專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可被用于諸如復(fù)印機(jī)和掃描儀的圖像讀取器裝置中的固態(tài)成像裝置。
背景技術(shù)：
作為用于諸如復(fù)印機(jī)和掃描儀的圖像讀取器裝置中的固態(tài)成像裝置，例如，日本 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2006-211363 (下文稱(chēng)之為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)公開(kāi)了一種包含光電二極管并具 有保持電容器的固態(tài)成像裝置，其中光電二極管中的每一個(gè)讀取多個(gè)顏色分量，保持電容 器與每個(gè)光電二極管相對(duì)應(yīng)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖1所示。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平Νο.Η06_204445(下文稱(chēng)之為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)公開(kāi)了一種固態(tài)成 像裝置，其示出一個(gè)公共輸出線，但如專(zhuān)利文獻(xiàn)2的圖12所示，還示出了被配置為針對(duì)各顏 色分量輸出信號(hào)的另一固態(tài)成像裝置。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的固態(tài)成像裝置從多個(gè)公共輸出線并行 輸出信號(hào)，因此，其讀取時(shí)間可以比專(zhuān)利文獻(xiàn)1的讀取時(shí)間快對(duì)應(yīng)于并行線數(shù)量的量。當(dāng)上述固態(tài)成像裝置中的每一個(gè)從保持電容器讀取信號(hào)時(shí)，例如，如日本專(zhuān)利申 請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2003-224776 (下文稱(chēng)之為專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中所公開(kāi)的那樣，根據(jù)與公共輸出線的總 電容和保持電容之間的電容分割比(capacitively dividing ratio)相對(duì)應(yīng)的增益，通過(guò) 傳送開(kāi)關(guān)來(lái)讀取信號(hào)。假定公共輸出線的總電容值為CH，保持電容值為CT，那么將讀取增 益Gc表示為Gc = CT/(CT+CH)。因此，Gc的值總是小于1。為了補(bǔ)償損失的增益，在輸出 之前，使輸出電路在其后級(jí)乘以1或更大的增益。除了上述配置以外，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 2008-054246 (下文稱(chēng)之為專(zhuān)利文獻(xiàn)4) 公開(kāi)了另一種配置以滿(mǎn)足進(jìn)一步提高S/N比的需要。在該配置中，在以低速操作的垂直傳 送單元中設(shè)置放大器電路，以窄頻帶化的方式來(lái)執(zhí)行信號(hào)放大從而減少噪聲。近年來(lái)，需要提高諸如復(fù)印機(jī)的圖像讀取器裝置的生產(chǎn)率。該趨勢(shì)已加速了對(duì)于 更高速固態(tài)成像裝置的需求。確定固態(tài)成像裝置的操作速度的因素之一是上述公共輸出線 的充電/放電時(shí)間。換句話說(shuō)，減小公共輸出線的電容對(duì)于實(shí)現(xiàn)更高速度是有效的。專(zhuān)利 文獻(xiàn)3公開(kāi)了一種分塊(blocking)技術(shù)，該分塊技術(shù)通過(guò)將不同列中的多個(gè)像素分組成塊 來(lái)減少與公共輸出線相連接的晶體管的數(shù)量，從而減小公共輸出線的電容。遺憾的是，專(zhuān)利 文獻(xiàn)3僅考慮了固態(tài)成像裝置每列讀取一個(gè)像素的一般情況，而沒(méi)有考慮固態(tài)成像裝置每 列同時(shí)讀取多個(gè)顏色的像素的配置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是對(duì)于每列同時(shí)讀取多個(gè)顏色 的像素的固態(tài)成像裝置，實(shí)現(xiàn)公共輸出線電容的降低。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種固態(tài)成像裝置包括沿行方向布置的多個(gè)基本單元 組(unit cell group)和數(shù)量為整數(shù)m的倍數(shù)的公共輸出線，其中每個(gè)基本單元組包含沿 行方向布置的多個(gè)基本單元，所述公共輸出線用于傳送來(lái)自所述多個(gè)基本單元組的輸出信 號(hào)，其中，基本單元中的每一個(gè)包含沿列方向布置并且包含分別與不同顏色相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件的m個(gè)像素；用于保持來(lái)自所述m個(gè)像素的信號(hào)的保持單元；用于選擇由保持單元所保持的信號(hào)的選擇開(kāi)關(guān)；以及用于將由選擇開(kāi)關(guān)選擇的信號(hào)輸出到公共輸出線的傳送 開(kāi)關(guān)，并且其中，所述傳送開(kāi)關(guān)逐個(gè)基本單元地與不同的公共輸出線相連接，并且從所述數(shù) 量為整數(shù)m的倍數(shù)的公共輸出線之中的多個(gè)公共輸出線中并行地讀取信號(hào)。通過(guò)結(jié)合附圖來(lái)閱讀下面的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在這些 附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記始終指代相同或類(lèi)似的部件。


圖1示出作為第三參考例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖2示出像素的配置例。圖3示出中間保持單元的配置例。圖4示出選擇單元的配置例。圖5示出保持單元的配置例。圖6示出開(kāi)關(guān)單元的配置例和連接例。圖7是第三參考例的流程圖。圖8是第三參考例的時(shí)序圖。圖9示出作為第一參考例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖10是第一參考例的時(shí)序圖。圖11示出作為第二參考例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖12是第二參考例的時(shí)序圖。圖13示出第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖14是第一實(shí)施例的時(shí)序圖。圖15示出第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖16是第二實(shí)施例的時(shí)序圖。圖17示出第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖18示出選擇單元的配置例。圖19是第三實(shí)施例的時(shí)序圖。圖20示出第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。圖21是第五實(shí)施例的時(shí)序圖。包含于說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明 一起用于解釋本發(fā)明的原理。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。下面將描述把本發(fā)明應(yīng)用于彩色復(fù)印機(jī)的例子，但是，本發(fā)明也可應(yīng)用于數(shù)字照 相機(jī)等。(第一參考例)圖9示意性地示出作為第一參考例的用于彩色復(fù)印機(jī)的固態(tài)成像裝置的配置例。 更具體地說(shuō)，該例子示出6位X 3色的彩色線傳感器，該彩色線傳感器包含被設(shè)為R像素1-R、G像素1_G、B像素I-B的、用于分別讀取紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的顏色分量的 像素1，保持電容器51，用于響應(yīng)于信號(hào)Φ CT而控制寫(xiě)入的寫(xiě)入開(kāi)關(guān)52以及傳送開(kāi)關(guān)53。掃描電路6順序掃描來(lái)自保持電容器51的信號(hào)。掃描信號(hào)7 Φ SR被用于通過(guò)對(duì)保持電容器51進(jìn)行掃描而從掃描電路6控制傳送開(kāi)關(guān)53。公共輸出線8被用于響應(yīng)于掃描 信號(hào)7而輸出來(lái)自保持電容器51的信號(hào)。復(fù)位單元9響應(yīng)于柵極信號(hào)ΦΟ 而將相應(yīng)的公 共輸出線8復(fù)位到電壓VCHR。輸出電路10放大并輸出來(lái)自相應(yīng)的公共輸出線的信號(hào)。公 共輸出線8中的每一個(gè)輸出相應(yīng)的顏色分量8-R、8-G和8-Β。對(duì)于相應(yīng)的公共輸出線8-R、 8-G和8-B，設(shè)置復(fù)位單元9-R、9-G、9-B和輸出電路10-R、10-G、10-B。分配給每個(gè)像素1的 編號(hào)Rl R6、G1 G6、B1 B6表示該像素的位數(shù)?；締卧?000以諸如像素1_R、1_G、 I-B的列為單位并排布置，但是實(shí)際上，基本單元一般串行布置。在以下描述中，用作開(kāi)關(guān)或 用于切換目的的晶體管被假定為在高電平下導(dǎo)電而在低電平下不導(dǎo)電。在圖2中示出了像素1的配置例。像素1包含光電轉(zhuǎn)換元件21、響應(yīng)于柵極信號(hào) ΦRES而將光電轉(zhuǎn)換元件21復(fù)位到電壓VRES的復(fù)位晶體管22、接收來(lái)自光電轉(zhuǎn)換元件21 的信號(hào)的源極跟隨器輸入晶體管23、以及源極跟隨器恒流電路24。例如，可利用其柵電極 被固定為恒定電壓、其漏電極與源極跟隨器輸入晶體管23的源電極相連接并且其源電極 與電源相連接的MOS晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流電路24。而且，恒流電路24可包含專(zhuān)利文獻(xiàn)4中所 公開(kāi)的放大器電路?，F(xiàn)在將基于圖10的時(shí)序圖來(lái)描述第一參考例的操作。首先，存在其間在光電轉(zhuǎn)換 元件21中蓄積入射光的蓄積時(shí)段(accumulationperiod，未示出)。在蓄積時(shí)段中，從源極 跟隨器輸入晶體管23的源電極輸出被光電轉(zhuǎn)換元件21轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)。當(dāng)信號(hào)Φστ 走高時(shí)，寫(xiě)入開(kāi)關(guān)52被接通，信號(hào)被寫(xiě)入保持電容器51中。然后，在該時(shí)序圖所示的定時(shí) 中，當(dāng)ΦΟ 和CtSR(掃描信號(hào)7)走高時(shí)，以基于保持電容器51的電容值CT和公共輸出 線8的電容值CH的增益Gc (如上所述)將信號(hào)輸出到輸出電路10。按照VOUT-R、G、B的 次序通過(guò)輸出電路10來(lái)輸出信號(hào)。這里，公共輸出線8的總電容值CH大致由公共輸出線8自身的布線的寄生電容 (主要是對(duì)地電容和相鄰布線之間的電容)、復(fù)位晶體管9和針對(duì)位數(shù)的傳送開(kāi)關(guān)53的寄 生電容以及輸出電路10的輸入電容的總和來(lái)確定。注意，第一參考例使用6個(gè)傳送開(kāi)關(guān)。 艮口，在第一參考例的配置中，與公共輸出線8相連接的傳送開(kāi)關(guān)53的數(shù)量與位數(shù)相同。(第二參考例)接著，圖11示出第二參考例的配置例，其中，在第三參考例中公開(kāi)的公共輸出線 分塊技術(shù)被應(yīng)用于第一參考例所示的配置。注意，將相同的附圖標(biāo)記或字符分配給與上述 在圖9中示出的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。在第二參考例中，所有像素被劃分 成多個(gè)塊區(qū)。這里，六個(gè)位被分成三個(gè)2位塊。第二參考例包含塊區(qū)1001、每一個(gè)均在塊區(qū) 1001中的塊輸出線1002、每一個(gè)連接在塊輸出線和公共輸出線8之間的塊選擇開(kāi)關(guān)1003、 每一個(gè)用于選擇塊區(qū)的塊選擇單元1004和塊選擇信號(hào)1005。圖12是第二參考例的時(shí)序圖。注意，將相同的附圖標(biāo)記或字符分配給與上述圖10 所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。當(dāng)如該圖所示，以比掃描信號(hào)7(c^SR)低的 頻率(在第二參考例中為1/2)來(lái)切換ΦΒ Κ(塊選擇信號(hào)1005)的塊選擇開(kāi)關(guān)1003時(shí)，每 個(gè)塊被選擇，并且如該圖所示，信號(hào)被輸出。
如該圖所示，當(dāng)與第一和第二位相對(duì)應(yīng)的掃描信號(hào)7-1和7-2 ( Φ SR)走高時(shí)，第一塊選擇信號(hào)1005-1走高。當(dāng)掃描信號(hào)7-3和7-4 (CtSR)走高時(shí)，第二塊選擇信號(hào)1005-2 走高。當(dāng)掃描信號(hào)7-5和7-6 (CtSR)走高時(shí)，第三塊選擇信號(hào)1005-3走高。塊選擇單元 1004進(jìn)行控制，使得塊選擇信號(hào)1005-1、1005-2和1005-3在相應(yīng)掃描信號(hào)7-1,7-3和 7-5 ( Φ SR)的上升沿走高，并使塊選擇信號(hào)1005-1、1005-2和1005-3在各掃描信號(hào)7_2、 7-4和7-6 (CtSR)的下降沿走低。這里，與第一參考例相比，第二參考例中的公共輸出線8的總電容值CH可減小，使 得傳送開(kāi)關(guān)53的數(shù)量減少至2，塊選擇開(kāi)關(guān)1003的數(shù)量減少至1，這意味著公共輸出線電 容以此量減小。而且，增益Gc的增加可增加整個(gè)固態(tài)成像裝置的靈敏度。注意，當(dāng)通過(guò)使 用第二參考例中公開(kāi)的分塊技術(shù)來(lái)將公共輸出線8分組為塊時(shí)，最佳的塊數(shù)依據(jù)公共輸出 線8的長(zhǎng)度和厚度、像素的數(shù)量和晶體管的寄生電容等來(lái)確定。(第三參考例)接著，圖1中示出了第三參考例的配置例。在該圖中，基本單元4包含多個(gè)像素1、 數(shù)量與像素1的數(shù)量相等并且其中每一個(gè)保持來(lái)自每一個(gè)像素1的信號(hào)的中間保持單元2、 以及選擇并輸出所連接的中間保持單元2中的任意一個(gè)的選擇單元3。每個(gè)基本單元4中 的像素1中的每一個(gè)讀取不同的顏色分量。在第三參考例中，多個(gè)像素1分別讀取相應(yīng)的 顏色分量R、G、B,并且分別設(shè)為R像素1-R、G像素1-G、B像素1-Β。每個(gè)基本單元4被配 置為使得一種顏色對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。每個(gè)像素1與相應(yīng)的中間保持單元2-R、2-G、2-B相連 接。各保持單元5保持來(lái)自各基本單元4的輸出信號(hào)。所有的基本單元4被劃分成 基本單元組11。每一個(gè)切換單元12與保持單元5中的一個(gè)相連接，并且響應(yīng)于控制信號(hào) ΦCH-U Φ( -2和ΦΟΙ-3，選擇公共輸出線8-R、8-G和8-Β中的任一個(gè)以連接該公共輸出 線和保持單元5。掃描電路6被劃分成分別與相應(yīng)的基本單元組11-1 11-3相對(duì)應(yīng)的掃 描電路6-1 6-3。響應(yīng)于掃描信號(hào)7，掃描電路6-1 6-3中的每一個(gè)同時(shí)掃描相應(yīng)的基 本單元組11-1 11-3中的相應(yīng)的保持單元5。將分別輸出顏色分量的公共輸出線8假定 為 8-R、8-G、8-B。與第一參考例類(lèi)似，圖2中示出了像素1的配置例。圖3中示出了中間保持單元2 的配置例。在該圖中，中間保持單元2包含中間保持電容器31和響應(yīng)于柵極信號(hào)(^CM而 進(jìn)行寫(xiě)入的寫(xiě)入開(kāi)關(guān)32。圖4分別示出了分別設(shè)置在基本單元4中的選擇單元(例如第一基本單元組11-1 中的選擇單元3-1、第二基本單元組11-2中的選擇單元3-2和第三基本單元組11-3中的選 擇單元3-3)的配置例。在該圖的第三參考例中，選擇單元3包含分別從相應(yīng)的中間保持電 容器31輸出三個(gè)像素R、G、B中的任一個(gè)的三個(gè)選擇晶體管41-R、41-G、41-B。放大器單元 42的例子包含源極跟隨器電路和在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)的放大器電路。每個(gè)選擇晶體管41 的漏電極與不同的中間保持單元2相連接，其源電極被短路以通過(guò)放大器單元42從基本單 元4被輸出。每個(gè)選擇晶體管41的柵極與控制信號(hào)線CtSWl c^SW3中的不同控制信號(hào) 線相連接。響應(yīng)于控制信號(hào)CtSWl Φ SW3中的一個(gè)，中間保持電容器31中的任一個(gè)的信 號(hào)被選擇。注意，在圖4中，將放大器單元42設(shè)置在選擇晶體管41的后級(jí)，但也可將其設(shè) 置在選擇晶體管41的前級(jí)。還應(yīng)注意，選擇單元3-1、3-2和3-3中的每一個(gè)被假定為與控制信號(hào) Φ SW3具有連接關(guān)系，如圖所示。因此，在每個(gè)基本單元組11中，每個(gè)選擇 單元3可選擇分別具有不同的顏色分量的中間保持單元2。圖5中示出了保持單元5的配置例。保持單元5包含保持電容器51、響應(yīng)于ΦΟΓ 而進(jìn)行寫(xiě)入的寫(xiě)入開(kāi)關(guān)52和響應(yīng)于來(lái)自掃描電路6的掃描信號(hào)7 ( Φ SR)而將來(lái)自保持電 容器51的信號(hào)傳送到公共輸出線8的傳送開(kāi)關(guān)53。切換單元12-1、12-2和12_3分別被設(shè)置為與相應(yīng)的基本單元組11_1、11_2、11_3 相對(duì)應(yīng)，控制信號(hào)線Φ0Π、Φ012、Φα 3如圖6所示的那樣來(lái)連接。在圖6中，切換晶體管 61切換每個(gè)保持單元5和對(duì)應(yīng)的公共輸出線8之間的連接。因此，可針對(duì)分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的 保持單元5連接的每個(gè)基本單元組11，選擇與不同的顏色分量相對(duì)應(yīng)的公共輸出線8。下面，將基于圖7的流程圖和圖8的時(shí)序圖來(lái)描述操作。第一垂直傳送100用于 向中間保持單元2傳送所有像素1的所有信號(hào)。第二垂直傳送121用于向保持單元5傳送 保持在由選擇單元3所選擇的中間保持單元2中的任一個(gè)中的信號(hào)。第一水平傳送122用 于根據(jù)掃描電路6的掃描和切換單元12的切換，向公共輸出線8中的任一個(gè)并行地傳送保 持在每個(gè)基本單元組11的保持單元5中的信號(hào)。第一確定123用于在假定變量X隨圖7 的流程圖改變的情況下，確定變量X的值是等于(是)還是不等于(否)不同顏色分量的 數(shù)量(在第三參考例中為3個(gè))，從而確定下一個(gè)操作。第二確定124用于在假定變量Z隨 圖7的流程圖改變的情況下，確定變量Z的值是等于(是)還是不等于(否)基本單元4 中每種顏色分量 的像素?cái)?shù)(在第三參考例中為1個(gè))，從而確定下一個(gè)操作?？捎傻谝挥?jì)數(shù) 器來(lái)實(shí)現(xiàn)第一確定123，所述第一計(jì)數(shù)器將執(zhí)行第二垂直傳送121的次數(shù)作為變量X來(lái)進(jìn)行 計(jì)數(shù)?？捎傻诙?jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)第二確定，所述第二計(jì)數(shù)器將第一確定123確定為“是”的次數(shù) 作為變量Z來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在第二垂直傳送121中，當(dāng)控制信號(hào)CtSW⑴走高時(shí)，由選擇單元3選擇的中間保 持單元2的信號(hào)被寫(xiě)入每個(gè)基本單元組11中的保持單元5中。在第一水平傳送122中，當(dāng) 控制信號(hào)ΦΟ!⑴走高時(shí)，各保持單元5通過(guò)切換單元12與各公共輸出線8相連接，以根 據(jù)掃描電路6的掃描而順序輸出信號(hào)。首先，存在其間在光電轉(zhuǎn)換元件21中蓄積入射光的蓄積時(shí)段(未示出)。在蓄積 時(shí)段中，由光電轉(zhuǎn)換元件21轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)被放大并從源極跟隨器輸入晶體管23的 源電極輸出。在第一垂直傳送100中，當(dāng)CtCM走高時(shí)，來(lái)自各像素1的信號(hào)被寫(xiě)到所連接 的每一個(gè)中間保持單元2中，在CtCM的下降沿，信號(hào)值被保持。接著，第一和第二計(jì)數(shù)器的各初始值被設(shè)為1 (X = Z = 1)。在第二垂直傳送121-1 的第一次傳送中，當(dāng)Φ Sffl走高時(shí)，對(duì)應(yīng)的選擇單元3選擇對(duì)應(yīng)的中間保持單元2，并且在各 基本單元組11中以如下列出的關(guān)系將對(duì)應(yīng)的顏色分量的信號(hào)寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的保持單元5中。第一基本單元組11-1 —用于顏色分量R的中間保持單元2-R。第二基本單元組11-2 —用于顏色分量B的中間保持單元2-Β。第三基本單元組11-3 —用于顏色分量G的中間保持單元2-G。當(dāng)ΦΟΠ走高時(shí)，與對(duì)應(yīng)的基本單元組11相連接的每個(gè)保持單元5以如下列出的 關(guān)系通過(guò)對(duì)應(yīng)的切換單元12與對(duì)應(yīng)的公共輸出線8相連接。上述切換操作需要至少在隨 后的水平傳送之前完成。與第一基本單元組11-1相連接的保持單元5 —用于顏色分量R的公共輸出線S-R0與第二基本單元組11-2相連接的保持單元5 —用于顏色分量B的公共輸出線8-B。與第三基本單元組11-3相連接的保持單元5 —用于顏色分量G的公共輸出線8-G。當(dāng)完成第二垂直傳送的第一次傳送121-1時(shí)，作為第一水平傳送122，根據(jù)掃描電 路6-1、6-2和6-3的每一個(gè)掃描，保持在保持單元5中的各信號(hào)被順序輸出到公共輸出線 8。然后，由于X = 1，第一確定的第一次確定123-1為“否”，因此，第一計(jì)數(shù)器加1(X = X+1 = 2)。然后，執(zhí)行第二垂直傳送的第二次傳送121-2。此時(shí)，由于c^SW2為高，所以 選擇單元3選擇如下。第一基本單元組11-1 —用于顏色分量G的中間保持單元2-G。第二基本單元組11-2 —用于顏色分量R的中間保持單元2-R。第三基本單元組11-3 —用于顏色分量B的中間保持單元2-B。然后，在第二水平傳送122-2中，以如下列出的連接關(guān)系從公共輸出線8讀取信號(hào)。與第一基本單元組11-1連接的保持單元5 —用于顏色分量G的公共輸出線8-G。 與第二基本單元組11-2連接的保持單元5 —用于顏色分量R的公共輸出線8-R。與第三基 本單元組11-3連接的保持單元5 —用于顏色分量B的公共輸出線8-B。隨后，第一確定的第二次確定123-2為“否”，從而，計(jì)數(shù)器加1(X = X+1 = 3)。然 后，執(zhí)行第二垂直傳送的第三次傳送121-3和第三水平傳送122-3。然后，由于Z = 1，第二確定124-1為“是”，從進(jìn)行蓄積到進(jìn)行讀取的一個(gè)周期終 止。此時(shí)，以圖8中V0UT-R、V0UT_G、V0UT-B所示的次序來(lái)讀取和輸出所有的像素信號(hào)。這 樣，從一個(gè)公共輸出線8僅輸出一個(gè)顏色分量。當(dāng)關(guān)注所有的公共輸出線8時(shí)，同時(shí)并行地 讀取不同區(qū)域中不同顏色的信號(hào)。使用第三參考例的配置可減少部件數(shù)量，從而可提供占用面積(footprint)小的 固態(tài)成像裝置。注意，本配置的公共輸出線8的總電容值CH等于第一參考例的總電容值 CH0盡管省略了描述，但是很顯然，使用第二參考例的分塊技術(shù)可提供與第二參考例相同的 電容值。下文將基于附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)成像裝置。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施例不 意圖限制本發(fā)明。(第一實(shí)施例)圖13示出本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。注意，將相同的附圖標(biāo)記 或字符分配給與上述圖9所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。第一實(shí)施例的固 態(tài)成像裝置包含分別被插入在保持電容器51和傳送開(kāi)關(guān)53之間的顏色選擇開(kāi)關(guān)1010、顏 色選擇單元1011、分別選擇顏色R、G、B之一的顏色選擇信號(hào)1012以及通過(guò)以相同顏色數(shù) 劃分所有像素而形成的三個(gè)基本單元組1013。這里注意，來(lái)自顏色選擇單元1011的顏色選 擇信號(hào)1012-R、1012-G、1012-B共同地與所有列相連接，但是，例如，可針對(duì)每個(gè)基本單元 組1013設(shè)置顏色選擇單元從而進(jìn)行單獨(dú)控制。像素1可被為配置為以與第一參考例中描述 的相同方式包含放大器電路。針對(duì)每個(gè)基本單元組1013劃分掃描電路6，以在每個(gè)區(qū)域中 進(jìn)行掃描。根據(jù)本實(shí)施例，基本單元組1013中的掃描電路6的最低有效位信號(hào)被輸入到顏 色選擇單元1011以產(chǎn)生顏色選擇信號(hào)1012，但是，例如，可由從對(duì)最低有效位信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)產(chǎn)生顏色選擇信號(hào)。每個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53與各基本單元組1013的不同 公共輸出線8相連接。第一基本單元組1013-1的傳送開(kāi)關(guān)53與公共輸出線8-1相連接。 第二基本單元組1013-2的傳送開(kāi)關(guān)53與公共輸出線8-2相連接。第三基本單元組1013-3 的傳送開(kāi)關(guān)53與公共輸出線8-3相連接。
將參照?qǐng)D14的時(shí)序圖來(lái)描述本實(shí)施例的操作。注意，將相同的附圖標(biāo)記或字符分 配給與上述圖10和12所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。如圖14所示，根據(jù) 顏色選擇信號(hào)1012，用于選擇紅色的CSEL-R在掃描信號(hào)7 ( Φ SR)的第一和第二位時(shí)段的第 一循環(huán)處走高，CSEL-G在其第二循環(huán)處走高，CSEL-B在其第三循環(huán)處走高。此時(shí)，以該圖中 所示的次序輸出顏色信號(hào)，應(yīng)當(dāng)理解，相同的顏色信號(hào)被同時(shí)從各個(gè)輸出輸出。根據(jù)本實(shí)施 例，同時(shí)輸出相同的顏色信號(hào)，但是，可以進(jìn)行配置，使得針對(duì)每個(gè)基本單元組1013設(shè)置顏 色選擇單元1011，并且每個(gè)顏色選擇信號(hào)1012被用于同時(shí)選擇不同的顏色。以下實(shí)施例僅 著眼于同時(shí)輸出相同顏色信號(hào)的情況，但是，可以以相同的方式，通過(guò)改變顏色選擇來(lái)輸出 不同的顏色。與第一參考例相比，根據(jù)本實(shí)施例的公共輸出線8的總電容值CH可以減小，使得 傳送開(kāi)關(guān)53的數(shù)量減少到2并且顏色選擇開(kāi)關(guān)1010的數(shù)量減少到3，這意味著公共輸出線 的電容以此量減小。而且，增益Gc的增大可增加固態(tài)成像裝置的總靈敏度。當(dāng)考慮為6位 固態(tài)成像裝置時(shí)，其效果看起來(lái)小，但是，假定位數(shù)為N并且顏色數(shù)為3，其效果可被表達(dá)為 以下的差異。因此，可以理解，對(duì)于多像素固態(tài)成像裝置來(lái)說(shuō)，其效果增大。(第一參考例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量傳送開(kāi)關(guān)N個(gè)(第一實(shí)施例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量(Ν/3個(gè)傳送開(kāi)關(guān))+(3個(gè)顏色選擇開(kāi)關(guān))(差值 1) :Ν-Ν/3-3 = 2Ν/3-3。根據(jù)本實(shí)施例，一列中的所有的顏色選擇開(kāi)關(guān)1010與傳送開(kāi)關(guān)53相連接，但是， 多列(例如兩列)中的顏色選擇開(kāi)關(guān)1010可與傳送開(kāi)關(guān)53相連接。作為替代方案，例如， 如果在一列中設(shè)置偶數(shù)個(gè)像素(例如，R、G、B和單色)，那么列中適當(dāng)數(shù)量的顏色選擇開(kāi)關(guān) 1010可與傳送開(kāi)關(guān)53相連接。注意，當(dāng)使用上述配置時(shí)，需要根據(jù)需要而改變掃描信號(hào)和 選擇信號(hào)的操作。而且，與第一參考例的配置相比，特別是對(duì)于高速固態(tài)成像裝置，可以理解，每個(gè) 最高速掃描信號(hào)7所連接的傳送開(kāi)關(guān)53的數(shù)量可以減少，掃描電路6的負(fù)載可以減少，因 此，該配置對(duì)于高速操作是有效的。如上所述，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供針對(duì)多個(gè)顏色分量中的每一個(gè)進(jìn)行輸出的固 態(tài)成像裝置。根據(jù)本實(shí)施例，一列或多列中的顏色選擇開(kāi)關(guān)1010與傳送開(kāi)關(guān)53相連接， 傳送開(kāi)關(guān)53與對(duì)于所劃分的各基本單元組1013不同的公共輸出線8相連接，針對(duì)每個(gè)基 本單元組1013設(shè)置掃描電路6，每個(gè)掃描電路6被掃描與顏色的數(shù)量相同的次數(shù)。因此， 與常規(guī)的固態(tài)成像裝置相比，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可更多地減少公共輸出線的電 容。此外，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可減少掃描電路6的負(fù)載，從而，對(duì)于高速操作來(lái) 說(shuō)，比常規(guī)的固態(tài)成像裝置更有效。(第二實(shí)施例)圖15示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。注意，將相同的附圖標(biāo) 記或字符分配給與上述圖11和圖13所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。根據(jù)本實(shí)施例，第二參考例中公開(kāi)的分塊技術(shù)被應(yīng)用于第一實(shí)施例的配置，以提供將在后面描述的12位X 3色的固態(tài)成像裝置。像素被劃分成三個(gè)基本單元組1013，每個(gè)基本單元組四 列。在各基本單元組1013中，像素被劃分成兩個(gè)塊區(qū)1001，每個(gè)塊區(qū)兩列。在各塊區(qū)1001 中，傳送開(kāi)關(guān)53與塊輸出線1002相連接。塊輸出線1002通過(guò)塊選擇開(kāi)關(guān)1003與公共輸出 線8相連接。在各列中，顏色選擇開(kāi)關(guān)1010與傳送開(kāi)關(guān)53相連接。每個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān)1003 與隨基本單元組1013而不同的公共輸出線8相連接。更具體地說(shuō)，分別地，在第一基本單 元組1013-1中，塊選擇開(kāi)關(guān)1003與公共輸出線8-1相連接，在第二基本單元組1013-2中， 塊選擇開(kāi)關(guān)1003與公共輸出線8-2相連接，在第三基本單元組1013-3中，塊選擇開(kāi)關(guān)1003 與公共輸出線8-3相連接。以與圖13的配置相同的方式，針對(duì)各基本單元組1013而劃分 掃描電路6。注意，可以針對(duì)各基本單元組1013、針對(duì)各塊區(qū)1001、或者在任意單元中設(shè)置 顏色選擇單元1011。下面，將參照?qǐng)D16的時(shí)序圖來(lái)描述本實(shí)施例的操作。注意，將相同的附圖標(biāo)記或 字符分配給與上述圖14所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。由于基本單元組 1013由四個(gè)位組成，因此顏色選擇信號(hào)1012(CSEL-R、CSEL-G和CSEL-B)具有4像素的周 期。由于塊區(qū)1001由兩個(gè)位組成，因此塊選擇信號(hào)1005(ΦΒυ()具有2像素的周期。其操 作是上述操作的組合，因此省略對(duì)其的詳細(xì)描述。將討論根據(jù)本實(shí)施例的公共輸出線8的總電容值CH。比較均具有N位、3種顏色 和M塊的兩個(gè)固態(tài)成像裝置一個(gè)用于第二參考例，一個(gè)用于本實(shí)施例。(第二參考例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量(Ν/Μ個(gè)傳送開(kāi)關(guān))+(Μ個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān))(第二實(shí)施例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量(Ν/Μ個(gè)傳送開(kāi)關(guān))+(Μ/3個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān))+(3個(gè)顏色 選擇開(kāi)關(guān))(差值 2) :Μ-Μ/3-3 = 2Μ/3-3。如第二參考例中所述，最佳的塊數(shù)根據(jù)像素?cái)?shù)量、布線條件等確定，但是，可以理 解，本實(shí)施例使公共輸出線8的總電容值CH進(jìn)一步減少了上述差值2相應(yīng)的量。此外，與 第一實(shí)施例類(lèi)似，本實(shí)施例可減少每個(gè)掃描信號(hào)7所連接的傳送開(kāi)關(guān)53的數(shù)量。而且，與第二參考例的配置相比，本實(shí)施例可減少塊輸出線1002的數(shù)量，由此可 提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。如上所述，本發(fā)明的第二實(shí)施例提供對(duì)于多個(gè)顏色分量中的每一個(gè)進(jìn)行輸出的固 態(tài)成像裝置。根據(jù)本實(shí)施例，一列或多列中的顏色選擇開(kāi)關(guān)1010與傳送開(kāi)關(guān)53相連接，在 各基本單元組1013中，多列中的傳送開(kāi)關(guān)53與塊選擇開(kāi)關(guān)1003相連接，然后，各塊選擇開(kāi) 關(guān)1003與對(duì)于所劃分的各基本單元組1013不同的公共輸出線8相連接，針對(duì)各基本單元 組1013設(shè)置掃描電路6，并且，各掃描電路6被掃描與顏色數(shù)相同的次數(shù)。因此，與常規(guī)的 固態(tài)成像裝置相比，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可更多地減少公共輸出線的電容。另外， 根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可減少掃描電路的負(fù)載，從而，對(duì)于高速操作來(lái)說(shuō)，比常規(guī)的 固態(tài)成像裝置更有效。此外，與常規(guī)的固態(tài)成像裝置相比，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可 減少塊輸出線1002的數(shù)量，由此可提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。(第三實(shí)施例)圖17示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。注意，將相同的附圖標(biāo) 記或字符分配給與上述圖1和圖13所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。根據(jù)第三參考例的配置(圖1)，切換單元12被插入在保持單元5中的傳送開(kāi)關(guān)53和公共輸出線8之間，但是，根據(jù)本實(shí)施例，傳送開(kāi)關(guān)53直接與公共輸出線8相連接。傳送開(kāi)關(guān)53和公共 輸出線8之間的連接與第一實(shí)施例相同。S卩，第一基本單元組1013-1的傳送開(kāi)關(guān)53與公 共輸出線8-1相連接。第二基本單元組1013-2的傳送開(kāi)關(guān)53與公共輸出線8_2相連接。 第三基本單元組1013-3的傳送開(kāi)關(guān)53與公共輸出線8-3相連接?？梢匀鐖D18所示的那樣配置選擇單元3。這里，與Φ SW-I相連接的選擇晶體管 41-R選擇來(lái)自R像素I-R的信號(hào)。類(lèi)似地，與Φ Sff-2相連接的選擇晶體管41-G選擇來(lái)自 G像素I-G的信號(hào)，與Φ Sff-3相連接的選擇晶體管41-B選擇來(lái)自B像素I-B的信號(hào)。如果 所有的基本單元組1013與選擇單元3具有相同的連接關(guān)系，那么相對(duì)于CtSW控制來(lái)說(shuō)，從 選擇單元3輸出的信號(hào)的顏色分量對(duì)于所有的像素是相同的。為了對(duì)于各基本單元組1013 輸出不同的顏色，可以如圖4所示的那樣對(duì)于各基本單元組1013設(shè)置不同的連接。將參照?qǐng)D19的時(shí)序圖來(lái)描述本實(shí)施例的操作。注意，將相同的附圖標(biāo)記或字符分 配給與上述圖8和圖14所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。所有像素的信號(hào)被 共同保持在中間保持單元2中，當(dāng)CtSW-I和φστ走高時(shí)，所有基本單元組1013中的R像 素I-R被保持在保持電容器51中。然后，響應(yīng)于掃描信號(hào)7 ( Φ SR)，從各公共輸出線8輸出 信號(hào)。后續(xù)的操作與上面描述的操作相同，從而省略其描述。根據(jù)本實(shí)施例的公共輸出線8的總電容值CH與第一實(shí)施例中的相同，與第三參考 例相比，差值是1，這意味著公共輸出線的電容減少。而且，與第三參考例相比，不需要切換 單元12，并且，與第一實(shí)施例相比，不需要顏色選擇單元1011或顏色選擇信號(hào)1012。因此， 本實(shí)施例可減少部件的數(shù)量，從而可提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。本發(fā)明的第三實(shí)施例是每列包含具有多種顏色的像素1并且共享保持單元51以 進(jìn)行讀取的固態(tài)成像裝置。根據(jù)本實(shí)施例，傳送開(kāi)關(guān)53與對(duì)于所劃分的各基本單元組1013 不同的公共輸出線8相連接，對(duì)于各基本單元組1013設(shè)置掃描電路6，并且，各掃描電路6 被掃描與顏色的數(shù)量相同的次數(shù)。因此，與常規(guī)的固態(tài)成像裝置相比，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài) 成像裝置可更多地減少公共輸出線的電容。此外，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可減少部 件的數(shù)量，從而可提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。(第四實(shí)施例)圖20示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的配置例。注意，將相同的附圖標(biāo) 記或字符分配給與上述圖11和圖18所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。根據(jù) 本實(shí)施例，第二參考例中公開(kāi)的分塊技術(shù)被應(yīng)用于第三實(shí)施例的配置，以提供將在后面描 述的12位Χ3色的固態(tài)成像裝置。其操作是圖12和圖19所述的操作的組合，因此省略其 描述。首先，討論根據(jù)本實(shí)施例的公共輸出線8的總電容值CH。比較均具有N位、3種顏 色和M塊的兩個(gè)固態(tài)成像裝置一個(gè)用于使用分塊技術(shù)的第三參考例，一個(gè)用于本實(shí)施例。 這里，如第三參考例所述，此時(shí)的總電容值與第二參考例中的相同。根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成 像裝置包含傳送開(kāi)關(guān)53和塊選擇開(kāi)關(guān)1003。(第二參考例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量(Ν/Μ個(gè)傳送開(kāi)關(guān))+(Μ個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān))(第四實(shí)施例)開(kāi)關(guān)的數(shù)量(Ν/Μ個(gè)傳送開(kāi)關(guān))+(Μ/3個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān))(差值4):2Μ/3。
如第二參考例所述，根據(jù)像素?cái)?shù)量和布線條件等確定最佳的塊數(shù)，但是，可以理解，本實(shí)施例使公共輸出線8的總電容值CH進(jìn)一步減少了與上述差值4對(duì)應(yīng)的量。與第三參考例相比，不需要切換單元12，與第二實(shí)施例相比，不需要顏色選擇單元1011或顏色選擇信號(hào)1012，并且，與第二實(shí)施例相比，可減少塊選擇開(kāi)關(guān)1003的數(shù)量。因 此，本實(shí)施例可減少部件的數(shù)量，從而可提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。如上所述，本發(fā)明的第四實(shí)施例是每列包含具有多種顏色的像素1并且共享保持 單元51以進(jìn)行讀取的固態(tài)成像裝置。根據(jù)本實(shí)施例，在各基本單元組1013中，多列中的傳 送開(kāi)關(guān)53與塊選擇開(kāi)關(guān)1003相連接，各塊選擇開(kāi)關(guān)1003與對(duì)于所劃分的各基本單元組 1013不同的公共輸出線8相連接，對(duì)于各基本單元組1013設(shè)置掃描電路6，并且，各掃描電 路6被掃描與顏色的數(shù)量相同的次數(shù)。因此，與常規(guī)的固態(tài)成像裝置相比，根據(jù)本實(shí)施例的 固態(tài)成像裝置可更多地減少公共輸出線的電容。此外，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置可減 少部件的數(shù)量，從而可提供占用面積小的固態(tài)成像裝置。(第五實(shí)施例)將描述根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置。根據(jù)本實(shí)施例，專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公 開(kāi)的開(kāi)關(guān)電容器放大器被用作第三和第四實(shí)施例的配置中的圖18所示的選擇單元3中的 放大器單元42。另外，本實(shí)施例包含用于切換電容比的增益切換單元，該增益切換單元具有 與對(duì)放大器單元42的增益進(jìn)行切換相同的效果。現(xiàn)在，將在假定固態(tài)成像裝置包含增益切換單元和用于控制增益切換單元的增益 切換信號(hào)GSEL (增益切換單元和增益切換信號(hào)GSEL被添加到了圖17所示的配置中)的情 況下，描述本實(shí)施例的操作。將參照?qǐng)D21的時(shí)序圖來(lái)描述本實(shí)施例的操作。注意，將相同 的附圖標(biāo)記或字符分配給與上述圖18所示的部件相同的部件，并省略對(duì)它們的描述。增益 切換單元被控制，使得在Φ SW-I和Φ CT走高時(shí)，放大器單元42進(jìn)入第一增益(Gain-R)。 類(lèi)似地，增益切換單元被控制，使得在c^SW-2和Φ CT走高時(shí)，放大器單元42進(jìn)入第二增益 (Gain-G)，在Φ SW-3和Φ CT走高時(shí)，放大器單元42進(jìn)入第三增益(Gain-B)。通過(guò)以這種 方式切換增益，可從放大器單元42讀取具有對(duì)于各顏色分量所特定的增益的信號(hào)。為了對(duì) 于所劃分的每個(gè)基本單元組1013同時(shí)讀取不同的顏色，可以進(jìn)行控制以便針對(duì)每個(gè)基本 單元組1013來(lái)設(shè)定與將要讀取的顏色分量相對(duì)應(yīng)的增益。注意，增益切換信號(hào)GSEL的切 換定時(shí)不限于以上在圖中所示出的定時(shí)，而是只要在每個(gè)和Φστ走高時(shí)選擇了適當(dāng) 的增益，那么任何定時(shí)均可。希望設(shè)定第一到第三增益以保證由應(yīng)用了固態(tài)成像裝置的光學(xué)系統(tǒng)(例如圖像 讀取器裝置)和固態(tài)成像裝置自身的光譜性能的組合確定的最佳白平衡。注意，如果G像 素I-G和B像素I-B的增益可共用，那么可設(shè)定兩個(gè)增益。一般地，諸如復(fù)印機(jī)的圖像讀取 器裝置在固態(tài)成像裝置的后級(jí)包含放大器電路和A/D轉(zhuǎn)換器電路，放大器電路被用于設(shè)定 各顏色所特定的增益，以便優(yōu)化白平衡。在專(zhuān)用IC芯片中一般會(huì)有這種放大器電路，或者， 專(zhuān)用IC芯片可能經(jīng)常包含A/D轉(zhuǎn)換器電路。因此，對(duì)各顏色所特定的增益的設(shè)置可被并入 固態(tài)成像裝置中以簡(jiǎn)化圖像讀取器裝置的整個(gè)系統(tǒng)配置，從而有助于降低成本。根據(jù)本實(shí)施例的配置，可由輸出電路來(lái)設(shè)定各顏色所特定的增益的設(shè)置，但是，當(dāng) 考慮固態(tài)成像裝置的S/N比時(shí)，希望盡可能地在其前級(jí)進(jìn)行設(shè)定。因此，在本配置中，放大 器單元42執(zhí)行對(duì)各顏色所特定的增益的設(shè)置是最合適的。
如上所述，本發(fā)明的第五實(shí)施例對(duì)放大器單元42添加了增益切換單元并設(shè)定了 對(duì)于將要讀取的每個(gè)顏色所特定的增益。該配置使得后級(jí)中的放大器電路能夠被去除，由 此簡(jiǎn)化圖像讀取器裝置的整個(gè)系統(tǒng)配置并有助于降低成本。如上所述，根據(jù)第一和第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置包含沿行方向布置的多個(gè)基本 單元組1013，和用于傳送來(lái)自多個(gè)基本單元組1013的輸出信號(hào)的多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共 輸出線8。注意，m是1或更大的整數(shù)。多個(gè)基本單元組1013中的每一個(gè)包含沿行方向布置 的多個(gè)基本單元1000。多個(gè)基本單元1000中的每一個(gè)包含m個(gè)像素l、m個(gè)保持單元(電 容器)51、m個(gè)顏色選擇開(kāi)關(guān)1010和一個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53。m個(gè)像素1中的每一個(gè)包含將入射 光轉(zhuǎn)換成不同顏色信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件21并且沿列方向布置。m個(gè)保持單元(電容器)51 保持m個(gè)像素1的顏 色信號(hào)。m個(gè)顏色選擇開(kāi)關(guān)1010選擇保持在m個(gè)保持單元51中的顏 色信號(hào)中的一個(gè)。一個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53將顏色選擇開(kāi)關(guān)1010所選擇的顏色信號(hào)輸出到多個(gè)(m 的整數(shù)倍)公共輸出線8中的一個(gè)公共輸出線8。傳送開(kāi)關(guān)53與對(duì)于各基本單元組1013 不同的公共輸出線8相連接。通過(guò)多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸出線8并行地讀取信號(hào)。一個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53通過(guò)m個(gè)顏色選擇開(kāi)關(guān)1010與m個(gè)保持單元51相連接。通過(guò) 公共輸出線8并行地讀取具有相同顏色的顏色信號(hào)，如圖14和圖16所示。根據(jù)第二實(shí)施例，多個(gè)基本單元組1013中的每一個(gè)被劃分成多個(gè)塊區(qū)1001。多個(gè) 塊區(qū)1001中的每一個(gè)包含多個(gè)基本單元1000。多個(gè)塊區(qū)1001中的每一個(gè)包含設(shè)置在所述 多個(gè)塊區(qū)1001中的多個(gè)基本單元1000中的多個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53與多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸 出線8中的一個(gè)公共輸出線8之間的一個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān)1003。塊選擇開(kāi)關(guān)1003與對(duì)于各基 本單元組1013不同的公共輸出線8相連接。根據(jù)第三到第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置包含沿行方向布置的多個(gè)基本單元組 1013和用于傳送來(lái)自多個(gè)基本單元組1013的輸出信號(hào)的多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸出線 8。多個(gè)基本單元組1013中的每一個(gè)包含沿行方向布置的多個(gè)基本單元1000。多個(gè)基本單 元1000中的每一個(gè)包含分別包含用于將入射光轉(zhuǎn)換成不同顏色信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件21 并且被沿列方向布置的m個(gè)像素1、用于保持顏色信號(hào)的保持單元51和用于將保持在保持 單元51中的顏色信號(hào)傳送到公共輸出線8的傳送開(kāi)關(guān)53。傳送開(kāi)關(guān)53與對(duì)于各基本單元 組1013不同的公共輸出線8相連接。通過(guò)多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸出線8并行地讀取信 號(hào)。多個(gè)基本單元1000中的每一個(gè)包含用于選擇m個(gè)像素的顏色信號(hào)中的一個(gè)以將 其保持在保持單元51中的選擇單元3。選擇單元3包含用于放大顏色信號(hào)的放大器單元42。根據(jù)第五實(shí)施例，放大器單 元42響應(yīng)于輸入的顏色信號(hào)而改變?cè)鲆妗Ｈ鐖D19和圖21所示，基本單元組1013中的傳送開(kāi)關(guān)53針對(duì)各顏色，將多個(gè)顏色 信號(hào)順序輸出到多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸出線8中的一個(gè)公共輸出線8。根據(jù)第四實(shí)施例，多個(gè)基本單元組1013中的每一個(gè)被劃分成多個(gè)塊區(qū)1001。多個(gè) 塊區(qū)1001中的每一個(gè)包含多個(gè)基本單元1000。多個(gè)塊區(qū)1001中的每一個(gè)包含設(shè)置在多個(gè) 塊區(qū)1001中的多個(gè)基本單元1000中的多個(gè)傳送開(kāi)關(guān)53與多個(gè)(m的整數(shù)倍)公共輸出線 8中的一個(gè)公共輸出線8之間的一個(gè)塊選擇開(kāi)關(guān)1003。塊選擇開(kāi)關(guān)1003與對(duì)于各基本單 元組1013不同的公共輸出線8相連接。
通過(guò)公共輸出線8并行地讀取具有相同顏色的顏色信號(hào)，如圖19和圖21所示。第一到第五實(shí)施例可減少公共輸出線的電容，并且可減少用于控制傳送開(kāi)關(guān)的掃描電路的負(fù)載。因此，第一到第五實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)高速操作，可減少部件的數(shù)量，從而可提供 占用面積小的固態(tài)成像裝置。應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例中的每一個(gè)僅示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特定例子，而不應(yīng) 被解釋為限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。S卩，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想或主要特征的情況下，可 以各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)多個(gè)公共輸出線并行地讀取信號(hào)， 但是，也可以在不通過(guò)所有公共輸出線并行地讀取的情況下獲得效果。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)明不限于所公開(kāi)的示例 性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這些變更方式以及等同結(jié) 構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
一種固態(tài)成像裝置，包括沿行方向布置的多個(gè)基本單元組，每個(gè)基本單元組包含沿行方向布置的多個(gè)基本單元；和用于傳送來(lái)自多個(gè)基本單元組的輸出信號(hào)并且數(shù)量為整數(shù)m的倍數(shù)的公共輸出線，其中所述基本單元中的每一個(gè)包含沿列方向布置的m個(gè)像素，所述m個(gè)像素包含分別與不同顏色相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件；用于保持來(lái)自m個(gè)像素的信號(hào)的保持單元；用于選擇由保持單元所保持的信號(hào)的選擇開(kāi)關(guān)；和用于將由選擇開(kāi)關(guān)所選擇的信號(hào)輸出到公共輸出線的傳送開(kāi)關(guān)，以及其中傳送開(kāi)關(guān)逐個(gè)基本單元地與不同的公共輸出線相連接，以及，信號(hào)從數(shù)量為整數(shù)m的倍數(shù)的公共輸出線中的多個(gè)公共輸出線并行地讀出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像裝置，其中保持單元包含分別與m個(gè)像素中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的m個(gè)保持元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的固態(tài)成像裝置，其中 傳送開(kāi)關(guān)通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)與保持元件相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像裝置，其中 多個(gè)基本單元組中的每一個(gè)被劃分為多個(gè)塊區(qū)， 多個(gè)塊區(qū)中的每一個(gè)包含多個(gè)基本單元，多個(gè)塊區(qū)中的每一個(gè)包含被布置在一個(gè)公共輸出線與多個(gè)塊區(qū)的每一個(gè)中的多個(gè)基 本單元內(nèi)的多個(gè)傳送開(kāi)關(guān)之間的塊選擇開(kāi)關(guān)，以及基本單元組之一中的塊選擇開(kāi)關(guān)與和所述基本單元組之一相對(duì)應(yīng)的公共輸出線相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像裝置，其中相同顏色的信號(hào)從公共輸出線中的同一個(gè)被讀出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像裝置，其中 保持單元被布置為與基本單元一一對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的固態(tài)成像裝置，還包括被插入在保持單元和光電轉(zhuǎn)換元件之間與該同一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)應(yīng)的插入電容ο
8.根據(jù)權(quán)利要求5的固態(tài)成像裝置，其中選擇開(kāi)關(guān)包含用于放大顏色信號(hào)的放大器元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的固態(tài)成像裝置，其中 放大器元件的增益是可變的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置包括沿行方向布置的多個(gè)基本單元組和用于傳送來(lái)自多個(gè)基本單元組的輸出信號(hào)的多個(gè)公共輸出線，每個(gè)基本單元組包含沿行方向布置的多個(gè)基本單元。多個(gè)基本單元中的每一個(gè)包含沿列方向布置并且包含分別用于將入射光轉(zhuǎn)換成不同顏色信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件的m個(gè)像素；用于保持m個(gè)像素的顏色信號(hào)的m個(gè)保持單元；分別用于從保持在m個(gè)保持單元中的顏色信號(hào)中選擇一個(gè)顏色信號(hào)的m個(gè)顏色選擇開(kāi)關(guān)；以及用于將顏色選擇開(kāi)關(guān)所選擇的顏色信號(hào)輸出到多個(gè)公共輸出線中的一個(gè)公共輸出線的傳送開(kāi)關(guān)。
文檔編號(hào)H04N5/378GK101815154SQ201010114799
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
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