光電轉(zhuǎn)換裝置、成像系統(tǒng)和用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及光電轉(zhuǎn)換裝置、成像系統(tǒng)以及用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法。在光電轉(zhuǎn)換裝置中，當(dāng)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管的數(shù)量增加時(shí)，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的數(shù)量增加。
【專利說明】
光電轉(zhuǎn)換裝置、成像系統(tǒng)和用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置、成像系統(tǒng)以及用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]包括像素和AD轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換裝置已經(jīng)被廣泛使用。
[0003]日本專利公開N0.2005-311487公開了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括與像素的放大晶體管一起構(gòu)成差動(dòng)對(duì)的差動(dòng)晶體管。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)晶體管，所述多個(gè)晶體管具有各自的被配置為接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)。在所述多個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作以及在所述多個(gè)晶體管中只有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作相互切換。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元、放大晶體管和選擇晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn);和多個(gè)晶體管，所述多個(gè)晶體管具有各自的被配置為接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)； 開關(guān);和電流源。選擇晶體管被設(shè)置在電流源和放大晶體管之間的電路徑中，并且開關(guān)被設(shè)置在電流源和所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)之間的電路徑中。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，提供了一種用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法，該光電轉(zhuǎn)換裝置包括多個(gè)像素和多個(gè)晶體管，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)晶體管具有各自的接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)。在第一操作中， 在包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管之中，至少一個(gè)放大晶體管，即，第一數(shù)量的放大晶體管，在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在所述多個(gè)晶體管之中，至少一個(gè)晶體管，g卩，第二數(shù)量的晶體管，在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且被設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。在第二操作中，在包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管之中，與大于第一數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)放大晶體管，即，第三數(shù)量的放大晶體管，在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且在所述多個(gè)晶體管之中，與大于第二數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)晶體管，即，第四數(shù)量的晶體管， 在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且被設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。
[0007]從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚?！靖綀D說明】
[0008]圖1是例示說明成像裝置的配置的示圖。
[0009]圖2A和2B是例示說明成像裝置的操作的示圖。[〇〇1〇]圖3是例示說明成像裝置的配置的示圖。[〇〇11]圖4是例示說明成像裝置的配置的示圖。[0〇12 ]圖5A和5B是例示說明成像裝置的操作的示圖。[〇〇13]圖6是例示說明成像裝置的配置的示圖。[〇〇14]圖7是例示說明成像裝置的配置的示圖。[〇〇15]圖8是例示說明成像裝置的配置的示圖。
[0016]圖9是例示說明成像裝置的操作的示圖。
[0017]圖10是例示說明成像系統(tǒng)的配置的示圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]在下文中，將參照附圖來描述實(shí)施例。注意，在實(shí)施例中描述的NM0S晶體管和PM0S 晶體管可以分別適當(dāng)?shù)乇籔M0S晶體管和NM0S晶體管取代。在該情況下，施加于晶體管的控制節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)的電壓也被適當(dāng)?shù)胤聪唷?br>[0019]第一實(shí)施例
[0020]在第一實(shí)施例中，成像裝置被例示為光電轉(zhuǎn)換裝置。
[0021]圖1是例示說明根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置的示圖，該成像裝置包括像素100、垂直信號(hào)線107、連接線120、計(jì)數(shù)器160、斜坡信號(hào)供給單元165以及列電路單元180。在圖1中，例示說明了布置在第n行、第(n+1)行和第(n+2)行中的三個(gè)像素100。
[0022]每個(gè)像素100包括用作光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管101、傳輸晶體管102、重置晶體管104、放大晶體管105以及選擇晶體管106。浮置擴(kuò)散單元103(在下文中稱為“FD單元103”) 用作放大晶體管105的控制節(jié)點(diǎn)。包括在像素100中的晶體管是N型M0S晶體管。[〇〇23]信號(hào)ptx[n]從垂直掃描電路125供給傳輸晶體管102。注意，[n]表示像素100所在的行。傳輸晶體管102具有第一主節(jié)點(diǎn)和第二主節(jié)點(diǎn)，第一主節(jié)點(diǎn)電連接到光電二極管101， 第二主節(jié)點(diǎn)通過FD單元103電連接到放大晶體管105。[〇〇24]信號(hào)preS[n]從垂直掃描電路125供給重置晶體管104。重置晶體管104具有第一主節(jié)點(diǎn)和第二主節(jié)點(diǎn)，第一主節(jié)點(diǎn)被供給電源電壓svdd，第二主節(jié)點(diǎn)通過FD單元103電連接到放大晶體管105。[〇〇25]放大晶體管105具有第一主節(jié)點(diǎn)和第二主節(jié)點(diǎn)，第一主節(jié)點(diǎn)電連接到連接線120， 第二主節(jié)點(diǎn)電連接到選擇晶體管106的第一主節(jié)點(diǎn)。[〇〇26]信號(hào)psel[n]從垂直掃描電路125供給選擇晶體管106。選擇晶體管106具有電連接到垂直信號(hào)線107的第二主節(jié)點(diǎn)。選擇晶體管106被設(shè)置在放大晶體管105和垂直信號(hào)線107 之間的電路徑中。
[0027]所述多個(gè)像素100的選擇晶體管106共同地電連接到垂直信號(hào)線107。
[0028]在該實(shí)施例中，包括在單個(gè)的像素100中的放大晶體管105具有相同的溝道寬度和相同的溝道長度。注意，術(shù)語“溝道寬度”表示當(dāng)電壓施加于作為控制節(jié)點(diǎn)的柵極以使得晶體管導(dǎo)通時(shí)在柵極下面產(chǎn)生的強(qiáng)反轉(zhuǎn)區(qū)的寬度。術(shù)語“寬度”對(duì)應(yīng)于在相對(duì)于載流子在從柵極上方的位置查看晶體管的平面圖中移動(dòng)的方向垂直的方向上的長度。此外，術(shù)語“溝道長度”表示當(dāng)電壓施加于作為控制節(jié)點(diǎn)的柵極以使得晶體管導(dǎo)通時(shí)在柵極下面產(chǎn)生的強(qiáng)反轉(zhuǎn)區(qū)的長度。術(shù)語“長度”對(duì)應(yīng)于在載流子移動(dòng)的方向上的長度。具體地說，作為包括在像素 100中的放大晶體管105的溝道比的W/L是彼此相等的。此外，包括在單個(gè)的像素100中的選擇晶體管106具有相同的溝道寬度和相同的溝道長度。具體地說，作為包括在像素100中的選擇晶體管106的溝道比的W/L是彼此相等的。
[0029]列電路單元180包括輸出單元150和存儲(chǔ)器155。輸出單元150包括電流源108、晶體管109、晶體管110、晶體管111、開關(guān)晶體管112、晶體管113以及開關(guān)晶體管114。晶體管109 和110是P型M0S晶體管，其他晶體管是N型M0S晶體管。開關(guān)晶體管112是第一開關(guān)，開關(guān)晶體管114是第二開關(guān)。
[0030]電源電壓VDD被供給晶體管109和110。晶體管109和110構(gòu)成電流鏡電路。此外，放大晶體管105的控制節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)。晶體管111和113中的處于導(dǎo)通狀態(tài)的一個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。晶體管111和113與放大晶體管 105構(gòu)成一對(duì)。晶體管111和113中的每一個(gè)均是與放大晶體管105構(gòu)成差動(dòng)對(duì)的差動(dòng)晶體管。在該實(shí)施例中，放大晶體管105、晶體管111和晶體管113的溝道寬度W是相同的。此外，放大晶體管105、晶體管111和晶體管113的溝道長度L是相同的。具體地說，放大晶體管105、晶體管111和晶體管113的溝道比W/L是相同的。
[0031]而且，選擇晶體管106、開關(guān)晶體管112和開關(guān)晶體管114的溝道寬度W是相同的。選擇晶體管106、開關(guān)晶體管112和開關(guān)晶體管114的溝道長度L也是相同的。具體地說，選擇晶體管106、開關(guān)晶體管112和開關(guān)晶體管114的溝道比W/L是相同的。[〇〇32]斜坡信號(hào)ramp從斜坡信號(hào)供給單元165供給晶體管111和113的控制節(jié)點(diǎn)。斜坡信號(hào)ramp的電位隨著時(shí)間單調(diào)地增大或單調(diào)地減小。信號(hào)psiz[0]從未示出的控制器供給開關(guān)晶體管112。信號(hào)psiz[l]從未示出的控制器供給開關(guān)晶體管114。
[0033]垂直信號(hào)線107電連接到電流源108、開關(guān)晶體管112和開關(guān)晶體管114。
[0034]連接線120共同地電連接到像素100中的放大晶體管105。此外，連接線120電連接到晶體管109和110。
[0035]輸出單元150用作輸出信號(hào)out的比較單元，信號(hào)out是供給垂直信號(hào)線107的信號(hào)和斜坡信號(hào)ramp之間的比較結(jié)果。從輸出單元150輸出的信號(hào)out被供給存儲(chǔ)器155。計(jì)數(shù)信號(hào)從計(jì)數(shù)器160供給存儲(chǔ)器155,計(jì)數(shù)器160通過對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)來產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。存儲(chǔ)器155存儲(chǔ)當(dāng)信號(hào)out的值改變時(shí)獲得的計(jì)數(shù)信號(hào)。多個(gè)存儲(chǔ)器155被設(shè)置為對(duì)應(yīng)于像素100 的列。
[0036]未示出的水平掃描電路通過連續(xù)地掃描列的存儲(chǔ)器155來輸出存儲(chǔ)在列的存儲(chǔ)器 155中的計(jì)數(shù)信號(hào)。從垂直掃描讀取的單個(gè)的列的計(jì)數(shù)信號(hào)通過未示出的裝置輸出單元輸出到成像裝置的外部。[〇〇37]圖2A和2B是例示說明圖1中所示的成像裝置執(zhí)行的操作的示圖。在圖2A和2B中，例示說明了圖1的成像裝置中的第n行中的像素100的操作和第(n+1)行中的像素100的操作。 圖2A和2B中所示的信號(hào)對(duì)應(yīng)于圖1中所示的信號(hào)。此外，在圖2A和2B中，高電平的信號(hào)用 “Hi”表示，低電平的信號(hào)用“Lo”表示。[〇〇38]圖2A是例示說明對(duì)從像素100讀取到垂直信號(hào)線107的、基于入射光的信號(hào)執(zhí)行AD 轉(zhuǎn)換的操作的示圖。另一方面，圖2B是例示說明對(duì)在垂直信號(hào)線107中混合的、從像素100供給的信號(hào)的混合信號(hào)(mixture)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的操作的示圖。當(dāng)與圖2A中的操作相比時(shí)，圖2B 中的操作抑制了每一個(gè)幀從成像裝置輸出的信號(hào)的數(shù)量。具體地說，當(dāng)靜態(tài)圖像被捕捉時(shí)， 執(zhí)行圖2A中的操作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像被捕捉時(shí)，執(zhí)行圖2B中的操作。[〇〇39]首先，將描述圖2A中的操作。
[0040]在時(shí)間點(diǎn)tl，垂直掃描電路125使信號(hào)preS[n]變?yōu)長o電平。因此，第n行中的像素 100的重置晶體管104截止。因此，第n行中的像素100的單元103的重置被取消。垂直掃描電路125進(jìn)一步使供給第n行中的像素100的選擇晶體管106的信號(hào)psel[n]變?yōu)镠i電平。第n 行中的像素100的選擇晶體管106導(dǎo)通。由此，第n行中的放大晶體管105通過選擇晶體管106 電連接到垂直信號(hào)線107。因此，第n行中的像素100的放大晶體管105變?yōu)椴顒?dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)。這里，主要包括噪聲分量的噪聲信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線107。在下文中，該噪聲信號(hào)被稱為“N信號(hào)”?？刂破魇剐盘?hào)psiz[0]變?yōu)镠i電平，并且使信號(hào)psiz[l]變?yōu)長o電平。由此， 作為連接到差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的多個(gè)晶體管中的一個(gè)的晶體管111導(dǎo)通。
[0041]從時(shí)間點(diǎn)12到時(shí)間點(diǎn)13的時(shí)間段是用于將N信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換時(shí)間段。[〇〇42]在時(shí)間點(diǎn)t2,斜坡信號(hào)供給單元165開始隨著時(shí)間改變斜坡信號(hào)ramp的電位。此夕卜，將計(jì)數(shù)信號(hào)供給存儲(chǔ)器155的計(jì)數(shù)器160開始對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。[〇〇43]其后，當(dāng)斜坡信號(hào)ramp的電位和輸出到垂直信號(hào)線107的N信號(hào)的電位之間的幅值關(guān)系顛倒時(shí)，信號(hào)out的值改變。當(dāng)信號(hào)out的值改變時(shí)，存儲(chǔ)器155存儲(chǔ)此時(shí)的計(jì)數(shù)信號(hào)。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器155中的計(jì)數(shù)信號(hào)是基于N信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被稱為“數(shù)字N信號(hào)”。 [〇〇44]其后，在時(shí)間點(diǎn)t3,斜坡信號(hào)供給單元165終止斜坡信號(hào)ramp的電位隨著時(shí)間的改變，并且將斜坡信號(hào)ramp的電位重置為初始電位。[〇〇45]隨后，在時(shí)間點(diǎn)t4,垂直掃描電路125使信號(hào)ptx[n]變?yōu)镠i電平。由此，第n行中的像素100的傳輸晶體管102導(dǎo)通。因此，光電二極管101產(chǎn)生的電荷開始通過ro單元103傳輸?shù)椒糯缶w管105的控制節(jié)點(diǎn)。其后，在時(shí)間點(diǎn)t5,垂直掃描電路125使信號(hào)ptx[n]變?yōu)長o電平。因此，電荷從光電二極管101到放大晶體管105的傳輸終止。此時(shí)從放大晶體管105輸出到垂直信號(hào)線107的信號(hào)被稱為“S信號(hào)”。
[0046]在時(shí)間點(diǎn)t6，斜坡信號(hào)供給單元165再次開始隨著時(shí)間改變斜坡信號(hào)ramp的電位。 此外，將計(jì)數(shù)信號(hào)供給存儲(chǔ)器155的計(jì)數(shù)器160開始對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。[〇〇47]其后，當(dāng)斜坡信號(hào)ramp的電位和輸出到垂直信號(hào)線107的S信號(hào)的電位之間的幅值關(guān)系顛倒時(shí)，信號(hào)out的值改變。當(dāng)信號(hào)out的值改變時(shí)，存儲(chǔ)器155存儲(chǔ)此時(shí)的計(jì)數(shù)信號(hào)。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器155中的計(jì)數(shù)信號(hào)是基于S信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被稱為“數(shù)字S信號(hào)”。
[0048]在時(shí)間點(diǎn)t7,斜坡信號(hào)供給單元165終止斜坡信號(hào)ramp的電位隨著時(shí)間的改變，并且將斜坡信號(hào)ramp的電位重置為初始電位。
[0049]其后，垂直掃描電路125從單個(gè)的列的存儲(chǔ)器155連續(xù)地讀取存儲(chǔ)在單個(gè)的列的存儲(chǔ)器155中的數(shù)字N信號(hào)和數(shù)字S信號(hào)。裝置輸出單元獲得數(shù)字N信號(hào)和數(shù)字S信號(hào)之間的差， 并且將差信號(hào)輸出到成像裝置的外部。
[0050]在時(shí)間點(diǎn)t8,垂直掃描電路125使信號(hào)psel[n]變?yōu)長o電平。此外，垂直掃描電路 125使信號(hào)pres[n]變?yōu)镠i電平，并且重置第n行中的像素100的FD單元103。[〇〇511 其后，在時(shí)間點(diǎn)t9,垂直掃描電路125使信號(hào)psel[n+l]變?yōu)镠i電平。此外，垂直掃描電路125使信號(hào)pres[n+l]變?yōu)長o電平。之后將對(duì)第(n+1)行中的像素100執(zhí)行的操作與對(duì)第n行中的像素100執(zhí)行的操作相同。[〇〇52]接著，將描述圖2B中的操作。[〇〇53] 在時(shí)間點(diǎn)t21，垂直掃描電路125使信號(hào)psel[n]和信號(hào)psel[n+l]變?yōu)镠i電平。由此，第n行中的像素100的放大晶體管105和第(n+1)行中的像素100的放大晶體管105共同地電連接到垂直信號(hào)線107。此外，垂直掃描電路125使信號(hào)pres[n]和信號(hào)pres[n+l]變?yōu)長o 電平。由此，通過混合第n行中的像素100的N信號(hào)和第(n+1)行中的像素100的N信號(hào)而獲得的信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線107。通過混合N信號(hào)而獲得的信號(hào)被稱為“混合N信號(hào)”。[〇〇54] 此外，控制單元將信號(hào)psiz[0]和信號(hào)psiz[l]設(shè)置為Hi電平。[〇〇55]如上所述，在圖2B的操作中，第n行中的像素100的放大晶體管105和第(n+1)行中的像素100的放大晶體管105是差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)。此外，作為用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的多個(gè)晶體管的晶體管111和113都導(dǎo)通。此外，第n行中的放大晶體管105的溝道寬度W 和第(n+1)行中的放大晶體管105的溝道寬度W的和等于晶體管111的溝道寬度W和晶體管 113的溝道寬度的和。
[0056]在時(shí)間點(diǎn)t22，斜坡信號(hào)供給單元165開始隨著時(shí)間改變斜坡信號(hào)ramp的電位。 [〇〇57] 輸出單元150、存儲(chǔ)器155和計(jì)數(shù)器160在從時(shí)間點(diǎn)t22到時(shí)間點(diǎn)t24的時(shí)間段中的操作與上述圖2A的從時(shí)間點(diǎn)t2到時(shí)間點(diǎn)t4的時(shí)間段中的操作相同。通過該操作，存儲(chǔ)器155 存儲(chǔ)通過對(duì)混合N信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換而獲得的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被稱為“數(shù)字混合N信號(hào)”。[〇〇58] 在時(shí)間點(diǎn)t24,垂直掃描電路125使信號(hào)ptx[n]和信號(hào)ptx[n+l]變?yōu)镠i電平。其后， 在時(shí)間點(diǎn)t25,垂直掃描電路125使信號(hào)ptx[n]和信號(hào)ptx[n+l]變?yōu)長o電平。由此，通過混合第n行中的像素100的S信號(hào)和第(n+1)行中的像素100的S信號(hào)而獲得的信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線107。通過混合S信號(hào)而獲得的信號(hào)被稱為“混合S信號(hào)”。
[0059]在時(shí)間點(diǎn)t26,斜坡信號(hào)供給單元165開始隨著時(shí)間改變斜坡信號(hào)ramp的電位。
[0060]輸出單元150、存儲(chǔ)器155和計(jì)數(shù)器160在從時(shí)間點(diǎn)t26到時(shí)間點(diǎn)t28的時(shí)間段中的操作與上述圖2A的從時(shí)間點(diǎn)t6到時(shí)間點(diǎn)t8的時(shí)間段中的操作相同。通過該操作，存儲(chǔ)器155 存儲(chǔ)通過對(duì)混合S信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換而獲得的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被稱為“數(shù)字混合S信號(hào)”。
[0061]其后，垂直掃描電路125從單個(gè)的列的存儲(chǔ)器155連續(xù)地讀取存儲(chǔ)在單個(gè)的列的存儲(chǔ)器155中的數(shù)字混合N信號(hào)和數(shù)字混合S信號(hào)。裝置輸出單元獲得數(shù)字混合N信號(hào)和數(shù)字混合S信號(hào)之間的差，并且將差信號(hào)輸出到成像裝置的外部。[〇〇62]圖2A中所示的成像裝置的操作是第一操作。圖2B中所示的成像裝置的操作是第二操作。具體地說，在第一操作中，至少一個(gè)放大晶體管1〇5(在該實(shí)施例中，一個(gè)放大晶體管) (即，第一數(shù)量的放大晶體管)在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在多個(gè)晶體管(晶體管 111和113)之中，至少一個(gè)晶體管(在該實(shí)施例中，一個(gè)晶體管)(即，第二數(shù)量的晶體管)在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在第二操作中，與大于第一數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)放大晶體管1〇5(在該實(shí)施例中，兩個(gè)放大晶體管)(即，第三數(shù)量的放大晶體管105)在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在多個(gè)晶體管(晶體管111和113)之中，與大于第二數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)晶體管(在該實(shí)施例中，兩個(gè)晶體管)(即，第四數(shù)量的晶體管)在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0063]作為光電轉(zhuǎn)換裝置的例子的該實(shí)施例的成像裝置混合垂直信號(hào)線107中從多個(gè)像素1〇〇輸出的信號(hào)。同樣地在該情況下，在該實(shí)施例的成像裝置中，多個(gè)像素1〇〇的其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的溝道寬度的和等于其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的溝道寬度的和。在一般的差動(dòng)對(duì)中，即使其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量改變， 處于導(dǎo)通狀態(tài)的差動(dòng)晶體管的數(shù)量也是恒定的。因此，如果其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量改變，則差動(dòng)對(duì)的對(duì)稱性改變。因此，引起如下問題，S卩，當(dāng)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量改變時(shí)，從輸出單元150輸出的信號(hào)的精度改變。在該實(shí)施例的成像裝置中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的數(shù)量根據(jù)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量的增加而增加。由此，在該實(shí)施例的成像裝置中，當(dāng)與一般的差動(dòng)對(duì)的情況相比時(shí)，難以導(dǎo)致由于其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量改變而引起的差動(dòng)對(duì)的對(duì)稱性的改變。因此，該實(shí)施例的成像裝置有效地抑制根據(jù)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量的改變而發(fā)生的、從輸出單元150輸出的信號(hào)的精度的變化。注意，根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置，多個(gè)像素100的其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的溝道寬度的和等于其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的溝道寬度的和。然而，本發(fā)明不限于該配置。具體地說，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的數(shù)量根據(jù)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管 105的數(shù)量的增加而增加。例如，第一數(shù)量、第二數(shù)量、第三數(shù)量和第四數(shù)量之間的關(guān)系可以是1、2、2和3。此外，在該實(shí)施例中已經(jīng)描述了具有相同的溝道寬度并且將被導(dǎo)通的差動(dòng)晶體管的數(shù)量受到控制的配置。然而，本發(fā)明不限于該配置，并且差動(dòng)晶體管的溝道寬度根據(jù)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的數(shù)量的增加而增加。例如，準(zhǔn)備具有不同溝道寬度的多個(gè)差動(dòng)晶體管。然后，所述多個(gè)差動(dòng)晶體管中的具有如下控制節(jié)點(diǎn)的一個(gè)差動(dòng)晶體管可以被選擇:該控制節(jié)點(diǎn)的溝道寬度接近于(對(duì)應(yīng)于)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管 105的溝道寬度的和。[〇〇64]注意，在該實(shí)施例中，斜坡信號(hào)ramp的電位以傾斜形狀的形式改變的情況已經(jīng)被作為例子描述。可替代地，作為另一個(gè)例子，斜坡信號(hào)ramp的電位可以以鋸齒形波形的形式類似于數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)產(chǎn)生的斜坡信號(hào)那樣改變。[〇〇65]此外，在該實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器160將計(jì)數(shù)信號(hào)共同地供給多個(gè)存儲(chǔ)器155的情況已經(jīng)被作為例子描述。可替代地，作為另一例子，成像裝置可以包括用于對(duì)用于單個(gè)的列的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。在該情況下，當(dāng)斜坡信號(hào)ramp的電位隨著時(shí)間改變時(shí)，用于單個(gè)的列的計(jì)數(shù)器可以開始時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)，并且當(dāng)從輸出單元150輸出的信號(hào)out的值改變時(shí)，停止時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)。
[0066]注意，在該實(shí)施例中，輸出單元150包括兩個(gè)開關(guān)晶體管112和114。然而，輸出單元 150至少包括開關(guān)晶體管114。具體地說，晶體管111始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，而晶體管113在圖2A 中的操作中處于截止?fàn)顟B(tài)，并且在圖2B中的操作中處于導(dǎo)通狀態(tài)。現(xiàn)在將描述在開關(guān)晶體管114處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)晶體管113的操作。晶體管113具有控制節(jié)點(diǎn)，該控制節(jié)點(diǎn)接收共同地供給晶體管111的控制節(jié)點(diǎn)的電壓。因此，電壓Vgs(其是電連接到開關(guān)晶體管114的晶體管 113的主節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)和晶體管113的輸入節(jié)點(diǎn)之間的電壓差)大于閾值電壓Vth，因此，進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。因?yàn)殚_關(guān)晶體管114處于截止?fàn)顟B(tài)，所以晶體管113的主節(jié)點(diǎn)具有相同的電壓。 因此，電流不被供給晶體管113的主節(jié)點(diǎn)之間，結(jié)果，晶體管113截止。執(zhí)行上述操作的晶體管113可以基本上被看作為截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)殡娏鞑槐还┙o其主節(jié)點(diǎn)之間。
[0067]然而，開關(guān)晶體管112和114都如該實(shí)施例中所描述的那樣被設(shè)置的配置是優(yōu)選的。這是因?yàn)槊總€(gè)像素100包括選擇晶體管106,并且如果溝道寬度等于選擇晶體管106的溝道寬度的開關(guān)晶體管112和114被設(shè)置在輸出單元150中，則當(dāng)與省略開關(guān)晶體管112的配置相比時(shí)，差動(dòng)對(duì)的對(duì)稱性得到改進(jìn)。
[0068]注意，盡管在該實(shí)施例中，像素100包括各自的選擇晶體管106,但是像素100可以不包括選擇晶體管106。在該情況下，通過設(shè)置放大晶體管105的控制節(jié)點(diǎn)的電位來執(zhí)行像素100的選擇。具體地說，作為供給重置晶體管104的電源電壓svdd，例如，不選擇像素100的電源電壓svddl或選擇像素100的電源電壓svdd2被選擇性地供給?？刂破鲗㈦娫措妷簊vddl 供給不被選擇的像素100的重置晶體管104,并且垂直掃描電路125使信號(hào)preS[n]變?yōu)镠i電平。由此，放大晶體管105的控制節(jié)點(diǎn)的電位基于電源電壓svddl，并且使像素100變?yōu)椴槐贿x擇狀態(tài)。另一方面，當(dāng)像素100將被選擇時(shí)，控制器將電源電壓svdd2供給重置晶體管104， 并且垂直掃描電路125使信號(hào)pres[n]變?yōu)镠i電平。由此，放大晶體管105的控制節(jié)點(diǎn)的電位基于電源電壓svdd2,并且使像素100變?yōu)楸贿x擇狀態(tài)。在該情況下，因?yàn)橄袼?00不包括各自的選擇晶體管106,所以優(yōu)選的是，輸出單元150不包括開關(guān)晶體管112。更優(yōu)選地，輸出單元150不包括開關(guān)晶體管112和114,并且晶體管111的控制節(jié)點(diǎn)和晶體管113的控制節(jié)點(diǎn)彼此電分離。例如，斜坡信號(hào)ramp被供給晶體管111的控制節(jié)點(diǎn)。然后，使晶體管113截止的固定電位和共同地供給晶體管111的控制節(jié)點(diǎn)的斜坡信號(hào)ramp中的一個(gè)被選擇性地供給晶體管113的控制節(jié)點(diǎn)。
[0069]注意，根據(jù)該實(shí)施例，像素100的放大晶體管105的溝道寬度W的和等于晶體管111 和113的溝道寬度W的和。同時(shí)，當(dāng)與不提供晶體管113的情況相比時(shí)，在像素100的放大晶體管105的柵極寬度的和與晶體管111和113的柵極寬度的和相同的情況下，可以實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例的效果。[0〇7〇]注意，盡管在其中信號(hào)psel從垂直掃描電路125供給像素100的選擇晶體管106的時(shí)間段在圖2B的操作中是相同的情況已經(jīng)在該實(shí)施例中被作為例子描述，但是本發(fā)明不限于該例子。在該實(shí)施例的成像裝置中，從多個(gè)像素100的放大晶體管105輸出的信號(hào)在從時(shí)間點(diǎn)t26到時(shí)間點(diǎn)t27的AD轉(zhuǎn)換時(shí)間段之前在垂直信號(hào)線107中被混合。[〇〇71]而且，在圖2B中所示的操作中，在其中控制器使信號(hào)psiz[0]和信號(hào)psiz[l]變?yōu)?Hi電平的時(shí)間段是相同的。然而，該實(shí)施例的成像裝置不限于該例子。信號(hào)psiz[0]和信號(hào) ps i z [ 1 ]至少在從時(shí)間點(diǎn)t26到時(shí)間點(diǎn)t27的AD轉(zhuǎn)換時(shí)間段期間處于Hi電平，在所述AD轉(zhuǎn)換時(shí)間段期間，混合S信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0072]在該實(shí)施例中，成像裝置被例示為光電轉(zhuǎn)換裝置。然而，該實(shí)施例不限于成像裝置，并且可以被應(yīng)用于例如使用相位差來檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置。[〇〇73] 第二實(shí)施例
[0074]將主要描述作為光電轉(zhuǎn)換裝置的例子的成像裝置與第一實(shí)施例不同的要點(diǎn)。[〇〇75]包括在第一實(shí)施例的成像裝置中的輸出單元150作為將輸出到垂直信號(hào)線107的信號(hào)與斜坡信號(hào)ramp進(jìn)行比較的比較單元操作。然而，在第二實(shí)施例中，作為另一個(gè)例子將描述輸出單元作為電壓跟隨器操作的情況。
[0076]圖3是例示說明根據(jù)第二實(shí)施例的成像裝置的配置的示圖。在圖3中，具有與包括在圖1中所示的成像裝置中的功能相同的功能的組件用與圖1中使用的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表不。
[0077]輸出單元250包括電流源208、晶體管209、晶體管210、晶體管211、晶體管213、開關(guān)晶體管212以及開關(guān)晶體管214。
[0078]晶體管211和213是差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。晶體管211和213中的每一個(gè)均是與放大晶體管105—起構(gòu)成差動(dòng)對(duì)的差動(dòng)晶體管。在該實(shí)施例中，放大晶體管105、晶體管211和晶體管213的溝道寬度W是相同的。此外，放大晶體管105、晶體管211和晶體管213的溝道長度L是相同的。具體地說，放大晶體管105、晶體管211和晶體管213的溝道比W/L是相同的。
[0079]而且，選擇晶體管106、開關(guān)晶體管212和開關(guān)晶體管214的溝道寬度W是相同的。選擇晶體管106、開關(guān)晶體管212和開關(guān)晶體管214的溝道長度L是相同的。具體地說，選擇晶體管106、開關(guān)晶體管212和開關(guān)晶體管214的溝道比W/L是相同的。
[0080]晶體管209和210以及電源電壓VDD構(gòu)成電流鏡電路。[〇〇81]控制器將信號(hào)psiz[0]輸出到開關(guān)晶體管212的控制節(jié)點(diǎn)?？刂破鲗⑿盘?hào)psiz[l] 輸出到開關(guān)晶體管214的控制節(jié)點(diǎn)。[〇〇82]在第一實(shí)施例的輸出單元150中，斜坡信號(hào)ramp被供給晶體管111和113的控制節(jié)點(diǎn)。然而，在該實(shí)施例的輸出單元250中，晶體管211和晶體管213的控制節(jié)點(diǎn)電連接到當(dāng)輸出單元250輸出信號(hào)out時(shí)使用的節(jié)點(diǎn)。[〇〇83]該實(shí)施例的成像裝置的操作與圖2A和2B的操作相同，除了斜坡信號(hào)ramp在第一實(shí)施例中被輸入之外。
[0084]如上所述，與第一實(shí)施例一樣，差動(dòng)對(duì)的對(duì)稱性的改變也通過使用不同的用于讀取成像裝置的像素1〇〇的信號(hào)的方法被抑制。[〇〇85] 第三實(shí)施例
[0086]將主要描述作為光電轉(zhuǎn)換裝置的例子的第三實(shí)施例的成像裝置與第一實(shí)施例不同的要點(diǎn)。
[0087]在第一實(shí)施例的成像裝置中，像素100的其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的溝道寬度的和等于其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的溝道寬度的和。
[0088]然而，在該實(shí)施例中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的差動(dòng)晶體管的溝道寬度的和大于像素的其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管105的溝道寬度的和。
[0089]—般地，用于單個(gè)的晶體管的晶體管閾值Vth的變化隨著晶體管的溝道面積(溝道寬度X溝道長度)縮小而增大。因此，在該實(shí)施例中，將被導(dǎo)通的差動(dòng)晶體管的溝道面積被設(shè)置為大于放大晶體管105的溝道面積。由此，在差動(dòng)晶體管中產(chǎn)生的、用于單個(gè)的晶體管的閾值的變化可以減小。因此，該實(shí)施例的成像裝置可以減小從差動(dòng)對(duì)輸出的信號(hào)的精度的降低。
[0090]圖4是例示說明根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置的配置的示圖。在圖4中，具有與包括在圖1中所示的成像裝置中的功能相同的功能的組件用與圖1中使用的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示。
[0091]該實(shí)施例的成像裝置的列電路單元380包括輸出單元350。輸出單元350包括電流源308以及晶體管309和310。源電壓VDD以及晶體管309和310構(gòu)成電流鏡電路。輸出單元350 進(jìn)一步包括晶體管311、開關(guān)晶體管312、晶體管313、開關(guān)晶體管314、晶體管315、開關(guān)晶體管316、晶體管317以及開關(guān)晶體管318。
[0092]晶體管311、313、315和317的控制節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。晶體管311、 313、315和317中的每一個(gè)均是與放大晶體管105—起構(gòu)成差動(dòng)對(duì)的差動(dòng)晶體管。在該實(shí)施例中，放大晶體管105以及晶體管311、313、315和317的溝道寬度W是相同的。此外，放大晶體管105以及晶體管311、313、315和317的溝道長度L是相同的。具體地說，放大晶體管105以及晶體管311、313、315和317的溝道比W/L是相同的。
[0093]此外，在該實(shí)施例中，選擇晶體管106以及開關(guān)晶體管312、314、316和318的溝道寬度W是相同的。而且，選擇晶體管106以及開關(guān)晶體管312、314、316和318的溝道長度L是相同的。具體地說，選擇晶體管106以及開關(guān)晶體管312、314、316和318的溝道比W/L是相同的。 [〇〇94]控制器分別將信號(hào)psiz[10]、信號(hào)psiz[ll]、信號(hào)psiz[12]以及信號(hào)psiz[13]輸出到開關(guān)晶體管312、314、316和318。[〇〇95]斜坡信號(hào)ramp被供給晶體管311、313、315和317的控制節(jié)點(diǎn)。此外，晶體管311、 313、315和317的第一主節(jié)點(diǎn)電連接到輸出信號(hào)out的差動(dòng)對(duì)的輸出節(jié)點(diǎn)。
[0096]圖5A和5B是例示說明圖4中所示的成像裝置執(zhí)行的操作的示圖。
[0097]圖5A是例示說明如以上參照?qǐng)D2A描述的、對(duì)從多個(gè)像素100讀取到垂直信號(hào)線107 的、基于入射光的信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的操作的示圖。另一方面，圖5B是例示說明如參照?qǐng)D2B描述的、對(duì)在垂直信號(hào)線107中混合的、從多個(gè)像素100供給的信號(hào)的混合信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的操作的示圖。[〇〇98]在圖5A中所示的操作中，控制器使信號(hào)psiz[10]和信號(hào)psiz[ll]變?yōu)镠i電平，并且使信號(hào)psiz[12]和信號(hào)psiz[13]變?yōu)長o電平。由此，多個(gè)晶體管之中的用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的晶體管311和313都導(dǎo)通。晶體管311和313充當(dāng)溝道面積為晶體管311或晶體管313的溝道面積兩倍大的一個(gè)差動(dòng)晶體管。因此，在圖5A的操作中，晶體管311和313(晶體管311和313是差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)，并且在這些晶體管中其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊)的溝道面積的和大于放大晶體管1〇5(放大晶體管105為差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn))的溝道面積。 [〇〇99]在圖5B中所示的操作中，控制器使信號(hào)psiz[10]、信號(hào)psiz[ll]、信號(hào)psiz[12]和信號(hào)psiz[13]變?yōu)镠i電平。由此，用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的多個(gè)晶體管311、313、315和 317全都導(dǎo)通。因此，作為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的差動(dòng)晶體管的溝道面積的和大于作為差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)放大晶體管105的溝道面積的和。
[0100]圖5A中所示的成像裝置的操作是第一操作。圖5B中所示的成像裝置的操作是第二操作。具體地說，在第一操作中，至少一個(gè)放大晶體管1〇5(在該實(shí)施例中，一個(gè)放大晶體管) (即，第一數(shù)量的放大晶體管)在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在多個(gè)晶體管(晶體管 311、313、315和317)之中，至少一個(gè)晶體管(在該實(shí)施例中，兩個(gè)晶體管)(即，第二數(shù)量的晶體管)在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。而且，在第二操作中，與第三數(shù)量的放大晶體管105對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)放大晶體管1〇5(在該實(shí)施例中，兩個(gè)放大晶體管)在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在多個(gè)晶體管(晶體管311、313、315和317)之中，與第四數(shù)量對(duì)應(yīng)的晶體管(在該實(shí)施例中，四個(gè)晶體管)在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0101]根據(jù)第一實(shí)施例的成像裝置，放大晶體管1〇5(這些放大晶體管是差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)，并且在這些放大晶體管中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊)的溝道面積的和等于差動(dòng)晶體管 (這些差動(dòng)晶體管是差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)，并且在這些差動(dòng)晶體管中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊)的溝道面積的和。另一方面，根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置，因?yàn)椴顒?dòng)晶體管(這些差動(dòng)晶體管是第二輸入節(jié)點(diǎn)，并且在這些差動(dòng)晶體管中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊)的溝道面積的和大于放大晶體管1〇5(這些放大晶體管是差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)，并且在這些放大晶體管中，其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊)的溝道面積的和，所以當(dāng)與第一實(shí)施例的成像裝置相比時(shí)，用于單個(gè)的晶體管的閾值Vth的變化可以減小。
[0102]注意，第一實(shí)施例的成像裝置或該實(shí)施例的成像裝置可以依賴于成像裝置所需的特性被選擇性地使用。例如，在由于像素的數(shù)量增加而需要減小輸出單元150的面積的成像裝置中，輸出單元150可以被該實(shí)施例的輸出單元350取代，以使得由晶體管的大小減小引起的閾值Vth的變化減小。另一方面，在需要改進(jìn)差動(dòng)對(duì)的對(duì)稱性的情況下，利用第一實(shí)施例的輸出單元150。
[0103]第四實(shí)施例
[0104]將主要描述第四實(shí)施例的成像裝置與第一實(shí)施例不同的要點(diǎn)。
[0105]在該實(shí)施例的成像裝置中，構(gòu)成差動(dòng)對(duì)的差動(dòng)晶體管被設(shè)置在像素區(qū)域上。
[0106]圖6是例示說明根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置的配置的示圖。
[0107]該實(shí)施例的成像裝置包括有效像素區(qū)域1000、斜坡像素區(qū)域1100以及參考像素區(qū)域1200,有效像素區(qū)域1000包括多個(gè)像素100,斜坡像素區(qū)域1100包括接收斜坡信號(hào)ramp的多個(gè)斜坡像素7〇〇,參考像素區(qū)域1200包括多個(gè)參考像素750。像素區(qū)域1500包括有效像素區(qū)域1000、斜坡像素區(qū)域1100以及參考像素區(qū)域1200。成像裝置進(jìn)一步包括周邊電路區(qū)域 1300,周邊電路區(qū)域1300包括多個(gè)列電路單元900。此外，周邊電路區(qū)域1300包括計(jì)數(shù)器160 和斜坡信號(hào)供給單元165。像素區(qū)域1500和周邊電路區(qū)域1300被設(shè)置在不同的有源區(qū)域中。
[0108]圖7是詳細(xì)地例示說明圖6中所示的成像裝置的像素100、斜坡像素700和列電路單元900的配置的示圖。在圖7中，具有與包括在圖1中所示的成像裝置中的功能相同的功能的組件用與圖1中使用的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示。
[0109]與每個(gè)像素100—樣，每個(gè)斜坡像素700包括光電二極管101、傳輸晶體管102以及重置晶體管104。此外，第m行中的每個(gè)斜坡像素700包括晶體管611和開關(guān)晶體管612。斜坡信號(hào)ramp從斜坡信號(hào)供給單元165供給晶體管611的控制節(jié)點(diǎn)。此外，信號(hào)psel[m]從垂直掃描電路725供給開關(guān)晶體管612的控制節(jié)點(diǎn)。而且，第(m+1)行中的每個(gè)斜坡像素700包括晶體管613和開關(guān)晶體管614。晶體管611共享的斜坡信號(hào)ramp從斜坡信號(hào)供給單元165供給晶體管613的控制節(jié)點(diǎn)。
[0110]包括在斜坡像素700中的晶體管611和613的溝道寬度和溝道長度與放大晶體管 105的溝道寬度和溝道長度相同。此外，包括在斜坡像素700中的開關(guān)晶體管612和614的溝道寬度和溝道長度與選擇晶體管106的溝道寬度和溝道長度相同。此外，盡管圖7中未示出， 但是包括在每個(gè)斜坡像素700中的多個(gè)晶體管和光電二極管101的布局與包括在每個(gè)像素 100中的多個(gè)晶體管和光電二極管101的布局相同。
[0111]在該實(shí)施例的成像裝置的操作中，圖2A和2B中所示的操作中的信號(hào)psiz[0]和信號(hào)psiz[l]分別被信號(hào)psel[m]和信號(hào)psel[m+l]取代。
[0112]注意，在該實(shí)施例中，斜坡像素700的布局與像素100的布局相同。然而，每個(gè)斜坡像素700至少包括晶體管611或晶體管613。注意，優(yōu)選的是，包括在每個(gè)斜坡像素700中的多個(gè)晶體管和光電二極管101的布局與包括在每個(gè)像素100中的多個(gè)晶體管和光電二極管101 的布局相同。這是因?yàn)榘ㄔ趶挠米鞑顒?dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的放大晶體管105輸出的信號(hào)中的噪聲分量基本上與包括在從用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的差動(dòng)晶體管輸出的信號(hào)中的噪聲分量相同。因此，因?yàn)榉糯缶w管105和差動(dòng)晶體管構(gòu)成差動(dòng)對(duì)，所以放大晶體管105 的噪聲分量和差動(dòng)晶體管的噪聲分量可以被消減。結(jié)果，該實(shí)施例的成像裝置可以抑制放大晶體管105和差動(dòng)晶體管的噪聲對(duì)從輸出單元650輸出的信號(hào)out的影響。
[0113]此外，該實(shí)施例的成像裝置在斜坡像素區(qū)域1100和周邊電路區(qū)域1300之間的部分中包括參考像素區(qū)域1200。有可能的是，當(dāng)與像素區(qū)域1500的中心部分相比時(shí)，單個(gè)的像素的制造變化在像素區(qū)域1500的端部部分中增大。該制造變化引起晶體管的閾值電壓Vth的變化。因此，優(yōu)選的是，參考像素區(qū)域1200被設(shè)置在斜坡像素區(qū)域1100和周邊電路區(qū)域1300 之間，以使得斜坡像素區(qū)域1100被設(shè)置為更靠近像素區(qū)域1500的中心部分。注意，包括在參考像素區(qū)域1200中的每個(gè)參考像素750可以包括光電二極管或者可以不包括光電二極管。 在每個(gè)參考像素750是不包括光電二極管的啞(dummy)像素的情況下，每個(gè)參考像素750包括放大晶體管105和選擇晶體管106。因此，包括在從放大晶體管105和選擇晶體管106輸出的信號(hào)中的噪聲分量可以從啞像素輸出的信號(hào)檢測(cè)。另一方面，在每個(gè)參考像素750包括光電二極管的情況下，每個(gè)參考像素750是遮蔽光電二極管的光的光學(xué)黑像素。光學(xué)黑像素的配置與像素100的配置相同。從像素100輸出的信號(hào)的噪聲分量可以從光學(xué)黑像素輸出的信號(hào)檢測(cè)。
[0114]注意，該實(shí)施例的成像裝置可以被類似于根據(jù)第二實(shí)施例和第三實(shí)施例的成像裝置那樣修改。
[0115]第五實(shí)施例
[0116]將主要描述作為光電轉(zhuǎn)換裝置的例子的第五實(shí)施例的成像裝置與第一實(shí)施例不同的要點(diǎn)。
[0117]圖8是例示說明根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置的配置的示圖。在圖8中，具有與包括在圖1中所示的成像裝置中的功能相同的功能的組件用與圖1中使用的標(biāo)號(hào)相同的標(biāo)號(hào)表示。
[0118]該實(shí)施例的成像裝置包括開關(guān)晶體管810,其用于將多個(gè)像素800的FD單元103彼此電連接。信號(hào)padd從垂直掃描電路825供給開關(guān)晶體管810的控制節(jié)點(diǎn)。開關(guān)晶體管810是第三開關(guān)。
[0119]圖8中所示的成像裝置執(zhí)行的將信號(hào)從多個(gè)像素800讀取到垂直信號(hào)線107的操作與圖2A中所示的操作相同。在該情況下，垂直掃描電路825在圖2A中所示的操作的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)使信號(hào)padd變?yōu)長o電平。[〇12〇]圖9是例示說明當(dāng)多個(gè)像素800的信號(hào)被作為單個(gè)信號(hào)讀取時(shí)執(zhí)行的操作的示圖。 圖9中的操作與圖2B中所示的操作的不同之處在于，垂直掃描電路825在垂直掃描電路825 使信號(hào)psel[n]變?yōu)镠i電平的時(shí)間段內(nèi)使信號(hào)padd[n]變?yōu)镠i電平。[〇121]當(dāng)使信號(hào)padd[n]變?yōu)镠i電平時(shí)，用于將第n行中的像素800的單元103電連接到第(n+1)行中的像素800的單元103的開關(guān)晶體管810導(dǎo)通。因此，第n行中的像素800的單元103的電荷和第(n+1)行中的像素800的FD單元103的電荷被混合。結(jié)果，在圖9中所示的操作中，這兩個(gè)像素800的信號(hào)被作為單個(gè)信號(hào)讀取到垂直信號(hào)線107。
[0122]在圖2B的操作中，第n行中的像素100的放大晶體管105和第(n+1)行中的像素100 的放大晶體管105輸出基于ro單元103的不同電位的不同信號(hào)。另一方面，在該實(shí)施例的成像裝置中，第n行中的像素100的放大晶體管105和第(n+1)行中的像素100的放大晶體管105輸出基于FD單元103的相同電位的信號(hào)。
[0123]此外，在該實(shí)施例的成像裝置中，在多個(gè)像素800的信號(hào)被同時(shí)(at once)讀取到垂直信號(hào)線107的情況下，多個(gè)像素800的所有的放大晶體管105都處于導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在該情況下，與第一實(shí)施例一樣，晶體管111和113導(dǎo)通。由此，在該實(shí)施例的成像裝置中也可以獲得第一實(shí)施例的效果。
[0124]注意，該實(shí)施例的成像裝置可以被類似于根據(jù)第二實(shí)施例至第四實(shí)施例的成像裝置那樣修改。
[0125]第六實(shí)施例
[0126]根據(jù)第一實(shí)施例至第五實(shí)施例的成像裝置被用在成像系統(tǒng)中的情況將被作為第六實(shí)施例進(jìn)行描述。成像系統(tǒng)的例子包括數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以及監(jiān)控照相機(jī)。圖 10是示意性地例示說明成像裝置被應(yīng)用于作為成像系統(tǒng)的例子的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的情況的示圖。
[0127]圖10中所示的成像系統(tǒng)包括擋板2000、透鏡2010以及光圈2020,擋板2000用于透鏡保護(hù)，透鏡2010用于在成像裝置2030上形成對(duì)象的光學(xué)圖像，光圈2020用于改變通過透鏡2010的光的量。透鏡2010和光圈2020構(gòu)成將光收集到成像裝置2030中的光學(xué)系統(tǒng)。此外， 圖10中所示的成像系統(tǒng)包括輸出信號(hào)處理器2040,其對(duì)從成像裝置2030輸出的信號(hào)執(zhí)行處理以致產(chǎn)生圖像。
[0128]而且，圖10中所示的成像系統(tǒng)包括緩沖存儲(chǔ)器單元2050、外部接口單元2060以及控制接口單元2070,緩沖存儲(chǔ)器單元2050臨時(shí)存儲(chǔ)成像數(shù)據(jù)，外部接口單元2060用于與外部計(jì)算機(jī)等進(jìn)行通信，控制接口單元2070用于在記錄介質(zhì)上執(zhí)行記錄或讀取。成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括可拆卸記錄介質(zhì)2080(諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)和整個(gè)控制/計(jì)算單元2090,可拆卸記錄介質(zhì)2080用于記錄或讀取成像數(shù)據(jù)，整個(gè)控制/計(jì)算單元2090控制各種計(jì)算和整個(gè)數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)。成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括成像裝置2030、輸出信號(hào)處理器2040以及輸出各種定時(shí)信號(hào)的定時(shí)供給單元2100。這里，定時(shí)信號(hào)等可以從外部輸入，并且成像系統(tǒng)至少包括成像裝置2030和輸出信號(hào)處理器2040,輸出信號(hào)處理器2040對(duì)從成像裝置2030輸出的信號(hào)進(jìn)行處理。
[0129]以這種方式，根據(jù)第一實(shí)施例至第五實(shí)施例的成像裝置適用于所述成像系統(tǒng)。 [〇13〇]注意，放大晶體管和差動(dòng)晶體管之間在溝道寬度、溝道長度和溝道面積方面的關(guān)系已經(jīng)在本說明書中進(jìn)行了描述。然而，晶體管的溝道寬度、溝道長度和溝道面積可以實(shí)際上分別被看作柵極寬度、柵極長度和柵極面積。[〇131]雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是要理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被給予最寬泛的解釋，以便包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基 于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控 制節(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)晶體管，具有各自的被配置為接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)，其中，在所述多個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為差動(dòng)對(duì) 的第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作以及在所述多個(gè)晶體管中的僅一個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述 多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作相互切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:開關(guān)，被配置為執(zhí)行在所述多個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn) 設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作、以及在所述多個(gè)晶體管中的僅一個(gè)晶體管處于導(dǎo)通 狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作之間的 切換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:電流源，其中，所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素還包括選擇晶體管，所述開關(guān)是開關(guān)晶體管，電流源和放大晶體管通過選擇晶體管彼此電連接，電流源和所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管通過開關(guān)晶體管彼此電連接，以及 選擇晶體管的柵極寬度和開關(guān)晶體管的柵極寬度彼此相同。4.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元、放大晶體管和選擇晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配 置為產(chǎn)生基于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸 入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)；多個(gè)晶體管，具有各自的被配置為接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)；開關(guān)；以及 電流源，其中，選擇晶體管被設(shè)置在電流源和放大晶體管之間的電路徑中，以及 所述開關(guān)被設(shè)置在電流源和所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管之間的電路徑中。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:電流鏡電路；以及第二開關(guān)，其中，電流鏡電路電連接到放大晶體管和所述多個(gè)晶體管的第一主節(jié)點(diǎn)，所述開關(guān)電連接到所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的第二主節(jié)點(diǎn)，以及 所述第二開關(guān)電連接到所述多個(gè)晶體管中的另一個(gè)晶體管的第二主節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:電流鏡電路；以及第二開關(guān)，其中，電流鏡電路電連接到放大晶體管和所述多個(gè)晶體管的第一主節(jié)點(diǎn)，所述開關(guān)電連接到所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的第二主節(jié)點(diǎn)，以及 所述第二開關(guān)電連接到所述多個(gè)晶體管中的另一個(gè)晶體管的第二主節(jié)點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管的 柵極寬度和所述多個(gè)晶體管的柵極寬度彼此相同。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管的 柵極寬度和所述多個(gè)晶體管的柵極寬度彼此相同。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述公共電位是差動(dòng)對(duì)的輸出節(jié)點(diǎn)的電 位。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述公共電位是斜坡信號(hào)，所述光電轉(zhuǎn)換裝置還包括計(jì)數(shù)器和存儲(chǔ)器，計(jì)數(shù)器被配置為產(chǎn)生并且輸出通過對(duì)時(shí)鐘 信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得的計(jì)數(shù)信號(hào)，存儲(chǔ)器被配置為接收來自計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)，差動(dòng)對(duì)輸出指示斜坡信號(hào)和從放大晶體管輸出的信號(hào)之間的比較結(jié)果的比較結(jié)果信 號(hào)，以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)當(dāng)比較結(jié)果信號(hào)的值改變時(shí)的計(jì)數(shù)信號(hào)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:多個(gè)斜坡像素，每個(gè)斜坡像素包括多個(gè)晶體管并且輸出斜坡信號(hào)，其中，每個(gè)斜坡像素還包括光電轉(zhuǎn)換單元和電流鏡電路，所述電流鏡電路電連接到放 大晶體管和斜坡像素中的所述多個(gè)晶體管，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括在不同有源區(qū)域中的像素區(qū)域和周邊電路區(qū)域，像素區(qū)域包括有效像素區(qū)域、斜坡像素區(qū)域以及參考像素區(qū)域，有效像素區(qū)域包括所 述多個(gè)像素，斜坡像素區(qū)域包括所述多個(gè)斜坡像素，參考像素區(qū)域包括被配置為僅輸出不 基于入射光的信號(hào)的參考像素，參考像素區(qū)域被設(shè)置在斜坡像素區(qū)域和周邊電路區(qū)域之間，以及 周邊電路區(qū)域包括所述電流鏡電路。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:多個(gè)斜坡像素，每個(gè)斜坡像素包括多個(gè)晶體管并且輸出斜坡信號(hào)；以及 電流鏡電路，電連接到放大晶體管和斜坡像素中的所述多個(gè)晶體管，其中，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括在不同有源區(qū)域中的像素區(qū)域和周邊電路區(qū)域，像素區(qū)域包括有效像素區(qū)域和斜坡像素區(qū)域，有效像素區(qū)域包括所述多個(gè)像素，斜坡 像素區(qū)域包括所述多個(gè)斜坡像素，以及所述周邊電路區(qū)域包括所述電流鏡電路。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述多個(gè)像素包括:各自的浮置擴(kuò)散單元，被配置為存儲(chǔ)電荷；以及各自的第三開關(guān)，用于將包括在所述多個(gè)像素中的浮置擴(kuò)散單元彼此電連接，以及 在所述多個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第 二輸入節(jié)點(diǎn)的操作中，使所述多個(gè)像素的所有的放大晶體管都為導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)第三開關(guān) 處于截止?fàn)顟B(tài)。14.一種成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:光電轉(zhuǎn)換裝置；以及信號(hào)處理器，被配置為使用從所述光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號(hào)來產(chǎn)生圖像，其中，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基 于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控 制節(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)晶體管，具有各自的接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)，其中，在所述多個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述多個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為差動(dòng)對(duì) 的第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作以及在所述多個(gè)晶體管中的僅一個(gè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)將所述 多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為第二輸入節(jié)點(diǎn)的操作相互切換。15.—種成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:光電轉(zhuǎn)換裝置；以及信號(hào)處理器，被配置為使用從所述光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號(hào)來產(chǎn)生圖像，其中，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元、放大晶體管和選擇晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配 置為產(chǎn)生基于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸 入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)，多個(gè)晶體管，具有各自的接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)，開關(guān)，以及 電流源，其中，選擇晶體管被設(shè)置在電流源和放大晶體管之間的電路徑中，以及 所述開關(guān)被設(shè)置在電流源和所述多個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管之間的電路徑中。16.—種用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括多個(gè)像素 和多個(gè)晶體管，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生電 荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)，所述 多個(gè)晶體管具有各自的接收公共電位的控制節(jié)點(diǎn)，其中，在第一操作中，在包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管之中，至少一個(gè)放大晶體管，即，第一數(shù)量的放 大晶體管，在第一時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及在所述多個(gè)晶體管之中，至少一個(gè)晶體管，即，第二數(shù)量的晶體管，在第一時(shí)間段內(nèi)處 于導(dǎo)通狀態(tài)，并且被設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)，以及 在第二操作中，在包括在所述多個(gè)像素中的放大晶體管之中，與大于第一數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)放 大晶體管，即，第三數(shù)量的放大晶體管，在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，以及在所述多個(gè)晶體管之中，與大于第二數(shù)量的數(shù)量對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)晶體管，即，第四數(shù)量的 晶體管，在第二時(shí)間段內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且被設(shè)置為差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置的方法，其中，第一數(shù)量等于第二數(shù) 量，第三數(shù)量等于第四數(shù)量。18.—種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基 于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控 制節(jié)點(diǎn)；以及差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)，其中，當(dāng)其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的放大晶體管的數(shù)量增加時(shí)，差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的 柵極寬度增大。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:多個(gè)晶體管，具有各自的具有不同柵極寬度的控制節(jié)點(diǎn)，其中，所述晶體管中具有與其導(dǎo)通狀態(tài)彼此重疊的多個(gè)放大晶體管的柵極寬度的和對(duì) 應(yīng)的柵極寬度的控制節(jié)點(diǎn)的一個(gè)晶體管被從所述多個(gè)晶體管之中選為具有用作差動(dòng)對(duì)的 第二輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)的晶體管。20.—種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基 于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控 制節(jié)點(diǎn)；以及晶體管，具有用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)，其中，使所述多個(gè)像素的放大晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)，以及 與所述多個(gè)像素的電荷對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)根據(jù)差動(dòng)對(duì)的輸出而產(chǎn)生。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括:計(jì)數(shù)器，被配置為產(chǎn)生并且輸出通過對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得的計(jì)數(shù)信號(hào)；以及 存儲(chǔ)器，被配置為接收來自計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)，其中，斜坡信號(hào)被供給所述晶體管的控制節(jié)點(diǎn)，差動(dòng)對(duì)將指示斜坡信號(hào)和從同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)并且被包括在所述多個(gè)像素中的放大 晶體管輸出的信號(hào)之間的比較結(jié)果的比較結(jié)果信號(hào)輸出到存儲(chǔ)器，以及 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)當(dāng)比較結(jié)果信號(hào)的值改變時(shí)的計(jì)數(shù)信號(hào)。22.—種成像系統(tǒng)，其特征在于，包括:光電轉(zhuǎn)換裝置；信號(hào)處理器，被配置為使用從所述光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號(hào)來產(chǎn)生圖像，其中，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括:多個(gè)像素，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換單元和放大晶體管，光電轉(zhuǎn)換單元被配置為產(chǎn)生基 于入射光的電荷，放大晶體管具有被配置為接收電荷并且用作差動(dòng)對(duì)的第一輸入節(jié)點(diǎn)的控 制節(jié)點(diǎn)；以及晶體管，具有用作差動(dòng)對(duì)的第二輸入節(jié)點(diǎn)的控制節(jié)點(diǎn)，其中，使所述多個(gè)像素的放大晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)，以及 與所述多個(gè)像素的電荷對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)根據(jù)差動(dòng)對(duì)的輸出而產(chǎn)生。
【文檔編號(hào)】H04N5/374GK106027922SQ201610177594
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】大下內(nèi)和樹, 池田泰二
【申請(qǐng)人】佳能株式會(huì)社