[发明专利]固态摄像器件和相机系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包含与2009年4月8日向日本专利局提交的日本专利申请JP2009-094110相关的主题并要求其优先权，将所述申请的全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及例如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等的固态摄像器件和相机系统。

背景技术

电荷耦合装置(CCD)和CMOS等作为这样一种固态摄像器件(图像传感器)被广泛用于实践中。

一般说来，对于例如CCD和CMOS图像传感器等固态摄像器件，通过利用独立于固态摄像器件的模数(AD)转换器，由光电转换器件获得的模拟信号被转换成数字数据以进行记录。

目前，为了提高处理速度并缩小尺寸，将固态摄像器件和AD转换器集成在同一个芯片或一个封装中。

已经提出多种器件以用作高速运行的固态摄像器件(参见例如日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-340044、2006-80861和2003-234967)。

日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-340044揭示的固态摄像器件不仅集成了一个或多个AD转换器，并且以列平行的方式集成了数千个AD转换器，从而实现了高速。

日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-80861揭示的固态摄像器件包括列平行采样保持电路，其中，多个列共享流水线型AD转换器，从而实现高速。

如上述日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-80861揭示的技术一样，日本未经审查的专利申请公开公报No.2003-234967揭示的固态摄像器件也包括该列平行采样保持电路，并使用了流水线型AD转换器。

如日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-340044的图1所示，日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-340044揭示的固态摄像器件以列平行的方式集成了数千个AD转换器。

因此，在该固态摄像器件中，AD转换器的数量以及占用面积和功耗随着分辨率的增加而增加。

此外，为了缩小该固态摄像器件中的单位AD转换器的尺寸，很难使用具有大的占用面积且通常以高速运行的流水线型AD转换器，因而使用了相对低速的逐次逼近式AD转换器等等。

相应地，虽然已经通过平行化获得了固态摄像器件的高速度，但却存在占用面积和功耗增加以及处理速度的增加受到限制等问题。

通过提供列平行采样保持电路，日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-80861揭示的固态摄像器件使多个列共享AD转换器并使从摄像器件中读取信号的时间段与AD转换的时间段相重叠。

然而，当使用如日本未经审查的专利申请公开公报No.2006-340044中使用的逐次逼近式AD转换器时，每列在前一列完成AD转换之后才开始处理，因而，处理速度随着列的数量而降低了。

此外，日本未经审查的专利申请No.2006-80861揭示的固态摄像器件利用流水线型AD转换器在高吞吐量下进行AD转换，从而通过在多个列之间共享该流水线型AD转换器来提高面积效率和处理速度。

然而，由于用于模拟信号的额外采样保持电路在每列中通常使用大电容器件，因而占用面积的增加不可忽视。

此外，由于采样保持电路会产生热噪声(kT/C噪声)，所以增加采样保持装置使图像质量降低。

然而，所有流水线级并不是在所有时间运行，因此当读出或采样保持的时间段较长时，AD转换器的运行速率降低，几乎不能表现出高速性能。

日本未经审查的专利申请No.2003-234967揭示的固态摄像器件也具有日本未经审查的专利申请No.2006-80861揭示的固态摄像器件的缺点。

即，多个列共享AD转换器这种配置的优点在于AD转换器的占用面积和功耗减小，并且有可能利用高速流水线型AD转换器。

另一方面，用于上述配置的采样保持电路不仅(1)增加了占用面积，而且(2)成为降低图像质量的噪声源。再者，还具有另一缺点，即AD转换器的运行速率降低了，因而(3)难以从AD转换器充分获得高速性能。

发明内容

因此，本发明希望提供一种固态摄像器件和相机系统，它们可以免除任何采样保持电路，并能避免由噪声增加、占用面积增加和处理速度增加而导致的图像质量的降低。