[發明專利]固體攝像裝置、固體攝像裝置的驅動方法以及電子設備

有效

• 申請號: 201710893853.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107888807B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 大倉俊介;大高俊德;中村淳一
• 申請（專利權）人: 普里露尼庫斯股份有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 高穎

本發明提供固體攝像裝置、固體攝像裝置的驅動方法以及電子設備。像素部包含以行列狀配置了多個第1像素的光電變換讀出部的第1像素陣列、以行列狀配置了多個第1像素的信號保持部的保持部陣列、和以行列狀配置了多個第2像素的光電變換讀出部的第2像素陣列，在卷簾快門模式時，第1像素以及第2像素的光電變換讀出部的讀出信號不經由旁路路徑而直接輸出到第1垂直信號線，在全局快門模式時，第1像素的信號保持部的保持信號輸出到第2垂直信號線。由此，能實現能防止結構的復雜化并能防止布局上的面積效率降低的固體攝像裝置。

本發明包含涉及日本專利申請JP2016-192237(申請日：2016年9月29日)，將其內容全部援引于此。

技術領域

本發明涉及固體攝像裝置、固體攝像裝置的驅動方法以及電子設備。

背景技術

作為使用了檢測光來產生電荷的光電變換元件的固體攝像裝置(圖像傳感器)，實用中有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。

CMOS圖像傳感器作為數字攝像機、視頻攝像機、監視攝像機、醫療用內窺鏡、個人計算機(PC)、便攜電話等便攜終端裝置(移動設備)等各種電子設備的一部分而廣泛應用。

CMOS圖像傳感器在每個像素具備具有光電二極管(光電變換元件)以及浮動擴散層(FD：Floating Diffusion)的FD放大器，其讀出的主流方式是列并行輸出型，即，選擇像素陣列中的某一行，同時在列(column)輸出方向上將其讀出。

然而，在CMOS圖像傳感器中，進行以下動作：按每個像素或每行依次掃描由光電二極管生成并積蓄的光電荷，進行讀出。

在該依次掃描、即作為電子快門而采用卷簾快門的情況下，不能使積蓄光電荷的曝光的開始時間以及結束時間在全部像素一致。因此，在依次掃描的情況下，存在在運動被攝體的攝像時在攝像圖像中出現失真這樣的問題。

因此，在不能允許圖像失真的高速運動的被攝體的攝像、需要攝像圖像的同時性的傳感用途中，作為電子快門而采用全局快門(global shutter)，該全局快門對像素陣列部中的全部像素在同一定時下執行曝光開始和曝光結束。

作為電子快門而采用了全局快門的CMOS圖像傳感器在像素內例如設置將從光電變換讀出部讀出的信號保持在信號保持電容器中的信號保持部。

在采用了全局快門的CMOS圖像傳感器中，將基于光電二極管的電荷作為電壓信號一齊積蓄到信號保持部的信號保持電容器中，之后依次讀出，由此確保圖像整體的同時性(例如，參考非專利文獻1)。

另外，該CMOS圖像傳感器構成為，具有將光電變換讀出部的輸出繞開信號保持部而轉送到信號線的旁路開關，除了全局快門功能以外還同時具有卷簾快門功能。

在非專利文獻1記載的層疊型CMOS圖像傳感器中，具有第1基板(Pixel die，像素裸片)和第2基板(ASIC die，ASIC裸片)通過微凸塊(連接部)連接的層疊結構。并且，在第1基板形成各像素的光電變換讀出部，在第2基板形成各像素的信號保持部、信號線、垂直掃描電路、水平掃描電路、列讀出電路等。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：J.Aoki，et al.，”A Rolling-Shutter Distortion-Free 3DStacked Image Sensor with-160dB Parasitic Light Sensitivity In-Pixel StorageNode”ISSCC 2013/SESSION 27/IMAGE SENSORS/27.3.