[發明專利]固態圖像傳感器、驅動方法和電子裝置

有效

• 申請號: 201310092957.9
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103369262B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 奧野潤
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/359
• 分類號: H04N5/359;H04N5/374;H04N5/3745;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 萬里晴

技術領域

本技術涉及固態圖像傳感器、驅動方法和電子裝置，更具體地涉及能夠確保在整個屏幕內的同時性(simultaneity)并減少由于圖像傳感器中的信號泄漏引起的噪聲的影響的固態圖像傳感器、驅動方法和電子裝置。

背景技術

CMOS圖像傳感器近年來已被廣泛用作圖像傳感器。但是，CMOS圖像傳感器通常逐個像素地順序進行讀出，因此難以達到在整個屏幕內的同時性。

即，CMOS圖像傳感器進行對光電轉換部分產生并累積的光電荷逐個像素或者逐行順序掃描的讀出操作。在此順序掃描的情況下，即在采用卷簾快門(rolling shutter)作為電子快門的情況下，難以匹配用于累積對于所有像素的光電荷的曝光的開始時間和結束時間。因此，存在順序掃描導致在捕獲移動對象的圖像時捕獲的圖像的失真的問題。

采用全局快門作為電子快門用于感測使用，在該全局快門中，按對于像素陣列中的所有像素的其定時一致地進行曝光的開始和曝光的結束，其中不允許圖像中的這種失真，并且移動得快的對象經歷圖像捕獲，且/或期望捕獲的圖像中的同時性。

作為采用全局快門作為電子快門的器件的全局快門器件被提供有在像素中的例如由半導體存儲器組成的電荷累積部分。采用全局快門的器件同時從光電二極管向半導體存儲器中傳送和累積電荷，并且在那之后順序讀出電荷。由此，確保整個屏幕內的同時性。

此外，還提出了一種器件，其包括：用于光接收的表面嵌入區域，其被嵌入在半導體區域的上部的一部分中，并且光被入射到該部分上；以及電荷累積區域，其被嵌入在半導體區域的上部的一部分中，在勢井深度上比用于光接收的表面嵌入區域更深，并且累積由用于光接收的表面嵌入區域產生的信號電荷(例如參見日本專利公開No.2011-204878)。

采用全局快門的CMOS圖像傳感器對于所有像素同時地將由用于光接收的表面嵌入區域產生的信號電荷完全傳送到電荷累積區域，并且接下來將它們傳輸到電荷讀出區域并讀出它們。在此，在例如在電荷保持期間從具有高亮度的對象接收到光的情況下，這導致從用于光接收的表面嵌入區域到電荷讀出區域的信號泄漏，并導致噪聲。

因此，采用全局快門的器件期待針對由信號泄漏導致的噪聲的措施。在日本專利公開No.2011-204878的技術中，在電荷累積區域的上部中選擇性地提供遮光膜以便防止光泄漏到電荷累積區域中，因此，防止在信號電荷被保持在電荷累積區域中期間增加信號。

發明內容

但是，已知用于光接收的表面嵌入區域的輸出具有對于入射光的波長和/或入射角的依賴性，并且例如，更長的波長得到更大量的輸出。

例如，在使用日本專利公開No.2011-204878的技術的情況下，因為逐行從像素讀出信號，所以例如交替地讀出RG行和BG行。因此，在相同行中對于各個顏色的保持時間彼此相同。在此情況下，存在對入射光的波長和/或入射角的依賴性導致各個顏色之間的噪聲的測量值的差別的問題。

此外，考慮到在電荷被保持期間由于信號泄漏導致的噪聲的影響，期望對于屏幕內的任意位置處的像素的保持時間彼此相同。

但是，在現有技術中存在首先讀出的行和最后讀出的行之間的保持時間的差太大的問題。

鑒于這樣的情況公開了本技術，并且期望確保在整個屏幕內的同時性，并且減少由圖像傳感器中的信號泄漏導致的噪聲的影響。

根據本公開的第一實施例，提供了一種固態圖像傳感器，包括：像素區域，其中預設的多個顏色的多個像素按二維矩陣形狀布置；垂直信號線，對應于所述像素區域的像素列；觸發線，對應于所述像素區域的像素行，并且提供對應于所述多個像素的每個顏色的觸發脈沖；以及觸發脈沖提供部分，經由所述觸發線按以下方式提供觸發脈沖：經由所述垂直信號線對于每個像素行讀出所述像素區域中的預定顏色的每個像素的信號電壓，其后，經由所述垂直信號線對于每個像素行讀出所述像素區域中的其他顏色的每個像素的信號電壓。

可以基于根據所述多個像素的顏色定義的噪聲特性來確定所述預定顏色。

所述觸發脈沖提供部分可以經由所述觸發線按以下方式提供所述觸發脈沖：經由所述垂直信號線對于每個像素行讀出在所述像素區域中的紅色像素的每個信號電壓，其后，經由所述垂直信號線對于每個像素行讀出在所述像素區域中的綠色像素的每個信號電壓，其后，經由所述垂直信號線對于每個像素行讀出在所述像素區域中的藍色像素的每個信號電壓。