專利名稱：固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)成像裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，M0S型固態(tài)成像裝置已被廣泛用于數(shù)字照相機(jī)和掃描儀中。這部分地是 由于這種類型的裝置已能夠提供高的S/N比。為了提供高的S/N比，對(duì)于像素矩陣陣列的 各列的各讀出電路設(shè)置放大器是有用的。由于裝置通過(guò)各列處的放大器提供增益以抑制在 后級(jí)處給出增益，因此不必要放大在后級(jí)處發(fā)生的噪聲。因此，裝置可實(shí)現(xiàn)較高的S/N比。
在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-228457 (以下，稱為專利文獻(xiàn)1)中，多個(gè)列適于共 享通常對(duì)于各列設(shè)置的放大單元，使得電路元件的數(shù)量減少，由此減小芯片的面積。
如在專利文獻(xiàn)1中描述的那樣，當(dāng)對(duì)于放大單元執(zhí)行復(fù)位操作時(shí)，各采樣電容器 的放大單元側(cè)的電極的電勢(shì)經(jīng)由采樣開(kāi)關(guān)被固定到基準(zhǔn)電勢(shì)。通過(guò)同時(shí)對(duì)于第一和第二采 樣開(kāi)關(guān)執(zhí)行開(kāi)/關(guān)操作以將像素的復(fù)位信號(hào)寫(xiě)入各采樣電容器中，執(zhí)行用于以這種狀態(tài)將 來(lái)自像素的兩個(gè)列的光學(xué)信號(hào)保持到第一和第二采樣電容器中的箝位操作。以下，通過(guò)開(kāi) 操作接通開(kāi)關(guān)被稱為ON操作，并且通過(guò)關(guān)操作關(guān)斷開(kāi)關(guān)被稱為OFF操作。開(kāi)/關(guān)操作被稱 為ON/OFF操作。 在取消放大單元的復(fù)位并使像素進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)之后，通過(guò)接通/關(guān)斷第一采樣開(kāi) 關(guān)而從放大單元讀出第一列處的像素信號(hào)。在將放大單元再次復(fù)位之后，通過(guò)接通/關(guān)斷 第二采樣開(kāi)關(guān)而讀出第二列處的像素信號(hào)。ON/OFF操作由輸入各采樣開(kāi)關(guān)中的驅(qū)動(dòng)脈沖控 制。 在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2007-194720 (以下，稱為專利文獻(xiàn)2)中，公開(kāi)了這樣一 種配置，即，一行中的像素區(qū)域被分成第一組和第二組的兩組，使得同時(shí)執(zhí)行向第一組的存 儲(chǔ)單元的垂直傳送和用于從第二組的存儲(chǔ)單元讀出的水平傳送，并且同時(shí)執(zhí)行第二組的垂 直傳送和第一組的水平傳送。 形成共用節(jié)點(diǎn)的差分(differential)放大器電路的反相(inversion)輸入端子 和輸出端子在箝位操作期間被短路。例如，當(dāng)差分放大器電路是由MOS晶體管制成的差分 對(duì)時(shí)，輸出端子和與基準(zhǔn)電勢(shì)連接的非反相輸入端子通過(guò)MOS晶體管的柵極和漏極之間的 寄生電容相互電容耦合。由于基準(zhǔn)電勢(shì)布線通常被所有的差分放大器電路共享，因此，隨 著列數(shù)增加，與基準(zhǔn)電勢(shì)布線電容耦合的共用節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和在箝位操作期間執(zhí)行ON/OFF 操作的采樣開(kāi)關(guān)的數(shù)量均增加。因此，列數(shù)越多，則各共用節(jié)點(diǎn)的電壓變化使基準(zhǔn)電勢(shì)改 變得就越多。由于被改變的基準(zhǔn)電勢(shì)根據(jù)由基準(zhǔn)電壓源的驅(qū)動(dòng)力以及基準(zhǔn)電勢(shì)布線的寄 生電容和寄生電阻確定的時(shí)間常數(shù)而返回原始電勢(shì)，因此被改變的基準(zhǔn)電勢(shì)與上述共用節(jié) 點(diǎn)同樣地改變。由于在箝位操作期間共用節(jié)點(diǎn)伴隨基準(zhǔn)電勢(shì)的變化而改變，因此，共用節(jié) 點(diǎn)的上述變化被放大。即，具有越多的列數(shù)的大的固態(tài)成像裝置產(chǎn)生越大的固定模式噪聲 (fixedpattern noise)(以下，稱為FPN)。 當(dāng)在由專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的配置中對(duì)于兩個(gè)組分開(kāi)地執(zhí)行掃描時(shí)，可在同一組中出現(xiàn)上述問(wèn)題。 這里，上述問(wèn)題不限于出現(xiàn)在放大單元經(jīng)由開(kāi)關(guān)與采樣電容器連接的配置中。圖 14A專門(mén)示出上述的電路部分。如圖所示，由于連接在差分放大器電路的反相輸入端子和輸 出端子之間的復(fù)位開(kāi)關(guān)在箝位操作期間處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此兩個(gè)端子均被短路。由于非反 相輸入端子和反相輸入端子基本上(substantially)接地，因此差分放大器電路通過(guò)自身 調(diào)整輸出端子的電壓，以保持兩個(gè)端子處于相同的電勢(shì)。但是，如圖14B所示，能容易地理 解，對(duì)于基準(zhǔn)電壓源簡(jiǎn)單地(simply)與用于向采樣電容器的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平的復(fù) 位開(kāi)關(guān)連接的配置，也可出現(xiàn)所有的上述電勢(shì)變化。 鑒于上述問(wèn)題，提出本發(fā)明，并且，本發(fā)明的目的是，給固態(tài)成像裝置提供具有減 小的固定模式噪聲的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)成像裝置對(duì)于各組的信號(hào)保持單元，通過(guò)選擇單 元向預(yù)定數(shù)量的信號(hào)保持單元的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該固態(tài)成像裝置包 括多個(gè)信號(hào)保持單元，從像素的輸出節(jié)點(diǎn)向其各輸入節(jié)點(diǎn)供給信號(hào)；選擇單元，各與所述 信號(hào)保持單元中的各個(gè)對(duì)應(yīng)地布置，以傳送保持在所述信號(hào)保持單元中的信號(hào)；和多個(gè)基 準(zhǔn)電平供給單元，各與預(yù)定數(shù)量的所述信號(hào)保持單元對(duì)應(yīng)地布置，以通過(guò)所述選擇單元向 所述信號(hào)保持單元的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平，其中，該驅(qū)動(dòng)方法包括以下步驟在將基準(zhǔn)電 平從基準(zhǔn)電平供給單元通過(guò)選擇單元供給到輸出節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，一次對(duì)于所述信號(hào)保持單元 中的每一個(gè)或一次對(duì)于各組的所述信號(hào)保持單元，在分開(kāi)的(s印arate)定時(shí)中依次執(zhí)行 用于在信號(hào)保持單元中采樣和保持來(lái)自像素的信號(hào)的箝位操作；以及在分開(kāi)的定時(shí)中依次 執(zhí)行通過(guò)選擇單元來(lái)選擇信號(hào)保持單元的操作，以從選擇的信號(hào)保持單元依次讀出信號(hào)。
通過(guò)參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。 圖2示出像素的示例性配置。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的另一驅(qū)動(dòng)方法。 圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的另一驅(qū)動(dòng)方法。 圖7示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。 圖8示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 圖9示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。 圖10示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 圖11示出像素的另一示例性配置。 圖12示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 圖13是示出問(wèn)題的原因的示圖。 圖14A和圖14B是放大單元的電路圖和沒(méi)有放大電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明不被實(shí)施 例限制。(第一實(shí)施例) 圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。附圖標(biāo)記1表示M 行XN列的像素陣列，2表示形成像素陣列1的、用于執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換處理的像素，并且，像素 2-N-M表示M行N列處的像素。對(duì)于各像素輸出應(yīng)用各列共用的輸出線(以下，稱為共用輸 出線)，并且，從電流源3-1至3-N向各共用輸出線供給電流。附圖標(biāo)記4-1至4-(N/L)表示 箝位單元，各箝位單元可對(duì)于具有根據(jù)對(duì)各列輸出的像素的入射光量的幅度(amplitude) 的光學(xué)信號(hào)(以下，稱為S信號(hào))和對(duì)于像素的復(fù)位信號(hào)(以下，稱為N信號(hào))執(zhí)行差分 運(yùn)算放大，并且各箝位單元被各組的列(各組的L列)共享。第一到第L列共享箝位單元
4-1 、第L+l到第2L列共享箝位單元4-2.....并且第N-L+l到第N列共享箝位單元4-(N/
L)，因此箝位單元的總數(shù)為N/L。 附圖標(biāo)記5表示用于向箝位單元4供給基準(zhǔn)電勢(shì)(以下，稱為VREF)的基準(zhǔn)電勢(shì) 供給布線。附圖標(biāo)記6表示用于控制是否向箝位單元4供給基準(zhǔn)電平的控制信號(hào)布線(以 下，稱為cpCR)。附圖標(biāo)記7表示用于在共享的列之中選擇要輸出的列的驅(qū)動(dòng)布線組。形 成驅(qū)動(dòng)布線組7的驅(qū)動(dòng)布線的總數(shù)是由SW-1、 SW-2、. . . 、 SW-L構(gòu)成的L。
現(xiàn)在描述箝位單元4的示例性內(nèi)部配置。附圖標(biāo)記IO表示基準(zhǔn)電平供給單元；并 且，ll-l至L中的各個(gè)(each of 11-lto L)表示與各列的共用輸出線連接并用作信號(hào)保持 單元的箝位電容器。來(lái)自像素的輸出節(jié)點(diǎn)的信號(hào)被供給到信號(hào)保持單元的輸入節(jié)點(diǎn)。附圖 標(biāo)記12-1至L中的各個(gè)表示其端子中的一個(gè)相應(yīng)地與箝位電容器11-1至L中的各個(gè)連接 并用作選擇單元的選擇開(kāi)關(guān)。相應(yīng)地對(duì)于信號(hào)保持單元中的各個(gè)設(shè)置選擇開(kāi)關(guān)，以向后級(jí) 處的處理電路傳送保持在信號(hào)保持單元中的信號(hào)。 基準(zhǔn)電平供給單元10由放大電路形成。具體而言，在其中形成差分放大器電路13 以及差分放大器電路13的反相輸入端子和輸出端子之間的反饋路徑。在反饋路徑上設(shè)置 開(kāi)關(guān)15。與反饋路徑并聯(lián)設(shè)置的電路徑具有設(shè)置在其上的反饋電容器14。選擇開(kāi)關(guān)12-1 至L中的各個(gè)被驅(qū)動(dòng)布線SW-1至L中的各個(gè)相應(yīng)地控制，以向與其共同連接的差分放大器 電路13的反相輸入端子輸出來(lái)自所選擇的箝位電容器11-1至L中的各個(gè)的信號(hào)。向各差 分放大器電路13的非反相輸入端子供給基準(zhǔn)電勢(shì)VREF。這里，基準(zhǔn)電平供給單元10可如 圖14B所示的那樣具有沒(méi)有放大功能的簡(jiǎn)單配置。對(duì)于預(yù)定數(shù)量的信號(hào)保持單元設(shè)置基準(zhǔn) 電平供給單元，以經(jīng)由選擇開(kāi)關(guān)向信號(hào)保持單元的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平。
圖2示出像素2的配置的具體例子。附圖標(biāo)記21表示光電轉(zhuǎn)換元件；22表示用 于響應(yīng)傳送信號(hào)CpTX而傳送已在光電轉(zhuǎn)換元件21中轉(zhuǎn)換和積累的信號(hào)電荷的傳送開(kāi)關(guān)； 23表示用于將向其傳送的電荷轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)的浮置(floating)擴(kuò)散區(qū)域(以下，稱為 FD區(qū)域)。附圖標(biāo)記24表示用于至少向FD區(qū)域23供給復(fù)位電壓VRES的像素復(fù)位開(kāi)關(guān)； 25表示用于輸出來(lái)自FD區(qū)域23的電壓信號(hào)的像素源極跟隨器晶體管(以下，稱為SF)。 附圖標(biāo)記26表示通過(guò)用于選擇輸出行的行選擇信號(hào)VSEL而開(kāi)關(guān)的行選擇開(kāi)關(guān)。雖然這里 像素復(fù)位開(kāi)關(guān)和像素SF 25分別使漏極端子具有不同的電壓，但是，只要電路的動(dòng)態(tài)范圍不受影響，那么像素復(fù)位開(kāi)關(guān)和像素SF 25兩者可使相同的端子具有相同的電勢(shì)。在以下
的說(shuō)明書(shū)中，假定所有的開(kāi)關(guān)是NMOS晶體管，其當(dāng)各控制信號(hào)處于高電平時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)
(ON)，并當(dāng)各控制信號(hào)處于低電平時(shí)處于非導(dǎo)通狀態(tài)(0FF)。以下，不僅開(kāi)關(guān)的ON/OFF操作
而且操作為指示高/低的控制信號(hào)將被表達(dá)為控制信號(hào)的ON/OFF操作。 現(xiàn)在，參照?qǐng)D3的時(shí)序圖描述驅(qū)動(dòng)方法。雖然這里僅關(guān)于一個(gè)行描述操作，但是，
在實(shí)際情況中，當(dāng)各行的VSEL電壓變?yōu)楦邥r(shí)，對(duì)于該行重復(fù)相同的操作。 (N箝位時(shí)段(period))時(shí)間t0至t2 在時(shí)間tO處，(pRES-高，并且FD區(qū)域23處于其中FD區(qū)域23被固定到復(fù)位 電壓VRES的復(fù)位狀態(tài)中。當(dāng)(pCR脈沖上升為高并且開(kāi)關(guān)15被接通時(shí)，差分放大器電路 13的反相輸入端子和輸出端子被短路。差分放大器電路13進(jìn)入非反相輸入端子和反相輸 入端子基本上接地并且反相輸入端子具有基準(zhǔn)電勢(shì)VREF處的電壓的單增益(singlegain) 模式。在描述中將省略差分放大器電路的偏移(offset)。單增益模式還被用作用于輸出執(zhí) 行箝位操作時(shí)的基準(zhǔn)電平的模式。 在時(shí)間tl處，(pRES脈沖下降為低，并且FD區(qū)域23的復(fù)位被取消。由于(pTX 脈沖在該時(shí)刻為低，因此來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件21的信號(hào)還沒(méi)有被傳送，并且，F(xiàn)D區(qū)域23仍保 持在復(fù)位狀態(tài)中。在該時(shí)刻，被移動(dòng)(shift)像素SF 25的柵極和源極之間的電壓VGS的 電壓作為像素復(fù)位信號(hào)被輸出到共用輸出線。 當(dāng)要向SW-1供給的驅(qū)動(dòng)脈沖上升為高時(shí)，與各箝位單元4對(duì)應(yīng)的選擇開(kāi)關(guān)12-1 被接通，并且，箝位電容器ll-l的選擇開(kāi)關(guān)12-1側(cè)的端子(箝位電容器的輸出節(jié)點(diǎn))被固 定到VREF。然后，如上所述，箝位電容器ll-l的另一端子(箝位電容器的輸入節(jié)點(diǎn))被固 定到來(lái)自像素的復(fù)位信號(hào)。當(dāng)要向SW-1供給的驅(qū)動(dòng)脈沖下降為低時(shí)，箝位電容器11-1的 輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)入浮置狀態(tài)，并且復(fù)位信號(hào)被保持。該操作被稱為箝位操作。隨后，以相同的方
式依次對(duì)SW-2.....SW-L重復(fù)該操作，使得在各箝位電容器11中對(duì)各列的像素復(fù)位信號(hào)
(VN)進(jìn)行箝位。S卩，在經(jīng)由選擇開(kāi)關(guān)12-1從基準(zhǔn)電平供給單元10向采樣電容器的輸出節(jié) 點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平的同時(shí)，對(duì)于各采樣電容器在分開(kāi)的定時(shí)依次執(zhí)行用于在采樣電容器中采 樣和保持來(lái)自像素的信號(hào)的箝位操作。換句話說(shuō)，在實(shí)施例中，一次(at once)只使得與相 同的差分放大器電路13連接的選擇開(kāi)關(guān)中的一個(gè)執(zhí)行0N/0FF操作。在整個(gè)固態(tài)成像裝置 中，使得一次執(zhí)行ON/OFF操作的選擇開(kāi)關(guān)的數(shù)量限于N/L。因此，該方法可減少FPN。
在時(shí)間T = t2處，(pCR脈沖下降為低，并且差分放大器電路13將模式從單增益 模式切換到用于根據(jù)放大器增益6=(箝位電容器的電容值)/(反饋電容器的電容值)而 放大信號(hào)的放大模式。即，差分放大器電路13適于能夠通過(guò)在用于輸出基準(zhǔn)電平的模式和 放大模式之間切換模式而操作，在所述放大模式中，放大因子由被假定為輸入電容的采樣 電容器的電容值與反饋電容器的電容值的比而確定。
—直到這里的時(shí)段被統(tǒng)稱為N箝位時(shí)段。 [OO"](電荷傳送時(shí)段)時(shí)間t3至t4 (pTX脈沖上升為高，在光電轉(zhuǎn)換元件21中積累的信號(hào)電荷被傳送到FD區(qū)域23， 在FD區(qū)域23中，信號(hào)電荷根據(jù)FD區(qū)域23的電容值被轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。與像素被復(fù)位的 情況類似，從該電壓移動(dòng)VGS的電壓作為像素光學(xué)信號(hào)(VS)被輸出到共用輸出線。由于箝
6位電容器11的輸出節(jié)點(diǎn)在該時(shí)刻浮置，因此箝位電容器11的輸出節(jié)點(diǎn)為VREF-A VS。這 里，假定AVS = VN-VS。然后，隨后終止cpTX脈沖。 [OO43] (S讀出時(shí)段)時(shí)間t4至t5 在cpTX脈沖被終止之后，要向SW-1供給的驅(qū)動(dòng)脈沖上升為高。由于差分放大器 電路13在該時(shí)刻處于放大模式中，因此從差分放大器電路13輸出作為幅度A VS乘以放大
器增益G的幅度G' AVS。此后是以相同的方式對(duì)SW-2.....SW-L依次重復(fù)的操作，并且，
從各列輸出的像素信號(hào)被放大和輸出。即，通過(guò)在用于選擇采樣電容器的選擇操作中依次 向各選擇開(kāi)關(guān)供給接通脈沖，依次從所選擇的箝位電容器讀出信號(hào)。
該時(shí)段被統(tǒng)稱為S讀出時(shí)段。 [OO46](復(fù)位和積累時(shí)段)時(shí)間t6_ CpRES脈沖和(pTX脈沖上升為高，并且，F(xiàn)D區(qū)域23和光電轉(zhuǎn)換元件21被復(fù)位。
隨后，(pTX脈沖下降為低，并且，在光電轉(zhuǎn)換元件21中積累開(kāi)始。 通過(guò)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)12在實(shí)施例的N箝位時(shí)段期間依次操作的同時(shí)限制一次執(zhí)行0N/ OFF操作的選擇開(kāi)關(guān)的數(shù)量，可以抑制電壓的變化。 在專利文獻(xiàn)1描述的固態(tài)成像裝置的情況下，要添加到各驅(qū)動(dòng)布線的寄生電容取 決于如下而不同形成各自的采樣開(kāi)關(guān)的晶體管的閾值的變動(dòng)、用于供給驅(qū)動(dòng)各采樣開(kāi)關(guān) 的驅(qū)動(dòng)脈沖的布線布局的非對(duì)稱性等。這是各自的驅(qū)動(dòng)脈沖的實(shí)際波形相互稍微不同的原 因。布線布局的非對(duì)稱性的原因包含由于輸入焊盤(pán)(pad)位置的多樣化(variety)而導(dǎo)致 的布線長(zhǎng)度的多樣化。上述差異包含諸如各驅(qū)動(dòng)脈沖的上升或下降梯度(gradient)的波 形的差異、各驅(qū)動(dòng)脈沖的延遲量的差異等。如在背景技術(shù)中提到的那樣，雖然各自的驅(qū)動(dòng)脈 沖本質(zhì)上需要在箝位操作期間處于相同的波形，但是，由于波形和延遲量的差異，箝位操作 期間各自的采樣開(kāi)關(guān)的保持定時(shí)實(shí)際上不匹配。 在由例如MOS晶體管制成的開(kāi)關(guān)的情況下，由于諸如時(shí)鐘饋通(clock feed
through)或電荷注入的現(xiàn)象，當(dāng)開(kāi)關(guān)被關(guān)斷時(shí)，源極和漏極的節(jié)點(diǎn)電壓改變。 如果箝位操作期間各自的采樣開(kāi)關(guān)的保持定時(shí)完全匹配，那么電壓的變化均等地
影響各自的采樣電容器。因此，所述變化作為偏移分量均勻地疊加于各自的采樣電容器上。
只要對(duì)于放大電路和后級(jí)電路保證足夠的動(dòng)態(tài)范圍，那么均勻疊加的偏移分量就不是大的問(wèn)題。 例如，如果使用在專利文獻(xiàn)1中描述的、其中非反相輸入端子與基準(zhǔn)電勢(shì)連接的 差分放大器電路，那么多個(gè)采樣電容器經(jīng)由采樣開(kāi)關(guān)與差分放大器電路的反相輸入端子連 接。由于反相輸入端子的電壓相對(duì)于非反相輸入端子基本上接地，因此差分放大器電路通 過(guò)自身將由于箝位操作期間采樣開(kāi)關(guān)的關(guān)斷操作導(dǎo)致的變化量返回基準(zhǔn)電勢(shì)值。參照?qǐng)D13 描述該現(xiàn)象。在圖13中，SAMPLE l表示要供給到第一采樣開(kāi)關(guān)的脈沖，SAMPLE 2表示要供 給到第二開(kāi)關(guān)的脈沖，并且，共用節(jié)點(diǎn)表示與差分放大器電路的反相輸入端子和采樣電容 器的輸出節(jié)點(diǎn)連接的節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)變化。由于多個(gè)采樣電容器的輸出節(jié)點(diǎn)與其連接，因此這 里所述節(jié)點(diǎn)被稱為共用。 圖13示出SAMPLE 1和SAMPLE 2中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形不匹配的情況。對(duì)于SAMPLE 1的關(guān)斷操作導(dǎo)致共用節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)變化。被改變的電勢(shì)根據(jù)由差分放大器電路和共用節(jié) 點(diǎn)中的寄生元件確定的時(shí)間常數(shù)而返回基準(zhǔn)電勢(shì)。如果在共用節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)已完全返回基準(zhǔn)電勢(shì)之前對(duì)于SAMPLE 2執(zhí)行關(guān)斷操作，那么如圖所示的那樣，對(duì)于第一采樣電容器和第二采樣電容器保持不同的值。已假定采樣開(kāi)關(guān)是NMOS晶體管并且在負(fù)側(cè)出現(xiàn)電勢(shì)變化。還假定兩個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖都理想地垂直下降，僅具有一延遲。對(duì)于各采樣電容器不同的偏移作為FPN(固定模式噪聲)被從放大單元放大并且輸出。FPN使固態(tài)成像裝置取得的圖像質(zhì)量劣化。對(duì)于驅(qū)動(dòng)布線設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生電路。隨著驅(qū)動(dòng)布線上的位置變得離產(chǎn)生電路更遠(yuǎn)一個(gè)列，采樣開(kāi)關(guān)的輸入電容、列間距(Pitch)的布線電容和布線電阻作為負(fù)載電容相對(duì)于驅(qū)動(dòng)布線而增加。由于電容和電阻如分布常數(shù)那樣逐步增加，因此，與接近產(chǎn)生電路的區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)脈沖波形相比，離產(chǎn)生電路一段距離的區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)脈沖波形被延遲，并且采取更鈍的形狀。因此，較接近產(chǎn)生電路的區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)脈沖被較早地保持，并且，離產(chǎn)生電路較遠(yuǎn)的區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)脈沖被晚些保持。即，F(xiàn)PN如在原點(diǎn)在第一列處的陰影(shading)形狀中那樣被疊加。 為了抑制共用節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的變化，僅需要在由對(duì)選擇開(kāi)關(guān)12-1的關(guān)斷操作引起的共用節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的電壓變化已穩(wěn)定下來(lái)并且已恢復(fù)理想電壓值之后，向下一 SW-2供給驅(qū)動(dòng)脈沖。在這種控制下，可以在箝位電容器11-2中執(zhí)行箝位操作，而不被由前面的選擇開(kāi)關(guān)12-1的操作引起的電壓變化所影響。即，可通過(guò)使依次操作的驅(qū)動(dòng)脈沖之間的間隔大于一定的時(shí)間段，進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。該一定的時(shí)間段取決于從基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的布線和電壓源決定的時(shí)間常數(shù)、以及各差分放大器電路13的時(shí)間常數(shù)。例如，如果基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的布線寄生電容是10nF，電壓源的驅(qū)動(dòng)電流為100 y A，并且電壓的變化量是lOmV，那么選擇信號(hào)之間的間隔大于約IP秒。 圖4是示出另一驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。由于配置、控制信號(hào)等與圖l所示的相同，因
此它們的描述被省略。由于圖4與圖3的不同之處僅在于在箝位時(shí)段期間要向選擇開(kāi)關(guān)供
給的驅(qū)動(dòng)脈沖，因此專門(mén)對(duì)N箝位時(shí)段進(jìn)行描述。 一直到時(shí)間tl的操作與圖3所示的相同。
在(pCR脈沖上升為高之后，SW-1和SW-2同時(shí)執(zhí)行ON/OFF操作，由此，在箝位電容器11_1
和11-2中對(duì)來(lái)自像素的信號(hào)進(jìn)行箝位。其后是響應(yīng)于分別由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)布線供給的驅(qū)動(dòng)脈
沖由兩個(gè)信號(hào)保持單元同時(shí)執(zhí)行的箝位操作。該操作也可同時(shí)由兩個(gè)或更多個(gè)組群(set)
執(zhí)行。即，在箝位操作期間，對(duì)于多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)在分開(kāi)的定時(shí)依次終止要供給到選擇開(kāi)關(guān)的
接通脈沖。為了使得各自組群的選擇開(kāi)關(guān)中的偏移量盡可能地均勻，更希望對(duì)于所有的組
群使構(gòu)成組群的開(kāi)關(guān)的數(shù)量相同，由此，希望該數(shù)量為L(zhǎng)的約數(shù)。 可通過(guò)使得多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)同時(shí)操作，來(lái)縮短N(yùn)箝位時(shí)段的時(shí)間。 為了在實(shí)施例中進(jìn)一步減少FPN，以下是有效的例如通過(guò)增加或添加基準(zhǔn)電勢(shì)
VREF的接地電容，或通過(guò)使用具有較大驅(qū)動(dòng)力的基準(zhǔn)電壓源使得基準(zhǔn)電勢(shì)在較短時(shí)間內(nèi)從
被改變的電勢(shì)恢復(fù)，來(lái)抑制基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的變化量。必須根據(jù)其上安裝固態(tài)成像裝置的系
統(tǒng)所允許的FPN水平以及需要的讀出時(shí)間，來(lái)選擇驅(qū)動(dòng)方法或附加措施。 如上所述，本發(fā)明的第一實(shí)施例可提供這樣的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其可通
過(guò)限制在箝位操作期間同時(shí)執(zhí)行ON/OFF操作的選擇開(kāi)關(guān)的數(shù)量來(lái)抑制FPN。該實(shí)施例可通
過(guò)使得依次操作的選擇開(kāi)關(guān)之間的間隔大于一定的時(shí)間段來(lái)進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。(第二實(shí)施例) 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。由于配置、控制信號(hào)等與第一實(shí)施例的那些相同，因此它們的描述被省略。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處僅在于N箝位時(shí)段期間的選擇信號(hào)的操作。 一直到時(shí)間tl的操作與第一實(shí)施例的相同。在CpCR脈沖上升為高之后，要供給到所有的SW-1至L的驅(qū)動(dòng)脈沖同時(shí)上升。然后，要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖下降為低，并且，在箝位電容器ll-l中保持像素復(fù)位信號(hào)。
隨后，要供給到SW-2.....SW-L的驅(qū)動(dòng)脈沖被依次終止，由此在各箝位電容器中對(duì)來(lái)自各
列的像素復(fù)位信號(hào)(VN)進(jìn)行箝位。即，在箝位操作期間要供給到選擇開(kāi)關(guān)的接通脈沖相對(duì)于所有的選擇開(kāi)關(guān)同時(shí)上升，并且對(duì)于各選擇開(kāi)關(guān)被依次終止。 如上所述，觸發(fā)FPN的電壓變化由箝位操作中要供給到選擇開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖的終止定時(shí)差異導(dǎo)致。在要供給到選擇開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖的高時(shí)段期間，即，在采樣操作期間，如果箝位電容器的輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)以及基準(zhǔn)電勢(shì)VREF是穩(wěn)定的，那么信號(hào)可被正常采樣，并且，由此，采樣操作可進(jìn)行到下一保持操作。如圖5所示，要供給到所有的選擇開(kāi)關(guān)SW-1至L的驅(qū)動(dòng)脈沖同時(shí)上升為高，并且，在預(yù)定時(shí)段之后，要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖被終止為低，由此像素復(fù)位信號(hào)被保持。所述預(yù)定時(shí)段應(yīng)為箝位電容器的輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)以及基準(zhǔn)電勢(shì)VREF變得穩(wěn)定的時(shí)段。然后，由要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖的終止操作引起的箝位電容器的輸出節(jié)點(diǎn)以及基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的電壓變化被穩(wěn)定下來(lái)。應(yīng)進(jìn)行控制，以在電壓已返回理想的電壓值之后，對(duì)于要供給到作為下一驅(qū)動(dòng)布線的SW-2的驅(qū)動(dòng)脈沖執(zhí)行終止操作。在這種控制下，可以執(zhí)行保持操作，而不被由供給到前面的選擇開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖引起的電壓變化所影響。來(lái)自電壓變化的影響如果沒(méi)有被完全穩(wěn)定下來(lái)，僅需要被減小。艮P，可通過(guò)使要供給到依次執(zhí)行保持操作的選擇開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖的終止之間的間隔大于一定的時(shí)間段，來(lái)抑制FPN的出現(xiàn)?？扇Q于從基準(zhǔn)電勢(shì)VREF的布線及其電壓源確定的時(shí)間常數(shù)、以及各差分放大器電路13的時(shí)間常數(shù)，來(lái)確定該一定的時(shí)間段。 與第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例可進(jìn)一步減少N箝位時(shí)段的時(shí)間。這可有助于加速圖像拾取操作。 圖6是示出第二實(shí)施例的另一驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。由于配置、控制信號(hào)等與圖1所示的相同，因此它們的描述被省略。在該驅(qū)動(dòng)方法中，用于所有選擇開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)脈沖在箝位操作期間同時(shí)上升，并且，通過(guò)對(duì)于各組的選擇開(kāi)關(guān)依次終止驅(qū)動(dòng)脈沖來(lái)執(zhí)行保持操作。通過(guò)以這種方式驅(qū)動(dòng)，減小FPN的效果被限制，并且，整個(gè)信號(hào)讀出時(shí)段可被進(jìn)一步減小。
(第三實(shí)施例) 圖7示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。與第一實(shí)施例的圖l所示的組件共同的組件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且它們的描述被省略。附圖標(biāo)記ioi表示M(行)XN(列)的像素陣列，其與圖l所示的像素陣列1的不同之處在于，對(duì)于各像素相應(yīng)地設(shè)置輸出線，并且，各輸出線相應(yīng)地提供有電流源3-1-1至3-N-M中的各個(gè)。附圖標(biāo)記104-1至N表示箝位單元，這些箝位單元中的每一個(gè)與圖1所示的箝位單元4的不同之處在于，各單元被來(lái)自M行的像素的輸出線共享，這意味著M(行)XN(列)的固態(tài)成像裝置具有N個(gè)箝位單元。除了箝位電容器11和選擇開(kāi)關(guān)12的數(shù)量不是L而是與像素陣列的行數(shù)相同的M以外，箝位單元104的內(nèi)部配置與圖1所示的相同。因此，選擇信號(hào)組107中的選擇信號(hào)的數(shù)量也不是L，而是與行數(shù)相同的M?？梢栽诰哂卸喾N不同的譜(spectral)特性的彩色線傳感器(line sensor)中使用這種配置。彩色線傳感器具有多行的像素，并且，與對(duì)于各行讀出的面?zhèn)鞲衅鞯牟煌幵谟?，彩色線傳感器可從所有的像素同時(shí)且集體讀出。
雖然圖中沒(méi)有示出，但是形成像素陣列101的像素102的內(nèi)部配置與圖2所示的內(nèi)部配置相同。可以使用與圖2所示的配置相同的配置，但也可以采用沒(méi)有行選擇開(kāi)關(guān)26的配置。 圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)序圖。圖8與圖3的不同之處在于選擇信號(hào)的數(shù)量，所述選擇信號(hào)在這里為SW-1至M。由于具體的操作與圖3所示的相同，因此其描述在這里被省略。 作為實(shí)施例的另一驅(qū)動(dòng)方法，雖然圖中沒(méi)有示出，但是存在如圖5所示的那樣同時(shí)升高要供給到N箝位時(shí)段期間的驅(qū)動(dòng)布線SW-1至M的驅(qū)動(dòng)脈沖并在終止驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)依次執(zhí)行保持操作的配置。 作為另一驅(qū)動(dòng)方法，雖然圖中沒(méi)有示出，但是存在如圖4或圖6所示的那樣使得一定數(shù)量的驅(qū)動(dòng)脈沖的組能夠執(zhí)行箝位操作的配置。 與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例同樣，可通過(guò)在N箝位時(shí)段期間的驅(qū)動(dòng)脈沖的依次操作之間設(shè)定一定的間隔，來(lái)進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。 如上所述，在第三實(shí)施例中，在同時(shí)且集體讀出所有像素的配置中，也可通過(guò)限制在箝位操作期間同時(shí)執(zhí)行ON/OFF操作的選擇開(kāi)關(guān)的數(shù)量，來(lái)提供可減少FPN的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。另外，可通過(guò)使得依次操作的驅(qū)動(dòng)脈沖之間的間隔大于一定的時(shí)間段，來(lái)進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。
(第四實(shí)施例) 圖9示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示例性配置。與圖1所示的組件共同的組件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且它們的描述被省略。圖9與圖1的不同之處在于驅(qū)動(dòng)布線組207中的驅(qū)動(dòng)布線的數(shù)量以及驅(qū)動(dòng)布線與箝位單元4-1至4-N的對(duì)應(yīng)性。驅(qū)動(dòng)布線的數(shù)量是與圖1中的L不同的2L。像素陣列1被分成兩個(gè)區(qū)域，使得驅(qū)動(dòng)布線SW-1至L與連接一個(gè)區(qū)域的列的箝位單元4連接，而驅(qū)動(dòng)布線SW2-1至L與連接另一區(qū)域的列的箝位單元4連接。像素陣列可以在中心處以左右被劃分，或者可以通過(guò)交替的(alternative)列被劃分成多個(gè)區(qū)域。雖然在實(shí)施例中像素陣列被劃分成兩個(gè)，但是它可以被劃分成任意數(shù)量。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)布線的數(shù)量也是一定的劃分?jǐn)?shù)的倍數(shù)。這里，在本描述中，假定像素陣列以左右被劃分，左半部分被稱為第一組，右半部分被稱為第二組。
附圖標(biāo)記210-1至210-N表示用于保持來(lái)自箝位單元4_1至4_N的輸出信號(hào)的存儲(chǔ)單元。附圖標(biāo)記211表示用于控制對(duì)于第一組和第二組中的存儲(chǔ)單元210的采樣和保持
操作的存儲(chǔ)控制信號(hào)線(以下，第一組中的存儲(chǔ)控制信號(hào)被稱為cpCTl，第二組中的存儲(chǔ)
控制信號(hào)被稱為CpCT2)。附圖標(biāo)記212-1至212-N表示用于控制保持在各自的存儲(chǔ)單元210-1至210-N中的信號(hào)的讀出的移位寄存器。附圖標(biāo)記213表示水平輸出線，214-1至214-N表示用于響應(yīng)來(lái)自移位寄存器212的控制信號(hào)而向水平輸出線213讀出保持在存儲(chǔ)單元中的信號(hào)的讀出開(kāi)關(guān)。附圖標(biāo)記215表示用于放大和輸出水平輸出線的信號(hào)的輸出電路。 將基于圖10所示的時(shí)序圖描述圖9所示的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
(N箝位時(shí)段)時(shí)間t20至t22 在N箝位時(shí)段期間同時(shí)操作的驅(qū)動(dòng)布線組群是SW-l和SW2-l、SW-2和SW2-2、...、SW-L和SW2-L。通過(guò)該配置，在一個(gè)基準(zhǔn)電平供給單元10中一次只有一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)12執(zhí)
10行ON/OFF操作。在第三實(shí)施例中，如果制作在N箝位時(shí)段期間同時(shí)操作的驅(qū)動(dòng)布線組群，
那么在一個(gè)箝位單元4中多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)同時(shí)執(zhí)行ON/OFF操作。這會(huì)增加FPN，但是，可如在
本實(shí)施例中那樣通過(guò)同時(shí)驅(qū)動(dòng)來(lái)自不同組群的選擇開(kāi)關(guān)來(lái)抑制其有害影響。 如在第一到第三實(shí)施例中那樣，可通過(guò)在N箝位時(shí)段期間的驅(qū)動(dòng)布線的依次操作
之間設(shè)定一定的間隔，來(lái)進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。 (S讀出時(shí)段)時(shí)間t22至t29 現(xiàn)在描述S讀出時(shí)段。 一直到第三實(shí)施例，直到從箝位單元輸出的操作已被描述。
由于在本實(shí)施例的描述中也包含其后的操作，因此，通過(guò)將時(shí)段分成作為垂直傳送時(shí)段的
直到經(jīng)由差分放大器電路13從各自的箝位電容器11向存儲(chǔ)單元210-1至210-N寫(xiě)入的時(shí)
段、和作為水平傳送時(shí)段的直到經(jīng)由水平輸出線213從存儲(chǔ)單元210-1至210-N及從輸出
電路215輸出的時(shí)段，來(lái)描述所述操作。由于時(shí)間t22至t23期間的電荷傳送時(shí)段與直到
第三實(shí)施例描述的那些相同，因此其描述被省略。(第一次的第一組垂直傳送時(shí)段)時(shí)間t23至t24 當(dāng)要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖上升為高時(shí)，從差分放大器電路13輸出保持在第一
組中的箝位單元4中每一個(gè)的箝位電容器ii-i中的像素信號(hào)。通過(guò)使要供給到cpCTl的
脈沖同時(shí)升高為高，來(lái)自差分放大器電路13的輸出信號(hào)被寫(xiě)入第一組中的存儲(chǔ)單元210-1中。然后，通過(guò)將要供給到sw-i和cpCTl的脈沖終止為低，決定存儲(chǔ)單元210-1中的保持值。這里，可首先升高要供給到cpCTl的脈沖和要供給到sw-i的脈沖中的任一個(gè)。同樣地，可首先終止脈沖中的任一個(gè)。如果考慮到選擇開(kāi)關(guān)12-1的ON/OFF操作的電勢(shì)變化對(duì)于輸
出信號(hào)將施加的影響，那么希望在要供給到sw-i的脈沖的終止之后終止要供給到cpCTl的脈沖。以下，其它采樣信號(hào)與要供給到cpCTl或cpCT2的脈沖之間的在升高和終止時(shí)間
方面的關(guān)系與這里描述的那些相同。(第一次的第二組垂直傳送時(shí)段和第一次的第一組水平傳送時(shí)段)時(shí)間t24至t25 當(dāng)SW-(L+1)和(pCT2執(zhí)行ON/OFF操作時(shí)，在存儲(chǔ)單元210_1中寫(xiě)入第二組中的箝位電容器ll-l的信號(hào)值。在同一時(shí)段中，根據(jù)來(lái)自第一組中的移位寄存器212的移位時(shí)鐘，從第一組中的存儲(chǔ)單元210-1向水平輸出線讀出信號(hào)并經(jīng)由輸出電路215輸出它。這里，移位時(shí)鐘在圖10中被表示為(pSR。(第二次的第一組垂直傳送時(shí)段和第一次的第二組水平傳送時(shí)段)時(shí)間t25至t26 當(dāng)SW-2和CpCTl執(zhí)行0N/0FF操作時(shí)，在存儲(chǔ)單元210_2中寫(xiě)入第一組中的箝位電容器11-2的信號(hào)值。另外，根據(jù)來(lái)自第二組中的移位寄存器的移位時(shí)鐘，讀出保持在第二組中的存儲(chǔ)單元210-2中的信號(hào)。這里，進(jìn)行控制，以在第一組中的最后的移位時(shí)鐘和第二組中的移位時(shí)鐘之間不產(chǎn)生間隔，以下，在時(shí)間t27之后，還通過(guò)同時(shí)執(zhí)行垂直傳送和水平傳送來(lái)讀出所有像素的信號(hào)。 當(dāng)考慮在第一到第三實(shí)施例中描述的驅(qū)動(dòng)方法中執(zhí)行直到水平讀出時(shí)，相應(yīng)的水平讀出需要在垂直傳送之后被執(zhí)行。出于這種目的，水平讀出需要被中斷以執(zhí)行下一垂直傳送，這引起延長(zhǎng)總讀取時(shí)間的問(wèn)題。通過(guò)如在本實(shí)施例中那樣驅(qū)動(dòng)，可以連續(xù)執(zhí)行水平讀出，并且還可抑制在N箝位時(shí)段期間出現(xiàn)的FPN。雖然在本實(shí)施例中在N箝位時(shí)段期間對(duì)于 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)布線同時(shí)執(zhí)行ON/OFF操作，但是，可以對(duì)于每一個(gè)驅(qū)動(dòng)布線或者同時(shí)地三個(gè)或更 多個(gè)驅(qū)動(dòng)布線的各組執(zhí)行ON/OFF操作。 作為本實(shí)施例的另一例子，如在第三實(shí)施例中那樣，即使需要集體讀出所有像素 的線傳感器也可執(zhí)行相同的驅(qū)動(dòng)。 如上所述，在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，通過(guò)將像素區(qū)域分成兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域并
交替讀出像素信號(hào)，可以讀出像素信號(hào)而不在水平傳送時(shí)段中產(chǎn)生任何額外的間隔。由于
即使在兩個(gè)或更多個(gè)被形成組以同時(shí)執(zhí)行箝位操作的情況下一個(gè)箝位單元也一次具有一
個(gè)執(zhí)行ON/OFF操作的選擇開(kāi)關(guān)，因此，與不劃分像素區(qū)域而執(zhí)行讀出的情況相比，可以進(jìn)
一步抑制FPN。(第五實(shí)施例) 圖11示出在從第一到第四的所有實(shí)施例中可被圖2所示的電路替代的像素的另 一示例性配置。圖11與圖2的不同之處在于，圖11沒(méi)有傳送開(kāi)關(guān)22。在光電轉(zhuǎn)換元件21 中產(chǎn)生的電荷根據(jù)從光電轉(zhuǎn)換元件21、復(fù)位開(kāi)關(guān)24、像素SF 25和布線確定的寄生電容被 轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)由像素SF 25從輸出線被輸出。這里，作為例子，關(guān)于對(duì)于圖l所示的第 一實(shí)施例應(yīng)用該示例性配置的情況進(jìn)行描述。這里省略關(guān)于其它實(shí)施例的描述。將參照?qǐng)D 12所示的時(shí)序圖描述本實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
(S箝位時(shí)段)時(shí)間t10至tll 在時(shí)間t10處，要供給到(pCR的脈沖上升為高，并且，差分放大器電路13進(jìn)入單
增益模式，并且，反相輸入端子的電壓變?yōu)榛鶞?zhǔn)電勢(shì)VREF。 在各列中經(jīng)由像素SF 25和共用輸出線向各箝位電容器11的輸入節(jié)點(diǎn)供給像素 光學(xué)信號(hào)(VS)。當(dāng)要供給到SW-1的脈沖上升為高時(shí)，箝位電容器11-1的輸入節(jié)點(diǎn)被固定 為VREF。響應(yīng)要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖終止為低，完成箝位電容器11-1中的箝位操作。
隨后，以相同的方式對(duì)于SW-2.....SW-L依次重復(fù)該操作，使得在各箝位電容器11中對(duì)各
列的像素光學(xué)信號(hào)(VS)進(jìn)行箝位。 在時(shí)間tll處，要供給到(pCR的脈沖終止為低，并且，差分放大器電路13將模式
變?yōu)榉糯竽Ｊ?。直到這里的時(shí)段被統(tǒng)稱為S箝位時(shí)段。 當(dāng)在本實(shí)施例所示的像素配置中執(zhí)行信號(hào)讀出時(shí)，在S箝位時(shí)段期間同時(shí)執(zhí)行 0N/0FF操作的選擇開(kāi)關(guān)的數(shù)量影響FPN的大小。如上所述，可通過(guò)將同時(shí)操作的選擇開(kāi)關(guān) 的數(shù)量限制為N/L來(lái)減少FPN。
(復(fù)位和N讀出時(shí)段)時(shí)間t12至t15 在時(shí)間tl2處，要供給到CpRES的脈沖上升為高，并且，光電轉(zhuǎn)換元件21被復(fù)位。
在各列中經(jīng)由像素SF 25和共用輸出線向各箝位電容器11的輸入節(jié)點(diǎn)供給像素復(fù)位信 號(hào)(VN)。由于箝位電容器11的輸出節(jié)點(diǎn)在該時(shí)刻浮置，因此箝位電容器11的輸出節(jié)點(diǎn)為 VREF-AVN。這里，AVN = VS_VN。 當(dāng)在時(shí)間t13處要供給到SW-1的驅(qū)動(dòng)脈沖上升為高時(shí)，由于差分放大器電路13 處于放大模式中，因此從差分放大器電路輸出作為幅度AVN乘以放大器增益G的幅度
G* AVN。隨后，以相同的方式對(duì)于SW-2.....SW-L依次重復(fù)該操作，使得從各列輸出的像
素信號(hào)被放大和輸出。從時(shí)間t13到t14的時(shí)段被統(tǒng)稱為N讀出時(shí)段。
12
在時(shí)間ti5處，要供給到cpRES的脈沖被終止為低，并且，在光電轉(zhuǎn)換元件21中
開(kāi)始積累。 與第一實(shí)施例同樣，可通過(guò)使得S箝位時(shí)段期間的選擇開(kāi)關(guān)12的依次操作之間的 間隔大于一定的時(shí)間段，來(lái)進(jìn)一步抑制FPN的出現(xiàn)。并且，與第一實(shí)施例同樣，也可通過(guò)使 得任意組群的選擇開(kāi)關(guān)同時(shí)操作來(lái)減少S箝位時(shí)段的時(shí)間。 如上所述，在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，也可在另一像素配置中提供具有與在第一 到第四實(shí)施例中示出的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法。 雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開(kāi)的示例性 實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的 結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)成像裝置包括多個(gè)信號(hào)保持單元，各具有輸入節(jié)點(diǎn)，從像素的輸出節(jié)點(diǎn)向所述輸入節(jié)點(diǎn)供給信號(hào)；選擇單元，各與所述信號(hào)保持單元中的各個(gè)對(duì)應(yīng)地布置，以傳送保持在所述信號(hào)保持單元中的信號(hào)；和多個(gè)基準(zhǔn)電平供給單元，各與預(yù)定數(shù)量的所述信號(hào)保持單元對(duì)應(yīng)地布置，以通過(guò)所述選擇單元向所述信號(hào)保持單元的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平，其中，所述驅(qū)動(dòng)方法包括以下步驟通過(guò)一次對(duì)于所述選擇單元中的每一個(gè)或一次對(duì)于各組的所述選擇單元在分開(kāi)的定時(shí)中依次終止要供給到所述選擇單元的接通脈沖，執(zhí)行用于在所述信號(hào)保持單元中采樣和保持來(lái)自像素的信號(hào)的箝位操作；以及通過(guò)依次向所述選擇單元供給接通脈沖，執(zhí)行通過(guò)所述選擇單元來(lái)選擇所述信號(hào)保持單元的操作，以從選擇的所述信號(hào)保持單元依次讀出信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在所述箝位操作期間供給到所述選擇單元的驅(qū)動(dòng)脈沖對(duì)于所有的所述選擇單元同時(shí) 上升，并且，一次對(duì)于所述選擇單元中的每一個(gè)或一次對(duì)于各組的所述選擇單元在分開(kāi)的 定時(shí)依次衰減。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中， 所述基準(zhǔn)電平供給單元包含放大器電路，所述放大器電路具有反相輸入端子、非反相輸入端子和輸出端子，通過(guò)所述選擇單元從所述信號(hào)保持單元向所述反相輸入端子供給信號(hào)，向所述非反相 輸入端子供給基準(zhǔn)電勢(shì)，在所述反相輸入端子和所述輸出端子之間形成反饋路徑，并且，在通過(guò)所述反饋路徑向所述反相輸入端子供給來(lái)自所述輸出端子的信號(hào)的條件下，通 過(guò)接通所述選擇單元在所述信號(hào)保持單元中執(zhí)行來(lái)自像素的信號(hào)的所述箝位操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中， 通過(guò)在以下的模式之間切換而操作所述放大器電路 輸出用于執(zhí)行所述箝位操作的基準(zhǔn)電平的模式；禾口放大模式，其中，所述信號(hào)保持單元形成輸入電容器，放大比由所述輸入電容器的電容 值與布置在與所述反饋路徑并聯(lián)連接的電路中的反饋電容器的電容值的比確定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中， 在所述箝位操作期間從像素輸出的信號(hào)是復(fù)位信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中，在所述箝位操作之后，從像素向所述信號(hào)保持單元的輸入節(jié)點(diǎn)供給基于入射光的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該固態(tài)成像裝置包括各與預(yù)定數(shù)量的信號(hào)保持單元對(duì)應(yīng)地布置、以通過(guò)選擇單元向信號(hào)保持單元的輸出節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電平的多個(gè)基準(zhǔn)電平供給單元，其中，該方法包括以下步驟在將基準(zhǔn)電平從基準(zhǔn)電平供給單元供給到輸出節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，通過(guò)一次對(duì)于選擇單元中的每一個(gè)、或一次對(duì)于各組的選擇單元在分開(kāi)的定時(shí)中依次終止要供給到選擇單元的接通脈沖，執(zhí)行用于在信號(hào)保持單元中采樣和保持信號(hào)的箝位操作；以及通過(guò)依次向選擇單元供給接通脈沖，執(zhí)行通過(guò)選擇單元來(lái)選擇信號(hào)保持單元的操作，以從選擇的信號(hào)保持單元依次讀出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/335GK101715040SQ20091020446
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者光地哲伸, 戶塚洋史, 衣笠友壽 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社