專利名稱：固態(tài)攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)攝像裝置，尤其涉及能夠避免因?yàn)檫M(jìn)行讀出區(qū)域內(nèi)
的所有像素整體的復(fù)位動(dòng)作而引起的電源、GND的變動(dòng)帶來的影響的固 態(tài)攝像裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為具有整體快門(也稱作總體快門(global shutter))功能 的固態(tài)攝像裝置所使用的像素部的像素，例如在日本特開平11-261896 號(hào)公報(bào)中公開了圖15所示的結(jié)構(gòu)的像素。在圖15中，1是光電二極管等 光電轉(zhuǎn)換單元，用于接收預(yù)定時(shí)間的光，蓄積光電荷并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；2 是用于保持光電轉(zhuǎn)換單元1的光電荷的存儲(chǔ)單元；3是將光電轉(zhuǎn)換單元1 的光電荷傳送到存儲(chǔ)單元2的傳送單元；4是將存儲(chǔ)單元2復(fù)位成電源電 位的復(fù)位單元；5是將光電轉(zhuǎn)換單元1復(fù)位成電源電位的排出單元；6是 用于讀出存儲(chǔ)單元2的電荷的讀出單元，二維地排列多個(gè)由這樣的各單 元構(gòu)成的單位像素7而構(gòu)成像素部。另外，21是輸出由讀出單元6所讀 出的信號(hào)的垂直信號(hào)線。
此外，在圖15中，4>TX1、 4>RES (n)、 4)TX2以及》SEL (n)分 別是控制傳送單元3、復(fù)位單元4、排出單元5以及讀出單元6的接通和 斷開的傳送控制信號(hào)、復(fù)位控制信號(hào)、排出控制信號(hào)以及讀出控制信號(hào)。 另外，4>RES (n)和小SEL (n)的添加標(biāo)號(hào)(n)表示行位置，上述這 些控制信號(hào)從未圖示的垂直電路輸出到像素部的每一行。
接著，參照?qǐng)D16所示的時(shí)序圖說明具有圖15所示的像素的像素部 的動(dòng)作。如圖16所示，針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)4)TX2取為高 電平，從而利用排出單元5開始所有像素整體的排出動(dòng)作。在經(jīng)過預(yù)定 時(shí)間后，針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)4)TX2取為低電平，從而利
用排出單元5完成所有像素整體的排出復(fù)位動(dòng)作(時(shí)刻t》，開始所有像 素的曝光。
在得到預(yù)定的曝光時(shí)間后，在所有像素整體傳送的定時(shí)，利用傳送
控制信號(hào)》TX1針對(duì)所有像素整體使傳送單元3接通，從而將蓄積在光 電轉(zhuǎn)換單元l中的光電荷整體地傳送到存儲(chǔ)單元2 (時(shí)刻t2)。 S卩，使曝 光結(jié)束。此處，在圖16所示的時(shí)序圖中，表示為Tint的期間為實(shí)際的曝 光期間。并且，在曝光結(jié)束后，接著從第1行開始依次使用基于讀出控 制信號(hào)4)SEL (n)的讀出單元6開始讀出信號(hào)電平。 專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-261896號(hào)公報(bào)
但是，在具有由上述結(jié)構(gòu)的像素構(gòu)成的像素部的固態(tài)攝像裝置中， 為了采用整體快門方式，在讀出期間由所有像素的光電轉(zhuǎn)換單元整體地 基于排出控制信號(hào)》TX2進(jìn)行排出復(fù)位動(dòng)作，雖然也取決于像素個(gè)數(shù)和 像素尺寸，但需要整體地驅(qū)動(dòng)幾萬pF左右的負(fù)載電容。在進(jìn)行這樣的驅(qū) 動(dòng)時(shí)，如圖16所示，電源(Vdd)和Gnd發(fā)生變動(dòng)，給讀出輸出信號(hào) (readout)帶來影響，產(chǎn)生帶狀的噪聲，畫質(zhì)惡化。此外，在水平消隱 期間(幾lis或者幾ys以下)完成這樣的整體地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的排出復(fù)位動(dòng) 作，在技術(shù)上是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決以往的具有整體快門功能的固態(tài)攝像裝置中的上 述問題而完成的，其目的在于，提供一種能夠避免因?yàn)樗邢袼卣w地 進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作而引起的電源或者GND的變動(dòng)帶來的影響、例如對(duì)讀出輸 出信號(hào)的影響的固態(tài)攝像裝置。
為了解決上述問題，第l方面的發(fā)明是一種固態(tài)攝像裝置，其具有 像素部，其二維地排列有像素，上述像素包括光電轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)上述 光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的存儲(chǔ)單元、將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)傳送到 上述存儲(chǔ)單元的傳送單元、對(duì)上述存儲(chǔ)單元進(jìn)行復(fù)位的第1復(fù)位單元、 與上述第1復(fù)位單元獨(dú)立地被驅(qū)動(dòng)且對(duì)上述光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行復(fù)位的第2 復(fù)位單元、用于讀出上述存儲(chǔ)單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的讀出單元；以及控
制器，其進(jìn)行控制，以使得在利用上述第2復(fù)位單元對(duì)讀出對(duì)象區(qū)域內(nèi) 的所有像素的上述光電轉(zhuǎn)換單元整體地進(jìn)行了復(fù)位后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間之 后，利用上述傳送單元從上述讀出對(duì)象區(qū)域內(nèi)的所有像素的上述光電轉(zhuǎn) 換單元向上述存儲(chǔ)單元整體地傳送上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，在利用上述讀出 單元讀出存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)單元中的上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，如果在上述讀 出單元進(jìn)行讀出的期間上述第2復(fù)位單元進(jìn)行上述整體復(fù)位，則在上述 第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位的開始定時(shí)或者解除定時(shí)的至少一個(gè)定時(shí)， 使上述讀出單元進(jìn)行的讀出暫時(shí)停止。
第2方面的發(fā)明，在第1方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上
述控制器以上述像素部的讀出行為單位設(shè)定上述暫時(shí)停止的期間。
第3方面的發(fā)明，在第1方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上 述控制器使上述讀出單元在從上述第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位開始起 經(jīng)過預(yù)定期間后直到解除為止的期間內(nèi)進(jìn)行讀出。
第4方面的發(fā)明，在第3方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上 述控制器在垂直消隱期間內(nèi)設(shè)定第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位的開始。
第5方面的發(fā)明，在第1方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上 述控制器使上述第2復(fù)位單元包括不是上述讀出對(duì)象區(qū)域的非讀出對(duì)象 區(qū)域在內(nèi)，來進(jìn)行整體復(fù)位。
第6方面的發(fā)明，在第1方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上 述固態(tài)攝像裝置還具有A/D轉(zhuǎn)換器，其將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)；行存儲(chǔ)器，其用于將上述數(shù)字信號(hào)延遲與上述暫時(shí)停止的期間 對(duì)應(yīng)的期間；以及選擇單元，其用于選擇上述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出和上述 行存儲(chǔ)器的輸出，上述控制器控制上述選擇單元，以使其在上述暫時(shí)停 止被解除之前選擇上述行存儲(chǔ)器的輸出來進(jìn)行輸出，在解除后選擇上述 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出來進(jìn)行輸出。
第7方面的發(fā)明，在第1方面的固態(tài)攝像裝置中，其特征在于，上 述固態(tài)攝像裝置還具有A/D轉(zhuǎn)換器，其將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)；以及緩沖存儲(chǔ)器，其臨時(shí)存儲(chǔ)上述數(shù)字信號(hào)，上述控制器使得 上述數(shù)字信號(hào)向上述緩沖存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)停止與上述暫時(shí)停止的期間對(duì)應(yīng)
的期間。
根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為利用控制器進(jìn)行如下控制如果在讀出單元進(jìn) 行讀出的期間第2復(fù)位單元進(jìn)行整體復(fù)位，則在第2復(fù)位單元進(jìn)行的整 體復(fù)位的開始定時(shí)或者解除定時(shí)的至少一個(gè)定時(shí)，使讀出單元進(jìn)行的讀 出暫時(shí)停止，因此，能夠避免因?yàn)樗邢袼卣w地進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作而引起
的電源、GND的變動(dòng)影響到讀出信號(hào)，能夠防止畫質(zhì)惡化。


圖1是用局部模塊表示本發(fā)明所涉及的固態(tài)攝像裝置的實(shí)施例1的 結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說明圖1所示的實(shí)施例1所涉及的固態(tài)攝像裝置的動(dòng)作
的時(shí)序圖。
圖3是用于說明圖1所示的實(shí)施例1中的從像素部讀出信號(hào)的信號(hào)
讀出動(dòng)作的暫時(shí)停止和重新開始的條件的時(shí)序圖。
圖4是用于說明圖1所示的實(shí)施例1中的動(dòng)作的變形例的時(shí)序圖。 圖5是表示實(shí)施例2所涉及的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框結(jié)構(gòu)圖。 圖6是用于說明圖5所示的實(shí)施例2的動(dòng)作的時(shí)序圖。 圖7是用于說明圖5所示的實(shí)施例2中的從像素部讀出信號(hào)的信號(hào)
讀出動(dòng)作的暫時(shí)停止和重新開始的條件的時(shí)序圖。
圖8是用于說明圖5所示的實(shí)施例2中的動(dòng)作的變形例的時(shí)序圖。 圖9是表示實(shí)施例3所涉及的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框結(jié)構(gòu)圖。 '圖10是用于說明圖9所示的實(shí)施例3的動(dòng)作的時(shí)序圖。 圖11是表示實(shí)施例4所涉及的固態(tài)攝像裝置中的間取讀出方式的說
明圖。'
圖12是表示實(shí)施例4中的其它間取讀出方式的說明圖。 圖13是表示實(shí)施例4中的另一個(gè)間取讀出方式的說明圖。 圖14是表示實(shí)施例4中的任意區(qū)域讀出方式的說明圖。 圖15是表示以往的固態(tài)攝像裝置中的像素部的像素結(jié)構(gòu)的電路結(jié) 構(gòu)圖。
圖16是用于說明在具有圖15所示的像素結(jié)構(gòu)的像素部的固態(tài)攝像 裝置中，進(jìn)行整體快門動(dòng)作時(shí)的動(dòng)作的時(shí)序圖。 標(biāo)號(hào)說明
1光電轉(zhuǎn)換單元；2存牆單元；3傳送單元；4復(fù)位單元；5排出 單元;6讀出單元；7單位像素；8垂直電路；9水平電路；10控制器； 11 A/D轉(zhuǎn)換器；12行存儲(chǔ)器；13選擇單元；14存儲(chǔ)器控制器；15緩 沖存儲(chǔ)器；21垂直信號(hào)線。
具體實(shí)施例方式
下面，說明用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。 [實(shí)施例] (實(shí)施例1)
首先，說明本發(fā)明所涉及的固態(tài)攝像裝置的實(shí)施例1。圖1是實(shí)施例 1所涉及的固態(tài)攝像裝置的概略電路框圖。在圖1中，1是光電二極管等
光電轉(zhuǎn)換單元，用于接收預(yù)定時(shí)間的光，蓄積光電荷并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；2 是用于保持光電轉(zhuǎn)換單元1的光電荷的存儲(chǔ)單元；3是將光電轉(zhuǎn)換單元1 的光電荷傳送到存儲(chǔ)單元2的傳送單元；4是將存儲(chǔ)單元2復(fù)位成電源電 位的復(fù)位單元(與權(quán)利要求的第1復(fù)位單元對(duì)應(yīng))；5是將光電轉(zhuǎn)換單元 1復(fù)位成電源電位的排出單元(與權(quán)利要求的第2復(fù)位單元對(duì)應(yīng))；6是 用于讀出存儲(chǔ)單元2的電荷的讀出單元，7是由上述各單元構(gòu)成的單位像 素，二維地排列多個(gè)單位像素7而構(gòu)成像素部。在圖示例中僅示出了 2 X2的4像素部分。另外，在圖1中，21是輸出由讀出單元6所讀出的 信號(hào)的垂直信號(hào)線。
此外，在圖]中，8是垂直電路，針對(duì)像素部的每一行分別輸出控 制各單位像素7的傳送單元3、復(fù)位單元4、排出單元5以及讀出單元6 的接通和斷開的傳送控制信號(hào)小TX1、復(fù)位控制信號(hào)4)RES'(n)、排出控 制信號(hào)》TX2以岌讀出控制信號(hào)4)SEL (n)。另夕卜，4>RES (n)禾帥SEL (n)中的帶的添加標(biāo)號(hào)n表示行位置。9是水平電路，選擇讀出信號(hào)的 像素列，輸出該像素列所涉及的像素的信號(hào)。10是對(duì)垂直電路8、水平
電路9以及其它電路施加控制其動(dòng)作的信號(hào)的控制器，構(gòu)成為進(jìn)行與從 外部施加的外部設(shè)定信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制。
接著，參照?qǐng)D2所示的時(shí)序圖說明圖1所示的實(shí)施伊」l,所涉及的固
態(tài)攝像裝置的動(dòng)作。如圖2所示，針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)小 TX2取為高電平，從而開始棑出單元5進(jìn)行的所有像素整體的復(fù)位動(dòng)作。 在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)ctTX2取為低電 平，從而完成排出單元5進(jìn)行的所有像素整體的復(fù)位動(dòng)作，開始所有像 素的曝光(時(shí)刻t》。
在得到預(yù)定的曝光時(shí)間后，在所有像素整體傳送的定時(shí)，利用傳送 控制信號(hào)4TX1針對(duì)所有像素整體使傳送單元3接通，從而將蓄積在光
電轉(zhuǎn)換單元1中的光電荷整體地傳送到存儲(chǔ)單元2，使曝光結(jié)束(時(shí)刻t2)。
此處，在圖2所示的時(shí)序圖中，從t,到t2的期間、即表示為Tint的期間 為實(shí)際的曝光期間。在曝光結(jié)束后，接著從第1行開始依次使用基于讀 出控制信號(hào)4)SEL (n)的讀出單元6開始讀出信號(hào)電平。復(fù)位控制信號(hào) 4)RES (n)用于存儲(chǔ)單元2的復(fù)位等。另外，在圖2中，VD是垂直同 步信號(hào)，HD是氷平同步信號(hào)。 ''
此處，在本實(shí)施例中，由控制器10進(jìn)行控制，以使得從上述像素部 的各像素的存儲(chǔ)單元2依次讀出的讀出動(dòng)作在排出控制信號(hào)4)TX2的動(dòng) 作之前先暫時(shí)停止，在基于排出控制信號(hào)4)TX2的所有像素整體的復(fù)位 動(dòng)作完成之后，即伴隨整體復(fù)位動(dòng)作的電源側(cè)的變動(dòng)穩(wěn)定后，再重新開 始從上述像素部的存儲(chǔ)單元2讀出的讀出動(dòng)作。在圖示例中，在依次讀 出了到第5行為止的信號(hào)電平后，使讀出動(dòng)作暫時(shí)停止，在基于排出控 制信號(hào)4)TX2的所有像素整體的復(fù)位動(dòng)作完成之后，重新開始第6行和 第6行以后的信號(hào)電平的讀出動(dòng)作。通過這樣的動(dòng)作，能夠避免因?yàn)樗?有像素整體地進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作而引起的電源、GND的變動(dòng)，給從上述像素 部的各像素的存儲(chǔ)單元2讀出的讀出信號(hào)帶來影響。
接著，使用圖3的時(shí)序圖，說明從像素部讀出信號(hào)的信號(hào)讀出動(dòng)作 的暫時(shí)停止和重薪開始的條件。在圖3所示的時(shí)序圖中，示出了從上述 像素部讀出信號(hào)的停止期間正好為2行的期間的情況。該行數(shù)可以為1
行也可以為多行，由控制器10進(jìn)行控制，使得停止的期間為1行期間的 整數(shù)倍。由此，除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠得到驅(qū)動(dòng)固態(tài)攝像裝置的同 步信號(hào)的產(chǎn)生變得簡(jiǎn)單，并且后級(jí)的信號(hào)處理被簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。
接著，使用圖4的時(shí)序圖，說明實(shí)施例1中的動(dòng)作的變形例。在圖4
的時(shí)序圖所示的動(dòng)作中，在從上述像素部的各像素讀出信號(hào)之前，先在
垂直消隱期間內(nèi)的時(shí)刻t0，預(yù)先針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)(t)TX2 取為高電平，在這一點(diǎn)上不同于圖2和圖3所示的動(dòng)作。在該變形例的 動(dòng)作中，由控制器10進(jìn)行控制，以使得在排出控制信號(hào)4)TX2的上升動(dòng) 作完成后，從上述像素部的第1行像素行開始依次使用基于讀出控制信 號(hào)cl)SEL (n)的讀出單元6開始讀出信號(hào)電平。并且，由控制器10進(jìn)行 控制，以使得從上述像素部讀出信號(hào)的讀出動(dòng)作在排出控制信號(hào)4)TX2 的下降動(dòng)作之前先暫時(shí)停止，在所有像素整體的排出動(dòng)作己完成的時(shí)刻 t,之后，再重新開始從上述像素部的存儲(chǔ)單元2讀出。
通過這樣的動(dòng)作，能夠避免因?yàn)樗邢袼卣w地進(jìn)行復(fù)^I動(dòng)作而引 起的電源、GND的變動(dòng)，給從上述像素部的各像素的存儲(chǔ)單元2讀出的 讀出信號(hào)帶來影響，并且，能夠減少在停止從上述像素部進(jìn)行讀出的期 間上述排出控制信號(hào)4)TX2的狀態(tài)變化的次數(shù)，由此，能夠取最小限度 的讀出停止期間。此處，通過將上述像素部的第1行的讀出開始的延遲 時(shí)間、上述像素部的讀出期間過程中的停止期間取為1行期間或1行期 間的整數(shù)倍，還能夠得到與圖3所示的動(dòng)作例相同的效果。 (實(shí)施例2)
接著，使用圖5說明本發(fā)明所涉及的固態(tài)攝像裝置的實(shí)施例2。實(shí)施 例2所涉及的固態(tài)攝像裝置與實(shí)施例1所涉及的固態(tài)攝像裝置在結(jié)構(gòu)上 的不同點(diǎn)在于，追加用于對(duì)經(jīng)由水平電路9從各像素的讀出單元6所讀 出的信號(hào)進(jìn)行A①轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器11、用于對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器11進(jìn)行了 A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行延遲的行存儲(chǔ)器12、以及用于選擇來自A/D轉(zhuǎn)換 器11和行存儲(chǔ)器12的信號(hào)的選擇單元13，由控制器10控制這些行存儲(chǔ) 器12、選擇單元13的動(dòng)作。另外，其它結(jié)構(gòu)部分與實(shí)施例l相同。
接著，參照?qǐng)D6所示的時(shí)序圖說明實(shí)施例2所涉及的固態(tài)攝像裝置
的動(dòng)作。在圖6中，在A/D轉(zhuǎn)換器11的輸出欄中表示為Sl、 S2、 S3、…、 S8的塊，是輸出經(jīng)由各垂直信號(hào)線21和水平電路9從各像素的讀出單元 6讀出、并被A/D轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)的定時(shí)。在該時(shí)序圖 中，示出了從上述像素部讀出信號(hào)的停止期間正好為1行期間的情況。 此外，行存儲(chǔ)器12構(gòu)成為延遲1行的期間。
在圖6的時(shí)序圖中，存儲(chǔ)器寫入欄表示向上述行存儲(chǔ)器12寫入A/D 轉(zhuǎn)換器11的輸出的定時(shí)Wl、 W2、…、W5，存儲(chǔ)器讀出欄表示由上述 行存儲(chǔ)器12所延遲的信號(hào)輸出的定時(shí)R1、 R2、…、R5。由控制器10進(jìn) 行控制，使得行存儲(chǔ)器12的延遲時(shí)間為l行期間，因此，以存儲(chǔ)器讀出 相對(duì)于存儲(chǔ)器寫入正好錯(cuò)開1行期間的方式進(jìn)行輸出。
此處，由控制器10進(jìn)行控制，使得選擇單元13在上述排出控制信 號(hào)4)TX2的動(dòng)作完成之前選擇上述行存儲(chǔ)器12的信號(hào)，在上述排出控制 信號(hào)4)TX2的動(dòng)作完成后，選擇上述A/D轉(zhuǎn)換器11的輸出信號(hào)。通過這 樣的選擇動(dòng)作，上述選擇單元13的輸出的定時(shí)成為連續(xù)的R1、 R2、…、 R5、 S6、 S7、 S8。由此，能夠保持信號(hào)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)后級(jí)的信號(hào)處理 的簡(jiǎn)化。
接著，使用圖7的時(shí)序圖，說明該實(shí)施例2中的從像素部讀出信號(hào) 的信號(hào)讀出動(dòng)作的暫時(shí)停止和重新開始的條件。在圖7所示的時(shí)序圖中， 示出了從上述像素部讀出信號(hào)的停止期間正好為2行的期間的情況。該 行數(shù)可以為1行也可以為多行，由控制器10進(jìn)行控制，使得停止的期間 為l行期間的整數(shù)倍，并且，構(gòu)成為與停止行存儲(chǔ)器12的延遲時(shí)間的期 間相同。由此，除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠得到驅(qū)動(dòng)固態(tài)攝像裝置的同 步信號(hào)的產(chǎn)生變得簡(jiǎn)單，并且后級(jí)的信號(hào)處理被進(jìn)一步簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。
接著，使用圖8的時(shí)序圖，說明實(shí)施例2中的動(dòng)作的變形例。在圖8 的時(shí)序圖所示的動(dòng)作中，在從上述像素部的各像素讀出信號(hào)之前，先在 時(shí)刻t。預(yù)先針對(duì)所有像素整體將排出控制信號(hào)4)TX2取為高電平，在這 一點(diǎn)上不同于圖6和圖7所示的動(dòng)作。在該變形例的動(dòng)作中，由控制器 IO進(jìn)行控制，使得在排出控制信號(hào)4)TX2的上升動(dòng)作完成后，從上述像 素部的第1行像素行開始依次使用基于讀出控制信號(hào)4)SEL (n)的讀出
單元6開始讀出信號(hào)電平。并且，由控制器10進(jìn)行控制，以使得從上述
像素部讀出的讀出動(dòng)作在排出控制信號(hào)4)TX2的下降動(dòng)作之前先暫時(shí)停
止，在所有像素整體的復(fù)位動(dòng)作己完成的時(shí)刻ti之后，再重新開始從上
述像素部的存儲(chǔ)單元2進(jìn)行讀出，并且，控制器10控制上述行存儲(chǔ)器12 的寫入和讀出。
通過這樣的動(dòng)作，能夠避免因?yàn)樗邢袼卣w地進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作而引 起的電源、GND的變動(dòng)，給從上述像素部的各像素的存儲(chǔ)單元2讀出的 讀出信號(hào)帶來影響，并且，能夠減少在停止從上述像素部進(jìn)行讀出的期 間上述排出控制信號(hào)4)TX2的狀態(tài)變化的次數(shù)，由此，能夠取為最小限 度的停止期間。此處，通過將上述像素部的第1行的讀出開始的延遲時(shí) 間、上述像素部的讀出期間過程中的停止期間取為1行期間或1行期間 的整數(shù)倍，還能夠得到與圖7所示的動(dòng)作例相同的效果。 (實(shí)施例3)
接著，使用圖9說明本發(fā)明所涉及的固態(tài)攝像裝置的實(shí)施例3。實(shí)施 例3所涉及的固態(tài)攝像裝置與實(shí)施例1所涉及的固態(tài)攝像裝置在結(jié)構(gòu)上 的不同點(diǎn)在于，追加用于對(duì)經(jīng)由水平電路9從各像素的讀出單元6所讀 出的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器11、用于臨時(shí)存儲(chǔ)由A/D轉(zhuǎn)換器 11進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)的緩沖存儲(chǔ)器15、以及用于控制緩沖存儲(chǔ)器 15的存儲(chǔ)器控制器14，由控制器10控制存儲(chǔ)器控制器14的動(dòng)作。另外， 其它結(jié)構(gòu)部分與實(shí)施例l相同。
接著，參照?qǐng)DIO所示的時(shí)序圖說明實(shí)施例3所涉及的固態(tài)攝像裝置 的動(dòng)作。在圖10中，在A/D轉(zhuǎn)換器11的輸出欄中表示為Sl、 S2、 S3、…、 S8的塊，是輸出經(jīng)由水平電路9從各像素的讀出單元6讀出、并禎A/D 轉(zhuǎn)換器ll轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)的定時(shí)。在該時(shí)序圖中，示出了從上述 像素部讀出信號(hào)的停止期間正好為1行期間的情況。
在圖10中，存儲(chǔ)器寫入欄表示向上述緩沖存儲(chǔ)器15寫入A/D轉(zhuǎn)換 器11的輸出的定時(shí)W1、 W2、…、W8，由存儲(chǔ)器控制器14進(jìn)行向上述 緩沖存儲(chǔ)器15的寫入。此處，由控制器10進(jìn)行控制，以使得上述存儲(chǔ) 器控制器14在從上述像素部讀出信號(hào)的信號(hào)讀出期間對(duì)上述緩沖存儲(chǔ)器
15進(jìn)行寫入，并且在上述信號(hào)讀出停止的期間停止向緩沖存儲(chǔ)器15進(jìn)行
寫入，當(dāng)重新開始信號(hào)讀出后，再重新開始向緩沖存儲(chǔ)器15進(jìn)行寫入。
通過這樣的動(dòng)作，除了實(shí)施例1所涉及的上述優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠保
持被寫入到緩沖存儲(chǔ)器15的信號(hào)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)后級(jí)的信號(hào)處理的簡(jiǎn)化。 另夕卜，在上述實(shí)施例2和3中，示出了由A/D轉(zhuǎn)換器ll對(duì)來自水平電路 9的輸出進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的情況，但顯然即使采用在水平電路9內(nèi)與每列 對(duì)應(yīng)地進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換那樣的結(jié)構(gòu)，也能夠得到相同的效果。 (實(shí)施例4)
在上述各實(shí)施例中，示出了將本發(fā)明應(yīng)用于在像素部的所有區(qū)域的 讀出中使用整體快門方式的結(jié)構(gòu)的裝置的結(jié)構(gòu)例，但作為像素的快速讀 出方法，有間取讀出或者局部的任意區(qū)域的讀出方法，本實(shí)施例4就是 將本發(fā)明應(yīng)用于使用上述讀出方法的裝置。另外，本實(shí)施例中的固態(tài)攝 像裝置的結(jié)構(gòu)本身與上述各實(shí)施例相同。
圖11是表示對(duì)像素部進(jìn)行每2行的間取讀出的情況的說明圖。在進(jìn) 行了這樣的間取讀出時(shí)，通常未被讀出的像素行也不進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作，因 此，蓄積在光電二極管等光電轉(zhuǎn)換單元中的電荷在光照射后均達(dá)到飽和 電荷量。超過飽和電荷量而產(chǎn)生的電荷流入相鄰像素的光電轉(zhuǎn)換單元等 中，成為使相鄰像素產(chǎn)生偽信號(hào)的原因。為了解決該問題，對(duì)在間取讀 出動(dòng)作中未被讀出的像素行，也整體地進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換單元的基于排出控 制信號(hào)4)TX2的復(fù)位動(dòng)作。
并且，在本實(shí)施例中，在為了進(jìn)行整體快門動(dòng)作而對(duì)這樣的在間取 讀出動(dòng)作中未被讀出的像素行也整體地進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作的情況下，構(gòu)成為 當(dāng)采用上述整體快門方式在信號(hào)的讀出動(dòng)作中利用排出控制信號(hào)4)TX2 進(jìn)行整體的復(fù)位動(dòng)作時(shí)，采用上述實(shí)施例1 3所示的方式使讀出單元進(jìn) 行的讀出動(dòng)作暫時(shí)停止。由此，能夠避免電源變動(dòng)引起的對(duì)讀出信號(hào)的 影響，并能夠防止畫質(zhì)惡化。
此外，在進(jìn)行如圖12所示每3像素的間取讀出、或者如圖13所示 組合3像素和5像素的間取而成的間取讀出等的情況下，同樣構(gòu)成為停 止讀出單元進(jìn)行的讀出動(dòng)作，包括未被讀出的像素行在內(nèi)，基于排出控 制信號(hào)cDTX2進(jìn)行整體的復(fù)位動(dòng)作。
此外，如圖14所示，在進(jìn)行局部的任意區(qū)域的讀出的情況下，通常
也不進(jìn)行未被讀出的像素行的復(fù)位，因此，蓄積在該像素行的光電轉(zhuǎn)換 單元中的電荷在光電轉(zhuǎn)換后均達(dá)到飽和電荷量，超過飽和電荷量而產(chǎn)生 的電荷流入相鄰的光電轉(zhuǎn)換單元等中，成為使相鄰像素產(chǎn)生偽信號(hào)的原 因。為了防止上述問題，對(duì)未被讀出的像素行或者任意讀出區(qū)域的周邊
像素行(在圖示例中，將讀出區(qū)域設(shè)為10 15行時(shí)的8 9行和16 17 行等)，也進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換單元的基于排出控制信號(hào)》TX2的復(fù)位動(dòng)作。
并且，在本實(shí)施例中，在為了進(jìn)行整體快門動(dòng)作而這樣地對(duì)在任意 區(qū)域讀出中未被讀出的像素行、或者任意讀出區(qū)域的周邊像素行也整體 地進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作的情況下，構(gòu)成為當(dāng)采用上述整體快門方式在信號(hào)的讀 出動(dòng)作中利用排出控制信號(hào)^TX2進(jìn)行整體的復(fù)位動(dòng)作時(shí)，采用上述實(shí) 施例1 3所示的方式使讀出單元進(jìn)行的讀出動(dòng)作暫時(shí)停止。由此，同樣 能夠避免電源變動(dòng)引起的對(duì)讀出信號(hào)的影響，能夠防止畫質(zhì)惡化。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述固態(tài)攝像裝置具有像素部，其二維地排列有像素，上述像素包括光電轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)上述光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的存儲(chǔ)單元、將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)傳送到上述存儲(chǔ)單元的傳送單元、對(duì)上述存儲(chǔ)單元進(jìn)行復(fù)位的第1復(fù)位單元、獨(dú)立于該第1復(fù)位單元而被驅(qū)動(dòng)且對(duì)上述光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行復(fù)位的第2復(fù)位單元、用于讀出上述存儲(chǔ)單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的讀出單元；以及控制器，其進(jìn)行控制，以使得在利用上述第2復(fù)位單元對(duì)讀出對(duì)象區(qū)域內(nèi)的所有像素的上述光電轉(zhuǎn)換單元整體地進(jìn)行了復(fù)位后經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間之后，利用上述傳送單元從上述讀出對(duì)象區(qū)域內(nèi)的所有像素的上述光電轉(zhuǎn)換單元向上述存儲(chǔ)單元整體地傳送上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，在利用上述讀出單元讀出存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)單元中的上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，如果在上述讀出單元進(jìn)行讀出的期間上述第2復(fù)位單元進(jìn)行上述整體復(fù)位，則在上述第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位的開始定時(shí)或者解除定時(shí)的至少一個(gè)定時(shí)，使上述讀出單元進(jìn)行的讀出暫時(shí)停止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述控制器 以上述像素部的讀出行為單位來設(shè)定上述暫時(shí)停止的期間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述控制器 使上述讀出單元在從上述第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位開始起經(jīng)過預(yù)定 期間后直到解除為止的期間內(nèi)進(jìn)行讀出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述控制器 在垂直消隱期間內(nèi)設(shè)定第2復(fù)位單元進(jìn)行的整體復(fù)位的開始。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述控制器 使上述第2復(fù)位單元包括不是上述讀出對(duì)象區(qū)域的非讀出對(duì)象區(qū)域在內(nèi)， 來進(jìn)行整體復(fù)位。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述固態(tài)攝 像裝置還具有A/D轉(zhuǎn)換器，其將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；行存儲(chǔ)器，其用于將上述數(shù)字信號(hào)延遲與上述暫時(shí)停止的期間對(duì)應(yīng)的期 間；以及選擇單元，其用于選擇上述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出和上述行存儲(chǔ)器 的輸出，上述控制器控制上述選擇單元，以使其在上述暫時(shí)停止被解除 之前選擇上述行存儲(chǔ)器的輸出來進(jìn)行輸出，在解除后選擇上述A/D轉(zhuǎn)換 器的輸出來進(jìn)行輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于，上述固態(tài)攝 像裝置還具有A/D轉(zhuǎn)換器，其將上述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 以及緩沖存儲(chǔ)器，其臨時(shí)存儲(chǔ)上述數(shù)字信號(hào)，上述控制器使得上述數(shù)字 信號(hào)向上述緩沖存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)停止與上述暫時(shí)停止的期間對(duì)應(yīng)的期間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)攝像裝置，該固態(tài)攝像裝置能夠避免因?yàn)橥ㄟ^所有像素整體復(fù)位動(dòng)作而具有整體快門功能所引起的電源或者GND的變動(dòng)帶來的影響。由控制器(10)進(jìn)行如下控制在利用排出單元(5)對(duì)讀出對(duì)象區(qū)域的所有像素的光電轉(zhuǎn)換單元(1)整體地進(jìn)行了復(fù)位后并經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后，利用傳送單元(3)從所有像素的光電轉(zhuǎn)換單元向存儲(chǔ)單元(2)整體地傳送光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，在利用讀出單元(6)讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的信號(hào)時(shí)，如果在由讀出單元進(jìn)行讀出的期間排出單元進(jìn)行整體復(fù)位，則使由讀出單元進(jìn)行的讀出暫時(shí)停止。
文檔編號(hào)H04N5/357GK101184174SQ20071016171
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者中島慎一 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社