[发明专利]摄像器件、其控制方法以及使用该摄像器件的照相机

说明书

技术领域

本发明涉及摄像器件(例如互补型金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器)、控制该摄像器件的方法以及使用该摄像器件的照相机。

背景技术

在CMOS图像传感器中，通过执行复位，从光电转换器中移除多余电荷，电子快门使得该光电转换器能够存储电荷，然后所存储的电荷作为电压信号输出到垂直信号线。下面参考图13和图14简要说明传统CMOS图像传感器的主要部分及其操作。

图13是表示传统CMOS图像传感器的配置示例的主要部分的等效电路图。

图14是图13所示的CMOS图像传感器的时序图。图14(A)显示了驱动信号SDRN。图14(B)显示了复位信号SRST。图14(C)显示了传输信号STRN。

图13所示的CMOS图像传感器3的像素电路30设于像素部311中。像素电路30包括传输晶体管32、复位晶体管33和放大晶体管34，像素电路30由行驱动电路37驱动。如图13所示配置的像素电路30被称为“三晶体管驱动像素电路”或“三晶体管驱动CMOS图像传感器”等。

行驱动电路37包括：晶体管39，其用于将低电平电压VL的驱动信号SDRN施加到驱动信号线310上；和晶体管38，其用于将高电平电压VH的驱动信号SDRN施加到驱动信号线310上。高电平电压VH例如是电源电压VDD，低电平电压VL是用于使放大晶体管34保持在截止状态的电压。

当像素电路30为三晶体管驱动像素电路时，行驱动电路37将低电平电压VL或高电平电压VH的二进制电压施加到驱动信号线310驱动该像素电路30。

在时间t1到t4期间，行驱动电路37将栅极电压VL施加到晶体管38的栅极，仅使晶体管38保持在导通状态，从而使高电平电压VH的驱动信号SDRN(见图14(A))施加到驱动信号线310。

在光电转换器31开始读取电荷(时间t2)之前，行驱动电路37将复位信号SRST(见图14(B))的脉冲施加到连接至复位晶体管33的栅极的复位信号线RSTL。上述操作将浮动扩散部FD的电位复位到高电平电压VH。

在时间t3，行驱动电路37将传输信号STRN(见图14(C))的脉冲施加到连接至传输晶体管32的栅极的传输信号线TRNL。上述操作将由光电转换器31存储的电荷传输到浮动扩散部FD。

此时，放大晶体管34的栅极具有浮动扩散部FD的电位，漏极具有高电平电压VH。从而，放大晶体管34根据源极和栅极之间的电压来放大浮动扩散部FD的电位，然后将放大的电位作为电压信号输出到垂直信号线35。从放大晶体管34输出电压信号被称为“读出电荷”或“读出像素”等，该输出一直持续到时间t4。

读出电荷之后，在时间t4到时间t5期间，行驱动电路37仅使晶体管39保持在导通状态，将低电平电压VL的驱动信号SDRN(见图14(A))施加到驱动信号线310，从而将复位信号SRST(见图14(B))的脉冲施加到复位信号线RSTL。

在低电平电压VL施加到放大晶体管34的栅极(浮动扩散部FD)之后，复位信号SRST返回到低电平电压VL。

上述操作使放大晶体管34保持在截止状态，使得像素电路30处于停止输出电压信号的非选择状态，于是完成一个水平周期H内CMOS图像传感器3的操作。

如上所述，当读出电荷时，来自像素电路30的电压信号被施加到垂直信号线35，使得垂直信号线35的电位改变。

此时，当处于非选择状态的像素电路30向垂直信号线35输出电压信号时，即使处于非选择状态的像素电路30很少，这些电压信号也叠加到从读出行的像素电路30输出的电压信号上。因此，来自像素电路的输出电压会影响整个像素区域，从而产生例如阴影的各种噪声。

这些现象与驱动信号SDRN在时间t4处如何下降密切相关。驱动信号SDRN下降得越快(见图14)，包含在像素电路30中的晶体管的P型阱的电位波动越剧烈，从而产生例如阴影的现象。

因此，在先技术揭示了一种通过使用具有不同的电压电平且下降更缓慢的多值驱动信号SDRN来减少例如阴影的现象的方法(见专利文献1：JP-A-2005-217704和专利文献2：JP-A-2005-311932)。

发明内容

本发明所解决的问题

根据专利文献1和2，如图13所示，在三晶体管驱动像素电路中，复位晶体管33的漏极和放大晶体管34的漏极共同连接到驱动信号线310。