光电转换器件、图像拾取系统和光电转换器件的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电转换器件，特别是涉及输出基准信号的光电转换器件。
【背景技术】
[0002]在图像拾取装置的领域中，用作诸如校正的动作的定时的基准的信号已知由图像拾取装置自身产生。日本专利公开N0.5-308579描述了包含遮光像素的光学黑色区域包含产生与由遮光像素产生的输出信号不同的输出信号的位置基准像素的技术。并且，日本专利公开N0.5-308579提到一个位置基准像素被遮光像素包围。
[0003]在日本专利公开N0.5-308579所描述的固态成像装置中，位置基准像素的输出可根据例如固态成像装置的温度、使用环境或存放时间的长度改变。特别地，由于光学黑色区域中的一个位置基准像素被遮光像素包围，因此，难以识别读取信号是基于位置基准像素的还是由有缺陷的遮光像素等产生的特定信号。并且，由于一个位置基准像素被遮光像素包围，因此，需要复杂的处理以从读取信号识别某行的开始位置。
【发明内容】
[0004]以下描述的技术解决上述的问题中的至少一个。
[0005]根据本发明的一个方面的光电转换器件具有包含有效像素行和基准像素行的像素区域，基准像素行包含多个基准像素对，每对由相邻地布置的第一基准像素和第二基准像素构成。第一基准像素输出与入射光的量无关的第一基准信号。第二基准像素输出具有与第一基准信号的信号电平不同的信号电平的第二基准信号。第二基准信号也与入射光的量无关。
[0006]根据本发明的另一方面的驱动方法是具有包含有效像素行和基准像素行的像素区域的光电转换器件的驱动方法，基准像素行包含多个基准像素对和遮光像素，每对由相邻地布置的第一基准像素和第二基准像素构成，其中，第一基准像素输出与入射光的量无关的第一基准信号，并且，第二基准像素输出具有与第一基准信号的信号电平不同的信号电平的第二基准信号，第二基准信号与入射光的量无关。驱动方法包括在遮光像素输出信号之前从包含于多个对之中的一对中的第一基准像素和第二基准像素中的每一个输出信号。
[0007]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【附图说明】
[0008]图1示出光电转换器件的构成。
[0009]图2A示出基准像素行的构成，图2B示出从根据第一实施例的输出单元输出的信号。
[0010]图3A示出有效像素的构成，图3B示出根据第一实施例的第一基准像素的构成。
[0011]图4A示出基准像素行的构成，图4B示出从根据第二实施例的输出单元输出的信号。
[0012]图5示出根据第三实施例的基准像素的构成。
[0013]图6示出根据第四实施例的图像拾取系统的构成。
【具体实施方式】
[0014]第一实施例
[0015]图1示出根据第一实施例的光电转换器件的构成。光电转换器件I包含像素区域PA、行选择单元400、读取单元500、输出单元600和水平扫描单元700。
[0016]像素区域PA包含有效像素区域100、遮光像素区域200和基准像素区域300。有效像素区域100包括包含多个有效像素的有效像素行，每个有效像素包含光电转换器并且被配置为输出依赖于入射光的信号。遮光像素区域200包括包含多个遮光像素的遮光像素行，每个遮光像素包含被遮光的光电转换器。
[0017]当行选择单元400选择像素区域PA中的行时，从选择的行中的像素输出像素信号。结合水平扫描单元700，读取单元500多路传输从像素区域PA并行输出的信号并且从输出单元600输出多路传输的信号。读取单元500可包含缓冲从像素区域PA输出的信号的电路以及采样和保持从像素区域PA输出的信号的采样和保持电路。
[0018]图2A示出包含于基准像素区域300中的基准像素行的构成。本实施例的基准像素行包含多个基准像素对33，每个基准像素对33包含相邻地布置的第一基准像素30和第二基准像素31。在本实施例中，基准像素对33被设置在基准像素行的两端。处于两端的基准像素对33中的每一个中的第一基准像素30和第二基准像素31从相应的端部起被依次设置。从第一基准像素30输出的第一基准信号和从第二基准像素31输出的第二基准信号具有不同的信号电平。第一和第二基准信号均与入射于光电转换器件I上的光的量无关。基准像素行可不仅包含基准像素对33，而且包含其它的像素。图2A示出基准像素行在除基准像素行的各端部处的四个像素的区域以外的区域中包含遮光像素的例子。
[0019]图2B示出读取基准像素行的信号时的从输出单元600输出的信号的值的转变。这里，将描述从图2A的左手侧依次读取信号的情况。在图2B中的从时间T。到时间T4的时段中，具有输出电平Vl的第一基准信号和具有输出电平V2的第二基准信号分别被交替输出两次。在从时间T4到时间Tn4的时段中，输出基于遮光像素200的信号。然后，在从时间Tn 4到时间T ,的时段中，第二基准信号和第一基准信号分别被交替输出两次。第二基准信号的输出电平V2可如图2B所示的那样与从遮光像素200输出的信号的电平基本上相同，或者可与从遮光像素200输出的信号的电平不同。这里，“基本上相同的”电平意味着，即使存在信号电平的差异，差异也在可忽略的范围内。“基本上相同的”的电平的范围根据光电转换器件I的用途或者要满足的规范改变。
[0020]当基准像素行如上面描述的那样包含多个基准像素对33时，在从基准像素行输出的信号中多次出现从第一基准电平到第二基准电平的转变或者从第二基准电平到第一基准电平的转变。这有利于识别基于基准像素的信号。特别地，当多个基准像素对33被相邻地布置时，获得第一和第二基准信号交替出现的输出图案。这使得能够精确地区分基于基准像素的信号与偶尔产生的基于遮光像素200中的缺陷的信号。即使当例如遮光像素而不是基准像素被设置在基准像素行的物理端时，也可通过在扫描基准像素行时首先选择基准像素对33来识别基准像素行的开始。换句话说，包含于基准像素对33中的第一基准像素和第二基准像素中的每一个在包含于基准像素行中的遮光像素输出信号之前输出信号。
[0021]光电转换器件I可不仅沿像素区域PA的方向，而且沿其相反方向执行扫描。通过在基准像素行的端部处即在扫描开始位置设置基准像素对33，可以识别被读取的像素行的开始位置。另外，在本实施例中，设置在基准像素行的各端部处的基准像素对33的第一和第二基准像素30和31从相应的端部起被依次设置。因此，即使当改变扫描的方向时，也可精确地识别像素行的开始。特别地，如果进行这种配置使得当没有像素被选择时或者在读取一个行之后输出单元600输出等于第二基准信号的信号电平的信号电平，那么在从基准像素行读取信号之前总是输出等于第二基准信号的信号电平的信号电平。因此，通过在基准像素行中首先选择第一基准像素30，可容易地识别像素行的开始。
[0022]图3A示出有效像素区域100中的有效像素10的构成。有效像素10包含光电转换器PD、晶体管Ml和M2以及开关SWs。光电转换器H)为例如光电二极管。当开关3^被接通时，晶体管M2结合电流源Ic作为源跟随器电路动作。晶体管M2的控制节点与共用于光电转换器H)和晶体管Ml的主节点中的一个的节点连接。然后，在源跟随器电路的输出节点处出现与该节点的电势对应的电压。晶体管M2的控制节点的电势随在光电转换器ro中产生的电荷改变。晶体管Ml根据电压VRES将晶体管M2的控制节点和光电转换器H)复位。电流源Ic可共用于有效像素10和包含遮光像素的其它像素。第二基准像素31可具有与有效像素10相同的构成。在第二基准像素31的情况下，通过使得晶体管Ml至少在信号读取时段中处于导通状态中，晶体管M2的控制节点的电势被固定，并且，输出与入射光的量无关的第二基准信号。
[0023]图3B示出第一基准像素30的构成。第一基准像素30具有与有效像素10的构成类似的构成，但在供给到晶体管Ml的电压为VW上与有效像素10不同。第一和第二基准像素30和31可被配置为使得光电转换器ro被遮光或者可能甚至不具有光电转换器。在第一基准像素30中，同样，通过使得晶体管Ml至少在信号读取时段中处于导通状态中，晶体管M2的控制节点的电势被固定，并且，输出与入射光的量无关的第一基准信号。
[0024]如上所述，本实施例的光电转换器件I包括包含多个基准像素对33的基准像素行。这提高光电转换器件I的动作精度。并且，基准像素对33被设置在基准像素行的端部即扫描开始位置。这允许识别被读取的像素行的开始位置。
[0025]第二实施例
[0026]图4A示出根据本发明的第二实施例的基准像素行的构成。与图2A所示的基准像素行的不同在于，图4A所示的基准像素行包含温度检测像素TP而不是遮光像素200。温度检测像素TP输出具有与光电转换器件I的温度对应的信号电平的信号。
[0027]图4B示出读取基准像素行的信号时的从输出单元600输出的信号的值的转变。这里，将描述从图4A的左手侧依次读取信号的情况。与第一实施例同样，在从时