固態成像裝置、AD轉換器和電子設備的製作方法
2023-10-17 20:22:34 2
本發明涉及一種固態成像裝置、AD轉換器以及電子設備，並特別涉及用於改進串擾特性的固態成像裝置、AD轉換器以及電子設備。
背景技術：
在現有技術的諸如數字靜態照相機和數字攝像機等具有成像功能的電子設備中，使用了諸如電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器等固態成像裝置。在固態成像裝置的像素中組合有多個電晶體以及用於光電轉換的光電二極體(PD)，並且基於從平面地布置的多個像素輸出的像素信號來構建圖像。此外，由針對像素的每個列設置的多個AD(模擬至數字)轉換器對從像素輸出的像素信號進行AD轉換，並輸出像素信號。
近年來，隨著安裝有固態成像裝置的電子設備的小型化，也將固態成像裝置小型化或者減小固態成像裝置的面積。像素和AD轉換器的布置節距間隔變窄。這將引起相鄰像素或相鄰AD轉換器之間的串擾。作為對策，通過引入用於在像素之間的邊界處形成溝槽的工藝來改進像素之間的串擾。
另外，本申請人例如提出了一種通過使預定列中的構成比較器的多個分割電晶體的布置圖案與該預定列的相鄰列中的構成比較器的多個分割電晶體的布置圖案差異化來改進串擾特性的成像設備(例如，參見專利文獻1)。
引用列表
專利文獻
專利文獻1：日本專利申請公開第2014-23065號
技術實現要素：
技術問題
如上所述，雖然現有技術嘗試對串擾特性進行改進，但是難以抑制例如通過由AD轉換器的電容之間的寄生電容引起的耦合產生的串擾。
鑑於這些情況做出本發明，並且本發明旨在進一步改進串擾特性。
技術方案
根據本發明的方面的固態成像裝置包括：像素區域，在所述像素區域中，多個用於輸出與照射光的量相對應的像素信號的像素布置成陣列；列信號處理電路，其用於通過多個AD(模擬至數字)轉換器並行地對所述像素信號進行AD轉換，所述多個AD轉換器的數量對應於所述像素的列數；以及參考信號生成電路，其用於生成參考信號，當所述AD轉換器對所述像素信號進行AD轉換時，所述AD轉換器參考所述參考信號，其中，所述AD轉換器包括：比較器，其用於比較所述像素信號和所述參考信號；像素信號側電容器，其連接在用於傳輸所述像素信號的像素信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；和參考信號側電容器，其連接在用於傳輸所述參考信號的參考信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，並且其中，所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的像素信號側電容器的像素信號線側節點與所述參考信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述像素信號側電容器的所述像素信號線側節點與所述像素信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
根據本發明的方面的AD轉換器包括：第一信號側電容器，其連接在用於傳輸所述第一信號的第一信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；以及第二信號側電容器，其連接在用於傳輸所述第二信號的第二信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，其中，所述第一信號側電容器和所述第二信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的第一信號側電容器的第一信號線側節點與所述第二信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述第一信號側電容器的所述第一信號線側節點與所述第一信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
根據本發明的方面的包括固態成像裝置的電子設備，所述固態成像裝置包括：像素區域，在所述像素區域中，多個用於輸出與照射光的量相對應的像素信號的像素布置成陣列；列信號處理電路，其用於通過多個AD轉換器並行地對所述像素信號進行AD轉換，所述多個AD轉換器的數量對應於所述像素的列數；以及參考信號生成電路，其用於生成參考信號，當所述AD轉換器對所述像素信號進行AD轉換時，所述AD轉換器參考所述參考信號，其中，所述AD轉換器包括：比較器，其用於比較所述像素信號和所述參考信號；像素信號側電容器，其連接在用於傳輸所述像素信號的像素信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；和參考信號側電容器，其連接在用於傳輸所述參考信號的參考信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，並且其中，所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的像素信號側電容器的像素信號線側節點與所述參考信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述像素信號側電容器的所述像素信號線側節點與所述像素信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
本發明的方面包括：比較器，其用於比較像素信號(第一信號)和參考信號(第二信號)；像素信號側電容器，其連接在用於傳輸像素信號的像素信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；及參考信號側電容器，其連接在用於傳輸參考信號的參考信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，其中，所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的像素信號線側電容器的像素信號線側節點與所述參考信號側電容器的比較器側節點之間產生的，第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述像素信號側電容器的所述像素信號線側節點與所述像素信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
有益效果
根據本發明的方面，可改進串擾特性。
附圖說明
圖1是示出了本發明的固態成像裝置的實施例的構造示例的框圖。
圖2是用於說明固體攝像裝置的列的構造的示圖。
圖3是示出了現有技術中的固態成像裝置的構造示例的框圖。
圖4是示出了現有技術中的固態成像裝置的電容器的平面布局的示圖。
圖5是示出了電容器的平面布局的示圖。
圖6是用於說明當拍攝HDR圖像時用於讀出所有像素中的每者的像素信號的讀出方法的示圖。
圖7是用於說明當拍攝HDR圖像時通過在FD中執行像素相加來讀出像素信號的讀出方法的示圖。
圖8是示出了被安裝至電子設備的成像裝置的構造示例的框圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖來詳細說明本發明的具體實施例。
圖1是示出了本發明的固態成像裝置的實施例的構造示例的框圖。
在圖1中，固態成像裝置11包括像素區域12、垂直驅動電路13、列信號處理電路14、水平驅動電路15、輸出電路16、斜坡信號生成電路(RAMP)17和控制電路18。
多個像素21在像素區域12中布置成陣列。每個像素21經由水平信號線22連接至垂直驅動電路13，並且經由垂直信號線23連接至列信號處理電路14。多個像素21中的每者輸出與經由光學系統(未示出)照射的光的量相對應的像素信號。根據像素信號產生在像素區域12中成像的對象的圖像。
例如，在圖1的右側放大地示出像素21的構造。在垂直驅動電路13的驅動下，經由傳輸電晶體32將在作為光電轉換單元的PD 31處生成的電荷傳送到作為浮動擴散區域的浮置擴散部(FD)33。此後，當像素21被讀出時，在垂直驅動電路13的驅動下，選擇電晶體35導通。經由選擇電晶體35將處於與在PD 33上累積的電荷相對應的信號電平的像素信號(D相)從放大電晶體34輸出到垂直信號線23。而且，當復位電晶體36導通時，累積在FD 33上的電荷被復位，並且經由選擇電晶體35將處於復位電平的像素信號(P相)從放大電晶體34輸出到垂直信號線23。
針對布置在像素區域12中的每一行的多個像素21，垂直驅動電路13經由水平信號線22將用於驅動(傳送、選擇、復位等)每個像素21的驅動信號順序地饋送到像素21。
列信號處理電路14對經由垂直信號線23從多個像素21輸出的像素信號執行相關雙採樣(CDS，Correlated Double Sampling)處理，由此對像素信號進行AD轉換並去除復位噪聲。例如，列信號處理電路14包括多個AD轉換器24，AD轉換器的數量對應於像素21的列數，並且列信號處理電路可對像素21的每一列並行地執行CDS處理。具體地，在列信號處理電路14中，AD轉換器24對從像素21輸出的P相像素信號進行AD轉換，並且AD轉換器24對從像素21輸出的D相像素信號進行AD轉換。此後，確定P相像素信號和D相像素信號之間的差值。
對於布置在像素區域12中的多個像素21的每一列，水平驅動電路15將用於從列信號處理電路14向數據輸出信號線25輸出像素信號的驅動信號順序地饋送到列信號處理電路14。
輸出電路16按照根據水平驅動電路15的驅動信號的時序來放大經由數據輸出信號線25從列信號處理電路14饋送的像素信號，並將它們輸出到後級的圖像處理電路。
斜坡信號生成電路17生成斜坡信號，並將該斜坡信號饋送至列信號處理電路14，斜坡信號具有根據運行時間以恆定斜率下降的波形，並且當像素信號被AD轉換時，斜坡信號用作被列信號處理電路14參考的參考信號。
控制電路18控制固體攝像器件11內部的每個模塊的驅動。例如，控制電路18根據每個模塊的驅動周期來生成時鐘信號，並將生成的時鐘信號饋送至每個模塊。
固態成像裝置11具有如上所述的構造。與一條垂直信號線23連接的AD轉換器24對從與該條垂直信號線23連接的一列的多個像素21依次輸出的像素信號執行AD轉換。因此，在下文中，將垂直方向上的包括與一條垂直信號線23和AD轉換器24連接的一列的多個像素21的組稱為「列」。
同時，隨著固體成像裝置11的小型化或者隨著固體成像裝置11的面積的減小，列之間的沿水平方向的節距間隔變窄。人們擔心在相鄰列之間產生串擾。因此，固態成像裝置11被構造成抑制串擾的產生。
參照圖2，將說明固態成像裝置11的列構造。
例如，圖2示出了在沿著固態成像裝置11的水平方向布置的多個列41之中的作為偶數列布置的列41a和作為奇數列布置的41b。
在列41a中，多個像素21a(圖2中的兩個像素21a-1和21a-2)和恆定電流源42a連接至垂直信號線23a，並且AD轉換器24a連接至垂直信號線23a的端部。類似地，在列41b中，多個像素21b(圖2中的兩個像素21b-1和21b-2)和恆定電流源42b連接至垂直信號線23b，並且AD轉換器24b連接至垂直信號線23b的端部。另外，斜坡信號生成電路17包括可變電流源51和電阻52。經由斜坡信號線53將在斜坡信號生成電路17中生成的斜坡信號饋送至AD轉換器24a和24b。
AD轉換器24a包括兩個電容器61a和62a、比較器63a以及計數器64a。
電容器61a的一個節點連接至垂直信號線23a，且電容器61a的另一節點連接至比較器63a的輸入端子。垂直信號線側的電容器61a保持與經由垂直信號線23a饋送的像素信號相對應的電位。
電容器62a的一個節點連接至斜坡信號線53，且電容器62a的另一節點連接至比較器63a的輸入端子。斜坡信號線側的電容器62a保持與經由斜坡信號線53饋送的斜坡信號相一致的電位。
將由電容器61a保持的與像素信號相對應的電位和由電容器62a保持的與斜坡信號相對應的電位輸入至比較器63a。比較器63a通過比較這兩個電位來輸出比較結果信號。例如，比較器63a輸出的比較結果信號在與具有以恆定斜率下降的波形的斜坡信號相對應的電位變成低於與像素信號相對應的電位的時間點處反轉。
例如，計數器64a對從斜坡信號開始下降到比較器63a輸出的比較結果信號出現反轉之間的時間進行計數，並將計數值作為像素信號的AD轉換值輸出至數據輸出信號線25。
與AD轉換器24a類似，AD轉換器24b包括兩個電容器61b和62b、比較器63b和計數器64b，因此將省略對其結構的詳細說明。
另外，在固態成像裝置11中，隨著列41之間的節距間隔變窄，在電容器62a的比較器63a側處的節點與電容器61b的垂直信號線23b側處的節點之間產生寄生電容71。相應地，在固態成像裝置11中，電容器61a和電容器62a形成為使得產生與(電容器61a的比較器63a側處的節點與電容器61b的垂直信號線23b側處的節點之間的)寄生電容71基本上相同的寄生電容72。
因此，通過以使寄生電容71和寄生電容72變得基本上相同的方式形成電容器61a和電容器62a，例如可防止由於經由列41b的垂直信號線23b傳輸的像素信號對從列41a輸出的像素信號的影響而產生的串擾。以此方式，固態成像裝置11可改進串擾特性。
例如，通過對比具有圖3示出的現有技術構造的固態成像裝置11'來說明串擾的產生。在圖3示出的固態成像裝置11'中，使用相同的附圖標記來表示與圖2中的固態成像裝置11相同部件，因此在下文中將省略這些部件的說明。
如圖3所示，在現有技術的固態成像裝置11'中，隨著列41之間的節距間隔變窄，僅在電容器62a'的比較器63a側處的節點與電容器61b'的垂直信號線23b側處的節點之間產生寄生電容71'。原因在於如下布局：電容器62a'布置在列41b側，即比電容器61a'更靠近垂直信號線23b。
如果在例如經由列41b的垂直信號線23b傳輸比經由列41a的垂直信號線23a傳輸的像素信號大的像素信號時產生這種寄生電容71'，經由寄生電容71'不期望地將與較大像素信號相關的信號相關噪聲(誤差電壓)輸入到比較器63a。因此，現有技術的固態成像裝置11'的串擾特性降低。
當電容器61和電容器62採用金屬氧化物金屬(MOM，Metal Oxide Metal)電容(其中，金屬布線夾持絕緣層，並使用多層式布線)時，這種寄生電容71'趨於增加。因此，串擾特性受到很大影響。
下面，圖4示出了現有技術中的固態成像裝置的電容器61'和電容器62'的平面布局。
如圖4所示，電容器61a'包括與垂直信號線23a連接的梳狀金屬布線81a'和與比較器63a連接的梳狀金屬布線82a'。金屬布線81a'和金屬布線82a'包括在從垂直信號線23a到比較器63a的垂直方向上延伸的多個細長梳狀齒，並且這些齒以夾持絕緣層的方式交替地布置。在圖4所示的示例中，金屬布線81a'形成三個齒，且金屬布線82a'形成兩個齒。
另外，電容器62a'包括與斜坡信號生成電路17連接的梳狀金屬布線83a'和與比較器63a連接的梳狀金屬布線84a'。類似於金屬布線81a'和金屬布線82a'，金屬布線83a'和金屬布線84a'包括在垂直方向上延伸的多個細長梳狀齒，並且這些齒以夾持絕緣層的方式交替地布置。
因此，在列41a中，電容器61a'和電容器62a'以在金屬布線之間夾持絕緣層的方式形成。
類似於列41a，在列41b中，電容器61b'包括與垂直信號線23b連接的金屬布線81b'和與比較器63b連接的金屬布線82b'。此外，電容器62b'包括與斜坡信號生成電路17連接的金屬布線83b'和與比較器63b連接的金屬布線84b'。
即使在以此方式構造的列41a與列41b之間布置屏蔽件85，該特性也不可避免地會受到MOM電容器的邊緣部分(flinge component)影響。因此，難以防止在與比較器63a連接的金屬布線84a'和與垂直信號線23b連接的金屬布線81b'之間產生寄生電容71'。
相反，在根據本實施例的固態成像裝置11中，如上面參照圖2所述，並不是避免產生寄生電容71'，而是將電容器61a和電容器62a形成為使得寄生電容71和寄生電容72基本上相同。
下面，圖5示出了電容器61和電容器62的平面布局。
如圖5所示，電容器61a包括與垂直信號線23a連接的梳狀金屬布線81a和與比較器63a連接的梳狀金屬布線82a。金屬布線81a和金屬布線82a具有在從垂直信號線23a到比較器63a的垂直方向上延伸的多個細長梳狀齒，並且這些齒以夾持絕緣層的方式交替地布置。在圖5的實施例中，金屬布線81a具有三個齒，且金屬布線82a具有兩個齒。
電容器62a包括與斜坡信號生成電路17連接的梳狀金屬布線83a和與比較器63a連接的梳狀金屬布線84a。類似於金屬布線81a和金屬布線82a，金屬布線83a和金屬布線84a具有在垂直方向上延伸的多個細長梳狀齒，並且這些齒以夾持絕緣層的方式交替地布置。
此外，電容器61a和電容器62a形成為部分地且交替地交換它們的位置。此時，使它們的位置交換的部分形成為使得電容器61a的靠近電容器61b的部分的總長度和電容器62a的靠近電容器61b的部分的總長度基本上相同。
例如，在圖5的實施例中，在像素區域12側處的第一段中，將電容器62a的靠近電容器61b的部分的長度標註為「a」。在第二段中，電容器61a的靠近電容器61b的部分的長度變為「4a」。另外，在第三段中，電容器62a的靠近電容器61b的部分形成為長度變為「4a」，並且在第四段中，電容器61a的靠近電容器61b的部分的長度變為「4a」。此外，在第五段中，電容器62的靠近電容器61b的部分的長度變為「3a」。通過如上所述的設計，在整體上，電容器62a的靠近電容器61b的部分的總長度變為「8a」，並且電容器61a的靠近電容器61b的部分的總長度變為「8a」。
因此，在列41a中，電容器61a的靠近電容器61b的部分的總長度和電容器62a的靠近電容器61b的部分的總長度相同(「8a」)，由此寄生電容71和寄生電容72基本上相同。這防止了在列41a和列41b之間產生串擾。
類似地，對於列41b，在列41b與相鄰列41c之間，使二者位置交換的部分形成為使得電容器61b的靠近電容器61c的部分的總長度和電容器62b的靠近電容器61c的部分的總長度基本上相同。具體地，在圖5的實施例中，在整體上，電容器62b的靠近電容器61c的部分的總長度變為「8a」，並且電容器61b的靠近電容器61c的部分的總長度變為「8a」。
因此，能夠防止在列41b與列41c之間產生串擾。類似於列41a，列41c設置成偶數列，並且電容器61c和62c分別以與電容器61a和62a類似的布局形成。
另外，還布置有作為與列41c相鄰的奇數列且類似於列41b的列(未示出)。總之，在固態成像裝置11中，在布置在奇數列中的AD轉換器24中，電容器61和電容器62的布局形成為相同，並且在布置在偶數列中的AD轉換器24中，電容器61和電容器62的布局形成為相同。
此外，在圖5中，在使電容器61a和電容器62a的位置互換的部分處，重疊地示出了構成各電容器的金屬布線81a至84a。然而，電容器61a和電容器62a實際上包括多層的布線層。因此，金屬布線81a至84a被構造成在不同的布線層上重疊，由此部分地交換電容器61a和電容器62a的位置。另外，在圖5中，儘管示出了平面布局，但是形成了多層的具有類似布局的金屬布線81a至84a，由此增加電容器61a和電容器62a的電容量。在這種情況下，類似於圖5示出的布局，在所有布線層處均部分地交換電容器61a和電容器62a的位置。可將類似構造應用至電容器61b和電容器62b。
如上所述，在固態成像裝置11中，在電容器61a和電容器61b之間以及在電容器62a和電容器61b之間相等地耦合有寄生電容，由此減少串擾的產生。具體地，考慮到被輸入到與電容器61a和電容器62a連接的比較器63a的差分信號。寄生電容的影響可能相同，並且在差分之間可抵消寄生電容的影響，由此大大地降低串擾。
因此，例如，與通過加寬列之間的空間來改進串擾特性的結構相比，通過固態成像裝置11，可以改進串擾特性，而無需增加布局尺寸。
另外，例如，具有上述構造的固態成像裝置11可採用包括共用FD 33的預定數量的像素21的像素共用結構。另外，基於從被短時間曝光的像素21的像素信號和從被長時間曝光的像素21讀出的像素信號，固態成像器件11可拍攝用於表現寬動態範圍的高動態範圍(HDR)圖像。
在現有技術中，在採用像素共用結構的固態成像裝置11中，當使用通過將電荷存儲在FD 33中來讀出像素信號的讀出方法拍攝HDR圖像時，如上所述串擾可能造成極大影響。
參照圖6和圖7，將對當在固態成像裝置11中拍攝HDR圖像時用於讀出像素信號的讀出方法進行說明。
在圖6和圖7中，每個像素21由正方形表示，並示出了布置在固態成像裝置11的像素區域12中的像素21中的一部分像素(垂直方向上的第0列到第7列這八列以及水平方向上的第0行到第7行這八行)。這裡，將垂直方向上的第0個和水平方向上的第0個像素稱為像素21(00)，將垂直方向上的第0個和水平方向上的第1個像素稱為像素21(10)，將垂直方向上的第1個和水平方向上的第0個像素稱為像素21(01)。在下文中，類似地，將垂直方向上的第七列和水平方向上的第七行的像素稱為像素21(77)。
固態成像裝置11採用包括共用FD 33的八個像素21(即垂直方向上的四個像素和水平方向上的兩個像素)的像素共用結構。另外，在圖6和7中，添加到像素21的帶白圓圈的數字表示像素信號的讀出次序，在垂直信號線23-1至23-4的下方分別示出根據該讀出次序讀出的像素信號。
圖6示出了用於讀出所有像素21的每個像素信號的讀出方法。
在圖6示出的讀出方法中，從次序0到次序3讀出被長時間曝光的像素信號，並且從次序4到次序7讀出被短時間曝光的像素信號。
例如，在次序0處，經由垂直信號線23-1讀出像素21(00)的像素信號，經由垂直信號線23-2讀出像素21(22)的像素信號，經由垂直信號線23-3讀出像素21(40)的像素信號，並且經由垂直信號線23-4讀出像素21(62)的像素信號。由於所有這些像素信號均被長時間曝光，因此在所有列中讀出具有較大值的像素信號。
類似地，例如，在次序4處，經由垂直信號線23-1讀出像素21(02)的像素信號，經由垂直信號線23-2讀出像素21(20)的像素信號，經由垂直信號線23-2讀出像素21(42)的像素信號，並且經由垂直信號線23-4讀出像素21(60)的像素信號。由於所有這些像素信號均被短時間曝光，因此在所有列中讀出具有較小值的像素信號。
下面，圖7示出了用於通過在FD 33中執行像素相加來讀出像素信號的讀出方法。
在圖7示出的讀出方法中，在次序0處讀出被長時間曝光的像素信號，同時在次序1和次序2處讀出被長時間曝光的像素信號和被短時間曝光的像素信號，並且在次序3處讀出被短時間曝光的像素信號。類似地，在次序4處讀出被長時間曝光的像素信號，同時在次序5和次序6處讀出被長時間曝光的像素信號和被短時間曝光的像素信號，並且在次序7處讀出被短時間曝光的像素信號。
例如，在次序1處，在FD 33處將像素21(00)和像素21(02)的像素信號相加並經由垂直信號線23-1讀出，並且在FD 33處將像素21(20)和像素21(22)的像素信號相加並經由垂直信號線23-2讀出。另外，在FD 33處將像素21(40)和像素21(42)的像素信號相加並經由垂直信號線23-3讀出，並且在FD 33處將像素21(60)和像素21(62)的像素信號相加並經由垂直信號線23-4讀出。此時，像素21(00)和像素21(02)的像素信號以及像素21(40)和像素21(42)的像素信號被長時間曝光，並且像素21(20)和像素21(22)的像素信號以及像素21(60)和像素21(62)的像素信號被短時間曝光。
以此方式，當讀出被長時間曝光的像素信號及相鄰的被短時間曝光的像素信號時(即，當讀出具有較大值的像素信號及相鄰的具有較小值的像素信號時)，在現有技術的固態成像裝置11'中，串擾造成極大影響，並擔心被長時間曝光的像素信號對被短時間曝光的像素信號產生不利影響。
相反，在固態成像裝置11中，如上所述，可改進串擾特性，由此可避免被長時間曝光的像素信號對被短時間曝光的像素信號產生不利影響。換言之，在採用像素共用結構的固態成像裝置11中，當拍攝HDR圖像並且執行用於在FD 33中進行像素相加並讀出像素信號的讀出方法時，可有效地實現抑制串擾的效果。
例如，根據上述實施例的固態成像裝置11可應用於各種電子設備，諸如數字靜態照相機和數字攝像機等的成像系統、具有成像功能的行動電話或其它具有成像功能的設備。
圖8是示出了被安裝至電子設備的成像裝置的構造示例的框圖。
如圖8所示，成像設備101包括光學系統102、成像裝置103、信號處理電路104、監視器105和存儲器106，並可拍攝靜止圖像和視頻圖像。
光學系統102包括一個或多個透鏡，將來自成像對象的圖像光(入射光)引導到成像裝置103，並將其聚焦在成像裝置103的光接收表面(傳感器單元)上。
對於成像裝置103，採用根據上述實施例的固態成像裝置11。在成像裝置103中，在取決於經由光學系統102被聚焦在光接收表面上的圖像的特定時間段內積累電子。將與在成像器件103中累積的電子相一致的信號饋送至信號處理電路104。
信號處理電路104對從成像裝置103輸出的像素信號執行各種信號處理。將通過信號處理電路104執行信號處理所得到的圖像(圖像數據)饋送至並顯示在監視器105上，或饋送至並存儲(記錄)在存儲器106上。
在以此方式構造的成像設備101中，通過採用根據上述實施例的固態成像裝置11，例如，可以改進串擾特性。因此，可獲得具有較高質量的圖像。
本技術也可具有以下構造。
(1)一種固態成像裝置，其包括：
像素區域，在所述像素區域中，多個用於輸出與照射光的量相對應的像素信號的像素布置成陣列；
列信號處理電路，其用於通過多個AD(模擬至數字)轉換器並行地對所述像素信號進行AD轉換，所述多個AD轉換器的數量對應於所述像素的列數；以及
參考信號生成電路，其用於生成參考信號，當所述AD轉換器對所述像素信號進行AD轉換時，所述AD轉換器參考所述參考信號，
其中，所述AD轉換器包括：
比較器，其用於比較所述像素信號和所述參考信號；
像素信號側電容器，其連接在用於傳輸所述像素信號的像素信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；和
參考信號側電容器，其連接在用於傳輸所述參考信號的參考信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，並且
其中，所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的像素信號側電容器的像素信號線側節點與所述參考信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述像素信號側電容器的所述像素信號線側節點與所述像素信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
(2)根據(1)所述的固態成像裝置，其中，
所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器在平面布局中形成為部分地且交替地交換相互的位置。
(3)根據(1)或(2)所述的固態成像裝置，其中，
使所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器交換相互的位置的部分以如下方式形成：所述像素信號側電容器的與所述相鄰的其它AD轉換器的所述像素信號側電容器相靠近的部分的總長度和所述像素信號側電容器的與所述相鄰的其它AD轉換器的所述像素信號側電容器相靠近的部分的總長度基本上相同。
(4)根據(1)至(3)任一項所述的固態成像裝置，其中，
所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器的布局在布置在奇數列中的所述AD轉換器中形成為相同，並且在布置在偶數列中的所述AD轉換器中形成為相同。
(5)根據(1)至(4)任一項所述的固態成像裝置，其中，
像素共用結構被採用，在所述像素共用結構中，預定數量的所述像素共用浮動擴散區，並且
當基於從被短時間曝光的所述像素中讀出的像素信號和從被長時間曝光的所述像素中讀出的像素信號來拍攝用於表現寬動態範圍的圖像時，在所述浮動擴散區中存儲電荷，以進行像素信號讀出。
(6)一種AD轉換器，所述AD轉換器包括：
比較器，其用於比較第一信號和第二信號；
第一信號側電容器，其連接在用於傳輸所述第一信號的第一信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；以及
第二信號側電容器，其連接在用於傳輸所述第二信號的第二信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，
其中，所述第一信號側電容器和所述第二信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的第一信號側電容器的第一信號線側節點與所述第二信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述第一信號側電容器的所述第一信號線側節點與所述第一信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
(7)一種包括固態成像裝置的電子設備，所述固態成像裝置包括：
像素區域，在所述像素區域中，多個用於輸出與照射光的量相對應的像素信號的像素布置成陣列；
列信號處理電路，其用於通過多個AD轉換器並行地對所述像素信號進行AD轉換，所述多個AD轉換器的數量對應於所述像素的列數；以及
參考信號生成電路，其用於生成參考信號，當所述AD轉換器對所述像素信號進行AD轉換時，所述AD轉換器參考所述參考信號，
其中，所述AD轉換器包括：
比較器，其用於比較所述像素信號和所述參考信號；
像素信號側電容器，其連接在用於傳輸所述像素信號的像素信號信號線與所述比較器的一個輸入端子之間；和
參考信號側電容器，其連接在用於傳輸所述參考信號的參考信號信號線與所述比較器的另一輸入端子之間，並且
其中，所述像素信號側電容器和所述參考信號側電容器以使第一寄生電容和第二寄生電容基本上相同的方式形成，所述第一寄生電容是在與相鄰的其它AD轉換器連接的像素信號側電容器的像素信號線側節點與所述參考信號側電容器的比較器側節點之間產生的，所述第二寄生電容是在與所述相鄰的其它AD轉換器連接的所述像素信號側電容器的所述像素信號線側節點與所述像素信號側電容器的比較器側節點之間產生的。
本實施例不限於上述實施例，並且在不背離本發明的範圍的情況下可以進行變化和修改。
附圖標記列表
11 固態成像裝置 12 像素區域
13 垂直驅動電路 14 列信號處理電路
15 水平驅動電路 16 輸出電路
17 斜坡信號生成電路 18 控制電路
21 像素 22 水平信號線
23 垂直信號線 24 AD轉換器
25 數據輸出信號線 31 PD
32 傳輸電晶體 33 FD
34 放大電晶體 35 選擇電晶體
36 復位電晶體 41 列
42 恆定電流源 51 可變電流源
52 電阻 53 斜坡信號線
61、62 電容器 63 比較器
64 計數器 71、72 寄生電容
81至84 金屬布線 85 屏蔽件