CN101796819A

CN101796819A - 固体摄像装置

Info

Publication number: CN101796819A
Application number: CN200880105420.9A
Authority: CN
Inventors: 藤田一树; 久嶋龙次; 森治通; 本田真彦
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: KR20100049534A; TWI451757B; EP2190184B1; TW200931959A; US20100245646A1; US8159576B2; WO2009031581A1; EP2190184A4; EP2190184A1; JP4912989B2; KR101428135B1; JP2009065272A; CN101796819B

Abstract

本发明的固体摄像装置(1)具备：受光部，以M行N列二维排列有M×N个像素部(P_1，1～P_M，N)；信号读取部，其包含积分电路(S₁～S_N)以及保持电路(H₁～H_N)；以及初始化部，其包含初始化用开关(SW_I，1～SW_I，N)。通过放电控制信号(Reset)，使各积分电路(S_n)的放电用开关(SW₂)暂时闭合之后再打开，其后，通过第m行选择控制信号(Vsel(m))，使第m行的各像素部(P_m，n)的读取用开关(SW₁)在整个第1期间内闭合。在该第1期间内，通过保持控制信号(Hold)，使各保持电路(H_n)的输入用开关(SW₃₁)由闭合状态转为打开状态，其后，通过初始化控制信号(Init)，使各初始化用开关(SW_I，n)在整个第2期间内闭合。

Description

固体摄像装置

技术领域

本发明涉及一种固体摄像装置。

背景技术

作为固体摄像装置，众所周知的有使用CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)技术的装置，其中尤以被动式像素传感器(PPS：Passive Pixel Sensor)方式最为人所知(参照专利文献1、2)。PPS方式的固体摄像装置是：包含有产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管的PPS型像素部二维排列成M行N列，且将各像素部中与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷，存储于积分电路中的电容元件中，并输出与该存储电荷量相应的电压值的装置。

通常，各列的M个像素部各自的输出端经由对应该列而设置的读取用配线，而与对应该列而设置的积分电路的输入端连接。然后，自第1行至第M行为止依次在每一行中，在像素部的光电二极管产生的电荷，经由对应的读取用配线而被输入至对应的积分电路，并从该积分电路输出与电荷量相应的电压值。

PPS方式的固体摄像装置可用于各种用途，例如与闪烁器面板组合而作为X射线平板而用于医疗用途以及工业用途等，更具体而言，用于X射线CT装置或微聚焦X射线检查装置等。用于上述用途的固体摄像装置，其二维排列有M×N个像素部的受光部面积较大，并在各边长度超过10cm大小的半导体基板上被集成化。因此，有时由1片半导体晶圆不能制造1个固体摄像装置。

专利文献1：日本特开2006-234557号公报

专利文献2：日本特开2003-224776号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

如上所述的固体摄像装置中，当与任意一列对应的读取用配线在制造过程中产生断线的情况下，该列的M个像素部中，位于相对于积分电路更靠近断线位置处的像素部通过读取用配线而与积分电路连接，但位于相对于积分电路更远离断线位置处的像素部则并未与积分电路连接。因此，位于相对于积分电路更远离断线位置处的像素部中，与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷不会被读取至积分电路，而被存储于该光电二极管的接合电容部中。

当光电二极管的接合电容部中所存储的电荷的量超过饱和电平时，超过饱和电平的部分的电荷会溢出至相邻的像素部。因此，若1条读取用配线产生断线，其影响不仅会涉及与该读取用配线连接的列的像素部，也会涉及相邻的两边的列的像素部，结果导致连续3列的像素部产生缺陷线。

若缺陷线不连续，1条缺陷线的相邻两边均为正常线，则也可使用该相邻两边的正常线的各像素数据来内推缺陷线的像素数据(参照专利文献1)。然而，连续3列的像素部均产生有缺陷线时，则难以进行上述内推，因此该固体摄像装置将会作为不合格品而废弃。尤其是如上所述，具有大面积受光部的固体摄像装置因读取用配线较长，因而产生断线的概率增大，从而导致制造成品率变差。

本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种固体摄像装置，该固体摄像装置能够在与受光部的某列像素部连接的读取用配线产生断线时，避免对相邻列的像素部造成影响。

[解决问题的方法]

本发明所涉及的固体摄像装置的特征在于，具备：(1)受光部，二维排列有M×N个像素部P_1，1～P_M，N，该像素部P_1，1～P_M，N排列成M行N列，且该像素部P_1，1～P_M，N分别包含产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读取用开关；(2)第m行选择用配线L_V，m，其将对受光部中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关的开闭动作进行指示的第m行选择控制信号供给至该读取用开关；以及(3)读取用配线L_O，n，其与受光部中的第n列的M个像素部P_1，n～P_M，n各自所包含的读取用开关连接，且在第1端与第2端之间延伸，经由该像素部所含的读取用开关而读取M个像素部P_1，n～P_M，n中的任一像素部所含的光电二极管中产生的电荷。其中，M、N为2以上的整数，m为1以上M以下的各整数，n为1以上N以下的各整数。

另外，本发明所涉及的固体摄像装置的特征在于，具备：(4)积分电路S_n，其具有与读取用配线L_O，n的第1端连接的输入端，且包含积分用电容元件以及放电用开关，并在放电用开关闭合时，使积分用电容元件放电，而在放电用开关打开时，使输入至输入端的电荷存储于积分用电容元件，并从输出端输出与积分用电容元件的存储电荷量相应的电压值；(5)放电用配线，其将对积分电路S₁～S_N各自所包含的放电用开关的开闭动作进行指示的放电控制信号供给至该放电用开关；(6)保持电路H_n，其具有与积分电路S_n的输出端连接的输入端，且包含输入用开关、保持用电容元件以及输出用开关，并在输入用开关由闭合状态转为打开状态时，使输入至输入端的电压值保持于保持用电容元件中，而在输出用开关闭合时，输出保持于保持用电容元件中的电压值；以及(7)保持用配线，其将对保持电路H₁～H_N各自所包含的输入用开关的开闭动作进行指示的保持控制信号供给至该输入用开关。

另外，本发明所涉及的固体摄像装置的特征在于，具备：(8)初始化用开关SW_I，n，其与读取用配线L_O，n的第2端连接；(9)初始化用配线，其将对初始化用开关SW_I，1～SW_I，N各自的开闭动作进行指示的初始化控制信号分别供给至初始化用开关SW_I，1～SW_I，N；(10)电压供给用配线，其经由初始化用开关SW_I，n而与读取用配线L_O，n连接，向读取用配线L_O，n供给规定电压值；以及(11)控制部，其将第m行选择控制信号输出至第m行选择用配线L_V，m，将放电控制信号输出至放电用配线，将保持控制信号输出至保持用配线，并将初始化控制信号输出至初始化用配线。

将上述规定电压值设为在供给至各像素部P_m，n所含的光电二极管的一个端子时可使该光电二极管的接合电容部的存储电荷初始化的值。该规定电压值可以从固体摄像装置的内部的电路供给至电压供给用配线，也可以从固体摄像装置的外部供给至电压供给用配线。

进而，本发明所涉及的固体摄像装置所含的控制部的特征在于：(a)通过放电控制信号进行指示，使积分电路S₁～S_N各自所包含的放电用开关暂时闭合后再打开，之后，(b)通过第m行选择控制信号进行指示，使受光部中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关在整个第1期间内闭合，(c)在该第1期间内，通过保持控制信号进行指示，使保持电路H₁～H_N各自所包含的输入用开关由闭合状态转为打开状态，之后，通过初始化控制信号进行指示，使初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别在整个第2期间内闭合。

本发明所涉及的固体摄像装置在对受光部中以M行N列二维排列的M×N个像素部P_1，1～P_M，N中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N的电荷进行读取时，以如下方式进行动作。

即通过从控制部输出至放电用配线的放电控制信号，在各积分电路S_n中，使放电用开关暂时闭合后再打开，使得积分用电容元件进行放电。其后，通过从控制部输出至第m行选择用配线L_V，m的第m行选择控制信号，使第m行的各像素部P_m，n所含的读取用开关在整个第1期间内闭合，使至此为止产生于像素部P_m，n的光电二极管中且存储于接合电容部的电荷，经由该像素部P_m，n的读取用开关以及读取用配线L_O，n而被传送并存储于积分电路S_n的积分用电容元件。此时，像素部P_m，n的光电二极管的接合电容部的存储电荷被初始化。然后，从积分电路S_n的输出端输出与各积分电路S_n的积分用电容元件中所存储的电荷的量相应的电压值。

在第m行的各像素部P_m，n所含的读取用开关为闭合的第1期间内，通过从控制部输出至保持用配线的保持控制信号，在各保持电路H_n中，使输入用开关由闭合状态转为打开状态，此时，从积分电路S_n的输出端输出且输入至保持电路H_n的输入端的电压值(或者与该输入电压值相对应的电压值)被保持于保持用电容元件C₃中。另外，在第1期间内，在由各保持电路H_n保持电压值之后，通过从控制部输出至初始化用配线的初始化控制信号，使各初始化用开关SW_I，n在整个第2期间内闭合，使得输入至电压供给用配线的电压值经由初始化用开关SW_I，n、读取用配线L_O，n以及像素部P_m，n的读取用开关，而被供给至像素部P_m，n的光电二极管的一个端子。另外，在由各保持电路H_n保持电压值之后，由各保持电路H_n所保持的电压值(或者与该保持电压值相对应的电压值)经由输出用开关而被输出。

当某一第n列读取用配线L_O，n在中途位置产生断线时，该第n列的M个像素部P_1，n～P_M，n中的位于相对于积分电路S_n更远离断线位置处的像素部，未与积分电路S_n连接，因而无法将电荷传送至积分电路S_n，因此无法通过该电荷传送而对光电二极管的接合电容部的存储电荷进行初始化。

因此，在本发明中，在第m行的各像素部P_m，n所含的读取用开关为闭合的第1期间内，在由保持电路H_n保持电压值之后的第2期间，通过使各初始化用开关SW_I，n闭合，使输入至电压供给用配线的电压值经由初始化用开关SW_I，n、读取用配线L_O，n以及像素部P_m，n的读取用开关，而被供给至像素部P_m，n的光电二极管的一个端子。然后，将供给至该光电二极管的一个端子的电压值设为可使各像素部P_m，n所含的光电二极管的接合电容部的存储电荷初始化的值。由此，在位于相对于积分电路S_n更远离断线位置处的像素部中，也可使光电二极管的接合电容部的存储电荷初始化。

另外，在本发明所涉及的固体摄像装置中，优选使受光部、初始化用开关SW_I，1～SW_I，N、行选择用配线L_V，1～L_V，M、读取用配线L_O，1～L_O，N、初始化用配线以及电压供给用配线在基板上集成化，此时，优选电压供给用配线粗于读取用配线L_O，N。由此，电压供给用配线将难以产生断线，并且在初始化用开关SW_I，n闭合时，能够抑制供给至像素部P_m，n的光电二极管的电压值的下降。

[发明的效果]

本发明所涉及的固体摄像装置能够在与受光部的某列像素部连接的读取用配线产生断线时，避免对相邻列的像素部造成影响。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的固体摄像装置1的大致构成图。

图2是本实施方式所涉及的固体摄像装置1所含的像素部P_m，n、积分电路S_n、保持电路H_n以及初始化用开关SW_I，n各自的电路图。

图3是说明本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作的时序图。

符号的说明

1 固体摄像装置

10 受光部

20 信号读取部

30 初始化部

40 控制部

P_1，1～P_M，N 像素部

PD 光电二极管

SW₁ 读取用开关

S₁～S_N 积分电路

C₂ 积分用电容元件

SW₂ 放电用开关

A₂ 放大器

H₁～H_N 保持电路

C₃ 保持用电容元件

SW₃₁ 输入用开关

SW₃₂ 输出用开关

SW_I，1～SW_I，N 初始化用开关

L_V，m 第m行选择用配线

L_H，n 第n列选择用配线

L_O，n 第n列读取用配线

L_R 放电用配线

L_H 保持用配线

L_I 初始化用配线

L_in 电压供给用配线

L_out 电压输出用配线

具体实施方式

以下，参照附图，对用以实施本发明的最佳方式进行详细说明。在此，在附图的说明中，对同一要素标注同一符号，并省略重复的说明。

图1是本实施方式所涉及的固体摄像装置1的大致构成图。本实施方式所涉及的固体摄像装置1具备受光部10、信号读取部20、初始化部30以及控制部40。另外，作为X射线平板使用时，在固体摄像装置1的受光面10上层叠未图示的闪烁器面板。

受光部10二维排列有M×N个像素部P_1，1～P_M，N，该像素部P_1，1～P_M，N排列成M行N列。像素部P_m，n位于第m行第n列。此处，M、N分别为2以上的整数，m为1以上M以下的各整数，n为1以上N以下的各整数。各像素部P_m，n是PPS方式的像素部，且具有共同的构成。

第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N分别通过第m行选择用配线L_V，m而与控制部40连接。第n列的M个像素部P_1，n～P_M，n各自的输出端通过第n列读取用配线L_O，n，而与信号读取部20所含的积分电路S_n连接，并且与初始化部30所含的初始化用开关SW_I，n的一端连接。即第n列读取用配线L_O，n的第1端与积分电路S_n的输入端连接，第n列读取用配线L_O，n的第2端与初始化用开关S W_I，n的一端连接，第n列读取用配线L_O，n在第1端与第2端之间延伸。

信号读取部20包括N个积分电路S₁～S_N以及N个保持电路H₁～H_N。各积分电路S_n具有共同的构成。另外，各保持电路H_n具有共同的构成。

各积分电路S_n具有与读取用配线L_O，N的第1端连接的输入端，存储输入至该输入端的电荷，并将与该存储电荷量相应的电压值从输出端输出至保持电路H_n。N个积分电路S₁～S_N分别通过放电用配线L_R而与控制部40连接。

各保持电路H_n具有与积分电路S_n的输出端连接的输入端，保持输入至该输入端的电压值，并将该保持的电压值从输出端输出至输出用配线L_out。N个保持电路H₁～H_N分别通过保持用配线L_H而与控制部40连接。另外，各保持电路H_n通过第n列选择用配线L_H，n而与控制部40连接。

初始化部30包含N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N。各初始化用开关SW_I，n的一端与第n列读取用配线L_O，n连接。N个初始化用开关SW_I，n各自的另一端与电压供给用配线L_in连接。各初始化用开关SW_I，n通过从控制部40经由初始化用配线L_I而供给的初始化控制信号Init来进行开闭动作，以决定是否使电压供给用配线L_in与第n列读取用配线L_O，n相互电连接。

控制部40将第m行选择控制信号Vsel(m)输出至第m行选择用配线L_V，m，并将该第m行选择控制信号Vsel(m)分别供给至第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N。使M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)依次为有效值。控制部40将第n列选择控制信号Hsel(n)输出至第n列选择用配线L_H，n，并将该第n列选择控制信号Hsel(n)供给至保持电路H_n。使N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)也依次为有效值。

另外，控制部40将放电控制信号Reset输出至放电用配线L_R，并将该放电控制信号Reset分别供给至N个积分电路S₁～S_N。控制部40将保持控制信号Hold输出至保持用配线L_H，并将该保持控制信号Hold分别供给至N个保持电路H₁～H_N。控制部40将初始化控制信号Init输出至初始化用配线L_I，并将该初始化控制信号Init分别供给至N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N。

图2是本实施方式所涉及的固体摄像装置1所含的像素部P_m，n、积分电路S_n、保持电路H_n以及初始化用开关SW_I，n各自的电路图。此处，表示像素部P_m，n的电路图来代表M×N个像素部P_I，1～P_M，N，表示积分电路S_n的电路图来代表N个积分电路S₁～S_N，表示保持电路H_n的电路图来代表N个保持电路H₁～H_N，另外，表示初始化用开关SW_I，n来代表N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N。即表示与第m行第n列的像素部P_m，n以及第n列读取用配线L_O，n相关的电路部分。

像素部P_m，n包括光电二极管PD以及读取用开关SW₁。光电二极管PD的阳极端子接地，光电二极管PD的阴极端子经由读取用开关SW₁而与第n列读取用配线L_O，n连接。光电二极管PD产生与入射光强度相应的量的电荷，并将该产生的电荷存储于接合电容部中。读取用开关SW₁从控制部40被供给通过第m行选择用配线L_V，m的第m行选择控制信号。第m行选择控制信号对受光部10中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关SW₁的开闭动作进行指示。

在该像素部P_m，n中，在第m行选择控制信号Vsel(m)为低电平时，读取用开关SW₁打开，而使产生于光电二极管PD中的电荷不输出至第n列读取用配线L_O，n中，而是存储于接合电容部中。另一方面，在第m行选择控制信号Vsel(m)为高电平时，读取用开关SW₁闭合，而使至此为止产生于光电二极管PD中且存储于接合电容部中的电荷经由读取用开关SW₁，而被输出至第n列读取用配线L_O，n。

第n列读取用配线L_O，n与受光部10中的第n列的M个像素部P_1，n～P_M，n各自所包含的读取用开关SW₁连接。第n列读取用配线L_O，n将M个像素部P_1，n～P_M，n中的任一像素部所含的光电二极管PD中产生的电荷经由该像素部所含的读取用开关SW₁而进行读取，并传送至积分电路S_n。

积分电路S_n包括放大器A₂、积分用电容元件C₂以及放电用开关SW₂。积分用电容元件C₂以及放电用开关SW₂相互并联连接，且被设置于放大器A₂的输入端子与输出端子之间。放大器A₂的输入端子与第n列读取用配线L_O，n连接。放电用开关SW₂从控制部40被供给经由放电用配线L_R的放电控制信号Reset。放电控制信号Reset对N个积分电路S₁～S_N各自所包含的放电用开关SW₂的开闭动作进行指示。

在该积分电路S_n中，在放电控制信号Reset为高电平时，放电用开关SW₂闭合，而使积分用电容元件C₂进行放电，使得从积分电路S_n输出的电压值被初始化。在放电控制信号Reset为低电平时，放电用开关SW₂打开，而使输入至输入端的电荷存储于积分用电容元件C₂中，使得与该存储电荷量相应的电压值从积分电路S_n输出。

保持电路H_n包含输入用开关SW₃₁、输出用开关SW₃₂以及保持用电容元件C₃。保持用电容元件C₃的一端接地。保持用电容元件C₃的另一端经由输入用开关SW₃₁而与积分电路S_n的输出端连接，并经由输出用开关SW₃₂而与电压输出用配线L_out连接。输入用开关SW₃₁从控制部40被供给经由保持用配线L_H的保持控制信号Hold。保持控制信号Hold对N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输入用开关SW₃₁的开闭动作进行指示。输出用开关SW₃₂从控制部40被供给经由第n列选择用配线L_H，n的第n列选择控制信号Hsel(n)。第n列选择控制信号Hsel(n)对保持电路H_n所包含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示。

在该保持电路H_n中，在保持控制信号Hold由高电平转为低电平时，输入用开关SW₃₁由闭合状态转为打开状态，此时被输入至输入端的电压值被保持于保持用电容元件C₃中。另外，在第n列选择控制信号Hsel(n)为高电平时，输出用开关SW₃₂闭合，而使保持于保持用电容元件C₃中的电压值输出至电压输出用配线L_out。

初始化用开关SW_I，n的一端与读取用配线L_O，n连接，初始化用开关SW_I，n的另一端与电压供给用配线L_in连接。初始化用开关SW_I，n从控制部40被供给经由初始化用配线L_I的初始化控制信号Init。初始化控制信号Init对N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N各自的开闭动作进行指示。

电压供给用配线L_in经由初始化用开关SW_I，n而与读取用配线L_O，n连接，以向读取用配线L_O，n供给规定的电压值V_in。将该电压值V_in设为在被供给至各像素部P_m，n所含的光电二极管PD的阴极端子之时能够使该光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化的值。

控制部40在输出与受光部10中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自的受光强度相对应的电压值时，通过放电控制信号Reset进行指示，使N个积分电路S₁～S_N各自所包含的放电用开关SW₂暂时闭合后再打开，然后，通过第m行选择控制信号Vsel(m)进行指示，使受光部10中的第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关SW₁在整个第1期间内闭合。控制部40在该第1期间内，通过保持控制信号Hold进行指示，使N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输入用开关SW₃₁由闭合状态转为打开状态，然后，通过初始化控制信号Init进行指示，使N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别在整个第2期间内闭合。然后，控制部40在第1期间之后，通过列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)进行指示，使N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输出用开关SW₃₂依次仅在一定期间内闭合。控制部40对各行依次进行如上所述的控制。

其次，对本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作进行说明。在本实施方式所涉及的固体摄像装置1中，在控制部40的控制下，M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)、N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)、放电控制信号Reset、保持控制信号Hold以及初始化控制信号Init分别按照规定的时序进行电平变化，从而能够对入射至受光面10的光的像进行拍摄。

图3是对本实施方式所涉及的固体摄像装置1的动作进行说明的时序图。在该图中，自上而下依次表示：(a)放电控制信号Reset，其对N个积分电路S₁～S_N各自所包含的放电用开关SW₂的开闭动作进行指示；(b)第1行选择控制信号Vsel(1)，其对受光部10中的第1行的N个像素部P_1，1～P_1，N各自所包含的读取用开关SW₁的开闭动作进行指示；(c)第2行选择控制信号Vsel(2)，其对受光部10中的第2行的N个像素部P_2，1～P_2，N各自所包含的读取用开关SW₁的开闭动作进行指示；(d)保持控制信号Hold，其对N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输入用开关SW₃₁的开闭动作进行指示；以及(e)初始化控制信号Init，其对N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N各自的开闭动作进行指示。

另外，在该图中，进而接着依次表示：(f)第1列选择控制信号Hsel(1)，其对保持电路H₁所含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示；(g)第2列选择控制信号Hsel(2)，其对保持电路H₂所含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示；(h)第3列选择控制信号Hsel(3)，其对保持电路H₃所含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示；(i)第n列选择控制信号Hsel(n)，其对保持电路H_n所含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示；以及(j)第N列选择控制信号Hsel(N)，其对保持电路H_N所含的输出用开关SW₃₂的开闭动作进行指示。

对第1行的N个像素部P_1，1～P_1，N各自所包含的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部中的电荷，以下述方式进行读取。在时刻t₁₀前，使M个行选择控制信号Vsel(1)～Vsel(M)、N个列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)、放电控制信号Reset、保持控制信号Hold以及初始化控制信号Init分别为低电平。

在从时刻t₁₀至时刻t₁₁的期间，从控制部40输出至放电用配线L_R的放电控制信号Reset为高电平，由此，在N个积分电路S₁～S_N各自中，放电用开关SW₂闭合，使得积分用电容元件C₂进行放电。另外，在时刻t₁₁之后的从时刻t₁₂至时刻t₁₇的第1期间，从控制部40输出至第1行选择用配线L_V，1的第1行选择控制信号Vsel(1)为高电平，由此，受光部10中的第1行的N个像素部P_1，1～P_1，N各自所包含的读取用开关SW₁闭合。

在该第1期间(t₁₂～t₁₇)，在从时刻t₁₃至时刻t₁₄的期间，从控制部40输出至保持用配线L_H的保持控制信号Hold为高电平，由此，在N个保持电路H₁～H_N各自中输入用开关SW₃₁闭合。另外，在时刻t₁₄之后的从时刻t₁₅至时刻t₁₆的第2期间，从控制部40输出至初始化用配线L_I的初始化控制信号Init为高电平，由此，N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别闭合。

在第1期间(t₁₂～t₁₇)内，第1行的各像素部P_1，n所含的读取用开关SW₁闭合，各积分电路S_n的放电用开关SW₂打开，因此至此为止产生于各像素部P_1，n的光电二极管PD且存储于接合电容部的电荷，会经由该像素部P_1，n的读取用开关SW₁以及第n列读取用配线L_O，n而被传送并存储于积分电路S_n的积分用电容元件C₂中。然后，从积分电路S_n的输出端输出与各积分电路S_n的积分用电容元件C₂中所存储的电荷的量相对应的电压值。

在该第1期间(t₁₂～t₁₇)内的时刻t₁₄，使保持控制信号Hold由高电平转换为低电平，从而在N个保持电路H₁～H_N各自中，输入用开关SW₃₁由闭合状态转为打开状态，此时将从积分电路S_n的输出端输出并输入至保持电路H_n的输入端的电压值保持于保持用电容元件C₃中。

另外，在第1期间(t₁₂～t₁₇)内的第2期间(t₁₅～t₁₆)，N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别闭合，从而被输入至电压供给用配线L_in的电压值V_in经由初始化用开关SW_I，n、读取用配线L_O，n以及像素部P_1，n的读取用开关SW₁，而被供给至像素部P_1，n的光电二极管PD的阴极端子。

继而，在第1期间(t₁₂～t₁₇)之后，从控制部40输出至列选择用配线L_H，1～L_H，N的列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)依次仅在一定期间内变为高电平，由此，N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输出用开关SW₃₂依次仅在一定期间内闭合，使得各保持电路H_n的保持用电容元件C₃中所保持的电压值经由输出用开关SW₃₂而依次输出至电压输出用配线L_out。输出至该电压输出用配线L_out的电压值V_out表示第1行的N个像素部P_1，1～P_1，N各自所包含的光电二极管PD中的受光强度。

继而，对第2行的N个像素部P_2，1～P_2，N各自所包含的光电二极管PD中产生且存储于接合电容部的电荷，以如下方式进行读取。

在从时刻t₂₀至时刻t₂₁的期间，从控制部40输出至放电用配线L_R的放电控制信号Reset为高电平，由此，在N个积分电路S₁～S_N各自中，放电用开关SW₂闭合，使得积分用电容元件C₂进行放电。另外，在时刻t₂₁之后的从时刻t₂₂至时刻t₂₇的第1期间，从控制部40输出至第2行选择用配线L_V，2的第2行选择控制信号Vsel(2)为高电平，由此，受光部10中的第2行的N个像素部P_2.1～P_2，N各自所包含的读取用开关SW₁闭合。

在该第1期间((t₂₂～t₂₇)内，在从时刻t₂₃至时刻t₂₄的期间，从控制部40输出至保持用配线L_H的保持控制信号Hold为高电平，由此，在N个保持电路H₁～H_N各自中输入用开关SW₃₁闭合。另外，在时刻t₂₄之后的从时刻t₂₅至时刻t₂₆的第2期间，从控制部40输出至初始化用配线L₁的初始化控制信号Init为高电平，由此，N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别闭合。

继而，在第1期间(t₂₂～t₂₇)之后，从控制部40输出至列选择用配线L_H，1～L_H，N的列选择控制信号Hsel(1)～Hsel(N)依次仅在一定期间内变为高电平，由此，N个保持电路H₁～H_N各自所包含的输出用开关SW₃₂依次仅在一定期间内闭合。以如上方式，将表示第2行的N个像素部P_2，1～P_2，N各自所包含的光电二极管PD中的受光强度的电压值V_out输出至电压输出用配线L_out。

其后，对第3行至第M行进行相同的动作。另外，在针对第M行的动作结束后，再次从第1行开始进行相同的动作。这样，以规定周期重复进行相同的动作，从而使表示受光部10所接收的光的像的二维强度分布的电压值V_out输出至电压输出用配线L_out。

在此，在上述动作例中，在第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关SW₁闭合的第1期间之后，将N个保持电路H₁～H_N各自所保持的电压值依次输出至电压输出用配线L_out。然而，将各保持电路H_n中所保持的电压值输出至电压输出用配线L_out的输出动作，可以在通过保持控制信号Hold由高电平转为低电平而使积分电路Sn的输出电压值保持于保持电路H_n之后进行，也可以在N个初始化用开关SW_I，I～SW_I，N分别闭合的第2期间内进行。

但是，在第m行的N个像素部P_m，1～P_m，N各自所包含的读取用开关SW₁闭合的第1期间内，产生于第m行的各像素部P_m，n的光电二极管PD中且存储于接合电容部中的电荷，会经由该像素部P_m，n的读取用开关SW₁以及第n列读取用配线L_O，n，而被传送至积分电路S_n的积分用电容元件C₂。此时，第m行的各像素部P_m，n的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷被初始化。

然而，在某一第n列读取用配线L_O，n在中途位置产生断线的情况下，该第n列的M个像素部P_1，n～P_M，n中的位于相对于积分电路S_n更远离断线位置处的像素部未与积分电路S_n连接，而无法将电荷传送至积分电路S_n中，因此无法通过该电荷传送而使光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化。在如此状态下，该像素部中与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷，被存储于该光电二极管的接合电容部中，当超过饱和电平时，则会溢出至相邻两边的列的像素部，使得连续3列的像素部中产生缺陷线。

因此，本实施方式中，在第1期间内，在通过保持电路H_n来保持各积分电路S_n的输出电压值之后的第2期间内，N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N分别闭合，从而使得输入至电压供给用配线L_in的电压值V_in经由初始化用开关SW_I，n、读取用配线L_O，n以及像素部P_m，n的读取用开关SW₁，而被供给至像素部P_m，n的光电二极管PD的阴极端子。然后，将供给至该光电二极管PD的阴极端子的电压值V_in设为能够使各像素部P_m，n所含的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化的值。

由此，在位于相对于积分电路S_n更远离断线位置处的像素部中，也能够使光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化。因此，能够避免该像素部中与光入射相对应而产生于光电二极管中的电荷溢出至相邻两边的列的像素部，也可避免连续3列的像素部中产生缺陷线。即在与受光部10的某一列的像素部连接的读取用配线出现断线的情况下，可避免对邻接列的像素部造成影响。并且，即使产生1条缺陷线，由于相邻两边均为正常线，因而仍能够使用该相邻两边的正常线的各像素数据来内推缺陷线的像素数据。

优选，将本实施方式所涉及的固体摄像装置1在基板上集成化。即优选将包括M×N个像素部P_1，1～P_M，N的受光部10、包括N个初始化用开关SW_I，1～SW_I，N的初始化部30、行选择用配线L_V，1～L_V，M、读取用配线L_O，1～L_O，N、初始化用配线L₁以及电压供给用配线V_in，在半导体基板上集成化。另外，优选也将包括N个积分电路S₁～S_N以及N个保持电路H₁～H_N的信号读取部20、放电用配线L_R、保持用配线L_H、列选择用配线L_H，1～L_H，N以及电压输出用配线L_out，在同一基板上集成化。控制部40可以与该基板分开而单独设置，但优选在同一基板上集成化。

此时，为了降低电压供给用配线L_in断线的危险性而进一步确保上述效果，优选，电压供给用配线L_in粗于各读取用配线L_O，n。一般来说，通过减小积分电路S_n所含的放大器A₂的输入电容来减少噪声，因而优选与放大器A₂的输入端子连接的读取用配线L_O，n的宽度尽可能窄，例如设为1μm。另一方面，当从像素部P_m，n向积分电路S_n传送电荷时，初始化用开关SW_I，n打开，因而电压供给用配线L_in与读取用配线L_O，n分离。因此，电压供给用配线L_in的宽度即使较粗也无妨，例如可设为5μm～10μm左右。通过增大电压供给用配线L_in的宽度，可使得电压供给用配线L_in难以产生断线，并且能够在初始化用开关SW_I，n闭合时，抑制供给至像素部P_m，n的光电二极管PD的阴极端子的电压值V_in的降低。

在此，预先对本实施方式所涉及的固体摄像装置1与专利文献2中记载的固体摄像装置的不同进行说明。在专利文献2的图2、图3所示的固体摄像装置中，二维排列有包含信号传送晶体管41、光电二极管42以及重置晶体管43的传感器单元2-11～2-44，第n列的传感器单元2-1n～2-4n的光电二极管42经由信号传送晶体管41而与垂直信号线5-n连接，垂直信号5-n的第1端经由传送晶体管6-n而与保持电容7-n的一端连接，且垂直信号线5-n的第2端与重置电路1-n的一端连接。

与该专利文献2的图2所示的固体摄像装置中的重置电路1-n相比，本实施方式所涉及的固体摄像装置1中的初始化用开关SW_I，n在相对于读取用配线L_O，n(垂直信号线5-n)而设于信号读取部20(传送晶体管6-n以及保持电容7-n等)的连接侧的相反侧的方面可以说是相同的，但是如以下说明，其目的不同，动作也不同。

关于专利文献2的图2所示的固体摄像装置中的重置电路1-n的目的以及动作，在专利文献2的第[0026]段、第[0027]段中记载为：“在各行的读取(更详细而言，选择信号线的启动)之前，将对由MOS(MetalOxide Semiconductor，金属氧化物半导体)晶体管等所构成的重置电路1(1-1、1-2、1-3、1-4)进行控制的垂直重置信号VRST设为启动电平(H电平)，并且将对由MOS晶体管等所构成的传送晶体管6(6-1、6-2、6-3、6-4)进行控制的传送信号线TRAN设为启动电平(H电平)，从而对垂直信号线5(5-1、5-2、5-3、5-4)以及保持电容7(7-1、7-2、7-3、7-4)进行重置。若选择信号线(例如，3-1)变为启动电平，传送晶体管41(参照图3)接通(ON)，则可通过传感器单元(例如，2-11、2-12、2-13、2-14)来驱动垂直信号线5(5-1、5-2、5-3、5-4)，以将电压信号传送至垂直信号线5”。

即在本实施方式所涉及的固体摄像装置1中，为了使像素部P_m n所含的光电二极管PD的接合电容部的存储电荷初始化，而设置有初始化用开关SW_I，n，而与此相对，专利文献2记载的固体摄像装置中，为了对垂直信号线5-n的寄生电容以及保持电容7-n各自中的存储电荷进行重置，而设置有重置电路1-n，因而两者在设置初始化用开关SW_I，n(重置电路1-n)的目的方面存在不同。另外，本实施方式所涉及的固体摄像装置1中，在从各行的像素部读取电荷后，初始化用开关SW_I，n为闭合状态(ON状态)，而与此相对，专利文献2记载的固体摄像装置中，在从各行的传感器单元读取电荷前，重置电路1-n为闭合状态(ON状态)，因而两者在初始化用开关SW_I，n(重置电路1-n)的动作时序方面存在不同。

如上所述，与专利文献2记载的固体摄像装置相比，本实施方式所涉及的固体摄像装置1在设置有初始化用开关SW_I，n(重置电路1-n)的位置方面是相同的，但是在目的方面存在不同，且在动作方面也存在不同。原本在专利文献2中，并未对读取用配线L_O，n(垂直信号线5-n)的断线进行记载或给出相应的技术启示，更未对该断线所造成的影响以及避免影响的对策进行记载或给出相应的技术启示。

Claims

1.一种固体摄像装置，其特征在于：

将M、N设为2以上的整数，m设为1以上M以下的各整数，n设为1以上N以下的各整数，

所述固体摄像装置具备：

受光部，二维排列有M×N个像素部(P_1，1～P_M，N)，该像素部(P_1，1～P_M，N)被排列成M行N列，且该像素部(P_1，1～P_M，N)分别包含有产生与入射光强度相应的量的电荷的光电二极管以及与该光电二极管连接的读取用开关；

第m行选择用配线(L_V，m)，其将第m行选择控制信号供给至该读取用开关，所述第m行选择控制信号对所述受光部中的第m行的N个像素部(P_m，1～P_m，N)各自所包含的读取用开关的开闭动作进行指示；

读取用配线(L_O，n)，其与所述受光部中的第n列的M个像素部(P_1，n～P_M，n)各自所包含的读取用开关连接，且在第1端与第2端之间延伸，并且经由该像素部所包含的读取用开关而读取所述M个像素部(P_1，n～P_M，n)中的任一个像素部所包含的光电二极管中产生的电荷；

积分电路(S_n)，其具有与所述读取用配线(L_O，n)的第1端连接的输入端，且包含积分用电容元件以及放电用开关，并在所述放电用开关闭合时，使所述积分用电容元件放电，而在所述放电用开关打开时，使输入至所述输入端的电荷存储于所述积分用电容元件中，并从输出端输出与所述积分用电容元件的存储电荷量相应的电压值；

放电用配线，其将对所述积分电路(S₁～S_N)各自所包含的放电用开关的开闭动作进行指示的放电控制信号供给至该放电用开关；

保持电路(H_n)，其具有与所述积分电路(S_n)的输出端连接的输入端，且包含输入用开关、保持用电容元件以及输出用开关，并在所述输入用开关由闭合状态转换为打开状态时，将输入至所述输入端的电压值保持于所述保持用电容元件中，而在所述输出用开关闭合时，输出保持于所述保持用电容元件中的电压值；

保持用配线，其将对所述保持电路(H₁～H_N)各自所包含的输入用开关的开闭动作进行指示的保持控制信号供给至该输入用开关；

初始化用开关(SW_I，n)，其与所述读取用配线(L_O，n)的第2端连接；

初始化用配线，其将对所述初始化用开关(SW_I，1～SW_I，N)各自的开闭动作进行指示的初始化控制信号分别供给至所述初始化用开关(SW_I，1～SW_I，N)；

电压供给用配线，其经由所述初始化用开关(SW_I，n)而与所述读取用配线(L_O，n)连接，并向所述读取用配线(L_O，n)供给规定电压值；以及

控制部，其将所述第m行选择控制信号输出至所述第m行选择用配线(L_V，m)，将所述放电控制信号输出至所述放电用配线，将所述保持控制信号输出至所述保持用配线，并且将所述初始化控制信号输出至所述初始化用配线，

所述控制部为：

通过所述放电控制信号进行指示，使所述积分电路(S₁～S_N)各自所包含的放电用开关暂时闭合后再打开，之后，

通过所述第m行选择控制信号进行指示，使所述受光部中的第m行的N个像素部(P_m，1～P_m，N)各自所包含的读取用开关在整个第1期间内闭合，

在该第1期间内，通过所述保持控制信号进行指示，使所述保持电路(H₁～H_N)各自所包含的输入用开关由闭合状态转为打开状态，之后，通过所述初始化控制信号进行指示，使所述初始化用开关(SW_I，1～SW_I，N)分别在整个第2期间内闭合。

2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，

将所述受光部、所述初始化用开关(SW_I，1～SW_I，N)、所述行选择用配线(L_V，1～L_V，M)、所述读取用配线(L_O，1～L_O，N)、所述初始化用配线以及所述电压供给用配线在基板上集成化，

所述电压供给用配线粗于所述读取用配线(L_O，n)。