專利名稱：用于減少在長時間曝光下垂直方向上陰影的圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用固態(tài)圖像拾取元件的圖像拾取裝置，具體涉及一種用于抑制在長時間曝光下垂直方向上陰影的技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的申請人已經(jīng)提出一種MOS型固態(tài)圖像拾取裝置(參見日本未審專利公開2003-46864)。該固態(tài)圖像拾取裝置包括像素元(pixel cell)單元、行掃描單元、信號處理單元、負載單元、列掃描單元以及AND單元。該像素元單元由按矩陣排列的大量像素元構(gòu)成。每一像素元包括用于根據(jù)在曝光期間所接收到的光量存儲電子電荷的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換元件)，和用于臨時存儲從該光電二極管輸出的電子電荷的電荷存儲單元。存儲在該光電二極管中的電子電荷作為像素信號讀出。通過來自行掃描電路的讀出脈沖和復(fù)位脈沖，按照逐行的順序選擇每一像素元。在每一行的像素元中，通過讀出脈沖讀出存儲在每一像素元的光電二極管中的電子電荷，并將其傳送到電荷存儲單元。通過復(fù)位脈沖將存儲在電荷存儲單元中的電子電荷放電到輸出信號線上，并進一步將其傳送到信號處理單元。傳送到信號處理單元的一行像素信號通過列掃描電路的列掃描脈沖逐列輸出。
該固態(tài)圖像拾取裝置僅向所選行的像素元提供復(fù)位脈沖，并將所選行的電荷存儲單元的電勢增加到高電平，使得放大門接通，以輸出像素信號。相反，未選行的像素元的電荷存儲單元的電勢維持為低電平，以保持該放大門不通，從而不向該輸出信號線輸出像素信號。
具體地，通過復(fù)位脈沖，將電荷存儲單元的電勢設(shè)置為像素元所共用的供電電壓的電勢。然后，通過讀出脈沖，將存儲在光電二極管中的電子電荷讀出到該電荷存儲單元。讀出到該電荷存儲單元的電子電荷(像素信號)然后通過該放大門被放大并輸出。最后，通過復(fù)位脈沖，清除該電荷存儲單元中的電子電荷。通過每一行的每一像素元連續(xù)地執(zhí)行一系列這些操作，就讀出了像素信號。
下面參照圖7描述該圖像拾取裝置中的像素元在長時間曝光下的讀出操作。在圖7中，VD是垂直驅(qū)動信號，HD是水平驅(qū)動信號，VSTART是圖像拾取開始定時脈沖，RESET是復(fù)位信號，READ是讀出信號，LSELn是第n行選擇脈沖，LSELn+1是第n+1行選擇脈沖，LSELn+2是第n+2行選擇脈沖。RSTn是RESET和LSELn之間的AND(復(fù)位脈沖104)，RDn是READ和LSELn之間的AND(讀出脈沖)，RSTn+1是RESET和LSELn+1之間的AND(復(fù)位脈沖)，RDn+1是READ和LSELn+1之間的AND(讀出脈沖)，RSTn+2是RESET和LSELn+2之間的AND(復(fù)位脈沖)，RDn+1是READ和LSELn+1之間的AND(讀出脈沖)。
通過預(yù)先設(shè)置的幀速率(任一VD信號與下一個VD信號之間的間隔)確定光電二極管中接收光的時間(曝光時間)。由行單元按順序重復(fù)像素的選擇和不選。這樣就讀出了所選行中的光電二極管的電子電荷。在光電二極管未被選擇時，就存儲了根據(jù)光信息的電子電荷。對于所要選擇的像素元，施加VSTART脈沖以驅(qū)動該掃描電路。將讀出信號READ和復(fù)位信號RESET施加于所選擇的行。在該所選行中，行選擇信號LSEL與讀出信號READ之間的AND變?yōu)樽x出脈沖RD。進一步，所選擇的信號LSEL與復(fù)位信號RESET之間的AND變?yōu)閺?fù)位脈沖RST。在所選擇的行中，將讀出脈沖RD和復(fù)位脈沖RST施加到該像素元部件，并執(zhí)行上述讀出處理。結(jié)果，就輸出了像素信號。
當(dāng)通過設(shè)置幀速率進行操作時，通過VD信號與下一個VD信號之間的間隔確定該光電二極管的曝光時間，其對應(yīng)于曝光時間E1。與此同時，長時間曝光是在超過兩個VD信號的時間上進行曝光的操作。其可以通過不向行掃描電路施加用于選擇行的VSTART脈沖來實現(xiàn)，從而不產(chǎn)生行選擇脈沖LSEL。在該狀態(tài)下，沒有施加到達該像素元的讀出脈沖RD和復(fù)位脈沖RST，使得不讀出該光電二極管的電子電荷。于是，電子電荷需要長時間存儲。當(dāng)進行該掃描時，該長時間曝光中的曝光時間對應(yīng)于曝光時間E2(＝2E1)。
圖8所示為每一類信號的狀態(tài)，例如像素信號、最終通過AD轉(zhuǎn)換器獲得的數(shù)字信號(ADC輸出)，等等。
在長時間曝光中，停止通過每一VD信號對行的選擇，使得停止在長時間曝光下施加VSTART。當(dāng)進行這種操作時，在剛讀出之后從MOS傳感器輸出的像素信號的DC(直流)電平較大，并且逐漸變得隨時間常數(shù)而穩(wěn)定。像素信號通過電容器達到箝位電路。該箝位電路將像素信號箝位在OB(光學(xué)黑體)箝位脈沖定時的OB區(qū)域中，用于DC再生其作為箝位電平。然而，DC電平在長時間曝光下剛剛被讀出之后較大，并逐漸隨時間常數(shù)而減少。因此，在DC再生輸出(箝位電平)中的垂直方向上產(chǎn)生陰影。結(jié)果，在最終所得到的數(shù)字信號中產(chǎn)生垂直陰影。
隨著長時間曝光的時間間隔變得越長，DC再生中的電平差變得越顯著。于是，當(dāng)該陰影變得與輸出圖像中所出現(xiàn)的陰影一樣大時，使用長時間曝光的最大時間就會受到限制。
其原因是在長時間曝光中像素元變得不可選擇，并且電荷存儲單元變得漂移。根據(jù)長時間曝光的時間，通過出現(xiàn)暗電流，就可以在電荷存儲單元中產(chǎn)生對應(yīng)于時間的DC成分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能夠執(zhí)行長時間曝光并抑制陰影。
本發(fā)明能夠通過抑制長時間曝光中暗電流的產(chǎn)生而抑制陰影。
本發(fā)明能夠通過改變驅(qū)動脈沖定時和OB箝位脈沖的位置而抑制陰影，而不改變對應(yīng)于該固態(tài)圖像拾取裝置的傳感器的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的圖像拾取裝置包括多個像素元，以及與所述多個像素元連接的信號輸出線。每一像素元包括光電二極管，用于根據(jù)所接收到的光量產(chǎn)生電子電荷，作為像素信號；讀出門，其通過施加讀出脈沖而連接；電荷存儲單元，用于通過該讀出門存儲光電二極管的電子電荷；以及復(fù)位門，其通過施加復(fù)位脈沖而連接，用于對該電荷存儲單元的電子電荷進行復(fù)位，并且即使在長時間曝光下也將復(fù)位脈沖施加到復(fù)位門。
優(yōu)選地，通過停止向讀出門施加讀出脈沖來執(zhí)行長時間曝光。
優(yōu)選地，該圖像拾取裝置包括行掃描電路，用于通過輸出行選擇信號而選擇行方向上的多個像素元；以及AND電路，用于通過獲得行選擇信號與讀出信號之間的AND以及行選擇信號與復(fù)位信號之間的AND，輸出讀出脈沖和復(fù)位脈沖，其中在長時間曝光下通過掩蔽用于AND電路的讀出信號停止將讀出脈沖施加于讀出門。
在該結(jié)構(gòu)中，在長時間曝光下，在固定定時施加對電荷存儲單元進行復(fù)位的復(fù)位脈沖。通過不施加讀出脈沖，將所要存儲在光電二極管中的電子電荷連續(xù)地存儲在光電二極管中。因而產(chǎn)生了長時間累積。于是，通過每一脈沖間隔清除了該電荷存儲單元的暗電流，使得可以抑制該電荷存儲單元中暗電流的流動，并且可以抑制DC電平的漂移。
此外，本發(fā)明的圖像拾取裝置包括多個像素元，用于根據(jù)所接收到的光量輸出像素信號；輸出線，用于共同連接多個像素元；箝位電路，用于再生像素信號作為DC信號；以及CDS(共同相關(guān)雙采樣)電路，用于取得參考電平與像素信號中信號電平之間的差，其中箝位電路再生假像素(dummypixel)信號作為DC信號，其至少在水平消隱期間或垂直消隱期間輸出作為像素信號，并且CDS電路通過取得假像素信號與參考電平之間的差而計算OB電平。
在該結(jié)構(gòu)中，即使在類似于常規(guī)情況的讀出時序的長時間曝光下，假區(qū)域中的信號用于DC再生，而不在DC再生的時候執(zhí)行OB區(qū)域中的箝位。


下面通過示例的方式描述本發(fā)明，本發(fā)明不局限于這些附圖，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的圖像拾取裝置的像素元的結(jié)構(gòu)的示意框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像拾取裝置的框圖；圖3是示出了在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像拾取裝置中讀出像素列的操作的時序圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的信號處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意框圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像拾取裝置的讀出操作的時序圖；圖6是示出了在根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的圖像拾取裝置中的箝位操作的時序圖；圖7是示出了相關(guān)技術(shù)的圖像拾取裝置的讀出操作的時序圖；和圖8是示出了在相關(guān)技術(shù)的圖像拾取裝置中的箝位操作的時序圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的圖像拾取裝置。
(第一實施例)在第一實施例中，改變在長時間曝光下圖像拾取裝置的脈沖定時，而不改變該圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)，即使在長時間曝光期間，通過復(fù)位電荷存儲單元抑制暗電流的流出。
在圖1和圖2中，附圖標(biāo)記101是像素元。該像素元101包括光電二極管102，用于執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換；電荷存儲單元103，用于存儲光電二極管102的電子電荷；讀出門109，用于將電子電荷從光電二極管102轉(zhuǎn)移(讀出)到電荷存儲單元103；復(fù)位門110，用于對存儲在電荷存儲單元103中的電子電荷進行放電；以及放大門111，用于放大放電后的電子電荷。通過共同電源線106分別向復(fù)位門110和放大門111提供供電電壓信號(VDDCELL)。負載電路107包括負載門107a，負載門107a與放大門111一起形成源跟隨器放大器。從負載元將負載門信號(LOADCELL)施加于負載門線108。附圖標(biāo)記104是其上施加有復(fù)位脈沖RST的復(fù)位脈沖線，而105是其上施加有讀出脈沖RD的讀出線。
在像素元101中，當(dāng)從復(fù)位脈沖線104通過施加復(fù)位脈沖RST連接復(fù)位門110時，供電電壓信號(VDDCELL)的高電平電勢通過共同電源線106提供給電荷存儲單元103。因而，放大門111被連接，使得通過放大門111，對應(yīng)于存儲在電荷存儲單元103中的電子電荷的電壓被輸出到與負載電路107連接的輸出信號線112。該電壓是參考電勢。
光電二極管102根據(jù)所接收到的光信息(所接收到的光量)產(chǎn)生電子電荷。當(dāng)通過施加來自讀出脈沖線105的讀出脈沖RD連接讀出門109時，該光電二極管102的電子電荷就提供給了電荷存儲單元103。在該電荷存儲單元103中所存儲的電子電荷通過放大門111輸出到信號線112，放大門111通過施加復(fù)位脈沖RST而連接。這是信號電勢。該像素信號是基于參考電勢與信號電勢之間的差的信號。
在圖2中，附圖標(biāo)記200是像素元組，其中像素元按矩陣排列，201是行掃描線，202是AND電路，203是信號處理單元，204是列掃描線，205是緩沖器，206是像素信號輸出單元，207是起始脈沖VSTART的施加端，208是復(fù)位信號(RESET)的施加端，209是讀出信號(READ)的施加端，210是選擇信號(LSEL)的信號線。該信號處理單元203通過輸出信號線112上兩點處的參考電勢與信號電勢之間的電勢差讀出像素信號。插入到LSEL、RD和RST末尾的“n”和“n+1”分別表示第n行和第n+1行。通過向讀出門109和復(fù)位門110提供讀出脈沖RD和復(fù)位脈沖RST執(zhí)行參考電勢和信號電勢的輸出操作。進一步，電荷存儲單元103僅僅是框圖上的一個交叉點，然而，其對應(yīng)于集成電路中的PN結(jié)。其可以通過能夠存儲特定電子電荷的電容形成。
如圖2中所示的圖像拾取裝置讀出該像素元101中根據(jù)所接收到的光量輸出的像素信號。像素元101設(shè)置成L行×M列，從而形成像素元組200。通過讀出脈沖RD和復(fù)位脈沖RST順序選擇每一像素元101，復(fù)位脈沖RST和讀出脈沖RD分別通過行選擇信號LSEL與來自AND電路中行掃描電路201的復(fù)位信號RESET之間的AND，以及行選擇信號210LSEL與讀出信號READ之間的AND，從AND電路202輸出。通過輸出信號線112將所選擇的像素元101的像素信號傳送到信號處理單元203。由通過來自列掃描電路204的列方向掃描脈沖每一列地輸出被傳送到信號處理單元203的一行像素信號。
現(xiàn)在將參照圖3描述圖像拾取裝置的驅(qū)動脈沖的時序圖。在圖3中，VDDCELL是供電電壓信號，LOADCELL是負載門信號，LSEL是行選擇信號，RST是復(fù)位脈沖，并且RD是讀出脈沖?！皀”和“n+1”分別表示第n行和第n+1行。電荷存儲單元n是第n個像素元內(nèi)的電荷存儲單元，電荷存儲單元n+1是第n+1個像素元內(nèi)的電荷存儲單元。像素信號是像素信號輸出單元206的輸出。
(1)通過來自行掃描電路201的第n個行選擇信號LSELn選擇第n行中的像素元。在第n行的像素元101中，復(fù)位脈沖RSTn變?yōu)楦唠娖诫妱?，用于將電荷存儲單?03的電勢設(shè)置為供電電壓信號VDDCELL的高電平電勢，復(fù)位門110被連接。因而，電荷存儲單元103的電勢變?yōu)楣╇婋妷盒盘朧DDCELL的高電平電勢。根據(jù)這樣的高電平電勢從放大門111輸出，并且輸出信號線112的電勢增加。
(2)當(dāng)復(fù)位脈沖RSTn變?yōu)榈碗娖诫妱輹r，復(fù)位門110變?yōu)閿嚅_。在這種狀態(tài)下，電荷存儲單元103n維持高電平電勢。
(3)讀出脈沖RDn變?yōu)楦唠娖诫妱?，讀出門109變?yōu)檫B接狀態(tài)。因而光電二極管中根據(jù)光信息所存儲的電子電荷就被讀出到電荷存儲單元103n。結(jié)果，電荷存儲單元103n的電勢降低。根據(jù)電荷存儲單元103n的電勢降低，放大門111的輸出單元中的電勢降低，從而降低了輸出信號線112的電勢。
(4)讀出脈沖RDn變?yōu)榈碗娖诫妱荩⑶易x出門變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。信號處理單元203測量上述(1)和(3)中輸出信號線112的電勢差，作為像素信號。然后，供電電壓信號VDDCELL變?yōu)榈碗娖诫妱荨?br> (5)為了將電荷存儲單元103n的電勢設(shè)置為供電電壓信號VDDCELL的低電平電勢，復(fù)位脈沖RSTn變?yōu)楦唠娖诫妱?，?fù)位門110變?yōu)檫B接狀態(tài)。因而，電荷存儲單元103n的電勢變?yōu)榈碗娖?，放大門111變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。
通過如上所述的這種方式，就完成了第n個像素元101的像素信號的輸出操作。然后，第n個行選擇信號LSELn變?yōu)榈碗娖?，并且第n行變?yōu)槲催x。然后，第n+1個行選擇信號變?yōu)楦唠娖剑趎+1行變?yōu)樗x擇的線。第n+1行的操作與上述第n行的操作相同，這里不再贅述。
像素元101設(shè)置成L行×M列，并且在該L行×M列中沒有像素元的區(qū)域(假像素區(qū)域)中執(zhí)行與上述相同的脈沖驅(qū)動。在該假像素區(qū)域中，輸出的信號有可能不受到電荷存儲單元103的暗電流的影響。假像素區(qū)域中的輸出信號是在水平消隱期間和垂直消隱期間輸出的信號。
圖4示出了圖像拾取裝置的信號處理系統(tǒng)。該信號處理系統(tǒng)包括傳感器401，其對應(yīng)于MOS傳感器；電容器402，用于消除包含在傳感器401的輸出中不需要的DC成分；箝位電路403，用于在OB箝位脈沖的定時對OB區(qū)域的像素信號進行箝位，從而再生DC作為該信號；CDS電路404，用于通過作為工作點并具有OB電平的每一像素信號取得參考電平(黑電平的參考電平)與信號電平之間的差；GCA(增益控制放大)電路405，其可以控制增益量；ADC單元(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)406，用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及箝位脈沖輸出單元407，用于接收OB箝位脈沖，當(dāng)在箝位電路403中再生DC時，箝位脈沖成為定時脈沖。
傳感器401內(nèi)從該光電二極管到ADC單元406的信號作為模擬信號通過幾級放大器(未示出)。于是，通過CDS電路404取得1/f噪聲的消除參考電平與信號電平之間的差，就消除了作為放大噪聲的1/f噪聲。
下面參照圖5描述該操作。圖5是第n行、第n+1行、第n+2行的操作的時序圖。每一行分別表示為“n”、“n+1”和“n+2”。VD是垂直驅(qū)動信號，HD是水平驅(qū)動信號，VSTART是起始脈沖，RESET是復(fù)位信號，READ是讀出信號，LSELn是第n個選擇信號，LSELn+1是第n+1個選擇信號，LSELn+2是第n+2個選擇信號，RSTn是第n個復(fù)位脈沖，RSTn+1是第n+1個復(fù)位脈沖，RSTn+2是第n+2個復(fù)位脈沖，RDn是第n個讀出脈沖，RDn+1是第n+1個讀出脈沖，RDn+2是第n+2個讀出脈沖。
首先，為了進行常規(guī)的讀出，通過每一VD間隔施加起始脈沖VSTART。使用該起始脈沖VSTART作為觸發(fā)器，產(chǎn)生行選擇信號LSELn、LSELn+1、LSELn+2。行選擇信號LSELn、LSELn+1、LSELn+2由用于移位所要選擇的行的行選擇電路201順序移動每個水平掃描周期H而得到，從而確定所選擇的行n、n+1和n+2的像素元101。在所選擇的第n、n+1和n+2行的像素元中，施加讀出脈沖RDn、RDn+1、RDn+2以及復(fù)位脈沖RSTn、RSTn+1、RSTn+2，它們分別是讀出信號READ與LSELn、LSELn+1、LSELn+2之間的AND，以及復(fù)位信號RESET與LSELn、LSELn+1、LSELn+2之間的AND。
為了簡化說明，只描述第n行的操作。像素元101首先通過復(fù)位脈沖RSTn對電荷存儲單元103進行復(fù)位，并且通過讀出脈沖RDn將存儲在光電二極管102中的電子電荷傳送到電荷存儲單元103。然后電子電荷由放大門111輸出到輸出信號線112，并且該像素信號被傳播到信號處理單元203。隨后，通過供電電壓信號VDDCELL將電荷存儲單元103的電勢增加到高電平，使得電荷存儲單元103變?yōu)槲催x。
在長時間曝光操作期間，通過每一VD間隔施加起始脈沖VSTART。使用該起始脈沖VSTART作為觸發(fā)器，產(chǎn)生行選擇信號。與在常規(guī)操作中相同，行選擇信號LSELn由用于移位所要選擇的行的行選擇電路201順序移動每個H，從而確定所選擇的第n個行像素元101。復(fù)位脈沖RSTn是復(fù)位信號RESET與行選擇信號LSELn之間的AND，它被施加到所選擇的第n行的像素元101。在長時間曝光期間，掩蔽讀出信號READ，使得不施加讀出脈沖RDn。
在像素元101中，由復(fù)位脈沖RSTn對電荷存儲單元103進行復(fù)位。然而并不施加讀出脈沖RDn，使得光電二極管102的電子電荷并不讀出到電荷存儲單元103，而仍然存儲在光電二極管102中。隨后，供電電壓信號VDDCELL將電荷存儲單元103的電勢增加到高電平，使得電荷存儲單元103變?yōu)槲催x。通過這樣的操作，就清除了在電荷存儲單元103中流動的暗電流。然后，通過執(zhí)行與常規(guī)操作相同的讀出操作，讀出光電二極管102的電子電荷，以達到長時間累積。曝光時間E1是普通曝光，曝光時間E2是長時間曝光。
通過上述操作產(chǎn)生長時累積，即使在長時間曝光下也可以將復(fù)位脈沖RST輸出到電荷存儲單元103。于是，可以消除電荷存儲單元103的暗電流，并且有可能得到?jīng)]有流動的暗電流的極好像素信號。由于這種效果，從而可以抑制垂直陰影。
如上所述第n行中陰影的調(diào)節(jié)滾動和抑制與第n+1行和第n+2行中相同，因而省去對其的描述。
(第二實施例)在第二實施例中，該圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)沒有改變，驅(qū)動脈沖也與常規(guī)情況下的相同。然而，通過在傳感器的假像素區(qū)域中利用接收像素信號的箝位電路的DC再生OB箝位脈沖，并且還通過在CDS電路中再生OB電平而抑制垂直陰影。
下面將參照圖6描述該操作。根據(jù)第二實施例的圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)與第一實施例的圖像拾取裝置相同。于是，通過參照圖1、圖2和圖4描述該結(jié)構(gòu)。
為了進行常規(guī)的讀出，通過每一VD間隔施加起始脈沖VSTART。使用該起始脈沖VSTART作為觸發(fā)器，產(chǎn)生行選擇信號LSEL。行選擇信號LSEL由用于移位所要選擇的行的行選擇電路201順序移動每個水平掃描周期H，從而確定所選行的像素元101。在所選行的像素元101中，獲得讀出信號的讀出脈沖READ與行選擇脈沖LSEL之間的AND，以及復(fù)位信號RESET與行選擇脈沖LSEL之間的AND，并將其施加于像素元101。在像素元101中，首先由復(fù)位脈沖RST對電荷存儲單元103進行復(fù)位，并且將存儲在光電二極管102中的電子電荷轉(zhuǎn)移到電荷存儲單元103中。然后，其通過放大門111輸出到輸出信號線112，并且該像素信號傳播到信號處理單元203。隨后，通過供電電壓信號VDDCELL將電荷存儲單元103的電勢增加到高電平，使得電荷存儲單元103變?yōu)槲催x。
在長時間曝光操作期間，并不從像素元101讀出像素信號。于是，在所規(guī)定的累積時間中停止起始脈沖VSTART。由于沒有施加起始脈沖VSTART，所以行選擇脈沖LSEL被停止。因此，其保持在未將讀出脈沖RD和復(fù)位脈沖RST施加于像素元101的狀態(tài)下。與停止期間的時間成比例，在電荷存儲單元103中產(chǎn)生流動的暗電流。在所規(guī)定的曝光時間之后，通過與常規(guī)讀出過程相同的過程輸出該像素信號。此時，將電荷存儲單元103的暗電流加到所要讀出的像素信號，輸出信號變?yōu)榫哂袝r間常數(shù)的DC成分。然而，沒有連接像素元101的假像素區(qū)域中的像素信號(假信號)總是可以輸出固定的DC電平。假像素區(qū)域的信號輸出在水平消隱期間和垂直消隱期間作為像素信號輸出。箝位電路403通過對假信號部分進行箝位執(zhí)行DC再生。
下面將對其進行具體的描述。通過CDS電路404的參考電壓確定箝位電路403的DC再生。也就是，箝位電路403使用電容器402的CDS電路403上的電壓作為參考電壓。由箝位電路403箝位的像素信號可替換地通過像素元101的單元輸出場通部分和信號部分，使得其通過CDS電路404。結(jié)果，假像素區(qū)域中的信號等于CDS電路404的參考電壓。因此，其能夠使用常數(shù)電壓進行DC再生。此外，場通部分的信號電平被箝位到該圖像拾取裝置的功率電平，使得通過使用假像素，有可能再生等于OB電平的DC電平。因而，有可能在CDS電路404之后抑制垂直陰影。
如上所述，通過利用輸出固定DC電平的假像素區(qū)域中的信號，有可能獲得沒有流動暗電流的極好的像素信號。使用這種效果，從而可以抑制垂直陰影。
如上所述實施例的圖像拾取裝置是一種可以通過改變驅(qū)動脈沖和信號處理脈沖，而不改變對應(yīng)于固態(tài)圖像拾取裝置的傳感器的結(jié)構(gòu)，抑制垂直陰影的圖像拾取裝置。例如，其可以用作移動攝像機、便攜式數(shù)字?jǐn)z像機、監(jiān)視攝像機等。而且，有可能提供一種能夠用于獲得極好圖像的圖像拾取裝置，以得到超高靈敏度的攝像機。
雖然已經(jīng)詳細地描述和說明了本發(fā)明，但是可以清楚理解的是，這僅僅是想要通過說明和范例的方式，而不是采取限制的方式，本發(fā)明的精神和范圍僅僅通過下面的權(quán)利要求來限制。
權(quán)利要求
1.一種圖像拾取裝置，包括多個像素元以及與所述多個像素元連接的信號輸出線，其中每一像素元包括光電二極管，用于根據(jù)所接收到的光量產(chǎn)生電子電荷，作為像素信號；讀出門，通過施加讀出脈沖而連接；電荷存儲單元，用于通過所述讀出門存儲所述光電二極管的所述電子電荷；以及復(fù)位門，通過施加復(fù)位脈沖而連接，用于對所述電荷存儲單元的所述電子電荷進行復(fù)位，和即使在長時間曝光下也將所述復(fù)位脈沖施加于所述復(fù)位門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像拾取裝置，其中該圖像拾取裝置通過停止向所述讀出門施加所述讀出脈沖來執(zhí)行長時間曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像拾取裝置，包括行掃描電路，用于通過輸出行選擇信號來選擇行方向上的多個像素元；以及AND電路，用于通過獲得所述行選擇信號與所述讀出信號之間的AND以及所述行選擇信號與所述復(fù)位信號之間的AND，輸出所述讀出脈沖和所述復(fù)位脈沖，其中在長時間曝光下通過掩蔽用于所述AND電路的所述讀出信號，停止將所述讀出脈沖施加到所述讀出門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像拾取裝置，包括電容器，用于截除所述像素信號的過多的DC成分；箝位電路，用于使用截除的DC成分再生所述像素信號作為DC信號；和CDS電路，用于取得參考電平與所述像素信號中信號電平之間的差。
5.一種圖像拾取裝置，包括多個像素元，用于根據(jù)所接收到的光量輸出像素信號；輸出線，用于共同連接所述多個像素元；箝位電路，用于再生所述像素信號作為DC信號；和CDS電路，用于取得參考電平與所述像素信號中信號電平之間的差，其中所述箝位電路再生假像素信號作為DC信號，所述假像素信號至少在水平消隱期間或垂直消隱期間作為所述像素信號輸出，和所述CDS電路通過取得所述假像素信號與所述參考信號之間的差來計算OB電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像拾取裝置，其中所述多個像素元在行方向和列方向上二維地布置，該裝置包括行掃描電路，用于在行方向上對所述多個像素元進行掃描；和列掃描電路，用于在列方向上對所述多個像素元進行掃描。
全文摘要
本發(fā)明的像素元包括光電二極管，用于根據(jù)接收到的光量存儲電子電荷；讀出門，用于根據(jù)讀出脈沖從該光電二極管讀出該電子電荷；以及電荷存儲單元，用于通過該讀出門存儲從該光電二極管輸出的電子電荷。即使在長時間曝光下也繼續(xù)該電荷存儲單元的復(fù)位操作。
文檔編號H04N5/361GK1705350SQ20051007337
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者巖澤高廣, 米田耕二郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社