专利名称：光电转换装置以及使用该装置的图像拾取系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电转换装置，更具体地，涉及信号读出电路。
背景技术：
近年来，光电转换装置已被广泛用于数字照相机中。典型的类型的光电转换装置 包含电荷耦合器件(CCD)型光电转换装置和金属氧化物半导体(M0Q型光电转换装置。典 型的MOS型光电转换装置包含具有诸如光电二极管的光电转换元件的像素单元、存储从像 素单元供给的信号的信号存储单元、和通过其将来自信号存储单元的信号向外面输出的共 用信号线(水平信号线)。光电转换装置的尺寸和像素数量得以增加，并且，随着尺寸和像素数量的增加，开 关晶体管的数量和信号线的长度也增加。因此，包含共用信号线的寄生电容的线电容(line capacitance)趋于增加。另外，需要增加信号读出的速度以应对像素数量的增加。信号读 出的速度受共用信号线的复位操作和共用信号线的线电容影响。共用信号线的复位是指在 从信号线读出信号之前或之后将信号线的电压设为预定的电压。日本专利公开No. 2003-224776公开了一种光电转换装置，被配置为使得从像素 单元供给的信号被读出到相应的块线(block line)中并然后被供给到相应的共用信号线， 以降低共用信号线的线电容。关于共用信号线的复位操作，日本专利公开No. 10-191173公开了包含将多条共 用信号线彼此连接的开关的配置。
发明内容
本发明在其一方面提供能够高速执行复位操作的光电转换装置。根据本发明的实施例，光电转换装置包括多个光电转换元件；多条信号线，向其 输出来自所述多个光电转换元件的信号；信号存储器组(storage group)，包含被配置为 存储输出到所述多条信号线的信号的信号存储器件；多条共用信号线，向其输出所述信号 存储器组中的信号；多条块线，向其读出来自包含于每一块中的信号存储器件的信号；多 个开关，用于将从所述多条块线读出的信号传送到所述多条共用信号线中的相应共用信号 线；和复位单元，被配置为将所述多条共用信号线的电压复位到复位电压。所述信号存储 器组被分组成第一信号存储块(storage block)和第二信号存储块，所述第一信号存储块 包含存储基于在所述多个光电转换元件中产生的电荷的信号的信号存储器件，所述第二信 号存储块包含存储叠加在基于在所述多个光电转换元件中产生的电荷的信号上的信号的 信号存储器件。所述多条块线包含向其输出来自所述第一信号存储块中的信号存储器件的 信号的第一块线、和向其输出来自所述第二信号存储块中的信号存储器件的信号的第二块线。所述多条共用信号线包含向其输出来自所述第一块线的信号的第一共用信号线、和向 其输出来自所述第二块线的信号的第二共用信号线。所述多个开关包含用其连接所述第一 块线和所述第一共用信号线的第一开关、和用其连接所述第二块线和所述第二共用信号线 的第二开关。所述光电转换装置还包括用于控制所述第一块线和所述第二块线之间的连接 的开关。根据本发明的另一实施例，光电转换装置包括光电转换元件；第一信号读出单 元，包含包含用于存储基于在所述光电转换元件中产生的电荷的信号的多个存储器的第 一信号存储块、包含与所述第一信号存储块中的多个存储器连接的开关的第一开关块、包 含与所述第一开关块中的开关连接的信号线的第一信号线块、第二信号线、和包含用其连 接所述第一信号线块中的信号线和所述第二信号线的开关的第二开关块，存储在所述第一 信号存储块中的多个存储器中的信号通过所述第一开关块中的开关、所述第一信号线块中 的信号线、和所述第二开关块中的开关被选择性地读出到所述第二信号线；第二信号读出 单元，包含包含用于存储叠加在基于在所述光电转换元件中产生的电荷的信号上的噪声 信号的多个存储器的第二信号存储块、包含与所述第二信号存储块中的多个存储器连接的 开关的第三开关块、和包含与所述第三开关块中的开关连接的信号线的第三信号线块、第 四信号线、和包含用其连接所述第三信号线块中的信号线和所述第四信号线的开关的第四 开关块，存储在所述第二信号存储块中的多个存储器中的信号通过所述第三开关块中的开 关、所述第三信号线块中的信号线、和所述第四开关块中的开关被选择性地读出到所述第 四信号线；被配置为将所述第二信号线和所述第四信号线的电压复位到复位电压的复位单 元；和包含用于控制所述第一信号线块中的信号线和所述第三信号线块中的信号线之间的 连接的开关的第五开关块。根据本发明的另一实施例，光电转换装置被包含在图像拾取系统中，所述图像拾 取系统包含被配置为处理从所述光电转换装置输出的图像信号的图像处理单元。 从参照附图对示例性实施例的以下说明，本发明的进一步的特征将变得明显。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的光电转换装置的示意图。图2A和图2B示出用于描述本发明的第一示例性实施例和第二示例性实施例的驱 动脉冲。图3是根据本发明的第三示例性实施例的水平扫描电路的示意图。图4是用于说明本发明的第四示例性实施例的示意图。图5是用于说明本发明的第四示例性实施例的另一示意图。图6是根据本发明的实施例的光电转换装置的示意性平面图。图7是示出根据本发明的第五示例性实施例的图像拾取系统的配置例子的框图。被包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例，并与描述一起用 于解释本发明所描述的实施例的原理。
具体实施例方式已讨论了能够减小共用信号线的线电容的配置。然而，还没有充分讨论复位方法，具体而言，还没有充分讨论块线的复位操作。为了增加像素数量和信号读出速度，在一些情 况下仅减小共用信号线的线电容是不够的。因此，本发明根据其多个方面提供能够高速执 行复位操作的光电转换装置。根据本发明的实施例的光电转换装置包含用于存储基于光电转换的信号的第一 信号存储块、和用于存储叠加在所述信号上的噪声信号的第二信号存储块。光电转换装置 还包含通过其输出来自第一信号存储块中的信号存储器件的信号的第一块线、通过其输出 来自第二信号存储块中的信号存储器件的信号的第二块线、和通过其输出来自第一和第二 块线的信号的共用信号线。具有以上配置的光电转换装置还包含用于控制第一块线和第二 块线之间的连接的开关。通过以上配置，能高速执行复位操作以将块线的电压复位到预定 电压。在复位操作中，共用信号线和块线的电压被复位到预定电压(复位电压)，以向电 源等放出(discharge)在共用信号线和块线中产生的电荷。由于复位信号具有比基于光电 转换元件的电荷的信号的振幅(amplitude)小的振幅并具有基本上恒定的值，因此执行复 位操作花费较短的时间。具体而言，上述的第二块线可在相对短的时间内被复位。但是，基 于光电转换元件的电荷的信号的振幅比复位信号的振幅大，因此，在共用信号线和块线中 产生增加量的电荷以输出信号。换句话说，与第二块线的复位操作相比，执行第一块线的复 位操作花费较长的时间。在从其放出较大量的电荷的线和对其可在短时间内执行复位操作 的线之间建立连接允许减小线电阻，从而可在短时间内执行复位操作。另外，提供用于将共用信号线的电压复位到用于共用信号线的复位电压的复位单 元允许将块线的电压迅速地复位到复位电压。因此，可以稳定地读出图像信号以改善图像 质量。首先，现在参照图6描述光电转换装置的配置的例子。图6是用于描述光电转换 装置100的示意图。参照图6，附图标记101表示其中二维排列包含光电转换元件的像素的 像素单元，附图标记10 和102b表示从像素单元101读出信号的读出电路部分。从像素 单元101读出的信号被分配给具有相同配置的读出电路部分10 和102b。从读出电路部 分10 和102b输出的信号分别被供给到共用信号线部分106a和106b，并通过读出放大部 分10 和10 从输出端子部分107a和107b被输出。读出电路部分10 和102b、读出放 大部分10 和105b、以及共用信号线部分106a和106b被集体称为信号读出单元。附图标 记103a和10 表示水平扫描电路单元，附图标记104表示垂直扫描电路单元。水平扫描 电路单元103a和10 以及垂直扫描电路单元104控制来自像素单元101的信号的读出。 在本说明书中，当不必区分读出电路部分10 和102b、水平扫描电路单元103a和103b、读 出放大部分10 和105b、共用信号线部分106a和106b、以及输出端子部分107a和107b 时，它们分别被表示为读出电路102、水平扫描电路103、读出放大器105、共用信号线106 和输出端子107。这里参照附图详细描述本发明的实施例。第一示例性实施例现在参照图1描述根据本发明的第一示例性实施例的光电转换装置。在图1中示 出图6中的像素单元101、读出电路102、读出放大器105、共用信号线106和输出端子107。 为了简单起见，在图1中仅示出图6中的通过其向输出端子107a供给信号的路径。
在像素单元101中排列多个像素126。每一像素1 包含作为光电转换元件的光 电二极管PD、和传送来自光电转换元件的电荷的传送MOS晶体管TX。像素1 还包含从光 电转换元件向其传送电荷的浮动(floating)扩散区FD、和将FD和PD复位的复位MOS晶体 管RES。像素1 还包含输出基于传送到FD的电荷的信号的放大MOS晶体管SF。从具有 上述配置的多个像素1 输出的信号被供给到垂直输出线127。多个像素126的组分别按 组与垂直输出线127连接，并由此提供多条垂直输出线127。从垂直输出线127输出的信号被供给到读出电路102。在读出电路102中，列放大 器部分125包含对于每一条垂直输出线127提供的列放大器，并且每一个列放大器可包含 箝位电路(clamping circuit)。被列放大器部分125中的列放大器放大的信号被存储在存 储器组108中。对于每一条垂直输出线127提供存储器组108的两个存储器。例如，对于 一条垂直输出线127提供存储器Sl和W。开关组1 包含用于在存储器组108的存储器 中输入并存储信号的开关。开关组109包含用于从存储器组108的存储器输出信号的开关。 来自存储器组108的存储器的信号通过开关组109中的开关被供给到块线。换句话说，开 关组128、存储器组108、开关组109和块线以此次序连接。例如，来自存储器组108中的存 储器Sl的信号通过开关组109中的开关Ml被供给到块线114S，并且，来自存储器组108中 的存储器S5的信号通过开关组109中的开关M9被供给到块线114S。图1中所示的光电转 换装置包含八条块线114S、115S、116S、117S、114N、115N、116N和117N。开关组109中的开 关的输出端子被连接到向其选择性输出来自存储器组108的存储器的信号的相应的块线。从读出电路102输出的信号被供给到共用信号线106，并且，来自共用信号线106 的信号通过读出放大器105从输出端子107被输出。在图1中的共用信号线106中示出四 条共用信号线118S、118N、119S和119N。每一条块线经由开关组123或124与一条共用信 号线连接。例如，来自块线114S和116S的信号被供给到共用信号线118S。换句话说，开关 组123和124中的每一开关的输入端子与开关组109中的相应开关的输出端子连接。现在描述直到共用信号线的配置(信号读出单元)。根据第一示例性实施例的光 电转换装置包含作为通过其输出来自存储器Sl等的信号的路径的第一信号读出单元、和 作为通过其输出来自存储器m等的信号的路径的第二信号读出单元。具体而言，第一信号 读出单元包含第一信号存储块(存储器Si、S2等)、第一开关块(开关组109的部分)、第 一信号线块(块线114S、116S等)、第二开关块(开关组123或IM的部分)、和第二信号线 块(共用信号线118S等)。第二信号读出单元包含第二信号存储块(存储器Ni、N2等)、 第三开关块(开关组109的部分)、第三信号线块(块线114N、116N等)、第四开关块(开 关组123或124的部分)、和第四信号线块(共用信号线118N等)。以所描述的次序布置 第一和第二信号读出单元中的块。从读出放大器110输出来自共用信号线118S和118N的信号之间的差异，并且从 读出放大器111输出来自共用信号线119S和119N的信号之间的差异。复位单元122用于 复位操作，以将每一共用信号线的电压复位到预定的电压。根据第一示例性实施例，每一复 位单元122包含MOS晶体管。具有块线的以上配置允许减少与共用信号线连接的开关的数 量。作为结果，能减小共用信号线的线电容，并加速信号读出和共用信号线的复位操作。现在描述来自这种光电转换装置中的像素126的信号的读出。从根据第一示例性 实施例的每一像素1 输出基于在PD中产生的电荷的光学信号、和包含将PD和FD复位时叠加在光学信号上的噪声分量的复位信号。通过列放大器部分125中的相应列放大器的输 入级处的电容Co (使用光学信号和复位信号之间的计算的差异)来对光学信号和叠加在光 学信号上的复位信号进行箝位，并且从列放大器部分125输出经受过箝位的信号。在存储 器W中存储从列放大器部分125供给的处于复位状态的信号，S卩，基于基准电压Vref并包 含列放大器部分125中的偏移分量的信号。在存储器Sl中存储在列放大器部分125中对 其计算差异的光学信号和叠加在光学信号上的列放大器部分125中的偏移分量。存储在存 储器Sl中的信号通过块线114S和共用信号线118S被供给到读出放大器110。存储在存储 器W中的信号通过块线114N和共用信号线118N被供给到读出放大器110。然后，计算存 储在存储器Si中的信号和存储在存储器m中的信号之间的差异，以输出从其排除诸如列 放大器部分125中的偏移分量的噪声分量的光学信号。这里，光学信号被称为S信号，并且叠加在S信号上的噪声分量被称为N信号。最 终从S信号排除N信号产生图像信号。N信号为例如像素的复位信号、列放大器部分中的偏 移分量、或包含像素的复位信号和列放大器部分中的偏移分量的信号。在存储器组108中， 附图标记“S”被添加到存储包含光学信号的信号的存储器的标识上，并且，附图标记“N”被 添加到存储包含例如列放大器部分中的偏移分量的信号的存储器的标识上。添加到存储器 组108的存储器的标识上的数字表示垂直输出线的列数，诸如第1列和第2列。并且，在块 线的标识中，附图标记“S”表示通过块线传送S信号，并且，附图标记“N”表示通过块线传 送N信号。具体而言，用于光学信号的块线包含114S、115S、116S和117S，并且用于噪声信 号的块线包含114N、115N、116N和117N。N信号不限于列放大器部分的偏移分量，并且可以 为例如像素的噪声分量。根据第一示例性实施例，提供连接开关130、131、132、133 (第五开关块)以控制成 对的块线之间的连接，通过所述成对的块线输出对其计算差异的成对信号。例如，连接开关 130控制块线114S和块线114N之间的连接。接通连接开关130、131、132和133在成对的 块线之间建立连接，以对于成对的块线施加相同的电压。另外，在通过对于共用信号线提供 的复位单元122将共用信号线复位的同时接通连接开关130、131、132和133允许减小从复 位单元122到块线的电阻。换句话说，连接开关130、131、132和133在开关组123和IM 中的成对开关的输入端子之间建立连接。因此，能减少复位操作所需的时间。并且，由于通 过其输出S信号的块线可与通过其输出N信号的块线连接，以通过使用两条块线放出S信 号的电荷，因此能高速执行复位操作。现在参照图2A中所示的脉冲图描述如何驱动具有图1中所示的配置的光电转换 装置。参照图2A，附图标记Ml至MlO表示分别输入到图1中的开关组109中的开关Ml至 MlO的驱动脉冲。当脉冲Ml至MlO变高时，相应的开关Ml至MlO被接通，并且信号从存储 器组108中的每一存储器被供给到相应的块线。附图标记Φ 123和Φ IM表示分别输入到 开关组123和124的驱动脉冲。当脉冲Φ 123和Φ 124变高时，相应的开关组123和IM 被接通。附图标记ΦΟ 表示输入到每一复位单元122的驱动脉冲。附图标记CtSWl表 示输入到连接开关130和131的驱动脉冲，并且，附图标记Φ SW2表示输入到连接开关132 和133的驱动脉冲。在第一示例性实施例中，驱动脉冲Φ CHR被同步于驱动脉冲cjiSWl和 (tSW2而驱动。现在基于上述的驱动脉冲描述如何读出信号。由于当脉冲Ml至M4变高时开关Ml至M4被接通并且此时驱动脉冲Φ 123也变高，因此开关组123被接通。换句话说，来自存 储器Si、Ni、S2和Ν2的信号通过开关组109分别被传送到块线114S、114Ν、115S和115Ν。 被传送到块线114S、114N、115S和115N的信号通过开关组123被分别供给到第一共用信 号线118S、第二共用信号线118N、第三共用信号线119S和第四共用信号线119N。随后，从 存储器组108供给的信号在驱动脉冲M5至M8、驱动脉冲M9至M12、和驱动脉冲M13至M16 变高时的时候被选择性输出。当驱动脉冲M13至M16变高时，开关M13至M16被接通，并且 信号被分别从存储器S7、N7、S8和N8供给到块线116S、116N、117S和117N。由于驱动脉冲 Φ 124也在此时变高，因此信号被分别从块线116S、116N、117S和117N供给到第一至第四 共用信号线118S、118N、119S和119N。这些成对的信号被读出放大器105中的读出放大器 110和111差动放大，并通过输出端子107被输出。当驱动脉冲Φ CHR变高时，对于第一和第二共用信号线118S和118Ν提供的复位 单元122以及对于第三和第四共用信号线119S和119Ν提供的复位单元122被激活，以将 共用信号线复位到复位电压VCHR。当驱动脉冲Ml至Μ16处于低状态时，驱动脉冲Φ CHR 变高。换句话说，当信号被输出时，驱动脉冲ΦΟ 不变高。由于驱动脉冲CtSWl与驱动脉 冲ΦΟ 同步地变高，因此用其连接块线114S和块线114Ν的连接开关130以及用其连接 块线115S和块线115Ν的连接开关131被接通。并且，由于驱动脉冲Φ SW2也与驱动脉冲 Φ CHR同步地变高，因此用其连接块线116S和块线116Ν的连接开关132以及用其连接块 线117S和块线117Ν的连接开关133被接通。由于驱动脉冲Φ 123或驱动脉冲Φ 124处于 高状态，因此共用信号线的复位电压VCHR通过开关组123或IM被供给到块线。由于驱动 脉冲Φ SWl或Φ SW2也与复位电压VCHR的供给同步地变高，因此在成对的块线之间建立连 接。因此，能基于复位电压迅速将块线中的任一条复位。由于不需要对于块线本身提供复 位单元，因此能减小光电转换装置的尺寸。对于驱动脉冲Φ SWl或Φ SW2来说，至少在信号 被读出之后具有驱动脉冲Φ SWl或(tSW2同步于驱动脉冲Φ CHR而变高的期间就够了。由于在成对的块线之间建立连接并且在成对的块线中相同的偏移分量保留下来 (remain)，因此，即使在每一条块线中对于复位电压偏移分量保留下来，也可计算差异以不 产生问题。利用上述的配置，能将复位时间减少到当不提供连接块线的开关时所需要的时间 的约25%。第二示例性实施例现在参照图2B描述本发明的第二示例性实施例。图2B是在以与第一示例性实施 例不同的方式驱动根据第一示例性实施例的光电转换装置的情况下的脉冲图。第二示例性 实施例与第一示例性实施例的不同在于驱动连接开关130、131、132和133的方式。第二示 例性实施例中的脉冲驱动Φ Sffl和Φ SW2变高时的时间比第一示例性实施例中的长。具体而言，当没有信号被供给到块线116S、116N、117S和117N时，驱动脉冲Φ SW2 变高，并且在成对的块线之间建立连接。以此方式，能提供足够的时间以将成对的块线的电 压保持在恒定值。当没有信号被供给到块线114S、114N、115S和115N时，驱动脉冲(^SWl 变高，并且可以执行相同的操作。根据第二示例性实施例，能在不供给信号时为块线的复位操作提供足够的时间。第三示例性实施例
根据本发明的第三示例性实施例，描述可适用于第一和第二示例性实施例的水平 扫描电路103。图3详细示出图6中的水平扫描电路103的配置的例子。向其输入基准时 钟的水平扫描电路103包含扫描电路单元、逻辑运算单元和缓冲器电路。水平扫描电路具 有与块线对应的端子SRl、SR2、SR3和SR4，并且响应基准时钟从端子SRl、SR2、SR3或SR4 输出脉冲。从水平扫描电路输出的脉冲与基准时钟一起被供给到逻辑运算单元，并且，驱动 脉冲ΦΟ 、Φ 123、Φ 124、Φ SWl和Φ SW2从逻辑运算单元被输出。由于在第三示例性实 施例中驱动脉冲ΦCHR是通过使用用于打开和关闭开关组109中的开关的脉冲产生的，因 此能在合适(right)的定时执行复位操作。第四示例性实施例现在参照图4描述根据本发明的第四示例性实施例的光电转换装置。在图4中使 用相同的附图标记以标识图1中所示的相同的部件。除了图1中所示的部件之外，根据第 四示例性实施例的光电转换装置还包含用于在共用信号线118S和118N之间建立连接的开 关134、以及用于在共用信号线119S和119N之间建立连接的开关135。开关134和135被 包含于第六开关块中。通过使用与驱动脉冲ΦΟ 相同的驱动脉冲c^SW3来驱动开关134 和135。利用该配置，能减少共用信号线的复位操作所需要的时间，并减小从复位单元到块 线的电阻。因此，还能减少块线的复位操作所需要的时间。如图5所示，根据第四示例性实施例的光电转换装置可被提供有开关136和 137 (第六开关块)。如图5所示，分别在复位单元122的布置与开关134和135之间布置 开关136和137。利用以上的配置，能进一步减少共用信号线的复位操作所需要的时间。开 关136和137也通过使用与驱动脉冲Φ CHR相同的驱动脉冲Φ SW3被驱动。用以上方式提供开关134和135并在开关134和135之间建立连接，允许在将在 成对的共用信号线之间输出信号时的电荷平均化的同时执行复位操作。因此，可以抑制在 复位操作之后保留下来的电荷的影响，并且，可以通过两条共用信号线放出输出信号时的 电荷，以减少复位操作所需要的时间。并且，即使不提供用于块线的开关130至133，对于共 用信号线提供开关Π4至137也允许将复位时间减少到在不提供开关134和135时所需要 的时间的约40%。第五示例性实施例现在，在本发明的第五示例性实施例中描述根据第一到第三示例性实施例中的任 一个的光电转换装置对于诸如数字静态照相机或摄像放像机(camcorder)的图像拾取系 统的应用。使用数字静态照相机作为根据第五示例性实施例的图像拾取系统。图7是示出数字静态照相机的配置的例子的框图。参照图7，通过包含镜头802等 的光学单元将对象的光学图像聚焦到光电转换器件804的成像平面上。可在镜头802之外 提供具有保护镜头802的功能并用作主开关的挡板801。镜头802可被提供有用于调整来 自镜头802的光的量的光圈(aperture)803。捕获的图像信号通过多个通道从光电转换器 件804被供给到捕获图像信号处理电路805，并在捕获图像信号处理电路805中经受各种 校正、箝位等。捕获的图像信号通过多个通道从捕获图像信号处理电路805被供给到模数 (A/D)转换器806，并在模数转换器806中经受模数转换。图像数据从模数转换器806被供 给到信号处理器(图像处理器)807，并在信号处理器807中经受各种校正和数据压缩。光 电转换器件804、捕获图像信号处理电路805、模数转换器806和信号处理器807响应由定时发生器808产生的定时信号而操作。可以在与光电转换器件804相同的芯片上形成捕获图像信号处理电路805、模数 转换器806、信号处理器807和定时发生器808。每一块由控制器-计算器809控制。数字 静态照相机还包含用于存储图像数据的存储器810、和通过其在记录介质812上记录或从 记录介质812读出图像的记录介质控制接口 811。记录介质812可包含例如半导体存储器 等，并且可从数字静态照相机移除。数字静态照相机可被提供有用于与外部计算机等通信 的外部接口 813。现在描述图7中所示的数字静态照相机的示例性操作。当挡板801被打开时，主电 源、控制电源、和用于包含模数转换器806的成像电路的电源被依次打开。然后，控制器-计 算器809打开光圈803以控制曝光量。从光电转换器件804输出的信号通过捕获图像信号 处理电路805，并被供给到模数转换器806。模数转换器806对于信号执行模数转换，并将 数字信号供给到信号处理器807。信号处理器807处理数据，并将处理的数据供给到控制 器-计算器809，在该控制器-计算器809中，曝光量被计算。控制器-计算器809基于计 算的曝光量控制光圈803。然后，控制器-计算器809从自光电转换器件804输出并被信号处理器807处理 的信号提取高频分量，以基于所述高频分量计算到对象的距离。控制器-计算器809驱动 镜头802，以确定数字静态照相机是否处于焦点对准(in-focus)状态。如果控制器-计算 器809确定数字静态照相机不处于焦点对准状态，那么控制器-计算器809再次驱动镜头 802以计算到对象的距离。在确认焦点对准状态之后，开始实际的曝光。当完成实际的曝光时，从光电转换器 件804输出的捕获的图像信号在捕获图像信号处理电路805中经受校正等，在模数转换器 806中经受模数转换，并在信号处理器807中被处理。在信号处理器807中处理的图像数据 被控制器-计算器809存储在存储器810中。存储在存储器810中的图像数据在控制器-计算器809的控制下通过记录介质控 制接口 811被记录在记录介质812上。图像数据可通过外部接口 813被供给到计算机等并 可被处理。在上述的图像拾取系统中，能减少复位操作所需要的时间并且高速输出图像数 据。另外，可以容易地实现高速图像显示。由于能为下游的捕获图像信号处理电路805、模 数转换器806和信号处理器807中的处理提供足够的时间，因此可以精确地产生图像信号。虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性 实施例。所附的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有的修改以及等同的结构 和功能。
权利要求
1.一种光电转换装置，包括多个像素，每个像素包括一个光电转换元件； 放大器部分；第一信号存储部分，被配置为存储在至少一个光电转换元件中生成的且从所述放大器 部分输出的光学信号，其中，所述第一信号存储部分具有多个组，且每个组包含多个第一存 储器；第二信号存储部分，被配置为存储包含于所述光学信号中的且从所述放大器部分输出 的噪声信号，其中，所述第二信号存储部分具有多个组，且每个组包含多个第二存储器； 多条第一信号线，一对一地连接到所述第一信号存储部分的所述多个组； 多条第二信号线，一对一地连接到所述第二信号存储部分的所述多个组； 多个第一开关，一对一地连接到所述多条第一信号线； 多个第二开关，一对一地连接到所述多条第二信号线； 第三信号线，连接到所述多个第一开关； 第四信号线，连接到所述多个第二开关；复位单元，被配置为对所述第三信号线和所述第四信号线的电位进行复位；以及 第三开关，被配置为一对一地连接所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二 信号线中的至少一条，并控制所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二信号线中 的至少一条之间的连接。
2.根据权利要求1的光电转换装置，其中，所述噪声信号包含所述放大器部分中的偏 移分量。
3.根据权利要求1的光电转换装置， 其中，所述多个像素中的每一个包括传送MOS晶体管，被配置为传送在所述光电转换元件中生成的电荷； 浮动扩散区，通过所述传送MOS晶体管将所述电荷传送到所述浮动扩散区； 放大MOS晶体管，被配置为输出基于所述浮动扩散区中的所述电荷的信号；以及 复位MOS晶体管，被配置为对所述浮动扩散区的电位进行复位。
4.根据权利要求3的光电转换装置，其中，所述噪声信号包含基于当所述复位MOS晶体 管被接通时的所述浮动扩散区的电位的信号。
5.根据权利要求1的光电转换装置，其中，在所述复位单元的复位期间，所述第三开关 被接通，并且，所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二信号线中的至少一条被 连接。
6.根据权利要求1的光电转换装置，还包括被配置为控制所述第三信号线和所述第四 信号线之间的连接的开关。
7.根据权利要求1的光电转换装置，其中，所述第三开关包含多个开关。
8.根据权利要求1的光电转换装置，还包括被配置为控制所述第三信号线和所述第四 信号线之间的连接的多个开关。
9.根据权利要求1的光电转换装置，其中，所述放大器部分包含箝位电路。
10.一种图像拾取系统，包括 根据权利要求1的光电转换装置；以及信号处理器。
11.一种光电转换装置，包括 多个像素，每个像素包括 光电转换元件；传送MOS晶体管，被配置为传送在所述光电转换元件中生成的电荷； 浮动扩散区，通过所述传送MOS晶体管将所述电荷传送到所述浮动扩散区； 放大MOS晶体管，被配置为输出基于所述浮动扩散区中的所述电荷的信号；以及 复位MOS晶体管，被配置为对所述浮动扩散区的电位进行复位； 第一信号存储部分，被配置为存储来自至少一个光电转换元件的光学信号，其中，所述 第一信号存储部分具有多个组，且每个组包含多个第一存储器；第二信号存储部分，被配置为存储包含于所述光学信号中的噪声信号，其中，所述第二 信号存储部分具有多个组，且每个组包含多个第二存储器；多条第一信号线，一对一地连接到所述第一信号存储部分的所述多个组； 多条第二信号线，一对一地连接到所述第二信号存储部分的所述多个组； 多个第一开关，一对一地连接到所述多条第一信号线； 多个第二开关，一对一地连接到所述多条第二信号线； 第三信号线，连接到所述多个第一开关； 第四信号线，连接到所述多个第二开关；复位单元，被配置为对所述第三信号线和所述第四信号线的电位进行复位；以及 第三开关，被配置为一对一地连接所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二 信号线中的至少一条，并控制所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二信号线中 的至少一条之间的连接。
12.根据权利要求11的光电转换装置，其中，所述噪声信号包含基于当所述复位MOS晶 体管被接通时的所述浮动扩散区的电位的信号。
13.根据权利要求11的光电转换装置，其中，在所述复位单元的复位期间，所述第三开 关被接通，并且，所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二信号线中的至少一条 被连接。
14.根据权利要求11的光电转换装置，还包括被配置为控制所述第三信号线和所述第 四信号线之间的连接的开关。
15.根据权利要求11的光电转换装置，其中，所述第三开关包含多个开关。
16.根据权利要求11的光电转换装置，还包括被配置为控制所述第三信号线和所述第 四信号线之间的连接的多个开关。
17.一种图像拾取系统，包括 根据权利要求11的光电转换装置；以及 信号处理器。
全文摘要
本发明公开一种光电转换装置及图像拾取系统。光电转换装置包括多个像素，各包括一个光电转换元件；放大器部分；第一信号存储部分，用于存储光学信号且具有多个组，每个组包含多个第一存储器；第二信号存储部分，用于存储噪声信号且具有多个组，每个组包含多个第二存储器；多条第一和第二信号线，分别一对一地连接到第一和第二信号存储部分的所述多个组；多个第一和第二开关，分别一对一地连接到所述多条第一和第二信号线；第三和第四信号线，分别连接到所述多个第一和第二开关；复位单元，用于对第三和第四信号线的电位进行复位；第三开关，用于一对一地连接所述多条第一信号线中的至少一条和所述多条第二信号线中的至少一条并控制其间的连接。
文档编号H04N5/335GK102065250SQ201110029360
公开日2011年5月18日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月20日
发明者小仓正德, 小泉徹, 酒井诚一郎, 高田英明 申请人:佳能株式会社