[发明专利]固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法、及电子设备

说明书

本发明提供一种固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法、及电子设备，其可抑制产生伪信号，防止画质的劣化，并且可实现稳定的动作。像素200的光电转换读取部210包含：积存期间积存由光电转换生成的电荷的光电转换元件PD1、可将积存于光电转换元件的电荷于积存期间后的传输期间传输的传输元件TG1‑Tr、通过传输元件传输由光电转换元件积存的电荷的输出节点FD1、复位期间将输出节点复位于特定的电位的复位元件RST1‑Tr、将输出节点的电荷转换成相应于电荷量的电压信号并输出转换的电压信号作为像素信号的输出缓冲部211、将输出缓冲部的像素信号的输出信号电平控制成相应于动作状态的限制电平的输出电压控制部213。

技术领域

本发明涉及一种固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法、及电子设备。

背景技术

作为使用检测光并产生电荷的光电转换元件的固体摄像装置(影像传感器)，实用提供CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)影像传感器。

广泛应用CMOS影像传感器作为数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(PC)、手机等移动终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。

CMOS影像传感器持有每个像素具有光电二极管(光电转换元件)及浮动扩散层(FD：Floating Diffusion，浮动扩散)的FD放大器，其读取选择像素阵列中的某一行，将所述同时向列(行)输出方向读取的列并排输出型为主流。

然而，为了提高特性，提出各种实现具有宽动态范围的高画质的CMOS影像传感器的方法(例如参照专利文献1)。

专利文献1记载了一种固体摄像装置，其具备光电二极管PD及积存电容Cs，可通过于电容大于光电二极管PD的积存电容Cs保持信号电荷，而增大最大信号并扩大动态范围。

该固体摄像装置中，高亮度时，将自光电二极管PD溢出的电荷保持于积存电容Cs。溢出至积存电容Cs的高亮度信号以低转换增益(LCG(FD电容CFd+Cs)读取。低亮度信号以高转换增益(HCG(FD电容CFd)进行高增益读取。

而且，关于列并排输出型CMOS影像传感器的像素信号读取(输出)电路，提出各种方案。

所述之中，其最先进的电路之一是于每列(行)具备模拟数字转换器(ADC(Analogdigital converter))，取出像素信号作为电子信号的电路(例如参照专利文献2、3)。

该列并排ADC搭载CMOS影像传感器(行AD方式CMOS影像传感器)中，比较器(comparator，比较器)将所谓RAMP波与像素信号进行比较，通过利用后段的计数器进行电子CDS，而进行AD转换。

然而，该种CMOS影像传感器可高速传输信号，但有无法读取全域快门的不利。

对此，提出一种数字像素(pixel，像素)传感器，其于各像素配置包含比较器的ADC(进而为存储器部)，亦可实现对于像素阵列部中的全像素以同一定时执行曝光开始及曝光结束的全域快门(例如参照专利文献4、5)。

然而，所述以往的具备数字像素传感器的CMOS影像传感器中，可实现全域快门功能，但例如于积存期间自光电二极管溢出的电荷未实时利用，故而宽动态范围化、高帧频化有极限。

提出一种CMOS影像传感器，其具备实质可实现宽动态范围化、高帧频化的数字像素传感器(例如参照专利文献6)。

该CMOS影像传感器具有比较器(comparator，比较器)，其是各数字像素DP具有AD转换功能，AD转换部进行将由光电转换读取部的输出缓冲部输出的(读取的)电压信号与参照电压比较，输出数字化的比较结果信号的比较处理。