固体摄像装置制造方法及图纸

即使在读出期间中像素输出发生变动，也输出抗噪性高的信号。提供一种固体摄像装置，其具有：呈二维排列的多个单位像素(9)，它们包含对入射光进行光电转换的PD(11)；FD(13)和输出端子(8)，它们按照多个像素组的每个像素组设置，所述像素组包含一个以上该单位像素(9)，所述输出端子(8)能够单独输出噪声信号以及信号噪声和信号；多条第1传输线(6a)，它们将输出端子(8)共同地连接起来，能够保持基于从该输出端子(8)输出的信号的电压；多条第2传输线(6b)，它们与该第1传输线(6a)并列地设置，能够保持电压；传输线间电容元件(20)，其将该第2传输线(6b)和第1传输线(6a)连接起来；复位开关(16b)，其将各第2传输线(6b)复位为复位电压；读出开关(19)，其设置在各第2传输线(6b)上；以及第3传输线(7)，其经由读出开关(19)将各第2传输线(6b)分别并联连接起来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置
本专利技术涉及固体摄像装置。
技术介绍
以往，公知有以CMOS(complementarymetal-oxidesemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表的放大型固体摄像装置，其在像素内将光电转换元件蓄积的信号电荷转换为信号电压之后输出到信号线(例如，参照专利文献1。)。该固体摄像装置在所有的垂直信号线上具备两个电容元件，在该固体摄像装置中，从像素内的电荷电压转换元件输出对像素内的电荷电压转换元件进行复位时所产生的电压(以下，称作噪声电压。)和将通过光电转换而产生的信号电荷加在该噪声电压上而得到的电压(以下，称作信号噪声和电压。)，并分别保持在所述两个电容元件中。而且，该固体摄像装置构成为将来自垂直移位寄存器所选择的行的所有的像素的噪声电压与信号噪声和电压保持在电容元件中后，从水平移位寄存器所选择的列所具备的两个电容元件中输出噪声电压以及信号噪声和电压，通过CDS电路计算这些电压的差值，由此进行噪声去除。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-4399号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，以往的固体摄像装置如果为了小型化而去除列所具备的电容元件，则为了通过CDS电路进行噪声去除，需要在进行一行的噪声信号的读出后进行信号噪声和信号的读出，在读出期间中像素输出发生变动的情况下，不能去除噪声。尤其随着像素数增加该情况愈专利技术显。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使在读出期间中像素输出发生变动也能够输出抗噪性高的信号的固体摄像装置。解决课题的手段用于解决问题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供以下手段。本专利技术的一个方式提供一种固体摄像装置，其具有：呈二维排列的多个单位像素，它们包含对入射光进行光电转换的光电转换元件；电荷转换元件和输出端子，它们按照多个像素组的每个像素组设置，其中，所述像素组包含一个以上的该单位像素，所述电荷转换元件将在该像素组内的各所述单位像素的所述光电转换元件中进行了光电转换后的信号电荷转换为电压或电流，所述输出端子能够单独输出在对该电荷转换元件进行复位时所产生的噪声信号以及将通过光电转换所产生的信号加在该噪声信号上而得到的信号噪声和信号；多条第1传输线，多个所述像素组的所述输出端子共同地连接至该第1传输线，该第1传输线能够保持基于从该输出端子输出的信号的电压；多条第2传输线，它们与该第1传输线并列地设置，能够保持电压；传输线间电容元件，其将该第2传输线和所述第1传输线连接起来；复位开关，其将各所述第2传输线复位为复位电压；读出开关，其设置在各所述第2传输线上；以及第3传输线，各所述第2传输线分别经由所述读出开关并联连接至该第3传输线。根据本方式，如果入射光入射到属于各像素组的单位像素内的光电转换元件，则通过光电转换产生信号电荷，并且将该信号电荷保持在光电转换元件中。在该状态下，对设置在各像素组的电荷转换元件进行复位。对电荷转换元件进行复位而产生的噪声信号被从各像素组的输出端子输出到各第1传输线，以与噪声信号对应的大小的电压(以下，称作噪声电压。)形式保持在各第1传输线。接着，在噪声信号被从像素组的输出端子输出到第1传输线的状态下，通过复位开关将第2传输线复位为复位电压。由此，由传输线间电容元件连接的第2传输线的复位电压被保存为表示第1传输线的噪声电压的电压。然后，使第1传输线处于悬浮电位状态，如果将信号噪声和信号从像素组的输出端子输出到第1传输线，则以与信号噪声和信号对应的大小的电压(以下，称作信号噪声和电压。)形式被保持在第1传输线。此时，在信号噪声和信号的输出前后，保持在第1传输线的电压改变了信号噪声和电压与噪声电压的差值(以下，称作信号电压。)的大小。如果第1传输线的电压变化，则通过传输线间电容元件与第1传输线连接的第2传输线的电压根据电容性耦合而变化相同的差值。由于复位为已知的第2电压的第2传输线的电压改变了与入射光的光量对应的信号电压的大小，因此能够通过将读出开关切换为开状态而将去除了噪声的信号电压读出到第3传输线。即，根据本方式所涉及的固体摄像装置，各单位像素的噪声信号的输出与信号噪声和信号的输出的时间差缩短，即使在读出期间中像素输出发生变动，也能够高精度地去除噪声，构建由抗噪性高的信号组成的图像。在上述方式中，可以是固体摄像装置具有：像素选择单元，其选择从所述像素组的所述输出端子向所述第1传输线输出信号的所述单位像素；以及复位单元，其将各所述第1传输线复位为第1电压，该固体摄像装置进行噪声信号读出动作和信号噪声和信号读出动作，在噪声信号读出动作中，在使所述复位单元成为开状态而将所述第1传输线复位为所述第1电压之后，将所述复位单元切换到关状态，使所述第1传输线处于悬浮电位状态，一边将输出到所述输出端子的噪声信号读出到处于悬浮电位状态的所述第1传输线，一边使所述复位开关成为开状态而将所述第2传输线复位为所述复位电压，在信号噪声和信号读出动作中，在使所述复位开关成为关状态而使所述第2传输线处于悬浮电位状态之后，将从所述像素选择单元所选择的所述单位像素输出到所述输出端子的信号噪声和信号读出到处于悬浮电位状态的所述第1传输线。这样，通过所谓的电容负荷型的读出方式，能够以简单的结构直接读出各单位像素的噪声信号与信号噪声和信号的差值。并且，在上述方式中，可以是固体摄像装置具有：像素选择单元，其选择从所述像素组的所述输出端子向所述第1传输线输出信号的所述单位像素；以及恒定电流电路元件，其对向所述第1传输线的恒定电流的供给进行开关操作，该固体摄像装置进行噪声信号读出动作和信号噪声和信号读出动作，在噪声信号读出动作中，在使该恒定电流电路元件成为开状态而向所述第1传输线供给恒定电流的状态下，一边将输出到所述输出端子的噪声信号读出到所述第1传输线一边使所述复位开关成为开状态而使所述第2传输线复位为所述复位电压，在信号噪声和信号读出动作中，在使所述复位开关成为关状态而使所述第2传输线处于悬浮电位状态之后，在使所述恒定电流电路元件成为开状态而向所述第1传输线供给恒定电流的状态下，将从所述像素选择单元所选择的所述单位像素输出到所述输出端子的信号噪声和信号读出到所述第1传输线。这样，通过所谓的恒定电流负荷型的读出方式，能够高精度地直接读出各单位像素的噪声信号与信号噪声和信号的差值。专利技术效果根据本专利技术，实现以下效果：即使在读出期间中像素输出发生变动也能够输出抗噪性高的信号。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的电路图。图2是示出包含图1的固体摄像装置所具有的像素的列电路的结构的电路图。图3是示出图1的固体摄像装置的动作的时序图。图4是示出本专利技术的第2实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的电路图。图5是示出包含图4的固体摄像装置所具有的像素的列电路的结构的电路图。图6是示出图4的固体摄像装置的动作的时序图。图7是示出图4的固体摄像装置的变形例的电路图。图8是示出包含图7的固体摄像装置所具有的像素的列电路的结构的电路图图9是示出图7的固体摄像装置的动作的时序图。图10是示出作为图1的固体摄像装置的变形例的电容负荷型的固体摄像装置的结构的电路图。图11是示出包含图10的固体摄像装置所具有的像素的列电路的结构的电路图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其具有：呈二维排列的多个单位像素，它们包含对入射光进行光电转换的光电转换元件；电荷转换元件和输出端子，它们按照多个像素组的每个像素组设置，其中，所述像素组包含一个以上的该单位像素，所述电荷转换元件将在该像素组内的各所述单位像素的所述光电转换元件中进行了光电转换后的信号电荷转换为电压或电流，所述输出端子能够单独输出在对该电荷转换元件进行复位时所产生的噪声信号以及将通过光电转换所产生的信号加在该噪声信号上而得到的信号噪声和信号；多条第1传输线，多个所述像素组的所述输出端子共同地连接至该第1传输线，该第1传输线能够保持基于从该输出端子输出的信号的电压；多条第2传输线，它们与该第1传输线并列地设置，能够保持电压；传输线间电容元件，其将该第2传输线和所述第1传输线连接起来；复位开关，其将各所述第2传输线复位为复位电压；读出开关，其设置在各所述第2传输线上；以及第3传输线，各所述第2传输线分别经由所述读出开关并联连接至该第3传输线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.19 JP 2012-0957851.一种固体摄像装置，其具有：呈二维排列的多个单位像素，它们包含对入射光进行光电转换的光电转换元件；电荷转换元件和输出端子，它们按照多个像素组的每个像素组设置，其中，所述像素组包含一个以上的该单位像素，所述电荷转换元件将在该像素组内的各所述单位像素的所述光电转换元件中进行了光电转换后的信号电荷转换为电压或电流，所述输出端子能够单独输出在对该电荷转换元件进行复位时所产生的噪声信号以及将通过光电转换所产生的信号加在该噪声信号上而得到的信号噪声和信号；多条第1传输线，多个所述像素组的所述输出端子共同地连接至该第1传输线，该第1传输线能够保持基于从该输出端子输出的信号的电压；多条第2传输线，它们与该第1传输线并列地设置，能够保持电压；传输线间电容元件，其将该第2传输线和所述第1传输线连接起来；复位开关，其将各所述第2传输线复位为复位电压；读出开关，其设置在各所述第2传输线上；以及第3传输线，各所述第2传输线分别经由所述读出开关并联连接至该第3传输线。2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，该固体摄像装置具有：像素选择单元，其选择从所述像素组的所述输出端子向所述第1传输线输出信号的所述单位像素；以及复位单元，其将各所述第1传输线复位为第1电压，该固体摄像装置进行噪声信号读出动作和信号噪声和信号读出动作，在所述噪声信号读出动作中，在使...

【专利技术属性】
技术研发人员：须川成利，赤羽奈奈，足立理，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，奥林巴斯医疗株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP