固态成像装置的驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固态成像装置的驱动方法，该固态成像装置包括：各与预定数量的信号保持单元对应地布置、以通过选择单元向信号保持单元的输出节点供给基准电平的多个基准电平供给单元，其中，该方法包括以下步骤：在将基准电平从基准电平供给单元供给到输出节点的同时，通过一次对于选择单元中的每一个、或一次对于各组的选择单元在分开的定时中依次终止要供给到选择单元的接通脉冲，执行用于在信号保持单元中采样和保持信号的箝位操作；以及通过依次向选择单元供给接通脉冲，执行通过选择单元来选择信号保持单元的操作，以从选择的信号保持单元依次读出信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态成像装置。
技术介绍
近年来，M0S型固态成像装置已被广泛用于数字照相机和扫描仪中。这部分地是 由于这种类型的装置已能够提供高的S/N比。为了提供高的S/N比，对于像素矩阵阵列的 各列的各读出电路设置放大器是有用的。由于装置通过各列处的放大器提供增益以抑制在 后级处给出增益，因此不必要放大在后级处发生的噪声。因此，装置可实现较高的S/N比。 在日本专利申请公开No. 2003-228457 (以下，称为专利文献1)中，多个列适于共 享通常对于各列设置的放大单元，使得电路元件的数量减少，由此减小芯片的面积。 如在专利文献1中描述的那样，当对于放大单元执行复位操作时，各采样电容器 的放大单元侧的电极的电势经由采样开关被固定到基准电势。通过同时对于第一和第二采 样开关执行开/关操作以将像素的复位信号写入各采样电容器中，执行用于以这种状态将 来自像素的两个列的光学信号保持到第一和第二采样电容器中的箝位操作。以下，通过开 操作接通开关被称为ON操作，并且通过关操作关断开关被称为OFF操作。开/关操作被称 为ON/OFF操作。 在取消放大单元的复位并使像素进入复位状态之后，通过接通/关断第一采样开 关而从放大单元读出第一列处的像素信号。在将放大单元再次复位之后，通过接通/关断 第二采样开关而读出第二列处的像素信号。ON/OFF操作由输入各采样开关中的驱动脉冲控 制。 在日本专利申请公开No. 2007-194720 (以下，称为专利文献2)中，公开了这样一 种配置，即，一行中的像素区域被分成第一组和第二组的两组，使得同时执行向第一组的存 储单元的垂直传送和用于从第二组的存储单元读出的水平传送，并且同时执行第二组的垂 直传送和第一组的水平传送。 形成共用节点的差分(differential)放大器电路的反相(inversion)输入端子 和输出端子在箝位操作期间被短路。例如，当差分放大器电路是由MOS晶体管制成的差分 对时，输出端子和与基准电势连接的非反相输入端子通过MOS晶体管的栅极和漏极之间的 寄生电容相互电容耦合。由于基准电势布线通常被所有的差分放大器电路共享，因此，随 着列数增加，与基准电势布线电容耦合的共用节点的数量和在箝位操作期间执行ON/OFF 操作的采样开关的数量均增加。因此，列数越多，则各共用节点的电压变化使基准电势改 变得就越多。由于被改变的基准电势根据由基准电压源的驱动力以及基准电势布线的寄 生电容和寄生电阻确定的时间常数而返回原始电势，因此被改变的基准电势与上述共用节 点同样地改变。由于在箝位操作期间共用节点伴随基准电势的变化而改变，因此，共用节 点的上述变化被放大。即，具有越多的列数的大的固态成像装置产生越大的固定模式噪声 (fixedpattern noise)(以下，称为FPN)。 当在由专利文献2公开的配置中对于两个组分开地执行扫描时，可在同一组中出现上述问题。 这里，上述问题不限于出现在放大单元经由开关与采样电容器连接的配置中。图 14A专门示出上述的电路部分。如图所示，由于连接在差分放大器电路的反相输入端子和输 出端子之间的复位开关在箝位操作期间处于导通状态，因此两个端子均被短路。由于非反 相输入端子和反相输入端子基本上(substantially)接地，因此差分放大器电路通过自身 调整输出端子的电压，以保持两个端子处于相同的电势。但是，如图14B所示，能容易地理 解，对于基准电压源简单地(simply)与用于向采样电容器的输出节点供给基准电平的复 位开关连接的配置，也可出现所有的上述电势变化。 鉴于上述问题，提出本专利技术，并且，本专利技术的目的是，给固态成像装置提供具有减 小的固定模式噪声的驱动方法，所述固态成像装置对于各组的信号保持单元，通过选择单 元向预定数量的信号保持单元的输出节点供给基准电平。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术是一种，该固态成像装置包 括多个信号保持单元，从像素的输出节点向其各输入节点供给信号；选择单元，各与所述 信号保持单元中的各个对应地布置，以传送保持在所述信号保持单元中的信号；和多个基 准电平供给单元，各与预定数量的所述信号保持单元对应地布置，以通过所述选择单元向 所述信号保持单元的输出节点供给基准电平，其中，该驱动方法包括以下步骤在将基准电 平从基准电平供给单元通过选择单元供给到输出节点的同时，一次对于所述信号保持单元 中的每一个或一次对于各组的所述信号保持单元，在分开的(s印arate)定时中依次执行 用于在信号保持单元中采样和保持来自像素的信号的箝位操作；以及在分开的定时中依次 执行通过选择单元来选择信号保持单元的操作，以从选择的信号保持单元依次读出信号。 通过参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的进一步的特征将变得明显。附图说明 图1示出根据本专利技术第一实施例的固态成像装置的示例性配置。 图2示出像素的示例性配置。 图3示出根据本专利技术第一实施例的。 图4示出根据本专利技术第一实施例的固态成像装置的另一驱动方法。 图5示出根据本专利技术第二实施例的。 图6示出根据本专利技术第二实施例的固态成像装置的另一驱动方法。 图7示出根据本专利技术第三实施例的固态成像装置的示例性配置。 图8示出根据本专利技术第三实施例的。 图9示出根据本专利技术第四实施例的固态成像装置的示例性配置。 图10示出根据本专利技术第四实施例的。 图11示出像素的另一示例性配置。 图12示出根据本专利技术第五实施例的。 图13是示出问题的原因的示图。 图14A和图14B是放大单元的电路图和没有放大电路的电路图。具体实施例方式将参照附图描述根据本专利技术实施例的。本专利技术不被实施 例限制。(第一实施例) 图1示出根据本专利技术第一实施例的固态成像装置的示例性配置。附图标记1表示M 行XN列的像素阵列，2表示形成像素阵列1的、用于执行光电转换处理的像素，并且，像素 2-N-M表示M行N列处的像素。对于各像素输出应用各列共用的输出线(以下，称为共用输 出线)，并且，从电流源3-1至3-N向各共用输出线供给电流。附图标记4-1至4-(N/L)表示 箝位单元，各箝位单元可对于具有根据对各列输出的像素的入射光量的幅度(amplitude) 的光学信号(以下，称为S信号)和对于像素的复位信号(以下，称为N信号)执行差分 运算放大，并且各箝位单元被各组的列(各组的L列)共享。第一到第L列共享箝位单元4-1 、第L+l到第2L列共享箝位单元4-2.....并且第N-L+l到第N列共享箝位单元4-(N/L)，因此箝位单元的总数为N/L。 附图标记5表示用于向箝位单元4供给基准电势(以下，称为VREF)的基准电势 供给布线。附图标记6表示用于控制是否向箝位单元4供给基准电平的控制信号布线(以 下，称为cpCR)。附图标记7表示用于在共享的列之中选择要输出的列的驱动布线组。形 成驱动布线组7的驱动布线的总数是由SW-1、 SW-2、. . . 、 SW-L构成的L。 现在描述箝位单元4的示例性内部配置。附图标记IO表示基准电平供给单元；并 且，ll-l至L中的各个(each of 11-lto L)表示与各列的共用输出线连接并用作信号保持 单元的箝位电容器。来自像素的输出节点的信号被供给到信号保持单元的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括：多个信号保持单元，各具有输入节点，从像素的输出节点向所述输入节点供给信号；选择单元，各与所述信号保持单元中的各个对应地布置，以传送保持在所述信号保持单元中的信号；和多个基准电平供给单元，各与预定数量的所述信号保持单元对应地布置，以通过所述选择单元向所述信号保持单元的输出节点供给基准电平，其中，所述驱动方法包括以下步骤：通过一次对于所述选择单元中的每一个或一次对于各组的所述选择单元在分开的定时中依次终止要供给到所述选择单元的接通脉冲，执行用于在所述信号保持单元中采样和保持来自像素的信号的箝位操作；以及通过依次向所述选择单元供给接通脉冲，执行通过所述选择单元来选择所述信号保持单元的操作，以从选择的所述信号保持单元依次读出信号。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-30 2008-253998一种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括多个信号保持单元，各具有输入节点，从像素的输出节点向所述输入节点供给信号；选择单元，各与所述信号保持单元中的各个对应地布置，以传送保持在所述信号保持单元中的信号；和多个基准电平供给单元，各与预定数量的所述信号保持单元对应地布置，以通过所述选择单元向所述信号保持单元的输出节点供给基准电平，其中，所述驱动方法包括以下步骤通过一次对于所述选择单元中的每一个或一次对于各组的所述选择单元在分开的定时中依次终止要供给到所述选择单元的接通脉冲，执行用于在所述信号保持单元中采样和保持来自像素的信号的箝位操作；以及通过依次向所述选择单元供给接通脉冲，执行通过所述选择单元来选择所述信号保持单元的操作，以从选择的所述信号保持单元依次读出信号。2. 根据权利要求1的固态成像装置的驱动方法，其中，在所述箝位操作期间供给到所述选择单元的驱动脉冲对于所有的所述选择单元同时 上升，并且，一次对于所述选择单元中的每一个或一次对于各组的所述选择单元在分开的 定时...

【专利技术属性】
技术研发人员：户塚洋史，衣笠友寿，光地哲伸，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]