專利名稱：圖像傳感器及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及圖像傳感器及其驅動方法，例如涉及CM0S圖像傳感器及其驅動方法。
背景技術：
作為替代CCD (電荷耦合器件)的圖像傳感器，開發了CM0S (互補金屬氧化物半導體) 圖像傳感器。CMOS圖像傳感器能夠與邏輯及模擬電路一起一體形成(系統集成)于同一芯 片，因而能夠實現低電壓以及高性能。另一方面，CMOS圖像傳感器也存在以下這樣的問題 由于對每一像素存儲信號進而依次讀出，所以與CCD有所不同無法進行全(^ 口 一 a a ) 曝光。
近年來，可通過將縱列并排型A/D變換和數字CDS (相關雙重取樣)組合在一起，進 行高速攝像和低噪聲讀取。但即便是縱列并排數字CDS方式的A/D變換，也由于采用微細 工藝，所以電源電壓降低的話，便無法使A/D變換所用的D/A變換鋸齒形波足夠大。由此 會造成S/N比變差。
專利文獻1:日本特開2005-303648號公報
專利文獻2:日本特開2005-323331號公報
發明內容
本發明提供一種能夠抑制電源電壓降低造成的S/N比變差的圖像傳感器。 按照本發明實施方式的圖像傳感器，包括包含有在半導體基底上呈行列狀配置的、 檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線； 以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，
其中所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括流過與所述入射光相對應 的電流的光電二極管；在第1結點與所述光電二極管的一端連接，對所述第l結點施加電 位的電容器；連接于所述第1結點和第1電源之間，將所述第1結點的電位復位為所述第 1電源的電位的復位晶體管；比較所述第1結點的電位和基準電壓，將該比較結果輸出給所述復位晶體管的柵極的比較器；與所述比較器的輸出端連接，對所述第l結點的電位達 到所述第l電源的電位時產生的所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，輸出與該反 轉次數相對應的數字值的計數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之一兩 者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管。
按照本發明實施方式的圖像傳感器，包括包含有在半導體基底上呈行列狀配置的、 檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線； 以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，
其中所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括流過與所述入射光相對應 的電流的光電二極管；在第1結點與所述光電二極管的一端連接，對所述第l結點施加電 位的電容器；連接于所述第1結點和第1電源之間，將所述第1結點的電位復位為所述第 1電源的電位的復位晶體管；比較所述第1結點的電位和基準電壓，將該比較結果輸出給 所述復位晶體管的柵極的比較器；與所述比較器的輸出端連接，接收振幅定期反復變化的 時鐘，對所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時產生的所述比較器的輸出信號的 反轉次數進行計數，并對所述反轉次數變為規定值前所接收到的時鐘數進行計數，輸出與 該時鐘數相對應的數字值的計數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之一 兩者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管。
按照本發明實施方式的圖像傳感器的驅動方法，該圖像傳感器包括包含有在半導體 基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像 素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，
其中所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括光電二極管；在第1結點 與所述光電二極管的一端連接的電容器；連接于所述第1結點和第1電源之間的復位晶體 管；輸入所述第l結點的電位和基準電壓，輸出與所述復位晶體管的柵極連接的比較器； 與所述比較器的輸出端連接的計數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之 一兩者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管，
該圖像傳感器的驅動方法包括
與所述入射光相對應的電荷流過所述光電二極管，
所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時，使所述比較器的輸出信號反轉， 所述計數器對所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，輸出與該反轉次數相對應
的數字值，與此同時所述復位晶體管變為導通狀態，將所述第l結點的電位復位為所述第
l電源的電位，由此使所述比較器的輸出信號復原，當所述比較器的輸出信號復原時，所述計數器不讓所述數字值增加，所述復位晶體管 變為非導通狀態，
輸出所述數字值。
按照本發明實施方式的圖像傳感器的驅動方法，該圖像傳感器包括包含有在半導體 基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像 素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，
其中所述像素或包含多個所述像素的像素模塊分別包括光電二極管；在第1結點與 所述光電二極管的一端連接的電容器;連接于所述第1結點和第1電源之間的復位晶體管； 輸入所述第l結點的電位和基準電壓，輸出與所述復位晶體管的柵極連接的比較器；與所 述比較器的輸出端連接，接收振幅定期反復變化的時鐘的計數器；以及連接于所述計數器 的輸出和所述垂直信號線之一兩者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管，
該圖像傳感器的驅動方法包括
與所述入射光相對應的電荷流過所述光電二極管，
所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時，使所述比較器的輸出信號反轉， 所述計數器對所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，并對該反轉次數變為規定
值前的所述時鐘數進行測定，與所述比較器的輸出信號的反轉同時所述復位晶體管變為導
通狀態，
隨著將所述第1結點的電位復位為所述第1電源的電位，將所述比較器的輸出信號復
原，
當所述比較器的輸出信號復原時，所述計數器不讓所述數字值增加，所述復位晶體管 變為非導通狀態，
所述計數器輸出與所述反轉次數達到規定值之前期間所接收到的時鐘數相對應的數字值。
本發明的圖像傳感器能夠抑制電源電壓降低造成的S/N比變差。
圖1為表示第1實施方式的CMOS圖像傳感器中某一像素及其周邊部分的電路圖。 圖2為表示第1實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。 圖3為表示第1實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。 圖4為表示第1實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。圖5為表示第2實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。 圖6為表示第2實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。 圖7為表示第2實施方式的圖像傳感器其動作的時序圖。
(標號說明)
PD…光電二極管、FD…電容器、Trst…復位晶體管、CMP…比較器、CNT…計數器、Tsel… 選擇晶體管、Lad…地址線、Lcl…垂直信號線、10…垂直寄存器、20…水平讀取電路。
具體實施例方式
下面參照
本發明的實施方式。本發明不限于下面所述的實施方式。 (第l實施方式)
圖1示出的圖像傳感器為CMOS圖像傳感器。圖1中只示出1個像素PIX，但實際上多 個像素PIX在半導體基底(未圖示)上呈矩陣狀二維配置。該矩陣狀排列的多個像素形成 攝像區域。
作為行選擇線的地址線Lad與在行方向上排列的多個像素連接。多條地址線Lad與垂 直寄存器10連接。垂直寄存器10構成為按照行地址依次選擇某行的地址線Lad，對與該 地址線Lad連接的多個像素施加電壓。
垂直信號線Lcl與在列方向上排列的多個像素連接。多條垂直信號線Lcl分別通過開 關SW與輸出端子OUT連接。各開關SW與水平讀取電路20連接，按照垂直信號線Lcl的 列地址依次開關。
這樣，地址線Lad所選定行排列的多個像素的數字數據便可由水平讀取電路20依次從 輸出端子OUT輸出。垂直寄存器10按照地址線Lad的地址依次選擇地址線Lad。由此圖像 區域內的全部像素PIX可依次從輸出端子OUT輸出。
垂直寄存器10和水平讀取電路20也可以與像素區域一起形成于同一半導體基底上。
像素PIX分別包括光電二極管PD、電容器FD、復位晶體管Trst、比較器CMP、計數器 CNT、以及選擇晶體管Tsel。
光電二極管PD的正極與例如作為第2電源的地端連接，其負極與電容器FD的一端連 接。光電二極管PD接受入射光，流過與該入射光相應的電流。舉例來說，光電二極管PD 使與入射光的光量(照度、亮度)成正比量的電子從正極流至負極，或者使與它們成正比 量的電流從負極流至正極。也就是說，入射光的光量、強度、亮度、灰度等越大， 一定時間內光電二極管PD流過的電流量也越大。
電容器FD連接于光電二極管PD的負極和地端之間。電容器FD可以是一種對PN結二 極管加上反向偏置得到的耗盡層所形成的浮動擴散型電容。電容器FD能夠在無入射光的 狀態下保持第1結點Nl的電位。另外，在不需要保持結點Nl電位的情況下，該FD可省 略。另外，也可以通過在PD和FD之間設置讀取柵極來使復位信號噪聲降低。
光電二極管的負極和電容器FD之間為第1結點Nl的話，光電二極管PD和電容器FD 并聯連接于第1結點Nl和地端兩者間，構成檢測入射光的檢測部DET。
復位晶體管Trst連接于第1結點Nl和第1電源兩者間，起到將第1結點Nl復位(充 電)為第1電源電位Vdd的作用。
比較器CMP包括與第1結點Nl連接的第1輸入部；與基準電壓線Lref連接的第2 輸入部；以及輸出第l結點Nl和基準電壓線Lref兩者比較結果的輸出部。比較器CMP的 輸出部與計數器CNT和復位晶體管Trst的柵極共同連接。比較器CMP比較第1結點Nl的 電位和基準電壓Vref，輸出該比較結果。
計數器CNT舉例來說每當比較器CMP的輸出信號從高電平電位降至低電平電位對反轉 次數進行計數。這種情況下，計數器CNT在比較器CMP的輸出信號從低電平電位升至高電 平電位時不對反轉次數進行計數。相反，計數器CNT也可以每當比較器CMP的輸出信號從 低電平電位升至高電平電位對反轉次數進行計數。這種情況下，計數器CNT在比較器CMP 的輸出信號從高電平電位降至低電平電位時不對反轉次數進行計數。這是因為，這樣構成 計數器CNT同樣可輸出相同的數字信號。
另外，本實施方式中，其前提為基準電壓Vref對全部單元給定一固定值。但由于給定 的是例如隨入射光量而有所不同的Vref，從而可使動態范圍擴展。而且，也可以提供隨時 間變化的值。
比較器CMP和計數器CNT構成A/D變換器。
復位晶體管Trst舉例來說每當比較器CMP的輸出信號從高電平電位降至低電平電位便 變為導通狀態，由此將第1結點N1電位復位為第1電源電位Vdd。這種情況下，復位晶體 管Trst在比較器CMP的輸出信號從低電平電位升至高電平電位時維持非導通狀態，第1 結點N1的電位不復位。
選擇晶體管Tsel連接于計數器CNT的輸出部和1條垂直信號線Lcl兩者間。選擇晶體 管Tsel的柵極與1條地址線Lad連接。垂直寄存器10 —旦選擇驅動地址線Lad，選擇晶 體管Tsel便變為導通狀態，計數器CNT的輸出數字信號傳送給垂直信號線Lcl。水平讀取電路20在開關SW導通時，該數字信號便通過開關SW從輸出端子OUT輸出。
圖2的(A)至圖2的(C)示出入射光光量較多情形的時序圖，圖3的(A)至圖3 的(C)則示出入射光光量較少情形的時序圖。本實施方式中，計數器CNT在規定時間Ts 期間對比較器CMP輸出的反轉次數進行計數，輸出與該反轉次數成正比的數字值。
第l結點Nl的電位低于基準電壓Vref的情況下，比較器CMP輸出低電平電位。由此 復位晶體管Trst呈導通狀態，所以第1結點Nl的電位復位為Vdd。 Vdd為高于Vref的電 位，所以比較器CMP輸出高電平電位。由此復位晶體管變為非導通狀態。即如圖2的(A) 所示，第l結點Nl的電位達到基準電位Vref，有可能低于基準電位Vref的話，便回到第 1電源電位Vdd (復位)。
光電二極管PD因入射光而有電子從正極流至負極。因而，入射光入射光電二極管PD 的情況下，電容器FD所保持的電荷通過光電二極管PD釋放，所以第1結點Nl的電位降 低。入射光的光量越大，第1結點N1的電位越是在短時間內降低。
第1結點Nl的電位一旦達到基準電位Vref ，便如圖2的(B)所示，比較器CMP的輸 出從高電平降至低電平。也就是說，比較器CMP的輸出信號反轉。與此同時，復位晶體管 Trst呈導通狀態，將第1結點Nl充電至第1電源電位Vdd。這時所充的電荷存于電容器 FD。第1結點N1的電位升高的結果如圖2的(B)所示，比較器CMP的輸出信號從高電平 反轉至低電平之后緊接著回到原來的高電平(復位)。
令第1結點Nl的電位達到基準電壓Vref的時刻至此后第1結點Nl的電位再次達到基 準電壓Vref的時刻這一期間(比較器CMP輸出信號的反轉至此后的反轉這一期間)為階 段(7亍7 7°)期間Tstl或Tst2。
如圖2的(C)和圖3的(C)所示，計數器CNT在比較器CMP的輸出信號反轉時使其 反轉次數增加。即計數器CNT每隔階段期間Tstl使數字值增加規定的步長值Dst。舉例來 說，將步數設定為8個等級的情況下，步長值Dst為最大輸出電壓Vmax的8分之一。
計數器CNT計數的反轉次數和數字值每當圖4所示的計數器復位信號激活便復位。計 數器復位信號每隔規定的期間Ts (Ts>Tstl、 Ts>Tst2)激活。在期間Ts的期間中，計 數器CNT累計反轉次數和數字值。
如圖2的(A)至圖2的(C)所示入射光的光量等相對較大的情況下，光電二極管PD 流過相對較大的電流，所以第1結點N1的電位其降低速度較快。因而，階段期間Tstl與 階段期間Tst2相比時間較短，規定期間Ts內含有的階段期間Tstl和反轉次數相對較多。 舉例來說，期間Ts內含有的階段期間Tstl其數目為m的情況下，計數器CNT的數字值為mXDst。另外，m為整數。
與此相反，如圖3的(A)至圖3的(C)所示入射光的光量等相對較小的情況下，光 電二極管PD流過相對較小的電流，所以第1結點N1的電位其降低速度較慢。因而，階段 期間Tst2與階段期間Tstl相比時間較長，規定期間Ts內含有的階段期間Tst2和反轉次 數相對較少。舉例來說，期間Ts內含有的階段期間Tst2其數目為n的情況下，計數器CNT 的數字值為nXDst (nXDst<mXDst)。另外，n為小于m的整數。
這樣計數器CNT便可以隨入射光的光量輸出相應的數字值。
按照本實施方式，由比較器CMP和計數器CNT所組成的A/D變換器可裝入到像素PIX 內。由此，可以在像素PIX內將像素PIX的模擬信號變換為數字信號。在像素PIX內執行 A/D變換，所以不需要放大模擬信號用的放大器。因此可以提高S/N比(信號噪聲比)。此 外，計數器CNT內也可以加裝SRM1或DRAM、閃存等存儲器。這種情況下，能夠以像素為 單位將數據保存于存儲器，而且能夠以實時方式實現深度的數字信號處理。
本實施方式中，由比較器CMP和計數器CNT所組成的A/D變換器可裝入到像素PIX內。 但也可以將圖像區域劃分為含有多個像素PIX的多個像素模塊，A/D變換器按每一像素模 塊設置。這種情況下，最好還是在圖像區域內設置A/D變換器。由此，不需要放大器，可 以使S/N比提高。這進一步關系到圖像信號處理速度的提高。
按照本實施方式，可按每一像素進行A/D變換，所以可進行縱列A/D變換方式難以實 現的全曝光讀取。
(第2實施方式)
第1實施方式中，計數器CNT將規定期間Ts內的計數器輸出作為數字值輸出。與此有 所不同，第2實施方式中，計數器CNT接收振幅定期反復變化的時鐘，對反轉次數變為規 定值以前的時間進行測定。即，計數器CNT對反轉次數變為規定值之前的時鐘數進行計數， 輸出與該時鐘數相對應的數字值。
圖5的(A)和圖5的(B)分別與圖2的(A)和圖2的(B)相同。圖6的(A)和圖 6的(B)分別與圖3的(A)和圖3的(B)相同。即，第2實施方式的比較器CMP、復位 晶體管Trst、以及檢測部DET的動作與第1實施方式中上述部分的動作相同。因而，第2 實施方式中上述部分的動作說明從略。
計數器CNT如圖5的(C)和圖6的(C)所示，對比較器CMP的輸出信號從高電平反 轉至低電平的次數進行計數。另外，計數器CNT接收如圖7所示振幅定期反復變化的時鐘， 對該時鐘的振幅數(下面稱為時鐘數)進行計數。計數器CNT輸出與反轉次數達到規定次數Nrev時的時鐘數相對應的數字值。
如圖5的(A)至圖5的(C)所示，入射光的光量較大的情況下，上述反轉次數在相 對較短的時間Tsl內達到規定次數Nrev。因此，在時間Tsl期間內計數器CNT所接收的時 鐘數較少。計數器CNT可以輸出與該時鐘數成正比的數字值。
如圖6的(A)至圖6的(C)所示，入射光的光量較小的情況下，上述反轉次數在比 Tsl長的時間Ts2內達到規定次數Nrev。因此，時間Ts2期間內計數器CNT所接收的時鐘 數相對較多。計數器CNT輸出與該時鐘數成正比的數字值。由此，計數器CNT可以輸出與 入射光的光量相對應的數字值。
第2實施方式的構成可以與第1實施方式的構成相同。但可以通過將規定次數Nrev 設定為k位(k為整數)的計數器計數一圈的值，來省去計數器復位信號。這種情況下， 上述反轉次數變為規定次數Nrev (Nrev= "111…1" (k個位全為l))后，計數器的反轉 次數自動復位為"000…0"。
第2實施方式可以獲得與第1實施方式同樣的效果。
另外，本發明并不限于上述實施方式本身，實施階段可以在不背離其實質的范圍內對 組成部分進行變形來實施。而且，可通過上述實施方式所披露的多個組成部分的適當組合， 來形成種種發明。舉例來說，也可以從本實施方式所示的全部組成部分當中去除某幾個組 成部分。此外，也可以適當組合不同實施方式中涉及的組成部分。
權利要求
1. 一種圖像傳感器，包括包含有在半導體基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括流過與所述入射光相對應的電流的光電二極管；在第1結點與所述光電二極管的一端連接，對所述第1結點施加電位的電容器；連接于所述第1結點和第1電源之間，將所述第1結點的電位復位為所述第1電源的電位的復位晶體管；比較所述第1結點的電位和基準電壓，將其比較結果輸出給所述復位晶體管的柵極的比較器；與所述比較器的輸出端連接，對所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時產生的所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，輸出與該反轉次數相對應的數字值的計數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之一兩者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管。
2. 如權利要求l所述的圖像傳感器，其特征在于，所述比較器的輸出信號因所述入射光入射至所述光電二極管而反轉時，在所述計數器 使所述反轉次數增加的同時，所述復位晶體管變為導通狀態，將所述第l結點的電位復位 為所述第l電源的電位，所述比較器的輸出信號電平通過將所述第1結點的電位復位為所述第1電源的電位而 復原時，所述復位晶體管變為非導通狀態。
3. 如權利要求l所述的圖像傳感器，其特征在于，在所述入射光的光量多、所述光電二極管流過的電荷量多的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數增多，在所述入射光的光量少、所述光電二極管流過的電荷量少的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數減少。
4. 如權利要求2所述的圖像傳感器，其特征在于，在所述入射光的光量多、所述光電二極管流過的電荷量多的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數增多，在所述入射光的光量少、所述光電二極管流過的電荷量少的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數減少。
5. 如權利要求3所述的圖像傳感器，其特征在于，所述計數器每隔所述一定時間對所述反轉次數計數，該一定時間后將所述反轉次數和 所述數字值復位。
6. —種圖像傳感器，包括包含有在半導體基底上呈行列狀配置的、檢測入射光的多 個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行選擇線；以及與在列方向 上排列的所述像素連接的多條信號線，所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括-流過與所述入射光相對應的電流的光電二極管；在第1結點與所述光電二極管的一端連接，對所述第1結點施加電位的電容器； 連接于所述第1結點和第1電源之間，將所述第1結點的電位復位為所述第1電源的 電位的復位晶體管；比較所述第1結點的電位和基準電壓，將其比較結果輸出給所述復位晶體管的柵極的 比較器；與所述比較器的輸出端連接，接收振幅定期反復變化的時鐘，對所述第l結點的電位 達到所述第l電源的電位時產生的所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，并對所述 反轉次數變為規定值前所接收到的時鐘數進行計數，輸出與該時鐘數相對應的數字值的計 數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之一兩者間，柵極與所述行選擇線之一連 接的選擇晶體管。
7. 如權利要求l所述的圖像傳感器，其特征在于，在所述入射光的光量多、所述光電二極管流過的電荷量多的情況下，所述反轉次數達到規定值前的所述時鐘數少，在所述入射光的光量少、所述光電二極管流過的電荷量少的情況下，所述反轉次數達 到規定值前的所述時鐘數多。
8. —種圖像傳感器的驅動方法，該圖像傳感器包括包含有在半導體基底上呈行列狀 配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條行 選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，所述像素或包含多個所述像素的像素模塊分別包括光電二極管；在第1結點與所述 光電二極管的一端連接的電容器；連接于所述第l結點和第l電源之間的復位晶體管；輸 入所述第l結點的電位和基準電壓，輸出與所述復位晶體管的柵極連接的比較器；與所述 比較器的輸出端連接的計數器；以及連接于所述計數器的輸出和所述垂直信號線之一兩者 間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管，該圖像傳感器的驅動方法包括與所述入射光相對應的電荷流過所述光電二極管，所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時，使所述比較器的輸出信號反轉，所述計數器對所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，輸出與該反轉次數相對應 的數字值，與此同時所述復位晶體管變為導通狀態，將所述第l結點的電位復位為所述第 1電源的電位，由此使所述比較器的輸出信號復原，當所述比較器的輸出信號復原時，所述計數器不讓所述數字值增加，所述復位晶體管 變為非導通狀態，輸出所述數字值。
9. 如權利要求8所述的圖像傳感器的驅動方法，其特征在于，在所述入射光的光量多、所述光電二極管流過的電荷量多的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數增多，在所述入射光的光量少、所述光電二極管流過的電荷量少的情況下，所述計數器在一 定時間內計數的所述反轉次數減少。
10. 如權利要求9所述的圖像傳感器的驅動方法，其特征在于，所述計數器每隔所述一定時間對所述反轉次數計數，該一定時間后將所述反轉次數和所述數字值復位。
11. 一種圖像傳感器的驅動方法，該圖像傳感器包括包含有在半導體基底上呈行列 狀配置的、檢測入射光的多個像素的攝像區域；與在行方向上排列的所述像素連接的多條 行選擇線；以及與在列方向上排列的所述像素連接的多條信號線，所述像素或包含有多個所述像素的像素模塊分別包括光電二極管；在第1結點與所 述光電二極管的一端連接的電容器；連接于所述第1結點和第1電源之間的復位晶體管； 輸入所述第l結點的電位和基準電壓，輸出與所述復位晶體管的柵極連接的比較器；與所 述比較器的輸出端連接，接收振幅定期反復變化的時鐘的計數器；以及連接于所述計數器 的輸出和所述垂直信號線之一兩者間，柵極與所述行選擇線之一連接的選擇晶體管，該圖像傳感器的驅動方法包括與所述入射光相對應的電荷流過所述光電二極管，所述第1結點的電位達到所述第1電源的電位時，使所述比較器的輸出信號反轉， 所述計數器對所述比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，并對該反轉次數變為規定值前的所述時鐘數進行測定，與所述比較器的輸出信號的反轉同時所述復位晶體管變為導通狀態，通過將所述第1結點的電位復位為所述第1電源的電位，將所述比較器的輸出信號復原，當所述比較器的輸出信號復原時，所述計數器不讓所述數字值增加，所述復位晶體管 變為非導通狀態，所述計數器輸出與所述反轉次數達到規定值之前期間所接收到的時鐘數相對應的數字值。
全文摘要
本發明提供一種能夠抑制電源電壓降低造成的S/N比變差的圖像傳感器。圖像傳感器的像素區域包括光電二極管；在第1結點與光電二極管的一端連接，對第1結點施加電位的電容器；連接于第1結點和第1電源之間，將第1結點的電位復位為第1電源的電位的復位晶體管；比較第1結點的電位和基準電壓，將該比較結果輸出給復位晶體管的柵極的比較器；與比較器的輸出端連接，對第1結點的電位達到第1電源的電位時產生的比較器的輸出信號的反轉次數進行計數，輸出與該反轉次數相對應的數字值的計數器；以及連接于計數器的輸出和垂直信號線其中之一兩者間，柵極與行選擇線其中之一連接的選擇晶體管。
文檔編號H04N5/357GK101547318SQ200910129769
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月26日 優先權日2008年3月26日
發明者舟木英之 申請人:株式會社東芝