[发明专利]固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备

说明书

本发明提供固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备。像素部包含以行列状配置了多个第1像素的光电变换读出部的第1像素阵列、以行列状配置了多个第1像素的信号保持部的保持部阵列、和以行列状配置了多个第2像素的光电变换读出部的第2像素阵列，在卷帘快门模式时，第1像素以及第2像素的光电变换读出部的读出信号不经由旁路路径而直接输出到第1垂直信号线，在全局快门模式时，第1像素的信号保持部的保持信号输出到第2垂直信号线。由此，能实现能防止结构的复杂化并能防止布局上的面积效率降低的固体摄像装置。

本发明包含涉及日本专利申请JP2016-192237(申请日：2016年9月29日)，将其内容全部援引于此。

技术领域

本发明涉及固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备。

背景技术

作为使用了检测光来产生电荷的光电变换元件的固体摄像装置(图像传感器)，实用中有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。

CMOS图像传感器作为数字摄像机、视频摄像机、监视摄像机、医疗用内窥镜、个人计算机(PC)、便携电话等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分而广泛应用。

CMOS图像传感器在每个像素具备具有光电二极管(光电变换元件)以及浮动扩散层(FD：Floating Diffusion)的FD放大器，其读出的主流方式是列并行输出型，即，选择像素阵列中的某一行，同时在列(column)输出方向上将其读出。

然而，在CMOS图像传感器中，进行以下动作：按每个像素或每行依次扫描由光电二极管生成并积蓄的光电荷，进行读出。

在该依次扫描、即作为电子快门而采用卷帘快门的情况下，不能使积蓄光电荷的曝光的开始时间以及结束时间在全部像素一致。因此，在依次扫描的情况下，存在在运动被摄体的摄像时在摄像图像中出现失真这样的问题。

因此，在不能允许图像失真的高速运动的被摄体的摄像、需要摄像图像的同时性的传感用途中，作为电子快门而采用全局快门(global shutter)，该全局快门对像素阵列部中的全部像素在同一定时下执行曝光开始和曝光结束。

作为电子快门而采用了全局快门的CMOS图像传感器在像素内例如设置将从光电变换读出部读出的信号保持在信号保持电容器中的信号保持部。

在采用了全局快门的CMOS图像传感器中，将基于光电二极管的电荷作为电压信号一齐积蓄到信号保持部的信号保持电容器中，之后依次读出，由此确保图像整体的同时性(例如，参考非专利文献1)。

另外，该CMOS图像传感器构成为，具有将光电变换读出部的输出绕开信号保持部而转送到信号线的旁路开关，除了全局快门功能以外还同时具有卷帘快门功能。

在非专利文献1记载的层叠型CMOS图像传感器中，具有第1基板(Pixel die，像素裸片)和第2基板(ASIC die，ASIC裸片)通过微凸块(连接部)连接的层叠结构。并且，在第1基板形成各像素的光电变换读出部，在第2基板形成各像素的信号保持部、信号线、垂直扫描电路、水平扫描电路、列读出电路等。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：J.Aoki，et al.，”A Rolling-Shutter Distortion-Free 3DStacked Image Sensor with-160dB Parasitic Light Sensitivity In-Pixel StorageNode”ISSCC 2013/SESSION 27/IMAGE SENSORS/27.3.