固体摄像装置的制造方法_2

文档序号:8266465阅读:来源:国知局
列方向⑶上设置有传送从像素 PC读出的信号的垂直信号线Vlin。
[0040] 此外,在固体摄像装置中设置有:垂直扫描电路2,在垂直方向上扫描成为读出对 象的像素 PC ;负载电路3,通过在与像素 PC之间进行源极跟随动作,由此从像素 PC向垂直 信号线Vlin按照每列来读出像素信号;列ADC电路4,通过⑶S按照每列来检测各像素 PC 的信号成分;水平扫描电路5,将从像素 PC读出的像素信号向水平方向传送;基准电压产生 电路6,向列ADC电路4输出基准电压VREF ;以及定时控制电路7,对各像素 PC的读出、蓄 积的定时进行控制。另外,基准电压VREF能够使用斜波。
[0041] 然后,通过由垂直扫描电路2在垂直方向上扫描像素 PC,由此在行方向RD上选择 像素 PC。然后,在负载电路3中,通过在与该像素 PC之间进行源极跟随动作,由此经由垂直 信号线Vlin传送从像素 PC读出的像素信号,并发送至列ADC电路4。此外,在基准电压产 生电路6中,将斜波设定为基准电压VREF,并发送至列ADC电路4。然后,在列ADC电路4 中,进行时钟的计数动作,直到从像素 PC读出的信号电平和复位电平与斜波的电平一致为 止,通过消除此时的信号电平与复位电平之间的差分,由此由CDS检测出各像素 PC的信号 成分,并作为输出信号Sl输出。
[0042] 图5是表示图4的像素的构成例的电路图。
[0043] 在图5中,在各像素 PC中设置有光电二极管H)、行选择晶体管Ta、放大晶体管Tb、 复位晶体管Tr及读出晶体管Td。此外,在放大晶体管Tb、复位晶体管Tr以及读出晶体管 Td的连接点上,作为检测节点而形成有浮动传播区FD。
[0044] 然后,在像素 PC中,读出晶体管Td的源极与光电二极管ro连接,向读出晶体管Td 的栅极输入读出信号〇D。此外,复位晶体管Tr的源极与读出晶体管Td的漏极连接,向复 位晶体管Tr的栅极输入复位信号ΦΙ复位晶体管Tr的漏极与电源电位VDD连接。此外, 向行选择晶体管Ta的栅极输入行选择信号ΦΑ,行选择晶体管Ta的漏极与电源电位VDD连 接。此外,放大晶体管Tb的源极与垂直信号线Vlin连接,放大晶体管Tb的栅极与读出晶 体管Td的漏极连接,放大晶体管Tb的漏极与行选择晶体管Ta的源极连接。另外,图4的 水平控制线Hlin能够将读出信号Φ?、复位信号ΦΙ?及行选择信号ΦΑ按照每行向像素 PC 传送。在图4的负载电路3中按照每列设置有恒流源GA1,恒流源GAl与垂直信号线Vlin 连接。
[0045] 图6是表示图4的列ADC电路的构成例的电路图。
[0046] 在图6中,在列ADC电路4中按照每列设置有比较电路CPl?CPn及计数器CTl? CTn。而且,比较电路CPl?CPn与第一列?第η列的像素 PCl?PCn分别连接。在比较电 路CPl中设置有电容器C2、C3、比较器ΡΑ2、开关W2、W3及逆变器V。
[0047] 而且,在比较器ΡΑ2的反相输入端子上经由电容器C2连接有垂直信号线Vlin,在 比较器PA2的非反相输入端子上连接有运算放大器PAl的输出端子。在比较器PA2的反相 输入端子与输出端子之间连接有开关W2。在逆变器V的输入端子上经由电容器C3连接有 比较器PA2的输出端子,在逆变器V的输出端子上连接有计数器CTl。在逆变器V的反相输 入端子与输出端子之间连接有开关W3。
[0048] 而且,当行选择信号ΦΑ成为高电平时,像素 PC的行选择晶体管Ta导通,向放大 晶体管Tb的漏极施加电源电位VDD,由此由放大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随器。 然后,对放大晶体管Tb的栅极施加与浮动传播区FD的复位电平相对应的电压。此处,由放 大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随器,因此垂直信号线Vlin的电压追随对放大晶体 管Tb的栅极施加的电压,复位电平RL的像素信号Vsig经由垂直信号线Vlin向列ADC电 路4输出。
[0049] 然后,在向垂直信号线Vlin输出复位电平的像素信号Vsig时,对开关W2施加复 位脉冲Φ C,当开关W2导通时,比较器PA2的反相输入端子的输入电压被钳位在输出电压 P0,而设定工作点。此时,对应于与来自垂直信号线Vlin的像素信号Vsig之间的差分电压 的电荷被保持到电容器C2中,比较器PA2的输入电压被设定为零。此外,对开关W3施加复 位脉冲Φ C,当开关W3导通时,逆变器V的输入端子的输入电压被钳位在输出电压,而设定 工作点。此时,对应于与来自逆变器V的输出信号之间的差分电压的电荷被保持到电容器 C3中,逆变器V的输入电压被设定为零。
[0050] 在开关W2、W3截止之后,在复位电平的像素信号Vsig经由电容器C2输入到比较 器PA2的状态下,作为基准电压VREF而赋予斜波,并对复位电平的像素信号Vsig与基准电 压VREF进行比较。然后,比较器PA2的输出电压PO在由逆变器V反相之后,输入到计数器 CTl。
[0051] 然后,在计数器CTl中进行向下计数直到复位电平RL的像素信号Vsig与基准电 压VREF的电平一致为止,由此复位电平的像素信号Vsig被转换成数字值并保持。
[0052] 接着,当读出信号Φ?上升时,读出晶体管Td导通,光电二极管ro中所蓄积的电 荷被向浮动传播区FD传送,对放大晶体管Tb的栅极施加与浮动传播区FD的信号电平相 对应的电压。此处,由于由放大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随器,因此垂直信号线 Vlin的电压追随对放大晶体管Tb的栅极施加的电压,信号电平SL的像素信号Vsig经由垂 直信号线Vlin输出到列ADC电路4。
[0053] 然后,在列ADC电路4中,在信号电平的像素信号Vsig经由电容器C2输入到比较 器PA2的状态下,作为基准电压VREF而赋予斜波,并对信号电平的像素信号Vsig与基准电 压VREF进行比较。然后,比较器PA2的输出电压PO在由逆变器V反相之后,输入到计数器 CTl。
[0054] 然后,在计数器CTl中,这次进行向上计数直到信号电平的像素信号Vsig与基准 电压VREF的电平一致,由此信号电平的像素信号Vsig被转换成数字值。然后,复位电平的 像素信号Vsig与信号电平的像素信号Vsig之间的差分被保持到计数器CT1,并作为输出信 号Sl输出。
[0055] 此处,由自列的比较器PA2的输出反相引起的噪声经由列之间的共通电源线、共 通偏压线等向其他列的比较器PA2传递,由此产生条纹。此时,像素信号被按照每行而同时 读出到列ADC电路4,因此从点光SP照射的部分起在水平方向上拖尾。此处,在垂直遮光像 素部IB中在水平方向上没有有效像素,因此不会从点光SP照射的部分起在水平方向上拖 尾,而不会产生条纹ST。
[0056] 另一方面,由自列的比较器PA2的输出反相引起的噪声,不仅传递到有效像素部 IA的列,还传递到水平遮光像素部IC的列。因此,在有效像素部IA与水平遮光像素部IC 之间,像素信号的变动量能够视为在各行相等。因此,通过对从垂直遮光像素部IB读出的 像素信号与从水平遮光像素部IC读出的像素信号进行比较,由此能够求出由条纹ST引起 的有效像素部IA的像素信号的变动量。
[0057] 图7(a)及图7(b)是表示条纹检测方法及条纹检测时的水平行输出修正方法的 图。
[0058] 在图7(a)中,在VOB(垂直光学黑)输出期间P1,从垂直遮光像素部IB读出多个 行的像素信号。然后,按照每行来计算从垂直遮光像素部IB读出的像素信号的平均值V0B_ DATA。此外,计算从垂直遮光像素部IB读出的多个行的像素信号的平均值Ave。并且,提取 与平均值Ave的差分最大的行的像素信号的平均值V0B_DATA作为最大值Max,将该最大值 Max与平均值Ave的差分设定为最大偏差量α。此外,将对平均值Ave加减了最大偏差量 α的范围设定为基于条纹修正部24的修正时的限制范围RH。
[0059] 在HOB (水平光学黑)输出期间Ρ3,从水平遮光像素部IC按照每行来读出像素信 号。然后,按照每行来计算从水平遮光像素部IC读出的像素信号的平均值HOB_DATA。
[0060] 在水平有效像素输出期间P4,从有效像素部IA读出1行量的像素信号。然后,在 平均值H0B_DATA处于限制范围RH内的情况下,条纹修正部24不进行有效像素部IA的输 出信号Sl的修正,将有效像素部IA的输出信号Sl作为输出信号S2输出。
[0061] 另一方面,在图7(b)中,在平均值H0B_DATA处
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