固体摄像装置制造方法及图纸

维持抗噪性高的信号、且减少芯片上的电容元件的数量来使相对于像素阵列部包含电容元件部的周边电路部的面积比率变小。提供一种固体摄像装置，其具备：多个单位像素，其被二维地排列；多个传输线，由多个单位像素构成的多个像素组分别共用地连接于该多个传输线；以及多个开关，其对各该传输线与其它的两个以上的传输线的导通和断开进行切换，其中，各上述单位像素包含对入射光进行光电变换的光电变换元件和将光电变换后的电荷进行电压变换的电荷电压变换元件，将对该电荷电压变换进行复位时所产生的噪声电压、以及在该噪声电压上加上通过光电变换所产生的信号电荷的信号噪声和电压分别输出到经由上述开关与包含该单位像素的像素组所属的上述传输线连接的不同的其它的传输线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置
本专利技术涉及一种固体摄像装置。
技术介绍
以往，已知有如以CMOS(complementarymetal-oxidesemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表的、将光电变换元件蓄积的信号电荷在像素内变换为信号电压之后输出到信号线的放大型固体摄像装置(例如参照专利文献1。)。在该固体摄像装置中，在全部的垂直信号线上具备两个电容元件，使对像素内的电荷电压变换元件进行复位时所产生的电压(以下称为噪声电压。)、以及在该噪声电压上相加了通过光电变换所产生的信号电荷的电压(以下称为信号噪声和电压。)从像素内的电荷电压变换元件输出而分别保持在上述两个电容元件。而且，该固体摄像装置在从通过垂直移位寄存器选择的行的全部像素将噪声电压以及信号噪声和电压保持在电容元件之后，从通过水平移位寄存器选择的列所具备的两个电容元件依次输出噪声电压以及信号噪声和电压。专利文献1：日本特开2000-004399号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1的固体摄像装置中，在CMOS图像传感器的芯片上设置垂直信号线条数两倍的数量的电容元件，因此相对于像素阵列，包含电容元件部的周边电路部的面积比率变大。本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，目的在于提供一种能够维持抗噪性高的信号、且减少芯片上的电容元件的数量以使相对于像素阵列部包含电容元件部的周边电路部的面积比率变小的固体摄像装置。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本专利技术提供以下的方法。本专利技术的一种方式提供一种固体摄像装置，具备：多个单位像素，该多个单位像素被二维地排列；多个传输线，由一个以上的单位像素构成的多个像素组分别共用地连接于该多个传输线；以及多个开关，该多个开关对各该传输线与两个以上的其它的传输线的导通和断开进行切换，各上述单位像素包含对入射光进行光电变换的光电变换元件和对光电变换后的信号电荷进行电压变换的电荷电压变换元件，将对该电荷电压变换元件进行复位时产生的噪声电压、以及在该噪声电压上加上通过光电变换所产生的信号电荷而得到的信号噪声和电压分别输出到经由上述开关与包含该单位像素的像素组所属的上述传输线连接的不同的其它的传输线。根据本方式，对于通过对一个单位像素的电荷电压变换元件进行复位所产生的噪声电压，通过使相应开关导通来将其输出到经由该开关与连接了该单位像素的传输线连接的其它的传输线。另一方面，对于从一个单位像素输出的信号噪声和电压，通过使相应的其它的开关导通来将其输出到经由该其它的开关与连接了该单位像素的传输线连接的、与输出噪声电压的传输线不同的传输线。即，对于信号电压，能够通过从输出到一个传输线的信号噪声和电压减去输出到其它的传输线的噪声电压来简单地获取，在这种情况下设置在各传输线的电容元件(例如，电容元件或者传输线的寄生电容)是一个即可。其结果，能够通过从信号噪声和电压减去噪声电压来获得抗噪性高的信号，并且能够通过减少芯片上的电容元件的数量来使相对于像素阵列部包含电容元件部的周边电路部的面积比率变小。在上述方式中也可以是，各上述开关分别设置在将上述传输线与相对于该传输线等距离地配置的多个其它的传输线进行连接的布线上。通过这样，能够使由连接传输线之间的布线以及传输线构成的寄生电容几乎相等，能够以高的精确度来获得信号电压。另外，在上述方式中也可以是，各上述开关被设置成使从各上述单位像素输出的上述噪声电压以及上述信号噪声和电压分别输出到多个上述其它的传输线。通过这样，能够增加保持噪声电压以及信号噪声和电压的电容元件的电容量。特别是，在将寄生电容利用为电容元件的情况下是有效的。通过这样，二维排列的多个单位像素被分为分别包含三个以上的传输线的多个组，控制部在各组中择一地选择任一单位像素，对开关进行操作来将噪声电压输出到第一其它的传输线进行保持，对开关进行操作来将信号噪声和电压输出到第二其它的传输线进行保持，读出保持在这两个传输线的噪声电压以及信号噪声和电压。而且，通过依次切换要选择的单位像素并重复上述动作，能够从全部的单位像素获得抗噪性高的信号。另外，在上述方式中，具备电源电压切换单元，该电源电压切换单元将连接到上述单位像素的电源电压在使来自上述单位像素的电压输出成为可能状态的使能电位、和使来自上述单位像素的电压输出成为停止状态的禁止电位之间进行切换，上述控制部控制上述电源电压切换单元使得在输出来自所选择的单位像素的噪声电压以及信号噪声和电压时将提供给该单位像素的电源电压设为使能电位、将提供给同一组内的其它的上述单位像素的电源电压设为禁止电位。通过这样，即使对没有被选择的单位像素指示噪声电压或者信号噪声和电压的输出，也不从电源电压被设定为禁止电位的单位像素输出电压，而只从电源电压被设定为使能电位的单位像素输出电压。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种能够维持抗噪性高的信号、且减少芯片上的电容元件的数量以使相对于像素阵列部包含电容元件部的周边电路部的面积比率变小的固体摄像装置。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的电路图。图2是表示图1的固体摄像装置所具备的像素的结构的电路图。图3是表示图1的固体摄像装置的动作的时序图。图4是表示本专利技术的第二实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的电路图。图5是表示图4的固体摄像装置的动作的时序图。图6是表示本专利技术的第三实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的电路图。图7是表示图6的固体摄像装置的动作的时序图。具体实施方式(第一实施方式)以下参照附图对本专利技术的第一实施方式所涉及的固体摄像装置进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的固体摄像装置具备有：具备多个像素P的像素阵列3、垂直移位寄存器4、水平移位寄存器5、定时发生器(电源电压切换单元)7、垂直信号线选择电路10以及控制电路(控制部)11。像素阵列3是多个像素P排列为矩阵状、即在行方向和列方向排列规定数量的像素而得到的，属于同一列的像素P连接在共用的垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89。各垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89经由水平信号线选择开关SA1～SB9(后述)连接在共用的水平信号线9A、9B，并经由恒流源连接开关Si1～Si9(后述)与恒流源Ic1～Ic9连接。垂直移位寄存器4通过从像素阵列3中选择一行并向属于所选择的行的像素P输入后述的脉冲来从各像素P向垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89输出信号。水平移位寄存器5通过对水平信号线选择开关SA1～SB9(后述)输入水平信号线选择脉冲so11～so33，按照水平信号线选择脉冲来驱动水平信号线选择开关SA1～SB9来从垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89向水平信号线9A、9B输出信号。在垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89中设置有：恒流源连接开关Si1～Si9，其将各垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89与恒流源Ic1～Ic9连接，对垂直信号线与恒流源之间的导通和断开进行切换；垂直信号线选择开关S12～S89，其将各垂直信号线81、82、83、84、85、86、87、88、89与其它的垂直信号线81、82、83、84、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其特征在于，具备：多个单位像素，该多个单位像素被二维地排列；多个传输线，由一个以上的单位像素构成的多个像素组分别共用地连接于该多个传输线；以及多个开关，该多个开关对各该传输线与两个以上的其它的传输线的导通和断开进行切换，各上述单位像素包含对入射光进行光电变换的光电变换元件和对光电变换后的电荷进行电压变换的电荷电压变换元件，将对该电荷电压变换元件进行复位时产生的噪声电压、以及在该噪声电压上加上通过光电变换所产生的信号电荷而得到的信号噪声和电压分别输出到经由上述开关与包含该单位像素的像素组所属的上述传输线连接的不同的其它的传输线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.09 JP 2012-0883691.一种固体摄像装置，其特征在于，具备：多个单位像素，该多个单位像素被二维地排列；多个传输线，由一个以上的单位像素构成的多个像素组分别共用地连接于该多个传输线；以及多个开关，该多个开关对各该传输线与两个以上的其它的传输线的导通和断开进行切换，各上述单位像素包含对入射光进行光电变换的光电变换元件和对光电变换后的电荷进行电压变换的电荷电压变换元件，将对该电荷电压变换元件进行复位时产生的噪声电压、以及在该噪声电压上加上通过光电变换所产生的信号电荷而得到的信号噪声和电压分别输出到经由上述开关与包含该单位像素的像素组所属的上述传输线连接的不同的其它的传输线。2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，各上述开关分别设置在将上述传输线与相对于该传输线等距离地配置的多个其它的传输线进行连接的布线上。3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，各上述开关被设置成使从各上述单位像素输出的上述噪声电压以及上述信号噪声和电压分别输出到多个上述其它的传输线。4.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，各上述开关被设置成使从各上述单位像素输出的上述噪声电压以及上述信号噪声和电压分别输出到多个上述其它的传输线。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的固体摄像装置，其特征在于，还具备控制部，该控制部在经由上述开关连接的包含三个以上的传输线的每组传输线中进行如下动作：从择一地选择出的上述单位像素输出噪声电压并保持在经由上述开关连接的第一其它的传输线上；从所选择的上述单位像素输出信号噪声和电压并保持在经由上述开关连接的第二其它的传输线上；读出...

【专利技术属性】
技术研发人员：押久保弘道，足立理，
申请(专利权)人：奥林巴斯医疗株式会社，
类型：
国别省市：