[发明专利]固态成像器件、其驱动方法和相机系统

说明书

技术领域

本发明涉及以CMOS图像传感器为代表的固态成像器件、其驱动方法和相机系统。

背景技术

近年来，CMOS图像传感器作为当作对于CCD图像传感器的替代方案的固态成像器件(图像传感器)受到了注意。对于此，存在下列的原因。

专用的工艺对于制造CCD像素是必要的，多个电源电压对于工作是必要的，并且进一步，需要协调多个外围IC以使CCD工作。

响应于上述，CMOS图像传感器克服各种问题而使得在CCD图像传感器中系统变得非常复杂。

CMOS图像传感器在其制造中可以使用与公共CMOS集成电路相同的制造工艺，其可以由单个电源驱动，并且其可以将使用该CMOS工艺的模拟电路和逻辑电路混合在同一芯片中。

据此，CMOS图像传感器具有多个重要的优点而使得可以减小外围IC的数量。

作为CCD的输出电路，使用具有浮空扩散(FD)层的FD放大器的单沟道(ch)输出型是主流。

另一方面，CMOS图像传感器具有相对于各个像素的FD放大器，并且，选择像素阵列中的给定行并且在列方向上同时读取多个像素的列并行输出型是主流。

这是由于难以通过排列在像素中的FD放大器获得足够的驱动能力，并且需要降低数据速率，以便并行处理是有效的。

在这种类型的固态成像器件中，传递来自像素的信号的垂直信号线(像素信号读取线)连接至在像素单元的外部形成恒流源的负载元件(负载MOS)，所述垂直信号线利用包括像素的放大器晶体管的放大器输出单元形成源极跟随器。

在CMOS图像传感器中减小用于传输来自像素的信号的垂直信号线的安定时间(settling time)是重要的，并且已经提出了包括负载元件(负载MOS)的、与其有关的各种技术。

在JP-A-2008-211540(专利文献1)中，提出了使得电流可以根据工作速度而静态改变的技术。

在JP-A-2009-22269(专利文献2)中，提出了当激活驱动垂直信号线的开关晶体管的控制信号时临时增大负载MOS电流的技术。

另外，自从大约1990年，在论文″active pull-down″(参见Ching-TeChugang，″Advanced Bipolar Circuits，″Circuits&Devices，pp.32-36，Nov.1992(非专利文献1)、Jouppi的″A speed，power，and supply noise evaluation of ECLdriver circuits，″IEEE J.of SC，pp.38-45，Jan.1996(非专利文献2)、T.Kuroda等人的″Capacitor-free level-sensitive active pull-down ECL circuit withself-adjusting driving capability，″IEEE J.of SC，pp.819-827，Jun.1996(非专利文献3)和K.Ueda等人的″A fully compensated active pull-down ECL circuitwith self-adjusting driving capability，″IEEE J.of SC，pp.46-53，Jun.1996(非专利文献4)中，已经研究了″仅在必要时自动增大电流的机制″。

这些研究主要目标在于：在抑制功耗增大的同时，加速由称作ECL(Emitter Coupled Logic，发射极耦合逻辑)的逻辑电路所应对的二进制信号的传输。

发明内容

然而，在仅增大电流的专利文献1描述的技术中，存在这样的问题：使信号电平在整体上减小，并且难以具有足够的动态范围。

另外，大电流在高速工作中恒定地流动。请求从“单位速度的功耗”的观点的改善。

专利文献2中描述的技术具有初始移动加速的优点，然而，需要在安定之前断开控制信号以将电流返回到稳定状态，并且最后的安定工作从该状态开始。

可以预期的是，安定时间可能由于第二安定可以以降低的误差从该状态开始而在整体上降低，然而难以控制定时，并存在效果变化或将会受到限制的担心。

非专利文献1～4中描述的技术未假定用于诸如在负载MOS中安定电压较大的模拟信号。

由此，期望提供能够在不使得功耗增大的情况下减小负载元件电路的安定时间的固态成像器件、其驱动方法和相机系统。