光电变换设备和光电变换系统技术方案

公开了光电变换设备和光电变换系统。光电变换设备包括第一单位像素和第二单位像素，第一单位像素包括被配置成将来自光电变换单元的电荷传输到杂质扩散区域的第一传输晶体管，第二单位像素包括被配置成将来自光电变换单元的电荷传输到杂质扩散区域的第二传输晶体管，并且当第一传输晶体管处于导通状态时第一传输晶体管的沟道处的电位高于当第二传输晶体管处于导通状态时第二传输晶体管的沟道处的电位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电变换设备和光电变换系统。
技术介绍
用于相位差检测型自动聚焦(AF)的光电变换设备已被提出(例如，参见日本专利特开N0.2013-54333。电荷监视像素具有用于将电荷积累时段期间在光电变换元件中生成的电荷传输到存储单元并对存储单元中的电荷进行积分的配置。电荷积累像素对其像素中在电荷积累时段期间在光电变换元件中生成的电荷进行积分而在电荷积累时段结束之前不将该电荷传输到存储单元。然后，当电荷积累时段结束时，电荷积累像素将光电变换元件中生成的电荷传输到存储单元。
技术实现思路
根据本专利技术一个方面的光电变换设备包括第一单位像素和第二单位像素，其中第一单位像素包括第一光电变换单元、第一传输晶体管和第一杂质扩散区域，第二单位像素包括第二光电变换单元、第二传输晶体管和第二杂质扩散区域，第一传输晶体管在第一传输晶体管在电荷积累时段期间被导通时将由第一光电变换单元生成的电荷传输到第一杂质扩散区域，第二光电变换单元在所述电荷积累时段期间积累生成的电荷，并且第二传输晶体管在第二传输晶体管在所述电荷积累时段结束后被导通时将由第二光电变换单元生成的电荷传输到第二杂质扩散区域，并且当第一传输晶体管处于导通状态时第一传输晶体管的沟道处的电位高于当第二传输晶体管处于导通状态时第二传输晶体管的沟道处的电位。本专利技术的其他特征将通过以下参考附图对示例性实施例的描述而变得清楚。【附图说明】图1是用于相位差检测型自动聚焦的光电变换设备的线传感器(line sensor)的布局图。图2例示出根据第一示例性实施例的线传感器的配置。图3是根据第一示例性实施例的线传感器的等效电路图。图4例示出根据第一示例性实施例的驱动时序。图5例示出像素单元处的电位和输出电压之间的关系。图6例示出根据第一示例性实施例的驱动时序。图7例示出像素单元处的电位和输出电压之间的关系。图8是根据第二示例性实施例的像素单元的等效电路图。图9例示出根据第二示例性实施例的驱动时序。图10是根据第三示例性实施例的像素单元的等效电路图。图11例示出根据第四示例性实施例的线传感器的配置。图12例示出根据第五示例性实施例的线传感器的配置。图13例示出示例性光电变换系统。【具体实施方式】在适合于一个像素的导通状态电压被设置的情况下，在根据日本专利特开N0.2013-54333的配置中存在线性度(linearity)在其他像素中降低的问题。根据下面将描述的各示例性实施例，提供了光电变换设备和光电变换系统，其中单位像素的特性中的线性度在光电变换元件的电荷在电荷积累时段期间被传输的像素和光电变换元件的电荷在电荷积累时段结束后被传输的像素二者中都得到满足。第一示例性实施例图1例示出用于根据本专利技术第一示例性实施例的用于相位差检测型自动聚焦的光电变换设备10的线传感器的布置布局。光电变换设备10包括多个线传感器对11。线传感器对11包括基础单元线传感器12和参考单元线传感器13。基础单元线传感器12和参考单元线传感器13受到对应于位置信息的光的照射。光电变换系统将基础单元线传感器12和参考单元线传感器13的输出信号相互比较以执行相位差检测并获得散焦量。图2例示出基础单元线传感器12及其外围电路的示例性配置。基础单元线传感器12包括多个单位像素21并且连接到信号保持单元22和监视单元23。单位像素21包括光电变换单元211、传输晶体管212、杂质扩散区域213和信号输出单元214。信号输出单元214例如是缓冲放大器。放大器24是输出缓冲放大器。开关25是被配置成将多个单位像素21中的信号输出单元214的输出信号保持在信号保持单元22中的采样和保持开关。光电变换单元211通过光电变换生成电荷。杂质扩散区域213积累电荷。传输晶体管212将由光电变换单元211生成的电荷传输到杂质扩散区域213。杂质扩散区域213基于传输到杂质扩散区域213的电荷的量Q和杂质扩散区域213的电容C通过以下表达式⑴将电荷变换成电压值V并将电压值V输出到信号输出单元214。V = Q/C...(I)各单位像素21的信号输出单元214放大要输出到信号保持单元22和监视单元23的电压值V。各单位像素21可包括降噪电路以改善相位差检测的精度。信号保持单元22暂时保持多个单位像素21中的信号输出单元214的输出信号，然后将保持的信号输出到放大器24。放大器24放大并输出被输入的信号。放大器24是被配置成放大基于由光电变换单元211生成的电荷的信号的放大单元。多个单位像素21中的信号输出单元214的输出信号被用于实时检测光电变换单元211的光接收量。监视单元23输出基于多个单位像素21中的信号输出单元214的输出信号之中的最高值和最低值之间的差信号(以下，将被称为P-B信号)的信号。由于参考单元线传感器13与基础单元线传感器12类似，故将省略其描述。图3是例示出基础单元线传感器12的示例配置的等效电路图。如图2所例示，多个相同的单位像素21被布置在基础单元线传感器12中。这里，单位像素21将被描述。在图3中，与图2中的组成部件相同的组成部件被赋予相同的附图标记。光电变换单元211是光电二极管。传输晶体管212是P沟道场效应晶体管。信号输出单元214是缓冲放大器。电压VRES是用于将光电变换单元211和杂质扩散区域213重置到初始状态的重置电压。晶体管32是被配置成将光电变换单元211和杂质扩散区域213重置到重置电压VRES的重置晶体管。缓冲放大器31是被配置成将控制信号PTX发送到传输晶体管212的栅极的放大器。当缓冲放大器31基于处于低电平的控制信号PTX将低电平电压(导通状态电压)VTXL输出到传输晶体管212的栅极时，传输晶体管212被导通，并且光电变换单元211的电荷被传输到杂质扩散区域213。另一方面，当缓冲放大器31基于处于高电平的控制信号PTX将高电平电压(关断状态电压)VTXH输出到传输晶体管212的栅极时，传输晶体管212被关断。参考单元线传感器13类似于基础单元线传感器12。单位像素21被划分成电荷监视单位像素(第一单位像素)21和电荷积累单位像素(第二单位像素)21。布置在一个基础单元线传感器12中的多个单位像素21是电荷监视单位像素21，并且布置在另一基础单元线传感器12中的多个单位像素21是电荷积累单位像素21。参考单元线传感器13也与基础单元线传感器12类似。电荷监视单位像素21和电荷积累单位像素21具有相同的配置，驱动方法彼此不同。电荷监视单位像素21在电荷积累时段期间将由光电变换单元211生成的电荷传输到杂质扩散区域213以监视光电变换单元211的光接收量。电荷积累单位像素21在光电变换单元211中积累由光电变换单元211生成的电荷而不监视光电变换单元211的光接收量，并在电荷积累时段结束后将光电变换单元211的电荷传输到杂质扩散区域213。电荷监视单位像素21和电荷积累单位像素21的电荷积累时段开始后，监视单元23计算多个电荷监视单位像素21的输出值(光接收量)之中的最高值和最低值之间的差信号(P-B信号)并将P-B信号与阈值相比较。在P-B信号超过阈值的情况下，电荷监视单位像素21和电荷积累单位像素21的电荷积累时段结束。如上所述，在传输晶体管212在电荷积累时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电变换设备，包括：第一单位像素，和第二单位像素，其中所述第一单位像素包括第一光电变换单元、第一传输晶体管和第一杂质扩散区域，所述第二单位像素包括第二光电变换单元、第二传输晶体管和第二杂质扩散区域，所述第一传输晶体管在所述第一传输晶体管在电荷积累时段期间被导通时将由所述第一光电变换单元生成的电荷传输到所述第一杂质扩散区域，所述第二光电变换单元在所述电荷积累时段期间积累生成的电荷，并且所述第二传输晶体管在所述第二传输晶体管在所述电荷积累时段结束后被导通时将由所述第二光电变换单元生成的电荷传输到所述第二杂质扩散区域，并且当所述第一传输晶体管处于导通状态时所述第一传输晶体管的沟道处的电位高于当所述第二传输晶体管处于导通状态时所述第二传输晶体管的沟道处的电位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：楠崎智树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP