[發明專利]固態成像裝置和用于驅動固態成像裝置的方法

有效

• 申請號: 201210322292.1
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN103002228A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 齊藤和宏;樋山拓己;板野哲也;中村恒一
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/3745;H01L27/146
• 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: 楊小明

技術領域

本發明涉及固態成像裝置和用于驅動固態成像裝置的方法。

背景技術

包括模擬-數字（AD）轉換電路的CMOS圖像傳感器被用于諸如數字照相機的圖像輸入裝置中。AD轉換電路比較圖像信號與基準信號以獲得數字數據。作為基準信號，在日本專利申請公開No.2009-33305中描述了具有時間改變的信號電平并且通過控制電容器元件的充電電流生成的斜坡信號。

發明內容

但是，疊加在對于設置在各列中的AD轉換電路共同提供的斜坡信號上的噪聲表現為圖像上的帶狀噪聲。在日本專利申請公開No.2009-33305中公開的斜坡信號（基準電壓）生成電路中，從外部供給基準電壓或者從內置的帶隙基準電壓生成的基準電流包含噪聲分量。與用基準電流將電容器充電對應的電壓變為斜坡信號，并且，此時，特別是由于噪聲的低頻分量的影響，斜坡信號的斜率根據行改變，并且，斜率之間的差異被檢測為圖像上的帶狀噪聲。

根據本發明的方面，一種固態成像裝置包括：包含按矩陣布置的用于光電轉換的多個像素的像素單元；用于在第一模擬-數字轉換時段中生成第一時間改變的斜坡信號并用于在第二模擬-數字轉換時段中生成第二時間改變的斜坡信號的斜坡信號生成器；分別與矩陣的各列對應地布置的多個比較器；和分別與矩陣的各列對應地布置的多個存儲器，其中，所述比較器在第一模擬-數字轉換時段中比較第一時間改變的斜坡信號與根據像素的復位的解除（release）的信號，并且在第二模擬-數字轉換時段中比較第二時間改變的斜坡信號與根據像素的光電轉換的信號，存儲器在第一模擬-數字轉換時段中存儲從改變第一斜坡信號的開始直到比較器的輸出的反轉的計數的計數值作為第一數字數據，存儲器在第二模擬-數字轉換時段中存儲從改變第二斜坡信號的開始直到比較器的輸出的反轉的計數的計數值作為第二數字數據，并且，斜坡信號生成器將來自電流生成器的電流供給到第一電容器元件，并且，在單個定時基于由第一電容器元件保持的偏置電壓生成第一和第二斜坡信號。

由于在單個定時基于由第一電容器元件保持的相同的偏置電壓生成第一和第二斜坡信號，因此，抑制圖像上的帶狀噪聲。

從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發明的其它特征將變得清晰。

附圖說明

圖1示出根據本發明的第一實施例的固態成像裝置的電路配置例子。

圖2示出本發明的第一實施例中的斜坡信號生成器的配置例子。

圖3示出本發明的第一實施例中的像素單元的配置例子。

圖4是斜坡信號生成器和像素單元的驅動定時圖。

圖5示出本發明的第二實施例中的斜坡信號生成器的配置例子。

圖6示出本發明的第三實施例中的斜坡信號生成器的配置例子。

具體實施方式

現在將根據附圖詳細描述本發明的實施例。

第一實施例

圖1示出根據本發明的第一實施例的固態成像裝置的電路配置例子。固態成像裝置包括像素單元1、放大器電路2、比較器3、斜坡信號生成器4、存儲器5、計數器電路6、水平掃描電路7、垂直掃描電路8和信號處理電路9。像素單元1包含按二維矩陣布置的多個像素，并且通過光電轉換生成信號。各像素通過光電轉換元件的光電轉換生成模擬像素信號。對于像素單元1的各列布置放大器電路2，并且，放大器電路2放大像素單元1的信號。斜坡信號生成器4與多個比較器3共同連接，并且提供斜坡信號。如圖4所示，斜坡信號VRAMP是時間改變的斜坡類型信號。比較器3包含差分輸入比較器，對于像素單元1的各列被布置，并且比較放大器電路2的輸出信號與斜坡信號。計數器電路6與多個列中的存儲器5共同連接，并且，當開始斜坡信號的生成時開始計數。對于各列布置存儲器5。比較器3比較放大器電路2的輸出信號與由斜坡信號生成器4生成的斜坡信號。當放大器電路2的輸出信號與斜坡信號之間的電勢的大小關系反轉時，比較器3的輸出從高電平轉變到低電平或者從低電平轉變到高電平。在該轉變定時，存儲器5存儲從計數器電路6輸出的計數器值作為數字數據。所述數字數據是像素信號的模擬-數字轉換數據。存儲于各列中的存儲器5中的數字數據通過從水平掃描電路7輸出的信號被依次傳送到信號處理電路9。信號處理電路9執行信號處理以輸出信號。存儲器5存儲用于基準信號的數字數據和用于圖像信號的數字數據。根據配置，可存儲于存儲器5中的數據的數量可以是一個或更多個。可在適當地選擇像素單元1的像素行的同時由垂直掃描電路8執行這一系列的操作。