固态成像装置、固态成像装置的驱动方法和电子设备制造方法及图纸

本技术涉及能够利用单端电路构成来降低像素信号的电源噪声的固态成像装置、固态成像装置的驱动方法和电子设备。所述固态成像装置包括：像素部，其配置有光电转换用的多个单位像素；电源噪声检测部，其检测来自用于驱动所述单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持部，其构造成对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换部，其对已被保持的像素信号进行A/D转换。本技术例如适用于CMOS图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像装置、固态成像装置的驱动方法和电子设备
本技术涉及固态成像装置、固态成像装置的驱动方法和电子设备，具体地，涉及能够降低像素信号的电源噪声的固态成像装置、固态成像装置的驱动方法和电子设备。
技术介绍
现有的CMOS图像传感器具有这样的结构：其包括光电转换元件的像素区域可以传播电源噪声，并且这种像素电路中的电源噪声在整个CMOS图像传感器的电源噪声中普遍存在。作为解决方案，迄今为止已经提出将包括电源噪声的像素信号和镜像电源噪声的信号输入到具有差分输入的放大器中，从而从像素信号中去除电源噪声(例如，参见专利文献1)。[引用文献列表][专利文献][专利文献1]JP2007-159115A
技术实现思路
[技术问题]然而，根据专利文献1中记载的专利技术，由于各个CDS(相关双采样)电路需要具有差分输入的放大器，所以与具有单端构成的放大器相比，消耗的电力和电路规模较大。鉴于此，本技术用于利用单端电路构成来降低像素信号的电源噪声。[解决问题的方案]根据本技术一个方面的固态成像装置包括：像素部，其配置有光电转换用的多个单位像素；电源噪声检测部，其检测来自用于驱动所述单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持部，其构造成对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换部，其对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。所述电源噪声检测部可以包括构造成基于所述像素信号而累积电荷的第一电荷累积部和构造成基于所述消除信号而累积电荷的第二电荷累积部，第二电荷累积部具有与第一电荷累积部共通的基准电位。在所述像素信号的采样期间，第二电荷累积部可以通过所述消除信号的所述消除成分而累积消除电荷，所述消除电荷与通过所述像素信号的所述噪声成分而在第一电荷累积部中累积的噪声电荷基本相同量。在所述像素信号的保持期间，所述采样和保持部可以抵消在所述采样期间累积在第一电荷累积部中的所述噪声电荷和在所述采样期间累积在第二电荷累积部中的所述消除电荷。所述消除成分可以是表示由预定增益放大的所述噪声成分的成分，和第二电荷累积部的容量可以比第一电荷累积部的容量小了与所述预定增益对应的程度。所述消除成分的相位可以是从所述噪声成分的相位反转的相位。所述电源噪声检测部可以包括调整所述增益和所述消除成分的相位的调整机构。第二电荷累积部的与其设定为所述基准电位的一端不同的一端经由在所述像素信号的采样期间导通的第一开关可以连接到所述电源噪声检测部的输出，并且经由在所述像素信号的保持期间导通的第二开关连接到第一电荷累积部的与其设定为所述基准电位的一端不同的一端。所述电源噪声检测部可以包括：输出所述消除信号的第一输出，和输出表示所述消除信号的偏置电压的单端参照信号的第二输出，以及第二电荷累积部的与其设定为所述基准电位的一端不同的一端经由在所述像素信号的采样期间导通的第一开关连接到第一输出，并且经由在所述像素信号的保持期间导通的第二开关连接到第二输出。根据本技术一个方面的固态成像装置的驱动方法包括：电源噪声检测步骤：检测来自用于驱动配置有光电转换用的多个单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持步骤：对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换步骤：对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。根据本技术一个方面的电子设备包括固态成像装置，所述固态成像装置包括：像素部，其配置有光电转换用的多个单位像素；电源噪声检测部，其检测来自用于驱动所述单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持部，其构造成对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换部，其对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。根据本技术的一个方面，检测来自用于驱动配置有光电转换用的多个单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号，对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号，和对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。半导体装置和电子设备可以是独立的部件或装置，或者可以是组入其他装置中的模块。[专利技术的有益效果]根据本专利技术的一个方面，可以降低像素信号的电源噪声。需要指出的是，这里描述的效果不必须是限制性的，并且本公开中描述的任何效果都是适用的。附图说明图1是示出本技术适用的CMOS图像传感器的实施方案的电路图。图2是示出电源噪声消除部的第一实施方案的电路图。图3是说明图2所示的采样和保持电路的操作的时序图。图4是示出电源噪声检测部的第一实施方案的电路图。图5是示出电源噪声消除部的第二实施方案的电路图。图6是示出电源噪声检测部的第二实施方案的电路图。图7是示出电源噪声消除部的第三实施方案的电路图。图8是说明图7所示的电源噪声消除部的操作的时序图。图9是示出电源噪声消除部的第四实施方案的电路图。图10是示出电源噪声消除部的第五实施方案的电路图。图11是说明图10所示的电源噪声消除部的操作的时序图。图12是示出电源噪声消除部的第六实施方案的电路图。图13是说明图12所示的电源噪声消除部的操作的时序图。图14是示出电子设备的构成例的框图。图15是示出使用固态成像装置的例子的图。具体实施方式以下将参照附图详细说明用于实施本专利技术的模式(在下文中称为“实施方案”)。需要指出的是，说明将按以下顺序进行：1.本技术适用的固态成像装置；2.第一实施方案；3.第二实施方案(第一实施方案的变形例)；4.第三实施方案(其中多个采样和保持电路并行操作的例子1)；5.第四实施方案(其中多个采样和保持电路并行操作的例子2)；6.第五实施方案(适用于CDS的例子1)；7.第六实施方案(适用于CDS的例子2)；8.变形例；9.适用于电子设备的例子；10.使用固态成像装置的例子。<1.本技术适用的固态成像装置>{1-1.基本的系统配置}图1是示出了本技术适用的固态成像装置(例如，作为一种XY可寻址型固态成像装置的CMOS图像传感器)的总体配置的系统构成图。这里，CMOS图像传感器是指应用或部分使用CMOS工艺而制作的图像传感器。由10表示的CMOS图像传感器包括像素部11、时序控制电路12、垂直扫描电路13、电源噪声检测部14、采样和保持部15、A/D(模拟/数字)转换部16以及水平扫描电路17。此外，电源噪声检测部14以及采样和保持部15共同构成电源噪声消除部31。像素部11包括具有用于根据检测到的光量生成和累积电荷的光电转换部61的单位像素(以下也简称为“像素”)的二维阵列，单位像素在行和列方向上配置，即，以矩阵状配置。行方向是指其中像素行的像素的排列方向(即，水平方向)，列方向是指其中像素列的像素的排列方向(即，垂直方向)。在像素部11中，在像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：像素部，其配置有光电转换用的多个单位像素；电源噪声检测部，其检测来自用于驱动所述单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持部，其构造成对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换部，其对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.20 JP 2015-1624291.一种固态成像装置，包括：像素部，其配置有光电转换用的多个单位像素；电源噪声检测部，其检测来自用于驱动所述单位像素的电源的噪声成分，并输出包含用于消除所述噪声成分的消除成分的单端消除信号；采样和保持部，其构造成对从所述单位像素输出的单端像素信号进行采样，并且基于所述消除信号保持和输出表示已经从采样的像素信号去除了所述噪声成分的像素信号；和A/D转换部，其对已被保持的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换。2.根据权利要求1所述的固体成像装置，其中所述电源噪声检测部包括第一电荷累积部，其构造成基于所述像素信号而累积电荷，和第二电荷累积部，其构造成基于所述消除信号而累积电荷，第二电荷累积部具有与第一电荷累积部共通的基准电位。3.根据权利要求2所述的固体成像装置，其中在所述像素信号的采样期间，第二电荷累积部通过所述消除信号的所述消除成分而累积消除电荷，所述消除电荷与通过所述像素信号的所述噪声成分而在第一电荷累积部中累积的噪声电荷基本相同量。4.根据权利要求3所述的固体成像装置，其中在所述像素信号的保持期间，所述采样和保持部抵消在所述采样期间累积在第一电荷累积部中的所述噪声电荷和在所述采样期间累积在第二电荷累积部中的所述消除电荷。5.根据权利要求2所述的固体成像装置，其中所述消除成分是表示由预定增益放大的所述噪声成分的成分，和第二电荷累积部的容量比第一电荷累积部的容量小了与所述预定增益对应的程度。6.根据权利要求5所述的固体成像装置，其中所述消除成分的相位是从所述噪声成分的相位反转的相位。7.根据权利要求6所述的固体成像装置，其中所述电源噪声检测部包括调整所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦浩二，诺姆·埃谢尔，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP