[發明專利]圖像感測設備和成像系統

有效

• 申請號: 201010291848.6
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN101945204A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 小倉正德;小泉徹;領木達也;菊地伸
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N3/15
• 分類號: H04N3/15;H04N5/335;H04N5/225
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅銀燕

本申請是申請日為2008年9月12日、申請號為200810149109.6、發明名稱為“圖像感測設備和成像系統”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及圖像感測設備和成像系統。

背景技術

根據日本專利特開No.2001-45378中所公開的技術，在包括行方向和列方向上布置的多個像素的像素陣列中，經由在行方向上延伸的多個行控制線將驅動信號供給到像素，并且經由在列方向上延伸的多個列信號線從像素讀出信號。聚積單元連接到列信號線的每一端。當正從兩個聚積單元中的一個讀出信號時，從像素輸出的信號聚積在另一聚積單元中。這縮短了空白時段(沒有傳感器輸出的時段)和用于將信號從像素陣列讀出到聚積單元的整個讀出時段。

在日本專利特開No.11-150255的技術中，兩個聚積單元以及兩個放大器交替連接到多個列信號線中的每一個。在所述兩個聚積單元中的一個中所聚積的信號被所述兩個放大器中的一個放大并輸出，然后被聚積在另一聚積單元中。在另一聚積單元中聚積的信號被另一放大器放大，然后被讀出到后續級的輸出線。

在日本專利特開No.2001-45378的技術中，來自像素陣列的第一行的像素的信號被聚積在一個聚積單元中，而來自第二行的像素的信號被聚積在另一聚積單元中。從每一聚積單元傳輸到后續級的輸出線的信號乘以基于由每一聚積單元的電容值和輸出線的電容值所確定的電容分割比率的增益。例如，當聚積單元具有電容值C1，并且輸出線具有電容值C2時，增益由C1/(C1+C2)給出。輸出線的電容值包含其寄生電容以及由在輸出線上所提供的電容元件所生成的電容值。在使用這種電容分割的日本專利特開No.2001-45378的讀出技術中，當一個聚積單元以及另一聚積單元中每一個的電容的絕對值小時，基于后續級的輸出線與每一聚積單元的電容之間的電容分割比率的增益變小，并且信噪比降低。反過來，當一個聚積單元以及另一聚積單元中的每一個的電容的絕對值大時，基于后續級的輸出線與每一聚積單元的電容之間的電容分割比率的增益變大，并且信噪比升高。然而，這增加了一個聚積單元和另一聚積單元中的每一個的電極面積，導致了芯片面積增加。

根據日本專利特開No.11-150255的技術，在另一聚積單元中所聚積的信號由另一放大器來放大，并且被讀出到后續級，如上所述。因此，有可能將該信號讀出到后續級的輸出線，而不考慮基于電容分割比率的增益。然而，由于對于一個信號，兩個放大器連接到多個列信號線中的每一個，因此圖像感測設備的芯片面積可能增加。此外，由于兩個放大器為了讀出一個信號而操作，因此在圖像感測設備中在整個讀出時段中的整體功耗可能增加。

發明內容

本發明提供圖像感測設備和成像系統，其甚至在以高速度讀出像素信號時，也可以減小芯片面積，并且抑制功耗增加。

根據本發明第一方面，提供一種圖像感測設備，包括：像素，其包括光電轉換單元；列信號線，其連接到所述像素；讀出電路，其經由所述列信號線從所述像素讀出信號；輸出線，其連接到所述讀出電路，并且具有電容；以及輸出單元，其經由所述輸出線，根據來自所述讀出電路的信號而輸出圖像信號，其中，所述讀出電路包括：第一聚積單元，其保持讀出到所述列信號線的信號；第一斷開/閉合單元，其斷開/閉合所述列信號線與所述第一聚積單元之間的連接；第二聚積單元；傳送單元，其將由所述第一聚積單元所保持的信號傳送到所述第二聚積單元；以及第二斷開/閉合單元，其斷開/閉合所述傳送單元與所述第二聚積單元之間的連接，所述第一聚積單元的電容小于所述第二聚積單元的電容，由所述第二聚積單元所保持的信號被基于所述第二聚積單元的電容以及所述輸出線的電容而讀出到所述輸出單元。