[发明专利]固体摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有列放大器单元的固体摄像装置，该列放大器单元按每个列信号线被设置，并传输来自被排列为矩阵状的多个像素部的像素信号。

背景技术

近些年，采用家庭用电视摄影机或数字静态相机等固体摄像装置的摄像设备日趋普及。在这些摄像设备中有作为固体摄像装置的放大型的图像传感器。

图1是以往技术中固体摄像装置的结构框图。该固体摄像装置为MOS图像传感器，包括：由被排列为矩阵状的多个像素部501构成的摄像区域510、负载电路502、行选择解码器503、列选择解码器504、由多个列放大器506构成的列放大部505、以及输出放大器507。各列信号线传输像素信号，该被传输的像素信号是与各个列信号线对应的列上连接的多个像素部中的像素信号中、由行选择解码器504所选择的行的像素信号。各列放大器506对来自列信号线的像素信号进行放大。水平共用信号线传输放大信号，该被传输的放大信号是来自多个列放大器的放大信号中、由列选择解码器504所选择的放大信号。

图2是一个列放大器506的方框图。该图中的列放大器506包括串联连接的负载电路511和放大电路512。负载电路511和放大电路512分别由一个MOS晶体管构成。放大电路512将来自列信号线的像素信号反转放大后输出。

这样的放大型固体摄像装置具有噪声低等优点，但另外一面，在强光入射时出现的问题是，在图像的水平方向上出现称为横纹噪声或横条噪声的噪声。这是因为，从强光所对应的列放大器506输出的放大信号的较大的变动会影响到相邻的列放大器506的缘故。垂直方向上的宽度窄的情况下称为横纹，宽的情况下称为横条。

图3A、图3B示出了出现横纹噪声的图像的例子。例如，图3A的图像例子是，从黑暗的房间中拍摄带有非常亮且小的窗户的墙壁的情况。图像的中央部分的白色矩形区域与亮的窗户相对应，在该矩形区域所对应的摄像区域中的矩形区域上入射有强光，在其周围入射有不强的光。如该图像例子所示，在矩形区域的左右产生暗的横纹噪声。

图3B示出了图3A的A-A′和B-B′上的像素的亮度。纵轴表示像素的亮度，横轴表示水平方向的像素位置。如图3B所示，横纹或横条噪声包括辉亮的横纹噪声和辉亮的横纹底纹这两类噪声。该图中的A-A′和B-B′的差为辉亮的横纹噪声。在墙壁的颜色相同的情况下，在辉亮的矩形区域以外本来应该是相同的亮度，但B-B′要比A-A′暗。该图B-B′中的墙壁所对应的部分的亮度差为辉亮的横纹底纹。B-B′中的墙壁所对应的部分的亮度本来应该是相同的，但在图像的两端和辉亮区域的旁边产生差。

产生这样的横纹噪声的原因可以考虑到以下的情况。由于在列放大部505内存在有非常多的列放大器506，而连接这些多个列放大器506的电源线和地线的寄生电阻却不能被忽视，因流过各个列放大器506的电流而造成列放大部505的端部和中央部的电位不同。而且，当因强光而使流过一部分列放大器506的电流发生变动的情况下，电源线和地线的电位变动也会影响到其它的列放大器，从而产生横纹噪声。

为了避开这样的横纹或横条噪声，提出了各种技术方案(例如，参照专利文献1)。

图4是专利文献1中的固体摄像装置所具备的列放大器的结构框图。该固体摄像装置的概略构成与图1相同，图4中的列放大器表示图1的列放大部505中的每个列的列放大器之中的一个。该列放大器包括：恒流源512、放大电路522、限幅电路523、以及负载电路524。

限幅电路523与放大电路522的输出信号线相连接，在放大电路522的输出电压超过阈值时限幅电路进行切换工作，即切换为导通。这样，通过控制放大电路522的输出电压，从而可以使放大电路522所消耗的电流保持一定，欲以避开多个列放大器所连接的电源线和地线的电位变动。

专利文献1日本专利申请2004-58621号公报(图3、图6)

非专利文献1谷口研二著《LSI设计のためのCMOS アナログ回路入门(用于LSI设计的CMOS模拟电路入门)》C Q出版社2005年1月

然而，在专利文献1的电路中存在有以下的问题。

所述的限幅电路523在放大信号超过阈值时进行切换工作，即切换为导通。该切换工作会产生电流变动的问题。对此，专利文献1公开了通过添加调整共射一共基电路(Regurated Cascode Circuit)来采取对策，但是出现了电路中元件数增多的问题。导致的结果是不能适用于像素的微小化以及高密度化。

发明内容