[发明专利]固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备

说明书

本发明提供能够去除低转换增益数据与高转换增益数据的连接点处的噪声间隙，可抑制耗电的增大、电路面积的增大，而且能够实现大动态范围化，进而可实现高画质化的固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法及电子设备。可对从像素读取的多个像素信号进行放大的放大部41包括放大器411，放大器411包含反转输入端子(‑)与非反转输入端子(+)，反转输入端子(‑)具有第一反转输入通道CHN1与第二反转输入通道CHN2，第一反转输入通道CHN1连接于第二节点ND2，第二反转输入通道CHN2连接于第三节点ND3，第二采样电容器CS42的电容被设定为8C，第一采样电容器CS41的电容被设定为C。

技术领域

本发明涉及一种固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备。

背景技术

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器已作为使用有光电转换元件的固态摄像装置(图像传感器)而被实际运用，该光电转换元件检测光并产生电荷。

CMOS图像传感器已广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(PC)、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。

CMOS图像传感器在每个像素中带有包括光电二极管(光电转换元件)及浮动扩散层(FD：Floating Diffusion，浮置扩散层)的FD放大器，该CMOS图像传感器的主流读取类型为列并联输出型，即，选择像素阵列中的某一行，同时向列(column)方向对这些行进行读取。

而且，作为固态摄像装置(CMOS图像传感器)的像素的结构，例如能够例示相对于一个光电二极管(光电转换元件)而分别包括一个作为传输元件的传输晶体管、一个作为复位元件的复位晶体管、一个作为源极跟随元件的源极跟随晶体管及一个作为选择元件的选择晶体管的4晶体管(4Tr)结构的像素。

传输晶体管在特定的传输期间被选择而成为导通状态，将由光电二极管光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。

复位晶体管在特定的复位期间被选择而成为导通状态，将浮置扩散层FD复位为电源线的电位。

选择晶体管在读取扫描时被选择而成为导通状态。由此，源极跟随晶体管将列输出的读取信号输出至垂直信号线，该列输出的读取信号是将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号所得的信号。

例如，在读取扫描期间，浮置扩散层FD在复位期间被复位为例如电源线的电位(基准电位)后，利用源极跟随晶体管将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，并作为基准电平的读取复位信号(基准电平的信号)Vrst而输出至垂直信号线。

接着，在特定的传输期间，由光电二极管光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。接着，利用源极跟随晶体管将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，并作为信号电平的读取信号(信号电平的信号)Vsig而输出至垂直信号线。

像素的输出信号在列读取电路中，作为差分信号(Vsig－Vrst)而受到CDS(相关双采样)处理。

这样，通常的像素读取信号(以下，有时也称为像素信号)PS由一个基准电平的读取复位信号Vrst与一个信号电平的读取信号Vsig形成。

而且，为了提高特性，已提出了实现具有高动态范围(HDR：High Dynamic Range)的高画质的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各种方法(例如参照专利文献1)。

作为在固态摄像装置中提高(扩大)动态范围的方法，例如已知有从图像传感器的同一像素读取积累时间不同的两种信号，并将该两种信号加以组合(合成)而扩大动态范围的方法；或将由高灵敏度的像素获得的低照度区域的信号、与由低灵敏度的像素获得的高照度区域的信号加以组合(合成)而扩大动态范围的方法等。