[发明专利]固体摄像装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包含与2010年6月24日向日本专利局提交的日本专利申请JP2010-143459中公开的相关主题并要求其优先权，将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及一种固体摄像装置。

背景技术

作为固体摄像装置，CCD(电荷耦合器件)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器已为公众所知。上述固体摄像装置广泛用作数码摄像机、数码相机和便携电话机的摄像器件。近年来，人们一直在致力于发展其功耗低于CCD图像传感器的功耗的CMOS图像传感器。

作为CMOS图像传感器，可使用称为列并行AD转换型或列ADC(模拟数字转换器)型的图像传感器。列ADC型图像传感器的每个像素包括浮动扩散(FD)，并且该列ADC型图像传感器选择像素阵列中的任意一行，并同时访问在列方向上布置的其他行中的像素，以同时并行地读出像素信号。然后，将读出的像素信号进行AD转换，并且将用于一列的数字化图像数据输出至信号处理部。

作为上述图像传感器，可使用下面的图像传感器：该图像传感器中，对FD被复位时的信号电平或复位电平与进行摄像时的另一信号电平进行差分处理，以提取已去除噪声分量的像素信号。由于在通常的摄像条件下，通过噪声去除而取得了提高图像质量的效果，因此该图像传感器是优选的。

附带提及，在一定摄像条件下，通过进行上述差分处理却出现了不良效果。具体来说，在光量大于饱和电平的光量的摄像条件下，会出现上述不良效果，所述条件诸如在摄像范围内存在诸如太阳、灯等高亮度物体等。该不良效果称为太阳黑子现象(sunspot phenomenon)或黑化现象(tanning phenomenon)，并且是这样的现象，即，大光量的部分本来应被拍摄为高亮度白色，却成像为低亮度部分或变黑。

上述现象起因于下述现象，即，当有非常强的光入射至像素的电荷产生部(光电转换器件)时，由电荷产生部产生的电荷通过电容耦合而泄漏至FD中，且复位电平随时间而下降。如果以ΔV表示复位电平的变化量，并且以Vb表示对应于从电荷产生部得到的信号电荷量的像素信号的信号电平，则通过差分处理，提取“Vb-ΔV”作为像素的像素信号。为指代从差分处理后的像素信号中提取的像素信号，在下文中，为了方便而将从像素中获得的未经处理的像素信号称为“原始像素信号”。如果电荷产生部有强光入射并且达到饱和电平，则原始像素信号Vb固定，而不从所达到的电平下降。另一方面，复位电平下降以增大变化量ΔV。因此，差值“Vb-ΔV”减小，并且输出的像素信号下降。因此，虽然有强光照射在像素上，但像素信号下降，并且因此发生高亮度物体变为黑图像的黑化现象。

为抑制黑化现象的发生，(1)可使用将复位电平置换为预定值或者将复位电平限幅的方法(例如，参见日本专利特开2000-287131号公报)。而且，(2)有人提出了另一方法，其中，响应于复位电平和基准信号之间的比较结果，改变当读出像素信号电平时对比较器输出的控制(例如，参见日本专利特开2007-243266号公报，下文中称为专利文献1)。而且，(3)有人提出了一种方法，其中，当判定发生黑化现象时，可减少复位电平的偏移(dispersion)的影响(例如，参见日本专利特开2008-283557号公报，下文中称为专利文献2)。

然而，上述对黑化现象的抑制方法存在下述问题。

(1)将复位电平置换为预定值或者将复位电平限幅的方法

该方法是这样的一种技术，其中，当复位电平下降至出现黑化现象的程度时，在复位电平急剧下降之前，将复位电平置换为预定电压或者限幅在预定电压，从而防止黑化现象。

然而，在应用将复位电平置换为预定电压的配置的情况下，会产生这样的问题，即，不仅要设置用于检测复位电平的电压检测部，还不得不设置电压产生部或电压置换部。这样增大了电路的规模。另一方面，在应用将复位电平限幅在预定电压的配置的情况下，会发生这样的情况，即，由于为各列布置的限幅电路的特性偏移，因此在不同的列中预定电压(限幅电平)也不同。该情况导致这样的情形，即，在不同的列中发生黑化现象的标准不同，并且在不同的列中引起黑化现象的发生程度偏移的问题。

(2)根据复位电平和基准信号之间的比较结果而改变在读出像素信号电平时对比较器输出的控制的方法