[发明专利]图像捕获装置、图像捕获系统和驱动图像捕获装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像捕获装置、图像捕获系统和驱动图像捕获装置的方法。

背景技术

日本专利公开No.2003-051989描述了在二维布置多个像素的像素阵列中通过各列中的增益放大器41放大从该列中的像素输出的信号的方法。当MOS开关54接通(ON)时，增益放大器41作为电压跟随器操作以将反相输入部48初始化。与向供电端子45施加的脉冲同步的脉冲被施加到供电端子58，以使输出部51的电势与通过将增益放大器41的偏移电压加到非反相输入部47的电势上所获得的电势匹配，由此在电容23中存储增益放大器41的偏移。施加到脉冲端子14的脉冲被设为高电平，以通过传送MOS晶体管4将由光电二极管2产生的光信号传送到MOS晶体管3的栅极。注意，在复位像素1的电势时产生的噪声信号被叠加在被传送到MOS晶体管3的栅极的光信号上。当高电平的脉冲被连续施加到脉冲供给端子38时，基于噪声信号被叠加在其上的光信号的放大信号被输入到增益放大器41。此时，MOS开关54为断开(OFF)，因此，增益放大器41作为电压反馈运算放大器(op amp)操作，以通过由电容55和56的比确定的增益放大该输入的信号。因此，通过在从增益放大器41输出的信号上叠加增益放大器41的偏移水平所获得的信号被存储于电容24中。设C1和C2分别为电容55和56的值，则增益为(C1+C2)/C2。当水平扫描电路34被驱动时，输出到第一列选择输出线35-1和第二列选择输出线35-2的脉冲信号依次变为高电平。存储于电容23和24中的信号分别通过MOS晶体管29和30被输出到水平输出线27和28。被引导到水平输出线27和28的各信号被输入到计算它们的差的差分放大器39，并且，从输出端子40输出基于光信号的放大信号。根据日本专利公开No.2003-051989，运算放大器39通过前述操作消除了增益放大器41的偏移。

近年来，图像捕获装置不断需要获得更高的性能，因此，在开发这些装置时增加像素的数量是最主要的挑战。增加图像捕获装置中的像素数量的任何尝试不可避免地导致像素尺寸减小。一般的图像捕获装置包含与各列对应的读出电路，并且，这使得伴随像素尺寸的减小还必须减小读出电路的间距。

本发明的发明人发现，具有约1μm～3μm的像素间距的当前的主流图像捕获装置具有过低以至于使得差分放大器不能充分地消除增益放大器的偏移的水平。如果差分放大器不能充分地消除增益放大器的偏移，那么输出其中余留固定模式噪声的图像信号，并且这导致基于该图像信号获得的图像的质量劣化。

并且，当图像捕获装置的后续级消除增益放大器的偏移时，如果增益放大器的偏移水平相对较高，那么它不能被充分地消除。同样，在这种情况下，输出其中余留固定模式噪声的图像，并且这导致基于该图像信号获得的图像的质量劣化。

发明内容

本发明提供了一种可用于消除固定模式噪声的技术。

本发明的一个方面提供一种图像捕获装置，该图像捕获装置包括排列均包含光电转换部的多个像素的像素阵列、与像素阵列连接的多个信号线和被配置用于分别放大通过信号线从像素阵列传送的信号的多个列放大器，其中，列放大器包含：第一输入端子；第一输出端子；具有第二输入端子和第二输出端子的放大器；被布置在第二输入端子和第一输出端子之间的反馈电容；具有与第一输入端子连接的电极和与第二输入端子连接的电极的输入电容；被布置在第二输入端子和第二输出端子之间的第一开关；被布置在第一输出端子和第二输出端子之间的第二开关；和被布置在基准电压端子和第一输出端子之间的第三开关。

参照附图从示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施例的图像捕获装置的布置的框图；

图2是表示第一实施例中的像素的布置的电路图；

图3是表示第一实施例中的列放大器的布置的电路图；

图4是表示根据第一实施例的图像捕获配置的操作的时序图；

图5是示出应用根据第一实施例的图像捕获装置的图像捕获系统的配置的框图；

图6是表示第二实施例中的列放大器的布置的电路图；以及

图7A～7D是反相放大器的变型的电路图。

具体实施方式

(第一实施例)

将参照图1～4解释根据本发明的第一实施例的图像捕获装置100。图1是表示根据第一实施例的图像捕获装置100的布置的框图。