[发明专利]固态成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如复印机和扫描仪之类的图像读取装置的固态成像装置。

背景技术

作为诸如复印机之类的图像读取装置，既读取单色图像又读取彩色图像的装置得到了普及。近年来，作为安装在这些图像读取装置中的固态成像装置，有除了与R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的各个彩色分量对应的3条线的像素(彩色像素)列之外还具有用于读取单色图像的1条线单元的传感器。也就是说，利用了具有4线结构的传感器，该传感器为了读取单色图像，还具有1条线的像素(单色像素)列。作为这些传感器，例如，在日本特开第2003-087503号公报中的图2或在日本特开第2003-007996号公报中的图6所示的结构被提及。

另外，作为4线传感器的示例，有在日本特开第H06-204445号公报中的图13所示的结构，该4线传感器在以MOS类型为代表的光电变换元件的后级中对每个像素执行电荷-电压变换。也就是说，除了光电变换元件和电荷-电压变换单元之外，它还包括用于每个像素的信号保持电容器和对信号保持电容器的电容器写入开关、以及用于每种颜色的公共输出线和对公共输出线的每个像素的输出转移开关。另外，它由移位寄存器和用于每种颜色的各个输出单元构成，其中该移位寄存器对每个像素进行扫描，并对水平输出线打开或关闭每个转移开关。另外，在主体中，其构造不仅具有RGB像素，还具有用于不可见光的光电变换元件。

另外，在需要改进性能(例如，改进S/N比)时，可以采用在日本专利特开第2006-211363号中示出的传感器的电路。除了信号保持电容器的一条线之外，在日本特开2006-211363号的图1中的电路还具有保持电容器的另一条线，并且保持电容器的另一条线保持在每个像素的光电变换元件和电荷-电压变换单元中产生的噪声分量。

然后，在包含差分放大器的输出单元中，通过获得由每个保持电容器保持的信号分量和噪声分量之间的差，来去除噪声分量。另外，为了提高S/N比，如在日本特开第2003-051989号的图1中所示，可以构造为在两个保持电容器的前级中具有增益放大器。

如在日本特开第2003-087503号公报中所描述的，在常规的图像读取装置中，由于在读取彩色图像时仅使用彩色像素信号，因此没有使用例如在具有4线结构的固态成像装置中与单色像素列相连接的输出单元、保持电容器和增益放大器等构成元件。因此，在读取彩色图像时，它们无益地耗费与单色像素列相连接的每个构成元件的电力。

类似地，在读取单色图像时，还无益地耗费与彩色像素列相连接的每个构成元件的电力。另外，由于布置了在读取每个图像时不需要的每个构成元件，因此成为无用地消费面积和导致传感器的成本增加的因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种维持与现有技术相等的性能的同时，与现有技术相比耗电更低且面积更小的固态成像装置。

根据以下结合附图的描述，本发明的其他特征和优点将是清楚的，在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。

附图说明

图1是示出本发明的固态成像装置的第一实施例的框图。

图2是图示像素的示例的电路图。

图3是图示保持单元的示例的电路图。

图4是图示第一至第三选择单元的示例的电路图。

图5是示出第一实施例的操作的时序图。

图6是图示像素的另一示例的电路图。

图7是示出图6中的元件的操作的时序图。

图8是图示保持单元的另一示例的电路图。

图9是示出在使用图8中的保持单元的情况下的操作的时序图。

图10是图示保持单元的又一示例的电路图。

图11是示出在使用图10中的保持单元的情况下的操作的时序图。

图12是图示在图1的实施例中插入了第一伪晶体管(dummytransistor)的实施例的框图。

图13是示出本发明的第二实施例的框图。

图14是示出在读取单色图像时在图13中从输出电路执行并行输出的实施例的框图。

图15是示出在图14的实施例中在读取单色图像时的操作的时序图。

图16是图示在图13的实施例中插入第二伪晶体管的实施例的框图。

图17是示出本发明的第三实施例的框图。

图18是示出本发明的第四实施例的框图。

图19是示出在图18的实施例中使用的像素的示例的电路图。

图20是示出在图18的实施例中使用的像素的另一示例的电路图。