固态图像感测器件制造技术

在本发明专利技术的固态图像感测器件中，为了获取感测图像数据，使光电转换器断开开关导通以使强制复位开关进行复位，然后，在与光电转换器断开开关不连接的对数转换ＭＯＳ晶体管的端点处的电压被调控成根据其阈值电压对对数转换ＭＯＳ晶体管复位，然后送出一个与入射在光电转换器上的光量成比例的输出。另一方面，为了获取噪声数据，使光电转换器断开开关导通以使强制复位开关进行复位，然后使光电转换器断开开关截止，然后，在与光电转换器断开开关不连接的对数转换ＭＯＳ晶体管的端点处的电压被调控成根据其阈值电压对对数转换ＭＯＳ晶体管复位，然后送出一个与入射在光电转换器上的光量无关的输出。采用这种操作顺序，不用均匀光的辐照，即可以校正个体像素之间的灵敏度变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种其中个体像素之间的灵敏度的变化得到校正的固态图像感测器件。(2)
技术介绍
近年来，在具有诸如光电二极管之类的光电转换元件的固态图像感测器件领域，已经提出了输出通过以自然对数的方式转换入射光量而获得的电信号的固态图像感测器件(例如，参见JP-A-H11-313257)。在这样的对数转换固态图像感测器件中，在用于对数转换的个体MOS晶体管之间的阈值电压的变化导致个体像素之间的灵敏度产生变化，并最终导致在像素之间产生固定模式的噪声成份。作为改进，已经提出了使用在均匀的光辐照下所获得的感测图像数据作为校正实际感测到的图像用的校正噪声数据的对数转换图像感测器件。然而，对于这些使用在均匀的光照下所获得的感测图像数据作为校正实际感测到的图像用的校正噪声数据的对数转换图像感测器件，不能通过普通的图像感测来获得校正噪声数据。因此，为了实时地校正个体像素之间的灵敏度变化，需要获得一个帧(one frame worth)的在均匀光辐照之下的感测图像数据并将其存入帧存储器中。除此之外，温度和其它条件的变化会导致个体像素之间灵敏度的变化，因此，为了在温度和其它条件发生变化的情况下实时地校正个体像素之间灵敏度的变化，需要在不同的温度和条件下预先获取在均匀光辐照下所获得的感测图像数据。因此，为了存储在不同条件组合下所获得的感测图像数据，帧需要有大的容量。(3)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种其中不用均匀光辐照就能够校正个体像素之间的灵敏度变化的固态图像感测器件。为实现该目的，根据本专利技术，固态图像感测器件配设有一像素电路，且该像素电路配有光电转换器；对该光电转换器的输出进行对数转换且其栅极和漏极短路在一起的对数转换MOS晶体管；设置在光电转换器和对数转换MOS晶体管之间的光电转换器断开开关；在其导通时可将光电转换器和光电转换器断开开关之间的结点处的电压复位的强制复位开关；其可导通和截止并由此控制光电转换器断开开关和强制复位开关的控制器。这里，为了获取感测图像数据，使光电转换器断开开关导通以使强制复位开关执行复位操作，然后，对与光电转换器断开开关不连接的对数转换MOS晶体管的端点处的电压进行控制以使该对数转换MOS晶体管根据其阈值电压复位，然后送出一个与入射在光电转换器上的光量成比例的输出。另一方面，为了获取噪声数据，使光电转换器断开开关导通以使强制复位开关执行复位操作，然后使光电转换器断开开关截止，然后，对与光电转换器断开开关不连接的对数转换MOS晶体管的端点处的电压进行控制以使该对数转换MOS晶体管根据其阈值电压复位，然后送出一个与入射在光电转换器上的光量无关的输出。采用如上所述配置的固态图像感测器件，当获取感测图像数据时，获得与入射在光电转换器上的光量成比例的输出，并且，当获取噪声数据时，获得与入射在光电转换器上的光量无关的输出。因此，通过使用这些数据执行校正，即有可能不用均匀光的辐照而校正个体像素之间的灵敏度的变化。这消除了预先获得校正噪声数据的需要。此外，即使存在温度和其它条件的变化，也可以实时地获取校正噪声数据。不再需要给帧存储器的大容量以在其中存储在多种条件组合下获得的感测图像数据。在如上所述配置的固态图像感测器件中，获取一帧的感测图像数据的操作和获取一帧的噪声数据的操作可以交替地执行。或者，在如上述配置的固态图像感测器件中，获取多帧的感测图像数据的操作和获取一帧或多帧的噪声数据的操作可以交替地执行。如上所述配置的固态图像感测器件可配有作为像素电路的以矩阵排列的多个这样的像素电路。在这种情况下，获取一帧的感测图像数据的操作和获取一行噪声数据的操作被交替地执行，而与所获取的一行噪声数据有关的行依次改变，并且，在获取了一帧的所有行上的噪声数据之后，根据所有行上的噪声数据，生成一帧的噪声数据。这可使进行图像感测的帧频比交替执行获取一帧的感测图像数据的操作和获取一帧的噪声数据的操作时高，并且可使噪声数据的获取在没有帧丢失地情况下进行，而在交替地执行获取多帧的感测图像数据的操作和获取一帧或多帧的噪声数据的操作时会产生的帧丢失。或者，如上所述配置的固态图像感测器件可配有作为像素电路的以n行、m列矩阵(其中n和m为自然数)排列的多个这样的像素电路。在这种情况下，在获取了一帧的感测图像数据之后，首先，读出第k行(其中k是满足1≤k≤n的自然数)上的感测图像数据，然后，只获取第k行上的噪声数据，然后，在依次改变k值的同时，重复从第1行开始依次读取一帧数据的操作，并且，在获取了一帧的所有行上的噪声数据之后，根据所有行上的噪声数据，生成一帧的噪声数据。因此，与不获取噪声数据时相比，不能进行曝光的时间长度中所增加的仅仅是读出第k行上的一行感测图像数据的时段加上获取第k行上的一行噪声数据的时段。这有助于最大限度地缩短停歇时间。在上面的操作顺序中，在获得一帧的感测图像数据之后，首先，读出第k行(其中k是满足1≤k≤n的自然数)上的感测图像数据，然后，只获取第k行上的噪声数据，然后，执行从第1行开始依次读出一帧的数据的操作，例如，方式如下若k＝1，第一次读出的一行数据被分配给所生成的感测图像数据的第1行，第二次读出的一行数据被分配给所生成的噪声数据的第1行，第三次读出的一行数据到第(n+1)次读出的一行数据被依次分配给所生成的感测图像数据的第2行到第n行；若k＝2≤k≤n-1，第一次读出的一行数据被分配给所生成的感测图像数据的第k行，第二次读出的一行数据到第k次读出的一行数据被依次分配给所生成的感测图像数据的第1行到(k-1)，第(k+1)次读出的一行数据被分配给所生成的噪声数据的第k行，以及第(k+2)次读出的一行数据到第(n+1)次读出的一行数据被依次分配给所生成的感测图像数据的第(k+1)行到第n行；若k＝n，第一次读出的一行数据被分配给所生成的感测图像数据的第n行，第二次读出的一行数据到第n次读出的一行数据被分配给所生成的图像感测数据的第1行到第(n-1)行，第(n+1)次读出的一行数据被分配给所生成的噪声数据的第n行。(4)附图说明图1是示出根据本专利技术的固态图像感测器件的结构的例子的示意图；图2是示出图1所示的固态图像感测器件的像素电路的结构的示意图；图3是示出在获取感测图像数据时馈送给像素电路的信号的特性的时序图；图4是示出在获得噪声数据时馈送给像素电路的信号的特性的时序图；图5是示出由图2所示的像素电路处理曝光和数据读取时所采用的定时的示意图；以及图6是示出在本专利技术的第四个实施例中处理曝光和数据读取时所采用的定时的示意图。(5)具体实施方式以下将参照附图描述本专利技术的实施例。在图1中示出了根据本专利技术的固态图像感测器件的结构的一个例子。图1示出了以下内容标号G11到Gmn表示按行和列(矩阵)排列的像素。标号1表示通过把信号φV馈送给像素，并同时经由线4-1、4-2......和4-n把信号φVD馈送给像素，依次扫描行(线)3-1、3-2，......的垂直扫描电路。标号2表示以水平方向逐像素地依次读取从像素送出到输出信号线6-1、6-2......和6-m的光电转换信号的水平扫描电路。标号5表示电压源线。实际中，不止是上面提及的线3-1到3-n和4-1到4-n、输出信号线6-1到6-m以及电压源线5，而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像感测器件，包括：像素电路；其中所述像素电路包括：光电转换器；对数转换ＭＯＳ晶体管，其对所述光电转换器的输出进行对数转换，所述对数转换ＭＯＳ晶体管的栅极和漏极短路在一起；光电转换器断开开关， 其设置在所述光电转换器和所述对数转换ＭＯＳ晶体管之间；强制复位开关，在其导通时，将所述光电转换器和所述光电转换器断开开关之间的结点处的电压复位；以及控制器，其导通和截止并由此控制所述光电转换器断开开关和所述强制复位开关， 其中，为了获取感测图像数据，使所述光电转换器断开开关导通以使所述强制复位开关执行复位操作，然后，对与所述光电转换器断开开关不连接的对数转换ＭＯＳ晶体管的端点处的电压进行控制以使该对数转换ＭＯＳ晶体管根据其阈值电压复位，然后送出一个与入射 在所述光电转换器上的光量成比例的输出，以及其中，为了获取噪声数据，使所述光电转换器断开开关导通以使所述强制复位开关执行复位操作，然后使所述光电转换器断开开关切断，然后，对与所述光电转换器断开开关不连接的对数转换ＭＯＳ晶体管的端点处的 电压进行控制以使该对数转换ＭＯＳ晶体管根据其阈值电压复位，然后送出一个与入射在所述光电转换器上的光量无关的输出。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：角本兼一，K司隆努姆柴，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达控股株式会社，日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]