固體攝像裝置的制造方法
【專利說明】固體攝像裝置
[0001]相關申請的參照:本申請享有2013年12月9日申請的日本專利申請?zhí)?013 —254064的優(yōu)先權利益，在本申請中援引該日本專利申請全部內(nèi)容。
技術領域
[0002]本實施方式一般而言涉及固體攝像裝置。
【背景技術】
[0003]CMOS圖像傳感器中，為了實現(xiàn)信號讀出的高速化，按照每列設置多條垂直信號線，從多條線同時讀出信號的方法。此外，有如下方法:在線之間使增益不同，將增益低的線使用于低靈敏度，將增益高的線使用于高靈敏度，在低靈敏度側飽和的情況下，通過用飽和像素的周邊的高靈敏度像素進行插補，來擴大動態(tài)范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的課題為提供一種能夠抑制電路規(guī)模的增大且使圖像處理高速化的固體攝像裝置。
[0005]一實施方式的固體攝像裝置中具備:像素陣列部，以矩陣狀配置有蓄積進行光電變換而得的電荷的像素；地址線，按照所述像素陣列部的每行設有m條，用于沿行方向選擇所述像素，其中，m為2以上的整數(shù)；以及垂直信號線，將從所述像素讀出的像素信號沿列方向進行傳送。
[0006]其他實施方式的固體攝像裝置中具備:像素陣列部，以矩陣狀配置有蓄積進行光電變換而得的電荷的像素；地址線，沿行方向選擇所述像素；第I垂直信號線，設置在所述像素陣列部的第I列，傳送從列方向的第奇數(shù)個像素讀出的像素信號；第2垂直信號線，設置在所述第I列，傳送從所述列方向的第偶數(shù)個像素讀出的像素信號；第3垂直信號線，設置在所述像素陣列部的第2列，對從所述像素讀出的像素信號進行所述列方向的傳送；以及列ADC電路，按照每列檢測所述像素信號。
[0007]此外，另外的實施方式的固體攝像裝置中具備:像素陣列部，以矩陣狀配置有蓄積進行光電變換而得的電荷的像素；垂直信號線，按照所述像素陣列部的每列設有m條，在列方向上每隔(m— I)個地與所述像素連接，其中，m為2以上的整數(shù)；以及m個列ADC電路，以相互不同的增益來按照所述每列檢測像素信號。
[0008]根據(jù)上述結構的固體攝像裝置，能夠抑制電路規(guī)模的增大且使圖像處理高速化。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示第I實施方式所涉及的固體攝像裝置的概略結構的框圖。
[0010]圖2是表示圖1的固體攝像裝置的地址線的結構例的框圖。
[0011]圖3是表示圖1的固體攝像裝置的2像素量的結構例的電路圖。
[0012]圖4(a)是表示圖2的固體攝像裝置的通常讀出時的動作的時序圖，圖4(b)是表示圖2的固體攝像裝置的高速讀出時的動作的時序圖。
[0013]圖5是表示圖2的固體攝像裝置的高速讀出時的讀出像素的圖。
[0014]圖6是表示第2實施方式所涉及的固體攝像裝置的地址線的結構例的框圖。
[0015]圖7是表示圖6的固體攝像裝置的高速讀出時的讀出像素的圖。
[0016]圖8是表示第3實施方式所涉及的固體攝像裝置的垂直信號線的結構例的框圖。
[0017]圖9(a)是表示圖8的固體攝像裝置的通常讀出時的開關的切換方法的框圖，圖9(b)是表示圖8的固體攝像裝置的高速讀出時的開關的切換方法的框圖。
[0018]圖10是表示第4實施方式所涉及的固體攝像裝置的地址線以及垂直信號線的結構例的框圖。
[0019]圖11(a)是表示圖10的固體攝像裝置的通常讀出時的動作的時序圖，圖11(b)是表示圖10的固體攝像裝置的高速讀出時的動作的時序圖。
[0020]圖12是表示第5實施方式所涉及的固體攝像裝置的概略結構的框圖。
[0021]圖13是表示圖12的固體攝像裝置的地址線的結構例的框圖。
[0022]圖14(a)是表示在圖12的固體攝像裝置的線之間使增益不同的輸出圖像的圖，圖14(b)是表示將圖14(a)的輸出圖像合成后的合成圖像的圖。
[0023]圖15(a)是表示在圖12的固體攝像裝置的線之間使增益不同的傳感器輸出的圖，圖15(b)是表示圖15(a)的傳感器輸出的合成方法的圖。
[0024]圖16是表示應用了第6實施方式所涉及的固體攝像裝置的數(shù)字攝像機的概略結構的框圖。
【具體實施方式】
[0025]根據(jù)一個實施方式，設置有像素陣列部、地址線、垂直信號線。像素陣列部以矩陣狀配置有蓄積進行光電變換而得的電荷的像素。地址線按照像素陣列部的每行(row)分別設置有m(m為2以上的整數(shù))條，沿行方向選擇所述像素。垂直信號線將從所述像素讀出的像素信號沿列方向傳送。以下參照附圖來詳細地說明實施方式所涉及的固體攝像裝置。另外，本發(fā)明不受這些實施方式的限制。
[0026](第I實施方式)
[0027]圖1是表示第I實施方式所涉及的固體攝像裝置的概略結構的框圖。
[0028]圖1中，該固體攝像裝置中設置有像素陣列部I。像素陣列部I中，沿行方向以及列方向以矩陣狀配置有蓄積進行光電變換而得的電荷的像素PC。此外，固體攝像裝置中設置有:將各像素PC的信號成分通過⑶S按照每列進行檢測的列ADC電路2 ;將由列ADC電路2檢測到的信號沿行方向進行轉(zhuǎn)發(fā)的水平寄存器3 ;對成為讀出對象的像素PC沿列方向進行掃描的垂直寄存器4 ；以及選擇控制將成為讀出對象的像素PC沿行方向進行選擇的地址線的地址控制部5。
[0029]圖2是表示圖1的固體攝像裝置的地址線的結構例的框圖。另外，在圖2中示出了像素PC沿行方向以及列方向以4X4的矩陣狀配置的例子。
[0030]圖2中，像素陣列部I中，按照每行分別設置有2條地址線ALA、ALB。在此，地址線ALA能夠按照每行來傳送行選擇信號adrAl?adrA4。地址線ALB能夠按照每行來傳送行選擇信號adrBl?adrB4。此外，像素陣列部I中，按照每列分別設置有將從像素PC讀出的像素信號沿列方向進行傳送的垂直信號線Vlinl?Vlin4。在此，各像素PC中設置有行選擇晶體管Ta。然后，地址線ALA、ALB經(jīng)由行選擇晶體管Ta在行方向上每隔I個交錯地連接于像素PC。
[0031]圖3是表示圖1的固體攝像裝置的2像素量的結構例的電路圖。另外，圖3中示出了在行方向上相鄰的2個像素PC1、PC2。
[0032]圖3中，各像素PCl、PC2中，分別設置有光電二極管PD、行選擇晶體管Ta、放大晶體管Tb、復位晶體管Tr以及讀出晶體管Td。此外，在放大晶體管Tb、復位晶體管Tr、讀出晶體管Td的連接點，作為檢測節(jié)點而形成有浮動擴散區(qū)(Floating Diffus1n)FD。
[0033]并且，在各像素PC1、PC2中，讀出晶體管Td的源極與光電二極管ro連接，讀出晶體管Td的柵極被輸入有讀出信號red。此外，復位晶體管Tr的源極與讀出晶體管Td的漏極連接，復位晶體管Tr的柵極被輸入有復位信號rst，復位晶體管Tr的漏極與電源電位VDD連接。此外，放大晶體管Tb的柵極與讀出晶體管Td的漏極連接，放大晶體管Tb的漏極與行選擇晶體管Ta的源極連接。此外，行選擇晶體管Ta的漏極與電源電位VDD連接。此夕卜，垂直信號線Vlinl、Vlin2與恒流源GA1、GA2分別連接，從各像素PC1、PC2向垂直信號線 Vlinl、Vlin2 輸出像素信號 Vsigl、Vsig2。
[0034]此外，像素PCl中，放大晶體管Tb的源極與垂直信號線Vlinl連接，行選擇晶體管Ta的柵極經(jīng)由地址線ALB而被輸入行選擇信號adrBl。像素PC2中，放大晶體管Tb的源極與垂直信號線Vlin2連接，行選擇晶體管Ta的柵極經(jīng)由地址線ALA而被輸入有行選擇信號adrAlο
[0035]圖4(a)是表示圖2的固體攝像裝置的通常讀出時的動作的時序圖，圖4(b)是表示圖2的固體攝像裝置的高速讀出時的動作的時序圖。
[0036]圖4(a)中，在通常讀出中，經(jīng)由地址控制部5，按照每I行同時選擇2條地址線ALA、ALB。然后，從像素PC讀出的像素信號經(jīng)由垂直信號線Vlinl?Vlin4被按照每列發(fā)送至列ADC電路2。
[0037]S卩，在行選擇信號adrAl?adrA4、adrBl?adrB4為低電平的情況下,行選擇晶體管Ta成為截止狀態(tài)，垂直信號線Vlinl?Vlin4不被輸出信號。此時，若讀出信號red和復位信號rst成為高電平，則讀出晶體管Td導通，原來蓄積在光電二極管H)中的電荷被排出到浮動擴散區(qū)FD。然后，經(jīng)由復位晶體管Tr被排出到電源電位VDD。原來蓄積在光電二極管H)中的電荷被排出到電源電位VDD后，讀出信號red成為低電平時，在光電二極管H)中，開始有效的