[发明专利]图像传感器及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器及其驱动方法，例如涉及CMOS图像传感器及其驱动方法。

背景技术

作为替代CCD(电荷耦合器件)的图像传感器，开发了CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。CMOS图像传感器能够与逻辑及模拟电路一起一体形成(系统集成)于同一芯片，因而能够实现低电压以及高性能。另一方面，CMOS图像传感器也存在以下这样的问题：由于对每一像素存储信号进而依次读出，所以与CCD有所不同无法进行全(グロ—バル)曝光。

近年来，可通过将纵列并排型A/D变换和数字CDS(相关双重取样)组合在一起，进行高速摄像和低噪声读取。但即便是纵列并排数字CDS方式的A/D变换，也由于采用微细工艺，所以电源电压降低的话，便无法使A/D变换所用的D/A变换锯齿形波足够大。由此会造成S/N比变差。

专利文献1：日本特开2005-303648号公报

专利文献2：日本特开2005-323331号公报

发明内容

本发明提供一种能够抑制电源电压降低造成的S/N比变差的图像传感器。

按照本发明实施方式的图像传感器，包括：包含有在半导体基底上呈行列状配置的、检测入射光的多个像素的摄像区域；与在行方向上排列的所述像素连接的多条行选择线；以及与在列方向上排列的所述像素连接的多条信号线，

其中所述像素包括：流过与所述入射光相对应的电流的光电二极管；在第1结点与所述光电二极管的一端连接，对所述第1结点施加电位的电容器；连接于所述第1结点和第1电源之间，将所述第1结点的电位复位为所述第1电源的电位的复位晶体管；比较所述第1结点的电位和基准电压，将该比较结果输出给所述复位晶体管的栅极的比较器；与所 述比较器的输出端连接，对所述第1结点的电位达到所述第1电源的电位时产生的所述比较器的输出信号的反转次数进行计数，输出与该反转次数相对应的数字值的计数器；以及连接于所述计数器的输出和所述多条信号线之一两者间，栅极与所述多条行选择线之一连接的选择晶体管。

按照本发明实施方式的图像传感器，包括：包含有在半导体基底上呈行列状配置的、检测入射光的多个像素的摄像区域；与在行方向上排列的所述像素连接的多条行选择线；以及与在列方向上排列的所述像素连接的多条信号线，

其中所述像素包括：流过与所述入射光相对应的电流的光电二极管；在第1结点与所述光电二极管的一端连接，对所述第1结点施加电位的电容器；连接于所述第1结点和第1电源之间，将所述第1结点的电位复位为所述第1电源的电位的复位晶体管；比较所述第1结点的电位和基准电压，将该比较结果输出给所述复位晶体管的栅极的比较器；与所述比较器的输出端连接，接收振幅定期反复变化的时钟，对所述第1结点的电位达到所述第1电源的电位时产生的所述比较器的输出信号的反转次数进行计数，并对所述反转次数变为规定值前所接收到的时钟数进行计数，输出与该时钟数相对应的数字值的计数器；以及连接于所述计数器的输出和所述多条信号线之一两者间，栅极与所述多条行选择线之一连接的选择晶体管。

按照本发明实施方式的图像传感器的驱动方法，该图像传感器包括：包含有在半导体基底上呈行列状配置的、检测入射光的多个像素的摄像区域；与在行方向上排列的所述像素连接的多条行选择线；以及与在列方向上排列的所述像素连接的多条信号线，

其中所述像素包括：光电二极管；在第1结点与所述光电二极管的一端连接的电容器；连接于所述第1结点和第1电源之间的复位晶体管；输入所述第1结点的电位和基准电压，输出与所述复位晶体管的栅极连接的比较器；与所述比较器的输出端连接的计数器；以及连接于所述计数器的输出和所述多条信号线之一两者间，栅极与所述多条行选择线之一连接的选择晶体管，

该图像传感器的驱动方法包括：

与所述入射光相对应的电荷流过所述光电二极管，

所述第1结点的电位达到所述第1电源的电位时，使所述比较器的输出信号反转，

所述计数器对所述比较器的输出信号的反转次数进行计数，输出与该反转次数相对应的数字值，与此同时所述复位晶体管变为导通状态，将所述第1结点的电位复位为所述第1电源的电位，由此使所述比较器的输出信号复原，

当所述比较器的输出信号复原时，所述计数器不让所述数字值增加，所述复位晶体管变为非导通状态，

输出所述数字值。