[發(fā)明專利]固態(tài)圖像傳感器和照相機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210170308.1
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102811316A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 荒岡愉喜男;新谷悟
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/341;H04N5/225
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像傳感器以及一種照相機。

背景技術(shù)

將參照圖1描述固態(tài)圖像傳感器1的基本布置。固態(tài)圖像傳感器1包括：像素陣列10，其包括多個像素單元11；以及信號處理電路20，用于對從像素陣列10輸出到列信號線2的信號進行放大。在每一像素單元11中，傳送晶體管TX將例如由光電二極管PD接收的光的能量所生成的電荷傳送到源極跟隨器晶體管SF的柵極。然后，源極跟隨器晶體管SF經(jīng)由選擇晶體管SEL把與傳送來的電荷相對應(yīng)的信號輸出到列信號線2。每個像素單元11可以包括復(fù)位晶體管RES，用于將源極跟隨器晶體管SF的柵極的電勢復(fù)位為預(yù)定電壓。

信號處理電路20用于對從每個像素單元11輸出到列信號線2的信號進行放大。信號處理電路20包括：運算放大器21，具有輸入端子22和輸出端子23；輸入電容C0，插入在輸入端子22與列信號線2之間；以及反饋電容器Cf，其將輸入端子22連接到輸出端子23。基于電容比率C0/Cf來確定信號處理電路20的放大因子。為了改變放大因子，例如，以切換數(shù)碼照相機的靈敏度設(shè)置，僅需要改變比率C0/Cf。為了將放大因子從例如32改變?yōu)?28，僅需要將C0的值增大四倍或?qū)f的值減少到四分之一。

為了改進光檢測的靈敏度，信號處理電路20需要高放大因子。這尤其應(yīng)用于其中歸因于光電轉(zhuǎn)換元件（比如光電二極管PD）的尺寸減小而導(dǎo)致輸出到列信號線2的信號變得十分弱的情況、或其中具有固態(tài)圖像傳感器1的照相機的靈敏度設(shè)置為較高的情況。為了增加信號處理電路20的放大因子，通常必須（1）增加C0的值，（2）減小Cf的值，或（3）增加C0的值并且減小Cf的值。然而，增加電容值可能導(dǎo)致芯片面積的增加，而減小電容值可能導(dǎo)致制造變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種在抑制芯片面積的增加和制造變化的同時在增加放大因子方面有益的技術(shù)。

本發(fā)明的一方面提供一種固態(tài)圖像傳感器，包括具有多個像素的像素陣列以及多個信號處理電路，所述多個信號處理電路中的每一個對從像素陣列輸出到多個列信號線的信號進行放大，其中，所述多個信號處理電路中的每一個包括：運算放大器，具有輸入端子和輸出端子；輸入電容，布置在輸入端子與列信號線之間；以及反饋電路，將輸入端子與輸出端子進行連接，其中，所述反饋電路被配置為形成反饋路徑，在所述反饋路徑中，第一電容元件和第二電容元件串行布置在將輸入端子連接到輸出端子的路徑中，并且第三電容元件布置在基準電勢與將第一電容元件連接到第二電容元件的路徑之間。

根據(jù)參照附圖的示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是用于解釋根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的固態(tài)圖像傳感器的電路圖；

圖2是示出用于解釋本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器的示例的電路圖；

圖3是示出用于解釋本發(fā)明的效果的放大變化的圖；

圖4是示出用于解釋本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器的示例的電路圖；

圖5是示出用于解釋本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器的示例的電路圖；以及

圖6是示出本發(fā)明被應(yīng)用到的信號處理電路的示例的電路圖。

具體實施方式

以下將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。

<第一實施例>

根據(jù)第一實施例的信號處理電路包括：運算放大器，具有輸入端子和輸出端子；輸入電容，布置在輸入端子與列信號線之間；以及反饋電路，用于將輸入端子與輸出端子進行連接。反饋電路具有這樣的布置：其中，第一電容元件Cf1和第二電容元件Cf2串行布置在將輸入端子連接到輸出端子的路徑中，并且第三電容元件Cf3插入在基準電勢和將電容元件Cf1與Cf2連接的路徑之間。注意，在反饋電路中，基準電勢可以是例如接地電勢。

反饋電路可以是例如圖2所示的反饋電路34。在反饋電路34中，在連接運算放大器21的輸入端子32與輸出端子33的路徑中串聯(lián)連接第一電容元件Cf1和第二電容元件Cf2。在反饋電路34中，還在基準電勢和連接電容元件Cf1與Cf2的節(jié)點之間連接第三電容元件Cf3。

反饋電路34的反饋電容器的組合電容值由以下等式給出：

Cf=(Cf1×Cf2)/(Cf1+Cf2+Cf3)??????????...(1)

該實施例中的信號處理電路30的放大因子由以下等式給出：

C0/Cf=C0×(Cf1+Cf2+Cf3)/(Cf1×Cf2)...(2)