固体成像元件和拍摄装置制造方法及图纸

固体成像元件的电压限制部进行限制以使得信号线的电压不成为规定值以下。信号处理部被经由信号线输入像素信号。控制部在信号线上配置在电压限制部和信号处理部之间。另外，控制部在像素的传送部将由像素的光电转换部转换后的电荷向像素的浮置扩散区域传送的期间使电压限制部和信号处理部之间不导通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体成像元件和拍摄装置
本专利技术涉及固体成像元件和拍摄装置。
技术介绍
在CMOS(互补金属氧化物半导体)型的固体成像元件中，已知有按列设置有将呈矩阵状配置的各像素的像素信号放大的放大部(下面也称为“列放大器”(Columnamplifier))的技术。另外，为了抑制列放大器的输出急剧变动，也提出了在固体成像元件设置有在像素的传送晶体管导通期间使垂直信号线和列放大器之间不导通的连接开关的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010－278786号公报
技术实现思路
但是，当高亮度光入射到CMOS型的固体成像元件时，高亮度光所入射的区域的水平方向(行方向)上产生电位的变动，在图像中会产生筋状的噪声(拖影(smear))。特别是，在像素的传送晶体管导通的期间使上述连接开关断开时，存在列放大器的输出电平稳定至规定的电压为止的时间较长的情况。另外，若读取高亮度入射区域的像素时，垂直信号线的电位接近GND电平，则该列的恒流源的动作点位于恒定电流动作范围之外，因此电流值减少，电路的IR下降量发生变化，因此，电路的电压值也发生变化。所以，例如在高速读取图像时容易产生上述的拖影。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的一个方面的固体成像元件包括像素、电压限制部、信号处理部和控制部。像素包括：将入射光转换为电荷的光电转换部；将由光电转换部转换后的电荷向浮置扩散区域传送的传送部；和将与传送至浮置扩散区域的电荷对应的像素信号输送到信号线的输出部。电压限制部与信号线连接，进行限制以使得信号线的电压不成为规定值以下。信号处理部被经由信号线输入像素信号。控制部，其在信号线上配置在电压限制部和信号处理部之间，在传送部将由光电转换部转换后的电荷向浮置扩散区域传送的期间使电压限制部和信号处理部之间不导通。本专利技术的另一方面的固体成像元件包括第一像素、第二像素、第一电压限制部、第二电压限制部、信号处理部和控制部。第一像素包括：将入射光转换为电荷的第一光电转换部；将由第一光电转换部转换后的电荷向第一浮置扩散区域传送的第一传送部；和将与传送至第一浮置扩散区域的电荷对应的第一像素信号输送到第一信号线的第一输出部。第二像素包括：将入射光转换为电荷的第二光电转换部；将由第二光电转换部转换后的电荷向第二浮置扩散区域传送的第二传送部；和将与传送至第二浮置扩散区域的电荷对应的第二像素信号输送到第二信号线的第二输出部。第一电压限制部与第一信号线连接，进行限制以使得第一信号线的电压不成为规定值以下。第二电压限制部与第二信号线连接，进行限制以使得第二信号线的电压不成为规定值以下。信号处理部被经由第一信号线输入第一像素信号并且被经由第二信号线输入第二像素信号。控制部，其配置在第一电压限制部和信号处理部之间且配置在第二电压限制部和信号处理部之间。控制部在第一传送部将由第一光电转换部转换后的电荷向第一浮置扩散区域传送的第一传送期间使第一电压限制部和信号处理部之间不导通。另外，控制部在第二传送部将由第二光电转换部转换后的电荷向第二浮置扩散区域传送的第二传送期间使第二电压限制部和信号处理部之间不导通。附图说明图1是表示第一实施方式中的固体成像元件的构成例的框图。图2是表示像素、限幅部、行选择开关部、列放大器的构成例的图。图3是表示第一实施方式中的固体成像元件的动作例的图。图4是表示第二实施方式中的固体成像元件的构成例的框图。图5是表示第二实施方式中的固体成像元件的动作例的图。图6是表示拍摄装置的构成例的图。图7是表示像素的变形例的图。图8是表示像素的变形例的图。具体实施方式＜第一实施方式的说明＞图1是表示第一实施方式中的固体成像元件的构成例的框图。第一实施方式中的固体成像元件是通过在硅基板上使用CMOS工艺而形成的XY地址型的固体成像元件。第一实施方式的固体成像元件例如安装于数码相机、摄像机等拍摄装置(此外，拍摄装置的构成例在后文述说)中。固体成像元件11例如包括像素阵列12、垂直扫描电路13、作为连接开关的一个例子的行选择开关部14、限幅(Clip)部15、放大部16(下面也称为列放大器)、存储信号选择部17、信号存储部18、水平选择开关部19、水平扫描电路20、作为信号读取线的一个例子的垂直信号线21、恒流源IS、成像元件控制电路22。像素阵列12包括在第一方向D1和第二方向D2上呈矩阵状地配置的多个像素PX。下面，也将第一方向D1和第二方向D2分别称为行方向D1和列方向D2。在各个像素PX的前面以规定的颜色排列配置有分别使不同的颜色成分的光透过的多种彩色滤光片。所以，像素PX通过由彩色滤光片进行的颜色分解而输出与各色对应的电信号。由此，像素阵列12能够在拍摄时取得彩色的图像。例如，在第一实施方式中，红色(R)、绿色(Gr、Gb)、蓝色(B)的彩色滤光片按照2行2列的拜耳阵列配置于各像素PX。此外，图1中，各个像素PX中一并标记彩色滤光片的颜色。另外，也将具有红(R)、绿(Gr、Gb)、蓝(B)的滤光片的像素PX分别称为红像素(R)，蓝像素(B)、绿像素(Gr、Gb)。当着眼于行方向D1时，例如在像素阵列12的第n行中，红像素(R)和绿像素(Gr)交替配置。另外，例如在像素阵列12的第n+1行中，绿像素(Gb)和蓝像素(B)交替配置。另外，当着眼于列方向D2时，例如在像素阵列12的第m列中，绿像素(Gb)和红像素(R)交替配置。另外，例如在像素阵列12的第m+1列中，蓝像素(B)和绿像素(Gr)交替配置。此外，配置在列方向D2上的多个像素PX通过按列设置的垂直信号线21相互连接。即，像素阵列12经由公用的垂直信号线21输出来自配置在相同列的多个像素PX中的像素信号。另外，为了读取来自各像素PX的像素信号，各垂直信号线21按像素阵列12的像素的每列分别与恒流源IS连接。垂直扫描电路13使用控制信号φSEL、φRST、φTX按每行控制像素阵列12的像素PX。例如，垂直扫描电路13控制控制信号φSEL(n)、φRST(n)、φTX(n)，将第n行的各像素PX的像素信号输出至各垂直信号线21。另外，例如，垂直扫描电路13控制控制信号φSEL(n+1)、φRST(n+1)、φTX(n+1)，将第n+1行的各像素PX的像素信号输出至各垂直信号线21。下面，也将控制信号φSEL、φRST、φTX分别称为选择信号φSEL、重置信号φRST、传送信号φTX。行选择开关部14设置在列放大器16的输入侧，按像素阵列12的像素的列而具有多个行选择开关MLS。行选择开关MLS切换垂直信号线21和列放大器16之间的导通/不导通。另外，限幅部15在各个垂直信号线21中分别设置于行选择开关部14的输入侧(像素PX和行选择开关部14之间)。这些限幅部15将垂直信号线21的电压限幅(限制)为规定值。列放大器16例如为使用运算放大器构成的反转放大器，按像素阵列12的像素PX的每列而设置。各列放大器16经由各垂直信号线21按列对从各像素PX输出的像素信号进行反转放大。在此，参照图2说明像素PX、限幅部15、行选择开关部14、列放大器16的构成例。像素PX分别具有光电二极管PD、传送晶体管TX、重置晶体管RST、放大晶体管AMP、选择晶体管SEL和浮置扩散区域FD。光电二极管PD为光电转换元件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体成像元件，包括：像素，其包括：将入射光转换为电荷的光电转换部；将由所述光电转换部转换得到的电荷向浮置扩散区域传送的传送部；和将与传送至所述浮置扩散区域的电荷对应的像素信号向信号线输出的输出部；电压限制部，其与所述信号线连接，以使所述信号线的电压不成为规定值以下的方式进行限制；经由所述信号线而被输入所述像素信号的信号处理部；和控制部，其在所述信号线上配置在所述电压限制部与所述信号处理部之间，在所述传送部将由所述光电转换部转换得到的电荷向所述浮置扩散区域传送的期间，使所述电压限制部与所述信号处理部之间不导通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.28 JP 2011-2881621.一种固体成像元件，包括：像素，其包括：将入射光转换为电荷的光电转换部；将由所述光电转换部转换得到的电荷向浮置扩散区域传送的传送部；和将与传送至所述浮置扩散区域的电荷对应的像素信号向信号线输出的输出部；电压限制部，其与所述信号线连接，以使所述信号线的电压不成为规定值以下的方式进行限制；经由所述信号线而被输入所述像素信号的信号处理部；和控制电路，其在所述信号线上配置在所述电压限制部与所述信号处理部之间，在所述传送部将由所述光电转换部转换得到的电荷向所述浮置扩散区域传送的期间，使所述电压限制部与所述信号处理部之间不导通。2.如权利要求1所述的固体成像元件，其特征在于：所述信号处理部包含运算放大器。3.如权利要求1所述的固体成像元件，其特征在于：所述电压限制部进行限制，使得在所述传送部将由所述光电转换部转换得到的电荷向所述浮置扩散区域传送的期间的所述信号线的电压不成为规定值以下。4.如权利要求1至3中任一项所述的固体成像元件，其特征在于：所述控制电路在所述传送部将由所述光电转换部转换得到的电荷向所述浮置扩散区域传送的期间之后，使所述电压限制部与所述信号处理部之间导通。5.一种固体成像元件，其特征在于，包括：第一像素，其包括：将入射光转换为电荷的第一光电转换部；将由所述第一光电转换部转换得到的电荷向第一浮置扩散区域传送的第一传送部；和将与传送至所述第一浮置扩散区域的电荷对应的第一像素信号向第一信号线输出的第一输出部；第二像素，其包括：将入射光转换为电荷的第二光电转换部；将由所述第二光电转换部转换得到的电荷向第二浮置扩散区域传送的第二传送部；和将与传送至所述第二浮置扩散区域的电荷对应的第二像素信号向第二信号线输出的第二输出部；...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田英明，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP