一种固态成像设备，包括：多个包括多个单位单元的单位单元组，每一单位单元包括多个被遮光的光学黑像素、未被遮光的有效像素以及用于放大来自所述像素的信号的放大电路；以及保持电容器，每一保持电容器接收来自相应的单位单元的信号，从而通过垂直传送操作和水平传送操作传送来自全部所述像素的信号（所述垂直传送操作和水平传送操作中的每一个被重复与所述单位单元组的数目相等的次数），以使得通过所述垂直传送操作分别传送来自光学黑像素和有效像素的信号，并通过所述水平传送操作相继读出通过所述垂直传送操作传送的信号，以通过正确地去除对于每一输出都变化的偏移（如果其出现的话）来降低由于伪像而引起的图像质量的劣化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态成像设备。技术背景作为用于如复印机和扫描仪之类的图像扫描设备的固态成像设备，存在如下的固 态成像设备，其包括用于读出不同的颜色成分的光电二极管以及与相应的光电二极管对应 的保持电容器，如日本专利申请公开No. 2006-211363(专利文献1)的图1中所示。日本专利申请公开No. 2006-211363公开了具有一个公共输出线的固态成像设 备，而日本专利申请公开No. H06-204445 (专利文献2、提出了可以对于每一颜色成分输出 一信号的固态成像设备，如其图4中所示。由于在日本专利申请公开NO.H06-204445中公 开的布置通过多个公共输出线并行地输出信号，因此它可以将读出信号所用的时间降低得 如日本专利申请公开No. 2006-211363中所公开的布置所花费的时间除以所述公共输出线 的数目那么短。在需要改善性能诸如改善S/N比时，可以采用如下的布置，该布置具有被提 供用于垂直传送单元(其以低速操作)的放大电路以用于放大窄带中的信号以实现 低噪声，如日本专利申请公开No. 2008-54246 (专利文献3)以及日本专利申请公开 No. 2008-60949 (专利文献4)中所示。然而，已知在日本专利申请公开No. 2008-54246以及日本专利申请公开 No. 2008-60949中所公开的布置中，会由于上述的放大电路而出现被称作拖尾(smear)的 与输入图像的光强相应的伪像(artifact)。除上述的文献中所示的导致伪像的机制以 外，伪像可以由如下的机制引起，其中在来自前一级的信号被采样在保持电容器中时产生 的过量电流通过其电源阻抗改变了电源偏置，并且电源中的所述改变使得来自每一列的信 号值偏移。此外，在使用源极跟随器电路作为像素中的放大电路时，源极跟随器电路的电 流源晶体管上的偏置受信号的压迫，导致电流改变，这会使来自每一列的信号值偏移。这 里，所述“拖尾”根据它产生的位置以及信号的极性可以相对于所述光强表现为白的(上浮 (floating)成分)或黑的(下沉(sinking)成分)。已经考虑到上述情况而提出本专利技术，并且本专利技术的一个目的是使得能够减少由于 伪像(诸如，拖尾)而导致的图像质量劣化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种固态成像设备，其包括多个单位单元组，每一单位单元组包括 多个单位单元，每一单位单元包括具有彼此不同的光谱敏感度的多个像素；以及多个保持 电容器，信号被从所述单位单元传送到所述保持电容器，其中所述固态成像设备进行用于 将来自所述单位单元的信号传送到所述保持电容器的垂直传送操作，以及用于相继读取所 述保持电容器中的信号的水平传送操作，从而通过所述垂直传送操作将来自被包括在每一 单位单元组中的光学黑像素以及有效像素的信号分别传送到所述保持电容器，并且通过所述水平传送操作相继读出通过所述垂直传送操作传送的信号。从下面的参考附图对示例性实施例的描述中，本专利技术的另外的特征将变得清楚。 附图说明图1是示出了根据本专利技术实施例的固态成像设备的一部分的配置示例的图。图2是示出了根据该实施例的像素的配置示例的图。图3是示出了根据该实施例的中间保持单元的配置示例的图。图4是示出了根据该实施例的选择单元的配置示例的图。图5是示出了根据该实施例的保持单元的配置示例的图。图6是示出了根据该实施例的切换单元的配置示例的图。图7是示出了图1中所示的固态成像设备的操作示例的流程图。图8是示出了图1中所示的固态成像设备的操作示例的时序图。图9是示出了一种典型的固态成像设备的操作示例的时序流程图。图10是示出了用于实现图9中所示的驱动的配置的示意图。图IlA和IlB是示出了在图9中所示的驱动中在OB钳位(clamping)之后的输出 的示例的图。图12是示出了根据该实施例的固态成像设备的配置示例的示意图。图13是示出了图12中所示的固态成像设备的操作示例的时序流程图。图14是示出了在图12中所示的驱动中在OB钳位之后的输出的示例的图。具体实施方式现在将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。首先，将描述固态成像设备的配置和驱动以及固态成像设备中拖尾所导致的使图 像质量劣化的机制。图1是示出了根据本专利技术实施例的固态成像设备的一部分的配置的示例的图。图 1示出了用于检测三种颜色的颜色传感器作为示例。图1示出了 像素1冲间保持单元2，其用于保持来自像素1的信号；选择单元3， 其用于选择并输出来自与其耦接的中间保持单元的输出信号；以及单位单元4，其包括多 个所述像素1、和与像素一样多的中间保持单元2、以及选择单元3。在每一单位单元4中， 以列布置具有彼此不同的光谱敏感度的像素1，例如，以分别读出不同的颜色成分。在该示 例中，假定从像素1中的每一个读出R、G和B成分中的每一个，并且每一成分被称作R像 素1_R、G像素I-G以及B像素1-B。在每一单位单元4中，可以对每一颜色分配一个像素。 这里，耦接到所述R像素1_R、G像素I-G以及B像素I-B的中间保持单元被分别称作2-R、 2-G 以及 2-B。该图还示出了 保持单元5，其用于保持来自单位单元4的输出信号；扫描电路6， 其用于相继扫描来自保持单元5的信号；以及扫描线7，其从扫描电路6输出，用于保持单 元5的扫描。该图还示出了 公共输出线8，其用于根据扫描线7的扫描信号输出来自保持 单元5中的每一个保持单元的信号；复位单元9，其用于根据栅极信号(pCHR将公共输出 线8复位到电压VCHR ；以及输出电路10，其用于放大并输出来自公共输出线8的信号。该图还示出了单位单元组11，其是例如以行布置的多个单位单元4的组。例如，也可以将单位 单元组Ii以行布置。该图还示出了切换单元12，其用于根据控制信号(pCHl、(pCH2和 q>CH3连接保持单元5和公共输出线8。这里，在该实施例中，扫描电路6可以是与单位单元组11-1至11-3对应的三个 6-1至6-3。扫描电路6-1至6-3可以通过扫描信号7同时扫描与单位单元组11_1至11_3 对应的保持单元5。公共输出线8中的每一个可以输出多个颜色成分(R、G、B)，其每一个被 称作8-R、8-G和8-B。与公共输出线8-R、8-G和8-B对应地分别提供复位单元9_R、9_G和 9-B以及输出电路IO-RUO-G和IO-B0在图1中，假设像素1中的字母数字R-I至R_6、G_1 至G-6以及B-I至B-6表示像素的颜色列编号。在下文中，假设通过高电平控制信号(栅 极信号)将开关或起开关作用的晶体管驱动至导通状态，并且通过低电平控制信号使之返 回到非导通状态。现在，下面将描述图1中所示的固态成像设备的各部件。(像素1)图2是示出了像素1的配置示例的图。图2示出了光电转换元件21(例如，光电 二极管)以及用于根据栅极信号(pRES将光电转换元件21复位到电压VRES的复位晶体 管22。还示出了用于接收来自光电转换元件21的信号的源极跟随器电路的输入晶体管23 以及该源极跟随器电路的恒流电路24。可以为每一像素或多个像素提供该恒流电路。恒流 电路M可以是这样的MOS晶体管，其中预先确定的电压被提供到栅极，漏极连接到输入晶 体管23的源极，并且源极连接到电源。像素1中经受光电转换的输出信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态成像设备，包括： 多个单位单元组，每一单位单元组包括多个单位单元，每一单位单元包括具有彼此不同的光谱敏感度的多个像素；以及 多个保持电容器，信号从所述单位单元传送到所述保持电容器，其中 所述固态成像设备执行用于将来自所述单位单元的信号传送到所述保持电容器的垂直传送操作以及用于相继读取所述保持电容器中的信号的水平传送操作，以使得： 来自每一单位单元组中所包括的光学黑像素和有效像素的信号被通过所述垂直传送操作分别传送到所述保持电容器，并且通过所述垂直传送操作传送的信号被通过所述水平传送操作相继读出。
【技术特征摘要】
JP 2009-10-7 2009-2337071.一种固态成像设备，包括多个单位单元组，每一单位单元组包括多个单位单元，每一单位单元包括具有彼此不 同的光谱敏感度的多个像素；以及多个保持电容器，信号从所述单位单元传送到所述保持电容器，其中 所述固态成像设备执行用于将来自所述单位单元的信号传送到所述保持电容器的垂 直传送操作以及用于相继读取所述保持电容器中的信号的水平传送操作，以使得来自每一单位单元组中所包括的光学黑像素和有效像素的信号被通过所述垂直传送 操作分别传送到所述保持电容器，并且通过所述垂直传送操作传送的信号被通过所述水平 传送操作相继读出。2.如权利要求1所述的固态成像设备，其中 所述像素包括源极跟随器电路。3.如权利要求1所述的固态成像设备，其中所述垂直传送操作包括通过放大电路传送所述信号。4.如权利要求2所述的固态成像设备，其中所述垂直传送操作包括通过所述源极跟随器电路传送所述信号。5.如权利要求1所述的固态成像设备，其中所述垂直传送操作包括将所述信号传送到所述保持电容器。6.如权利要求1所述的固态成像设备，其中执行所述水平传送操作以使得在读出从所述有效像素传送的信号之前，读出从所述 光学黑像素传送的信号。7.如权利要求1所述的固态成像设备，其中所述单位单元组包括所述光学黑像素，使得由所述光学黑像素形成的单位单元的总数 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：户塚洋史，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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