摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够维持高帧速率、而且降低水平线噪声的摄像装置。摄像装置具有：像素，包括生成信号的光电变换部、以及源极或漏极中的一方与所述光电变换部电连接并且对光电变换部进行复位的复位晶体管；第1电压生成电路，生成第1电压；第2电压生成电路，生成与第1电压相等的第2电压；以及第1切换电路，具有与第1电压生成电路电连接的第1输入端子、与第2电压生成电路电连接的第2输入端子、以及与复位晶体管的源极或漏极中的另一方电连接的第1输出端子，第1切换电路至少在光电变换部被复位的期间，将第1输入端子及第2输入端子中的一方选择性地与第1输出端子连接，光电变换部被直接或间接地使用第1电压或第2电压而复位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄像装置(也称为“图像传感器”)。
技术介绍
近年来，摄像机及数码相机等得到广泛普及。在这些摄像机及数码相机中使用CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合装置)图像传感器及CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器。其中，CMOS图像传感器成为主流。其理由之一在于，能够在同一芯片内安装外围电路，因而能够从摄像装置高速读出信号，能够实现高速化/高分辨率化。例如，专利文献1公开了受光部使用有机光电变换膜的摄像装置。另外，专利文献2公开了具有采样保持电路的摄像装置。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2011－228621号公报【专利文献2】日本特开2011－109282号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题期望进一步抑制在高帧速率摄影时产生的水平线噪声。本专利技术的非限定性的示例性的一个实施方式提供能够维持高帧速率、而且降低水平线噪声的摄像装置。用于解决问题的手段本专利技术的一个方式的摄像装置具有：多个像素，被配置成二维状；行扫描电路，生成行扫描信号；多条复位电压线，分别配置于每行，并与同一行的像素连接；第1及第2复位电压生成电路，能够通过多条复位电压线与多个像素电连接，并生成复位电压；以及第1切换电路，在奇数帧中将第1及第2复位电压生成电路中的一方和多个像素电连接，在偶数帧中将第1及第2复位电压生成电路中的另一方和多个像素电连接。专利技术效果根据本专利技术的一个方式，提供能够维持高帧速率、而且降低水平线噪声的摄像装置。附图说明图1是表示具有3Tr读出电路的有机CMOS图像传感器的典型的动作定时的时序图。图2是用于说明随机水平线噪声的产生机理的图。图3是表示示例性的第1实施方式的摄像装置1的电路结构的示意图。图4A是表示复位电压生成电路50的示例性的电路结构的示意图。图4B是表示具有单一的电压控制部的复位电压生成电路的结构的一例的示意图。图5是表示示例性的第1实施方式的摄像装置1的驱动定时的时序图。图6是表示示例性的第1实施方式的摄像装置1的另一驱动定时的时序图。图7是表示示例性的第2实施方式的摄像装置1A的电路结构的示意图。图8A是表示摄像装置1A具有的参照电压施加电路30的电路结构的典型例的示意图。图8B是表示具有单一的电压控制部的参照电压施加电路的结构的一例的示意图。图9是表示示例性的第2实施方式的摄像装置1A的驱动定时的时序图。图10是表示在连续的各帧扫描期间第1参照电压施加电路60及第2参照电压施加电路61有效的各有效期间的定时图。图11是表示第2切换电路62的开关的控制定时的另一例的定时图。图12是表示在连续的各帧扫描期间参照电压施加电路30的开关的控制定时的一例的定时图。图13A是表示示例性的第3实施方式的摄像装置1B的电路结构的示意图。图13B是表示具有单一的电压控制部的偏置电路的结构的一例的示意图。图14是表示示例性的第4实施方式的摄像装置1C的电路结构的示意图。图15是表示摄像装置1C的第2切换电路62A的开关的控制定时的一例的定时图。图16是表示第2切换电路62A的开关的控制定时的另一例的定时图。图17是表示示例性的第5实施方式的摄像装置1D的电路结构的示意图。图18是表示能够形成反馈路径的像素的示例性的电路结构的示意图。图19是表示能够形成反馈路径的像素的另一个示例性的电路结构的示意图。图20A是表示示例性的第6实施方式的摄像装置1E的电路结构的例子的示意图。图20B是表示示例性的第6实施方式的摄像装置1E的电路结构的另一例的示意图。图21是表示第6实施方式的电路结构的变形例的示意图。具体实施方式首先，在说明本专利技术的实施方式之前，说明专利技术人们探讨的现有技术的问题点。随着近年来的图像传感器的像素数的增加，每1像素的面积减小，受光部的面积缩小。因此，像素敏感度及饱和电子数的降低成为重大问题。作为解决该问题的图像传感器，提出了受光部使用有机光电变换膜的有机CMOS图像传感器。例如，专利文献1公开的有机CMOS图像传感器在读出电路的上方具有有机光电变换膜。读出电路和包括有机光电变换膜的受光部通过金属配线电连接。根据该有机CMOS图像传感器，即使是像素尺寸缩小，也能够确保受光部的面积，因而能够维持较高的像素敏感度及饱和电子数。包括有机CMOS图像传感器的CMOS图像传感器通常具有由3个晶体管构成的读出电路(以下称为“3Tr读出电路”)或者由4个晶体管构成的读出电路(以下称为“4Tr读出电路”)。下面，详细地说明各个读出电路。专利文献1公开的有机CMOS图像传感器具有3Tr读出电路。在该读出电路中，受光部和FD(悬浮扩散)节点被电连接。并且，设有将蓄积于FD节点的电荷复位的复位晶体管。以下，把将蓄积于FD节点的电荷复位称为“将像素复位”。图1表示具有3Tr读出电路的有机CMOS图像传感器的典型的动作定时。为了简化说明，设垂直方向的像素数为2个。在此，关注于第1行。首先，在时刻t1将像素复位。在本说明书中，把将某1行的量的像素复位称为“行复位”。在图1所示的例子中，第1行的行复位所需要的期间是从时刻t1到t2的期间。通过行复位，位于复位对象的行中的像素内的FD节点的电荷被排出。另外，在1帧期间的开始，在各行中执行的行复位通常被称为电子快门(特别是卷帘快门：rollingshutter)动作。通过调整电子快门动作的期间即行复位的定时，从而控制曝光时间。从时刻t2到t3是曝光期间。从时刻t2开始曝光，在时刻t3读出与通过曝光产生的电荷对应的信号电平(第1次的信号读出)。然后，再次进行行复位，读出在FD未产生电荷的暗时的信号电平(第2次的信号读出)。该信号电平成为从像素取得像素信号时的基准电平。即，取得在第1次的信号读出中得到的信号电平与在第2次的信号读出中得到的信号电平的差分。然后，在时刻t4进行下一个帧的作为电子快门的行复位。然后，重复相同的动作。并且，对于其它的行，也与第1行一样地依次执行行复位和信号读出。在本说明书中，将从时刻t3到t4的期间称为“信号读出期间”。在本说明书中，将对于1行的与1个帧对应的期间成为“1帧期间”。在上述示例中，从行复位期间的开始时间点起到信号读出期间的结束时间点为止的期间也可以是“1帧期间”。即，也可以是图1中的从时刻t1到时刻t4的期间。另外，将对于全部的行的与1个帧对应的期间成为“1帧扫描期间”。在上述示例中，从最初的行的行复位期间的开始起到最后的行的信号读出的结束为止的期间也可以是“1帧扫描期间”。另外，在图1中示出了如下的示例，假定曝光期间最长的设定，在各行中，作为电子快门的行复位是在其前面的帧的信号读出期间之后立即执行的。但是，如上所述，通过将行复位的定时错后，能够缩短曝光期间的长度。在3Tr读出电路中不进行从受光部向FD的电荷的传输动作，因而即使是受光部未完全耗尽的情况下，也难以产生传输噪声和残像。与此相对，在4Tr读出电路中具有从受光部向FD传输所有的信号电荷(称为“完全传输”)用的传输晶体管。在4Tr读出电路中，若未进行完全传输，则产生不完全传输噪声和残像。因此，要求受光部的完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，具有：像素，包括生成信号的光电变换部、以及源极或漏极中的一方与所述光电变换部电连接并且对所述光电变换部进行复位的复位晶体管；第1电压生成电路，生成第1电压；第2电压生成电路，生成与所述第1电压相等的第2电压；以及第1切换电路，具有与所述第1电压生成电路电连接的第1输入端子、与所述第2电压生成电路电连接的第2输入端子、以及与所述复位晶体管的源极或漏极中的另一方电连接的第1输出端子，所述第1切换电路至少在所述光电变换部被复位的期间，将所述第1输入端子及所述第2输入端子中的一方选择性地与所述第1输出端子连接，所述光电变换部被直接或间接地使用所述第1电压或所述第2电压而复位。

【技术特征摘要】
2015.07.07 JP 2015-136328;2016.03.18 JP 2016-055771.一种摄像装置，具有：像素，包括生成信号的光电变换部、以及源极或漏极中的一方与所述光电变换部电连接并且对所述光电变换部进行复位的复位晶体管；第1电压生成电路，生成第1电压；第2电压生成电路，生成与所述第1电压相等的第2电压；以及第1切换电路，具有与所述第1电压生成电路电连接的第1输入端子、与所述第2电压生成电路电连接的第2输入端子、以及与所述复位晶体管的源极或漏极中的另一方电连接的第1输出端子，所述第1切换电路至少在所述光电变换部被复位的期间，将所述第1输入端子及所述第2输入端子中的一方选择性地与所述第1输出端子连接，所述光电变换部被直接或间接地使用所述第1电压或所述第2电压而复位。2.根据权利要求1所述的摄像装置，所述第1切换电路的所述第1输出端子，通过配线直接与所述复位晶体管的源极或漏极中的所述另一方连接。3.根据权利要求1所述的摄像装置，所述像素还具备栅极与所述光电变换部电连接并且读出所述信号的放大晶体管，所述摄像装置还具备：反转放大器，具有与所述放大晶体管的源极或漏极中的一方电连接的第3输入端子、与所述第1切换电路的所述第1输出端子电连接的第4输入端子、以及与所述复位晶体管的源极或漏极中的所述另一方电连接的第2输出端子。4.根据权利要求3所述的摄像装置，还具备：负载部，与所述放大晶体管的源极或漏极中的所述一方、以及所述反转放大器的所述第3输入端子连接；第3电压生成电路，生成第3电压；第4电压生成电路，生成与所述第3电压相等的第4电压；以及第2切换电路，具有与所述第3电压生成电路电连接的第5输入端子、与所述第4电压生成电路电连接的第6输入端子、以及第3输出端子，将所述第5输入端子及所述第6输入端子中的一方选择性地与所述第3输出端子连接，所述第2切换电路的所述第3输出端子与所述负载部电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳田真明，鬼头崇泰，佐藤嘉晃，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP