光电转换装置、焦点检测装置以及摄像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电转换装置、焦点检测装置以及摄像系统。
【背景技术】
[0002]日本特开第2011-130135号公报公开了一种自动聚焦(下文中被称为AF)传感器的结构，其中，用于连接到共同输出线的开关被设置在差分放大器的反馈路径中。这种结构能够降低由于切换电阻而导致的电压波动的影响，并且能够增强AF信号的最大值和最小值的检测精度。
[0003]日本特开第2011-130135号公报公开的驱动方法提供了未形成反馈路径的时段，使得差分放大器的运算放大器的负输入端子处于浮置(floating)状态，并且输出信号以靠近电源电压或接地电位的方式改变。
[0004]该时段可能产生下列情形。第一种情形是响应时间(即信号读取速率)降低，因为如果在输出信号处于电源电压或接地电位的状态下开始信号读取，则使电位收敛至预定值需要很多时间。第二种情形问题是，由于来自外围电路的串扰，负输入端子的电位能够在运算放大器的输入操作范围之外改变。这也会降低响应速度，因为使负输入端子的电位达到预定值需要很多时间。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光电转换装置，所述光电转换装置包括:光电转换单元;信号线；连接在所述光电转换单元与所述信号线之间的电路块，以及被构造为控制所述电路块的控制电路。所述电路块包括差分放大器电路、第一开关、第二开关以及第三开关。所述差分放大器电路包括:同相输入端子，来自所述光电转换单元的信号输入到所述同相输入端子;反相输入端子;输出端子;以及将所述反相输入端子与所述输出端子连接在一起的反馈路径。所述第一开关包括连接到所述输出端子的第一端子和连接到所述信号线的第二端子。所述第一开关被构造为控制所述输出端子与所述信号线之间的导通。所述第二开关包括连接到所述反相输入端子的第一端子和连接到所述信号线及所述第一开关的第二端子的第二端子。所述第二开关被构造为控制所述反相输入端子与所述信号线之间的导通。所述第三开关包括连接到所述反相输入端子的第一端子和连接到所述输出端子及所述第一开关的第一端子的第二端子。所述第三开关被构造为控制所述反相输入端子与所述输出端子之间的导通。所述控制电路供给用于控制所述第一开关和所述第二开关的第一信号，以及用于控制所述第三开关的第二信号。所述第一信号与所述第二信号之间的逻辑关系为非(NOT)。
[0006]通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0007]图1是用于描述根据本发明的第一实施例的光电转换装置的示意图。
[0008]图2是用于描述根据第一实施例的光电转换装置的电路图。
[0009]图3A是用于描述根据第一实施例的光电转换装置的最大值检测单元的电路图。
[0010]图3B是用于描述根据第一实施例的光电转换装置的最小值检测单元的电路图。[0011 ]图4是用于描述根据第一实施例的光电转换装置的驱动方法的时序图。
[0012]图5是用于描述根据本发明的第二实施例的光电转换装置的电路图。
[0013]图6是用于描述根据第二实施例的光电转换装置的驱动方法的时序图。
[0014]图7是用于描述根据本发明的第三实施例的光电转换装置的电路图。
[0015]图8是用于描述根据本发明的第四实施例的光电转换装置的驱动方法的时序图。
[0016]图9是用于描述根据本发明的第五实施例的光电转换装置的电路图。
[0017]图10是用于描述根据第五实施例的光电转换装置的驱动方法的时序图。
[0018]图11是用于描述根据本发明的第六实施例的光电转换装置的电路图。
[0019]图12是示出根据本发明的第七实施例的摄像系统的框图。
【具体实施方式】
[0020]第一实施例
[0021]将参照图1至图4描述本发明的第一实施例。第一实施例是针对相位差AF光电转换装置的应用。在以下描述中，开关至少包括第一端子、第二端子以及控制第一端子与第二端子之间的连接的控制电极。开关的示例包括金属氧化物半导体(MOS)晶体管以及互补MOS(CMOS)开关。例如，如果开关是MOS晶体管，则开关的第一端子是MOS晶体管的第一主电极，开关的第二端子是MOS晶体管的第二主电极。MOS晶体管的第一和第二主电极是源区和漏区，并且控制电极是栅极。术语“端子”不仅包括电极，还包括节点。连接到端子不仅包括连接到电极，还包括连接到与电极的节点相同的节点。
[0022]图1是相位差AF光电转换装置的成像面的示意图。成像面上存在线性传感器单元对LlA和LlB，L2A和L2B，…，LNA和LNB。线性传感器单元对各自用于测量在成像面的一个区域中的被摄体的散焦量(与聚焦位置的偏差量)。设置多个线性传感器单元对从而提供多个测距点(ranging point)。这能够提高AF的精度。各个线性传感器单元包括多个像素100。光电转换装置包括控制电路(未示出)。控制电路的示例包括解码器和定时发生器。该控制电路供给用于控制单个的线性传感器单元的操作的控制信号。
[0023]图2是示出图1中的线性传感器单元中的一个的详细结构示例的电路图。为便于解释，将描述线性传感器单元包括三个像素100的示例。像素100各自包括作为光电转换单元的光电二极管(下文中被称为PD) 101、作为像素放大单元的运算放大器102、以及作为复位单元的复位MOS晶体管103。复位MOS晶体管103复位H) 1I的节点和运算放大器102的同相输入端子。PD 101的阴极连接到电源电压(下文中被称为VDD)的节点，阳极连接到复位MOS晶体管103的第一主电极和运算放大器102的同相输入端子。运算放大器102被构造为输出端子连接到反相输入端子的电压跟随器。来自像素100的信号是从运算放大器102的输出端子输出的信号。复位MOS晶体管103的第二主电极连接到复位电压VRES的节点。
[0024]像素100的输出端子连接到最大值检测单元和最小值检测单元，所述最大值检测单元检测信号的峰值(最大值)，所述最小值检测单元检测信号的谷值(bottom value)(最小值)。最大值检测单元包括电路块201和电流源301。最小值检测单元包括电路块202和电流源302。电流源301的示例是包括匪OS晶体管并且连接到信号线401的恒流源。电流源302的示例是包括PMOS晶体管并且连接到信号线402的恒流源。多个电路块201的输出节点共同连接到信号线401。多个电路块202的输出节点共同连接到信号线402。换言之，信号线401和402是共同输出线。信号线401连接到输出P0UT，并且信号线402连接到输出BOUT。三组像素100和电路块201连接到信号线401。三组像素100和电路块202连接到信号线402。
[0025]电路块201包括差分放大器电路210、M0S晶体管220、M0S晶体管230和MOS晶体管2401S晶体管220是最小值输出开关。MOS晶体管230是反馈(下文中被简称为FB)控制开关。MOS晶体管240是第二 FB控制开关。第二 FB控制开关被设置为取消最小值输出开关的电阻。FB控制开关或第二 FB控制开关形成反馈路径(也被称为反馈环)。
[0026]电路块201的设备当中的连接关系如下。差分放大器电路210的同相输入端子连接到像素100的输出端子。来自光电转换单元的信号被输入到差分放大器电路210的同相输入端子。差分放大器电路210的输出端子连接到MOS晶体管220的第一主电极和MOS晶体管230的第一主电极。MOS晶体管220的第二主电极连接到信号线401JOS晶体管230的第二主电极连接到差分放大器电路210的反相输入端子。MOS晶体管240的第一主电极连接到MOS晶体管220的第二主电极和信号线401JOS晶体管240的第二主电极连接到MOS晶体管230的第二主电极和差分放大器电路210的反相输入端子。上述的连接是至少两个输入和输出端子与主电极连接到同一节点的连接。连接还包括在至少两个输入和输出端子与主电极之间存在寄生电阻或寄生电容的连接。连接还包括在至少两个输入和输出端子与主电极之间设置其他开