[发明专利]固态图像拾取装置及其驱动方法

说明书

技术领域

实施例的一个公开的方面涉及固态图像拾取装置，更特别地，涉及放大信号的放大器电路。

背景技术

在典型的固态图像拾取装置中，像素以矩阵的形式被布置，并且构成图像拾取区域。对于各像素列或每多个像素列设置放大器电路。美国专利No.5892540公开了固态图像拾取装置的示例性配置。在各像素列中设置放大器电路。放大器电路是由前级可变增益放大器电路和后级电压跟随器放大器构成的二级列放大器电路。

在固态图像拾取装置中，要求尽可能快地以高增益放大在光电转换器中产生的信号。这是由于，如果在在信号上重叠噪声之前以高增益放大信号，那么S/N比增加。因此，近年来，要求在列放大器电路中以甚至更高的增益放大信号。在仅在前级放大器电路上向信号施加增益而后级放大器电路被用作缓冲器的配置中，如在美国专利No.5892540中公开的装置那样，存在前级放大器电路具有复杂电路配置并因此在预定的像素间距内不被接纳的可能性。鉴于上述情况，实施例的一个方面使得能够在设置在例如像素列上的放大器电路中通过简单的配置实现高增益的放大。

发明内容

实施例的一个公开的方面是一种固态图像拾取装置，该固态图像拾取装置在半导体基板上包括：包含多个像素列的图像拾取区域、和分别设置在各像素列或每多个像素列处的多个列放大器电路，其中，列放大器电路中的每一个包含至少两级放大器电路；前级放大器电路是可变增益放大器电路，并且可切换增益包含多个值为1或以上的增益；并且，后级放大器电路能够以一个或多个增益放大在前级放大器电路中以一个或多个增益放大的信号。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，实施例的其它特征将变得十分明显。

附图说明

图1是根据一个实施例的图像拾取装置的框图的概念图。

图2是第一实施例的列放大器电路的等价电路示意图。

图3A和图3B是第一实施例的驱动脉冲图案示图。

图4是第二实施例的列放大器电路的等价电路示意图。

图5是第二实施例的驱动脉冲图案示图。

图6是第三实施例的放大器电路的等价电路示意图。

图7是第四实施例的列放大器电路的等价电路示意图。

图8是第四实施例的驱动脉冲图案示图。

图9是适用于一个实施例的图像拾取区域的框图的概念图。

具体实施方式

第一实施例

实施例的一个公开的特征可被描述为通常示为定时图、结构图或框图的处理。虽然定时图可将操作或事件描述为依次的处理，但是，操作的执行或事件的出现可以是并行的或同时的。定时图中的操作可以是任选的。另外，操作或事件的次序可被重新布置。

图1是根据一个实施例的固态图像拾取装置的框图。像素102以矩阵的形式被布置于图像拾取区域101中。图像拾取区域包含多个像素列。垂直信号线103a～103d中的每一个被设置在各像素列中。信号从各像素列被基本上同时地读取到垂直信号线103a～103d中的相应的一个。特别地，信号被并行读取。列放大器电路104a～104d能够在两个放大级处放大输出到垂直信号线103a～103d的信号。采样/保持电路105a～105d采样通过列放大器电路104a～104d放大的信号。响应来自未示出的水平扫描电路的驱动信号，通过采样/保持电路105a～105d保持的信号被依次或随机输出到水平输出线106a和106b。希望上述的电路和块被安装于同一半导体基板上。至少图像拾取区域101和列放大器电路104a～104d需要被布置于同一半导体基板上。可以在列放大器电路104a～104d的后级设置列A/D转换电路。列A/D转换电路也被安装于同一半导体基板上。列放大器电路104a～104d和采样/保持电路105a～105d可被称为列电路。列电路能够对于在时间上并行地输出到多个垂直信号线的信号执行时间并行处理。

可以使用各种像素配置。例如，通过使用具有光电转换器和放大在光电转换器中产生的信号的像素放大器的APS传感器如希望的那样增加S/N比。

图2示出列放大器电路的等价电路示意图的例子。整个列放大器电路由前级放大器电路200a和后级放大器电路200b构成。

垂直信号线103通过输入电容C10与运算放大器201的反相输入节点202电连接。可以构建减少使用输入电容C10作为箝位电容的像素的复位噪声的电路。