[發明專利]光檢測裝置

在審

• 申請號: 202110551020.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN113382188A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 佐藤守;加藤昭彥
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/359;H01L27/146
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 房嶺梅;姚鵬

本申請公開一種光檢測裝置，包括：電流鏡像電路，包括第一和第二電流鏡像晶體管；像素陣列，包括多個像素；多個信號線，設置有第一和第二像素；比較器，設置成接收像素信號，第一復位晶體管的源極或漏極連接至電位不同于電源電壓的預定電位。多個像素包括：第一像素，包括第一光電轉換區域、第一復位晶體管、第一放大晶體管和第一選擇晶體管；以及第二像素，包括第二光電轉換區域、第二復位晶體管、第二放大晶體管和第二選擇晶體管。多個信號線包括：第一信號線，與第一電流鏡像晶體管和第一選擇晶體管連接；第二信號線，與第二電流鏡像晶體管和第二選擇晶體管連接，且設置成輸出像素信號；公共信號線，與第一放大晶體管和第二放大晶體管連接。

本申請是中國專利申請第201780001823.8號的分案申請，第201780001823.8號的專利申請的申請日是2017年2月27日，發明名稱是“固態攝像元件、電子設備和固態攝像元件的控制方法”。

技術領域

本發明涉及固態攝像元件、電子設備和該固態攝像元件的控制方法。具體地，本發明涉及差分放大型固態攝像元件、電子設備和該固態攝像元件的控制方法。

背景技術

自從過去以來，已在攝像器件中使用通過對光進行光電轉換來產生圖像數據的固態攝像元件。例如，已提出了一種為增加靈敏度而利用一對晶體管來放大差分信號的差分放大型(differntial amplification-type)固態攝像元件(例如，參照專利文獻1)。在這種差分放大型固態攝像元件中布置有單位像素和虛設像素，從單位像素讀取像素信號，且不從虛設像素讀取信號。另外，包含在固態攝像元件中的讀出電路讀取被差分對(differential pair)差分放大的像素信號，并且對其執行相關雙重采樣處理(CDS：correlated double sampling)，其中，差分對由包含在單位像素中的放大晶體管和包含在虛設像素中的放大晶體管形成。

此處，CDS處理是通過從像素中讀取兩次信號并獲取這些信號的電平之間的差值作為像素數據來減少固定模式噪聲的處理。將第一次讀取的信號電平稱為P相電平，且將第二次讀取的信號電平稱為D相電平。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：JP 2008-271280A

發明內容

技術問題

在上述的相關技術中，讀出電路輸出P相電平和D相電平之間的差值的數據，以作為具有與曝光量對應的值的像素數據。然而，對于相關技術，存在著在強光入射的情況下出現黑點現象(black dot phenomenon)的可能性，在這種情況下，盡管存在入射光，光的像素數據依然趨近于靠近“0”(黑色電平)的值。出現黑點現象的原因在于，由于強光而在光電二極管中產生了大量的電荷，并且電荷可能泄露到浮動擴散層中，由此導致P相電平增加并因此在P相位和D相電平之間大體上不存在差值。

考慮到上述情況，本發明旨在防止在差分放大型固態攝像元件中產生黑點現象。

技術方案

本發明用于解決上述問題，并且本發明的第一個方面涉及固態攝像元件及其控制方法，固態攝像元件包括：信號側放大晶體管，其用于通過將與一對差分輸入電壓中的一者相對應的信號電流從輸出節點提供至公共相位節點來產生與信號電流相對應的輸出電壓；參考側放大晶體管，其用于將與一對差分輸入電壓中的另一者相對應的參考電流提供至公共相位節點；恒定電流源，其用于恒定地控制在公共相位節點處匯合的信號電流和參考電流的總和；和旁路控制單元，旁路控制單元用于連接輸出節點和公共相位節點，且在輸出電壓達到預定的限制電壓的情況下將具有與限制電壓相對應的值的信號電流提供至公共相位節點。于是，在輸出電壓達到預定的限制電壓的情況下表現出連接輸出節點和公共相位節點的效果。