[发明专利]固体摄像装置和固体摄像装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体摄像装置和固体摄像装置的驱动方法。

背景技术

在专利文献1中，记载了用于通过缩短由非晶体硅（amorphous silicon）构成的平板（flat panel）X射线检测器中的读出时间来缩小延迟的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-110220号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

二维平板图像传感器由包含使用非晶体硅形成的光电二极管和开关元件的多个像素构成。若在利用该结构的二维平板图像传感器中加快帧率（frame rate），则会显著地呈现出在使由非晶体硅形成的例如场效应晶体管（Field Effect Transistor，以下称为“FET”）那样的开关元件成为非连接状态时电荷被瞬态地捕获（trap）的、所谓记忆效应。非晶质的非晶体硅是由于在FET的沟道（channel）捕获电荷的能级的密度高。因此，存在需要用于放出被捕获的电荷的稳定时间这样的问题（以下，称为“由记忆效应所引起的技术问题”）。此外，光电二极管所存储的电荷在规定的传送时间内不会被完全传送，具有与下一帧的数据重叠这样的问题（以下，称为“由延迟效应所引起的技术问题”）。

在无源像素型的结构中，采用依次扫描各行的滚动快门（rolling shutter）方式的情况下，交替地重复来自于光电二极管的信号按1行同时被传送到信号连接部的“保持期间”、以及这些被保持的信号按数列进行扫描并被读出的“读出期间”，但若为了加快帧率而缩短“保持期间”，则记忆效应和延迟效应会变得显著，成像滞后变得显著。

在专利文献1中，公开了为了解决由记忆效应和延迟效应所引起的问题而使积分电路的重置（reset）期间与传送光电二极管的电荷的采样期间的一部分重复的方法。然而，在按照专利文献1所公开的时序图进行驱动的情况下，会产生如下问题。即，在使FET成为连接状态时产生瞬态电荷，该瞬态电荷与从光电二极管传送的电荷重叠，但由于在该时序图中在瞬态电荷被重叠的状态下结束采样时间，因此，被重叠的瞬态电荷不能被消除（以下，称为“由开关噪声所引起的技术问题”）。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够解决由记忆效应所引起的技术问题、由延迟效应所引起的技术问题、以及由开关噪声所引起的技术问题的固体摄像装置、以及固体摄像装置的驱动方法。

解决技术问题的技术手段

本发明所涉及的固体摄像装置，具备由分别包含光电二极管的M×N个（M和N为2以上的整数）像素二维排列成M行N列而成的受光部、配设于各列中的每一列并经由读出用开关而与相对应的列的像素所包含的光电二极管相连接的N条读出用配线、具有分别与N条读出用配线连接并输出与经该读出用配线输入的电荷的量相对应的电压值的积分电路、经由输入用开关而与积分电路串联连接并保持从积分电路输出的电压值的保持电路、以及连接于保持电路并将保持电路所保持的电压值输出的输出用开关的信号连接部、以及、控制各像素的读出用开关和输入用开关的开闭动作并且控制输出用开关的开闭动作而使与在各像素的光电二极管产生的电荷的量相对应的电压值从保持电路依次输出的控制部，读出用开关是包含多晶硅的半导体开关，积分电路具有在读出用配线与保持电路之间串联连接的放大器、以及相对于放大器并联连接的积分用电容元件，控制部具有通过使读出用开关成为连接状态而使光电二极管的电荷输出到积分电路、之后、使读出用开关成为非连接状态、其后、使电压值从积分电路向保持电路输出的第1动作、使积分用电容元件所保持的电荷放电并且使读出用开关成为连接状态而使光电二极管所保持的电荷放电的第2动作、以及使保持电路所保持的电压值依次输出的第3动作，在实行了第1动作后，并行地实行第2动作与第3动作。

在本发明所涉及的固体摄像装置中，使读出用开关成为连接状态而将光电二极管的电荷输出到积分电路，之后，使读出用开关成为非连接状态。由此，能够由使读出用开关成为非连接状态时产生的具有反极性的瞬态电荷，来消除使读出用开关成为连接状态时所产生的瞬态电荷。因此，能够解决由开关噪声所引起的技术问题。

另外，使积分用电容元件所保持的电荷放电，并且使读出用开关成为连接状态来使光电二极管所保持的电荷放电。由此，可以与积分用电容元件的放电一起使将光电二极管的电荷输出到积分电路时残留在光电二极管的电荷放电。因此，能够解决由延迟效应所引起的技术问题。

另外，读出用开关是包含多晶硅的半导体开关。据此，能够解决由记忆效应所引起的技术问题。