專利名稱：固態(tài)攝像裝置和攝像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)攝像裝置和攝像方法，特別是涉及一種抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍下降的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一直以來，固態(tài)攝像裝置通常使用MOS型裝置。在固態(tài)攝像裝置的內(nèi)部配備基于受光量生成信號(hào)電位的多個(gè)象素單元，它們利用共用的輸出線將信號(hào)電位傳送到信號(hào)處理部。這樣的多個(gè)象素單元共用輸出線的固態(tài)攝像裝置中，為了分時(shí)利用輸出線，需要具備象素單元選擇功能，以便只有特定象素單元輸出信號(hào)電位，而其他象素單元不輸出信號(hào)電位。另外，需要掃描電路，使多個(gè)象素單元逐個(gè)依次動(dòng)作。
上述選擇功能通過在各象素單元的輸出端設(shè)置開關(guān)晶體管來解決，在此情況下，必須為全部象素單元設(shè)置開關(guān)晶體管，無法滿足固態(tài)攝像裝置的尺寸縮小的要求。于是，日本國(guó)特開2003-46864號(hào)公報(bào)中公開了一種技術(shù)共同供給到各象素單元的電源電位不是固定電位，而是周期性在高電位和低電位之間遷移，由此，無需設(shè)置上述開關(guān)晶體管也可以有選擇地使特定象素單元輸出信號(hào)電位。
另外，關(guān)于掃描電路，日本國(guó)特開2003-46879號(hào)公報(bào)中公開了一種由動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的掃描電路。特別是，借助于使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯，能夠使掃描電路更高速地動(dòng)作。
但是，一同具有利用上述那樣的電位周期性遷移的電源電路和由動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的掃描電路的固態(tài)攝像裝置存在以下問題。
由動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的掃描電路在針對(duì)被選擇的象素單元輸出信號(hào)時(shí)，其輸出端的電位為Hi電位或Lo電位之一，而非選擇的象素單元的輸出端則呈高阻抗，連接高阻抗的輸出端和非選擇的象素單元的信號(hào)線呈浮置狀態(tài)。
信號(hào)線變?yōu)楦≈脿顟B(tài)的話，由于集成電路的結(jié)構(gòu)中固有的耦合電容，受到在高電位與低電位之間重復(fù)遷移的電源電位的影響。特別是，當(dāng)電源電位從低電位遷移至高電位時(shí)，浮置狀態(tài)的信號(hào)線的電位經(jīng)由耦合電容上升，就好像對(duì)非選擇的象素單元提供了使其變?yōu)檫x擇狀態(tài)的信號(hào)。由此，從非選擇的象素單元輸出了信號(hào)電位，輸出信號(hào)線的電位被調(diào)制，無法正確檢測(cè)出正常選擇的象素單元所輸出的信號(hào)電位。
另外，用來檢測(cè)來自象素單元的信號(hào)電位的信號(hào)處理部在象素單元最初輸出基準(zhǔn)電位之后，根據(jù)該象素單元的受光量而下降的信號(hào)電位部分被作為象素信號(hào)讀取出來，象素信號(hào)越大，輸出線的電位越低，因此，此時(shí)無法忽略非選擇的象素單元所產(chǎn)生的對(duì)輸出信號(hào)線的調(diào)制的影響。這意味著動(dòng)態(tài)范圍的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠滿足尺寸縮小化、動(dòng)作高速化要求的同時(shí)抑制動(dòng)態(tài)范圍下降的固態(tài)攝像裝置和攝像方法。
本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置，在電荷保持部保持與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的多個(gè)象素單元配置為矩陣狀，基于被置為有效狀態(tài)的象素單元中電荷保持部的電荷的波動(dòng)而輸出的象素信號(hào)、經(jīng)由各列中同一列象素單元被共同連接的多個(gè)輸出線檢測(cè)出來，其具備各象素單元單獨(dú)的電源開關(guān)，用來開關(guān)周期性地重復(fù)輸出高電位和低電位的輸出電路及各象素單元內(nèi)的電荷保持部；多個(gè)行控制信號(hào)線，用來共同連接各行中同一行的象素單元，以行為單位控制上述電源開關(guān)的開關(guān)；行掃描電路，用來依次選擇行，針對(duì)該選擇行的行控制信號(hào)線一直提供使上述電源開關(guān)開啟的開電位和使該電源開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述輸出電路的輸出為高電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)橛行?，進(jìn)一步，之后當(dāng)上述輸出電路的輸出為低電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)闊o效，針對(duì)非選擇行的行控制信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗；以及電位賦予單元，用來在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的行控制信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，在電源電位從低電位升至高電位前后，非選擇行的行控制信號(hào)線的電位變?yōu)殚_啟電源開關(guān)的開電位。由此，非選擇行的行控制信號(hào)線至少在該期間內(nèi)不會(huì)變成浮置狀態(tài)。即，隨著電源電位的上升，不再有耦合電容引起的浮置狀態(tài)的行控制信號(hào)線的電位上升，即使是非選擇行的象素單元，也不會(huì)輸出信號(hào)。
因此，能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
另外，上述電位賦予單元也可以針對(duì)全部行控制信號(hào)線提供上述開電位，無論在上述行掃描電路針對(duì)選擇行的行控制信號(hào)線提供開電位時(shí)是非選擇行還是選擇行。
固態(tài)攝像裝置依次執(zhí)行下述動(dòng)作利用行掃描電路選擇1行，使選擇行的象素單元變?yōu)橛行?，檢測(cè)出該象素單元的象素信號(hào)后，使該象素單元無效，然后選擇下一行。即，選擇行隨時(shí)間而變化，不是固定的。因此，在將行控制信號(hào)線的電位置為開電位的動(dòng)作只針對(duì)非選擇行的行控制信號(hào)線執(zhí)行的情況下，需要只選擇非選擇行的行控制信號(hào)線所需的特殊功能。
但是，借助于上述結(jié)構(gòu)，選擇行的行控制信號(hào)線雖然本來不是浮置狀態(tài)，但通過將全部行控制信號(hào)線共同置為開電位，就無需具備特殊的功能。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備用來開關(guān)表示上述開電位的GND部和各行的行控制信號(hào)線的多個(gè)GND開關(guān)及用來統(tǒng)一控制上述GND開關(guān)的開關(guān)的統(tǒng)一控制信號(hào)線，上述電位賦予單元也可以對(duì)上述統(tǒng)一控制信號(hào)線提供使上述GND開關(guān)關(guān)閉的電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，各個(gè)行控制信號(hào)線經(jīng)由GND開關(guān)連接到GND部。依照此種方式，可以只在必須使用開關(guān)時(shí)將行控制信號(hào)線與GND部連接起來，抑制了電力的消耗量。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備用來將表示上述開電位的GND部和各行的行控制信號(hào)線連接起來的阻抗元件，上述電位賦予單元也可以通過上述行掃描電路使非選擇的行控制信號(hào)線呈高阻抗來對(duì)該行控制信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，各個(gè)行控制信號(hào)線經(jīng)由阻抗元件與GND電位連接。依照此種方式，通過預(yù)先使用阻抗元件進(jìn)行固定連接，即使不設(shè)置特殊的控制電路等，非選擇行的行控制信號(hào)線的電位也能夠保持在GND電位。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備各象素單元單獨(dú)的讀開關(guān)，用來開關(guān)在各象素單元中根據(jù)受光量生成電荷的光電變換部及上述電荷保持部；多個(gè)讀信號(hào)線，用來共同連接各行中同一行的象素單元，以行為單位控制上述讀開關(guān)的開關(guān)；上述行掃描電路，進(jìn)一步針對(duì)上述選擇行的讀信號(hào)線一直提供使上述讀開關(guān)開啟的開電位和使該讀開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述象素單元被置為有效時(shí)，在使上述讀開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使上述電荷保持部的電荷波動(dòng)，針對(duì)非選擇行的讀信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗；上述電位賦予單元進(jìn)一步在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的讀信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，在電源電位從低電位升至高電位前后，非選擇行的讀信號(hào)線的電位變?yōu)殚_啟讀開關(guān)的開電位。由此，非選擇行的讀信號(hào)線至少在該期間內(nèi)不會(huì)變成浮置狀態(tài)。即，隨著電源電位的上升，不再有耦合電容引起的浮置狀態(tài)的讀信號(hào)線的電位上升，即使是非選擇行的象素單元，也不會(huì)開啟讀開關(guān)。
因此，能夠抑制由于光電變換部中積蓄下來的電荷泄漏到電荷保持部而引起的固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
另外，上述電位賦予單元也可以針對(duì)全部讀信號(hào)線提供上述開電位，無論在上述行掃描電路針對(duì)選擇行的讀信號(hào)線提供開電位時(shí)是非選擇行還是選擇行。
固態(tài)攝像裝置依次執(zhí)行下述動(dòng)作利用行掃描電路選擇1行，使選擇行的象素單元變?yōu)橛行?，檢測(cè)出該象素單元的象素信號(hào)后，使該象素單元無效，然后選擇下一行。即，選擇行隨時(shí)間而變化，不是固定的。因此，在將讀信號(hào)線的電位置為開電位的動(dòng)作只針對(duì)非選擇行的讀信號(hào)線執(zhí)行的情況下，需要只選擇非選擇行的讀信號(hào)線所需的特殊功能。
但是，借助于上述結(jié)構(gòu)，選擇行的讀信號(hào)線雖然本來不是浮置狀態(tài)，但通過將全部讀信號(hào)線共同置為開電位，就無需具備特殊的功能。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備用來開關(guān)表示上述開電位的GND部和各行的讀信號(hào)線的多個(gè)GND開關(guān)及用來統(tǒng)一控制上述GND開關(guān)的開關(guān)的統(tǒng)一控制信號(hào)線，上述電位賦予單元也可以對(duì)上述統(tǒng)一控制信號(hào)線提供使上述GND開關(guān)關(guān)閉的電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，各個(gè)讀信號(hào)線經(jīng)由GND開關(guān)連接到GND部。依照此種方式，可以只在必須使用開關(guān)時(shí)將讀信號(hào)線與GND部連接起來，抑制了電力的消耗量。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備用來將表示上述開電位的GND部和各行的讀信號(hào)線連接起來的阻抗元件，上述電位賦予單元也可以通過上述行掃描電路使非選擇的讀信號(hào)線呈高阻抗來對(duì)該讀信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，各個(gè)讀信號(hào)線經(jīng)由阻抗元件與GND電位連接。依照此種方式，通過預(yù)先使用阻抗元件進(jìn)行固定連接，即使不設(shè)置特殊的控制電路，非選擇行的讀信號(hào)線的電位也能夠保持在GND電位。
另外，上述行掃描電路也可以通過使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成。
借助于上述結(jié)構(gòu)，行掃描電路的動(dòng)作變得更高速。
本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置的攝像方法，該裝置中，在電荷保持部保持與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的多個(gè)象素單元配置為矩陣狀，基于被置為有效狀態(tài)的象素單元的電荷保持部的電荷的波動(dòng)而輸出的象素信號(hào)、經(jīng)由各列中同一列象素單元被共同連接的多個(gè)輸出線檢測(cè)出來，該方法的特征在于，包含行掃描步驟，用來依次選擇行，針對(duì)用來對(duì)周期性地重復(fù)輸出高電位和低電位的輸出電路和各象素單元內(nèi)的電荷保持部進(jìn)行開關(guān)的各象素單元中的各個(gè)電源開關(guān)，針對(duì)以行為單位對(duì)該電源開關(guān)的開關(guān)進(jìn)行控制的、將各行中同一行的象素單元共同連接起來的多個(gè)行控制信號(hào)線之中該選擇行的行控制信號(hào)線，一直提供使上述電源開關(guān)開啟的開電位和使該電源開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述輸出電路的輸出為高電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)橛行?，進(jìn)一步，之后當(dāng)上述輸出電路的輸出為低電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)闊o效，針對(duì)非選擇行的行控制信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗；以及電位賦予步驟，用來在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的行控制信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，在電源電位從低電位升至高電位前后，非選擇行的行控制信號(hào)線的電位變?yōu)殚_啟電源開關(guān)的開電位。由此，非選擇行的行控制信號(hào)線至少在該期間內(nèi)不會(huì)變成浮置狀態(tài)。即，隨著電源電位的上升，不再有耦合電容引起的浮置狀態(tài)的行控制信號(hào)線的電位上升，即使是非選擇行的象素單元，也不會(huì)輸出信號(hào)。
因此，能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
另外，上述固態(tài)攝像裝置也可以進(jìn)一步具備各象素單元單獨(dú)的讀開關(guān)，用來開關(guān)在各象素單元中根據(jù)受光量生成電荷的光電變換部及上述電荷保持部；多個(gè)讀信號(hào)線，用來共同連接各行中同一行的象素單元，以行為單位控制上述讀開關(guān)的開關(guān)；上述行掃描步驟進(jìn)一步針對(duì)上述選擇行的讀信號(hào)線一直提供使上述讀開關(guān)開啟的開電位和使該讀開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述象素單元被置為有效時(shí)，在使上述讀開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使上述電荷保持部的電荷波動(dòng)，針對(duì)非選擇行的讀信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗；上述電位賦予步驟進(jìn)一步在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的讀信號(hào)線提供上述開電位。
借助于上述結(jié)構(gòu)，在電源電位從低電位升至高電位前后，非選擇行的讀信號(hào)線的電位變?yōu)殚_啟讀開關(guān)的開電位。由此，非選擇行的讀信號(hào)線至少在該期間內(nèi)不會(huì)變成浮置狀態(tài)。即，隨著電源電位的上升，不再有耦合電容引起的浮置狀態(tài)的讀信號(hào)線的電位上升，即使是非選擇行的象素單元，也不會(huì)開啟讀開關(guān)。
因此，能夠抑制由于光電變換部中積蓄下來的電荷泄漏到電荷保持部而引起的固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。


圖1是表示第1實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)脈沖的圖。
圖3是表示行掃描電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示從行掃描電路的各結(jié)構(gòu)元素輸出的脈沖的圖。
圖5是表示生成VDDCELL、ALLRS脈沖、復(fù)位脈沖的邏輯電路的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖6是表示選擇電路內(nèi)部的AND電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示AND電路的脈沖的圖。
圖8是表示第2實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)脈沖的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)<概要>
本實(shí)施方式在VDDCELL電位上升前后將復(fù)位信號(hào)線與GND連接，由此抑制伴隨著VDDCELL電位上升而產(chǎn)生的復(fù)位晶體管的柵電位的上升。因此，非選擇行的電荷保持部的電位保持為L(zhǎng)o電位，非選擇行的象素單元不再向輸出信號(hào)線輸出信號(hào)電位。由此，能夠抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。
<結(jié)構(gòu)>
圖1是表示第1實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
固態(tài)攝像裝置由攝像部、行掃描電路、信號(hào)處理部、負(fù)載電路、列掃描電路及ALLRS電路構(gòu)成，讀出各象素單元根據(jù)受光量輸出的象素信號(hào)。
各象素單元在攝像部配置為矩陣狀。各列的象素單元連接到共用的輸出信號(hào)線，各行的象素單元連接到共用的讀線和復(fù)位信號(hào)線。各列的輸出信號(hào)線連接到信號(hào)處理部和列掃描電路，各行的讀信號(hào)線和復(fù)位信號(hào)線連接到行掃描電路。
象素單元10由光電變換元件11、讀晶體管12、復(fù)位晶體管13、放大晶體管14、電荷保持部15、輸出端16構(gòu)成。
光電變換元件11根據(jù)受光量生成電荷。
讀晶體管12通常為OFF狀態(tài)，僅在讀脈沖為Hi電位時(shí)變?yōu)镺N狀態(tài)，將光電變換元件11生成的電荷傳送到電荷保持部15。
電荷保持部15相當(dāng)于集成電路內(nèi)的PN接合部，通過保持所提供的電荷來保持電位，根據(jù)該電位來控制從放大晶體管14的VDDCELL流向輸出信號(hào)線的電流。
復(fù)位晶體管13通常為OFF狀態(tài)，僅在復(fù)位脈沖為Hi電位時(shí)變?yōu)镺N狀態(tài)。
另外，VDDCELL是周期性地重復(fù)Hi電位和Lo電位的電源電路。
由于象素單元10具有如上所述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)VDDCELL為Hi電位時(shí)復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)后，電荷保持部15的電位變?yōu)镠i電位。隨之，放大晶體管14變?yōu)镺N狀態(tài)，電流從VDDCELL流向輸出端16，輸出信號(hào)線的電位上升至基準(zhǔn)電位。其后，將讀晶體管12置為ON狀態(tài)、使光電變換元件11和電荷保持部15導(dǎo)通后，電荷保持部15的電位相應(yīng)于光電變換元件11所生成的電荷量而下降。相應(yīng)于該下降量，輸出信號(hào)線的電位經(jīng)由放大晶體管14而下降為信號(hào)電位。信號(hào)處理部檢測(cè)出上述基準(zhǔn)電位與信號(hào)電位之間的電位差，作為象素信號(hào)。其后，當(dāng)VDDCELL為L(zhǎng)o電位時(shí)復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)后，電荷保持部15的電位變?yōu)長(zhǎng)o電位。隨之，放大晶體管14變?yōu)镺FF狀態(tài)。
這樣，當(dāng)VDDCELL為Hi電位時(shí)將復(fù)位晶體管13置為ON狀態(tài)后再置為OFF狀態(tài)，由此能夠使象素單元10變?yōu)橛行?；?dāng)VDDCELL為L(zhǎng)o電位時(shí)將復(fù)位晶體管置為ON狀態(tài)后再置為OFF狀態(tài)，由此能夠使象素單元10變?yōu)闊o效。此外，象素單元變?yōu)橛行Ш笾敝磷優(yōu)闊o效期間，讀出象素信號(hào)。其他象素單元也與象素單元10結(jié)構(gòu)相同，因此省略其說明。
行掃描電路80用來選擇1行、向?yàn)榱耸箤儆谶x擇行的象素單元有效所需的復(fù)位信號(hào)線提供復(fù)位脈沖，其后，通過向讀信號(hào)線提供讀脈沖，使象素單元輸出信號(hào)電位，向?yàn)榱耸乖撓笏貑卧獰o效所需的復(fù)位信號(hào)線提供復(fù)位脈沖。行掃描電路80以上述動(dòng)作為1個(gè)周期，對(duì)各行進(jìn)行掃描。此外，行掃描電路80由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成。
負(fù)載電路91是在信號(hào)處理部92檢測(cè)輸出信號(hào)線的電位時(shí)向輸出信號(hào)線注入固定電流所需的電路。
列掃描電路93是為信號(hào)處理部92選擇特定列的電路。由此，信號(hào)處理部92能夠?qū)⑺x出的選擇行的象素信號(hào)逐列依次輸出。
ALLRS電路94由將各復(fù)位信號(hào)線和GND連接起來的GND晶體管61、62構(gòu)成，通過ALLRS脈沖控制ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)。由此，在ALLRS脈沖處于Hi電位期間，GND晶體管61、62為ON狀態(tài)，復(fù)位信號(hào)線的電位為GND電位。
如果行掃描電路80由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成，則例如當(dāng)象素單元10所屬的行為選擇行、象素單元20所屬的行為非選擇行時(shí)，選擇行的復(fù)位信號(hào)線97的電位只在行掃描電路80提供復(fù)位脈沖時(shí)為Hi電位，除此之外都是Lo電位。另外，非選擇行的復(fù)位信號(hào)線98的電位為浮置狀態(tài)。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)VDDCELL從Lo電位上升為Hi電位時(shí)，復(fù)位晶體管23的柵電位經(jīng)由象素單元20中存在的耦合電容28而上升。這樣一來，復(fù)位晶體管23變?yōu)镺N狀態(tài)，電荷保持部25變?yōu)镠i電位，放大晶體管24隨之就會(huì)產(chǎn)生電流。由此，輸出信號(hào)線的電位被調(diào)制，固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍下降。
因此，在借助于ALLRS電路94使VDDCELL由Lo電位上升為Hi電位時(shí)，將復(fù)位信號(hào)線的電位固定為GND電位、為非浮置狀態(tài)，由此，能夠?qū)?fù)位晶體管23保持為OFF狀態(tài)。由此，如上所述，即使是非選擇行的象素單元，也能夠防止電流流入輸出信號(hào)線，抑制了動(dòng)態(tài)范圍的下降。
圖2是表示固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)脈沖的圖。
本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)脈沖的特征為，在圖2的g點(diǎn)，當(dāng)VDDCELL的電位Lo電位上升為Hi電位前后，提供ALLRS脈沖。由此，GND晶體管61、62變?yōu)镺N狀態(tài)，各行的復(fù)位信號(hào)線與GND連接。
另外，依照此種方式，由于在VDDCELL的電位從Lo電位上升為Hi電位前后復(fù)位信號(hào)線與GND連接，因此，非選擇行的復(fù)位晶體管中即使存在耦合電容，柵電位也不會(huì)波動(dòng)。因此，非選擇行的電荷保持部的電位保持為L(zhǎng)o電位，即使是非選擇行的像素單元，也能夠防止電流的流出。由此，即使使用由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的行掃描電路，也能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
此外，本實(shí)施方式中，將ALLRS脈沖置為Hi電位的時(shí)機(jī)定為源時(shí)鐘的第17個(gè)周期的上升沿、置為L(zhǎng)o電位的時(shí)機(jī)定為第19個(gè)周期的上升沿，但并不限于此，只要是避開橫跨VDDCELL從Lo電位上升為Hi電位的期間(第18個(gè)周期)并且復(fù)位脈沖n為Hi電位的時(shí)間即可。
以下詳細(xì)說明用來生成上述各種脈沖的行掃描電路80的結(jié)構(gòu)。
圖3是表示行掃描電路的結(jié)構(gòu)的圖。
另外，圖4是表示從圖3的行掃描電路的各結(jié)構(gòu)元素輸出的脈沖的圖。
如圖3所示，行掃描電路由脈沖生成部81、移位寄存器82及選擇電路83構(gòu)成。
脈沖生成部81由計(jì)數(shù)器等構(gòu)成，在基于圖2所示的源時(shí)鐘Clk預(yù)先設(shè)定的時(shí)序中，生成并輸出所設(shè)定的幅度的脈沖。
脈沖生成部81基于源時(shí)鐘Clk生成表示Hi電位的時(shí)序不同的輸出信號(hào)Out、讀脈沖Read、復(fù)位脈沖Reset，將輸出信號(hào)Out輸出到移位寄存器82、將讀脈沖Read和復(fù)位脈沖Reset輸出到選擇電路83、將ALLRS脈沖輸出到ALLRS電路84。
移位寄存器82基于輸出信號(hào)Out生成表示Hi電位的時(shí)序不同的Out1、Out2，分別從不同端子輸出。
選擇電路83接收脈沖生成部81生成的Read和Reset。選擇電路的單元85具有將Out和Read的邏輯與作為Read1輸出的AND電路、將Out和Reset的邏輯與作為Reset1輸出的AND電路。另外，選擇電路的單元86也同樣具有2個(gè)AND電路。
從選擇電路83輸出的Read1、Read2、及Reset1、Reset2經(jīng)由ALLRS電路84輸入到攝像部。
依照此種方式輸出的Read1、Reset1是圖2中的讀脈沖n、復(fù)位脈沖n，Read2、Reset2是圖2中的讀脈沖n+1、復(fù)位脈沖n+1，ALLRS相當(dāng)于圖2的ALLRS脈沖。
圖5是表示生成VDDCELL、ALLRS脈沖、復(fù)位脈沖的邏輯電路的一個(gè)實(shí)例的圖。
(a)中所示的計(jì)數(shù)器101計(jì)數(shù)圖2所示的源時(shí)鐘Clk，將其數(shù)目輸出為計(jì)數(shù)器輸出。此外，本實(shí)施方式中，以用戶操作(例如，如果該固態(tài)攝像裝置用于數(shù)字照相機(jī)，就是用戶的快門操作)等為觸發(fā)，從第1周期開始計(jì)數(shù)，在第19周期復(fù)位。
(b)表示圖2所示的生成VDDCELL的邏輯電路。VDDCELL由SR鎖存102和AND元件103生成。
SR鎖存102在計(jì)數(shù)器輸出為15時(shí)設(shè)置，計(jì)數(shù)器輸出為18時(shí)復(fù)位。另外，AND元件103用來輸出SR鎖存102的反轉(zhuǎn)輸出與保持為固定的Hi電位的VDD的邏輯與。
由此，VDDCELL從源時(shí)鐘Clk的第15個(gè)周期的上升沿至第18個(gè)周期的上升沿為止呈Lo電位，除此之外都呈Hi電位。
(c)表示生成圖2所示的ALLRS脈沖的邏輯電路。ALLRS脈沖由SR鎖存104和AND元件105生成。
SR鎖存104在計(jì)數(shù)器輸出為17時(shí)設(shè)置，計(jì)數(shù)器輸出為19時(shí)復(fù)位。另外，AND元件105用來輸出SR鎖存104的輸出與VDD的邏輯與。
由此，ALLRS脈沖從源時(shí)鐘Clk的第17個(gè)周期的上升沿至第19個(gè)周期的上升沿為止呈Hi電位，除此之外都呈Lo電位。
(d)表示生成圖3所示的復(fù)位脈沖Read的邏輯電路。復(fù)位脈沖Read由SR鎖存106、SR鎖存107、OR元件108及AND元件109生成。
SR鎖存106在計(jì)數(shù)器輸出為6時(shí)設(shè)置，計(jì)數(shù)器輸出為7時(shí)復(fù)位。另外，SR鎖存107在計(jì)數(shù)器輸出為16時(shí)設(shè)置，計(jì)數(shù)器輸出為17時(shí)復(fù)位。OR元件108用來輸出SR鎖存106的輸出與SR鎖存107的輸出的邏輯與。AND元件109用來輸出OR元件108的輸出與VDD的邏輯與。
由此，復(fù)位脈沖Read在源時(shí)鐘Clk的第6個(gè)周期的上升沿至第7個(gè)周期的上升沿為止、以及第16個(gè)周期的上升沿至第17個(gè)周期的上升沿為止呈Hi電位，除此之外都呈Lo電位。
依照此種方式，固態(tài)攝像裝置中使用的各種脈沖都以源時(shí)鐘Clk為基礎(chǔ)以預(yù)定的時(shí)序生成為預(yù)定幅度的脈沖。
圖6是表示圖3的選擇電路內(nèi)部的AND電路的結(jié)構(gòu)的圖。
另外，圖7是表示圖6的AND電路的脈沖的圖。
AND電路由AND晶體管110和電容器111構(gòu)成。圖6中表示的是輸出Out1和Reset的邏輯與的AND電路，輸出Out1和Read的邏輯與的AND電路等其他的AND電路也是同樣的結(jié)構(gòu)。
AND晶體管110的漏極輸入Reset，利用輸入柵極的Out1的電位控制輸出電位。如果輸入Hi電位作為Out1(圖7、S1)，則AND晶體管的柵電位上升，成為ON狀態(tài)。這時(shí)，漏極和源極被連接起來，AND晶體管110輸出Reset的電位。即，Reset如果是Lo電位，則輸出Lo電位作為Reset1。另外，如果Reset為Hi電位(圖7、S2)，則與此相應(yīng)，Reset1變?yōu)镠i電位(圖7、S4)。
另外，該AND電路在輸出Hi電位作為Reset1期間，柵電位經(jīng)由電容器111進(jìn)一步上升(圖7、S3)，由此，具備了提高電位利用率的自舉電路(bootstrap circuit)。
依照此種方式，AND電路的輸出端只在Out1為Hi電位時(shí)根據(jù)Reset的電位置為Hi電位或Lo電位，當(dāng)Out1為L(zhǎng)o電位時(shí)，由于AND晶體管110為OFF狀態(tài)，因此呈高阻抗。由此，與AND電路的輸出端相連接的復(fù)位信號(hào)線只在Out1為Hi電位時(shí)呈固定電位，當(dāng)Out1為L(zhǎng)o電位時(shí)，則成為浮置狀態(tài)。
<動(dòng)作>
下面參照?qǐng)D2具體說明固態(tài)攝像裝置的各個(gè)動(dòng)作階段。
(1)為了將電荷保持部15的電位置為VDDCELL的Hi電位、使該象素單元有效，復(fù)位脈沖n變?yōu)镠i電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，電荷保持部15的電位變?yōu)镠i電位，與此相應(yīng)的電位從放大晶體管14的輸出端16輸出，輸出信號(hào)線的電位上升。(圖2，a點(diǎn))。
(2)復(fù)位脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺FF狀態(tài)。此時(shí)，電荷保持部15保持Hi電位(圖2，b點(diǎn))。
(3)讀脈沖n變?yōu)镠i電位，讀晶體管12變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，光電變換元件11中相應(yīng)于光信息積蓄起來的電荷由電荷保持部15讀出，其結(jié)果是，電荷保持部15的電位下降。隨著電荷保持部15的電位的下降，放大晶體管14的輸出端16的電位下降、輸出信號(hào)線的電位下降(圖2，c點(diǎn))。
(4)讀脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位，讀晶體管12變?yōu)镺FF狀態(tài)(圖2，d點(diǎn))。信號(hào)處理部檢測(cè)b點(diǎn)處的輸出信號(hào)線的電位和d點(diǎn)處的輸出信號(hào)線的電位，讀出其電位差作為象素信號(hào)。其后，VDDCELL變?yōu)長(zhǎng)o電位(圖2，d’點(diǎn))。
(5)在VDDCELL的Hi電位下降為L(zhǎng)o電位之后，為了將電荷保持部15的電位作為VDDCELL的Lo電位并使該象素單元無效，復(fù)位脈沖n變?yōu)镠i電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，電荷保持部15的電位變?yōu)長(zhǎng)o電位，放大晶體管14變?yōu)镺FF狀態(tài)。如上，象素單元10的象素信號(hào)輸出動(dòng)作結(jié)束(圖2，e點(diǎn))。
(6)當(dāng)復(fù)位脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位、復(fù)位晶體管13變?yōu)镺FF狀態(tài)之后，ALLRS脈沖在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位前后變?yōu)镠i電位。由此，復(fù)位信號(hào)線被與GND連接，在此期間，復(fù)位晶體管的柵電位被固定于GND電位(圖2，g點(diǎn))。
(7)其后，第n行變?yōu)榉沁x擇行，第n+1行變?yōu)檫x擇行(圖2，f點(diǎn))。
依照此種方式，由于ALLRS脈沖在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位前后變?yōu)镠i電位，因此復(fù)位晶體管的柵電位被固定于GND電位，抑制了伴隨著VDDCELL的上升而產(chǎn)生的柵電位的上升。由此，能夠防止不管是不是非選擇的行也輸出電流。因此，即使使用由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的行掃描電路，也能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
此外，只要在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位時(shí)使復(fù)位晶體管的柵電位不上升，并不限于使用如上所述的ALLRS電路及GND晶體管，也可以使用其他的實(shí)現(xiàn)方式。
例如，可以考慮使用設(shè)置阻抗元件來取代GND晶體管61、62的下拉電路的方法。這種情況下的阻抗值最好是200kΩ或以上。下面敘述其理由。
從電源電路至下拉電路之間，串聯(lián)式配置了行掃描電路內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器電路。通常，驅(qū)動(dòng)器電路具有數(shù)kΩ的ON阻抗值(Rdr)，因此，提供給各象素單元的復(fù)位脈沖中由于下拉電路的阻抗值(Rpd)而產(chǎn)生了下述算式那樣的電壓下降(SIGh)。
SIGh＝VDD×Rpd/(Rpd+Rdr)這里，VDD表示電源電壓。
當(dāng)電源電壓被低壓化時(shí)，該電壓下降最好控制在2％或以下，因此，Rpd必須是Rdr的50倍或以上的阻抗值。因此，下拉電路的阻抗值最好是200kΩ或以上。
(第2實(shí)施方式)<概要>
本實(shí)施方式不僅能抑制伴隨著VDDCELL電位上升而產(chǎn)生的復(fù)位晶體管的柵電位的上升，也能夠防止讀晶體管的柵電位的上升，從而抑制非選擇行的象素單元中光電變換元件與電荷保持部的接觸而導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
<結(jié)構(gòu)>
圖8是表示第2實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
本實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)除了ALLREAD電路99和耦合電容29之外與第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同，因此省略對(duì)相同結(jié)構(gòu)的說明，只說明與第1實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)集成電路內(nèi)的各元件的排列布局，讀晶體管22的柵極與VDDCELL之間存在耦合電容29。行掃描電路80使用由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯而構(gòu)成的情況下，讀晶體管22的柵極與復(fù)位晶體管23的柵極相同，在非選擇時(shí)變?yōu)楦≈脿顟B(tài)。因此，伴隨著VDDCELL電位的上升，讀晶體管22的柵電位有可能經(jīng)由耦合電容29而上升。在這種情況下，讀晶體管22變?yōu)镺N狀態(tài)，光電變換元件11中積蓄的電荷泄漏出來，無法獲得正確的象素信號(hào)，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍下降。
因此，本實(shí)施方式在第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)上增加了GND晶體管71、72作為ALLREAD電路99。
ALLREAD電路99由將各讀信號(hào)線和GND連接起來的GND晶體管71、72構(gòu)成，通過ALLREAD脈沖控制ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)。由此，在ALLREAD脈沖處于Hi電位期間，GND晶體管71、72為ON狀態(tài)，復(fù)位信號(hào)線的電位為GND電位。
圖9是表示固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)脈沖的圖。
本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)脈沖的特征為，在圖9的h點(diǎn)，當(dāng)VDDCELL的電位從Lo電位上升為Hi電位前后，將ALLRS脈沖和ALLREAD脈沖置為Hi電位。由此，GND晶體管61、62、71、72變?yōu)镺N狀態(tài)，各行的復(fù)位信號(hào)線和讀信號(hào)線連接到GND。
另外，依照此種方式，在VDDCELL的電位上升前后，復(fù)位信號(hào)線和讀信號(hào)線連接到GND，因此，即使非選擇行的象素單元中存在耦合電容28及耦合電容29，復(fù)位晶體管23及讀晶體管22的柵電位也不會(huì)上升。
因此，非選擇行的電荷保持部25的電位保持為L(zhǎng)o電位。即，能夠防止即使是非選擇行也輸出電流的情況。另外，非選擇行的讀晶體管變?yōu)镺N狀態(tài)，光電變換元件21中積蓄的電荷不會(huì)泄漏。由此，即使使用由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的行掃描電路，也能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
此外，如圖9所示，只要ALLREAD脈沖與ALLRS脈沖以相同時(shí)序變?yōu)镠i電位，那么，即使不另外設(shè)置用來生成ALLREAD脈沖的電路，也能夠共享用來生成ALLRS脈沖的電路。
另外，只要ALLREAD脈沖在電源電位從Lo電位遷移至Hi電位前后的期間為Hi電位，就不一定必須與ALLRS脈沖的時(shí)序相同。因此，在另外設(shè)置了用來生成ALLREAD脈沖的電路的情況下，能夠通過與第1實(shí)施方式所說明的相同結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。即，能夠通過SR鎖存的輸出與VDD的邏輯與來生成。
<動(dòng)作>
下面參照?qǐng)D9具體說明固態(tài)攝像裝置的各個(gè)動(dòng)作階段。
(1)為了將電荷保持部15的電位置為VDDCELL的Hi電位、使該象素單元有效，復(fù)位脈沖n變?yōu)镠i電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，電荷保持部15的電位變?yōu)镠i電位，與此相應(yīng)的電位從放大晶體管14的輸出端16輸出，輸出信號(hào)線的電位上升。(圖9，a點(diǎn))。
(2)復(fù)位脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺FF狀態(tài)。此時(shí)，電荷保持部15保持Hi電位(圖9，b點(diǎn))。
(3)讀脈沖n變?yōu)镠i電位，讀晶體管12變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，光電變換元件11中相應(yīng)于光信息積蓄起來的電荷讀出到電荷保持部15，其結(jié)果是，電荷保持部15的電位下降。隨著電荷保持部15的電位的下降，放大晶體管14的輸出端16的電位下降、輸出信號(hào)線的電位下降(圖9，c點(diǎn))。
(4)讀脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位，讀晶體管12變?yōu)镺FF狀態(tài)(圖9，d點(diǎn))。信號(hào)處理部檢測(cè)b點(diǎn)處的輸出信號(hào)線的電位和d點(diǎn)處的輸出信號(hào)線的電位，讀出其電位差作為象素信號(hào)。其后，VDDCELL變?yōu)長(zhǎng)o電位(圖9，d’點(diǎn))。
(5)在VDDCELL的Hi電位下降為L(zhǎng)o電位之后，為了將電荷保持部15的電位作為VDDCELL的Lo電位并使該象素單元無效，復(fù)位脈沖n變?yōu)镠i電位，復(fù)位晶體管13變?yōu)镺N狀態(tài)。由此，電荷保持部15的電位變?yōu)長(zhǎng)o電位，放大晶體管14變?yōu)镺FF狀態(tài)。如上，象素單元10的象素信號(hào)輸出動(dòng)作結(jié)束(圖9，e點(diǎn))。
(6)當(dāng)復(fù)位脈沖n變?yōu)長(zhǎng)o電位、復(fù)位晶體管13變?yōu)镺FF狀態(tài)之后，ALLRS脈沖和ALLRESAD脈沖在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位前后變?yōu)镠i電位。由此，復(fù)位信號(hào)線和讀信號(hào)線連接到GND，在此期間，復(fù)位晶體管和讀晶體管的柵電位被固定于GND電位。(圖9，h點(diǎn))。
(7)其后，第n行變?yōu)榉沁x擇行，第n+1行變?yōu)檫x擇行(圖9，g點(diǎn))。
依照此種方式，由于ALLREAD脈沖在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位前后變?yōu)镠i電位，因此讀晶體管的柵電位被固定于GND電位，抑制了伴隨著VDDCELL的上升而產(chǎn)生的柵電位的上升。由此，讀晶體管變?yōu)镺N狀態(tài)，光電變換元件中積蓄的電荷不再泄漏。
另外，對(duì)于ALLRS脈沖，與第1實(shí)施方式相同，在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位前后變?yōu)镠i電位，由此復(fù)位晶體管的柵電位被固定于GND電位，抑制了伴隨著VDDCELL的上升而產(chǎn)生的柵電位的上升。由此，能夠抑制即使是非選擇行也輸出電流的情況。
因此，即使使用由使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成的行掃描電路，也能夠抑制固態(tài)攝像裝置的動(dòng)態(tài)范圍的下降。
此外，在第2實(shí)施方式中，只要在VDDCELL的Lo電位上升為Hi電位時(shí)使復(fù)位晶體管及讀晶體管的柵電位不上升，并不限于使用上述GND晶體管，也可以使用其他的實(shí)現(xiàn)方式。
例如，可以考慮使用設(shè)置下拉電路來取代GND晶體管61、62、71、72的方法。根據(jù)與第1實(shí)施方式相同的理由，這種情況下的下拉電路的阻抗值最好是200kΩ或以上。
此外，在第2實(shí)施方式中，組合使用了將復(fù)位晶體管的柵電位置為GND電位所需的ALLRS電路、和將讀晶體管的柵電位置為GND電位所需的ALLREAD電路；在不需要將復(fù)位晶體管的柵電位置為GND電位的情況下，也可以通過只將ALLREAD電路置為GND電位來抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。
此外，在第1實(shí)施方式中，GND晶體管61、62通過共用的ALLRS脈沖來控制；但并不限于此。例如，GND晶體管61、62也可以通過單獨(dú)的控制線來控制，在VDDCELL上升時(shí)，控制使非選擇行的GND晶體管變?yōu)镺N狀態(tài)，使選擇行的GND晶體管變?yōu)镺FF狀態(tài)。
工業(yè)適用性本發(fā)明能夠用于數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等的攝像元件及其驅(qū)動(dòng)元件。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)攝像裝置，在電荷保持部保持與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的多個(gè)象素單元配置為矩陣狀，基于被置為有效狀態(tài)的象素單元中電荷保持部的電荷的波動(dòng)而輸出的象素信號(hào)，經(jīng)由各列中同一列象素單元被共同連接的多個(gè)輸出線檢測(cè)出來，其具備各象素單元單獨(dú)的電源開關(guān)，開關(guān)周期性地重復(fù)輸出高電位和低電位的輸出電路及各象素單元內(nèi)的電荷保持部；多個(gè)行控制信號(hào)線，共同連接各行中同一行的象素單元，以行為單位控制上述電源開關(guān)的開關(guān)；行掃描電路，依次選擇行，針對(duì)該選擇行的行控制信號(hào)線一直提供使上述電源開關(guān)開啟的開電位和使該電源開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述輸出電路的輸出為高電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)橛行?，進(jìn)一步，之后當(dāng)上述輸出電路的輸出為低電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)闊o效，針對(duì)非選擇行的行控制信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供閉電位，使之呈高阻抗；以及電位賦予單元，在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的行控制信號(hào)線提供上述開電位。
2.在權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置中，上述電位賦予單元針對(duì)全部行控制信號(hào)線提供上述開電位，無論在上述行掃描電路針對(duì)選擇行的行控制信號(hào)線提供開電位時(shí)是非選擇行還是選擇行。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)攝像裝置，其進(jìn)一步具備多個(gè)GND開關(guān)，用來開關(guān)表示上述開電位的GND部和各行的行控制信號(hào)線；以及統(tǒng)一控制信號(hào)線，用來統(tǒng)一控制上述GND開關(guān)的開關(guān)，上述電位賦予單元對(duì)上述統(tǒng)一控制信號(hào)線提供使上述GND開關(guān)關(guān)閉的電位。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其進(jìn)一步具備阻抗元件，用來連接表示上述開電位的GND部和各行的行控制信號(hào)線，上述電位賦予單元通過使上述行掃描電路針對(duì)非選擇的行控制信號(hào)線呈高阻抗來向該行控制信號(hào)線提供上述開電位。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其進(jìn)一步具備各象素單元單獨(dú)的讀開關(guān)，用來開關(guān)在各象素單元中根據(jù)受光量生成電荷的光電變換部及上述電荷保持部；以及多個(gè)讀信號(hào)線，用來共同連接各行中同一行的象素單元、以行為單位控制上述讀開關(guān)的開關(guān)，上述行掃描電路進(jìn)一步針對(duì)上述選擇行的讀信號(hào)線一直提供使上述讀開關(guān)開啟的開電位和使該讀開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述象素單元被置為有效時(shí)，在使上述讀開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使上述電荷保持部的電荷波動(dòng)，針對(duì)非選擇行的讀信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗，上述電位賦予單元進(jìn)一步在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的讀信號(hào)線提供上述開電位。
6.在權(quán)利要求5所述的固態(tài)攝像裝置中，上述電位賦予單元針對(duì)全部讀信號(hào)線提供上述開電位，無論在上述行掃描電路針對(duì)選擇行的讀信號(hào)線提供開電位時(shí)是非選擇行還是選擇行。
7.如權(quán)利要求6所述的固態(tài)攝像裝置，其進(jìn)一步具備多個(gè)GND開關(guān)，用來開關(guān)表示上述開電位的GND部和各行的讀信號(hào)線；以及統(tǒng)一控制信號(hào)線，用來統(tǒng)一控制上述GND開關(guān)的開關(guān)，上述電位賦予單元對(duì)上述統(tǒng)一控制信號(hào)線提供使上述GND開關(guān)關(guān)閉的電位。
8.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其進(jìn)一步具備阻抗元件，用來連接表示上述開電位的GND部和各行的讀信號(hào)線，上述電位賦予單元通過使上述行掃描電路針對(duì)非選擇的讀信號(hào)線呈高阻抗來向該讀信號(hào)線提供上述開電位。
9.在權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置中，上述行掃描電路通過使用了NMOS晶體管的動(dòng)態(tài)邏輯構(gòu)成。
10.一種固態(tài)攝像裝置的攝像方法，該固態(tài)攝像裝置中，在電荷保持部保持與受光量相對(duì)應(yīng)的電荷的多個(gè)象素單元配置為矩陣狀，基于被置為有效狀態(tài)的象素單元中電荷保持部的電荷的波動(dòng)而輸出的象素信號(hào)，經(jīng)由各列中同一列象素單元被共同連接的多個(gè)輸出線檢測(cè)出來，該攝像方法包含行掃描步驟，用來依次選擇行，針對(duì)用來對(duì)周期性地重復(fù)輸出高電位和低電位的輸出電路和各象素單元內(nèi)的電荷保持部進(jìn)行開關(guān)的各象素單元中的各個(gè)電源開關(guān)，針對(duì)以行為單位對(duì)該電源開關(guān)的開關(guān)進(jìn)行控制的、將各行中同一行的象素單元共同連接起來的多個(gè)行控制信號(hào)線之中該選擇行的行控制信號(hào)線，一直提供使上述電源開關(guān)開啟的開電位和使該電源開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述輸出電路的輸出為高電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)橛行?，進(jìn)一步，之后當(dāng)上述輸出電路的輸出為低電位時(shí)，在使上述電源開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使該象素單元變?yōu)闊o效，針對(duì)非選擇行的行控制信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗；以及電位賦予步驟，在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的行控制信號(hào)線提供上述開電位。
11.在權(quán)利要求10的攝像方法中，上升固態(tài)攝像裝置進(jìn)一步具備各象素單元單獨(dú)的讀開關(guān)，用來開關(guān)在各象素單元中根據(jù)受光量生成電荷的光電變換部及上述電荷保持部；以及多個(gè)讀信號(hào)線，用來共同連接各行中同一行的象素單元、以行為單位控制上述讀開關(guān)的開關(guān)，上述行掃描步驟進(jìn)一步針對(duì)上述選擇行的讀信號(hào)線一直提供使上述讀開關(guān)開啟的開電位和使該讀開關(guān)關(guān)閉的閉電位的某一個(gè)，當(dāng)上述象素單元被置為有效時(shí)，在使上述讀開關(guān)關(guān)閉后打開，由此使上述電荷保持部的電荷波動(dòng)，針對(duì)非選擇行的讀信號(hào)線則既不提供上述開電位也不提供上述閉電位，使之呈高阻抗，上述電位賦予步驟進(jìn)一步在上述輸出電路的輸出從低電位升至高電位之前直到上升后，對(duì)上述非選擇行的讀信號(hào)線提供上述開電位。
全文摘要
本發(fā)明是一種根據(jù)受光量輸出象素信號(hào)的多個(gè)象素單元呈矩陣狀配置的固態(tài)攝像裝置，其具備復(fù)位開關(guān)(13、23)，用來開關(guān)周期性地重復(fù)輸出高電位和低電位的VDDCELL及各象素單元內(nèi)的電荷保持部；復(fù)位信號(hào)線(97、98)，用來將同一行的象素單元共同連接在一起；行掃描電路(80)，用來依次選擇行，針對(duì)選擇行的復(fù)位信號(hào)線一直提供Hi電位和Lo電位之一，針對(duì)非選擇行的復(fù)位信號(hào)線則使之呈高阻抗；以及ALLRS電路(94)，在VDDCELL從低電位升至高電位前后，向非選擇行的復(fù)位信號(hào)線提供Lo電位。由此，固態(tài)攝像裝置能夠在滿足體積縮小化、動(dòng)作高速化要求的同時(shí)抑制動(dòng)態(tài)范圍的下降。
文檔編號(hào)H04N5/369GK1771722SQ20048000938
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者村上雅史, 桝山雅之, 松長(zhǎng)誠(chéng)之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社