CN1209909C - 图像摄取装置 - Google Patents

图像摄取装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1209909C
CN1209909C CNB021596468A CN02159646A CN1209909C CN 1209909 C CN1209909 C CN 1209909C CN B021596468 A CNB021596468 A CN B021596468A CN 02159646 A CN02159646 A CN 02159646A CN 1209909 C CN1209909 C CN 1209909C
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
signal
output line
switch
photo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB021596468A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1430407A (zh
Inventor
樱井克仁
小泉彻
樋山拓己
藤村大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN1430407A publication Critical patent/CN1430407A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1209909C publication Critical patent/CN1209909C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/617—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for reducing electromagnetic interference, e.g. clocking noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H04N25/633—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/673—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction by using reference sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

一种图像摄取装置，包括：对来自被摄体的光进行光电变换的多个光电变换元件；用于依次输出来自上述多个光电变换元件的信号的第1输出线；连接到上述第1输出线，为了将来自上述多个光电变换元件的信号向上述第1输出线输出的多个第1开关；提供参考信号的第2输出线；连接在上述第2输出线，为了向上述第2输出线提供参考信号的多个第2开关；用于控制上述多个第1开关和上述多个第2开关的扫描电路；进行来自上述第1输出线的信号和来自上述第2输出线的信号的差分的差分电路。

Description

图像摄取装置
技术领域
本发明涉及对被摄体图像进行拍摄的图像摄取装置。
背景技术
近年来，为了获得高分辨率，人们一方面致力于使用了微型化工艺的光电变换元件的元件尺寸缩小，另一方面由于光电变换信号输出降低等原因，能够放大输出光电变换信号的放大式的固体摄像元件正引起人们的关注。
在这样的放大式固体摄像元件中有MOS型、AMI型、CMD型、BASIS型等。其中，MOS型是将光电二极管中发生的光载流子蓄积在MOS晶体管的栅电极，并按照来自扫描电路的驱动定时对该电位变化进行电荷放大向输出单元输出。
在此MOS型中，包含光电变换单元或其周边电路单元全部通过COMS工艺来实现的CMOS型固体摄像元件尤其引人注目。
图5是现有的CMOS型固体摄像元件的等效电路。图7是图5的水平传送开关N511～N513、复位开关N514、水平扫描电路块5、差动放大电路51的示意性安装平面图。此外，在图7中，示出了通过第1布线层及第2布线层的两个布线层来连接上述各部件的情形。
在图5中，置备有下面将要说明的象素单元1、垂直扫描电路块2、水平扫描电路块5、输入MOS晶体管N51、负荷MOS晶体管N52～N54、箝位电容C01～C03、箝位开关N55～N57、传送开关N58～N510、信号保持电容CT1～CT3、水平传送开关N511～N513、复位开关N514、差动放大电路51。
象素单元1中置备的光电二极管D11～D33发生光信号电荷。在此阳极侧接地。光电二极管D11-D33的阴极侧经传送MOS晶体管M111～M133连接到放大MOS晶体管M311～M333的栅极。
另外，在放大MOS晶体管M311～M333的栅极，连接着用于对此栅极进行复位的复位MOS晶体管M211～M233的源极，复位MOS晶体管M211～M233的漏极连接到复位电源。
进而，放大MOS晶体管M311～M333的漏极连接到电源，源极连接到选择MOS晶体管M411～M433的漏极。传送MOS晶体管M111的栅极连接到沿横方向延长来配置的第1行选择线(垂直扫描线)PTX1。
配置在相同行的其他象素单体的同样的传送MOS晶体管M121、M131的栅极也共通地连接到第1行选择线PTX1。复位MOS晶体管M211的栅极连接到沿横方向延长来配置的第2行选择线(垂直扫描线)PRES1。
配置在相同行的其他象素单体的同样的复位MOS晶体管M221、M231的栅极也共通地连接到第2行选择线PRES1。选择MOS晶体管M411的栅极连接到沿横方向延长来配置的第3行选择线(垂直扫描线)PSEL1。
配置在相同行的其他象素单体的同样的选择MOS晶体管M421、M431的栅极也共通地连接到第3行选择线PSEL1。这些第1～第3的行选择线连接到垂直扫描电路块2，基于后面说明的动作定时提供信号电压。
在图5所示的其余的行中也设置相同结构的象素单体和行选择线。在垂直扫描电路块2所形成的PTX2～PTX3、PRES2～PRES3、PSEL2～PSEL3提供给这些行选择线。选择MOS晶体管M411的源极连接到沿纵方向延长来配置的垂直信号线V1。
配置在相同列的象素单体的同样的选择MOS晶体管M412、M413的源极也连接到垂直信号线V1。垂直信号线V1连接到作为负荷装置的负荷MOS晶体管N52。
选择MOS晶体管、负荷MOS晶体管也同样地连接到在图5中所示的其余的垂直信号线V2～V3。
进而，负荷MOS晶体管N52～N54的源极连接到共通的GND线4，栅极共通地连接到输入MOS晶体管N51的栅极和漏极，同时也连接到电压输入端子Vbias。
垂直信号线V1经箝位电容C01和传送开关N58连接到用于暂时保持信号的电容CT1，并经水平传送开关N511连接到差动放大电路51的反相输入端子(水平输出线)。
差动放大电路51的正相输入端子连接到水平输出线的复位电压Vres，反相输入端子经复位开关N514连接到水平输出线的复位电压Vres。信号保持电容CT1的另一侧的端子接地。
箝位电容C01和传送开关N58的连接点经箝位开关N55连接到箝位电源。水平传送开关N511的栅极连接到信号线H1，并连接到水平扫描电路块5。
在图5所示的其余的列V2～V3中，也设置相同结构的读出电路。另外，连接到各列的箝位开关N55～N57的栅极和传送开关N58～N510的栅极分别共通地连接到箝位信号输入端子PCOR和传送信号输入端子PT，基于后面说明的动作定时分别提供信号电压。
图6是图5所示的CMOS型固体摄像元件的动作的时序图。在从光电二极管D11～D33读出光信号电荷之前，复位MOS晶体管M211～M231的栅极PRES1成为高电平。
由此，放大MOS晶体管M311～M331的栅极复位成复位电源。当箝位开关N55～N57的栅极PCOR，与复位MOS晶体管M211～M231的栅极PRES1恢复到低电平的同时成为高电平后，选择MOS晶体管M411～M431的栅极PSEL1成为高电平。
由此，叠加着复位噪声的复位信号(噪声信号)读出到垂直信号线V1～V3并在箝位电容C01～C03进行箝位。同时传送开关N58～N510的栅极PT成为高电平，信号保持电容CT1～CT3复位成箝位电压。
接着，箝位开关N55～N57的栅极PCOR恢复成低电平。接着，传送MOS晶体管M111～M131的栅极PTX1成为高电平，在光电二极管D11～D31的光信号电荷传送到放大MOS晶体管M311～M331的栅极的同时，光信号读出到垂直信号线V1～V3。
接着，在传送MOS晶体管M111～M131的栅极PTX1恢复成低电平以后，传送开关N58～N510的栅极PT成为低电平。由此，来自复位信号的变化量(光信号)读出到信号保持电容CT1～CT3。
通过到此为止的动作，连接到第1行的象素单体的光信号就保持到连接到各自列的信号保持电容CT1～CT3。
接着，复位MOS晶体管M211～M231的栅极PRES1以及传送MOS晶体管M111～M131的栅极PTX1成为高电平，光电二极管D11～D31的光信号电荷复位。
此后，通过从水平扫描电路块5所提供经过信号线H1～H3传送的信号，各列的水平传送开关N511～N513的栅极依次成为高电平，保持在信号保持电容CT1～CT3中的电压依次读出到水平输出线，依次输出到输出端子OUT。
在各列的信号读出的间隔，通过复位开关N514水平输出线复位成复位电压Vres。由此，连接到第1行的象素单体的读出结束。下面同样地，通过来自垂直扫描电路块的信号，依次读出连接到第2行以后的象素单体的信号，全部象素单体的读出结束。
但是，现有的技术是水平传送开关N511～N513的源极共通地连接的水平输出线，与通过水平传送开关N511～N513的栅极·源极间电容来驱动栅极端子的信号线H1～H3发生电容耦合。
另外，水平输出线与来自水平扫描电路5的信号线H1～H3的布线相重合而发生电容耦合。从水平扫描电路块5的电源和GND提供通过信号线H1～H3的信号，结果是水平输出线与水平扫描电路块5的电源和GND发生电容耦合。
进而，水平输出线的布线设置在半导体基板上，与半导体基板也发生电容耦合。如使用图6所说明了的驱动方法那样，在信号读出到水平输出线的定时，输入端子为高阻抗(浮置)的状态，故容易受到由于电容耦合而产生的干扰噪声的影响。
通常水平扫描电路块5的电源以及GND，由于数字电路的直通电流等的影响，叠加着尖峰状的噪声的情形多，故此噪声对水平输出线带来影响。结果就会有，对差动放大电路51的输出波形(传感器输出波形)带来影响而不能获得本来的被摄体的图像这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供可以抑制干扰的影响的图像摄取装置。
为了达到上述目的，本发明提供具有如下特征的图像摄取装置，即，包括：对来自被摄体的光进行光电变换的多个光电变换元件；用于将来自上述多个光电变换元件的信号依次输出的第1输出线；为了将来自上述多个光电变换元件的信号输出到上述第1输出线上，连接到上述第1输出线上的多个第1开关；提供参考信号的第2输出线；为了向上述第2输出线提供参考信号，连接在上述第2输出线上的多个第2开关；用于控制上述多个第1开关和上述多个第2开关的扫描电路；以及对来自上述第1输出线的信号和来自上述第2输出线的信号进行差分的差分电路，上述第2输出线向上述差分电路提供上述参考信号，上述第1输出线和连接到上述扫描电路的用于控制上述多个第1开关和第2开关的信号线之间的耦合电容的电容值，与上述第2输出线和连接到上述扫描电路的用于控制上述多个第1开关和第2开关的信号线之间的耦合电容的电容值相同。
最好是在图像摄取装置中，具有：用于除去包含在来自上述多个光电变换元件的信号中的噪声成分的多个噪声修正电路；来自上述多个噪声修正电路的信号经上述多个第1开关向上述第1输出线输出。此外，最好是上述多个噪声修正电路分别包含电容和提供预定的参考电压的开关，上述电容的一端接受来自上述光电变换元件的信号，上述预定的参考电压提供给上述电容的另一端。此外，最好是上述光电变换元件沿水平方向及垂直方向二维状地进行排列，上述噪声修正电路设置于垂直方向的每一列。
本发明的其他目的、特征通过以下的说明及附图会弄明白。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的固体摄像元件的等效电路图。
图2A～2C是本发明的第2实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。
图3是本发明的第3实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。
图4A、4B是本发明的第4实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图及其一部分的安装平面图。
图5是现有的CMOS型固体摄像元件的等效电路图。
图6是图5所示的CMOS型固体摄像元件的时序图。
图7是图5的水平传送开关N511～N513、复位开关N514、水平扫描电路块5、差动放大电路51的示意性的安装平面图。
图8是包含本发明的第5实施例的固体摄像元件的视频摄象机的示意性的内部构成图。
具体实施方式
第1实施例
图1是本发明的第1实施例的固体摄像元件的等效电路。图1的象素单元1、输入MOS晶体管N51、负荷MOS晶体管N52～N54、箝位电容C01～C03、箝位开关N55～N57、传送开关N58～N510、信号保持电容CT1～CT3与图5相同的构成。此外，在图1中，对与图5所示的部分相同的部分赋予了相同的标记。
用于暂时保持信号的电容CT1～CT3经水平传送开关N511～N513连接到差动放大电路51的反相输入端子(水平输出线)，水平输出线经复位开关N514连接到复位电压Vres。
水平传送开关N511～N513的栅极连接到信号线H1～H3，再连接到水平扫描电路块5。
在差动放大电路51的正相输入端子，连接着漏极连接到复位电压Vres的开关N11～N13，开关N11～N13的栅极与水平传送开关同样地连接到信号线H1～H3。
进而，正相输入端子经复位开关N14连接到复位电压Vres。
尽管没有特别作限定，但最好水平传送开关N511～N513和开关N11～N13，复位开关N514和N14是相同形状的开关。
另外，尽管为了简化在图1中图示了3行3列的二维象素阵列，但无须赘述并不限定于此大小，进而对于一维的线性传感器也可采用同样的构成。
接着，对本实施例的固体摄像元件的动作进行说明。直到保持到信号保持电容CT1～CT3的动作都和基于图6的说明相同。
利用从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号，各列的水平传送开关N511～N513的栅极依次成为高电平，以便将保持在信号保持电容CT1～CT3中的信号读出到水平输出线。
另外，通过从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号，开关N11～N13的栅极也依次成为高电平，以便复位电压Vres与信号读出到水平输出线的定时相同步地读出到差动放大电路51的正相输入端子。
在各列的信号读出的间隔，通过复位开关N514、N14，水平输出线以及差动放大电路51的正相输入端子就复位成水平输出线的复位电压Vres。正相输入信号和反相输入信号的差信号以所希望的增益进行放大并输出到输出端子OUT。
在这样动作中，例如在水平输出线，就发生从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号，和水平输出线的复位信号PCHRES的时钟泄漏。另外，水平输出线通过水平传送开关N511～N513的栅极·源极间电容，与信号线H1～H3产生电容耦合。
由于从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号依次成为高电平，故大部分期间都输出从水平扫描电路块5的GND提供的低电平。
那么在本实施例中，由于差动放大电路51的正相输入端子也与水平输出线同样地连接着，复位开关N14、和在栅极输入与水平传送开关相同的信号的开关N11～N13，故正相输入端子也与反相输入端子同样地，受到时钟泄漏或尖峰状的噪声的影响。
由于这些噪声成分在反相输入端子和正相输入端子间是同相的成分，通过差动放大电路51被消除，故不会对输出端子OUT带来影响。
第2实施例
图2A是本发明的第2实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。在图2A中示出比图1的信号保持电容CT1～CT3更靠下侧的部分，其他部分与图1相同。此外，在图2A中，对与图1所示的部分相同的部分赋予相同的标记。
用于暂时保持信号的电容CT1～CT3与图1同样地经水平传送开关N511～N513连接到差动放大电路51的反相输入端子(水平输出线)，水平输出线经复位开关N514连接到复位电压Vres。
水平传送开关N511～N513的栅极连接到信号线H1～H3，再连接到水平扫描电路块5。
源极和漏极共通连接的虚设开关N21～N23连接到差动放大电路51的正相输入端子，虚设开关N21～N23的栅极与水平传送开关N511～N513同样地连接到信号线H1～H3。
进而，正相输入端子经复位开关N14连接到复位电压Vres。
接着，对本实施例的固体摄像元件的动作进行说明。直到保持到信号保持电容CT1～CT3的动作都和基于图6的说明相同。
通过从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号，各列的水平传送开关N511～N513的栅极依次成为高电平，以便将保持在信号保持电容CT1～CT3中的信号读出到水平输出线。
另外，通过经过相同信号线H1～H3传送的信号，虚设开关N21～N23的栅极也依次成为高电平。
在各列的信号读出的间隔，通过复位开关N514、N14，差动放大电路51的反相输入端子和正相输入端子就复位成水平输出线的复位电压Vres。
正相输入信号和反相输入信号的差信号以所希望的增益进行放大并输出到输出端子OUT。
尽管在这样的动作中，与第1实施例相同，水平输出线受到时钟泄漏或尖峰状的噪声等的干扰噪声的影响，但由于差动放大电路51的正相输入端子也与水平输出线同样地连接着，复位开关N14、和在栅极输入与水平传送开关相同的信号的虚设开关N21～N23，故正相输入端子也同样地受到时钟泄漏或尖峰状的噪声的影响。
由于这些噪声成分在反相输入端子和正相输入端子间是同相的成分，通过差动放大电路51消除，故不会对输出端子OUT带来影响。
图2C是本发明的第2实施例的其他的固体摄像元件的一部分的等效电路图，虚设开关N21～N23的连接与第1实施例不同。
在本实施例中，虚设开关N21～N23的栅极连接到与水平扫描电路块5相同的GND。
由于从水平扫描电路块5提供经过信号线H1～H3传送的信号依次成为高电平，故在大部分期间，输出从水平扫描电路块5的GND提供的低电平。
所以，即使在如本实施例那样将虚设开关N21～N23的栅极固定到与水平扫描电路块5相同的GND的场合下，也具有与上述实施例同样的效果。
图2B是本发明的第2实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。在图2B中示出了从图1的信号保持电容CT1～CT3开始的图面的下侧的部分，其他部分与图1相同。此外，在图2B中，对与图1所示的部分相同的部分赋予相同的标记。
用于暂时保持信号的电容CT1～CT3与图1同样地经水平传送开关N511～N513连接到差动放大电路51的反相输入端子(水平输出线)，水平输出线经复位开关N514连接到复位电压Vres。
水平传送开关N511～N513的栅极连接到信号线H1～H3，再连接到水平扫描电路块5。
在差动放大电路51的正相输入端子，连接着漏极连接到复位电压Vres的开关N11～N13，开关N11～N13的栅极与水平传送开关N511～N513同样地连接到信号线H1～H3。
另外，在正相输入端子连接着漏极连接到虚设的保持电容CT4的开关N15的源极，开关N15的栅极连接到来自水平扫描电路块5的信号线H0。
虚设的保持电容CT4的电容值最好尽可能与信号保持电容CT1～CT3的电容值相等。
另外，尽管没有特别进行图示，但对经过信号线H1～H3传送的信号进行了OR处理的信号提供到信号线H0。
进而，正相输入端子经复位开关N14连接到复位电压Vres。
接着，对本实施例的固体摄像元件的动作进行说明。直到保持到信号保持电容CT1～CT3的动作都与基于图6的说明相同。
利用从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号，各列的水平传送开关N511～N513的栅极依次成为高电平，以便将保持在信号保持电容CT1～CT3中的信号读出到水平输出线。
另外，通过经过相同的信号线H1～H3传送的信号，开关N11～N13的栅极依次成为高电平。复位电压Vres与信号读出到水平输出线的定时相同步地读出到差动放大电路51的正相输入端子，进而，在从水平扫描电路块5提供再经过信号线H1～H3传送的信号依次成为高电平的定时，开关N15的栅极也成为高电平，以便来连接虚设的保持电容CT4。
在各列的信号读出的间隔，通过复位开关N514、N14，水平输出线以及差动放大电路51的正相输入端子复位成水平输出线的复位电压Vres。
正相输入信号和反相输入信号的差信号以所希望的增益进行放大并输出到输出端子OUT。
尽管在这样的动作中，水平输出线受到时钟泄漏或尖峰状的噪声等的干扰噪声的影响，但由于在差动放大电路51的正相输入端子上也与水平输出线同样地连接着，复位开关N14、和在栅极输入与水平传送开关相同的信号的开关N11～N13，故正相输入端子也同样地受到上述的实例中所示那样的时钟泄漏或尖峰状的噪声的影响。
进而，由于在水平输出线读出信号的定时，正相输入端子经开关N15连接到虚设的保持电容CT4，故水平输出线和正相输入端子相对于GND的电容相等。
由于这些噪声成分在反相输入端子和正相输入端子间是同相的成分，通过差动放大电路51被消除，故不会对输出端子OUT带来影响。
第3实施例
图3是本发明的第3实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。在图3中示出了从图1的信号保持电容CT1～CT3开始的图面下侧的部分，其他部分与图1相同。另外，在图3中，对与图1所示的部分相同的部分赋予了相同的标记。
用于暂时保持信号的电容CT1～CT3经水平传送开关N511～N513连接到差动放大电路51的反相输入端子(水平输出线)，水平输出线经复位开关N514连接到复位电压Vres。
水平传送开关N511～N513的栅极连接到信号线H1～H3，再连接到水平扫描电路块5。
在差动放大电路51的正相输入端子，连接着具有与水平传送开关N511～N513的源极区域相同的结电容的二极管D31～D33。
进而，正相输入端子经复位开关N14连接到复位电压Vres。
接着，对本实施例的固体摄像元件的动作进行说明。直到保持到信号保持电容CT1～CT3的动作都与基于图6的说明同样。
通过从水平扫描电路块5提供并经过H1～H3传送的信号，各列的水平传送开关N511～N513的栅极依次成为高电平，以便将保持在保持电容CT1～CT3中的信号读出到水平输出线。
在各列的信号读出的间隔，通过复位开关N514、N14，差动放大电路51的反相输入端子和正相输入端子复位成水平输出线的复位电压Vres。
正相输入信号和反相输入信号的差信号以所希望的增益进行放大并输出到输出端子OUT。
尽管在这样的动作中，与第1实施例相同，水平输出线受到时钟泄漏或尖峰状的噪声等的干扰噪声的影响，但由于在差动放大电路51的正相输入端子上也与水平输出线同样地连接着，复位开关N14，故正相输入端子也同样地受到时钟泄漏的影响。
由于此时钟泄漏在反相输入端子和正相输入端子间是同相的成分，通过差动放大电路51被消除，故不会对输出端子OUT带来影响。
第4实施例
图4A是本发明的第2实施例的固体摄像元件的一部分的等效电路图。在图4A中示出了从图1的信号保持电容CT1～CT3开始的图面的下侧的部分，其他部分与图1相同。另外，在图4A中，对与图1所示的部分相同的部分赋予了相同的标记。
图4B是图4A的水平传送开关N511～N513、复位开关N514、N14、水平扫描电路块5、差动放大电路51的安装平面图。另外，在图4B中，示出了通过第1布线层、第2布线层和第3布线层的三个布线层来连接上述各部件的情形。
差动放大电路51的正相输入端子的布线，与反相输入端子的布线(水平输出线)相平行进行延长，并且与来自水平扫描电路块5的信号线H1～H3的布线的重叠关系也与水平输出线相同这样来构成。
另外，在正相输入端子的布线和水平输出线的布线之间用GND布线进行屏蔽，以抑制两布线间的串扰。
如图4B所示那样，水平输出线与来自水平扫描电路块5的信号线H1～H3重叠，产生电容耦合。
进而，水平输出线配置在半导体基板上，与半导体基板也产生电容耦合。在本实施例中也与第1实施例相同，水平输出线受到干扰噪声的影响。
例如，由于从水平扫描电路块5提供并经过信号线H1～H3传送的信号依次成为高电平，故在大部分期间，输出从水平扫描电路块5的GND提供的低电平。
另外，水平输出线也与半导体基板产生电容耦合，当在连接到水平扫描电路块的GND或半导体基板上的电源或者GND中有噪声的情况下，就会受到该影响。但是，差动放大电路51的正相输入端子的布线和来自水平扫描电路块5的信号线H1～H3的布线的重叠关系，与水平输出线相同这样来构成。
所以，正相输入端子也同样地受到上述那样的干扰噪声的影响。由于这些噪声成分在反相输入端子和正相输入端子之间是相同相位的成分，通过差动放大电路51被消除，故不会对输出端子OUT带来影响。
如以上第1至第4实施例所示那样，通过使将来自光电变换元件的信号依次输出给差动放大电路的水平输出线与电源、GND、或者信号线H1～H3等所希望的信号线之间的耦合电容，和向差动放大电路提供上述参考信号的输出线与上述所希望的信号线之间的耦合电容相一致，就能够得到高图像质量的图像。
第5实施例
图8是表示包含本发明的第1至第4实施例的固体摄像元件的数码相机(图像摄取装置)的示意性的内部构成的框图。在图8中，1051是兼作镜头保护和主开关的挡板，1052是使被摄体的光学像在第1实施例等中所说明的固体摄像元件1054成像的透镜，1053是用于改变通过透镜1052的光量的光圈，1054是用于作为图像信号来取得通过透镜1052所成像的被摄体图像的摄像装置，1055是对从摄像装置1054输出的图像信号进行各种校正、箝位等处理的摄像信号处理电路，1056是对从摄像装置1054输出的图像信号进行模拟/数字变换的A/D转换器，1057是对从A/D转换器1056输出的图像数据进行各种修正或压缩数据的信号处理单元，1058是向摄像装置1054、摄像信号处理电路1055、A/D转换器1056、信号处理单元1057输出各种定时信号的定时发生器，1059是执行各种运算和控制视频摄象机整体的整体控制·运算单元，1060是用于暂时存储图像数据的存储器单元，1061是用于向记录介质记录或者从记录介质读出图像数据的记录介质控制接口单元，1062是用于记录或者读出图像数据的半导体存储器等的可拆卸的记录介质，1063是用于和外部计算机等进行通信的外部接口(I/F)单元。
接着，对上述构成中拍摄时的数码相机的动作进行说明。当屏障1051打开后接通主电源，接着接通控制***的电源，进而，接通A/D转换器1056等摄像***电路的电源。
然后，为了控制曝光量，整体控制运算单元1059开放光圈1053，从固体摄像元件1054输出的信号通过摄像信号处理电路1055向A/D转换器1056输出。A/D转换器1056对该信号进行A/D变换并输出到信号处理单元1057。信号处理单元1057基于该数据在整体控制·运算单元1059中进行曝光运算。
根据所测光的结果来判断亮度，整体控制·运算单元1059根据判断结果来控制光圈。
接着，基于从固体摄像元件1054输出的信号，取出高频率成分并在整体控制·运算单元1059中进行到被摄体的距离的运算。然后，驱动透镜1052来判断是否对焦，在判断为不对焦时，再次驱动透镜1052进行测距。
然后，在确认对焦后开始正式曝光。当曝光结束后，从摄像装置1054输出的图像信号在摄像信号处理电路1055进行校正等，进而在A/D转换器1056进行A/D变换，通过信号处理单元1057由整体控制·运算单元1059存储到存储器单元1060。
之后，存储在存储器单元1060的数据依照整体控制/运算单元1059的控制通过记录介质控制接口单元1061记录到半导体存储器等可拆卸的记录介质1062。或者也可以通过外部接口单元1063直接输入到计算机等进行图像加工。
如以上所说明那样，由于同样地使噪声等叠加到对由各光电变换元件所变换的信号电荷进行放大的差动放大电路的输入信号中，故用差动放大电路对噪声等进行差分，就使得从输出信号消除掉噪声等。

Claims (5)

1.一种图像摄取装置，其特征在于，包括：
对来自被摄体的光进行光电变换的多个光电变换元件；
用于依次输出来自上述多个光电变换元件的信号的第1输出线；
连接到上述第1输出线，为了将来自上述多个光电变换元件的信号向上述第1输出线输出的多个第1开关；
提供参考信号的第2输出线；
连接在上述第2输出线，为了向上述第2输出线提供参考信号的多个第2开关；
用于控制上述多个第1开关和上述多个第2开关的扫描电路；以及
进行来自上述第1输出线的信号和来自上述第2输出线的信号的差分的差分电路，
上述第2输出线向上述差分电路提供上述参考信号，上述第1输出线和连接到上述扫描电路的用于控制上述多个第1开关和第2开关的信号线之间的耦合电容的电容值，与上述第2输出线和连接到上述扫描电路的用于控制上述多个第1开关和第2开关的信号线之间的耦合电容的电容值相同。
2.如权利要求1所述的图像摄取装置，其特征在于，具有：
用于除去包含在来自上述多个光电变换元件的信号中的噪声成分的多个噪声修正电路；
来自上述多个噪声修正电路的信号经上述多个第1开关向上述第1输出线输出。
3.如权利要求2所述的图像摄取装置，其特征在于，
上述多个噪声修正电路分别包含电容和提供预定的参考电压的开关，上述电容的一端接受来自上述光电变换元件的信号，上述预定的参考电压提供给上述电容的另一端。
4.如权利要求2所述的图像摄取装置，其特征在于：
上述光电变换元件沿水平方向及垂直方向二维状地进行排列，上述噪声修正电路设置于垂直方向的每一列。
5.如权利要求1所述的图像摄取装置，其特征在于，具有：
使光向上述多个光电变换元件成像的透镜；以及
对来自上述多个光电变换元件的信号进行处理的信号处理电路。
CNB021596468A 2001-12-26 2002-12-24 图像摄取装置 Expired - Fee Related CN1209909C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP394303/2001 2001-12-26
JP2001394303A JP3870088B2 (ja) 2001-12-26 2001-12-26 固体撮像装置及びシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1430407A CN1430407A (zh) 2003-07-16
CN1209909C true CN1209909C (zh) 2005-07-06

Family

ID=19188851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021596468A Expired - Fee Related CN1209909C (zh) 2001-12-26 2002-12-24 图像摄取装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7352400B2 (zh)
EP (1) EP1326428B1 (zh)
JP (1) JP3870088B2 (zh)
CN (1) CN1209909C (zh)
TW (1) TW579597B (zh)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004021985D1 (de) * 2003-03-25 2009-08-27 Panasonic Corp Bildaufnahmevorrichtung, die Detailverlust schattiger Bereiche vermeidet
JP4154268B2 (ja) * 2003-03-27 2008-09-24 キヤノン株式会社 撮像装置
JP4018644B2 (ja) 2004-01-29 2007-12-05 キヤノン株式会社 光電変換装置及び同光電変換装置を用いた撮像システム
US7265327B1 (en) * 2004-02-09 2007-09-04 Dpix, L.L.C. Photodetecting sensor array
JP4969771B2 (ja) * 2004-07-12 2012-07-04 ソニー株式会社 固体撮像装置及びそのキャパシタ調整方法
KR100494102B1 (ko) * 2004-10-29 2005-06-10 엠텍비젼 주식회사 다이나믹 레인지가 넓은 이미지 센서
EP1788797B1 (en) * 2005-11-18 2013-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image pickup device
US8102442B2 (en) * 2006-05-23 2012-01-24 Thomson Licensing Image sensor circuit
JP4193874B2 (ja) 2006-05-25 2008-12-10 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及びカメラモジュール
JP4144892B2 (ja) * 2006-08-28 2008-09-03 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像装置
JP4850641B2 (ja) * 2006-09-07 2012-01-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
CN101197921B (zh) * 2006-12-07 2010-11-03 比亚迪股份有限公司 一种图像信号采样电路及其方法
JP4054839B1 (ja) * 2007-03-02 2008-03-05 キヤノン株式会社 光電変換装置およびそれを用いた撮像システム
JP5406473B2 (ja) * 2007-07-19 2014-02-05 キヤノン株式会社 放射線検出装置
JP4424753B2 (ja) * 2007-12-28 2010-03-03 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
JP4997137B2 (ja) * 2008-02-20 2012-08-08 オリンパス株式会社 固体撮像装置
JP5156434B2 (ja) * 2008-02-29 2013-03-06 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
JP5129035B2 (ja) * 2008-06-17 2013-01-23 オリンパス株式会社 固体撮像装置
JP5426220B2 (ja) * 2009-04-13 2014-02-26 株式会社東芝 電源ノイズ除去回路
JP5529613B2 (ja) * 2009-04-17 2014-06-25 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像システム
JP2011004390A (ja) 2009-05-18 2011-01-06 Canon Inc 撮像装置、撮像システム、及び撮像装置の駆動方法
US8724002B2 (en) * 2011-02-28 2014-05-13 Aptina Imaging Corporation Imaging pixels with dummy transistors that reduce reset charge injection
US8952311B2 (en) * 2011-07-22 2015-02-10 Aptina Imaging Corporation Imaging systems with column current mirror circuitry
JP2013179479A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Nikon Corp 固体撮像装置及びこれを用いた電子カメラ
JP5188641B2 (ja) * 2012-07-04 2013-04-24 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像装置
JP5462928B2 (ja) * 2012-12-06 2014-04-02 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
EP2950524B1 (en) 2013-01-23 2018-12-05 Olympus Corporation Image capture device, endoscope system, and noise reduction method
JP6042737B2 (ja) * 2013-01-31 2016-12-14 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP2015204528A (ja) * 2014-04-14 2015-11-16 矢崎総業株式会社 ワイヤハーネスのノイズ除去回路、及びそれを備えたワイヤハーネス組立体
JP2015204527A (ja) * 2014-04-14 2015-11-16 矢崎総業株式会社 ノイズフィルタ、及びそれを備えたワイヤハーネス組立体

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619786B2 (zh) * 1975-02-20 1981-05-09
JPS5310433B2 (zh) * 1975-03-10 1978-04-13
FR2356328A1 (fr) * 1976-06-24 1978-01-20 Ibm France Dispositif d'elimination du bruit dans les reseaux photosensibles a auto-balayage
JPS5880865A (ja) 1981-11-10 1983-05-16 Fuji Xerox Co Ltd 原稿読取装置
JPS5884568A (ja) * 1981-11-13 1983-05-20 Fuji Xerox Co Ltd 原稿読取装置
JPS58125952A (ja) * 1982-01-22 1983-07-27 Fuji Xerox Co Ltd 原稿読取装置
JPS58125951A (ja) * 1982-01-22 1983-07-27 Fuji Xerox Co Ltd 原稿読取装置の信号処理回路
JPS61270971A (ja) * 1985-05-25 1986-12-01 Oki Electric Ind Co Ltd 画像読取装置
JPH0241079A (ja) * 1988-07-30 1990-02-09 Fuji Xerox Co Ltd 画像読取装置
JP3031606B2 (ja) * 1995-08-02 2000-04-10 キヤノン株式会社 固体撮像装置と画像撮像装置
JP3911788B2 (ja) * 1997-03-10 2007-05-09 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその駆動方法
US6037577A (en) * 1997-03-11 2000-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Amplifying solid-state image pickup device and operating method of the same
US6002287A (en) * 1997-05-08 1999-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Signal outputting apparatus
JP4724893B2 (ja) * 1999-04-15 2011-07-13 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその画素信号処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7352400B2 (en) 2008-04-01
JP3870088B2 (ja) 2007-01-17
TW200301556A (en) 2003-07-01
CN1430407A (zh) 2003-07-16
EP1326428A2 (en) 2003-07-09
TW579597B (en) 2004-03-11
JP2003198949A (ja) 2003-07-11
EP1326428B1 (en) 2013-03-27
EP1326428A3 (en) 2009-08-12
US20030117510A1 (en) 2003-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1209909C (zh) 图像摄取装置
CN1156916C (zh) 固体摄象装置
CN101047798A (zh) 图像传感器
CN1150748C (zh) 固态图象传感器和驱动该传感器的方法
CN1233153C (zh) Xy地址型固体摄象装置
CN1097381C (zh) 光电转换设备
CN1905635A (zh) 固态图像拾取装置及其驱动方法和成像设备
CN1239015C (zh) 摄像装置及摄像***
CN1700745A (zh) 固体摄像装置和相机
CN101064788A (zh) 固态成像装置、驱动固态成像装置的方法和图像拾取设备
CN1856042A (zh) 固态图像拾取设备、其驱动方法和图像拾取装置
CN1222046C (zh) 摄像装置
JP6159062B2 (ja) 撮影装置およびその制御方法
US20080024630A1 (en) Photoelectric conversion device and image capturing device
CN1732681A (zh) 固态成像器件
CN1783957A (zh) 固体摄像器件
CN1601753A (zh) 半导体器件及驱动其单元组件的控制方法和装置
CN1812507A (zh) 固态图像拾取器件及其控制方法，以及照相机
CN1976402A (zh) 固态摄像设备
CN1387264A (zh) 摄像装置
CN1705349A (zh) 固体摄像装置和使用该固体摄像装置的相机
CN1697494A (zh) 固体摄像装置以及使用了该固体摄像装置的照相机
CN1153449C (zh) 图像拾取装置
USRE47391E1 (en) Solid state imaging device and manufacturing method, and electronic apparatus
WO2018012068A1 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び、電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050706

Termination date: 20151224

EXPY Termination of patent right or utility model