成像元件和成像设备制造技术

通过减小基于负电压电源的电压波动的图像信号的波动来防止图像质量的下降。由第一控制信号控制图像信号输出单元，第一控制信号指示用于引起导通状态的导通电压和具有与导通电压的极性不同的截止电压的电压状态，并输出与导电状态下的电荷保持单元所保持的电荷对应的模拟图像信号。由第二控制信号控制复位单元，第二控制信号指示导通电压和截止电压的电压状态，复位单元在导通状态下将电荷保持单元复位，将截止电压的波动传输至电荷保持单元，并使模拟图像信号波动。参考信号生成单元生成参考信号，该参考信号是用作当从图像信号输出单元输出的模拟图像信号转换为数字图像信号时使用的参考的信号。参考信号校正单元根据截止电压的波动来校正所生成的参考信号。模数转换单元基于校正的参考信号执行转换。

Imaging elements and equipment

By reducing the fluctuation of the image signal based on the voltage fluctuation of the negative voltage power supply, the image quality can be prevented from declining. The image signal output unit is controlled by the first control signal. The first control signal indicates the on-state voltage used to cause the on-state and the voltage state with a cut-off voltage different from the polarity of the on-state voltage, and outputs the analog image signal corresponding to the charge held by the charge-holding unit in the conductive state. The reset unit is controlled by the second control signal. The second control signal indicates the voltage state of the on-off voltage and the cut-off voltage. The reset unit resets the charge-holding unit in the on-off state, transfers the fluctuation of the cut-off voltage to the charge-holding unit, and makes the analog image signal fluctuate. The reference signal generating unit generates a reference signal, which is used as a reference signal when the analog image signal output from the image signal output unit is converted into a digital image signal. The reference signal correction unit corrects the generated reference signal according to the fluctuation of the cut-off voltage. The analog-to-digital conversion unit performs conversion based on the corrected reference signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像元件和成像设备
本技术涉及一种图像传感器和成像设备。更具体地，本技术涉及一种图像传感器和成像设备，其包括根据控制信号控制的像素电路。
技术介绍
作为照相机等中使用的图像传感器，通常使用互补金属氧化物半导体(CMOS)型图像传感器。图像传感器包括多个像素，每个像素包括光电转换元件，其产生与发射光对应的图像信号。近年来，已经实现了用于降低相机等的功耗的电源的更低电压，并且在图像传感器中也存在对更低电压的不断增长的需求。然而，当像素的电源电压下降时，存在光电转换元件的动态范围变窄的问题，并且像素变得易受噪声影响。鉴于上述情况，提出了一种系统，该系统通过在像素中施加负电压作为光电转换元件的参考电压，扩大动态范围，并且布置由该负电压驱动的凹陷型(depression-type)MOS晶体管来降低噪声的影响。(例如，参考专利文献1)。引文列表专利文献专利文献1：JP2009-117613A
技术实现思路
技术问题在上述传统技术中，需要提供负电压的负电源。负电源布置在图像传感器中作为局部调节器。如上所述，负电源的输出也用于驱动布置在像素中的MOS晶体管。因此，当负电源的输出电压由于负载波动等而波动时，波动经由MOS晶体管的寄生电容影响图像信号，并且图像信号波动。通过将高容量电容器添加到负电源的输出，可以减小输出电压的波动。然而，在这种情况下，出现了这样的问题：由于布置了高容量电容器，所以不能减小图像传感器和成像装置的尺寸。鉴于这种情况设计了本技术，并且本技术的目的是通过减少基于负电压电源的电压波动的图像信号的波动来防止图像质量的下降，同时减小图像传感器的尺寸。问题的解决方案设计了本技术以解决上述问题，并且本专利技术的第一方面是一种图像传感器，包括：电荷保持单元，配置为保持电荷，所述电荷根据针对每个像素发射的光而产生；图像信号输出单元，配置为由第一控制信号控制，所述第一控制信号指示用于引起导通状态的导通电压和具有与导通电压的极性不同的截止电压的电压状态，并且输出与处于导电状态的所保持电荷对应的模拟图像信号；复位单元，配置为由第二控制信号控制，所述第二控制信号指示导通电压和截止电压的电压状态，所述复位单元在导通状态下将电荷保持单元复位，将截止电压的波动传输至所述电荷保持单元，并使模拟图像信号波动；参考信号生成单元，配置为生成参考信号，所述参考信号用作当从图像信号输出单元输出的模拟图像信号转换为数字图像信号时使用的参考的信号；参考信号校正单元，配置为根据截止电压的波动来校正所生成的参考信号；以及模数转换单元，配置为基于校正的参考信号执行转换。这导致如下操作：根据基于截止电压的波动的模拟图像信号的波动来校正参考信号。另外，根据第一方面，复位单元可以通过其自身的寄生电容将截止电压的波动传输到电荷保持单元。这导致如下操作：通过寄生电容传输截止电压的波动。另外，根据第一方面，参考信号校正单元可以根据提供截止电压的电源的电压的波动来校正所生成的参考信号。这导致如下操作：根据提供截止电压的电源的电压的波动来校正参考信号。另外，根据第一方面，模数转换单元可以包括比较单元，所述比较单元配置为通过比较模拟图像信号和参考信号来执行模拟图像信号和参考信号之间的匹配的检测，以及计数单元，配置为在从比较单元中的比较开始到检测的时段中执行计数，并输出计数值作为数字图像信号。这导致如下操作：当校正的参考信号和模拟图像信号匹配时获得的计数值输出作为数字图像信号。另外，根据第一方面，多个像素配置成矩阵并且每个像素包括图像信号输出单元；可以包括多个模数转换单元，每个模数转换单元配置为对从布置成一行的多个像素的各个图像信号输出单元输出的模拟图像信号执行转换。参考信号校正单元可以将相同的校正参考信号提供给多个模数转换单元中的每一个。这导致如下操作：将相同的参考信号提供给排成一行的多个像素的各个图像信号输出单元。另外，本技术的第二方面是一种成像装置，包括：电荷保持单元，配置为保持电荷，所述电荷根据针对每个像素发射的光而产生；图像信号输出单元，配置为由第一控制信号控制，所述第一控制信号指示用于引起导通状态的导通电压和具有与导通电压的极性不同的截止电压的电压状态，并且输出与处于导电状态的所保持电荷对应的模拟图像信号；复位单元，配置为由第二控制信号控制，所述第二控制信号指示导通电压和截止电压的电压状态，所述复位单元在导通状态下将电荷保持单元复位，将截止电压的波动传输至所述电荷保持单元，并使模拟图像信号波动；参考信号生成单元，配置为生成参考信号，所述参考信号用作当从图像信号输出单元输出的模拟图像信号转换为数字图像信号时使用的参考的信号；参考信号校正单元，配置为根据截止电压的波动来校正所生成的参考信号；模数转换单元，配置为基于校正的参考信号执行转换；以及处理电路，配置为处理已经执行了转换的数字图像信号。这导致如下操作：根据基于截止电压的波动的模拟图像信号的波动来校正参考信号。本专利技术的有益效果根据本技术，可以通过减小基于负电压电源的电压的波动的图像信号的波动带来防止图像质量下降的优异效果。注意，这里描述的效果并不总是受到限制，并且可以带来本公开中描述的任何效果。附图说明[图1]图1是示出本技术的实施例中的成像装置10的配置示例的图。[图2]图2是示出本技术的实施例中的像素110的配置示例的图。[图3]图3是示出本技术的实施例中的水平传输单元300的配置示例的图。[图4]图4是示出本技术的实施例中的模数转换单元320的配置示例的图。[图5]图5是示出本技术的实施例中的参考信号生成单元600的配置示例的图。[图6]图6是示出本技术的实施例中的参考信号校正单元500的配置示例的图。[图7]图7是示出本技术的实施例中的数字图像信号的生成过程的示例的图。[图8]图8是示出本技术的实施例中的图像信号的波动的图。[图9]图9是示出本技术的实施例中的参考信号的校正的图。[图10]图10是示出本技术的实施例中的参考信号校正单元500的电路示例的图。[图11]图11是示出本技术的实施例中的参考信号校正单元500的电路的另一示例的图。具体实施方式在下文中，将描述用于实施本技术的方式(在下文中，称为实施例)。将按以下顺序给出描述。1.实施例的配置2.实施例的操作<1.实施例的配置>[成像设备的配置]图1是示出本技术的实施例中的成像装置10的配置示例的图。成像装置10包括像素阵列单元100，控制信号生成单元200，水平传输单元300，负电压电源单元400，参考信号校正单元500以及参考信号生成单元600。像素阵列单元100包括以二维矩阵布置的像素110，每个像素110生成与发射光对应的图像信号。像素阵列将由多个像素110生成的图像信号输出到水平传输单元300。在像素阵列单元100中，将控制信号传输到多个像素110的信号线101和传输来自像素110的图像信号输出的信号线102相对于像素110布置成XY矩阵并且放置。针对多个像素110中的每行布置信号线101。另外，信号线101与布置在一行中的像素110共同布置。换句话说，对于各行不同的控制信号输入到像素110，并且公共控制信号输入到布置在一行中的像素110。另一方面，为多个像素110的每列布置信号线102。另外，信号线102与布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：电荷保持单元，配置为保持电荷，所述电荷根据针对每个像素发射的光而产生；图像信号输出单元，配置为由第一控制信号控制，所述第一控制信号指示用于引起导通状态的导通电压和具有与所述导通电压的极性不同的截止电压的任意一个的电压状态，并且输出与处于所述导电状态的所保持的所述电荷对应的模拟图像信号；复位单元，配置为由第二控制信号控制，所述第二控制信号指示所述导通电压和所述截止电压的任意一个的电压状态，所述复位单元在所述导通状态下将所述电荷保持单元复位，将所述截止电压的波动传输至所述电荷保持单元，并使所述模拟图像信号波动；参考信号生成单元，配置为生成参考信号，所述参考信号用作当从所述图像信号输出单元输出的模拟图像信号转换为数字图像信号时使用的参考的信号；参考信号校正单元，配置为根据所述截止电压的所述波动来校正所生成的参考信号；以及模数转换单元，配置为基于校正的所述参考信号执行所述转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.29 JP 2016-1500681.一种图像传感器，包括：电荷保持单元，配置为保持电荷，所述电荷根据针对每个像素发射的光而产生；图像信号输出单元，配置为由第一控制信号控制，所述第一控制信号指示用于引起导通状态的导通电压和具有与所述导通电压的极性不同的截止电压的任意一个的电压状态，并且输出与处于所述导电状态的所保持的所述电荷对应的模拟图像信号；复位单元，配置为由第二控制信号控制，所述第二控制信号指示所述导通电压和所述截止电压的任意一个的电压状态，所述复位单元在所述导通状态下将所述电荷保持单元复位，将所述截止电压的波动传输至所述电荷保持单元，并使所述模拟图像信号波动；参考信号生成单元，配置为生成参考信号，所述参考信号用作当从所述图像信号输出单元输出的模拟图像信号转换为数字图像信号时使用的参考的信号；参考信号校正单元，配置为根据所述截止电压的所述波动来校正所生成的参考信号；以及模数转换单元，配置为基于校正的所述参考信号执行所述转换。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述复位单元通过其自身的寄生电容将所述截止电压的所述波动传输到所述电荷保持单元。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述参考信号校正单元根据提供所述截止电压的电源的电压的波动来校正所生成的参考信号。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述模数转换单元包括：比较单元，配置为通过比较所述模拟图像信号和所述参考信号来执行所述模拟图像信号和所述参考信...

【专利技术属性】
技术研发人员：西野辰树，植野洋介，森山祐介，松本静徳，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP