[发明专利]图像拾取电路、传感器和图像拾取装置

说明书

相关申请的交叉引用 

本发明包含涉及于2007年5月17日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-132097以及于2007年7月6日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-178075的主题，通过引用将其全部内容合并在此。 

技术领域

本发明涉及图像拾取电路、CMOS传感器和图像拾取装置，特别地，本发明涉及可以减少图像的噪声的图像拾取电路、CMOS传感器和图像拾取装置。 

背景技术

在过去，例如，作为固态图像拾取元件的CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器具有诸如比CCD(电荷耦合器件)更低的功耗、更高的速度之类的优点，并且已经将其广泛地并入移动电话、袖珍数字照相机、高级单镜头反光照相机、摄像机、摄像头、引导系统(guidance system)等。 

此外，已经开发了输出高质量图像的高性能传感器，其中诸如图像处理电路之类的传感器功能电路块与CMOS传感器一起形成在芯片上。 

例如，日本专利No.3734717或日本专利N.3710361(下面称为专利文档1或2)公开了这样的技术，在其中使用CDS(关联双采样)电路来处理CMOS传感器中的图像信号，来自像素内的光电二极管的所接收到的光信号通过在每个像素列中放置的模拟CDS电路，以由此消除包含在像素信号中的噪声，其后执行A/D转换。 

然而，在使用CDS电路的情况下，例如，存在这样的问题：由于每个像素列中的CDS电路的变化导致条纹状固定图案的出现的问题，由于需要提供在CDS处理后保持信号值的电容元件因此电路面积增加的问题，或通过移位寄存器执行模拟信号的快速水平扫描因此对切换噪声敏感。 

因此，例如，日本专利公开No.2005-328135(下面称为专利文档3)提 出通过并行列A/D(模拟/数字)转换系统解决这些问题的解决方案(下面称为列AD系统)。 

在列AD系统中，在每个像素列中放置A/D转换器，并且在所选列中的相应像素的模拟信号被集合地输出到相应垂直信号线，然后其经历A/D转换。因此，当解决了使用上述CDS电路时产生的问题，并且可以执行高准确度噪声消除。 

此外，在列AD系统中，由于在图像的水平方向上的每一行中的并行处理，因此不需要以高频驱动水平方向上的扫描，并且可以在垂直方向上以低频驱动A/D转换。因此，列AD系统具有能够容易地从信号分量中分离在高频带中出现的噪声分量的另一优点。 

将参照图1在下面描述采用列AD系统的CMOS传感器的配置。 

在图1中，CMOS传感器11包括FD(floating diffusion，浮置扩散)12、晶体管13、电流源14、参考电压电路15、电阻16、N个比较器17₁到17_N 和N个计数器18₁到18_N。 

附带地，图1显示形成其中以格状形式排列检测光的多个像素的像素阵列的像素之一，并且不显示其它像素。在一个像素的组成元件中，仅显示用于检测像素信号的FD12和晶体管13，而不显示读取像素信号所需的诸如传送晶体管、重置晶体管和选择晶体管之类的晶体管和光电二极管。 

如图1所示，FD12的一端接地，并且FD12的另一端连接到晶体管13的栅极。晶体管13的源极连接到用于驱动的电源电压VDD。晶体管13的漏极经由电流源14接地，并且连接到比较器17₁的输入端。 

参考电压电路15的输出端经由电阻16连接到用于驱动的电源电压VDD，并且连接到比较器17₁的另一输入端。比较器17₁的输出端连接到计数器18₁。与比较器17₁相同，比较器17₂到比较器17_N具有分别连接到图中未示出的像素的晶体管的漏极的一个输入端，具有分别连接到参考电压电路15的输出端的另一输入端，并且具有分别连接到计数器18₂到18_N的输出端。