图像传感器和摄像设备制造技术

本发明专利技术提供一种图像传感器和摄像设备。该图像传感器包括：像素阵列，其以矩阵方式配置有多个单位像素；多个信号输出线，其是针对像素阵列的各列设置的；信号读出电路，其是针对像素阵列的各列而设置的；以及控制电路，用于进行控制以将来自第一行中的各列的单位像素的信号输出至多个信号输出线中的任意信号输出线，并且进行控制以将输出至多个信号输出线中的任意信号输出线的信号输入至信号读出电路。控制电路针对各列进行控制，以在将输出至多个信号输出线中的任意信号输出线的信号正输入至信号读出电路时，将来自第二行中的单位像素的信号输出至多个信号输出线中的其它信号输出线。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和摄像设备
本专利技术涉及一种图像传感器和摄像设备。
技术介绍
近年来，由于针对具有高分辨率和高帧频的运动图像的需求有所增加，因此针对使用CMOS传感器的摄像设备，需要更高速的信号读出技术。日本专利5219481聚焦于用作用于将从像素输出的信号传送至列读出电路的信号输出线的配线的寄生电容，并且介绍了用于通过改变配线的长度来减小信号输出线的寄生电容的方法。利用该方法，通过缩短信号输出线的稳定时间(settlingtime)，实现了高速信号读出。然而，通过减小配线的寄生电容来缩短稳定时间的方法，使得针对电源变动和外部噪声的应答性同时提高，因此存在信号噪声可能劣化的担忧。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述情形而作出的，并且在抑制信号噪声的增大的同时提高了信号读出速度。根据本专利技术，提供一种图像传感器，包括：像素阵列，其以矩阵方式配置有多个单位像素；多个信号输出线，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；信号读出电路，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；以及控制电路，用于进行控制以将来自所选择的第一行中的各列的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的任意信号输出线，并且进行控制以将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号输入至所述信号读出电路，其中，所述控制电路针对各列进行控制，以在将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号正向所述信号读出电路输入期间，将来自与所述第一行不同的第二行中的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的其它信号输出线。此外，根据本专利技术，提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其包括：像素阵列，其以矩阵方式配置有多个单位像素，多个信号输出线，其是针对所述像素阵列的各列而设置的，信号读出电路，其是针对所述像素阵列的各列而设置的，以及控制电路，用于进行控制以将来自所选择的第一行中的各列的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的任意信号输出线，并且进行控制以将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号输入至所述信号读出电路；以及处理单元，用于对从所述图像传感器输出的信号进行处理，其中，所述控制电路针对各列进行控制，以在将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号正向所述信号读出电路输入期间，将来自与所述第一行不同的第二行中的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的其它信号输出线。通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明包含于说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例，并且与说明书一起用来解释本专利技术的原理。图1是示出根据本专利技术的第一实施例的单位像素的结构的等效电路图；图2是示出根据第一实施例的信号读出电路的结构的等效电路图；图3是示出根据第一实施例的图像传感器的一部分的结构的框图；图4是用于说明根据第一实施例的信号读出操作的概要的图；图5是示出根据第一实施例的信号读出操作的时序图；图6是示出根据第二实施例的信号读出电路的结构的等效电路图；图7是用于说明根据第二实施例的信号读出操作的概要的图；图8是示出根据第二实施例的信号读出操作的时序图；图9是示出根据第三实施例的信号读出电路的结构的等效电路图；图10是示出根据第三实施例的相加读出操作的时序图；以及图11示出根据第四实施例的摄像设备的示意结构的框图。具体实施方式将根据附图来详细说明本专利技术的典型实施例。第一实施例图1是示出根据第一实施例的单位像素10的电路结构的图。单位像素10包括光电二极管(PD)11、传送开关12、浮动扩散部(FD)13、放大MOS放大器14、行选择开关15和复位开关16。PD11生成与通过摄像光学系统(未示出)入射的光相对应的电荷。传送开关12通过输入至传送开关12的栅极端子的传送脉冲φTX来驱动，并且将PD11处所生成的电荷传送至FD13。FD13用作暂时累积电荷并且将所累积的电荷转换成电压信号的电压转换单元。放大MOS放大器14与后述的恒流电路22一起用作源极跟随器，并且将通过FD13转换电压而得到的信号输入至放大MOS放大器14的栅极。行选择开关15通过输入至行选择开关15的栅极的行选择脉冲φSEL来驱动，行选择开关15的漏极连接至放大MOS放大器14，并且行选择开关15的源极连接至垂直输出线21(信号输出线)。行选择脉冲φSEL处于有效电平(高电平)的行选择开关15进入导通状态，并且与该导通状态相对应的放大MOS放大器14的源极连接至垂直输出线21。垂直输出线21被多个单位像素10共用，并且连接至后述的信号读出电路20。复位开关16的漏极连接至电源线VDD，并且通过输入至复位开关16的栅极的复位脉冲φRES来驱动，以移除FD13中所累积的电荷。此外，通过同时接通复位开关16和传送开关12，可以复位PD11。应当注意，在FD13被复位脉冲φRES复位时，放大MOS放大器14将复位信号输出至垂直输出线21。另外，在通过传送脉冲φTX来传送PD11中所生成的电荷的情况下，输出包括通过PD11的光电转换所获得的信号的转移信号。图2示出第一实施例的信号读出电路20的结构。信号读出电路20以两个垂直输出线21的信号作为输入来进行信号读出。恒流电路22连接至这两个垂直输出线21中的每一个，并且与放大MOS放大器14一起用作源极跟随器。同时，FD13中的信号的电位反映在垂直输出线21的电位中。在以下说明中，这两个垂直输出线21被彼此区分开，并且被称为垂直输出线21a和21b，以及分别连接至垂直输出线21a和21b的两个恒流电路22被彼此区分开，并且被称为恒流电路22a和22b。信号读出电路20包括输入切换开关23a和23b、钳位电容器24、差分放大器25、增益电容器26、钳位开关27和AD转换电路(ADC)28。输入切换开关23a和23b通过输入至相应栅极的垂直输出线切换脉冲φSELCa和φSELCb来驱动，以在相应的垂直输出线21a和21b与钳位电容器24之间进行连接/断开的切换。结果，钳位电容器24可以选择性地连接至垂直输出线21a和21b中的任意垂直输出线。差分放大器25、钳位电容器24和增益电容器26作为如附图所示那样连接的模拟增益放大器而进行工作，并且将模拟信号输出至AD转换电路28。钳位开关27通过输入至钳位开关27的栅极的钳位脉冲φC0R来驱动，以在差分放大器25的输出端子和一个输入端子之间进行短路。基准电压VC0R输入至差分放大器25的另一个输入端子，并且在钳位开关27变成有效电平(高电平)时，差分放大器25的输出端子和输入端子被复位成基准电压VC0R。AD转换电路28连接至差分放大器25的输出端子，并且将从差分放大器25输出的模拟信号转换成数字信号并输出该数字信号。在第一实施例中，作为模拟增益放大器进行工作的电路设置在AD转换电路28的上游。然而，可以省略该电路，并且可以经由输入切换开关23a和23b来连接垂直输出线21a和21b以及AD转换电路28。图3是示出第一实施例中的图像传感器1的一部分的结构的框图。图像传感器1包括图1所示的以矩阵方式配置单位像素10的像素阵列100、针对像素阵列100的各列分别设置的多个信号读出电路20、以及用于以行为单位控制信号读出的读出控制电路30。在图3所示的示例中，位于奇数行中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：像素阵列，其以矩阵方式配置有多个单位像素；多个信号输出线，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；信号读出电路，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；以及控制电路，用于进行控制以将来自所选择的第一行中的各列的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的任意信号输出线，并且进行控制以将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号输入至所述信号读出电路，其中，所述控制电路针对各列进行控制，以在将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号正向所述信号读出电路输入期间，将来自与所述第一行不同的第二行中的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的其它信号输出线。

【技术特征摘要】
2017.01.05 JP 2017-0007101.一种图像传感器，其特征在于，包括：像素阵列，其以矩阵方式配置有多个单位像素；多个信号输出线，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；信号读出电路，其是针对所述像素阵列的各列而设置的；以及控制电路，用于进行控制以将来自所选择的第一行中的各列的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的任意信号输出线，并且进行控制以将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号输入至所述信号读出电路，其中，所述控制电路针对各列进行控制，以在将输出至所述多个信号输出线中的所述任意信号输出线的信号正向所述信号读出电路输入期间，将来自与所述第一行不同的第二行中的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的其它信号输出线。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素阵列的各列中所配置的各单位像素连接至所述多个信号输出线中的任意信号输出线。3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，所述信号读出电路具有能够选择性地连接至所述多个信号输出线中的任意信号输出线的电容器，以及所述控制电路针对各列进行控制，以在来自所述第一行的单位像素的信号存储在所述电容器期间，将来自所述第二行的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的所述其它信号输出线。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制电路针对各列进行控制，以在从所述电容器读出来自所述第一行的单位像素的信号并且将该信号输出至所述信号读出电路的外部期间，将来自所述第二行的单位像素的信号输出至所述多个信号输出线中的所述其它信号输出线。5.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述单位像素输出复位信号和基于与入射光相对应的转移电荷的转移信号，以及所述控制电路进行以下控制：第一控制，用于将所述复位信号输出至所述信号输出线；第二控制，用于将在所述第一控制下输出至所述信号输出线的复位信号存储至所述信号读出电路的所述电容器；第三控制，用于将所述转移信号输出至所述信号输出线；以及第四控制，用于将在所述第三控制下输出至所述信号输出线的转移信号输入至所述信号读出电路，读出所述电容器所存储的复位信号，并且从所述信号读出电路输出所述转移信号和所述复位信号之间的差，其中，针对所述第一行的所述第四控制和针对所述第二行的所述第一控制是并行进行的。6.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，所述信号读出电路具有多个电容器，其中各电容器是针对所述多个信号输出线中的各信号输出线而设置的，以及所述控制电路在所述多个电容器之间在不同定时进行用于将输出至所述多个信号输出线的信号读出至所述多个电容器的读出操作、以及用于读出来自所述多个电容器的信号以将信号输出至所述信号读出电路的外部的读出操作。7.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田仲祐士，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP