專(zhuān)利名稱(chēng)：成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像裝置。
背景技術(shù)：
作為固態(tài)成像裝置的例子，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. H02-107075中公開(kāi)的一種是已知的。在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)NO.H02-107075中公開(kāi)的固態(tài)成像裝置中，來(lái)自二維設(shè)置的像素的信號(hào)被暫時(shí)存儲(chǔ)在為各列設(shè)置的累積電容中，隨后通過(guò)借助于來(lái)自水平掃描電路的脈沖被控制為接通/關(guān)斷的開(kāi)關(guān)而被依次讀取到水平信號(hào)線(xiàn)。在水平信號(hào)線(xiàn)上出現(xiàn)的信號(hào)電壓例如被放大器放大，并被輸出到外面。隨著近年來(lái)不斷增加的對(duì)于數(shù)字照相機(jī)中高速拍攝的需要，從累積電容向水平信號(hào)線(xiàn)的讀取速度的提高導(dǎo)致作為照相機(jī)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力的提尚。但是，當(dāng)信號(hào)從累積電容被讀取到水平信號(hào)線(xiàn)時(shí)，水平信號(hào)線(xiàn)的電容和電阻分布不均勻，因此，更遠(yuǎn)離水平信號(hào)線(xiàn)的輸出端子的列中的累積電容具有更大的寄生電容和寄生電阻，從而導(dǎo)致信號(hào)讀取期間信號(hào)電壓波形的劣化。因此，出現(xiàn)高速讀取的困難。還出現(xiàn)導(dǎo)致特性不均勻的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠高速讀取信號(hào)的成像裝置。為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的成像裝置包括輸出通過(guò)光電轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)的多個(gè)像素；用于保持從像素輸出的信號(hào)的多個(gè)存儲(chǔ)電容器；用于傳送由存儲(chǔ)電容器保持的信號(hào)的公共信號(hào)線(xiàn)；和分別用于將多個(gè)存儲(chǔ)電容器中的每一個(gè)連接到公共信號(hào)線(xiàn)的多個(gè)第一開(kāi)關(guān)，其中，多個(gè)存儲(chǔ)電容器中的每一個(gè)具有與第一開(kāi)關(guān)連接并且被供給從像素輸出的信號(hào)的一個(gè)端子和被施加基準(zhǔn)電位的另一端子，成像裝置還包括用于供給基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位供給單元，并且，基準(zhǔn)電位供給單元在通過(guò)多個(gè)存儲(chǔ)電容器保持信號(hào)的時(shí)間段期間供給第一基準(zhǔn)電位，并且在接通第一開(kāi)關(guān)的時(shí)間段期間供給第二基準(zhǔn)電位，使得第二基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差大于第一基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差。根據(jù)本發(fā)明的成像裝置由此能夠?qū)崿F(xiàn)高速信號(hào)讀取。從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。圖3是示出根據(jù)第二實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖4是示出根據(jù)第三實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖5是根據(jù)第三實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。
圖6是示出根據(jù)第四實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖7是根據(jù)第四實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。圖8是示出成像裝置的示圖。圖9是成像裝置中的部分電路的等效電路圖。圖10是圖9中的部分電路的等效電路圖。圖11是根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置中的部分電路的等效電路圖。圖12是根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置中的部分電路的另一等效電路圖。圖13是根據(jù)第四實(shí)施例的成像裝置中的部分電路的等效電路圖。圖14是示出根據(jù)第五實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖15是根據(jù)第五實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。(第一實(shí)施例)參照?qǐng)D8 10描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置的操作原理。圖8是示意性地示出成像裝置的配置的示圖。成像裝置包括像素單元10、定時(shí)產(chǎn)生電路103、垂直掃描電路104、列存儲(chǔ)電容器單元105、第一開(kāi)關(guān)108、垂直信號(hào)線(xiàn)(第一信號(hào)線(xiàn))100、公共信號(hào)線(xiàn)110、水平掃描電路112和輸出放大器113。像素單元10包含按二維矩陣設(shè)置的多個(gè)像素101。對(duì)于每一列，列存儲(chǔ)電容器單元105包含開(kāi)關(guān)102和存儲(chǔ)電容器C105。定時(shí)產(chǎn)生電路103將定時(shí)信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)102、垂直掃描電路104和水平掃描電路112。每個(gè)像素 101包含執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以將光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并且將從光電轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)輸出到相應(yīng)的垂直信號(hào)線(xiàn)100的光電轉(zhuǎn)換元件。為各列提供的垂直信號(hào)線(xiàn)100共同連接到各列中的像素 101，并且，像素101將信號(hào)輸出到各垂直信號(hào)線(xiàn)100。垂直掃描電路104逐行地選擇像素 101，并且使得來(lái)自所選擇的像素101的電信號(hào)輸出到相應(yīng)的垂直信號(hào)線(xiàn)100。開(kāi)關(guān)102分別被設(shè)置在垂直信號(hào)線(xiàn)100和存儲(chǔ)電容器C105之間。在通過(guò)由定時(shí)產(chǎn)生電路103執(zhí)行的控制接通開(kāi)關(guān)102時(shí)，存儲(chǔ)電容器C105累積垂直信號(hào)線(xiàn)100上的信號(hào)。第一開(kāi)關(guān)108分別被設(shè)置在存儲(chǔ)電容器C105和公共信號(hào)線(xiàn)110之間。存儲(chǔ)電容器C105中的每一個(gè)的一個(gè)端子與相應(yīng)的開(kāi)關(guān)102和108連接，而另一端子與相應(yīng)的開(kāi)關(guān)106連接。當(dāng)通過(guò)由水平掃描電路112執(zhí)行的控制依次接通多個(gè)列中的第一開(kāi)關(guān)108時(shí)，在列中的存儲(chǔ)電容器C105中累積的信號(hào)被依次傳輸?shù)焦残盘?hào)線(xiàn)110。與公共信號(hào)線(xiàn)110連接的輸出放大器113放大并且輸出來(lái)自公共信號(hào)線(xiàn)110的信號(hào)。圖9是通過(guò)提取了圖8中的成像裝置的從存儲(chǔ)電容器C105到輸出放大器113的部分的配置的示圖，其中添加了寄生電容CllO和寄生電阻R110。寄生電容CllO是對(duì)于各列存在的公共信號(hào)線(xiàn)Iio的電容。寄生電阻RllO是對(duì)于各列存在的公共信號(hào)線(xiàn)110的電阻。圖10是圖9中的配置中的部分電路的等效電路圖。在接地電位(基準(zhǔn)電位)節(jié)點(diǎn)之間，存儲(chǔ)電容器C105、第一開(kāi)關(guān)108的導(dǎo)通電阻R108、公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電阻RllO 和公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電容CllO被串聯(lián)連接。電壓V105是存儲(chǔ)電容器C105的端子之間的電壓。信號(hào)電荷Q105是累積于存儲(chǔ)電容器C105中的電荷，并且當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)108被接通時(shí)移動(dòng)到公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電容C110，從而導(dǎo)致在公共信號(hào)線(xiàn)110上出現(xiàn)電壓。為了迅速地將信號(hào)電荷Q105移動(dòng)到電容C110，可使得作為第一開(kāi)關(guān)108被接通的結(jié)果而流動(dòng)的電流盡可能地大。更具體地，在存儲(chǔ)電容器C105保持信號(hào)的時(shí)間段期間，第一基準(zhǔn)電位被供給到存儲(chǔ)電容器C105。然后，在第一開(kāi)關(guān)108被接通的時(shí)間段期間，供給與接通第一開(kāi)關(guān)108之前的公共信號(hào)線(xiàn)110的電位的電位差比第一基準(zhǔn)電位的電位差大的第二基準(zhǔn)電位，從而提供更大的電流。將詳細(xì)描述該操作?？赏ㄟ^(guò)首先暫時(shí)將存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電壓從接地電位改變?yōu)檎妷翰⑶疑邔?dǎo)通電阻R108的兩個(gè)端子中與存儲(chǔ)電容器C105連接的端子的電壓以增加在導(dǎo)通電阻R108中流動(dòng)的電流，來(lái)執(zhí)行該操作。存儲(chǔ)電容器C105的端子之間的電壓V105(t)可由下式(1)表達(dá)，并且，寄生電容CllO的端子之間的電壓V110(t)可由下式 (2)表達(dá)。并且，公共信號(hào)線(xiàn)110中的信號(hào)電荷Q110(t)可由下式(3)表達(dá)，并且，存儲(chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷Q105(t)可由下式(4)表達(dá)。并且，在電阻R108中流動(dòng)的電流I(t) 可由下式(5)表達(dá)。V105(t) = Q105(t)/C105. . . (1)
Vl 10 (t) = Ql 10 (t) /Cl 10. . . (2)Q110(t) = / I(t)dt. . . (3)Q105(t) = Q105(0)- f I (t) dt. . . (4)I(t) = (V105 (t) -Vl 10 (t)) / (R108+R110). . . (5)式(3)表示，假定寄生電容CllO中的初始電荷為0，寄生電容CllO中的電荷 Q110(t)等于流入寄生電容CllO中的電流I的時(shí)間積分值。式⑷表示存儲(chǔ)電容器C105 的電荷Q105(t)等于通過(guò)從初始電荷Q105(0)減去電流I (t)的積分值得到的值。式(5) 表示電流I (t)等于通過(guò)將施加到電阻R108和RllO的電壓除以電阻R108與RllO的和得到的值，并且，施加到電阻R108和RllO的電壓為V105(t)和V110(t)之間的差值電壓。如果第一開(kāi)關(guān)108接通期間的電阻R108是固定的而不管向其施加的電壓如何，那么，從式( 可以清楚地看出，當(dāng)V105(t)較大時(shí)，電流I(t)較大?？紤]緊接著接通第一開(kāi)關(guān)108之后的狀態(tài)，電荷QllO為0，因此，電壓VllO也是0。可通過(guò)下式(6)獲得寄生電容 CllO的端子之間的電壓VllO的隨時(shí)間增加率，該式(6)表示該速率與電壓V105(t)的初始值V105(0)成比例。d {VI10 (t)} /dt = I (0) /Cl 10= 1/C110 X V105 (0) / (R108+R110). . . (6)這里，由于電壓V105(t)是存儲(chǔ)電容器C105的端子之間的電壓，如果存儲(chǔ)電容器 C105的基準(zhǔn)電壓從接地電位改變?yōu)檎妷篤A，那么，施加到導(dǎo)通電阻R108的電壓增加該量，從而導(dǎo)致電流1(0)的值如下式(7)表示的那樣增加。I (0) = (VA+V105 (0)) / (R108+R110). . . (7)以下，參照?qǐng)D1描述其中存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電壓從接地電位改變?yōu)檎妷篤A 的電路配置。作為對(duì)于來(lái)自更遠(yuǎn)離輸出放大器113的存儲(chǔ)電容器C105的信號(hào)在信號(hào)傳輸期間具有更大的波形劣化的問(wèn)題的對(duì)策，使得來(lái)自電壓源的電壓VA的值在更接近輸出放大器113的列中更小，而不是使得電壓VA的值在所有的列中相等，由此減少上述的速度增加效果，從而使得能夠提供基本上均勻的波形劣化。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。圖1中的成像裝置是通過(guò)向圖8中的成像裝置添加基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106和電壓源107而獲得的成像裝置。以下描述圖1中的成像裝置與圖8中的成像裝置不同的點(diǎn)。為各列設(shè)置基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106，并且與各列中的存儲(chǔ)電容器C105連接。為各列設(shè)置的電壓源107輸出電壓VA。在各列中的電壓源107中，較接近輸出放大器113的列中的一個(gè)電壓源輸出較低電壓，而較遠(yuǎn)離輸出放大器113的一個(gè)電壓源輸出較高電壓。因此，在公共信號(hào)線(xiàn)110上提供了各列中均勻的信號(hào)波形劣化，從而使得能夠提供均勻的特性。每個(gè)存儲(chǔ)電容器C105的一端通過(guò)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)102與相應(yīng)的垂直信號(hào)線(xiàn)100連接，而另一端與相應(yīng)的基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106連接。在水平掃描電路112的控制下，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106逐列地將存儲(chǔ)電容器 C105的另一端連接到接地電位節(jié)點(diǎn)或電壓源107。如果存儲(chǔ)電容器C105的另一端與相應(yīng)的接地電位節(jié)點(diǎn)連接，那么接地電位(OV)被供給到存儲(chǔ)電容器C105的該另一端。如果存儲(chǔ)電容器C105的另一端與電壓源107連接，那么正電壓VA被供給到存儲(chǔ)電容器C105的該另一端。來(lái)自二維設(shè)置的像素101的輸出信號(hào)被來(lái)自垂直掃描電路104的脈沖驅(qū)動(dòng)，并且， 作為行被依次選擇的結(jié)果而被輸出到各垂直信號(hào)線(xiàn)100。被來(lái)自定時(shí)產(chǎn)生電路103的脈沖驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)102被接通，垂直信號(hào)線(xiàn)100上的信號(hào)在存儲(chǔ)電容器C105中被累積?；鶞?zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106中的每一個(gè)通過(guò)來(lái)自水平掃描電路112的脈沖被連接到接地電位節(jié)點(diǎn)側(cè)，使得此時(shí)的相應(yīng)的存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電壓具有接地電位。隨后，各列中的第一開(kāi)關(guān)108 通過(guò)來(lái)自水平掃描電路112的掃描脈沖被依次接通，并且在存儲(chǔ)電容器C105中累積的信號(hào)電荷被傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。這里，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106通過(guò)來(lái)自水平掃描電路112的脈沖被控制，使得每個(gè)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106根據(jù)從水平掃描電路112輸出掃描脈沖的定時(shí)而被連接到電壓源107側(cè)。圖2是示出成像裝置中的控制脈沖的時(shí)序圖。在來(lái)自垂直掃描電路104的脈沖信號(hào)處于高電平的時(shí)間段期間，相關(guān)行中的像素101被選擇，并且，來(lái)自所選擇的像素101 的信號(hào)被輸出到垂直信號(hào)線(xiàn)100。在來(lái)自開(kāi)關(guān)102的控制脈沖信號(hào)處于高電平的時(shí)間段期間，開(kāi)關(guān)102接通，并且，在相應(yīng)的存儲(chǔ)電容器C105中累積來(lái)自相應(yīng)的垂直信號(hào)線(xiàn)100的信號(hào)。此時(shí)來(lái)自相應(yīng)的基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106的控制脈沖信號(hào)處于低電平，并且，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106與接地電位節(jié)點(diǎn)側(cè)連接。隨后，來(lái)自各列中的第一開(kāi)關(guān)108的控制脈沖信號(hào)依次轉(zhuǎn)換為高電平，并且，各列中的第一開(kāi)關(guān)108被依次接通，來(lái)自存儲(chǔ)電容器C105的信號(hào)電荷被傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。來(lái)自每個(gè)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106的控制脈沖信號(hào)處于高電平的時(shí)間段Tw被包括在來(lái)自相應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)108的控制脈沖信號(hào)處于高電平的時(shí)間段內(nèi)，并且，在時(shí)間段Tw期間，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106與電壓源107側(cè)連接。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)108關(guān)斷時(shí)，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106向相應(yīng)的存儲(chǔ)電容器C105的另一端供給接地電位，并且，在第一開(kāi)關(guān)108接通的時(shí)間段中的至少一部分時(shí)間段Tw中，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106向存儲(chǔ)電容器 C105的另一端供給正電壓VA。更具體地，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)108關(guān)斷時(shí)，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106 將存儲(chǔ)電容器C105的另一端連接到相應(yīng)的接地電位節(jié)點(diǎn)。在第一開(kāi)關(guān)108接通的時(shí)間段中的至少一部分時(shí)間段Tw中，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106將存儲(chǔ)電容器C105的另一端連接到相應(yīng)的正電壓節(jié)點(diǎn)。
作為上述操作的結(jié)果，在存儲(chǔ)電容器C105中累積的信號(hào)電荷被高速傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。時(shí)間段Tw的適當(dāng)值可以是累積于存儲(chǔ)電容器C105中的大多數(shù)的電荷被傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110所需要的時(shí)間。更具體地，時(shí)間段Tw可以是大致為由存儲(chǔ)電容器C105 的電容值、開(kāi)關(guān)106和108的導(dǎo)通電阻值和公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電容CllO確定的時(shí)間常數(shù)的三倍的值。但是，該值不限于時(shí)間常數(shù)的三倍的值。圖11是圖1的成像裝置中的列中的部分電路的等效電路圖。電阻R108是第一開(kāi)關(guān)108的導(dǎo)通電阻。電阻R 110是公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電阻。電容CllO是公共信號(hào)線(xiàn) 110的寄生電容。導(dǎo)通電阻R108、寄生電阻RllO和寄生電容CllO被串聯(lián)連接在存儲(chǔ)電容器C105的一端與接地電位節(jié)點(diǎn)之間?；鶞?zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106將存儲(chǔ)電容器C105的另一端連接到接地電位節(jié)點(diǎn)或電壓源107。換句話(huà)說(shuō)，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106將存儲(chǔ)電容器C105 的基準(zhǔn)電位(基準(zhǔn)電壓)切換到接地電位或正電壓VA。如果基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106與電壓源107側(cè)連接，那么被施加到電阻R108和RllO的初始電壓為VA+V105 (0)。因此，如上所述，緊接在切換基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106之后的電流I(O)增加，因此，基于式(6)，電壓VllO 的隨時(shí)間改變率也增加。這表示信號(hào)電荷以更高的速度從存儲(chǔ)電容器C105被傳送到寄生電容C110。換句話(huà)說(shuō)，本實(shí)施例使得能夠?qū)⒋鎯?chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷高速傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。并且，在各列中的電壓源107中，更遠(yuǎn)離輸出放大器113的列中的一個(gè)電壓源輸出更高電壓，由此可以在公共信號(hào)線(xiàn)110中提供在各列中均勻的信號(hào)波形劣化，使得能夠提供均勻的特性。圖12是示出圖11中的電路的另一示例性配置的示圖。將描述圖12中的電路與圖11中的電路不同的點(diǎn)。存儲(chǔ)電容器C105的另一端與接地電位節(jié)點(diǎn)固定連接。寄生電容 CllO的一端通過(guò)電阻R108和RllO與存儲(chǔ)電容器C105的一端連接。第三開(kāi)關(guān)115將寄生電容CllO的另一端連接到接地電位節(jié)點(diǎn)或負(fù)電壓源114。當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)115與負(fù)電壓源114 連接時(shí)，負(fù)電壓VB被供給到寄生電容CllO的另一端。與存儲(chǔ)電容器C105的另一端連接的接地電位節(jié)點(diǎn)的電壓變得比與寄生電容CllO的另一端連接的負(fù)電源電壓114的負(fù)電壓VB 更高，因此，如圖11的情況那樣，存儲(chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷被高速傳送到公共信號(hào)線(xiàn) 110。更具體地，緊接在第一開(kāi)關(guān)108被接通之后，電容CllO的基準(zhǔn)電位通過(guò)第三開(kāi)關(guān)115 對(duì)于時(shí)間段Tw從接地電位改變?yōu)樨?fù)電壓VB。多個(gè)第三開(kāi)關(guān)115通過(guò)電容CllO與公共信號(hào)線(xiàn)110連接。當(dāng)相應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)108關(guān)斷時(shí)，每個(gè)第三開(kāi)關(guān)115通過(guò)相應(yīng)的電容CllO向公共信號(hào)線(xiàn)110供給接地電位。在第一開(kāi)關(guān)108接通的時(shí)間段中的至少一部分時(shí)間段Tw中， 第三開(kāi)關(guān)115通過(guò)電容CllO向公共信號(hào)線(xiàn)110供給負(fù)電壓VB。因此，第一開(kāi)關(guān)108被接通之后的初始電流增加，使得能夠?qū)崿F(xiàn)高速信號(hào)傳送。將在后面參照?qǐng)D6描述更具體的電路配置。(第二實(shí)施例)圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，取代為各列配置的電壓源107，使用包含一個(gè)電壓源107 和電阻線(xiàn)的分壓電路。電阻線(xiàn)被連接在正電壓源107和接地電位節(jié)點(diǎn)之間。在電阻線(xiàn)上， 以預(yù)定的間隔設(shè)置用于各列的正電壓節(jié)點(diǎn)。作為設(shè)置電阻分壓電路的結(jié)果，在用于電阻線(xiàn)上的各列的正電壓節(jié)點(diǎn)中，較接近輸出放大器113的列中的一個(gè)正電壓節(jié)點(diǎn)具有較低的電壓。每個(gè)列中的基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106將存儲(chǔ)電容器C105的另一端連接到接地電位節(jié)點(diǎn)或相應(yīng)列中的正電壓節(jié)點(diǎn)。因此，通過(guò)使用電壓源107，可以在公共信號(hào)線(xiàn)110上提供均勻的信號(hào)波形劣化，使得能夠提供均勻的特性。多個(gè)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106可以將多個(gè)存儲(chǔ)電容器C105的另一端分別連接到多個(gè)正電壓節(jié)點(diǎn)。多個(gè)正電壓節(jié)點(diǎn)通過(guò)連接在電壓源107 和接地電位節(jié)點(diǎn)之間的電阻線(xiàn)被供給從電阻分壓得到的電壓。根據(jù)本實(shí)施例，可以通過(guò)借助于電壓源107和電阻分壓電路對(duì)于各列改變(逐漸減小)存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電位， 來(lái)解決從具有行相關(guān)性的存儲(chǔ)電容器C105傳送信號(hào)時(shí)的信號(hào)波形劣化的問(wèn)題。(第三實(shí)施例)圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖，圖5是根據(jù)第三實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。圖4中的成像裝置與圖3中的成像裝置的不同之處在于，取代電壓源107和基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106，提供可變電壓源121?？勺冸妷涸?21通過(guò)導(dǎo)電線(xiàn)或電阻線(xiàn)被共同連接到各列中的存儲(chǔ)電容器C105的另一端，使得能夠選擇性地向存儲(chǔ)電容器C105的另一端供給接地電位或正電壓VA。圖5中的時(shí)序圖與圖2中的時(shí)序圖類(lèi)似。但是，在與圖2中的基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106類(lèi)似的定時(shí)上，可變電壓源121以低電平輸出接地電位，并且以高電平輸出正電壓VA。在圖5中的時(shí)序圖中，可變電壓源121在時(shí)間段Tw期間將輸出從接地電位改變?yōu)檎妷篤A。正電壓VA的值可增加到用于提供成像裝置的半導(dǎo)體工藝所允許的最大電壓，并且，隨著值更大，可以提供更大的速度增加效果。并且， 可變電壓源121的極性依賴(lài)于從存儲(chǔ)電容器C105傳送的電荷的極性，并且，可在正極性的情況下通過(guò)正電壓提供高速傳送效果，并且，也可在負(fù)極性的情況下通過(guò)負(fù)電壓提供高速傳送效果。(第四實(shí)施例)圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖，并且，圖7 是根據(jù)第四實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。圖6中的成像裝置是如作為圖11和圖12的組合的圖13所示的那樣通過(guò)使用開(kāi)關(guān)106和115同時(shí)改變兩個(gè)電容C105和CllO的基準(zhǔn)電位的例子。圖13中的電路是通過(guò)向圖11中的電路添加第三開(kāi)關(guān)115和負(fù)電壓源114而獲得的電路。第三開(kāi)關(guān)115將寄生電容CllO的另一端連接到接地電位或負(fù)電壓源114。圖6中的成像裝置是通過(guò)向圖1中的成像裝置添加第三開(kāi)關(guān)115和負(fù)電壓源114而獲得的成像裝置。每個(gè)寄生電容CllO的一端與公共信號(hào)線(xiàn)110連接，而另一端與相應(yīng)的第三開(kāi)關(guān)115連接。第三開(kāi)關(guān)115將相應(yīng)的寄生電容CllO的另一端連接到接地電位或負(fù)電壓源114。將描述圖7中的時(shí)序圖與圖2中的時(shí)序圖不同的點(diǎn)。當(dāng)來(lái)自第一開(kāi)關(guān)108的控制脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，第一開(kāi)關(guān)108被接通，并且，累積于相應(yīng)的存儲(chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷被傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。在來(lái)自第一開(kāi)關(guān)108的控制脈沖信號(hào)處于高電平的時(shí)間段中的時(shí)間段Tw期間，來(lái)自開(kāi)關(guān)106和115的控制脈沖信號(hào)同時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。在時(shí)間段Tw以外的時(shí)間段期間，來(lái)自開(kāi)關(guān)106和115的控制脈沖信號(hào)處于低電平?；鶞?zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106在控制脈沖信號(hào)處于低電平時(shí)與接地電位節(jié)點(diǎn)連接，并在控制脈沖信號(hào)處于高電平時(shí)與正電壓源107連接。第三開(kāi)關(guān)115在控制脈沖信號(hào)處于低電平時(shí)與接地電位節(jié)點(diǎn)連接，并且在控制脈沖信號(hào)處于高電平時(shí)與負(fù)電壓源114連接。在時(shí)間段Tw中，存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電壓從接地電位被切換到正電壓VA，并且，公共信號(hào)線(xiàn)110的寄生電容CllO的基準(zhǔn)電位從接地電位被切換到負(fù)電壓VB。因此，使得存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電位比公共信號(hào)線(xiàn)110 的寄生電容CllO的基準(zhǔn)電位更高，使得能夠?qū)⒋鎯?chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷高速傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。(第五實(shí)施例)圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的成像裝置的示例性配置的示圖，圖15是根據(jù)第五實(shí)施例的成像裝置的時(shí)序圖。圖14中的成像裝置是通過(guò)向第四實(shí)施例添加第四開(kāi)關(guān)109和塊選擇水平掃描電路116而獲得的成像裝置，并且可選擇讀取電路塊122。以下描述本實(shí)施例與第四實(shí)施例不同的點(diǎn)。存儲(chǔ)電容器C105、基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106、電壓源 107和第一開(kāi)關(guān)108以多個(gè)列為單位被劃分成多個(gè)讀取電路塊122。每個(gè)讀取電路塊122中的第一開(kāi)關(guān)108被共同連接到一個(gè)開(kāi)關(guān)109。為每個(gè)讀取電路塊122提供第四開(kāi)關(guān)109，并且第四開(kāi)關(guān)109的一端與相應(yīng)的讀取電路塊122中的所有開(kāi)關(guān)108連接，而另一端與公共信號(hào)線(xiàn)110連接。塊選擇水平掃描電路116執(zhí)行控制來(lái)接通/關(guān)斷第四開(kāi)關(guān)109。第一開(kāi)關(guān)108被劃分到讀取電路塊122中。每個(gè)第四開(kāi)關(guān)109被設(shè)置在相應(yīng)的讀取電路塊122中的第一開(kāi)關(guān)108和公共信號(hào)線(xiàn)110之間，并且，第四開(kāi)關(guān)109被依次接通以依次選擇讀取電路塊122。以下描述圖15中的時(shí)序圖與圖7中的時(shí)序圖不同的點(diǎn)。第四開(kāi)關(guān)109在來(lái)自第四開(kāi)關(guān)109的控制脈沖信號(hào)處于低電平時(shí)關(guān)斷，而在控制脈沖信號(hào)處于高電平時(shí)接通。第四開(kāi)關(guān)109被依次接通，由此，來(lái)自各讀取電路塊122的信號(hào)被依次輸出到公共信號(hào)線(xiàn)110。 在來(lái)自一個(gè)開(kāi)關(guān)109的控制脈沖信號(hào)處于高電平并由此選擇一個(gè)讀取電路塊122的時(shí)間段期間，與圖7中一樣，讀取電路塊122中的所有開(kāi)關(guān)108被依次接通。在第一開(kāi)關(guān)108接通的時(shí)間段中的時(shí)間段Tw期間，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)106和開(kāi)關(guān)115被同時(shí)接通，使得能夠?qū)⑾鄳?yīng)的存儲(chǔ)電容器C105中的信號(hào)電荷以高速傳送到公共信號(hào)線(xiàn)110。在第一、第二和第五實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)106和電壓源107提供基準(zhǔn)電位供給單元，該基準(zhǔn)電位供給單元改變存儲(chǔ)電容器C105的基準(zhǔn)電位和公共信號(hào)線(xiàn)100的基準(zhǔn)電位，使得基準(zhǔn)電位之間的差值在第一開(kāi)關(guān)108接通的時(shí)間段期間變得更大。在圖12中，通過(guò)第三開(kāi)關(guān) 115和電壓源114提供上述的基準(zhǔn)電位供給單元。在第三實(shí)施例中，通過(guò)可變電壓源121提供基準(zhǔn)電位供給單元。在第四實(shí)施例中，通過(guò)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)106、電壓源107、第三開(kāi)關(guān) 115和電壓源114提供基準(zhǔn)電位供給單元。上述的基準(zhǔn)電位供給單元控制上述的基準(zhǔn)電位，使得當(dāng)改變基準(zhǔn)電位時(shí)基準(zhǔn)電位進(jìn)入下述的狀態(tài)執(zhí)行控制使得在公共信號(hào)線(xiàn)Iio上，連接到遠(yuǎn)離輸出放大器113的位置的存儲(chǔ)電容器C105與公共信號(hào)線(xiàn)110之間的基準(zhǔn)電位差大于連接到接近輸出放大器113的位置的存儲(chǔ)電容器C105與公共信號(hào)線(xiàn)110之間的基準(zhǔn)電位差。上述的實(shí)施例中的任一個(gè)僅是用于實(shí)施本發(fā)明的特定例子，并且，不應(yīng)用上述的實(shí)施例限制性解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。換句話(huà)說(shuō)，可以在不背離本發(fā)明的技術(shù)思想或其主要特征的情況下以各種方式實(shí)施本發(fā)明。上述的實(shí)施例的各種組合是可能的。雖然已參照示例性實(shí)施例說(shuō)明了本發(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的修改和等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括輸出通過(guò)光電轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)的多個(gè)像素； 用于保持從像素輸出的信號(hào)的多個(gè)存儲(chǔ)電容器； 用于傳送由存儲(chǔ)電容器保持的信號(hào)的公共信號(hào)線(xiàn)；和多個(gè)第一開(kāi)關(guān)，分別用于將多個(gè)存儲(chǔ)電容器中的每一個(gè)連接到公共信號(hào)線(xiàn)，其中， 多個(gè)存儲(chǔ)電容器中的每一個(gè)具有與第一開(kāi)關(guān)連接并且被供給從像素輸出的信號(hào)的一個(gè)端子和被施加基準(zhǔn)電位的另一端子，該成像裝置還包括用于供給基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位供給單元，并且， 基準(zhǔn)電位供給單元在所述多個(gè)存儲(chǔ)電容器保持信號(hào)的時(shí)間段期間供給第一基準(zhǔn)電位， 并且在接通第一開(kāi)關(guān)的時(shí)間段期間供給第二基準(zhǔn)電位，使得第二基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差大于第一基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，還包括輸出放大器，其中，基準(zhǔn)電位供給單元控制基準(zhǔn)電位，使得向公共信號(hào)線(xiàn)上的被設(shè)置為遠(yuǎn)離輸出放大器的存儲(chǔ)電容器供給的第二基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差大于向公共信號(hào)線(xiàn)上的被設(shè)置為更接近輸出放大器的存儲(chǔ)電容器供給的第二基準(zhǔn)電位和接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位之間的電位差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，還包括用于傳送從像素輸出的通過(guò)光電轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)的第一信號(hào)線(xiàn)，其中，基準(zhǔn)電位供給單元包含分別與多個(gè)存儲(chǔ)電容器的另一端子中的每一個(gè)連接的多個(gè)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)，并且，基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)在第一開(kāi)關(guān)被關(guān)斷時(shí)向存儲(chǔ)電容器的另一端子供給接地電位，并且基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)在接通第一開(kāi)關(guān)的時(shí)間段的至少一部分的時(shí)間段期間向存儲(chǔ)電容器的另一端子供給正電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的成像裝置，其中，多個(gè)基準(zhǔn)電位改變開(kāi)關(guān)分別能夠?qū)⒋鎯?chǔ)電容器的另一端子中的每一個(gè)連接到多個(gè)正電壓節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)，并且，多個(gè)正電壓節(jié)點(diǎn)通過(guò)連接在電壓源和接地電位節(jié)點(diǎn)之間的電阻線(xiàn)被供給經(jīng)電阻分壓的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中，基準(zhǔn)電位供給單元包含通過(guò)電容器與公共信號(hào)線(xiàn)連接的多個(gè)第三開(kāi)關(guān)， 第三開(kāi)關(guān)在第一開(kāi)關(guān)被關(guān)斷時(shí)通過(guò)電容器向公共信號(hào)線(xiàn)供給接地電位，并且第三開(kāi)關(guān)在接通第一開(kāi)關(guān)的時(shí)間段的至少一部分的時(shí)間段期間通過(guò)電容器向公共信號(hào)線(xiàn)供給負(fù)電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中，多個(gè)第一開(kāi)關(guān)被劃分成多個(gè)塊，并且，成像裝置包含分別被設(shè)置在每個(gè)塊中的第一開(kāi)關(guān)和公共信號(hào)線(xiàn)之間的多個(gè)第四開(kāi)關(guān)，并且，多個(gè)第四開(kāi)關(guān)被依次接通以便依次選擇多個(gè)塊。
全文摘要
一種成像裝置，包括用于保持從像素輸出的信號(hào)的多個(gè)存儲(chǔ)電容器；和用于分別將存儲(chǔ)電容器連接到公共信號(hào)線(xiàn)的多個(gè)第一開(kāi)關(guān)，其中，多個(gè)存儲(chǔ)電容器中的每一個(gè)包含與相應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)連接并被供給從相應(yīng)的像素輸出的相應(yīng)的信號(hào)的端子和被供給基準(zhǔn)電位的另一端子，基準(zhǔn)電位供給單元在多個(gè)存儲(chǔ)電容器保持信號(hào)的時(shí)間段期間供給第一基準(zhǔn)電位，并在接通第一開(kāi)關(guān)的時(shí)間段期間供給具有與接通第一開(kāi)關(guān)之前的公共信號(hào)線(xiàn)的電位的電位差的第二基準(zhǔn)電位，該電位差比第一基準(zhǔn)電位的電位差大。
文檔編號(hào)H04N5/378GK102281404SQ20111015336
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者櫻木孝正 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社