[发明专利]图像感测设备和成像系统

说明书

本申请是申请号为200910158615.6、申请日为2009年7月7日、发明名称为“图像感测设备和成像系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种图像感测设备和一种成像系统。

背景技术

在日本专利特开No.11-150255中公开的图像感测设备中，电容C、放大器2、开关SW、电容Csh和放大器5按所描述的顺序连接到信号线SIG，信号线SIG连接到像素阵列中每一列上的像素，如图28所示。在这种图像感测设备中，复位开关1根据复位信号“rc”来对电容C进行复位，如图29所示。于是，薄膜晶体管T根据传送信号“gx”而导通，以将光电转换元件S的信号传送到电容C，并且信号被存储在电容C中。此后，当开关SW响应于脉冲“smpl”而导通时，放大器2对电容C中存储的信号进行放大。放大后的信号被传送到采样和保持电路3中的电容Csh，并且被存储在其中。在开关SW关断之后，当模拟复用器4根据脉冲ad0至ad8选择端子4时，电容Csh中存储的信号被传送到A/D转换器7。A/D转换器7对接收到的信号进行A/D转换，并且将转换后的信号输出到Dout。这种布置可以防止在开关SW处于OFF时，从放大器2输出的模拟电压的波动对于电容Csh中存储的信号的不利影响。根据日本专利特开No.11-150255，这种设备可以容易地改进S/N比率。

在日本专利特开No.2003-51989中公开的图像感测设备中，在不同定时将噪声信号和光信号从像素读出到输出放大器。输出放大器执行CDS处理，以输出光信号与噪声信号之间的差。根据日本专利特开No.2003-51989，图像感测设备可以输出无固定模式噪声的图像信号。

已经要求图像感测设备以更高的速度执行信号从像素到输出放大器的读出操作，并且要求在其中包含更低噪声的情况下输出根据从像素读出的信号而生成的图像信号。通常难以同时满足这两个要求。

发明内容

本发明用于加速信号从像素到输出放大器的读出操作，并且用于减少图像信号中包含的固定模式噪声。

根据本发明的第一方面，提供一种图像感测设备，包括：多个像素，每个像素包括光电转换单元；信号线，其被连接到所述多个像素；输出单元；以及传送块，其将以在所述多个像素之中的读出像素被选择时的不同定时从读出像素输出到所述信号线的第一信号和第二信号传送到所述输出单元，其中，所述传送块包括：第一传送单元和第二传送单元，所述第一传送单元包括用于将第一信号传送到所述输出单元的第一阻抗变换器，以及所述第一传送单元将所述第一阻抗变换器的第一偏移与通过在所述第一信号上叠加所述第一偏移而获得的信号之间的差分信号作为第三信号传送到输出单元，所述第二传送单元包括用于将第二信号传送到所述输出单元的第二阻抗变换器，并且所述第二传送单元将所述第二阻抗变换器的第二偏移与通过在所述第二信号上叠加所述第二偏移而获得的信号之间的差分信号作为第四信号传送到输出单元，以及所述输出单元计算所述第三信号与所述第四信号之间的差，生成并输出图像信号。

根据本发明第二方面，提供一种成像系统，包括：根据本发明的第一方面的图像感测设备；光学系统，其在所述图像感测设备的图像感测表面上形成图像；和信号处理单元，其处理从所述图像感测设备输出的信号，以生成图像数据。

本发明可以加速信号从像素到输出放大器的读出操作，并且减少图像信号中包含的固定模式噪声。

结合附图从以下示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的图像感测设备100的布置的示图；

图2是示出像素101的结构的电路图；

图3是示出每一列上的读出电路103的结构的电路图；

图4是示出每一列上的读出电路103的操作的时序图；

图5是应用了根据第一实施例的图像感测设备的成像系统的配置的框图；

图6是示出根据本发明第二实施例的图像感测设备100i中每一列上的读出电路103i的结构的电路图；

图7是示出每一列上的读出电路103i的操作的时序图；

图8是示出在时间t10在每一列上的光信号传送单元103Si的连接状态的电路图；

图9是示出在时间t14在每一列上的光信号传送单元103Si的连接状态的电路图；

图10是示出根据本发明第三实施例的图像感测设备100j中每一列上的读出电路103j的结构的电路图；

图11是示出每一列上的读出电路103j的操作的时序图；