專利名稱：圖像傳感器和攝像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及針對攝像設(shè)備中的黑電平基準(zhǔn)像素(0B像素)的噪聲降低技術(shù)。
背景技術(shù)：
如今，先進(jìn)的圖像傳感器已經(jīng)顯著發(fā)展了電子靜止照相機(jī)和攝像機(jī)等的攝像設(shè) 備。以CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)為代表的圖像傳感器包括像素按行方向和列方向 排列的像素陣列。圖像傳感器由布置有感光像素的有效像素區(qū)域和黑電平基準(zhǔn)像素(0B像 素)被遮光的0B區(qū)域構(gòu)成。使用該圖像傳感器的攝像設(shè)備包括使用0B像素來去除在溫度 等的條件變化時(shí)極大變化的暗電流的DC分量、以及在電源變化時(shí)的低頻變化的0B鉗位電 路。原理上，0B鉗位的鉗位電平(黑電平)可以是垂直(V)0B或者水平(H)0B。然而， 在無論0B鉗位電路的類型如何都從0B區(qū)域輸出正常像素輸出的情況下，是以上情況。如 果0B區(qū)域中存在所謂的像素缺陷，則鉗位信息中混入除原始0B像素信息以外的信息。鉗 位電路故障，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量劣化。特別在采用HOB鉗位時(shí)，鉗位時(shí)僅目標(biāo)線不同于前后 線(鉗位誤差)。信號電平差異作為水平條紋形式的噪聲而顯現(xiàn)。即使存在小的缺陷也導(dǎo) 致差的圖像質(zhì)量。0B像素中所生成的噪聲還生成水平條紋噪聲。有必要使用盡可能多的0B像素來 進(jìn)行HOB鉗位。為了該目的，已經(jīng)提出以下方法。日本特開2001-268448提出了如下技術(shù)針對圖像傳感器中的像素缺陷，與在正 常有效像素區(qū)域中相比，在0B區(qū)域中設(shè)置更嚴(yán)格的缺陷判斷標(biāo)準(zhǔn)。該方法可以防止由0B 像素缺陷所引起的0B鉗位時(shí)的圖像質(zhì)量劣化。然而，由于與正常有效像素區(qū)域中的缺陷判 斷標(biāo)準(zhǔn)相比，0B區(qū)域中的缺陷判斷標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)置得更加嚴(yán)格，因此該方法降低了圖像傳感器 的產(chǎn)量并且增加了成本。根據(jù)日本特開2002-064196所公開的技術(shù)，在由具有光電轉(zhuǎn)換單元的第一 0B像素 和不具有光電轉(zhuǎn)換單元的第二 0B像素構(gòu)成0B區(qū)域的圖像傳感器中，利用不具有在光電轉(zhuǎn) 換單元中生成的像素缺陷的第二 0B像素來進(jìn)行穩(wěn)定的HOB鉗位。信號處理電路使用第一 0B像素的平均值，由此去除暗電流的DC分量。日本特開2003-134400公開了將與日本特開2002-064196中的0B區(qū)域的配置相 同的配置應(yīng)用于CMOS圖像傳感器。使用CMOS圖像傳感器的攝像設(shè)備包括由針對各垂直信號線的采樣和保持電路以 及開關(guān)晶體管所構(gòu)成的噪聲去除電路，從而去除由于各像素中所布置的像素放大器的放大 晶體管的閾值的變化而產(chǎn)生的像素不均勻。然而，各垂直信號線上所布置的電路的晶體管的閾值的變化生成了各列之間不同 的噪聲。該噪聲作為再現(xiàn)圖像上的垂直條紋噪聲而顯現(xiàn)。為了去除該垂直條紋噪聲，已經(jīng) 提出以下方法。根據(jù)日本特開2000-261730和日本特開2006-025146所公開的技術(shù)，通過針對各列將從V0B區(qū)域讀出的多個(gè)0B線信號相加來生成一個(gè)線的校正信號。從來自有效像素區(qū) 域的有效像素線信號中減去該校正信號，由此去除垂直條紋噪聲。根據(jù)日本特開平10-126697所公開的技術(shù)，緊挨從V0B區(qū)域的0B線讀出信號之 前，針對各線復(fù)位0B像素，從而獲得不具有像素缺陷的0B線信號。如日本特開2005-223860的圖12所示，日本特開2005-223860所述的方法使用包 括由具有光電轉(zhuǎn)換單元的0B像素和不具有光電轉(zhuǎn)換單元的0B像素構(gòu)成的V0B區(qū)域的圖像 傳感器來去除垂直條紋噪聲。根據(jù)日本特開2005-223860所提出的方法，代替不具有光電 轉(zhuǎn)換單元的0B像素，針對各垂直信號線，在像素外部的放大器中布置大小比像素內(nèi)的放大 器的放大晶體管大的放大晶體管。該方法可以去除僅一個(gè)線的垂直條紋噪聲。近來兆像素結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體微圖案化技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了圖像傳感器的像素面積減 小。伴隨于此，像素中所包含的元件的大小也縮小。將考慮作為用于放大與光電轉(zhuǎn)換單元 中所生成的電荷相對應(yīng)的信號的M0S晶體管的像素放大器中的放大晶體管小型化的情況。設(shè)W是放大晶體管的柵極寬度，L是其柵極長度，并且Cox是每單位面積的柵極 絕緣膜電容，則已知放大晶體管中所生成的噪聲與(WXLXCox)的平方根成反比。更具體 地，隨著使放大晶體管小型化以減小柵極寬度或柵極長度，該放大晶體管中所生成的噪聲 增加。即使在使用CMOS圖像傳感器的攝像設(shè)備中，如上所述，較小的像素面積也增加了有 效像素區(qū)域和0B區(qū)域中的像素放大器的放大晶體管中所生成的噪聲。在日本特開2002-064196和日本特開2003-134400中，使用從HOB區(qū)域讀出的黑 電平基準(zhǔn)信號來執(zhí)行鉗位操作。如果像素放大器的放大晶體管中生成的、并且包含在黑電 平基準(zhǔn)信號中的噪聲的量增加，則鉗位精確度下降，從而使圖像質(zhì)量劣化。在日本特開2000-261730、日本特開2006-025146和日本特開平10-126697、以及 日本特開2005-223860的圖12中，使用從V0B區(qū)域讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來校正從有效像 素區(qū)域讀出的信號中的垂直條紋噪聲。因此，如果像素放大器的放大晶體管中所生成的、并 且包含在黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲的量增加，則校正精確度下降，從而使圖像質(zhì)量劣化。在日本特開2005-223860中，由于像素放大器的放大晶體管與像素不同地工作， 因此不能夠獲得與包含像素中所生成的垂直條紋噪聲的信號相同的信號，從而妨礙進(jìn)行精 確的校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服傳統(tǒng)缺陷而作出的，并且本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用于降低從黑電平基 準(zhǔn)像素讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中所包含的噪聲的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種圖像傳感器，包括有效像素，其具有用于將光 信號轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換單元、用于將電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元、以及用于 放大電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓的像素放大器；以及黑電平基準(zhǔn)像素，其具有電荷電壓轉(zhuǎn)換 單元和像素放大器，并且被遮光，其中，所述有效像素的像素放大器和所述黑電平基準(zhǔn)像素 的像素放大器各自包括連接至相應(yīng)的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元以形成源極跟隨器電路的至少一 個(gè)晶體管，并且所述有效像素和所述黑電平基準(zhǔn)像素在像素放大器的晶體管的柵極寬度和 柵極長度至少之一上不同。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種攝像設(shè)備，包括圖像傳感器，其包括有效像素和黑電平基準(zhǔn)像素，所述有效像素具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換單元、用于將 電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元、以及用于放大電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓的像素放大 器，并且所述黑電平基準(zhǔn)像素具有電荷電壓轉(zhuǎn)換單元和像素放大器，并且被遮光；以及校正 電路，其通過使用從所述黑電平基準(zhǔn)像素輸出的黑電平基準(zhǔn)信號來校正從所述有效像素輸 出的圖像信號，其中，所述有效像素的像素放大器和所述黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器各 自包括連接至相應(yīng)的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元以形成源極跟隨器電路的至少一個(gè)晶體管，并且所 述有效像素和所述黑電平基準(zhǔn)像素在像素放大器的晶體管的柵極寬度和柵極長度至少之 一上不同。根據(jù)以下參考附圖對典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的配置的框圖；圖2是示出圖1中的圖像傳感器的詳細(xì)配置的圖；圖3是示出圖像傳感器的感光像素的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖；圖4是示出圖像傳感器的采樣和保持電路的詳細(xì)配置的電路圖；圖5是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖6是示出圖像傳感器的感光像素的布局的圖；圖7是示出圖像傳感器的像素的截面的截面圖；圖8是示出圖像傳感器的遮光像素的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖；圖9是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖10是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖11是示出圖像傳感器的遮光像素的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖；圖12是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖13是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖14是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖15是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖16是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖17是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖18是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖19是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖20是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖21是示出圖像傳感器的像素陣列的圖；圖22是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖23是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖24是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖25是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖26是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖27是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；圖28是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖；以及
圖29是示出圖像傳感器的遮光像素的布局的圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。所陳述的實(shí)施例僅是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明的方式的示例，并且應(yīng)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的設(shè)備的配置和各種條件對這些實(shí)施例進(jìn)行 適當(dāng)?shù)匦Ｕ蛐薷摹１景l(fā)明不局限于以下實(shí)施例。由具有動(dòng)畫功能的電子靜止照相機(jī)或攝像機(jī)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的攝像設(shè)備。該攝 像設(shè)備包括兆像素傳感器、能夠顯示由圖像傳感器感測到的圖像的圖像顯示單元、以及能 夠記錄圖像的圖像記錄單元。該攝像設(shè)備基于用于顯示和記錄動(dòng)畫的像素?cái)?shù)小于用于記錄 靜止圖像的像素?cái)?shù)的前提。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的配置的框圖。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)1、圖像傳感器2、驅(qū)動(dòng)電路 3、預(yù)處理單元4、信號處理單元5、用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器6、圖像顯示單元7、圖像記錄 單元8、操作單元9和同步控制單元10。光學(xué)系統(tǒng)1包括調(diào)焦透鏡，用于在圖像傳感器2上形成被攝體圖像；變焦透鏡， 用于光學(xué)變焦；光圈，用于調(diào)整被攝體圖像的亮度；以及快門，用于控制曝光。驅(qū)動(dòng)電路3驅(qū) 動(dòng)這些組件。圖像傳感器2包括以矩陣排列的多個(gè)像素、以及用于按預(yù)定順序輸出從這些 像素讀出的信號的電路。后面將參考圖2來說明圖像傳感器2的詳細(xì)內(nèi)容。驅(qū)動(dòng)電路3響應(yīng)于來自同步控制單元10的控制信號，通過供給恒定電壓和驅(qū)動(dòng)性 能被增強(qiáng)了的脈沖來驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)1和圖像傳感器2。驅(qū)動(dòng)電路3還具有將來自同步控制 單元10的控制信號傳遞至圖像傳感器2的功能。由來自同步控制單元10的控制信號控制預(yù)處理單元4。預(yù)處理單元4包括用于 從自圖像傳感器2輸出的模擬信號去除復(fù)位噪聲等的噪聲成分的相關(guān)雙采樣電路(CDS電 路)。預(yù)處理單元4還包括用于調(diào)整無噪聲信號的振幅的增益控制放大器、以及用于將振幅 調(diào)整后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的實(shí)施例中，預(yù)處理單元4使用從V0B區(qū)域和HOB區(qū)域讀出的黑電平基 準(zhǔn)信號進(jìn)行鉗位操作(鉗位電路)。如果沒有必要，則無需執(zhí)行V0B鉗位。具體的鉗位操作 與日本特開2001-268448中的圖2的說明、以及日本特開2002-064196中的圖2的說明相 同。將省略對具體的鉗位操作的說明。由來自同步控制單元10的控制信號對信號處理單元5進(jìn)行控制。信號處理單元5 對從預(yù)處理單元4發(fā)送來的并且已轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的輸出信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘柼幚恚?處理后的信號轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)。信號處理單元5將轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的輸出信號和圖像數(shù)據(jù) 輸出至存儲(chǔ)器6和圖像記錄單元8。信號處理單元5在從存儲(chǔ)器6和圖像記錄單元8接收 到轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的輸出信號和圖像數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行信號處理。信號處理單元5還具有用于 從自圖像傳感器2輸出的信號檢測聚焦?fàn)顟B(tài)和曝光等的測光數(shù)據(jù)、并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至同步 控制單元10的功能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，信號處理單元5包括用于進(jìn)行垂直條紋噪聲校正操作的校 正電路。在垂直條紋噪聲校正操作時(shí)，根據(jù)從V0B區(qū)域讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來生成一個(gè) 線的校正信號。從自圖像傳感器輸出的信號中減去該校正信號。具體的校正操作與日本特開2000-261730中的圖4的說明以及日本特開2006-025146中的圖4和5的說明相同。將省略對具體的校正操作的說明。在本發(fā)明的實(shí)施例中，信號處理單元5使用從HOB區(qū)域讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來 進(jìn)行數(shù)字鉗位操作。在數(shù)字鉗位操作時(shí)，對黑電平基準(zhǔn)信號進(jìn)行平均化。從自圖像傳感器 輸出的信號中減去該平均化信號。具體的鉗位操作與日本特開2002-064196中的圖2的說 明相同。將省略對具體的鉗位操作的說明。由來自同步控制單元10的控制信號控制存儲(chǔ)器6。存儲(chǔ)器6臨時(shí)存儲(chǔ)從圖像傳 感器2輸出的且已轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的信號、以及已經(jīng)經(jīng)過了信號處理的圖像數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器 6還具有將顯示圖像數(shù)據(jù)輸出至圖像顯示單元7的功能。由來自同步控制單元10的控制信號控制圖像顯示單元7。圖像顯示單元7顯示要 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器6中的顯示圖像數(shù)據(jù)，從而允許用戶確定拍攝之前的構(gòu)圖或者確認(rèn)所拍攝的 圖像。圖像顯示單元7由電子取景器(EVF)和液晶顯示器(IXD)構(gòu)成。通常，圖像顯示單 元7的顯示像素?cái)?shù)小于圖像傳感器2的垂直像素?cái)?shù)。在本實(shí)施例中，圖像顯示單元7的顯 示像素?cái)?shù)小于圖像傳感器2的輸出像素?cái)?shù)。圖像記錄單元8包括可拆卸的存儲(chǔ)器等，并且由來自同步控制單元10的控制信號 控制圖像記錄單元8。圖像記錄單元8可以記錄從信號處理單元5發(fā)送來的、被轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號的輸出信號和圖像數(shù)據(jù)，并且從可拆卸的存儲(chǔ)器讀取圖像數(shù)據(jù)。操作單元9向同步控制單元10通知使用開關(guān)、按壓按鈕、桿和撥盤等的操作構(gòu)件 的外部指令。外部指令的例子包括攝像設(shè)備的電源開關(guān)的狀態(tài)、用于指定拍攝的按壓按鈕 的狀態(tài)、用于指定光學(xué)變焦或電子變焦的按鈕或桿的狀態(tài)、以及用于選擇拍攝模式的模式 撥盤的狀態(tài)。操作單元9向同步控制單元10通知拍攝前的圖像顯示指令、各種拍攝指令和 用于預(yù)先指定所拍攝圖像的顯示或攝像設(shè)備的操作的菜單操作。操作單元9響應(yīng)于來自同 步控制單元10的控制信號，可以在顯示器(例如，IXD或LED)或圖像顯示單元7上顯示攝 像設(shè)備的狀態(tài)。還可以使用圖像顯示單元7作為顯示器并且使用安裝至圖像顯示單元7的 觸摸面板作為操作構(gòu)件，并且進(jìn)行屏幕上(on-screen)操作。同步控制單元10基于來自操作單元9的指令控制整個(gè)攝像設(shè)備。同步控制單元 10根據(jù)從信號處理單元5發(fā)送來的聚焦?fàn)顟B(tài)和曝光等的測光數(shù)據(jù)，控制光學(xué)系統(tǒng)1以在圖 像傳感器2上形成最佳的被攝體圖像。同步控制單元10可以檢測存儲(chǔ)器6的使用狀況、以 及圖像記錄單元8的存儲(chǔ)器的安裝/拆卸和使用狀況。將解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的主要操作。顯示圖像的控制(1)響應(yīng)于來自操作單元9的電源開關(guān)的指令，開啟攝像設(shè)備。(2)信號處理單元5將來自圖像傳感器2的圖像信號轉(zhuǎn)換成顯示圖像數(shù)據(jù)，并且在 圖像顯示單元7上顯示該圖像數(shù)據(jù)。此外，信號處理單元5檢測測光數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至同 步控制單元10。(3)同步控制單元10基于該測光數(shù)據(jù)控制光學(xué)系統(tǒng)1。(4)攝像設(shè)備重復(fù)⑵和(3)，并且等待來自操作單元9的指令。靜止圖像拍攝的控制(1)響應(yīng)于來自操作單元9的拍攝開關(guān)的指令，靜止圖像拍攝的控制開始。
(2)信號處理單元5根據(jù)來自圖像傳感器2的圖像信號檢測測光數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送 至同步控制單元10。(3)同步控制單元10基于該測光數(shù)據(jù)控制光學(xué)系統(tǒng)1。(4)圖像傳感器2被曝光以進(jìn)行靜止圖像記錄，并輸出信號。(5)信號處理單元5將來自圖像傳感器2的圖像信號轉(zhuǎn)換成記錄圖像數(shù)據(jù)，并將 該圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像記錄單元8以將其記錄在可拆卸的存儲(chǔ)器上。另外，信號處理單元 5將該圖像信號轉(zhuǎn)換成顯示圖像數(shù)據(jù)，并在圖像顯示單元7上顯示該圖像數(shù)據(jù)。(6)攝像設(shè)備返回至 < 顯示圖像控制 > 的⑷。動(dòng)畫拍攝的控制(1)響應(yīng)于來自操作單元9的拍攝開關(guān)的指令，動(dòng)畫拍攝的控制開始。(2)信號處理單元5將來自圖像傳感器2的圖像信號轉(zhuǎn)換成記錄圖像數(shù)據(jù)，并將 該圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像記錄單元8以將其記錄在可拆卸的存儲(chǔ)器上。同時(shí)，信號處理單元 5將該圖像信號轉(zhuǎn)換成顯示圖像數(shù)據(jù)，并在圖像顯示單元7上顯示該圖像數(shù)據(jù)。(3)信號處理單元5根據(jù)來自圖像傳感器2的圖像信號檢測測光數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送 至同步控制單元10。(4)同步控制單元10基于測光數(shù)據(jù)控制光學(xué)系統(tǒng)1。圖像傳感器2被曝光以進(jìn)行 動(dòng)畫記錄，并輸出信號。(5)攝像設(shè)備重復(fù)⑵ ⑷，并且等待來自操作單元9的指令。將參考圖2 4來解釋圖像傳感器2。在圖2中，為了說明方便，圖像傳感器2的 像素?cái)?shù)在水平方向和垂直方向這兩者上均是3個(gè)。參考圖2，像素11是用于將入射光(光信號)轉(zhuǎn)換成電信號的像素(感光像素)。 (1,1)是表示水平(H)像素位置和垂直(V)像素位置的地址。除相應(yīng)的垂直控制線和垂直 信號線在像素之間不同以外，其余的像素具有與像素11的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。(H，V)是表示 像素位置的地址。圖3例示出像素11的結(jié)構(gòu)。在圖3中，虛線所圍繞的部分是像素11。像素11經(jīng) 由垂直控制線201和垂直信號線101連接至其它電路。垂直控制線201共同連接至一個(gè)水 平行上的像素，并且可以同時(shí)控制這些像素。垂直信號線101共同連接至一個(gè)垂直列上的 像素，并且輸出來自這些像素的信號。垂直控制線201包括復(fù)位控制線221、垂直地址線241 和傳送控制線261。光電轉(zhuǎn)換元件D1(光電轉(zhuǎn)換單元)將光轉(zhuǎn)換成電荷。FD電容器Cl(電荷電壓轉(zhuǎn)換 單元)在將光電轉(zhuǎn)換元件D1的電荷轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)累積電荷。驅(qū)動(dòng)晶體管(放大單元)Tdl 是用于驅(qū)動(dòng)像素放大器的晶體管，并且輸出與FD電容器C1的電壓相對應(yīng)的電壓。復(fù)位晶 體管(復(fù)位開關(guān))T1連接至復(fù)位控制線221，以復(fù)位FD電容器C1的電壓。選擇晶體管(選擇開關(guān))T2連接至垂直地址線241，以將來自驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的輸 出作為像素的輸出信號輸出至垂直信號線101。傳送晶體管(傳送開關(guān))T3連接至傳送控 制線261，以控制從光電轉(zhuǎn)換元件D1到FD電容器C1的電荷傳送。電源Vd用于驅(qū)動(dòng)晶體管 Tdl和復(fù)位晶體管T1。在本發(fā)明的實(shí)施例中，除驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl以外的晶體管均用作開關(guān)，并且在啟用 連接至這些晶體管的柵極的控制線時(shí)被接通，并在停用該控制線時(shí)被斷開。
將說明圖像傳感器2中的噪聲讀出和像素信號讀出。首先將解釋在從圖像傳感器2的一個(gè)水平行上的像素讀出信號時(shí)的噪聲讀出。垂 直控制線控制一個(gè)水平行上的所有像素。將舉例說明像素(1，1)，但其余的像素同樣操作。在傳送晶體管T3斷開時(shí)，經(jīng)由復(fù)位控制線221接通復(fù)位晶體管T1以復(fù)位FD電容 器C1的電壓，然后復(fù)位晶體管T1斷開。經(jīng)由垂直地址線241接通選擇晶體管T2，以將FD 電容器C1的復(fù)位電壓輸出至垂直信號線(信號輸出線)101。該信號用作噪聲信號，并且 噪聲信號讀出操作被定義為噪聲讀出。若有必要，則經(jīng)由垂直地址線241斷開選擇晶體管 T2。接著，將解釋像素信號讀出。在復(fù)位晶體管T1斷開時(shí)，經(jīng)由傳送控制線261接通 傳送晶體管T3，以從光電轉(zhuǎn)換元件D1向FD電容器C1傳送電荷。將FD電容器C1中生成的 噪聲信號和從光電轉(zhuǎn)換元件D1傳送來的電荷相加，以將這些電荷轉(zhuǎn)換成像素信號的電壓。 之后，經(jīng)由垂直地址線241接通選擇晶體管T2，以將FD電容器C1的信號電壓輸出至垂直信 號線101。該信號用作像素信號，并且像素信號讀出操作被定義為像素信號讀出。若有必 要，則經(jīng)由垂直地址線241斷開選擇晶體管T2。在該說明中，單獨(dú)定義了噪聲讀出和像素信號讀出。然而，可以如下將從噪聲讀出 到像素信號讀出的一系列操作定義為連續(xù)信號讀出。在連續(xù)信號讀出時(shí)，首先進(jìn)行噪聲讀 出。當(dāng)從圖像傳感器2的一個(gè)水平行上的像素讀出信號時(shí)，在傳送晶體管T3斷開的情況下， 經(jīng)由復(fù)位控制線221接通復(fù)位晶體管T1以復(fù)位FD電容器C1的電壓，然后復(fù)位晶體管T1 斷開。經(jīng)由垂直地址線241接通選擇晶體管T2，以將FD電容器C1的復(fù)位電壓輸出至垂直 信號線101。該信號用作噪聲信號。在該狀態(tài)下，復(fù)位晶體管T1斷開，因此連續(xù)進(jìn)行像素信 號讀出。經(jīng)由傳送控制線261接通傳送晶體管T3，以從光電轉(zhuǎn)換元件D1向FD電容器C1傳 送電荷。將FD電容器C1中生成的噪聲信號和從光電轉(zhuǎn)換元件D1傳送來的電荷相加，以將 這些電荷轉(zhuǎn)換成像素信號的電壓。由于選擇晶體管T2保持接通，因此在相加時(shí)FD電容器 C1的信號電壓被輸出至垂直信號線101。該信號用作像素信號。若有必要，則經(jīng)由垂直地 址線241斷開選擇晶體管T2。返回參考圖2，連接至垂直信號線101 103的負(fù)載晶體管Tsl與所連接的列上的 像素11的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl —起形成源極跟隨器電路。此外，負(fù)載晶體管Tsl的柵極接地， 并且用作電流源。垂直控制電路200根據(jù)經(jīng)由控制輸入端子116來自同步控制單元10的 控制信號的指令，按預(yù)定順序選擇連接至讀出像素的垂直控制線201 203。經(jīng)由SH控制線49和50控制采樣和保持電路13，并且采樣和保持電路13可以向 輸出電路14發(fā)送經(jīng)由垂直信號線101 103從像素發(fā)送來的信號。輸出電路14包括用作 差動(dòng)放大器電路的電流放大器電路和電壓放大器電路。輸出電路14將接收到的信號放大 至適當(dāng)電流或電壓，并經(jīng)由輸出端子15將放大后的信號輸出至預(yù)處理單元4。SH控制電路 40根據(jù)經(jīng)由控制輸入端子16來自同步控制單元10的控制信號的指令，控制采樣和保持電 路13。水平控制電路400可以根據(jù)經(jīng)由控制輸入端子16來自同步控制單元10的控制信號 的指令，按預(yù)定順序選擇水平控制線401 403。圖4示出采樣和保持電路13的配置。當(dāng)經(jīng)由具有與晶體管T49和T50的編號相 同的編號的SH控制線49和50接通/斷開晶體管T49和T50時(shí)，晶體管T49和T50用作用于閉合或斷開電路的開關(guān)。當(dāng)經(jīng)由水平控制線401 403接通/斷開晶體管T421 T423 時(shí)，晶體管T421 T423用作用于閉合或斷開電路的開關(guān)。當(dāng)經(jīng)由水平控制線401 403 接通/斷開晶體管T441 T443時(shí)，晶體管T441 T443用作用于閉合或斷開電路的開關(guān)。 累積電容器C421 C423和C441 C443累積經(jīng)由晶體管T49和T50發(fā)送來的信號。將參考圖4來解釋采樣和保持電路13的操作。在采樣和保持電路13中進(jìn)行噪聲 讀出時(shí)，在SH控制線49的控制下接通晶體管T49。發(fā)送至垂直信號線101 103的噪聲信 號被累積在累積電容器C421 C423中。然后，晶體管T49斷開。在采樣和保持電路13中 進(jìn)行像素信號讀出時(shí)，在SH控制線50的控制下接通晶體管T50。發(fā)送至垂直信號線101 103的像素信號被累積在累積電容器C441 C443中。然后，晶體管T50斷開。水平控制電路400根據(jù)來自同步控制單元10的控制信號，順次選擇水平控制線 401 403以控制晶體管T421 T423和T441 T443。將與所選擇的水平控制線相對應(yīng) 的、累積電容器C421 C423中所累積的噪聲信號和累積電容器C441 C443中所累積的 像素信號分別輸出至水平噪聲線501和水平信號線502。結(jié)果，經(jīng)由輸出電路14輸出像素 信號和噪聲信號之間與一個(gè)水平行相對應(yīng)的差動(dòng)輸出。將解釋從所有的像素讀出信號的靜止圖像拍攝模式。該模式與 < 靜止圖像拍攝的 控制〉中的⑷相對應(yīng)。在曝光之后，在圖像傳感器2中，垂直控制電路200順次選擇垂直控制線201 203。在該操作時(shí)，首先從圖像傳感器2的第一行上的像素讀出信號。在像素信號讀出之 前，針對一個(gè)水平行進(jìn)行噪聲讀出。在采樣和保持電路13中，經(jīng)由SH控制線49接通晶體管 T49，以將從垂直信號線101 103發(fā)送來的噪聲信號累積在累積電容器C421 C423中， 然后晶體管T49斷開。該操作是噪聲讀出。然后，對與已經(jīng)經(jīng)過了噪聲讀出的行相同的行執(zhí)行像素信號讀出。在采樣和保持 電路13中，經(jīng)由SH控制線50接通晶體管T50，以將從垂直信號線101 103發(fā)送來的像素 信號累積在累積電容器C441 C443中，然后晶體管T50斷開。該操作是像素信號讀出。在該說明中，單獨(dú)執(zhí)行噪聲讀出和像素信號讀出。然而，如參考圖3所述，可以將 從噪聲讀出到像素信號讀出的一系列操作作為連續(xù)信號讀出來進(jìn)行。之后，水平控制電路400依次選擇水平控制線401 403。噪聲信號經(jīng)由水平噪聲 線501被發(fā)送至輸出電路14，而像素信號經(jīng)由水平信號線502被發(fā)送至輸出電路14。像素 信號和噪聲信號之間的差動(dòng)輸出用作來自圖像傳感器2的輸出。針對一個(gè)水平行重復(fù)該操 作以從第一行上的像素讀出信號。在針對所有的像素進(jìn)行了該操作之后，靜止圖像拍攝模 式結(jié)束。在本發(fā)明的實(shí)施例中，從像素信號中減去用作作為像素的放大部件的像素放大器 的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的輸入的、在復(fù)位FD電容器C1時(shí)的噪聲信號。該操作可以有效地去除 像素放大器中生成的噪聲。然而，由于各列上形成采樣和保持電路單元的晶體管和累積電容器的變化、以及 噪聲讀出操作和像素信號讀出操作之間信號路徑的差異，因此即使來自采樣和保持電路的 輸出也彼此不同。該輸出差異影響垂直列，并且作為垂直條紋噪聲而顯現(xiàn)。如參考圖1的 攝像設(shè)備所述，可以通過參考日本特開2000-261730的圖4或者日本特開2006-025146的 圖4和5所述的校正操作來降低該垂直條紋噪聲。然而，如果0B區(qū)域的像素放大器的驅(qū)動(dòng)晶體管生成大的噪聲，則校正精度下降。將解釋用于降低由0B區(qū)域中的像素放大器的驅(qū)動(dòng)晶體管所生成的噪聲的方法。第一實(shí)施例除圖1 4以外，將參考圖5 9來解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例中的圖像傳感器2的像素陣列的圖。在有效像素區(qū)域60中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素(圖3)。在第一 0B區(qū)域 61中排列遮光像素(第一黑電平基準(zhǔn)像素)。在第二 0B區(qū)域62中排列遮光像素(第二黑 電平基準(zhǔn)像素)。在圖2中，為了方便對操作的說明，圖像傳感器2的像素?cái)?shù)在水平方向和 垂直方向上均是3個(gè)。在圖5中，假定圖像傳感器2包括足夠多以進(jìn)行0B鉗位操作和垂直 條紋噪聲校正操作的像素。圖6是具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素(圖3)的布局的圖。圖6沒有示出除了光 電轉(zhuǎn)換元件D1、FD電容器C1、各晶體管的柵極、源極和漏極以及布線以外的元件。簡化示 出這些布線。與圖3中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)成元件。感光像素110包括光電轉(zhuǎn)換元件。傳送晶體管T3具有柵極T3g，復(fù)位晶體管T1具 有柵極Tlg，驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl具有柵極Tdlg，并且選擇晶體管T2具有柵極T2g。布線308將 FD電容器C1和驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極Tdlg相連接。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度為W1且柵極 長度為L1。驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極Tdlg的溝道寬度可以為W1且溝道長度可以為L1。感光像 素110被排列在有效像素區(qū)域60中。圖7示出包含圖6中從光電轉(zhuǎn)換元件D1到垂直信號線101的連接部的各晶體管 的溝道區(qū)域的截面。區(qū)域301用作光電轉(zhuǎn)換元件D1。區(qū)域302用作FD電容器C1，并且還用作傳送晶 體管T3的漏極和復(fù)位晶體管T1的源極之間的連接部。區(qū)域302還用作將FD電容器C1和 驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極Tdlg相連接的布線308的連接部。區(qū)域303用作電源Vd和布線308之間的連接部，并且還用作復(fù)位晶體管T1的漏極 和驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的漏極之間的連接部。區(qū)域304用作驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的源極和選擇晶體 管T2的漏極之間的連接部。區(qū)域305用作垂直信號線101的連接部，并且還用做選擇晶體 管T2的源極。傳送晶體管T3具有溝道311，復(fù)位晶體管T1具有溝道312，驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl 具有溝道313，并且選擇晶體管T2具有溝道314。圖8是示出具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素的電路圖。虛線所圍繞的部分是遮光像 素91。除了遮光像素91具有遮光部件801以外，遮光像素91具有與圖3中的像素的結(jié)構(gòu) 相同的結(jié)構(gòu)。圖9是具有光電轉(zhuǎn)換元件的第一遮光像素的布局的圖。在圖9中，與圖8中 的附圖標(biāo)記和符號相同的附圖標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管遮光像素91被遮光，但沒 有示出遮光部件801。遮光像素91具有與圖7中的截面相同的截面。第一遮光像素910具有光電轉(zhuǎn)換元件。第一遮光像素910在水平和垂直大小上均 等于感光像素110。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W2且柵極長度(溝道長 度)為L2。將解釋當(dāng)?shù)谝?0B區(qū)域61用作HOB區(qū)域、第二 0B區(qū)域62用作V0B區(qū)域、并且在各 個(gè)區(qū)域中排列第一遮光像素910時(shí)攝像設(shè)備的操作。在第一實(shí)施例的攝像設(shè)備中，預(yù)處理單元4對從圖像傳感器2輸出的信號鉗位。此時(shí)，可以使用從用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來執(zhí)行V0B鉗位操 作。可以使用從用作HOB區(qū)域的第一 0B區(qū)域61讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來進(jìn)行HOB鉗位操 作?？梢允÷訴0B鉗位。信號處理單元5可以進(jìn)行垂直條紋噪聲校正操作。更具體地，信號處理單元5使用 從用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來生成一個(gè)線的校正信號，并且 從自有效像素區(qū)域60讀出的輸出信號中減去該校正信號。此外，信號處理單元5可以執(zhí)行 數(shù)字鉗位操作。更具體地，信號處理單元5對從用作HOB區(qū)域的第一 0B區(qū)域61讀出的黑 電平基準(zhǔn)信號進(jìn)行平均化，并從自有效像素區(qū)域60讀出的輸出信號中減去該平均化信號。然而，如果HOB區(qū)域中水平方向上的遮光像素的數(shù)量不充足，則在從第一 0B區(qū)域 61讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中所包含的噪聲的影響下，在由預(yù)處理單元4進(jìn)行的H0B鉗位操 作中，鉗位誤差生成水平條紋噪聲。即使在由信號處理單元5進(jìn)行的數(shù)字鉗位操作中，也不 能夠生成精確的黑電平基準(zhǔn)信號，并且鉗位誤差產(chǎn)生信號的偽升高或偽下降等的問題。此 外，如果V0B區(qū)域中垂直方向上的遮光像素的數(shù)量不充足，則在使用從第二 0B區(qū)域62讀出 的黑電平基準(zhǔn)信號的垂直條紋噪聲校正操作時(shí)，在黑電平基準(zhǔn)信號中所包含的噪聲的影響 下，不能夠精確地生成校正信號。結(jié)果，垂直條紋噪聲仍未被去除。將針對以下三種情況來解釋用于降低由0B區(qū)域中的像素放大器的驅(qū)動(dòng)晶體管所 生成的噪聲的方法。(1)H0B區(qū)域中水平方向上的遮光像素的數(shù)量不充足的情況用作H0B區(qū)域的第一 0B區(qū)域61中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W2 和柵極長度(溝道長度)L2、以及有效像素區(qū)域60中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道 寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1被設(shè)置為具有以下關(guān)系。第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。這些設(shè)置可以降低由H0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而防止鉗位誤差。此時(shí)，即使在如下情況下，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第一 0B區(qū)域的L2 =有效像素區(qū)域的L1?；蛘?，即使在如下情況下，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。第一 0B區(qū)域的W2 =有效像素區(qū)域的W1，并且第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W2 和柵極長度(溝道長度)L2具有以下關(guān)系就可以了。第二 0B區(qū)域的W2 =有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 =有效像素區(qū)域的L1。(2)V0B區(qū)域中垂直方向上的遮光像素的數(shù)量不充足的情況用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W2 和柵極長度(溝道長度)L2、以及有效像素區(qū)域60中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道 寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1被設(shè)置為具有以下關(guān)系。
第二 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。這些設(shè)置可以降低由V0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而防止垂直 條紋噪聲校正誤差。此時(shí)，即使在如下情況下，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。第二 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 =有效像素區(qū)域的L1?；蛘撸词乖谌缦虑闆r下，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。第二 0B區(qū)域的W2 =有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。用作HOB區(qū)域的第一 0B區(qū)域61中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W2 和柵極長度(溝道長度)L2具有以下關(guān)系就可以了。第一 0B區(qū)域的W2 =有效像素區(qū)域的W1，并且第一 0B區(qū)域的L2 =有效像素區(qū)域的L1。(3)HOB區(qū)域中水平方向上的遮光像素的數(shù)量和V0B區(qū)域中垂直方向上的遮光像 素的數(shù)量均不充足的情況用作HOB區(qū)域的第一 0B區(qū)域61中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W2 和柵極長度(溝道長度)L2、用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬 度(溝道寬度)W2和柵極長度(溝道長度)L2、以及有效像素區(qū)域60中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl 的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1被設(shè)置為具有以下關(guān)系。第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1，第二 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。這些設(shè)置可以通過降低由HOB區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲來防止鉗位 誤差。另外，這些設(shè)置可以通過降低由V0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲來防止 垂直條紋噪聲校正誤差。此時(shí)，即使通過將第一 0B區(qū)域的W2或L2或者第二 0B區(qū)域的W2或L2設(shè)置為等 于有效像素區(qū)域的W1和L1中的相應(yīng)一個(gè)，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。將比較HOB鉗位和垂直條紋噪聲校正。不僅使用來自當(dāng)前行上的遮光像素的信號 而且使用來自前一行上的遮光像素的信號，來進(jìn)行H0B鉗位。作為對比，在垂直條紋噪聲校 正時(shí)，對來自V0B區(qū)域中的垂直像素的信號進(jìn)行平均化，以生成針對當(dāng)前列的校正信號。因 此，原則上，垂直條紋噪聲校正時(shí)可利用的遮光像素的數(shù)量小于H0B鉗位時(shí)的遮光像素的 數(shù)量。垂直條紋噪聲校正更容易受由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲影響。通常，圖像傳感器的有效像素區(qū)域在水平方向上長。V0B區(qū)域的增加對圖像傳感器 面積的增大的影響大于H0B區(qū)域的增加對圖像傳感器面積的增大的影響。因此，垂直方向 上的遮光像素的數(shù)量經(jīng)常不足?？紤]到此，第二 0B區(qū)域的W2 >第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B區(qū)域的L2 >第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。
這些設(shè)置可以進(jìn)一步降低由V0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而防 止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。此時(shí)，即使通過將第一 0B區(qū)域的W2或L2或者第二 0B區(qū)域的W2或L2設(shè)置為等 于有效像素區(qū)域的W1和L1中的相應(yīng)一個(gè)，也獲得了噪聲降低效果。第二實(shí)施例除圖1 9以外，將參考圖10來解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的攝像設(shè)備。在第二 實(shí)施例中，攝像設(shè)備的基本配置和操作、以及圖像傳感器的基本配置和操作與第一實(shí)施例 中的基本配置和操作相同。將通過應(yīng)用與第一實(shí)施例中的附圖和附圖標(biāo)記相同的附圖和附 圖標(biāo)記來解釋第二實(shí)施例。圖10是具有光電轉(zhuǎn)換元件的第二遮光像素的布局的圖。與圖8中的附圖標(biāo)記和 符號相同的附圖標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管像素被遮光，但沒有示出遮光部件801。 遮光像素具有與圖7中的截面相同的截面。第二遮光像素920具有光電轉(zhuǎn)換元件。第二遮光像素920在水平長度和垂直長度 上均等于感光像素110。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W3且柵極長度(溝道 長度)為L3。在第二遮光像素920中，光電轉(zhuǎn)換元件D1的面積縮小以增大柵極寬度(溝道寬 度)W3和柵極長度(溝道長度)L3。光電轉(zhuǎn)換元件D1的垂直大小縮小以增大柵極寬度(溝 道寬度)W3。光電轉(zhuǎn)換元件D1的水平大小縮小以增大柵極長度(溝道長度)L3。由于第二 遮光像素920無需感光，因此縮小光電轉(zhuǎn)換元件D1的面積幾乎不影響所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號。與感光像素110相比較，大的柵極寬度(溝道寬度)W3和柵極長度(溝道長度)L3 可以降低由第二遮光像素920的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。此時(shí)，還可以僅增加?xùn)艠O寬度(溝道寬度)W3、并將柵極長度(溝道長度)L3設(shè)置 為等于感光像素110的L1，而不縮減光電轉(zhuǎn)換元件D1的水平大小。即使在這種情況下，也 實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。還可以僅增加?xùn)艠O長度(溝道長度)L3、并將柵極寬度(溝道寬度) W3設(shè)置為等于感光像素110的W1，而不縮減光電轉(zhuǎn)換元件D1的垂直大小。即使在這種情 況下，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。將解釋當(dāng)圖5中的第一 0B區(qū)域61用作HOB區(qū)域并且第二 0B區(qū)域62用作V0B區(qū) 域時(shí)第二實(shí)施例中的攝像設(shè)備的操作。(1)在第一 0B區(qū)域61和第二 0B區(qū)域62這兩者中均排列第二遮光像素920的情 況顯然，可以通過將第一 0B區(qū)域61和第二 0B區(qū)域62的柵極寬度(溝道寬度)W3 和柵極長度(溝道長度)L3設(shè)置為與有效像素區(qū)域60的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極 長度(溝道長度)L1具有與第一實(shí)施例中的關(guān)系相同的關(guān)系，來獲得噪聲降低效果。(2)在第一 0B區(qū)域61中排列第一遮光像素910、并且在第二 0B區(qū)域92中排列第 二遮光像素920的情況顯然，可以通過將第一 0B區(qū)域61的柵極寬度(溝道寬度)W2和柵極長度(溝道 長度)L2設(shè)置為與有效像素區(qū)域60的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1 具有與第一實(shí)施例中的關(guān)系相同的關(guān)系，來獲得噪聲降低效果。
此外，顯然，可以通過將第二 0B區(qū)域62的柵極寬度(溝道寬度)W3和柵極長度 (溝道長度)L3設(shè)置為與有效像素區(qū)域60的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極長度(溝道長 度)L1具有與第一實(shí)施例中的關(guān)系相同的關(guān)系，來獲得噪聲降低效果。另外，第二 0B區(qū)域的W3 >第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B 區(qū)域的L3 >第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。這些設(shè)置可以進(jìn)一步降低由V0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而防 止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。此時(shí)，即使通過將第一 0B區(qū)域的W2或L2或者第二 0B區(qū)域的W3或L3設(shè)置為等 于有效像素區(qū)域的W1和L1中的相應(yīng)一個(gè)，也獲得了噪聲降低效果。顯然，與第二實(shí)施例的(2)相同，即使當(dāng)在第一 0B區(qū)域61中排列第二遮光像素 920、并且在第二 0B區(qū)域62中排列第一遮光像素910時(shí)，第二實(shí)施例也具有噪聲降低效果。在第二實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換元件D1的垂直大小減小以增大柵極寬度(溝道寬度) W3。光電轉(zhuǎn)換元件D1的水平大小減小以增大柵極長度(溝道長度)L3。然而，為了增大柵 極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L，可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的布局顛倒光電 轉(zhuǎn)換元件D1的面積縮減的水平方向和垂直方向、以及柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度 (溝道長度)L增大的方向(水平方向和垂直方向)的組合。第三實(shí)施例除圖1 10以外，將參考圖11 13來解釋根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的攝像設(shè)備。 在第三實(shí)施例中，攝像設(shè)備的基本配置和操作、以及圖像傳感器的基本配置和操作與第一 和第二實(shí)施例中的基本配置和操作相同。將通過應(yīng)用與第一和第二實(shí)施例中的附圖和附圖 標(biāo)記相同的附圖和附圖標(biāo)記來解釋第三實(shí)施例。圖11示出不具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素的圖。虛線所圍繞的部分是遮光像素 93。除了遮光像素93具有遮光部件801、并且不包括光電轉(zhuǎn)換元件D1以外，遮光像素93具 有與圖3中的像素的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。圖12是不具有光電轉(zhuǎn)換元件的第三遮光像素的布局的圖。通過從圖9中的布局 去除光電轉(zhuǎn)換元件D1獲得了該布局。在圖12中，與圖11中的附圖標(biāo)記和符號相同的附圖 標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管像素被遮光，但沒有示出遮光部件801。除了第三遮光像 素不包括圖7中由區(qū)域301所表示的光電轉(zhuǎn)換元件D1以外，第三遮光像素具有與圖7中的 截面相同的截面。第三遮光像素930不包括光電轉(zhuǎn)換元件。第三遮光像素930在水平大小和垂直大 小上等于感光像素110。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W4且柵極長度(溝道 長度)為L4。圖13是不具有光電轉(zhuǎn)換元件的第四遮光像素的布局的圖。通過從圖10中的布局 去除光電轉(zhuǎn)換元件D1獲得了該布局。在圖13中，與圖11中的附圖標(biāo)記和符號相同的附圖 標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管像素被遮光，但沒有示出遮光部件801。除了第四遮光像 素不包括圖7中由區(qū)域301所表示的光電轉(zhuǎn)換元件D1以外，第四遮光像素具有與圖7中的 截面相同的截面。第四遮光像素940不包括光電轉(zhuǎn)換元件。第四遮光像素940在水平大小和垂直大 小上等于感光像素110。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W5且柵極長度(溝道長度)為L5。第四遮光像素940采用通過與圖10中縮減光電轉(zhuǎn)換元件D1的面積的方法相同的 方法來增大柵極寬度(溝道寬度)W5和柵極長度(溝道寬度)L5的布局。與感光像素110相比較，第三遮光像素930和第四遮光像素940的大的柵極寬度 (溝道寬度)W和柵極長度(溝道寬度)L可以降低由第三遮光像素930和第四遮光像素940 的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。此時(shí)，即使通過僅增加?xùn)艠O寬度(溝道寬度)W3、而將柵極長度(溝道長度)L3設(shè) 置為等于感光像素110的L1，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降低效果。此外，即使通過僅增加?xùn)艠O長度(溝 道長度)L3、而將柵極寬度(溝道寬度)W3設(shè)置為等于感光像素110的W1，也實(shí)現(xiàn)了噪聲降 低效果。由于不存在光電轉(zhuǎn)換元件D1，因此第三遮光像素930和第四遮光像素940不受光 電轉(zhuǎn)換元件D1中所生成的暗電流的影響。所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由 第一遮光像素910和第二遮光像素920所生成的噪聲。將解釋當(dāng)圖5中的第一 0B區(qū)域61用作HOB區(qū)域并且第二 0B區(qū)域62用作V0B區(qū) 域時(shí)第三實(shí)施例中的攝像設(shè)備的操作。(1)在第一 0B區(qū)域61中排列第一遮光像素910、并且在第二 0B區(qū)域62中排列第 三遮光像素930的情況顯然，通過將第一 0B區(qū)域61的柵極寬度(溝道寬度)W2和柵極長度(溝道長度) L2設(shè)置為與有效像素區(qū)域60的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1具有 與第一實(shí)施例中的關(guān)系相同的關(guān)系，來獲得噪聲降低效果。同樣，顯然，通過將第二 0B區(qū)域62的柵極寬度(溝道寬度)W4和柵極長度(溝道 長度)L4設(shè)置為與有效像素區(qū)域60的柵極寬度(溝道寬度)W1和柵極長度(溝道長度)L1 具有與第一實(shí)施例中的關(guān)系相同的關(guān)系，來獲得噪聲降低效果。V0B區(qū)域中所排列的第三遮光像素930不具有光電轉(zhuǎn)換元件D1。因此，所讀出的 黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由第一遮光像素910所生成的噪聲。第三遮光像素930 對于對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正是有效的。另外，第二 0B區(qū)域的W4 >第一 0B區(qū)域的W2 >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 0B 區(qū)域的L4 >第一 0B區(qū)域的L2 >有效像素區(qū)域的L1。這些設(shè)置可以進(jìn)一步降低由V0B區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn) 一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。此時(shí)，即使通過將第一 0B區(qū)域的W2或L2或者第二 0B區(qū)域的W4或L4設(shè)置為等 于有效像素區(qū)域的W1和L1中的相應(yīng)一個(gè)，也獲得了噪聲降低效果。顯然，與第三實(shí)施例中的(1)相同，在第一 0B區(qū)域61中排列第二遮光像素920的 情況、以及在第二 0B區(qū)域62中排列第四遮光像素940的情況這兩者下，第三實(shí)施例都具有 噪聲降低效果。在第三實(shí)施例中，為了增大柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L，可 以根據(jù)驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的布局顛倒柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L增大 的方向(水平方向和垂直方向)的組合。第四實(shí)施例
除圖1 13以外，將參考圖14 18來解釋根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的攝像設(shè)備。 在第四實(shí)施例中，攝像設(shè)備的基本配置和操作、以及圖像傳感器的基本配置和操作與第一 至第三實(shí)施例中的基本配置和操作相同。將通過應(yīng)用與第一至第三實(shí)施例中的附圖和附圖 標(biāo)記相同的附圖和附圖標(biāo)記來解釋第四實(shí)施例。圖14是示出第四實(shí)施例中的圖像傳感器2的像素陣列的圖。在有效像素區(qū)域60 中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在第三0B區(qū)域63、第四0B區(qū)域64、第五0B區(qū) 域65和第六0B區(qū)域66中排列遮光像素。將解釋當(dāng)?shù)谌?B區(qū)域63用作第一 HOB區(qū)域、第四0B區(qū)域64用作第二 HOB區(qū)域、 第五0B區(qū)域65用作第一 V0B區(qū)域、并且第六0B區(qū)域66用作第二 V0B區(qū)域時(shí)攝像設(shè)備的操作。在第四實(shí)施例的攝像設(shè)備中，預(yù)處理單元4對從圖像傳感器2輸出的信號鉗位。此 時(shí)，使用從用作第二 V0B區(qū)域的第六0B區(qū)域66讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來執(zhí)行V0B鉗位操 作。使用從作為第二 HOB區(qū)域的第四0B區(qū)域64讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來進(jìn)行HOB鉗位操 作。可以省略V0B鉗位。此時(shí)，可以進(jìn)行包括用作第一 V0B區(qū)域的第五0B區(qū)域65的V0B鉗位操作，或者包 括用作第一 HOB區(qū)域的第三0B區(qū)域63的H0B鉗位操作。信號處理單元5執(zhí)行垂直條紋噪聲校正操作。更具體地，信號處理單元5使用從 用作第一 V0B區(qū)域的第五0B區(qū)域65讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來生成一個(gè)線的校正信號，并 且從自有效像素區(qū)域60讀出的輸出信號中減去該校正信號。此外，信號處理單元5執(zhí)行數(shù)字鉗位操作。更具體地，信號處理單元5對從用作第 一 H0B區(qū)域的第三0B區(qū)域63讀出的黑電平基準(zhǔn)信號進(jìn)行平均化，并從自有效像素區(qū)域60 讀出的輸出信號中減去該平均化信號。第一至第三實(shí)施例已經(jīng)表明，與感光像素110相比，第三、第四、第五和第六0B區(qū) 域63、64、65和66中所排列的第一、第二、第三和第四遮光像素910、920、930和940中的任 意均可以更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。然而，由于具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素和不具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素圍繞 排列有具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素的有效像素區(qū)域60，因此期望更適當(dāng)?shù)夭贾眠@些遮光像素。例如，由信號處理單元5所執(zhí)行的數(shù)字鉗位可以使用來自整個(gè)第三0B區(qū)域63中 的黑電平基準(zhǔn)像素的信號的平均值。作為對比，預(yù)處理單元4使用包括在要鉗位的線之前 讀出的黑電平基準(zhǔn)像素的第四0B區(qū)域64來進(jìn)行H0B鉗位。由于該原因，H0B鉗位所使用 的遮光像素的數(shù)量小于數(shù)字鉗位所使用的遮光像素的數(shù)量，因此H0B鉗位更容易受由驅(qū)動(dòng) 晶體管Tdl所生成的噪聲影響。據(jù)此，優(yōu)選將第四0B區(qū)域64的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度) L設(shè)置為大于第三0B區(qū)域63的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L。由預(yù)處理單元4所執(zhí)行的V0B鉗位在從有效像素區(qū)域60讀出信號之前結(jié)束就可 以了?？梢允褂脕碜哉麄€(gè)第六0B區(qū)域66的黑電平基準(zhǔn)像素的信號來進(jìn)行V0B鉗位操作。 然而，在由信號處理單元5使用第五0B區(qū)域65所執(zhí)行的垂直條紋噪聲校正時(shí)，對來自第五 0B區(qū)域65中的垂直像素的信號進(jìn)行平均化，以生成列的校正信號。
由此，垂直條紋噪聲校正所使用的遮光像素的數(shù)量小于V0B鉗位所使用的遮光像 素的數(shù)量，并且垂直條紋噪聲校正更容易受由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲影響。因此，優(yōu)選將第五0B區(qū)域65的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度) L設(shè)置為大于第六0B區(qū)域66的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L。將解釋0B區(qū)域中所排列的遮光像素的條件。(1)在用作HOB區(qū)域的第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64這兩者中排列第一遮光 像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940的情況此時(shí)，第三和第四0B區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的 條件被設(shè)置為第四0B區(qū)域的W >第三0B區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第四0B區(qū)域的L >第三0B區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的L1。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第四0B區(qū)域64中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的 噪聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。(2)在用作HOB區(qū)域的第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64中組合并排列第一遮光 像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930和第四遮光像素940中的兩類的情況當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第一遮光像素910時(shí)，在第四0B區(qū)域64中排列第二 遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940。與第一遮光像素910相比較，這些 遮光像素具有用于增大柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的余量，從而滿 足第四實(shí)施例中的條件(1)。同樣，當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第二遮光像素920時(shí)，在第四0B區(qū)域64中排列 第三遮光像素930或第四遮光像素940。當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第三遮光像素930時(shí)，
在第四0B區(qū)域64中排列第四遮光像素940。在這些情況下，可以滿足第四實(shí)施例中的條件 ⑴。因此，可以進(jìn)一步降低由第四0B區(qū)域64中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而 進(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。(3)在用作V0B區(qū)域的第五0B區(qū)域65和第六0B區(qū)域66這兩者中排列第一遮光 像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940的情況此時(shí)，第五和第六0B區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的 條件被設(shè)置為第五0B區(qū)域的W >第六0B區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第五0B區(qū)域的L >第六0B區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的L1。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第五0B區(qū)域65中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的 噪聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。(4)在用作V0B區(qū)域的第五0B區(qū)域65和第六0B區(qū)域66中組合并排列第一遮光 像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930和第四遮光像素940中的兩類的情況當(dāng)在第六0B區(qū)域66中排列第一遮光像素910時(shí)，在第五0B區(qū)域65中排列第二 遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940。與第一遮光像素910相比較，這些 遮光像素具有用于增大柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的余量，從而滿 足第四實(shí)施例中的條件(1)。
同樣，當(dāng)在第六0B區(qū)域66中排列第二遮光像素920時(shí)，在第五0B區(qū)域65中排列 第三遮光像素930或第四遮光像素940。當(dāng)在第六0B區(qū)域66中排列第三遮光像素930時(shí)，
在第五0B區(qū)域65中排列第四遮光像素940。在這些情況下，可以滿足第四實(shí)施例中的條件 ⑴?？梢赃M(jìn)一步降低由第五0B區(qū)域65中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn)一 步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。可以組合針對HOB區(qū)域的條件(1)和(2)以及針對V0B區(qū)域的條件(3)和⑷。將解釋第四實(shí)施例的變形例。圖15是示出第四實(shí)施例中圖像傳感器2的像素陣列的變形例的圖。在有效像素 區(qū)域60中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64以 及第七0B區(qū)域67中排列遮光像素。如從第一至第三實(shí)施例顯而易見，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四 遮光像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第 二、第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在第三、第四和第七0B區(qū)域63、 64和67中無關(guān)。第三0B區(qū)域63用作第一 HOB區(qū)域，第四0B區(qū)域64用作第二 HOB區(qū)域，并且第七 0B區(qū)域67用作第三V0B區(qū)域。在第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64中，排列遮光像素，以滿足第四實(shí)施例中針對 HOB區(qū)域的條件(1)和(2)。第七0B區(qū)域67與第一實(shí)施例中的V0B區(qū)域相同地工作。因 此，可以進(jìn)一步降低由第四0B區(qū)域64中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn)一步防止 對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。圖16是示出第四實(shí)施例中圖像傳感器2的像素陣列的另一變形例的圖。在有效 像素區(qū)域60中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在第五0B區(qū)域65和第六0B區(qū)域 66以及第八0B區(qū)域68中排列遮光像素。第一至第三實(shí)施例已經(jīng)闡明，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四遮光 像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第二、 第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在第五、第六和第八0B區(qū)域65、66 和68中無關(guān)。第五0B區(qū)域65用作第一 V0B區(qū)域，第六0B區(qū)域66用作第二 V0B區(qū)域，并且第八 0B區(qū)域68用作第三H0B區(qū)域。在第五0B區(qū)域65和第六0B區(qū)域66中，排列遮光像素，以滿足第四實(shí)施例中針對 V0B區(qū)域的條件(3)和⑷。第八0B區(qū)域68與第一實(shí)施例中的H0B區(qū)域相同地工作。因 此，可以進(jìn)一步降低由第五0B區(qū)域65中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn)一步防止 對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。圖17是示出圖5中的像素陣列的又一變形例的圖。在有效像素區(qū)域60中排列具 有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在0B區(qū)域610、620和621中排列遮光像素。第一至第三實(shí)施例已經(jīng)表明，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四遮光 像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第二、 第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在0B區(qū)域610、620和621中無關(guān)。
在圖17中，圖5的像素陣列中用作V0B區(qū)域的第二 0B區(qū)域62根據(jù)HOB區(qū)域?qū)挾?而被分割成0B區(qū)域620和621。0B區(qū)域620與第一實(shí)施例中的V0B區(qū)域相同地工作。作 為對比，0B區(qū)域621可用于HOB和V0B中的任意一個(gè)或者可用于這兩者。圖18是示出圖14中的像素陣列的又一變形例的圖。在有效像素區(qū)域60中排列 具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在0B區(qū)域630、640、650、651、652、660、661和662中排 列遮光像素。如從第一至第三實(shí)施例顯而易見，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四 遮光像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第 二、第三和第四遮光像素910,920,930和940中的哪些排列在0B區(qū)域630、640、650、651、 652,660,661 和 662 中無關(guān)。在圖18中，圖14的像素陣列中用作V0B區(qū)域的第五0B區(qū)域65和第六0B區(qū)域66 根據(jù)HOB區(qū)域?qū)挾榷环指畛?B區(qū)域650、651、652、660、661和662。0B區(qū)域630,640,650 和660分別與第一 HOB區(qū)域、第二 HOB區(qū)域、第一 V0B區(qū)域和第二 V0B區(qū)域相同地工作。作 為對比，0B區(qū)域651、652、661和662可用于H0B和V0B中的任意一個(gè)或者可用于這兩者。第五實(shí)施例除圖1 18以外，將參考圖19 21來解釋根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的攝像設(shè)備。 在第五實(shí)施例中，攝像設(shè)備的基本配置和操作、以及圖像傳感器的基本配置和操作與第一 至第四實(shí)施例中的基本配置和操作相同。將通過應(yīng)用與第一至第四實(shí)施例中的附圖和附圖 標(biāo)記相同的附圖和附圖標(biāo)記來解釋第五實(shí)施例。圖19是示出第五實(shí)施例中的圖像傳感器2的像素陣列的圖。在有效像素區(qū)域60 中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在第三0B區(qū)域63、第四0B區(qū)域64、第九0B區(qū) 域69和第十0B區(qū)域70中排列遮光像素。將解釋將第三0B區(qū)域63用作第一 H0B區(qū)域、第四0B區(qū)域64用作第二 H0B區(qū)域、 第九0B區(qū)域69用作第四V0B區(qū)域并且第十0B區(qū)域70用作第五V0B區(qū)域時(shí)攝像設(shè)備的操作。 在第五實(shí)施例的攝像設(shè)備中，預(yù)處理單元4對從圖像傳感器2輸出的信號鉗位。此 時(shí)，使用從用作第四V0B區(qū)域的第九0B區(qū)域69讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來執(zhí)行V0B鉗位操 作。使用從用作第二 H0B區(qū)域的第四0B區(qū)域64讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來進(jìn)行H0B鉗位操 作?？梢允÷訴0B鉗位?？梢赃M(jìn)行包括用作第一 H0B區(qū)域的第三0B區(qū)域63的H0B鉗位操作。信號處理單元5執(zhí)行垂直條紋噪聲校正操作。更具體地，信號處理單元5使用從 用作第五V0B區(qū)域的第十0B區(qū)域70讀出的黑電平基準(zhǔn)信號來生成一個(gè)線的校正信號，并 從自有效像素區(qū)域60讀出的輸出信號中減去該校正信號。在圖19中圖像傳感器2的像素陣列中，將用作第五V0B區(qū)域的第十0B區(qū)域70布 置在有效像素區(qū)域60下方。因而，針對下一所拍攝圖像執(zhí)行垂直條紋噪聲校正。此外，信號處理單元5執(zhí)行數(shù)字鉗位操作。更具體地，信號處理單元5對從用作第 一 H0B區(qū)域的第三0B區(qū)域63讀出的黑電平基準(zhǔn)信號進(jìn)行平均化，并從自有效像素區(qū)域60 讀出的輸出信號中減去該平均化信號。第一至第三實(shí)施例已經(jīng)表明，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四遮光像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第二、 第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在第三、第四、第九和第十0B區(qū)域 63、64、69和70中無關(guān)。然而，與第四實(shí)施例相同，由于具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素和不具有光電轉(zhuǎn)換 元件的遮光像素圍繞排列有具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素的有效像素區(qū)域60，因此期望更 適當(dāng)?shù)夭贾眠@些遮光像素。使用V0B區(qū)域中的遮光像素的操作以及使用HOB區(qū)域中的遮光像素的操作與第四 實(shí)施例中的操作相同。因此，將僅說明針對0B區(qū)域中所排列的遮光像素的條件。(1)與第四實(shí)施例相同，在用作HOB區(qū)域的第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64這兩 者中排列第一遮光像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940的 情況此時(shí)，第三和第四0B區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的 條件被設(shè)置為第四0B區(qū)域的W >第三0B區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第四0B區(qū)域的L >第三0B區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的L1。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第四0B區(qū)域64中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的 噪聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。(2)與第四實(shí)施例相同，在用作HOB區(qū)域的第三0B區(qū)域63和第四0B區(qū)域64中組 合并排列第一遮光像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940中 的兩類的情況當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第一遮光像素910時(shí)，在第四0B區(qū)域64中排列第二 遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940。與第一遮光像素910相比較，這些 遮光像素具有用于增大柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的余量，從而滿 足第五實(shí)施例中的條件(1)。同樣，當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第二遮光像素920時(shí)，在第四0B區(qū)域64中排列 第三遮光像素930或第四遮光像素940。當(dāng)在第三0B區(qū)域63中排列第三遮光像素930時(shí)，
在第四0B區(qū)域64中排列第四遮光像素940。在這些情況下，可以滿足第五實(shí)施例中的條件 ⑴。因此，可以進(jìn)一步降低由第四0B區(qū)域64中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而 進(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。(3)在用作V0B區(qū)域的第九0B區(qū)域69和第十0B區(qū)域70這兩者中排列第一遮光 像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940的情況此時(shí)，第九和第十0B區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的 條件被設(shè)置為第十0B區(qū)域的W >第九0B區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第十0B區(qū)域的L >第九0B區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的L1。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第十0B區(qū)域70中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的 噪聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。(4)在用作V0B區(qū)域的第九0B區(qū)域69和第十0B區(qū)域70中組合并排列第一遮光像素910、第二遮光像素920、第三遮光像素930和第四遮光像素940中的兩類的情況當(dāng)在第九OB區(qū)域69中排列第一遮光像素910時(shí)，在第十OB區(qū)域70中排列第二遮光像素920、第三遮光像素930或第四遮光像素940。與第一遮光像素910相比較，這些 遮光像素具有用于增大柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L的余量，從而滿 足第五實(shí)施例中的條件(1)。同樣，當(dāng)在第九OB區(qū)域69中排列第二遮光像素920時(shí)，在第十OB區(qū)域70中排列 第三遮光像素930或第四遮光像素940。當(dāng)在第九OB區(qū)域69中排列第三遮光像素930時(shí)，
在第十OB區(qū)域70中排列第四遮光像素940。在這些情況下，可以滿足第五實(shí)施例中的條件 ⑴?？梢赃M(jìn)一步降低由第十OB區(qū)域70中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn)一 步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差?？梢越M合針對HOB區(qū)域的條件(1)和(2)以及針對VOB區(qū)域的條件(3)和⑷。將解釋第五實(shí)施例的變形例。圖20是示出第五實(shí)施例中的圖像傳感器2的像素陣列的變形例的圖。在有效像 素區(qū)域60中排列具有光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在第八OB區(qū)域68以及第九OB區(qū)域 69和第十OB區(qū)域70中排列遮光像素。第一至第三實(shí)施例已經(jīng)表明，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四遮光 像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第二、 第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在第八、第九和第十OB區(qū)域69、69 和70中無關(guān)。第八OB區(qū)域68用作第三HOB區(qū)域，第九OB區(qū)域69用作第四VOB區(qū)域，并且第十 OB區(qū)域70用作第五VOB區(qū)域。第八OB區(qū)域68與第一實(shí)施例中的HOB區(qū)域相同地工作。在第九OB區(qū)域69和第 十OB區(qū)域70中，排列遮光像素，以滿足第五實(shí)施例中針對VOB區(qū)域的條件(3)和(4)。因 此，可以進(jìn)一步降低由第十OB區(qū)域70中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，從而進(jìn)一步防止 對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。圖21是示出圖19中的像素陣列的變形例的圖。在有效像素區(qū)域60中排列具有 光電轉(zhuǎn)換元件的感光像素110。在OB區(qū)域630、640、690、691、692、700、701和702中排列遮
光像素。如從第一至第三實(shí)施例顯而易見，與感光像素110相比，第一、第二、第三和第四 遮光像素910、920、930和940更有效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲，而與第一、第 二、第三和第四遮光像素910、920、930和940中的哪些排列在OB區(qū)域630、640、690、691、 692、700、701 和 702 中無關(guān)。在圖21中，圖19的像素陣列中用作VOB區(qū)域的第九OB區(qū)域69和第十OB區(qū)域70 根據(jù)HOB區(qū)域?qū)挾榷环指畛蒓B區(qū)域690、691、692、700、701和702。OB區(qū)域630、640、690 和700分別與第一 HOB區(qū)域、第二 HOB區(qū)域、第四VOB區(qū)域和第五VOB區(qū)域相同地工作。作 為對比，OB區(qū)域691、692、701和702可用于HOB和VOB中的任意一個(gè)或者可用于這兩者。第六實(shí)施例除圖1 21以外，將參考圖22 29來解釋根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的攝像設(shè)備。在第六實(shí)施例中，攝像設(shè)備的基本配置和操作、以及圖像傳感器的基本配置和操作與第一 至第五實(shí)施例中的基本配置和操作相同。將通過應(yīng)用與第一至第五實(shí)施例中的附圖和附圖 標(biāo)記相同的附圖和附圖標(biāo)記來解釋第六實(shí)施例。 圖22 24是示出具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素的布局的變形例的圖。與圖9中 的第一遮光像素910的附圖標(biāo)記和符號相同的附圖標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管像素 被遮光，但沒有示出遮光部件801。遮光像素具有與圖7中的截面相同的截面。遮光像素911、912和913具有光電轉(zhuǎn)換元件。虛線111表示感光像素110的大小 以進(jìn)行比較。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W6且柵極長度(溝道長度)為 L6。通過縮小光電轉(zhuǎn)換元件Dl的水平方向上的大小來使遮光像素911的水平方向上 的大小減小。通過縮小光電轉(zhuǎn)換元件Dl的垂直方向上的大小來使遮光像素912的垂直方 向上的大小減小。通過縮小光電轉(zhuǎn)換元件Dl的水平方向和垂直方向上的大小來使遮光像 素913的水平方向和垂直方向上的大小減小。由于遮光像素911、912和913無需對光敏感， 因此縮減光電轉(zhuǎn)換元件Dl的面積幾乎未影響所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號。圖25 29是示出不具有光電轉(zhuǎn)換元件的遮光像素的布局的變形例的圖。與圖12 中的第三遮光像素930的附圖標(biāo)記和符號相同的附圖標(biāo)記和符號表示相同的部件。盡管像 素被遮光，但沒有示出遮光部件801。除了遮光像素不包括圖7中由區(qū)域301所表示的光電 轉(zhuǎn)換元件Dl以外，該遮光像素具有與圖7中的截面相同的截面。遮光像素931、932、933、934和935不具有光電轉(zhuǎn)換元件。虛線111表示感光像素 110的大小以進(jìn)行比較。驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)為W7且柵極長度(溝道 長度)為L7。使遮光像素931的水平方向上的大小減小以等于遮光像素911的大小。使遮光像 素932的垂直方向上的大小減小以等于遮光像素912的大小。使遮光像素933的水平方向 和垂直方向上的大小減小以等于遮光像素913的大小。與遮光像素932相比，使遮光像素 934的垂直方向上的大小減小得更多。與遮光像素933相比，使遮光像素935的垂直方向上 的大小減小得更多。由于不存在光電轉(zhuǎn)換元件D1，因此遮光像素931、932、933、934和935不受光電轉(zhuǎn) 換元件Dl中所生成的暗電流的影響。所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由第一 遮光像素910和第二遮光像素920所生成的噪聲。將解釋將這些遮光像素應(yīng)用于圖5以及圖14 21所示的像素陣列的情況。(1)在HOB區(qū)域中排列遮光像素911或931、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素910 或930的情況如從第一至第三實(shí)施例顯而易見，與感光像素110相比，遮光像素911或931更有 效地降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。另外，遮光像素911或931的水平大小小于感 光像素110的水平大小。對于相同的面積，可以增加遮光像素的數(shù)量，從而進(jìn)一步有效地降 低噪聲。如果無需增加遮光像素的數(shù)量，則可以縮減HOB區(qū)域的面積，從而產(chǎn)生低的制造成 本。如圖17、18和21所示，在HOB和VOB區(qū)域共用的區(qū)域中，排列遮光像素911或931 就可以了。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素911、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素910時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素911。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素911、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素930時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素931。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素931時(shí)， 在共用區(qū)域中排列遮光像素931。該布置可以改善各個(gè)OB區(qū)域之間的像素結(jié)構(gòu)的連接。因 此，可以在不影響有效像素區(qū)域60中的感光像素110的特性的情況下，去除噪聲。(2)在HOB區(qū)域中排列遮光像素910或930、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素912、 932或934的情況第一至第三實(shí)施例已經(jīng)闡明，與感光像素110相比，這些遮光像素更有效地降低 由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。另外，遮光像素912、932或934的垂直大小小于感光像 素110的垂直大小。對于相同的面積，可以增加遮光像素的數(shù)量，從而進(jìn)一步有效地降低噪 聲。如果無需增加遮光像素的數(shù)量，則可以縮減VOB區(qū)域的面積，從而降低制造成本。如圖17、18和21所示，在HOB和VOB區(qū)域共用的區(qū)域中，排列遮光像素912、932 或934就可以了。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素910、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素912 時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素912。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素930、并且在VOB區(qū)域 中排列遮光像素912時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素932。當(dāng)在VOB區(qū)域中排列遮光像素 932時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素932。當(dāng)在VOB區(qū)域中排列遮光像素934時(shí)，在共用區(qū) 域中排列遮光像素934。該布置可以改善各個(gè)OB區(qū)域之間的像素結(jié)構(gòu)的連接。因此，可以 在不影響有效像素區(qū)域60中的感光像素110的特性的情況下，去除噪聲。(3)在HOB區(qū)域中排列遮光像素911或931、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素912、 932或934的情況第一至第三實(shí)施例已經(jīng)闡明，與感光像素110相比，這些遮光像素更有效地降低 由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。另外，遮光像素911或931的水平大小小于感光像素110 的水平大小。此外，遮光像素912、932或934的垂直大小小于感光像素110的垂直大小。對 于相同的面積，可以增加遮光像素的數(shù)量，從而進(jìn)一步有效地降低噪聲。如果無需增加遮光 像素的數(shù)量，則可以縮減HOB區(qū)域和VOB區(qū)域的面積，從而降低制造成本。如圖17、18和21所示，在HOB和VOB區(qū)域共用的區(qū)域中，排列遮光像素912、932 或934就可以了。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素911、并且在VOB區(qū)域中排列遮光像素912 時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素913。當(dāng)在HOB區(qū)域中排列遮光像素931、并且在VOB區(qū)域 中排列遮光像素912時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素933。當(dāng)在VOB區(qū)域中排列遮光像素 932時(shí)，在共用區(qū)域中排列遮光像素933。當(dāng)在VOB區(qū)域中排列遮光像素934時(shí)，在共用區(qū) 域中排列遮光像素935。該布置可以改善各個(gè)OB區(qū)域之間的像素結(jié)構(gòu)的連接。因此，可以 在不影響有效像素區(qū)域60中的感光像素110的特性的情況下，去除噪聲。將解釋基于上述理念將遮光像素911、912、913、931、932、933、934和935應(yīng)用于圖 18中的像素陣列。第一陣列示例在用作第一 HOB區(qū)域的OB區(qū)域630中排列遮光像素911。在用作第二 HOB區(qū)域 的OB區(qū)域640中排列遮光像素911。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域650中排列遮光像素 912。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域651中排列遮光像素913。在用作第二 HOB區(qū)域的OB 區(qū)域652中排列遮光像素913。在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域660中排列遮光像素912。 在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域661和662中排列遮光像素913。
此時(shí)，第一和第二 HOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L 的條件被設(shè)置為第二 HOB區(qū)域的W >第一 HOB區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第二 HOB區(qū)域的L >第一 HOB區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的Li。 在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第二 HOB區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪 聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。此外，第一和第二 VOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L 的條件被設(shè)置為第一 VOB區(qū)域的W >第二 VOB區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第一 VOB區(qū)域的L >第二 VOB區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的Li。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第一 VOB區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪 聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。第二陣列示例在用作第一 HOB區(qū)域的OB區(qū)域630中排列遮光像素911。在用作第二 HOB區(qū)域 的OB區(qū)域640中排列遮光像素931。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域650中排列遮光像素 912。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域651中排列遮光像素913。在用作第二 HOB區(qū)域的OB 區(qū)域652中排列遮光像素933。在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域660中排列遮光像素932。 在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域661中排列遮光像素933。在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域 662中排列遮光像素933。同樣此時(shí)，第一和第二 HOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長 度)L被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件。在這些條件下，可以進(jìn)一步防止 對噪聲敏感的HOB鉗位校正誤差。第一和第二 VOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極 長度(溝道長度)L被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件。結(jié)果，可以進(jìn)一步 防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。由于在第二 HOB區(qū)域和第二 VOB區(qū)域中排列了不具有光電轉(zhuǎn)換元件Dl的遮光像 素，因此這些區(qū)域不受光電轉(zhuǎn)換元件Dl中所生成的暗電流的影響。因此，所讀出的黑電平 基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由第一 HOB區(qū)域和第一 VOB區(qū)域中的遮光像素所生成的噪聲。第三陣列示例在用作第一 HOB區(qū)域的OB區(qū)域630中排列遮光像素911。在用作第二 HOB區(qū)域 的OB區(qū)域640中排列遮光像素931。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域650中排列遮光像素 932。在用作第一 VOB區(qū)域的OB區(qū)域651中排列遮光像素933。在用作第二 HOB區(qū)域的OB 區(qū)域652中排列遮光像素933。在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域660中排列遮光像素934。 在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域661中排列遮光像素935。在用作第二 VOB區(qū)域的OB區(qū)域 662中排列遮光像素935。同樣此時(shí)，第一和第二HOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度) L被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件?？梢赃M(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB 鉗位校正誤差。第一和第二 VOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L 被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件。結(jié)果，可以進(jìn)一步防止對噪聲敏感的 垂直條紋噪聲校正誤差。
由于在這些區(qū)域中排列了不具有光電轉(zhuǎn)換元件Dl的遮光像素，因此第二HOB區(qū)域以及第一和第二 VOB區(qū)域不受光電轉(zhuǎn)換元件Dl中所生成的暗電流的影響。因此，所讀出的 黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由第一 HOB區(qū)域中的遮光像素所生成的噪聲。第二 VOB區(qū)域中的遮光像素934和935在縱向大小上小于第一 VOB區(qū)域中的遮光 像素932和933。對于相同的面積，可以增加遮光像素的數(shù)量，從而進(jìn)一步有效地降低噪聲。 如果無需增加遮光像素的數(shù)量，則可以縮減HOB區(qū)域的面積，從而降低制造成本。將說明將遮光像素911、912、913、931、932、933、934和935應(yīng)用于圖21中的像素 陣列。第四陣列示例在用作第一 HOB區(qū)域的OB區(qū)域630中排列遮光像素911。在用作第二 HOB區(qū)域 的OB區(qū)域640中排列遮光像素911。在用作第四VOB區(qū)域的OB區(qū)域690中排列遮光像素 912。在用作第四VOB區(qū)域的OB區(qū)域691中排列遮光像素913。在用作第四VOB區(qū)域的OB 區(qū)域692中排列遮光像素913。在用作第五VOB區(qū)域的OB區(qū)域700中排列遮光像素932。 在用作第五VOB區(qū)域的OB區(qū)域701和702中排列遮光像素933。同樣此時(shí)，第一和第二HOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度) L被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件?？梢赃M(jìn)一步防止對噪聲敏感的HOB 鉗位校正誤差。第四和第五VOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L 被設(shè)置為第五VOB區(qū)域的W >第四VOB區(qū)域的W >有效像素區(qū)域的W1，并且第五VOB區(qū)域的L >第四VOB區(qū)域的L >有效像素區(qū)域的Li。在這些條件下，可以進(jìn)一步降低由第五VOB區(qū)域中的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪 聲，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲校正誤差。由于在第五VOB區(qū)域中排列了不具有光電轉(zhuǎn)換元件Dl的遮光像素，因此該區(qū)域不 受光電轉(zhuǎn)換元件Dl中所生成的暗電流的影響。因此，所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大 大小于由第四VOB區(qū)域中的遮光像素所生成的噪聲。第五陣列示例在用作第一 HOB區(qū)域的OB區(qū)域630中排列遮光像素911。在用作第二 HOB區(qū)域 的OB區(qū)域640中排列遮光像素931。在用作第四VOB區(qū)域的OB區(qū)域690中排列遮光像素 932。在用作第四VOB區(qū)域的OB區(qū)域691中排列遮光像素933。在用作第四VOB區(qū)域的OB 區(qū)域692中排列遮光像素933。在用作第五VOB區(qū)域的OB區(qū)域700中排列遮光像素934。 在用作第五VOB區(qū)域的OB區(qū)域701中排列遮光像素935。在用作第五VOB區(qū)域的OB區(qū)域 702中排列遮光像素935。同樣此時(shí)，第一和第二 HOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長 度)L被設(shè)置為具有與第一陣列示例中的條件相同的條件。因此，可以進(jìn)一步防止對噪聲敏 感的HOB鉗位校正誤差。第四和第五VOB區(qū)域的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度(溝道長度)L被設(shè)置 為具有與第四陣列示例中的條件相同的條件。可以進(jìn)一步防止對噪聲敏感的垂直條紋噪聲 校正誤差。由于在第二 HOB區(qū)域、以及第四和第五VOB區(qū)域中排列了不具有光電轉(zhuǎn)換元件Dl的遮光像素，因此這些區(qū)域不受光電轉(zhuǎn)換元件Dl中所生成的暗電流的影響。因此，所讀出的黑電平基準(zhǔn)信號中的噪聲大大小于由第一 HOB區(qū)域中的遮光像素所生成的噪聲。第五VOB區(qū)域中的遮光像素934和935在垂直大小上小于第四VOB區(qū)域中的遮光 像素932和933。對于相同面積，可以增加遮光像素的數(shù)量，從而進(jìn)一步防止對噪聲敏感的 垂直條紋噪聲校正誤差。如從第一至第六實(shí)施例顯而易見，與感光像素相比較，本發(fā)明的各實(shí)施例中的遮 光像素可以降低由驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl所生成的噪聲。在第四、第五和第六實(shí)施例中，HOB區(qū)域的數(shù)量是一個(gè)或兩個(gè)。然而，可以在三個(gè) 以上的HOB區(qū)域中改變遮光像素的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度 (溝道長度)L、或者遮光像素的水平大小。在第四、第五和第六實(shí)施例中，VOB區(qū)域的數(shù)量是一個(gè)或兩個(gè)。然而，可以在三個(gè) 以上的VOB區(qū)域中改變遮光像素的驅(qū)動(dòng)晶體管Tdl的柵極寬度(溝道寬度)W和柵極長度 (溝道長度)L、或者遮光像素的垂直大小。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的 典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改以及等同結(jié)構(gòu) 和功能。
權(quán)利要求
一種圖像傳感器，包括有效像素，其具有用于將光信號轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換單元、用于將電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元、以及用于放大電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓的像素放大器；以及黑電平基準(zhǔn)像素，其具有電荷電壓轉(zhuǎn)換單元和像素放大器，并且被遮光，其中，所述有效像素的像素放大器和所述黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器各自包括連接至相應(yīng)的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元以形成源極跟隨器電路的至少一個(gè)晶體管，并且所述有效像素和所述黑電平基準(zhǔn)像素在像素放大器的晶體管的柵極寬度和柵極長度至少之一上不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大 器的晶體管的柵極寬度大于所述有效像素的像素放大器的晶體管的柵極寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大 器的晶體管的柵極長度大于所述有效像素的像素放大器的晶體管的柵極長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素包括用于復(fù) 位電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的復(fù)位晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素不包括光電 轉(zhuǎn)換單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素包括用于控 制從光電轉(zhuǎn)換單元到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電荷傳送的傳送晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其特征在于，所述有效像素包括用于控制從光 電轉(zhuǎn)換單元到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電荷傳送的傳送晶體管，并且所述黑電平基準(zhǔn)像素包括 傳送晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述黑電平基準(zhǔn)像素包括第一黑 電平基準(zhǔn)像素、和與所述第一黑電平基準(zhǔn)像素不同的第二黑電平基準(zhǔn)像素。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二黑電平基準(zhǔn)像素的像素 放大器的晶體管的柵極寬度大于所述有效像素的像素放大器的晶體管的柵極寬度，或者所 述第二黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器的晶體管的柵極長度大于所述有效像素的像素放大 器的晶體管的柵極長度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二黑電平基準(zhǔn)像素的像素 放大器的晶體管的柵極寬度大于所述第一黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器的晶體管的柵極 寬度，或者所述第二黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器的晶體管的柵極長度大于所述第一黑電 平基準(zhǔn)像素的像素放大器的晶體管的柵極長度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一黑電平基準(zhǔn)像素的像素 放大器的晶體管的柵極寬度大于所述有效像素的像素放大器的晶體管的柵極寬度，或者所 述第一黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器的晶體管的柵極長度大于所述有效像素的像素放大 器的晶體管的柵極長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二黑電平基準(zhǔn)像素包括用 于復(fù)位電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的復(fù)位晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二黑電平基準(zhǔn)像素不包括 光電轉(zhuǎn)換單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二黑電平基準(zhǔn)像素包括用于控制從光電轉(zhuǎn)換單元到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電荷傳送的傳送晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像傳感器，其特征在于，所述有效像素包括用于控制從 光電轉(zhuǎn)換單元到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電荷傳送的傳送晶體管，并且所述第二黑電平基準(zhǔn)像 素包括傳送晶體管。
16.一種攝像設(shè)備，包括圖像傳感器，其包括有效像素和黑電平基準(zhǔn)像素，所述有效像素具有用于將光信號轉(zhuǎn) 換成電荷的光電轉(zhuǎn)換單元、用于將電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元、以及用于放大電 荷電壓轉(zhuǎn)換單元的電壓的像素放大器，并且所述黑電平基準(zhǔn)像素具有電荷電壓轉(zhuǎn)換單元和 像素放大器，并且被遮光；以及校正電路，其通過使用從所述黑電平基準(zhǔn)像素輸出的黑電平基準(zhǔn)信號來校正從所述有 效像素輸出的圖像信號，其中，所述有效像素的像素放大器和所述黑電平基準(zhǔn)像素的像素放大器各自包括連接 至相應(yīng)的電荷電壓轉(zhuǎn)換單元以形成源極跟隨器電路的至少一個(gè)晶體管，并且所述有效像素 和所述黑電平基準(zhǔn)像素在像素放大器的晶體管的柵極寬度和柵極長度至少之一上不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像傳感器和攝像設(shè)備。具有像素放大器的圖像傳感器通過將第一和第二OB區(qū)域中所排列的遮光像素的驅(qū)動(dòng)晶體管(Td1)的柵極寬度(溝道寬度W)和柵極長度(溝道長度L)設(shè)置為大于有效像素區(qū)域中所排列的感光像素的柵極寬度和柵極長度，來降低由驅(qū)動(dòng)晶體管(Td1)所生成的噪聲。當(dāng)遮光像素的光電轉(zhuǎn)換元件(D1)的面積縮減或者排列了不具有光電轉(zhuǎn)換單元的遮光像素時(shí)，可以進(jìn)一步增大柵極寬度(溝道寬度W)和柵極長度(溝道長度L)，從而進(jìn)一步降低噪聲。
文檔編號H04N5/369GK101841666SQ201010132208
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者柳井敏和 申請人:佳能株式會(huì)社