[发明专利]固态成像装置、驱动固态成像装置的方法和图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像装置、驱动固态成像装置的方法、以及图像拾取设备。

背景技术

固态成像装置大致地分成由CCD(电荷耦合器件)图像传感器代表的电荷传输固态成像装置、以及由MOS(金属氧化物半导体)图像传感器代表的X-Y寻址固态成像装置。近年来，例如MOS图像传感器的后一种固态成像装置特别地被安装用于诸如蜂窝式移动电话和高速电子照相机的移动设备的低功耗相机模块。

例如，在要求高分辨率的电子照相机中，由于通过点击快门而拍摄的静止画面要求高清晰度，所以，要使用具有较大像素数目的固态成像装置。然而，在电子照相机中，在电子取景器和小屏幕监视器上显示运动画面，以允许确认主体。因此，在确认主体的阶段，应高速地读出相对低的分辨率的画面信号。

过去，为了高速读取相对低的分辨率的画面信号，像素被形成为具有拥有预定颜色编码的滤色器，由像素块构成单元，其中像素块由在行方向(沿着行的方向)和列方向(沿着列的方向)上彼此相邻的多个像素形成，并且，对与在单元像素块中具有相同颜色的滤色器的像素有关的信息进行相加/平均，以读取它作为模拟中的单个像素的像素信息(例如，参见专利参考文献1：JP-A-2004-266369)。

发明内容

然而，在上面的相关技术中，在将像素信息读出到水平信号线的阶段，对与在单元像素块中具有相同颜色的滤色器的像素有关的信息进行相加/平均过程，并且，因此，可能在从像素到水平信号线的信号处理系统中添加的噪声分量也经历相加/平均，其引起有关信噪比的难题。

期望提供一种可以获得信噪比优异的像素相加信号的固态成像装置、驱动该固态成像装置的方法、以及使用该固态成像装置作为成像装置的图像拾取设备。

根据本发明的实施例，本发明采用固态成像装置的配置，其包括：像素阵列部件，具有多个像素、多个垂直信号线以及滤色器，其中，该多个像素以二维方式排列、且该多个像素中的每个包括光电转换元件，该多个垂直信号线从该多个像素中的每个传送信号，该滤色器在该多个像素处具有预定的颜色编码；

列信号处理电路部件，具有多个模拟放大器和多个反馈电容，其中，该多个模拟放大器接收通过该多个垂直信号线传送的、来自该多个像素中的每个的信号，该多个反馈电容可调节地并联连接到该多个模拟放大器；

第一控制部件，其执行控制，其中，在行和列方向上的特定数目的相同颜色的像素是单元像素块，并且，在读取单元像素块中的单个行中的相同颜色的像素的信号时，将相同颜色的像素的信号存储在列信号处理电路部件中的单个列的第一反馈电容中；

第二控制部件，其执行控制，其中，在读取单元像素块中的与该单个行不同的行的相同颜色的像素信号时，将存储在第一反馈电容中的信号预充电到列信号处理电路部件中的与该单个列不同的列的第二反馈电容中；以及

第三控制部件，其执行控制，其中，在预充电之后，将该不同行的相同颜色的像素信号存储在第二反馈电容中。

在具有以上配置的固态成像装置中，假定颜色布置被形成为进行滤色器的颜色编码，使得在行方向(沿着行的方向、或水平方向)上以每两个像素而重复相同颜色的像素，并且在列方向(沿着列的方向、或垂直方向)上以每两个像素而重复相同颜色的像素。在读取单元像素块(在该实施例中，三个行像素乘以三个列像素)中的单个行中的相同颜色的像素的信号时，将相同颜色的像素的信号存储在列信号处理电路部件中的单元像素块中的单个列的第一反馈电容中。这样，首先将相同颜色的两个行像素的信号相加，并且将其存储在第一反馈电容中。

随后，在读取与单元像素块中的该单个行不同的行的相同颜色的像素的信号时，将存储在第一反馈电容中的信号预充电到列信号处理电路部件中的、与该单个列不同的列的第二反馈电容中。这样，将与在第一行的两个行像素的信号相加的信号存储在第二反馈电容中。然后，将在该不同行的相同颜色的像素信号存储在第二反馈电容中，并且，因此，将在不同行的相同颜色的两行像素的信号相加并存储。因此，在第二反馈电容中，最后执行单元像素块中的相同颜色的行和列像素的像素相加，在该实施例中，是两行像素乘以两列像素的像素的像素相加。