[發明專利]光電轉換裝置和圖像拾取系統

有效

• 申請號: 201410376718.0
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104349084B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 板野哲也;山崎和男;中村恒一;巖田公一郎;池田泰二
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/365
• 分類號: H04N5/365;H04N5/3745;H04N5/378
• 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

技術領域

本發明涉及光電轉換裝置和圖像拾取系統。

背景技術

對于固態圖像拾取裝置中的像素陣列的每個列設置模擬數字(AD)轉換器是已知的。日本專利公開No.2009-10787描述了在設置在像素陣列的每個列中的AD轉換器的上游設置與AD轉換器直接連接的信號保持電容和信號保持開關的配置。根據日本專利公開No.2009-10787，對于來自像素的模擬信號的讀取操作及其AD轉換操作通過在對于保持在信號保持開關中的模擬信號的AD轉換時段期間關斷信號保持開關來并行執行，使得可實現高速讀取。

然而，在日本專利公開No.2009-10787中所描述的配置可引起每個列的固定模式噪聲。以下將描述該噪聲產生的原因。

圖13是取自日本專利公開No.2009-10787的圖8的示圖，并且示出包含在AD轉換單元中的電壓比較單元252的電路配置。在該電路中，當與電壓比較單元252的輸入信號對應的“RAMP”與“像素信號”之間的大小關系逆轉(reverse)時(換句話講，當小于“RAMP”的“像素信號”隨著“RAMP”隨時間減小而改變以變得大于“RAMP”時)，與電壓比較單元252的輸出對應的晶體管314的漏極處的電壓從高電平變為低電平或者從低電平變為高電平。這種變化也經由晶體管314的柵極-漏極電容影響晶體管314的柵極。并且，由于晶體管的柵極和漏極與晶體管314的柵極連接，因此在晶體管314的漏極中引起的變化也影響晶體管312的柵極和漏極。并且，由于晶體管312的漏極與作為電壓比較單元252的輸入晶體管的晶體管302的漏極連接，因此在晶體管312的漏極中引起的變化也影響晶體管302的柵極。因此，發生電壓比較單元252的輸出影響與電壓的輸入對應的“像素信號”的現象。

根據日本專利公開No.2009-10787中所描述的配置，“像素信號”與信號保持電容直接連接，并且在AD轉換時段期間從單位像素電氣斷開。因此，在AD轉換時段期間引起的晶體管314的漏極電壓的過渡(transient)變化也改變保持在信號保持電容中的信號的信號電壓。即，由于保持在信號保持電容中的信號的信號電壓可以是與原始保持的電壓不同的電壓，因此作為AD轉換的結果所獲得的數字數據的值可能是不準確的值。另外，由于制造電壓比較單元252的變化，由晶體管314的漏極電壓的變化對“像素信號”施加的影響對于每個列改變，并且這變為每個列的固定模式噪聲。

發明內容

根據本發明的一個方面的光電轉換裝置包含：像素陣列，在該像素陣列中多個像素以矩陣布置；以及列信號處理單元，該列信號處理單元與像素陣列的各列對應地設置，其中，所述列信號處理單元包含：采樣和保持單元，該采樣和保持單元被配置為保持從像素輸出的信號；緩沖單元，該緩沖單元被配置為對保持在采樣和保持單元中的信號進行緩沖；以及AD轉換單元，并且，所述AD轉換單元將通過采樣和保持單元保持且通過緩沖單元緩沖的信號轉換成數字信號。

參照附圖，從實施例的以下描述，本發明的其它特征將變得明顯。以下描述的本發明的實施例中的每一個可被獨自實現，或者在必要的情況下或者在單個實施例中組合來自各個實施例的要素或特征是有益的情況下，實現為多個實施例或其特征的組合。

附圖說明

圖1是示出光電轉換裝置的配置的框圖。

圖2是示出像素的配置的等價電路圖。

圖3是用于描述光電轉換裝置的操作的定時圖。

圖4是示出另一光電轉換裝置的配置的框圖。

圖5是示出反相放大器的配置的等價電路圖。

圖6是用于描述光電轉換裝置的操作的定時圖。

圖7是示出采樣和保持單元的配置的等價電路圖。

圖8是用于描述光電轉換裝置的操作的定時圖。

圖9是示出另一光電轉換裝置的配置的框圖。

圖10是示出另一光電轉換裝置的配置的框圖。

圖11是用于描述光電轉換裝置的操作的定時圖。

圖12是示出圖像拾取系統的配置的框圖。

圖13示出日本專利公開No.2009-10787的圖8。

具體實施方式

參照附圖，將描述本發明的實施例。

第一實施例