[發(fā)明專利]圖像傳感器及其驅(qū)動方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910129769.2
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101547318A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舟木英之
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所
• 代理人: 丁利華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器及其驅(qū)動方法，例如涉及CMOS圖像傳感器及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

作為替代CCD(電荷耦合器件)的圖像傳感器，開發(fā)了CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。CMOS圖像傳感器能夠與邏輯及模擬電路一起一體形成(系統(tǒng)集成)于同一芯片，因而能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓以及高性能。另一方面，CMOS圖像傳感器也存在以下這樣的問題：由于對每一像素存儲信號進(jìn)而依次讀出，所以與CCD有所不同無法進(jìn)行全(グロ—バル)曝光。

近年來，可通過將縱列并排型A/D變換和數(shù)字CDS(相關(guān)雙重取樣)組合在一起，進(jìn)行高速攝像和低噪聲讀取。但即便是縱列并排數(shù)字CDS方式的A/D變換，也由于采用微細(xì)工藝，所以電源電壓降低的話，便無法使A/D變換所用的D/A變換鋸齒形波足夠大。由此會造成S/N比變差。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-303648號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-323331號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種能夠抑制電源電壓降低造成的S/N比變差的圖像傳感器。

按照本發(fā)明實施方式的圖像傳感器，包括：包含有在半導(dǎo)體基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區(qū)域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，

其中所述像素包括：流過與所述入射光相對應(yīng)的電流的光電二極管；在第1結(jié)點與所述光電二極管的一端連接，對所述第1結(jié)點施加電位的電容器；連接于所述第1結(jié)點和第1電源之間，將所述第1結(jié)點的電位復(fù)位為所述第1電源的電位的復(fù)位晶體管；比較所述第1結(jié)點的電位和基準(zhǔn)電壓，將該比較結(jié)果輸出給所述復(fù)位晶體管的柵極的比較器；與所?述比較器的輸出端連接，對所述第1結(jié)點的電位達(dá)到所述第1電源的電位時產(chǎn)生的所述比較器的輸出信號的反轉(zhuǎn)次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，輸出與該反轉(zhuǎn)次數(shù)相對應(yīng)的數(shù)字值的計數(shù)器；以及連接于所述計數(shù)器的輸出和所述多條信號線之一兩者間，柵極與所述多條行選擇線之一連接的選擇晶體管。

按照本發(fā)明實施方式的圖像傳感器，包括：包含有在半導(dǎo)體基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區(qū)域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，

其中所述像素包括：流過與所述入射光相對應(yīng)的電流的光電二極管；在第1結(jié)點與所述光電二極管的一端連接，對所述第1結(jié)點施加電位的電容器；連接于所述第1結(jié)點和第1電源之間，將所述第1結(jié)點的電位復(fù)位為所述第1電源的電位的復(fù)位晶體管；比較所述第1結(jié)點的電位和基準(zhǔn)電壓，將該比較結(jié)果輸出給所述復(fù)位晶體管的柵極的比較器；與所述比較器的輸出端連接，接收振幅定期反復(fù)變化的時鐘，對所述第1結(jié)點的電位達(dá)到所述第1電源的電位時產(chǎn)生的所述比較器的輸出信號的反轉(zhuǎn)次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并對所述反轉(zhuǎn)次數(shù)變?yōu)橐?guī)定值前所接收到的時鐘數(shù)進(jìn)行計數(shù)，輸出與該時鐘數(shù)相對應(yīng)的數(shù)字值的計數(shù)器；以及連接于所述計數(shù)器的輸出和所述多條信號線之一兩者間，柵極與所述多條行選擇線之一連接的選擇晶體管。

按照本發(fā)明實施方式的圖像傳感器的驅(qū)動方法，該圖像傳感器包括：包含有在半導(dǎo)體基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區(qū)域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，

其中所述像素包括：光電二極管；在第1結(jié)點與所述光電二極管的一端連接的電容器；連接于所述第1結(jié)點和第1電源之間的復(fù)位晶體管；輸入所述第1結(jié)點的電位和基準(zhǔn)電壓，輸出與所述復(fù)位晶體管的柵極連接的比較器；與所述比較器的輸出端連接的計數(shù)器；以及連接于所述計數(shù)器的輸出和所述多條信號線之一兩者間，柵極與所述多條行選擇線之一連接的選擇晶體管，

該圖像傳感器的驅(qū)動方法包括：

與所述入射光相對應(yīng)的電荷流過所述光電二極管，

所述第1結(jié)點的電位達(dá)到所述第1電源的電位時，使所述比較器的輸出信號反轉(zhuǎn)，

所述計數(shù)器對所述比較器的輸出信號的反轉(zhuǎn)次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，輸出與該反轉(zhuǎn)次數(shù)相對應(yīng)的數(shù)字值，與此同時所述復(fù)位晶體管變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，將所述第1結(jié)點的電位復(fù)位為所述第1電源的電位，由此使所述比較器的輸出信號復(fù)原，

當(dāng)所述比較器的輸出信號復(fù)原時，所述計數(shù)器不讓所述數(shù)字值增加，所述復(fù)位晶體管變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，

輸出所述數(shù)字值。