CN100469110C

CN100469110C - 放大型固体摄像装置

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Publication number: CN100469110C
Application number: CNB2005100976325A
Authority: CN
Inventors: 渡边恭志
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: US20060077271A1; KR100665908B1; JP2006067431A; JP4314172B2; CN1744678A; KR20060050823A

Abstract

本发明涉及的放大型固体摄像装置具有像素部(10)和控制部(20)。控制部(20)进行在光电二极管1处蓄积信号电荷的控制，其后，进行将复位了反相放大器的输入的复位信号写入至第一电容元件(7)及第二电容元件(9)的控制。控制部(20)在进行将蓄积在光电二极管(1)处的信号仅写入至第一电容元件(7)的控制之后，进行将写入至第一电容元件(7)的蓄积于光电二极管(1)处的信号输出至信号线(11)的控制、以及将写入至第二电容元件(9)的复位信号输出至信号线(11)的控制。

Description

放大型固体摄像装置

技术领域

本发明涉及在像素部具有放大电路的放大型固体摄像装置。详细地说，本发明涉及包括具有光电转换元件和传送该光电转换元件的信号电荷的传输晶体管的多个像素，并分别放大上述来自各像素的信号后读出至信号线上的放大型固体摄像装置。

背景技术

一般地，放大型固体摄像装置包括具有放大功能的像素部、和配置于像素部周边的扫描电路，通过该扫描电路从像素部读出像素数据的放大型固体摄像装置正在普及。

作为此种放大型固体摄像装置的一例，像素部由有利于与周边驱动电路及信号处理电路一体化的CMOS(互补型金属氧化物半导体)构成的APS(Active Pixel Sensor:有源像素传感器)型图像传感器已被熟知。

上述APS型图像传感器中，从二维排列的多个像素中读出信号时，一般以行为单位按顺序读出。

上述APS型图像传感器在曝光时间较短的快门动作时，由于各行的曝光时间不同，动态的拍摄对象的情况下，就会发生图像失真的问题。以下述的图7对此进行说明。

图7为背景技术的放大型固体摄像装置的动作示意图。

在图7中，直线形状的输入图像(A)沿逆时针方向旋转运动时，在时刻t1、t2、t3、t4、t5时的位置如图所示以各虚线表示。另一方面，APS型图像传感器的图像读取沿垂直扫描方向，在时刻t1、t2、t3、t4、t5时变化到图示的位置。因此，所读取的图像成为对各读取扫描时刻的图像位置实施了跟踪后的位置，输出图像为(B)中以实线所示那样发生了失真的图像。

图8为能够避免上述问题的4晶体管型结构(例如，特开2002-320141号公报)的示意图。图9是该4晶体管结构中各种信号的动作时序图。

此外，在图8中，Cs为电容，V_R为复位漏极电源，V_D为输出漏极电源。另外，在图8中，Φ_TX是输送部M1的驱动脉冲，Φ_RS为复位部M2的驱动脉冲，Φ_SL为像素选择部M4的驱动脉冲。此外，V_out为自垂直信号线输出的输出信号。

如图8所示，背景技术中的4晶体管型结构具有作为光电转换部的光电二极管PD。另外，在背景技术的4晶体管型结构中，用于传送蓄积于光电二极管PD的信号电荷的传送部M1、放大部M3、复位部M2、及像素选择部M4由晶体管构成。

在图8所示的背景技术的4晶体管型结构中，如图9所示，首先，在T_R期间，通过开启(高电平)复位部驱动脉冲Φ_RS，从而电荷检测部FD的电位始终固定在V_R，开启(高电平)传送部驱动脉冲Φ_TX，从光电二极管PD向电荷检测部FD放出信号电荷，并进行光电二极管的复位动作。

接着，在期间T_INT内进行曝光。即，从令传送驱动部脉冲Φ_TX关闭(低电平)到接下来令Φ_TX开启的期间T_INT，将光电转换后的信号电荷蓄积于光电二极管PD。上述期间T_INT为曝光期间。此外，在上述期间T_INT的最后，通过令脉冲Φ_RS从开启至关闭，使电荷检测部FD的电位处于浮动状态，从而进行FD部的复位动作。

然后，在期间Tw中，令传送部驱动脉冲Φ_TX开启，在曝光期间T_INT内将蓄积于光电二极管的信号电荷向FD部传送，并将光电二极管的信号电荷写入至FD部。

此外，在期间T_R～T_INT～Tw中，所有的像素都以同一时序动作，所有像素共同进行曝光蓄积动作。由此，例如，在曝光期间T_INT的较短快门动作时，也能够确保整个图像的同时性，对动态的拍摄对象也能够无失真地进行摄像。

接下来，在期间T_s内，将写入到FD部的信号电荷以行为单位顺次读出。详细地说，首先在期间T₁内，读出写入至FD部的信号电平。其次，在期间T₂内令脉冲Φ_RS开启，FD部复位。然后，在期间T₃内读出FD部的复位电平。其后，通过熟知的相关二次采样(CDS)动作，在此后消除期间T₁的信号电平和期间T₃的复位电平差，由此除去基于放大晶体管M3的阈值电压随各个像素不同而产生偏差等引起的固定模式的噪声。

但是，上述4晶体管型结构存在以下的课题。

即，在期间T1的信号电平上，叠加了在此前的期间Tw内复位时的复位噪声V_n1。在期间T₃的复位电平上，叠加了在此前的期间T₂内复位时的复位噪声V_n2。此外，复位噪声在每次复位时随机变化，V_n1与V_n2之间不相关。因此，即使消除V_n1和V_n2的差，复位噪声也并不消失，反倒以(V_n1 ²+V_n2 ²)^1/2的形式增大，存在复位噪声不能消除的问题。而且，该噪声为在像素中随机变化的噪声，存在显著妨碍图像的信噪比的问题。

进而列举下述方面作为其他的问题点。

在图9中，在期间T_W内写入的信号电荷经过期间Ts后保持在FD部，在此期间，保持信号不能发生变化，但在上述4晶体管型结构中，如图8所示，由于FD部通过传输门M1与光电二极管PD部相邻，故在FD部的保持期间Ts内，存在信号恶化(保持信号发生变化)的问题。

图10是说明此问题的图。

如图10所示，在P型衬底101的上面，形成了N型的光电转换蓄积部102及固定表面电位的钉扎(pinning)层103作为光电二极管。此外，与光电二极管相邻形成了传输门106及电荷检测部104。在电荷检测部104上形成了遮光层107。

由此，存在以下问题:在FD部的保持期间Ts内，如果存在倾斜入射光，则入射光的一部分到达电荷检测部104，在此处经过光电转换后的电荷会污染保持于电荷检测部104的信号(使保持信号发生变化)。而且，还存在以下问题:到达光电转换蓄积部102下侧的入射光在那里进行光电转换，所产生的电荷因扩散而到达电荷检出部104，该电荷在电荷检出部104中的保持期间Ts内，会污染信号。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种放大型固体摄像装置，对动态的拍摄对象也能够无失真地摄像，并能够抑制复位噪声从而获得高信噪比(S/N)的图像，而且可以防止在保持期间的信号被污染。

为了解决上述课题，本发明的放大型固体摄像装置，其特征为，包括:

像素，具有光电转换元件和传送来自该光电转换元件的信号电荷的传输晶体管；

开关电容放大器部，由具有串联连接的第一开关元件和第一电容元件的第一路径、反相放大器、及复位用开关元件并联连接而成；以及

控制部，关闭上述传输晶体管，对在上述光电转换元件处蓄积信号电荷进行控制后，通过上述复位用开关元件进行对上述反相放大器的输入复位的第一复位动作，其后在开启上述第一开关元件并关闭上述复位用开关元件的状态下，令上述传输晶体管在规定期间导通，控制积蓄在上述光电转换元件的信号电荷写入至上述第一电容元件，其后，令上述第一开关元件开启，控制将写入到第一电容元件的信号电荷从上述开关电容放大器部输出。

基于本发明，在将光电转换元件的信号写入到上述第一电容元件后，由于要读出来自上述第一电容元件的信号，故能够以希望的时序读出信号，并可以抑制保持期间内信号的污染。此外，本发明中有2种复位动作。第一复位动作为对反相放大器的输入进行复位，之后，向反相放大器的输入端传送来自光电转换元件的信号电荷，分别读出这些复位后信号以及信号电荷传送后信号，此后通过取出变化部分，从而检测出纯信号。另外，复位光电转换元件为初始状态的动作是第二复位动作，该动作与第一复位动作不同。

此外，一种实施方式的放大型固体摄像装置，其特征在于，

上述开关电容放大器部包括第二路径，并联连接在上述第一路径，并具有串联连接的第二开关元件及第二电容元件；

上述控制部，通过开启上述第一开关元件及上述第二开关元件，进行将上述第一复位动作时的复位信号写入至上述第一电容元件及上述第二电容元件的控制后，开启上述第一开关元件并关闭上述第二开关元件，进行仅对上述第一电容元件写入蓄积于上述光电转换元件的信号电荷的控制，其后，进行开启上述第一开关元件，将写入至上述第一电容元件的信号电荷从上述开关电容放大器部输出的控制，以及进行开启上述第二开关元件，将写入至第二电容元件的复位信号从上述开关电容放大器部输出的控制。

基于上述实施方式，在将光电转换元件的复位信号写入至第一电容元件及第二电容元件后，进行仅对上述第一电容元件写入蓄积于上述光电转换元件处的信号电荷的控制，此后，进行将写入至上述第一电容元件的信号电荷从上述开关电容放大器部输出的控制、以及将写入至第二电容元件的复位信号从上述开关电容放大器部输出的控制。因此，该实施方式的放大型固体摄像装置，例如，通过后来的CDS动作消除复位信号与光电转换元件信号的差，从而可以去除复位噪声。所以，能够得到对动态的拍摄对象也能无失真地摄像，同时大幅度降低噪声，使图像无噪声且品质良好。

另外，一种实施方式的放大型固体摄像装置，存在多个上述像素，上述控制部进行将上述多个像素具有的全部上述光电转换元件的信号同时写入至上述第一电容元件的控制。

基于上述实施方式，由于上述控制部进行将上述全部光电转换元件的信号同时写入至上述第一电容元件的控制，故可以缩短信号的写入时间。

此外，一种实施方式的放大型固体摄像装置的上述控制部，在进行将上述全部光电转换元件的信号同时写入至上述第一电容元件的控制之前，对全部光电转换元件同时进行将上述光电转换元件的信号复位的第二复位动作的控制。

基于上述实施方式，由于对所有光电转换元件同时进行第二复位动作，故其后可以同时写入所有光电转换元件的信号。此外，由于全部的光电转换元件的图像信息以同一时序获得，因而对动态的拍摄对象也能够进行无失真地摄像。

此外，一种实施方式的放大型固体摄像装置，存在多个上述像素，上述控制部进行将上述多个像素所具有的全部上述光电转换元件的信号顺序写入至上述第一电容元件的控制。

基于上述实施方式，由于上述控制部进行将上述全部光电转换元件的信号顺序写入至上述第一电容元件的控制，故可以防止驱动电流的集中，并可以防止构成部件的破坏。

此外，一种实施方式的放大型固体摄像装置的上述控制部，在进行将上述全部光电转换元件的信号顺次写入至上述第一电容元件的控制之前，对全部光电转换元件顺次进行将上述光电转换元件的信号复位的第二复位动作。

基于上述实施方式，在对全部光电转换元件顺次进行第二复位动作后，由于顺次写入全部光电转换元件的信号，故通过第二复位动作及写入动作的高速进行，可以防止读出电流的集中，并在短时间内获得全部光电转换元件的图像信息。

一种实施方式的放大型固体摄像装置的上述光电转换元件为埋入型光电二极管。

基于上述实施方式，由于上述光电转换元件为埋入型光电二极管，故上述光电转换元件产生的暗电流所引起的噪声大幅度降低。因此，通过与后来的基于CDS动作的复位噪声降低的相乘作用，整个像素部的噪声大大降低。

基于本发明，在将光电转换元件的信号写入至第一电容元件后，由于要读出来自上述第一电容元件的信号，故能够以希望的时序读出信号，同时可以抑制在保持期间内的信号污染。

附图说明

通过以下的详细说明和附图可以更充分地理解本发明。附图仅用于说明，并非对本发明进行限制。图中，

〔图1〕为表示本发明的一种实施方式的放大型固体摄像装置的一部分的电路图。

〔图2〕为图1所示构成的放大型固体摄像装置的一种实施方式的时序图。

〔图3〕为图1所示构成的放大型固体摄像装置的其他实施方式的时序图。

〔图4〕为与本发明的图1有不同构成的放大型固体摄像装置的示意图。

〔图5A〕是每一个像素的电容为一个的放大型固体摄像装置的部分电路图。

〔图5B〕是每一个像素的电容为一个的放大型固体摄像装置的部分电路图。

〔图6〕为本发明的一种实施方式的放大型固体摄像装置的一部分的剖面图。

〔图7〕为背景技术的放大型固体摄像装置的一部分的剖面图。

〔图8〕为背景技术的4晶体管结构的示意图。

〔图9〕为上述4晶体管结构中的动作时序图。

〔图10〕为表示背景技术的放大型固体摄像装置的层结构的部分剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的放大型固体摄像装置根据图示的实施方式进行详细说明。

图1为表示本发明的一种实施方式的放大型固体摄像装置的一部分的电路图。

此放大型固体摄像装置具有像素部10和控制部20。

上述像素部10具有一个像素、一个开关电容放大器部、选择部5。

上述像素由作为光电转换元件的一例的埋入型光电二极管1、以及由负责将该光电二极管1的信号电荷传输至检测部FD并具有如图8的M1所示构造的传输晶体管构成的传送部2构成。

上述开关电容放大器部由下述器件构成:将来自传送部2的信号传送至电容元件的反相放大器3；由复位用开关元件构成的复位部4，该复位用开关元件将检测部FD复位至使反相放大器3的输入输出间发生短路的电位；以及蓄积信号电荷的电容元件。此外，上述电容元件具有保持来自光电二极管1的信号的第一电容元件7和保持复位电平的第二电容元件9。第一电容元件7与控制它的第一开关元件6、第二电容元件9与控制它的第二开关元件8分别串联连接。

由上述复位晶体管构成的复位部4起作为开关元件的作用。上述第一电容元件7与第一开关元件6构成第一路径，上述第二电容元件9与第二开关元件8构成第二路径。上述第一开关元件6及第二开关元件8由晶体管构成。

上述选择部5为由晶体管构成的开关元件。上述选择部5起到将来自第一电容元件7及第二电容元件9的信号输出至信号线11的作用。

此外，控制部20通过分别在传送部2、复位部4、选择部5、第一开关元件6、第二开关元件8处施加信号Φ_Ti、Φ_Ri、Φ_Si、Φ_Wi、Φ_Di，从而控制传送部2、复位部4、选择部5、第一开关元件6、第二开关元件8的驱动(在此，后缀i表示第i行的像素部)。

图2为图1中表示一个像素部的构成的放大型固体摄像装置之一种实施方式的时序图。

以下用图2对上述放大型固体摄像装置的动作进行说明。

首先，在期间Tw内，所有像素的写入动作和像素复位动作(第二复位)一并同时进行。在此，由于一帧(T_int)前的期间Tw内也进行同样的动作，故在期间Tw的最初，在光电转换元件上蓄积了在期间T_int内产生于光电二极管的信号电荷。

详细地说，在Tw中最初的期间T₁内，通过开启复位脉冲Φ_Ri，检测部FD的电位进行复位动作(第一复位)，同时，通过开启开关Φ_Wi、Φ_Di，将FD的复位电平保持在第一电容元件7及第二电容元件9内。

然后，在期间T₁后的期间T₂内，关闭(低电平)脉冲Φ_Di，在向第二电容元件9写入FD的复位电平后，在期间T₃中，开启传输脉冲Φ_Ti，在一帧前的T_int期间内向FD部传送曝光蓄积于光电二极管处的信号电荷，此时，通过开启脉冲Φ_Wi将FD的电平信号保持在第一电容元件7内。

最后，在期间T₃后的期间T₄内，关闭脉冲Φ_Wi，向第一电容元件7写入FD的信号电平。以上的动作对全部像素同时进行。

在以上的写入动作中，FD部仅在期间T₁内复位一回，此时，产生写入时的复位噪声Vnw。而且，第二电容元件9处保持的复位电平与第一电容元件7处保持的信号电平，具有相同的复位噪声Vnw。此外，在期间T₁中，在对第一电容元件7与第二电容元件9复位时，由于第一开关元件6及第二开关元件8共同开启，从而向第一电容元件7及第二电容元件9写入共同的kTC噪声V_ktc。

在该放大型固体摄像装置中，在各像素中同时写入复位电平与信号电平后，在期间Ts内，每隔一行顺次进行从各像素的读出动作。详细地说，首先，在第i行的像素中，通过在期间T₅内开启复位脉冲Φ_Ri，从而对检测部FD的电位进行复位。此后，在期间T₆内开启脉冲Φ_Di等，并读出第二电容元件9内保持的复位电平后，在期间T₇内开启脉冲Φ_Wi，读出保持在第一电容元件7内的信号电平。并且，在图2中以1H表示的1个水平扫描期间结束后，在第i+1行像素中重复进行与上述相同的动作。

在该实施方式的放大型固体摄像装置中，读出动作为每隔一行顺次执行，但由于各图像是同时获得的，故可以对动态的拍摄对象进行无失真地摄像。在以上的读出动作中，FD部在期间T₅内仅复位一次，此时，产生读出时的复位噪声V_nr。在从第二电容元件9读出的复位电平和从第一电容元件7读出的信号电平上叠加相同的复位噪声V_nr。

如上所述，在该放大型固体摄像装置中，2个信号，即第二电容元件9处保持的复位电平与第一电容元件7处保持的信号电平上，叠加了共同的写入复位信号噪声Vnw、kTC噪声V_ktc、及读出复位噪声V_nr。因此，虽然在图中未示出，但通过在后面的CDS动作中消除上述2信号间的差，从而可以共同去除两复位噪声及kTC噪声，并仅取出信号成分。所以，比起背景技术可以获得噪声非常小的清晰的图像。

而且，在期间Tw中，像素复位动作(第二复位)通过在期间T₃中开启传送脉冲Φ_T并将曝光蓄积在光电二极管处的信号电荷传送至FD部来实行。但是，当光电二极管处蓄积的信号电荷非常多时，仅通过本动作像素复位动作会不充分。这种情况下，如图2的虚线所示，也可以在期间T_R中，通过再次开启复位脉冲Φ_R及传送脉冲Φ_T来进行增强的像素复位动作。

当采用图2所示的时序图时，一方面可以获得共同去除两个复位噪声及kTC噪声等的作用效果，另一方面，存在着在期间Tw(及期间T_R)的像素复位动作时以及写入动作时，需要同时驱动全部像素部内反相放大器，驱动电流集中导致瞬间流过很大电流的问题。

图3为图1所示构成的放大型固体摄像装置的其他实施方式的时序图，是可以避免上述瞬间流过大电流的时序图。

首先，在期间Tw内，以每一行的期间T₀按顺序高速反复进行全部像素的写入动作和像素复位(第2复位)动作。在此，由于一帧(T_int)前的期间Tw内也进行同样的动作，故各行都在期间T₀的最初，在光电转换元件上蓄积在期间T_int内产生于光电二极管的信号电荷。

在期间Tw内，驱动第i行像素的反相放大器的仅为脉冲V_Di的高电平期间。此外，在此中的期间T₁、T₂、T₃、T₄内的动作与图2的情况相同。即，在期间T_int内对每行进行光电二极管处产生并蓄积的信号电荷的写入及像素复位(第二复位)动作。这些动作以每一行的期间T₀按顺序高速反复进行，由n行构成的全部像素的写入动作在nT₀的期间内结束。由于在该动作的时序图中，写入及像素复位时也逐行进行反相放大器的驱动，故可以可靠地防止驱动电流的集中。

接下来，在期间Ts内，与图2的情况完全相同，从各像素每隔一行顺次进行读出动作。

在图3所示的动作中，整个图像的第二复位及写入动作需要nT₀的期间。更具体地说，由于T₀通常为1μs左右，因此，若大约为VGA(640×480)像素，则整个图像的第二复位及写入动作可以在0.5ms左右完成。因此，该时间与快门时间1/2000s相当，故即便是动态对象的拍摄也可以使失真量非常小。

而且，与图2的情况一样，在期间Tw中，像素复位(第二复位)动作通过在期间T₃内开启传送脉冲Φ_T并将曝光蓄积在光电二极管处的信号电荷传送至FD部来进行。然而，在光电二极管处蓄积的信号电荷非常多的情况下，仅以该动作像素复位动作可能会不充分。此时，如图3的虚线所示，在脉冲V_D的高电平期间T_R内，通过再次开启复位脉冲Φ_R及传送脉冲Φ_T，也可以进行增强的像素复位动作。

此外，图1所示的放大型固体摄像装置的结构为像素部10具有一个像素和一个开关电容放大器部，但本发明的放大型固体摄像装置无疑并不仅限于该构成。

图4为与本发明的图1的构成不同的放大型固体摄像装置的示意图。

该放大型固体摄像装置的像素部40具有2个像素和一个开关电容放大器部。

上述2个像素并联连接。上述2个像素由以下构成:作为光电转换元件的一例的埋入型光电二极管41、负责将该光电二极管41的信号电荷向检测部FD传送并且具有由传输晶体管构成的传送部21的像素、作为光电转换元件的一例的埋入型光电二极管42、以及负责将该光电二极管42的信号电荷向检测部FD传送并且具有由传输晶体管构成的传送部22的像素。

此外，开关电容放大器部由以下构成:将来自传送部21、22的信号向电容元件传送的反相放大器33、由将检测部FD复位至使反相放大器33的输入输出间发生短路的电位的复位用开关元件构成的复位部44、以及蓄积信号电荷的电容元件。

此外，电容元件具有:保持来自光电二极管的信号的第一电容元件71与72、以及保持复位电平的第二电容元件91和92。控制第一电容元件71的动作的第一开关元件61串联连接在第一电容元件71上，控制第一电容元件72动作的第一开关元件62串联连接在第一电容元件72上。此外，控制第二电容元件91动作的第二开关元件81串联连接在第二电容元件91上，控制第二电容元件92动作的第二开关元件82串联连接在第二电容元件92上。上述第一开关元件61、第一开关元件62、第二开关元件81及第二开关元件82由晶体管构成。第一电容元件71与第一开关元件61构成第一路径，同时，第一电容元件72与第一开关元件62构成第一路径。此外，第二电容元件91与第二开关元件81构成第二路径，同时，第二电容元件92与第二开关元件82构成第二路径。

上述像素部40具有选择部55。上述选择部55为由晶体管构成的开关元件。上述选择部55负责将来自第一电容元件71、第一电容元件72、第二电容元件91及第二电容元件92的信号输出至信号线。

此外，在图4中，Φ_T1i、ΦT_2i、Φ_Ri、Φ_Si、Φ_W1i、Φ_W2i、Φ_D1i、Φ_D2i分别为从未图示的驱动部向传送部21、传送部22、复位部44、选择部55、开关元件61、开关元件62、开关元件81及开关元件82处的脉冲信号。此外，后缀i表示第i行的像素部。

图4中所示放大型固体摄像装置在2行使用同一开关电容放大器部，仅仅这一点与图1所示放大型固体摄像装置不同。

图4所示的放大型固体摄像装置在写入动作时，首先在奇数行对电容元件71、91进行与图1同样的动作后，在偶数行对电容元件72、92进行与图1同样的动作，以上动作以2行为单位顺次重复进行。此外，读出亦与图1同样，在奇数行对电容元件71、91进行与图1同样的动作后，在偶数行对电容元件72、92进行与图1同样的动作，以上动作以2行为单位顺序重复进行。

图4所示的放大型固体摄像装置，由于一个开关电容放大器部进行2个像素的信号处理，故可以减少每一个像素的晶体管数。

此外，在图4所示的放大型固体摄像装置中，由于共用2个像素，从而开关电容放大器部的输入容量增大，但通过使用增益很高的反相放大器，可以抑制输入容量的影响。

在图1及图4所示的放大型固体摄像装置中，每一个像素的电容元件为2个，但即使每一个像素的电容元件为一个亦可，在此种情况下，可以在整个受光区域进行一次写入、顺次读出动作。

图5A、图5B为每一个像素的电容元件为一个的放大型固体摄像装置的部分电路图。

在图5A、图5B中，201、311及312为埋入型光电二极管，202、321及322为由开关元件构成的传送部。另外，203及303为反相放大器，204及304为由复位用开关元件构成的复位部。此外，205及305为由开关元件构成的选择部，206、361及362为第一开关元件，207、371及372为第一电容元件。上述各种开关元件由晶体管构成。

此外，上述第一开关元件206及第一电容元件207、第一开关元件361及第一电容元件371、以及第一开关元件362和第一电容元件372分别构成第一路径。

此外，信号Φ_Ti、Φ_Ri、Φ_Si、Φ_Wi、Φ_T1i、Φ_T2i、Φ_Ri、Φ_Si、Φ_W1i、Φ_W2i分别为从图中未示出的驱动部向上述各种开关元件输出的脉冲信号。

在图5A、图5B所示的放大型固体摄像装置中，不能减少复位噪声，另一方面，对动态的拍摄对象可以进行无失真地拍摄，另外，与图1及图4的情况比较，可以减少每个像素的晶体管数，从而实现小型化。

再者，在图4中，1个开关电容放大器部进行了2个像素的信号处理，但在本发明中，1个开关电容放大器部可进行更多的像素，比如4个像素到8个像素的信号处理，此时，每1像素的晶体管数可以进一步减少，制造成本可进一步降低。

图6为本发明的一种实施方式的放大型固体摄像装置的一部分的剖面图。

以下用图6对本发明的其他优点进行说明。

该放大型固体摄像装置具有P型衬底101、在P型衬底101上形成的作为光电二极管的N型的光电转换蓄积部102、对形成于光电转换蓄积部102上的表面电位进行固定的栓接层103。

此外，在上述P型衬底101上的光电二极管的相邻部形成传输门106，进而，在上述P型衬底上的传输门106的相邻部分形成电荷检测部104。

此外，在电荷检测部104之上形成了遮光层107。在图6所示的放大型固体摄像装置中，具有与电荷检出部104相邻的开关门(switch gate)108，电荷检测部104通过开关门108而连接至电容的端子109。

基于该构成，几乎可以完全防止倾斜的入射光到达电容的端子109，同时，也几乎可以完全防止由到达光电转换蓄积部102下侧的入射光引起的光电转换的电荷到达电容的端子109。因此，在电荷检测部104的保持期间Ts内，由入射光引起的信号被污染的程度可以大幅降低。

以上说明了本发明的实施方式，但显然可以对此进行各种变更。该变更，不应该被认为脱离本发明的精神与范围，对本领域技术人员来说显而易见的变更均包含于下面的权利要求范围中。

Claims

1.一种放大型固体摄像装置，其特征在于，包括:

像素部，具有光电转换元件和传送来自该光电转换元件的信号电荷的传输晶体管；

开关电容放大器部，由具有串联连接的第一开关元件和第一电容元件的第一路径、反相放大器、以及复位用开关元件并联连接而成；以及

控制部，关闭所述传输晶体管，进行在所述光电转换元件处蓄积信号电荷的控制后，通过所述复位用开关元件进行对所述反相放大器的输入复位的第一复位动作，其后在开启所述第一开关元件并关闭所述复位用开关元件的状态下，令所述传输晶体管在规定期间导通，控制蓄积在所述光电转换元件处的信号电荷写入至所述第一电容元件，其后，开启所述第一开关元件，控制将写入到所述第一电容元件的信号电荷从所述开关电容放大器部输出。

2.权利要求1所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

所述开关电容放大器部包括:并联连接在所述第一路径，并具有串联连接的第二开关元件和第二电容元件的第二路径，

所述控制部，通过开启所述第一开关元件及所述第二开关元件，进行将所述第一复位动作时的复位信号写入至所述第一电容元件及所述第二电容元件的控制后，开启所述第一开关元件的同时关闭所述第二开关元件，进行仅对所述第一电容元件写入蓄积于所述光电转换元件的信号电荷的控制，其后，进行开启所述第一开关元件，并将写入至所述第一电容元件的信号电荷从所述开关电容放大器部输出的控制、以及进行开启所述第二开关元件，并将写入至所述第二电容元件的复位信号从所述开关电容放大器部输出的控制。

3.权利要求1所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

存在多个所述像素部，

所述控制部进行将所述多个像素部具有的全部所述光电转换元件的信号同时写入至所述第一电容元件的控制。

4.权利要求3所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

所述控制部在进行将所述全部光电转换元件的信号同时写入至所述第一电容元件的控制之前，对全部光电转换元件同时进行将所述光电转换元件的信号复位的第二复位动作的控制。

5.权利要求1所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

存在多个所述像素部，

所述控制部进行将所述多个像素部具有的全部所述光电转换元件的信号顺次写入至所述第一电容元件的控制。

6.权利要求5所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

所述控制部在进行将所述全部光电转换元件的信号顺次写入至所述第一电容元件的控制之前，对全部光电转换元件顺次进行将所述光电转换元件的信号复位的第二复位动作的控制。

7.权利要求1所述的放大型固体摄像装置，其特征在于:

所述光电转换元件为埋入型光电二极管。