固体摄像装置、数字相机和数字摄像机制造方法及图纸

本发明专利技术的一种形式的固体摄像装置是如下的固体摄像装置；从在半导体基板上二维配置了光电二极管、用于从该光电二极管读出信号的读出栅和用于检测读出的信号的检测部的各单元的上述光电二极管排出信号后，用上述各光电二极管存储信号，在其存储时间后，从上述各光电二极管读出信号，包括如下电路：在第１水平扫描期间内多个水平线地进行将用于排出１个水平线的上述各光电二极管的信号的第一脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作，同时在第２水平扫描期间内多个水平线地进行地同时将用于读出１个水平线的上述各光电二极管的信号的第二脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像装置、数字相机和数字摄像机。
技术介绍
图23是表示现有例子的CMOS图像传感器的电路结构的图。该图像传感器由控制部(CPU或DSP)C控制。该图像传感器的摄像区域是1个单元(像素部)由4个晶体管(Ta，Tb，Tc，Td)和光电二极管(PD)构成，该单元二维配置。摄像区域的下部在水平方向上配置源输出电路用的负载晶体管TL。此外，摄像区域的上部配置包含消噪电路的10bit的柱型AD变换电路2。来自各单元1的信号输入到AD变换电路2，AD变换后由水平移位寄存器3顺序作为水平方向的信号按10bit并行输出。AD变换电路2中，根据来自RAMP发生电路4的三角波(RAMP)的电平，使用比较器，将各单元的信号变换为10bit的0～1023级(level)的数字信号。此外，为使单元1、AD变换电路2、RAMP发生电路4、水平移位寄存器3、垂直移位寄存器(ES)5、垂直移位寄存器(RO)6、脉冲选择器72动作，配置定时发生电路8和偏置发生电路9。定时发生电路8上连接控制部C。各单元1中，排出垂直移位寄存器(ES)5选择的水平线的各光电二极管(PD)中存储的信号。各单元1的存储时间由从外部控制部C输入的EDATA设定，对应垂直移位寄存器(RO)6选择的水平线和垂直移位寄存器(ES)5选择的水平线之间的水平线数。垂直移位寄存器(ES)5在垂直移位寄存器(RO)6选择之前选择水平线。垂直移位寄存器(ES)5选择的水平线相对垂直移位寄存器(RO)6选择的水平线离开一定的线数。因此，控制各光电二极管(PD)存储的信息量。存储时间后，各单元1中，读出垂直移位寄存器(RO)6选择的水平线的光电二极管(PD)的信号。定时发生电路8读出光电二极管(PD)存储的信号之前，为将放大用晶体管Tb的栅电压，即检测部(DN)的电压设定为基准电压(复位电平)，接通(ON)ΦRESET脉冲，经脉冲选择器72将检测部(DN)设定为复位电平。此时，向垂直信号线(VLIN)输出复位电平，在AD变换电路2内的消噪用电容器存储复位电平。接着，定时发生电路8通过接通(ON)ΦREAD脉冲，经脉冲选择器72将读出晶体管Td接通(ON)，在检测部(DN)中读出光电二极管(PD)中存储的信号电荷。然后，定时发生电路8为在垂直有效扫描期间内的1个水平有效扫描期间中选择1个水平线，通过将ΦADRES脉冲接通(ON)，经脉冲选择器72接通(ON)对应的行选择晶体管Ta，再使由放大用晶体管Tb和负载用晶体管TL构成的源输出电路动作。由此，在垂直信号线中读出“信号电平+复位电平”，AD变换电路2在消噪动作中从“信号电平+复位电平”去除复位电平，仅AD变换信号，10bit输出。在30HzVGA方式下动作该图像传感器时，从控制部向定时发生电路8输入30Hz的ΦVR脉冲、15.7Hz的ΦHP脉冲、24MHz的ΦCK脉冲和存储时间控制数据ESDATA。定时发生电路8用缓冲电路重新整形输入的ΦVR脉冲和ΦHP脉冲，作为ΦVRI脉冲和ΦHPI脉冲输出到垂直移位寄存器(RO)6。垂直移位寄存器(RO)6在ΦVRI脉冲的LO期间清除寄存器输出并设为LO电平。垂直移位寄存器(RO)6按ΦHPI脉冲顺序动作，选择(HI)水平线。图24是脉冲选择器72的电路图。脉冲选择器72在来自垂直移位寄存器(RO)6的输出ROn为HI时，将ΦREAD、ΦADRES、ΦRESET分别作为ΦREADn、ΦADRESn、ΦRESETn输出。接着的水平有效扫描期间中由垂直移位寄存器(RO)6选择ROn+1时，同样输出ΦREADn+1、ΦADRESn+1、ΦRESETn+1。此外，脉冲选择器72在来自垂直移位寄存器(ES)5的输出ESn为HI时，将ΦREADn、ΦRESETn输出。接着的水平有效扫描期间中由垂直移位寄存器(ES)5选择ESn+1时，同样输出ΦREADn+1、ΦRESETn+1。图25是表示上述CMOS图像传感器的动作的图。首先，各光电二极管(PD)按水平线No.1～480的顺序配合扫描线数525排出信号(PD排出)。然后，到下一帧之前，按水平线No.1～480的顺序配合扫描线数525读出各光电二极管(PD)存储的信号(PD读出)。从各光电二极管(PD)读出的信号输出到垂直信号线，按每1个水平线由AD变换电路2变换，作为10bit的数字输出从图像传感器输出DATA(0:9)。图25中，按存储时间1、2、3表示光电二极管的存储时间的变化。从图25可知，任一存储时间1、2、3中，水平线No.1～480的各存储时间顺序偏离。因此，摄影水平方向上动作的被拍摄物体时，按水平线No.1～480的顺序动态产生偏离。例如，从移动的车中摄影直立的柱子时，有柱子处于斜向倾斜的状态的不妥情况。尤其摄影有动作的体育场景等时，由于被拍摄物体斜向倾向，出现动画的同时性恶化的问题。此外，在特开2001-111900号公报中公开了可进行电子快门动作的固体摄影装置。此外，特开2000-023044号公报中公开了在放大型固体摄像装置中实现满足同时性的图像的方法。专利技术概要本专利技术的一个形式的固体摄影装置是如下的固体摄影装置从在半导体基板上二维配置了光电二极管、用于从该光电二极管读出信号的读出栅和用于检测读出的信号的检测部的各单元的上述光电二极管排出信号后，用上述各光电二极管存储信号，在其存储时间后，从上述各光电二极管读出信号，包括如下电路在第1水平扫描期间内多个水平线地进行将用于排出1个水平线的上述各光电二极管的信号的第一脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作，同时在第2水平扫描期间内多个水平线地进行地同时将用于读出1个水平线的上述各光电二极管的信号的第二脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作。本专利技术的另一个形式的固体摄影装置是如下的固体摄影装置从在半导体基板上二维配置了光电二极管、用于从该光电二极管读出信号的读出栅和用于检测读出的信号的检测部的各单元的上述光电二极管排出信号后，用上述各光电二极管存储信号，在其存储时间后，在上述检测部从上述各光电二极管读出信号后，从上述检测部输出信号，包括如下电路在第1水平扫描期间内多个水平扫描线进行将用于排出1个水平线的上述各光电二极管的信号的第一脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作，同时在第2水平扫描期间内多个水平线地进行将用于读出1个水平线的上述各光电二极管的信号的第二脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作、以及对各个水平扫描期间的每一个进行将用于输出1个水平线的上述检测部的信号的第三脉冲信号施加到对应的上述各单元的动作。本专利技术的又一形式的数字相机使用上述固体摄像装置。本专利技术的再一形式的数字摄像机使用上述固体摄像装置。附图说明图1是表示适用第一实施例的固体摄像装置的数字摄像机的结构的框图；图2是表示第一实施例的CMOS图像传感器的电路结构的图；图3是第一实施例的脉冲选择器的电路图；图4是第一实施例的“MODE1”的像素部的动作定时图；图5是第一实施例的“MODE2”的像素部的动作定时图；图6是表示第一实施例的CMOS图像传感器的动作的第一定时图；图7A～7E是表示第一实施例的CMOS图像传感器的动作的存储时间2的像素的截面图和电势动作图；图8是表示第一实施例的“MODE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，从在半导体基板上二维配置了光电二极管、用于从该光电二极管读出信号的读出栅和用于检测读出的信号的检测部的各单元的上述光电二极管排出信号后，用上述各光电二极管存储信号，在其存储时间后，从上述各光电二极管读出信号，其特征在于，包括在第１水平扫描期间内多个水平线地进行将用于排出１个水平线的所述各光电二极管的信号的第一脉冲信号施加到对应的所述各单元的动作，同时在第２水平扫描期间内多个水平线地进行同时将用于读出１个水平线的所述各光电二极管的信号的第二脉冲信号施加到对应的所述各单元的动作的电路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：江川佳孝，後藤浩成，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]