei
優先権情報
2005-18931429.06.2005JP
公開言語 (言語コード) 日本語 (ja)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) SOLID-STATE IMAGING ELEMENT AND SIGNAL READING METHOD THEREOF
(FR) ÉLÉMENT D’IMAGERIE À SEMI-CONDUCTEURS ET MÉTHODE DE LECTURE DE SIGNAL DE CELUI-CI
(JA) 固体撮像素子及びその信号読み出し方法
要約
(EN) After resetting a potential (VPD) of a photodiode (11) to a prescribed potential (VRST), light is permitted to enter the photodiode (11) for a prescribed period, and the VPD is reduced by a quantity corresponding to the light entered. Then, when a falling ramp voltage (VRAMP) is applied to a source terminal of a first transistor (12), i.e. a source grounding type amplifier for reading VPD, the MOS transistor (12) is turned on and the output is rapidly reduced when a voltage difference between a gate and a source of the MOS transistor (12) exceeds a threshold voltage. When a signal having a pulse width from a ramp voltage sweep start point to an output rapid drop point is generated by a comparator circuit (4), the pulse width corresponds to the quantity of the light entered. When such PWM system signal reading is performed, power consumption is reduced while ensuring a dynamic range, and furthermore, a high pixel rate can be achieved by reducing the pixels.
(FR) Après réinitialisation d’un potentiel (VPD) d’une photodiode (11) à un potentiel prescrit (VRST), de la lumière est autorisée à pénétrer dans la photodiode (11) pendant une durée prescrite et le VPD est diminué d’une quantité correspondant à la lumière introduite. Alors, lorsqu’une tension de rampe décroissante (VRAMP) est appliquée à la broche source d’un premier transistor (12), par exemple un amplificateur de type source à la masse pour lire VPD, le transistor MOS (12) est mis à l’état passant et la sortie est rapidement réduite lorsqu’une différence de tension entre une grille et une source du transistor MOS (12) dépasse une tension seuil. Lorsqu’un signal ayant une largeur d’impulsion d’un point de départ de balayage de tension de rampe à un point de chute rapide de sortie est généré par un circuit comparateur (4), la largeur d’impulsion correspond à la quantité de lumière introduite. Lorsqu’une telle lecture de signal système PWM est réalisée, la consommation d’énergie est diminuée tout en garantissant la plage dynamique et, en outre, un grand débit de pixels peut être obtenue en réduisant les pixels.
(JA)  フォトダイオード(11)の電位VPDを所定電位VRSTにリセットした後にフォトダイオード(11)に所定期間光を入射して、その入射光量に応じた分だけVPDを下げる。その後に、VPDを読み出すためのソース接地型アンプである第1MOSトランジスタ(12)のソース端子に下り勾配のランプ電圧VRAMPを印加すると、MOSトランジスタ(12)のゲート-ソース間電圧差が閾値電圧を超えたときに該MOSトランジスタ(12)がオンして出力は急に下がる。コンパレータ回路(4)でランプ電圧の掃引開始点からその出力の急な低下点までのパルス幅を持つ信号を生成すると、そのパルス幅は入射光量に応じたものとなる。このようにPWM方式の信号読み出しを行うことにより、ダイナミックレンジを確保しつつ低消費電力化を図り、さらに画素を縮小して高画素化も達成できる。
関連特許文献
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