[發明專利]固態成像設備和調節參考電壓的方法

無效

• 申請號: 201110349184.9
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102469276A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 高宮健一;豐村純次
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H04N5/374
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本公開涉及一種固態成像設備和一種調節其參考電壓的方法。?

背景技術

在現有技術中，作為固態成像設備(圖像傳感器)的一種類型，已知CMOS(互補金屬氧化物半導體)型固體成像設備。一般地，可以通過使用與CMOS型集成電路相同的制造過程來制造CMOS型固態成像設備。因此，在CMOS型固態成像設備的制造過程中，模擬電路和邏輯電路可以被制造在相同的芯片內部。?

在這樣的CMOS型固態成像設備中，列平行型固體成像設備被用作主流設備，其中在列方向上從像素陣列同時讀出在一個特定的行中的像素信號，其中像素被二維地布置，并且執行并行處理?？紤]到布置在列平行型固態成像設備的信號輸出級上的處理電路，在現有技術中(例如參見JP-A-2009-124514)提出了各種結構。?

圖18示意性示出了現有技術中的列平行型固態成像設備的方塊電路配置，例如在JP-A-2009-124514等中公開的。?

固態成像設備300包括：通過在行方向上和列方向上以矩陣模式布置多個像素301構成的像素陣列單元302；行掃描電路303；列掃描電路304；和時序控制電路305。此外，固態成像設備300包括參考電壓產生電路306(DAC：數字模擬轉換器)和ADC(模擬數字轉換器)塊307。ADC塊307包括對每個垂直信號線VSL布置的比較器311、計數單元312和閉鎖電路313。?

在具有圖18中所示的結構的固態成像設備300中，從參考電壓產生電路306輸出的參考電壓RAMP的信號具有如下的波形，在該波形中電壓電平以預定的動態范圍(變化寬度)隨時間以預定的斜率(線性)下降。參考電壓RAMP的電壓電平和從每個垂直信號線VSL讀出的像素信號由比較器311互相比較，并且由計數單元312測量直到兩個信號交叉(intersect)的時間(比較時間)。然后，將從計數單元312獲得的比較時間(計數的數字(counted?number))保持在閉鎖電路313?中并且然后通過水平輸出線314輸出。然后，將輸出的計數的數字轉換為相應的輸出碼(數字信號)。?

此外，在JP-A-2009-124514中，提出了比較器311，在該比較器311中布置了級聯(cascode)連接的第一放大器和第二放大器，和與第二放大器平行布置的鏡像電路。此外，在JP-A-2009-124514中，在鏡像電路中，提出了一種技術，在該技術中，在開始行操作的時候，對于每列，為了確定工作點，將被初始化和采樣的電壓輸入到柵級。在JP-A-2009-124514中，通過檢測第二放大器的輸出電平來控制鏡像電路，由此抑制了在模擬功率源(power?source)中的變化。?

發明內容

然而，近來，在上面描述的CMOS型固態成像設備中，已經提出了低功耗的實現，并且提出了所使用的源(source)功率的低電壓實現。在進行了源電壓的低電壓實現的情況下，難以確保對于在CMOS型成像設備的信號輸出級上的處理電路中使用的MOS晶體管的充足的電壓余地(margin)。通常，MOS晶體管被設計為使得其工作點處于飽和區域中。然而，在電壓余地小的情況下，工作點會容易地從飽和區域偏離而進入線性區域，例如，由于設備變化、功率源的改變和使用時的溫度變化等的影響。?

特別地，在產生參考電壓RAMP的參考電壓產生電路中，在內部MOS晶體管的工作點根據源電壓的低電壓實現而偏離的情況下，存在難以獲得具有預定的斜率和預定的動態范圍的參考電壓RAMP的問題。此外，在MOS晶體管的工作點在參考電壓產生電路中偏離的情況下，參考電壓RAMP的波形具有彎曲的形狀，并且，還存在難以確保參考電壓RAMP的電壓電平關于時間的線性的情況。?

如上所述，在難以從參考電壓產生電路獲得具有期望的波形的參考電壓RAMP的情況下，在從模擬到數字地轉換讀出像素信號時的精度被降低。在上述的JP-A-2009-124514中，沒有充分考慮根據源電壓的低電壓實現而發生的參考電壓RAMP的波形失穩(collapse)的問題。?

因此，期望提供一種固態成像設備和一種調節參考電壓的方法，所述設備和方法即使在進行了源電壓的低電壓實現的情況下也能夠產生具有期望的波形的參考電壓RAMP。?