固态图像传感器、照相机和驱动固态图像传感器的方法技术

公开了固态图像传感器、照相机和驱动固态图像传感器的方法。图像传感器包括像素单元，像素单元具有第一和第二光电转换器、针对第一和第二光电转换器共同地设置的放大器以及被配置成将在第一和第二光电转换器中生成的电荷分别传输至放大器的输入部分的第一和第二传输晶体管。由读出部分读出的信号包括在通过第一传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至输入部分的状态中读出的第一光学信号，以及在读出第一光学信号之后在通过第二传输晶体管将电荷从第二光电转换器传输至输入部分的状态中读出的第二光学信号。

【技术实现步骤摘要】
固态图像传感器、照相机和驱动固态图像传感器的方法
本专利技术涉及固态图像传感器、照相机和驱动固态图像传感器的方法。
技术介绍
随着近来对固态图像传感器的多像素结构和高帧率的需求，缩短从像素读出信号的时间的技术变得越来越重要。日本专利特开No.2004-134867描述了提供与多个光电转换器对应的一个放大元件的固态图像传感器。在下文中为了描述方便，将多个光电转换器中的一个称为“第一光电转换器”，且将另一个称为“第二光电转换器”。在日本专利特开No.2004-134867中描述的固态图像传感器将第一光电转换器的电荷传输至放大元件的输入部分并且读出信号（在下文中为了描述方便，称为“第一光学信号”）。此后，在未使输入部分复位的情况下，固态图像传感器将第二光电转换器的电荷传输至输入部分并且读出信号（在下文中为了描述方便，称为“第二光学信号”）。在这种情况下，在第二光电转换器的电荷传输至输入部分之后读出的信号是与第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷的总和对应的信号。在日本专利特开No.2004-134867中描述的方法中，第二光学信号大于第一光学信号。因此，第二光学信号收敛所需时间比第一光学信号收敛所需时间更长。如果读出第一光学信号的时间和读出第二光学信号的时间被类似地定义，则应当这样设定这些时间使得第二光学信号能够以足够的精度读出。然而，在这种情况下，读出第一光学信号的时间被设定为比需要的更长。如果读出第一光学信号的时间和读出第二光学信号的时间被类似地定义同时优先缩短读出时间，则第二光学信号的读出精度低于第一光学信号的读出精度。日本专利特开No.2004-134867未描述这些考察以及有关基于它们的改进的想法。
技术实现思路
本专利技术提供了有利于缩短读出时间并且改善读出精度的技术。本专利技术在其第一方面中提供了一种固态图像传感器，其包括：像素单元，被配置成经由列信号线从像素单元读出信号的读出部分，以及被配置成捕获由读出部分读出的信号的保持部分；像素单元包括：第一光电转换器，第二光电转换器，针对第一光电转换器和第二光电转换器共同地设置的用于将信号输出至列信号线的放大器，被配置成将在第一光电转换器中生成的电荷传输至放大器的输入部分的第一传输晶体管，以及被配置成将在第二光电转换器中生成的电荷传输至所述输入部分的第二传输晶体管；其中，由读出部分读出的信号包括在通过第一传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第一光学信号，以及在读出第一光学信号之后在通过第二传输晶体管将电荷从第二光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第二光学信号，并且，令T1是从由读出部分对第一光学信号的读出的开始至由保持部分对第一光学信号的捕获的结束的时间，且令T2是从由读出部分对第二光学信号的读出的开始至由保持部分对第二光学信号的捕获的结束的时间，则T1<T2成立。本专利技术在其第二方面提供了一种包括如第一方面所指定的固态图像传感器以及被配置成处理从固态图像传感器输出的信号的处理器的照相机。本专利技术在其第三方面提供了一种驱动固态图像传感器的方法，所述固态图像传感器包括像素单元，被配置成经由列信号线从像素单元读出信号的读出部分，以及被配置成捕获由读出部分读出的信号的保持部分；像素单元包括第一光电转换器，第二光电转换器，针对第一光电转换器和第二光电转换器共同地设置的用于将信号输出至列信号线的放大器，以及被配置成将在第一光电转换器和第二光电转换器中生成的电荷传输至放大器的输入部分的传输晶体管；由读出部分读出的信号包括在通过传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第一光学信号，以及在读出第一光学信号之后在通过传输晶体管将电荷从第二光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第二光学信号，所述方法包括：驱动固态图像传感器，使得：令T1是从由读出部分对第一光学信号的读出的开始至由保持部分对第一光学信号的捕获的结束的时间，且令T2是从由读出部分对第二光学信号的读出的开始至由保持部分对第二光学信号的捕获的结束的时间，则T1<T2成立。从参考附图对示例性实施例的如下描述中，本专利技术的更多特征将变得清楚。附图描述图1是示出根据第一实施例的固态图像传感器的布置的电路图；图2是示出根据第一至第三实施例的固态图像传感器的操作的时序图；图3是示出根据第二实施例的固态图像传感器的布置的电路图；图4是示出根据第三实施例的固态图像传感器的布置的电路图；图5是示出根据第四实施例的固态图像传感器的布置的电路图；以及图6是示出根据第四实施例的固态图像传感器的操作的时序图。具体实施方式现在参考附图对本专利技术的实施例进行描述。参考图1和图2对根据本专利技术第一实施例的固态图像传感器IS1进行描述。固态图像传感器IS1可以包括多个像素单元101，多个读出部分113，多个保持部分150，水平扫描电路134，和放大器133。固态图像传感器IS1还可以包括垂直扫描电路（未示出）。可以布置多个像素单元101以形成多个行和多个列，而图1仅示出一个像素单元101。每个像素单元101包括作为多个光电转换器的第一光电转换器102a和第二光电转换器102b。每个像素单元101还包括针对作为多个光电转换器的第一光电转换器102a和第二光电转换器102b共同地设置的放大器（放大晶体管）105。每个像素单元101还包括第一传输晶体管103a和第二传输晶体管103b，它们将在第一光电转换器102a和第二光电转换器102b中生成的电荷分别传输至用作放大器105的输入部分104的浮动扩散（floatingdiffusion）。每个像素单元101还可以包括将放大器105的输入部分104的电位复位的复位晶体管106。每个像素单元101还可以包括将像素单元101连接至列信号线111的选择晶体管107。像素单元101连接至列信号线111的状态是像素单元101被选择的状态。像素单元101未连接至列信号线111的状态是对像素单元101未被选择的状态。待由上述垂直扫描电路（未示出）驱动的驱动线108a、108b、109和110分别连接至第一传输晶体管103a、第二传输晶体管103b、复位晶体管106和选择晶体管107的栅极。在第一实施例中，微透镜135是针对作为像素单元101的多个光电转换器的第一光电转换器102a和第二光电转换器102b共同地设置的。当光进入第一光电转换器102a以及第二光电转换器102b时，生成与光的量对应的电荷。在第一光电转换器102a和第二光电转换器102b中生成的电荷分别通过第一传输晶体管103a和第二传输晶体管103b传输至输入部分104。输入部分104的电位根据来自第一光电转换器102a和第二光电转换器102b的电荷的传输而改变。放大器105将与输入部分104的电位对应的信号输出至列信号线111。连接至列信号线111的恒流源112和放大器105可以形成源极跟随器。读出部分（列放大器）113将从像素单元101输出至列信号线111的信号读出至读出节点RN。读出部分113可以包括例如差分放大器（OP放大器）116、箝位电容器114、反馈电容器115和开关117。差分放大器116包括第一输入端、第二输入端和输出端。反馈电容器115和开关117并行布置在差分放大器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像传感器，包括：像素单元、被配置成经由列信号线从像素单元读出信号的读出部分、以及被配置成捕获由读出部分读出的信号的保持部分，像素单元包括：第一光电转换器、第二光电转换器、针对第一光电转换器和第二光电转换器共同地设置的用于将信号输出至列信号线的放大器、被配置成将在第一光电转换器中生成的电荷传输至放大器的输入部分的第一传输晶体管、以及被配置成将在第二光电转换器中生成的电荷传输至所述输入部分的第二传输晶体管，其中，由读出部分读出的信号包括：在通过第一传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第一光学信号，以及在读出第一光学信号之后在通过第二传输晶体管将电荷从第二光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第二光学信号，并且令T1是从由读出部分对第一光学信号的读出的开始至由保持部分对第一光学信号的捕获的结束的时间，且令T2是从由读出部分对第二光学信号的读出的开始至由保持部分对第二光学信号的捕获的结束的时间，则T1

【技术特征摘要】
2012.07.31 JP 2012-1703791.一种固态图像传感器，包括：像素单元、被配置成经由列信号线从像素单元读出信号的读出部分、以及被配置成捕获由读出部分读出的信号的保持部分，像素单元包括：第一光电转换器、第二光电转换器、针对第一光电转换器和第二光电转换器共同地设置的用于将信号输出至列信号线的放大器、被配置成将在第一光电转换器中生成的电荷传输至放大器的输入部分的第一传输晶体管、以及被配置成将在第二光电转换器中生成的电荷传输至所述输入部分的第二传输晶体管，其中，由读出部分读出的信号包括：在通过第一传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第一光学信号，以及在读出第一光学信号之后在通过第二传输晶体管将电荷从第二光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的第二光学信号，并且令T1是从由读出部分对第一光学信号的读出的开始至由保持部分对第一光学信号的捕获的结束的时间，且令T2是从由读出部分对第二光学信号的读出的开始至由保持部分对第二光学信号的捕获的结束的时间，则T1＜T2成立。2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，像素单元进一步包括被配置成对所述输入部分的电位进行复位的复位晶体管，由读出部分读出的信号包括在通过复位晶体管对所述输入部分的电压进行复位的状态中读出的噪声信号，第一光学信号是在由读出部分读出噪声信号之后在通过第一传输晶体管将电荷从第一光电转换器传输至所述输入部分的状态中读出的信号，并且令T0是从由读出部分对噪声信号的读出的开始至由保持部分对噪声信号的捕获的结束的时间，则T0＜T1＜T2成立。3.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其中，读出部分包括差分放大器，包括第一输入端、第二输入端和输出端；箝位电容器，布置在读出部分的输入端和差分放大器的第一输入端之间；反馈电容器，布置在差分放大器的第一输入端和差分放大器的输出端之间；以及开关，布置在差分放大器的第一输入端和差分放大器的输出端之间，差分放大器的第二输入端被给予参考电压，且保持部分包括存储器，使存储器保持在通过复位晶体管对所述输入部分的电压的复位被停止的状态中由读出部分读出的信号，并且，所述开关被导通且然后使存储器保持噪声信号。4.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其中，保持部分包括：被配置成保持噪声信号的两个存储器、被配置成保持第一光学信号的存储器、以及被配置成保持第二光学信号的存储器。5.根据权利要求1所述的固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：箕轮雅章，沖田彰，有岛优，岩根正晃，大下内和树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：