[發(fā)明專利]固態(tài)攝像元件和電子設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980058234.2
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN112655199A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬上崇;江藤毅
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼半導(dǎo)體解決方案公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H03K5/08;H03M1/08;H03M1/56;H04N5/357
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;曹正建

固態(tài)攝像元件(10)，其包括：噪聲消除信號生成電路(12)，其連接到像素電源(PW)，且被構(gòu)造成對所生成的第一噪聲消除信號(NC1)執(zhí)行增益切換和極性反轉(zhuǎn)以輸出第二噪聲消除信號(XNC1)；DA轉(zhuǎn)換器(13)，其被構(gòu)造成生成和輸出參照信號(RAMP)、并且將第二噪聲消除信號(XNC1)的電流轉(zhuǎn)換為電壓以將轉(zhuǎn)換后的電壓疊加于參照信號(RAMP)上；比較器(14)，參照信號(RAMP)和像素信號(VSL)經(jīng)由與差分對的一個端子連接的輸入電容而被輸入到比較器本體部(42)，所述比較器依據(jù)像素信號(VSL)及增益設(shè)定來輸出反轉(zhuǎn)信號；計數(shù)器(18)，其將比較器(14)的反轉(zhuǎn)時序轉(zhuǎn)換為數(shù)字值；以及增益控制單元(15)，其在改變參照信號(RAMP)的斜率及上述輸入電容以執(zhí)行對比較器(14)的增益控制時，輸出基于上述輸入電容中的改變量的增益控制信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及固態(tài)攝像元件和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，通過應(yīng)用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)而獲得的諸如CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體：Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器等固態(tài)攝像元件被廣泛地用于數(shù)碼相機(jī)、或智能手機(jī)等。

在這種攝像元件中，在設(shè)置于像素內(nèi)的光電二極管中對來自被攝對象的入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，與作為結(jié)果而獲得的電荷量對應(yīng)的電壓信號經(jīng)由放大晶體管和垂直信號線被讀取，并且由比較器對該電壓信號進(jìn)行模數(shù)(AD：Analog-to-Digital)轉(zhuǎn)換(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

順便提及，在上述攝像元件中，由于像素的特性，在像素內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)之間存在寄生電容，而且還存在像素電源的噪聲，該像素電源的噪聲經(jīng)由放大晶體管傳播到垂直信號線中，因而使得圖像品質(zhì)劣化，于是，已經(jīng)提供了一種噪聲消除電路，用于消除像素電源的噪聲。

上述的常規(guī)的噪聲消除電路被構(gòu)造成這樣：獲取像素電源的噪聲，將所獲取的噪聲轉(zhuǎn)換為具有適當(dāng)?shù)脑鲆婧皖l率特性的電流，使該電流流入至用于生成RAMP波(斜坡波)的D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電阻器，以使該電流恢復(fù)為電壓，并且將噪聲在比較器的差分對(differential pair)中予以抵消。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請?zhí)亻_JP 2015-233184 A

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

然而，在采用超低電壓比較器(ULVCM：Ultra Low Voltage Comparator)作為比較器的情況下，像素側(cè)的輸入電容和D/A轉(zhuǎn)換器側(cè)的輸入電容是不同的，并且像素信號及D/A轉(zhuǎn)換器的輸出信號被輸入到差分對的同一側(cè)，因此，存在著如下的問題：無法如同常規(guī)情況那樣采用將噪聲在比較器的差分對中予以抵消的構(gòu)造。

本公開的目的是提供如下的固態(tài)攝像元件和電子設(shè)備：它們即使當(dāng)采用超低電壓比較器作為比較器時，也能夠去除像素電源噪聲，并且能夠減少轉(zhuǎn)換誤差，從而抑制圖像品質(zhì)的劣化。

解決技術(shù)問題的解決方案