TW200524412A - Solid state imaging device and camera system using the same - Google Patents

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Description

200524412 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係彳體照相裝置及照相機I统，特別有關以 MOS型固體照相t置為代表之χ_γ位址型固體照相裝置及 將此作為照相裝置使用之照相機系統。 【先前技術】 X-Υ位址型固體照相裝置係以作為例如：M〇s型固體照 相裝置，單位像素由3電晶體組成，此單位像素多數排列 成行列狀之構成者而為人所知。 此情況之單位像素之構成表示於圖丨。由同圖可知，單 位像素1〇〇具有光二極體（PD)101、傳輸電晶體1〇2、放大 電晶體103及重設電晶體1〇4。 於採用上述像素構成之MOS型固體照相裝置進行一種動 作，其係列之非選擇期間，由汲極線1〇5經由重設電晶體 i〇4而將浮動節點N101之電位設定在低位準（以下記為[位 準），選擇列時’將浮動節點川01之電位設定在高位準（以 下記為Η位準）者。 於此類MOS型固體照相裝置，重設電晶體1〇4使用耗盡 型。此係為了於重設電晶體104開啟時，使成為像素部之 電源之汲極電壓與浮動節點Ν101之電位沒有偏差地一致。 因此，重設電晶體10W啟時之浮動節點電位係與汲極 線之電位位準一致。作為汲極線之電位位準，具體而言係 例如：專利文獻1，Η位準為電源電位VDD，L位準為 0·4〜0_7 V(L位準為〇 V亦可）。 94642.doc 200524412 在此，關於浮動節點之電位，針對選擇列及非選擇列分 別考慮。 首先，考慮有關選擇列之動作。 汲極線設定在Η位準之後，依序將重設電晶體、傳輪電 晶體關閉—開啟—關閉，輸出重設相電位及資料相電位， 經由相關雙重取樣（CDS)電路，將此信號之差分作為光信 號輸出。 取得資料相電位之際，若將光二極體之電荷傳輸往浮動 節點，浮動節點電位將下降。 其次’考慮有關非選擇列。 重設電晶體及傳輸電晶體雙方維持關閉狀態，僅汲極線 重複Η位準及L位準之值。 [專利文獻1]特開2002_51263號公報 【發明内容】 然而，於以往之MOS型固體照相裝置，由於重設電晶體 採用耗盡構造，因此重設電晶體即使於關閉狀態（非選擇 列），浮動郎點電位由於漏電流而上升（臨限值電壓為_ 1 ν 時’浮動節點電位為1 V程度）。 另一方面，於選擇列，相較於重設相之浮動節點電位， 資料相之浮動節點電位變低。此尤其在光量大之情況，電 壓大幅變化（下降），與非選擇列之浮動節點之電位差變 小 0 其結果，雖讀取來自對於非選擇列應設定在高電位之選 擇列之電位信號，但由於此電位差變得不明確，因此來自 94642.doc 200524412 非選擇列之雜訊變大，結果具有明亮取景發生垂直條紋的 問題。 又，同樣起因於重設電晶體採用耗盡構造，由淡極配線 2驅動電路’經由重設電晶體可見浮動節點之電容成分的 影響。汲極配線共同地連接於全像素時，不僅全像素之汲 極配線電容，必須經由重設電晶體將包含浮動節點電容在 内充電，由沒極線之驅動器尺寸的觀點或高速性的觀點來 看均構成問題。 本發明之目的在於提供—種固體照相裝置及將此作為昭 相裝置使用之照相機系統，其係可縮小來自非選擇列之雜 訊，抑止明亮取景發生垂直條紋，而且無須經由重設電晶 體將包含浮動節點電容在内充電，可防止沒極線之驅動器 尺寸增大，確保高速動作者。 /為了達成上述目@，本發明之第一觀點之固體照相裝置 係具有形成於照相區域内之複數單位像素ϋ單位像素 具有：光電轉換部，其係按照入射光量產生電荷者；傳輪 電晶體，其係將前述光電轉換部之信號傳輪至浮動節點 者，放大電晶體，其係將前述浮動節點之信號輸出至信號 線者；及重設電晶體，其係重設前述浮㈣點者；且供給 至前述重設電晶體之閘極電極之複數電位之至少ι個為負 電位。 、 本發明之第二觀點之固體照相裝置係具有形成於照相區 域内之複數單位像素，前述單位像素具有：光電轉換部， 其係按照入射光量產生電荷者；傳輸電晶體，其係將前述 94642.doc 200524412 光電轉換部之信號傳輸至浮動節點者；放大電晶體 將前述浮動節點之信號輸出至信號線者；重設電晶體:其 係重設前述洋動節點者；及可將3種以上之電位提供至前 述重設電晶體之閘極電極之手段。 供給至前述重設電晶體之閘極電極之至少3種以 位中，至少1種電位之電壓宜為負電位。 宜具有一種手段’其係可將使前述重設電晶體由開啟狀 '態成為關閉狀態之際之閘極電位，由正的高位準電源電位 經由接地電源電位而設定於負電源電位者。 又’宜於預充電相及資料相之取樣保持之雙方時序，前 述重設電晶體之閘極電位設定於接地電位。 又，此選擇像素之前述重設電晶體之閘極電位設定 地電位之期間，非選擇之像素之重設電晶體之間極電位宜 為負電位。 宜具有處理經由前述信號線輸出之信號之晶片。 本發明之第三觀點之照相機系統’其具有：固體照相裝 其係單位像素具有：光電轉換部，其係按照入射光量 二電祷者；傳輸電晶體，其係將前述光電轉換部之信號 ::動節點者；放大電晶體，其係將前述浮動節點之 :就：出至信號線者；及重設電晶體，其係 且i、給至珂述重設電晶體之閘極電極之 :二個為負電位；光學系統，其係將入射光導引至前 -辻口：相1置之照相部者；及信號處理電路，其係處理 别述固體照相裝置之輸出信號者。 94642.doc -10- 200524412 / :第四觀點之照相機系統，其具有··固體照相裝 :^單位像素具有··光電轉換部，其係按照入射光量 奎—I冑輸電晶體，其係將前述光電轉換部之信號 傳輸至浮動節點者； ♦曰 ^ ^ + 现Α电日日體，其係將前述浮動節點之 #號輸出至信號線去· ,. 、、’，重5又電晶體，其係重設前述浮動節 點者；及可將3種以 ^ ^ 上之電位如供至前述重設電晶體之閘 極電極之手段去· ^ Λ 者，先學糸統，其係將入射光導引至前述固 體相裝置之照相部者· ^ ^ 丨者，及“唬處理電路，其係處理前述 固體照相裝置之輸出信號者。 根據本發明，將負電位施加於非選擇時之重設電晶體之 閘極電極。 <藉此’共同沒極電極之上升時間不會受到經由耗盡型重 叹電晶體之浮動節點電容之影響。 又，根據本發明，由電源電位、接地電位、負電源電位 之3值控制重設電晶體之閘極電壓。 、例如：用以取代使閘極電位直接由電源電位變化成負電 源電位’將開啟―關閉重設電晶體時之閘極電極之電壓， 從電源電位-度保持在接地電位，於接地電位一度進行充 放電之後，將電位設定於負電源電位。 又 [發明效果] 根據本發明，可縮小來自非選擇列之雜訊，抑 景發生垂直條紋。 〜 又，具有無須經由重設電晶體將包含浮動節點電容在内 充電，可防止汲極線之驅動器尺寸增大，確保高速動作的 94642.doc 200524412 優點。 【實施方式】 以下’參考圖式詳細說明本發明之實施型態。 圖2係表示有關本發明一實施型態之例如：m〇s型固體 照相裝置之構成例之電路圖。再者，sM〇s型固體照相裝 置，多數單位像素排列成行列狀，但在此為了簡化圖式: 作為2列χ2行之像素排列而描繪。 於Q 2除了形成光電轉換部之例如：光二極體11以 外，單位像素1〇成為具有傳輸電晶體12、放大電晶體13及 重設電晶體14之3個N型MOS電晶體之3電晶體構成。 於此像素構成，光二極體u係將入射光光電轉換成按照 其光量之電荷量之信號電荷（例如··電子）而儲存。 傳輸電晶體12連接於光二極體丨丨之陰極與浮動節點Nu 之間，閘極連接於垂直選擇線21，具有將藉由導通（開啟） 而儲存於光二極體Η之信號電荷傳輸至浮動節點Nn之機 能。 ' 放大電晶體13連接於垂直信號線22與電源Vdd之間，閘 極連接於浮動節點Nil，具有將浮動節點Nu之電位輸出 至垂直is號線2 2之機能。 重設電晶體14係分別汲極（一方主電極）連接於汲極線（配 線）23，源極（另一方主電極）連接於浮動節點Nu，閘極連 接於重設線24，具有重設浮動節點n 11之電位之機能。 於此單位像素10排列成行列狀之像素區域（照相區域）， 垂直選擇線21、汲極線23及重設線24之3條線係對於像素 94642.doc -12- 200524412 排列之各列，配線於水平（Η)方向（圖之左右方向），垂直信 號線22係對於各行，配線於垂直（V)方向（圖之上下方向）。 而且，垂直選擇線21、汲極線23及重設線24係由構成垂 直驅動電路（VDRV)之V偏移暫存器（VSFR)25所驅動。 垂直選擇線21及重設線24係於輸出V偏移暫存器25之垂 直選擇脈衝T及重設脈衝R之各輸出端，直接連接於各列。 汲極線23係對於V偏移暫存器25之重設電壓輸出端，經由P 型MOS電晶體26而連接於各列。p型MOS電晶體26之閘極 係接地。 於本貫施型態，V偏移暫存器25藉由經由汲極線23，以3 值（4值以上亦可）驅動重設電晶體丨4，以便於選擇列及非選 擇列之浮動節點ND11之電位設置電位差，使2個選擇列與 非選擇列之動作明確。 例如·於本實施型態，供給至重設電晶體丨4之閘極電極 之電位之一至少為負電位。 又，例如· V偏移暫存器25係供給至重設電晶體丨4之閘 籲 極電極之至少3種以上之電位中之至少丨種電位之電壓作為 負電位而供給。 、又V偏移暫存器25可將使重設電晶體14由開啟狀態成 為關閉狀悲之際之閘極電位，從正的高位準電源電位經由 接地電源電位，設定於負電源電位。 雔 於本實施型怨，於預充電相及資料相之取樣保持之 又方時序，重设電晶體14之閘極電位設定於接地電位。 V偏移暫存裔25係選擇像素之重設電晶體μ之閘 94642.doc -13- 200524412 極電位設定於接地電位之期間，非選擇之像素之重設電晶 體14之閘極電位為負電位。 關於此重設電晶體14之驅動動作，之後進一步詳述。 於上述像素區域之垂直方向（圖中之上下方向）之一方 側，N型MOS電晶體所組成之負載電晶體27係在各列連接 於垂直信號線22之一端與接地之間。此負載電晶體”係其 閘極連接於負載（Load)線28，發揮穩流源的作用。 於像素電極之垂直方向之另一方側，N型M0S電晶體所 組成之取樣保持（SH)開關29之一端（一方主電極）連接於垂 直信號線22之另一端。此取樣保持開關29之控制端（閘極） 連接於SH線30。 取樣保持（SH)/CDS(C〇rrelated Double Sampling··相關 雙重取樣）電路3 1之輸入端連接於取樣保持開關29之另一 端（另一方主電極）。 取樣保持/CDS電路31係將垂直信號線22之電位〜匕取 樣’進行相關雙重取樣（CDS)之電路。 在此，作為相關雙重取樣，其係指以時間序列輸入之2 個電壓信號取樣，並將其差分輸出之處理。 N型MOS電晶體所組成之水平選擇開_連接於取樣保 持/CDS電路31之輸出端與水平信號線32之間。 自構成水平驅動電路（HDRV)之H偏移暫存器（hsfr)34， 於水平掃描時依序輸出之水平掃描脈衝h(hi，H2，…）係賦 予此水平選擇開關33之控制端（閘極）。 賦予水平掃描脈衝Η ’開啟水平選擇開關33，以便在取 94642.doc •14- 200524412 樣保持/CDS電路31進行相關雙重取樣（CDS)之信號，經由 水平選擇開關33讀出至水平信號線32。 此讀出之信號Hsig係經由連接於水平信號線35之一端之 輸出放大器35，從輸出端子36作為輸出信號Vout而導出。 以下，包含與以往電路之比較，說明本實施型態之重設 電晶體14之驅動電位（閘極電位）之數種設定方法及其等之 效果。 (設定方法1) 於此設定方法，可於非選擇時之重設電晶體14之閘極電 極施加負電位，以解決以往之課題。 圖3(A)〜（G)及圖4(A)〜（G)係表示以VRST+(正側）及 VRST-(負側）之2值使重設電晶體之閘極電壓動作時之選擇 列及非選擇列之重設電晶體之閘極電位（RST線）V24、傳輸 電晶體12之閘極電位（TR線）V21、共同汲極電源電位 V23、浮動節點電位VN11之圖。 圖3(A)〜（G)係表示以VRST+(正側）使重設電晶體之閘極 電壓動作之情況，圖4(A)〜(G)係表示以VRST-(負側）之2值 使有關本實施型態之重設電晶體之閘極電壓動作之情況。 又，為了比較，於圖中亦一併表示如同以往（將重設電 晶體之閘極電壓以VRST+(正側）及VRST0(0電位））之2值動 作之浮動節點電位。 於以往電路，如圖3(A)〜(G)所示，受到經由耗盡型之重 設電晶體14之浮動節點電容的影響，共同汲極電源之上升 時間11成為長時間。 94642.doc -15- 200524412 之方法，如圖4(A)〜圖 晶體14之情況，經由該 然而，若根據有關本實施型態 4 ( G )所示’即使採用耗盡型重設電 重設電晶體14之電性連接限制在較小。 且汲極電源 晶片尺寸小 因此，共同汲極電源之上升時間tl變短，而 之驅動器尺寸變小。藉此，可實現高速動作及 型化。 又’於以往電路，如圖3(A)〜(G)所示，非選擇列之浮動 節點電位由於經由耗盡型重設電晶體之漏電之影鲤，受到 共同没極電源之影響，於資料相之取樣時間上升:朝向選 擇列與非選擇列之電位差變小的方向作用。 然而，若根據有關本實施型態之方法，如圖4(a)〜⑹， 由於抑制經由耗盡型重設電晶體14之電性結合，因此非選 擇列之浮動節點電心會㈣共㈣極線之電位而變動 (上升）。 因此’於資料相之取樣時序，可使選擇列與非選擇列之 浮動節點電位之差異明確化。 其結果，於光量大時，亦可抑制飽和垂直條紋的發生。 (設定方法2) 於此方法，搭載以電源電位（例如·· 3 V)、接地電位⑴v)、 負電源電位（例如：]v)之3值控制重設電晶體14之閉極電 壓之機能，可解決以往之課題。 ,、J述力M〇S型固體照相裝置，使用耗盡型作為重設 電曰曰體ϋ此具有在重設電晶體開啟時，可減低其重設偏 差的優點。 94642.doc 200524412 另-方面’此時’由第_、非選擇列與選擇列之浮動節 點電位之差異不明心第二、共同沒極電源的立場來看， 具有咼速性及晶片尺寸的問題。 因此’於本實施型態，將非選擇列之重設電晶體之“立 準電位設定在負電位。 為了將負電位供給MOS型固體照相裝置，可考慮由外部 電源供給的方法及以内部電路產生負電位的方法等2種。 相較於以往之重設電晶體之閘極之振幅（電源電位及接 地電位之振幅），採用藉由上述方法之負電位時，由^ 振幅變大’因此電路之充放電電荷量大，唯恐對於各電: 產生電路（或電源）造成負擔。 又，因此於内部產生負雷位夕兩 貝电位之电路，必須增大相當於振 幅部分之電荷供給能力，因此晶片尺寸變大。 、 特別是在内部電路產生之倉雷、、原+ $ ^ Μ ^源之情況，電路雜訊重疊 於產生電路。負電源電位之供給對 且 奵冢之重设電晶體14之閘 極係與浮動節點Nil電容結合， U此負電源電位之變 樣成為感測雜訊而出現。 邓尽 為了解決此等問題，於本實施型態，搭 (例如：3T接地電位(”)、負電源電位(例如：二 3值控制重设電晶體14之閘極電壓之機能。 例如··如圖5(A)〜+，μ & + ⑼所不’關於電荷供給能 藉由將重設電晶體14之閘極雷仞、隹>， 1 ^ 5 之閣柽私位進仃3值驅動， 電源產生電路之負擔。 J 氏負 至此，將重設電晶體開啟— 關閉之際之閘極 電極之電壓 94642.doc -17- 200524412 係使閘極電位由電源電壓直接變化成負電源電位。 藉由實現有關本實施型態之3值驅動機能，搭載由電源 電位一度保持在接地電位，於接地電位一度進行充放電之 後’設定在負電源電位之機能，可解決先前問題。 簡單而言，電源電位為3 V，使接地電位為〇 v，負電源 電源為-1 V，則可獲得以下效果。 於以往由電源電位直接將電麼變化成負€源電位時，若 電路電容為C[F]的話，其充放電電荷量為q=c(vi_v2) = 4C，於負電源產生電路產生4c的負擔。 另方面’於一度、經由接地電位之情況，由於負電源產 生電路脫出所需之電位差為i V，因此充放電電荷量成為 1 c，減低至以往方法之4分之J之負擔。 又，於内部電路產味| 生之負電源之情況，電路雜訊重疊於 產生電路。負電源電位之供认 .^ η ^ ^ &仏給對象之重設電晶體14之閘極 係與浮動節點Ν11雷交έ士人 m 、、、 冤谷、、、〇 a，因此負電源電位之變動原樣 成為感測雜訊而出現。 然而，對於以内部雷敗姦 路產生之負電源電位之變動，接 電位之電位變動小。 利用此，例如：如圖6(A)〜(G)所示，於選擇列，在預 料相之取樣保持期間，將重設電晶體之閘極電 妒政固：於接地包位(非選擇列之重設電晶體之閘極電 始終固定於負電位）。 电 藉此’對於負電位之變 供认負桷、$你 文化-人數變少，因此不僅負電荷 仏'、、口員擔減低，並且 J負電源產生電路之電位變動所 94642.doc 200524412 成之浮動節點電位之電容結合性之變動。 ，广’使重設間極選擇列為〇 V，非選擇列為負電位， 4擇列與非選擇列之浮動節點電位勢必附有某程度的差， 因此即使於明亮取景，亦可防止垂直條紋。 〜⑹所示’若藉由複合與圖5(A卜⑹ %方去及與圖6⑷〜⑹關連之方法，亦即複合於關閉 重設電晶體14之際，經由接地位準⑼使成為負電位之方法 及使取樣保持之時序為接地位準之方法之驅動，將進一步 同時獲得2種效果。 其次’說明有關上述構成之本實施型§之刪型固體照 相裝置之動作例。在此，著眼於圖2左下之像素說明，舉 例採用以電源電位(例如：3 ν)、接地電位(〇 ν)、負電極 电位（例如1 V)之3值控制重設電晶體14之閘極電壓之情 況作為一例說明。 百先，非選擇時，浮動節點N11之電位為0·5 V，此時， 由V偏移暫存裔25輸出例如：3.〇 V之電源電壓Vdd作為重 。又黾/2 B 1 /及極線23之電位亦成為電源電壓从如。 賦予負載線28之負載（L0ad)信號例如為1〇 v，其次由 V偏移暫存器25輸出Η位準之重設信號^。如此的話，由 於重設電晶體14導通，因此浮動節點Nu經由重設電晶體 14而與汲極線23連接，其電位重設在以重設電晶體14之通 道電壓所決定之Η位準，例如·· 2·5 v。藉此，放大電晶體 13之閘極電位亦成為2.5 V。 垂直k號線22之電位Vsigl係藉由連接於垂直信號線22 94642.doc -19- 200524412 之複數像素之放大電晶體中之閘極電壓最高者所決定，其 結果，藉由浮動節點NU之電位決定垂直信號線22之電位 ·
Vsigl。具體而言，放大電晶體13決定負載電晶體”及源 《 極隨耦，其輸出電壓作為像素電位Vsigl而出現於垂直 信號線22上。此時之電位Vsigl成為重設位準之電壓。此 重設位準之電壓經由取樣保持開關2 9而輸入取樣保持/ C D S 電路3 1。
其次，使從V偏移暫存器25輸出之垂直選擇脈衝T1為H 位準。如此的話，傳輸電晶體12導通，以光二極體n進行 光電轉換，將儲存之信號電荷（於本例為電子）傳輸至浮動 即點Nil (讀出）。藉此，放大電晶體13之閘極電位係按照 k光二極體丨丨讀出至浮動節點N1丨之信號電荷之信號量， 朝向負的方向變化，垂直信號線22之電位Vsigl亦按照其 而變化。 此之電位Vsig 1成為本來的信號位準的電壓。此信號 位準之私壓係經由取樣保持開關29而輸入取樣保持電 _ 路3 1。而且，於取樣保持/CDS電路3 1，取得先前之重設位 準之電壓與本次之信號位準之電壓之差分，進行保持此差 分電壓之處理。 其夂’使由V偏移暫存器25所輸出之重設電壓B1為〇 v。 此日$ ’經由汲極線23而賦予像素1 〇之重設電壓b 1，並非〇 v， 而是以？型^103電晶體之通道電壓所決定，成為例如·· 〇·5 v。 於該狀態，若由V偏移暫存器25輸出Η位準之重設信號 R1 ’由於重設電晶體14導通，因此浮動節點N1丨經由重設 94642.doc -20- 200524412 電晶體14而連接於汲極線23，其電位成為汲極線23之電 位，亦即0·5 V，像素1〇回復到非選擇狀態。 此呀，於重设電晶體14之閘極，經由重設線24將重設電 晶體14開啟—關閉之際，並非將閘極電位直接由電源電位 3 V變化成負電源電位，而是從電源電位—度保持於接地 電位〇 V，於接地電位__度進行充放電之後，⑥負電源電 位設定電位-1 V。藉此，負電源產生電路脫出所需之電位 差成為1 V，充放電電荷量變少，電路負擔減低。 於此非選擇狀態，浮動節點隨之電位不是0 V而是〇.5 V， 口此防止電子經由傳輸電晶體i 2而漏茂至光二極體11。在 此:浮動節點Nil之電位成為〇5 v係藉由連接於v偏移暫 存器25之重設電壓輪出端與沒極線23之間之？型刪電晶 體26之作用。 以上述一連串之動作，同時驅動第1列像素全部，1列分 的信號同時保持（記憶）於取樣保持/CDS電路31。其後，進 "極體11之光電轉換（曝光）及光電子之儲存期間。 务 於此光包儲存期間，H偏移暫存器34開始水平掃 描動作’依序輸出水平掃描脈衝HI、H2、…。藉此，水 平k擇開關33依序導通，將保持於取樣保持電路^之 信號依序導出至水平信號線32。 一、：=樣動作針對第二列像素進行，第二列像素之像素 〜被貝出之後，藉由以V偏移暫存器25依序垂直掃 :/讀出所有列的像素信號，而且藉由在各列以Η偏移 曰存器34依序水平掃描，可讀出全像素之信號。 94642.doc -21 - 200524412 如上述，於單位像素10具有傳輸電晶體i2、放大電晶體 13及重設電晶體14之3電晶體構成之m〇s型固體照相裝 置，藉由電源電位（例如：3 v)、接地電位（例如：〇 V)、 負電源電位(例如Ί V)之3值控制重設電晶體14之閑極電 壓，因此可縮小來自非選擇列之雜訊，抑止明亮取景發生 垂直條紋。 又，無須經由重設電晶體將包含浮動節點電容在内充 電，具有可防止没極線之驅動器尺寸增大，確保高速動作 之優點。 圖8係表示有關本發明之照相機系統之構成之概略之區 塊圖。 ° 本照相機系統40之構成具有：照相裝置41 ;將入射光導 引至此照相裝置41之像素區域之光學系統，例如：將入射 光（像光）成像於照相面上之物鏡42 ;驅動照相裝置Μ之驅 動電路43;及處理照相裝置41之輸出信號之信號處理電路 44等。 於此照相機系統，作為照相裝置41係上述實施型態之固 體照相裝置為3電晶體構成，亦即單位像素丨〇除了光二極 體11以外，還具有傳輸電晶體12、放大電晶體似重設電 晶體14’·並且採用M0S型固體照相裝置，其係具有供給至 重設電晶體之閘極電極之電位之一至少為負電位，或者可 將3種以上之電位供給重設電晶體之閘極電極者。 驅動電路43具有時序產生器（未圖示），其係產生包含驅 動圖2之V偏移暫存器25或η偏移暫存器34之開始脈衝或 94642.doc -22- 200524412 時鐘脈衝之各種時成 5 者，應實現如前述之動作例所說 明之驅動而驅動昭 “、、相衷置㈤⑽型固體照相裝置）41。信號 处理龟路44對於m〇s型固體日g w 主u體恥相叙置41之輸出信號v〇ut施 加各種信號處理，並作為影像信號輸出。 右根據本照相機系統，藉由將有關前述實施型態 之MOS型固體照相裝置作為照相裝㈣使用，該刪型固 體…、相虞置可^小來自非選擇列之雜訊，抑止明亮取景發 生垂直條、、文而且無須經由重設電晶體將包含浮動節點在 内充電’具有可防止沒極線之驅動器尺寸增大，確保高速 動作’因此能以小電路規模、低耗電取得高畫質的照相圖 像0 再者，本發明之固體照相裝置可為作為丨晶片形成之固 體照相裝置，或作為複數晶片集合體所形成之模組型固體 照相裝置。作為複數晶片集合體形成之固體照相裝置時， 區分成進行照相之感測晶片、進行數位信號處理之信號處 理晶片等而形成，並且亦可能包含光學系統。 [產業上之利用可能性] 本發明可縮小來自非選擇列之雜訊，抑止明亮取景發生 垂直條紋，而且無須經由重設電晶體將包含浮動節點電容 在内充電，可防止汲極線之驅動器尺寸增大，確保高速動 作’因此可適用於數位相機、攝影機等電子機器。 【圖式簡單說明】 圖1係為了說明先前技術之課題之單位像素之構成圖。 圖2係表示有關本發明一實施型態之例如：MOS型固體 94642.doc -23- 200524412 照相裝置之構成例之電路圖。 圖3係表示以VRST+(正側）使重設電晶體之閉極電壓動 作日守之遠擇列及非選擇列之重設電晶體之間極電位、傳輸 電晶體之閘極電位、共同沒極電源電位、浮動節點電位之 圖。 圖4係表示以VRST+(正側）及VRST_(負側）之2值使重設 電晶體之閘極電㈣作時之選擇列及非選擇列之重設電晶 體之閘極電位、傳輸電晶體之間極電位、共同汲極電源電 位、浮動節點電位之圖。 圖5係為了說明將重設電晶體之閘極電壓進行3值驅動之 方法之圖。 圖6係為了說明將重設電晶體之間極電壓進行3值驅動之 方法之圖’及為了說明一面利用負電位’預充電相及資料 相之取樣保持一面設定於接地電位之方法之圖。 圖7係為了說明將關閉重設電晶體之際之經由接地位準 而成為負電位之方法及使取樣保持之時序為接地位準 法複合之方法之圖。 圖8係表示有關本發明之照相機系統之構成之一例之區 【主要元件符號說明】 10 單位像素 11 光二極體 12 傳輸電晶體 13 放大電晶體 94642.doc -24- 200524412 14 重設電晶體 22 垂直信號線 23 汲極線 24 重設線 25 V偏移暫存器 26 P型MOS電晶體 31 取樣保持/CDS電路 32 水平信號線 34 Η偏移暫存器
94642.doc -25-

Claims (1)

  1. 200524412 十、申請專利範圍： 1 · 一種固體照相裝置，其係具有： 複數單位像素，其形成於照相區域内者； 前述單位像素具有： 光電轉換部，其係按照入射光量產生電荷者； 傳輸電晶體，其係將前述光電轉換部之信號傳輸至浮 動節點者； 放大電晶體，其係將前述浮動節點之信號輸出至信號 線者；及 重設電晶體，其係重設前述浮動節點者； 供給至前述重設電晶體之閘極電極之複數電位之至少 1個為負電位。 2. 一種固體照相裝置，其係 單位像素具有： 光電轉換部，其係按照入射光量產生電荷者； 傳輸電晶體，其係將前述光電轉換部之信號傳輸至浮 動節點者； 放大電晶體，其係將前述浮動節點之信號輸出至信號 線者； 重設電晶體，其係重設前述浮動節點者；及 可將3種以上之電位提供至前述重設電晶體之問極電 極之手段。 3 ·如請求項2之固體照相裝置，其中 供給至前述重設電晶體之 日m <閘極電極之至少3種以上之 94642.doc 200524412 電位中，至少1種電位之電壓為負電位。 4·如請求項3之固體照相裝置，其中 具有可將使前述重設電晶體由開 時之閘極電位，從正的高位 ' ·、、、關閉狀態 電位，設定於負電源電位之手二“位，經由接地電源 5. 如請求項3之固體照相裝置，其申 於預充電相及資料相之取樣保持之雙方時序 设電晶體之閘極電位設定於接地電位。 6.如請求項5之固體照相裝置，其中 選擇像素之前述重設電晶體之閘極電位設定於接 位之期間，非選擇像辛之重 a 、评m m „又電日日體之閘極電位為負電 位。 、 7·如請求項丨之固體照相裝置，其中 具有處理經由前述信號線輸出之信號之晶片。 8 · 一種照相機系統，其係具有： 固體照相裝置，其係具有形成於照相區域内之複數單 位像素者； 前述單位像素具有：光電轉換部，其係按照入射光量 產生電荷者；傳輸電晶體，其係將前述光電轉換部之信 唬傳輸至浮動節點者；放大電晶體，其係將前述浮動節 點之信號輸出至信號線者；及重設電晶體，其係重設前 述浮動節點者；且供給至前述重設電晶體之閘極電極之 複數電位之至少1個為負電位； 光學系統，其係將入射光導引至前述固體照相裝置之 94642.doc 200524412 照相部者；及 信號處理電路，其係處理前述固體照相裝置之輪 號者。 9. 一種照相機系統，其係具有： 固體知、相衣置，其係單位像素具有··光電轉換部，其 係按照入射光量產生電荷者；傳輸電晶體，其係將前述 光電轉換部之彳5號傳輸至浮動節點者；放大電晶體，其 係將前述浮動節點之信號輸出至信號線者；重設電晶 體，其係重設前述浮動節點者；及可將3種以上之電位 提供至前述重設電晶體之閘極電極之手段·， 光學系統，其係將入射光導引至前述固體照相裝置之 照相部者；及 信號處理電路，其係處理前述固體照相裝置之輸出信 號者。 94642.doc
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