管Tr 101、晶體管Tr 102、晶體管Tr 103、電容元件ClOl和電容元件C102。電容元件C102具有比電容元件ClOl的電容值小的電容值。
[0034]水平掃描電路40向信號處理電路30中的晶體管Tr 106和晶體管Tr 107輸出信號PH。從定時生成器50向信號處理電路30中的其他晶體管Tr輸出信號增益1、信號增益2、信號C0R、信號SW2、信號Sll和信號Nllo
[0035]在根據本示例實施例的圖像拾取裝置中，設置在圖像拾取裝置外部的控制單元設置差分放大器電路300的放大因子。更具體地，在本示例實施例的圖像拾取裝置中，當設置較高的靈敏度(諸如ISO靈敏度)時，第一放大因子被設置為差分放大器電路300的放大因子。當設置低靈敏度時，比第一放大因子小的第二放大因子被設置為差分放大器電路300的放大因子?？刂茊卧梢员辉O置在圖像拾取單元中。
[0036]主要將描述圖像拾取裝置的第一操作。第一操作指的是將由差分放大器電路300執(zhí)行的、用于通過使用電容元件ClOO和電容元件C102來使用第一放大因子放大從像素10輸出到垂直信號線25的信號的操作。以下將描述的圖4中示出的圖像拾取裝置的第二操作指的是將由差分放大器電路300執(zhí)行的、用于通過使用電容元件ClOO和電容元件ClOl來使用小于第一放大因子的第二放大因子放大從像素10輸出到垂直信號線25的信號的操作。
[0037]以下將主要參考圖3描述將由圖2中示出的圖像拾取裝置執(zhí)行的第一操作。圖3中示出的信號對應于圖2中示出的信號。以下將描述的第一操作包括將由多個像素10中的光電轉換單元H)生成的電載流子傳輸到對應的浮置擴散FD。第一操作還包括隨后同時接通多個像素10中的晶體管Tc并且在垂直信號線25中混合從多個像素10中的晶體管SF輸出的信號。
[0038]在時刻tl之前的時間處，垂直掃描電路20、水平掃描電路40和定時生成器50輸出圖2中示出的各自具有低電平(之后稱為L電平)的信號。
[0039]在時刻tl處，定時生成器50將信號SW2變?yōu)楦唠娖?之后稱為H電平)。因此，垂直信號線15和電容兀件ClOO之間的電氣路徑導通。
[0040]在時刻t2處，垂直掃描電路20將信號RESa和信號RESb變?yōu)镠電平。這重置了針對第一行的像素10的浮置擴散FD和第二行的像素10的浮置擴散FD的電勢。
[0041]在時刻t3處，垂直掃描電路20將信號Txa和信號Txb變?yōu)镠電平。這重置了第一行的像素10中的光電轉換單元H)中的電載流子和第二行的像素10中的光電轉換單元PD中的電載流子。
[0042]在時刻t4處，垂直掃描電路20將信號Txa和信號Txb變?yōu)長電平。
[0043]在時刻t5處，定時生成器50將信號COR變?yōu)镠電平。這重置了電容元件C100、電容元件ClOl和電容元件C102中的電載流子。在時刻t5處，垂直掃描電路20將信號SELa和信號SELb變?yōu)镠電平。因此，垂直信號線25的電勢變得與通過混合從第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與從第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號而獲得的信號的電勢相等。之后，通過混合從第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與從第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號而獲得的信號將被稱為SFNMix信號。從第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號是基于浮置擴散FD的重置電勢的噪聲信號。從第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號是基于浮置擴散FD的重置電勢的噪聲信號。
[0044]在時刻t6處，定時生成器50將信號COR變?yōu)長電平。因此，電容元件ClOO保持SFNMix信號。在時刻t6處，垂直掃描電路20將信號RESa和信號RESb變?yōu)長電平。這解除了對針對第一行的像素10的浮置擴散FD的重置和針對第二行的像素10的浮置擴散FD的重置。
[0045]在時刻t7處，定時生成器50將信號增益I變?yōu)镠電平。因此，差分放大器電路300輸出通過使用第一放大因子放大經過電容元件ClOO從垂直信號線25輸入的信號而獲得的信號。定時生成器50將信號Nll變?yōu)镠電平。這使得差分放大器電路300和電容元件C104之間的電氣路徑導通。之后，定時生成器50將信號Nll變?yōu)長電平。因此，電容元件C104保持由差分放大器電路300輸出的信號。電容元件C104中保持的信號是主要包含差分放大器電路300的偏移(offset)成分的噪聲信號。
[0046]在時刻t8處，水平掃描電路20將信號TXa和信號TXb變?yōu)镠電平。因此，由第一行的像素10中的光電轉換單元H)生成的電載流子被傳輸到針對該像素10的浮置擴散FD。因此，由第二行的像素?ο中的光電轉換單元ro生成的電載流子被傳輸到針對該像素?ο的浮置擴散FD。之后，垂直掃描電路20將信號TXa和信號TXb變?yōu)長電平。因此，第一行的像素?ο中的晶體管SF輸出基于由第一行的像素?ο中的光電轉換單元ro生成的電載流子的信號。第二行的像素10中的晶體管SF輸出基于由第二行的像素10中的光電轉換單元ro生成的電載流子的信號。垂直信號線25的電勢變得與通過混合從第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與從第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號而獲得的信號的電勢相同。之后，通過混合從第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與從第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號而獲得的信號將被稱為SFSMix信號。差分放大器電路300接收通過從SFSMix信號中減去電容元件ClOO中保持的SFNMix信號而獲得的信號。差分放大器電路300輸出通過使用第一放大因子放大SFSMix信號而獲得的信號。
[0047]在時刻t9處，定時生成器50將信號Sll變?yōu)镠電平。這使得電容元件C103和差分放大器電路300之間的電氣路徑導通。之后，定時生成器50將信號Sll變?yōu)長電平。因此，電容元件C103保持通過由差分放大器電路300使用第一放大因子放大SFSMix信號而獲得的ig號。
[0048]在時刻tlO處，定時生成器50將信號SW2變?yōu)長電平。這使得像素10和電容元件ClOO之間的電氣路徑不導通。水平掃描電路40在時刻tlO處將信號PH變?yōu)镠電平。因此，電容元件C103中保持的使用第一放大因子放大SFSMix信號獲得的信號和電容元件C104中保持的噪聲信號被傳輸到放大器SAMP。放大器SAMP將通過放大使用第一放大因子放大SFSMix信號獲得的信號和噪聲信號之間的差異而獲得的信號輸出到圖像拾取裝置的外部。
[0049]接下來，將主要參考圖4描述將由圖2中示出的圖像拾取裝置執(zhí)行的第二操作。圖4中示出的信號對應于圖2中示出的信號。以下將描述的第二操作包括用于通過作為多個浮置擴散FD的電氣連接的結果，混合由多個光電轉換單元H)生成的電載流子來獲得混合的電載流子的操作。第二操作還包括將由像素10中的每一個中的晶體管SF執(zhí)行的、用于向垂直信號線25輸出基于通過電氣連接多個浮置擴散FD而獲得的混合的電載流子的信號的操作。以下將主要描述與參考圖3描述的第一操作的差異。
[0050]圖4中示出的時刻tl處的操作與圖3中示出的時刻tl處的操作相同。
[0051]在時刻t2處，定時生成器50將信號SWl變?yōu)镠電平。因此，圖2中示出的針對第一行的像素10的浮置擴散FD和針對第二行的像素10的浮置擴散FD電氣連接。
[0052]從時刻t3到時刻t6的操作與圖3中示出的從時刻t3到時刻t6的操作相同。
[0053]在圖3中示出的時刻t7處，定時生成器50將信號增益I變?yōu)镠電平并且將信號增益2變?yōu)長電平。另一方面，在圖4中示出的時刻t7處，定時生成器50將信號增益I變?yōu)長電平并且將信號增益2變?yōu)镠電平。差分放大器300的放大因子由電容元件ClOO的電容值與反饋電容的電容值的比值表示。如上所述，電容元件C102的電容值比電容元件ClOl的電容值小。因此，差分放大器電路300的放大因子被設置為比圖3的操作中設置的第一放大因子小的第二放大因子。
[0054]圖4中示出的從時刻t7到時刻t8的操作與圖3中示出的從時刻t7到時刻t8的操作相同。在時刻t8處，垂直掃描電路20將信號TXa和信號TXb變?yōu)镠電平，從而使得由第一行和第二行的像素10中的光電轉換單元H)生成的電載流子在彼此電氣連接的浮置擴散FD中混合。電氣連接到第一行的像素10中的晶體管SF的浮置擴散FD的輸入節(jié)點的電勢與電氣連接到第二行的像素10中的晶體管SF的浮置擴散FD的輸入節(jié)點的電勢相等。第一行和第二行的像素10中的晶體管SF中的每一個經過對應的晶體管Tc向垂直信號線25輸出基于由多個浮置擴散FD混合的電載流子的信號。該信號將被稱為FDMix信號。差分放大器電路300輸出通過使用第二放大因子放大FDMix信號而獲得的信號。
[0055]在時刻tlO處，定時生成器50將信號Sll變?yōu)镠電平。因此，電容元件C103保持由差分放大器電路300通過放大FDMix信號而獲得的信號。
[0056]在時刻til處，水平掃描電路40將信號PH變?yōu)镠電平。因此，電容元件C103中保持的、通過使用第二放大因子放大FDSMix信號而獲得的信號以及電容元件C104中保持的噪聲信號被輸出到放大器SAMP。放大器SAMP將通過放大通過使用第一放大因子放大FDMix信號獲得的信號與噪聲信號之間的差而獲得的信號輸出到圖像拾取裝置的外部。如上所述，第二操作通過將信號的數量降低至小于該多個像素10的總數量的數量，輸出基于通過對入射光執(zhí)行光電轉換獲得的電載流子并由圖像拾取裝置輸出的信號。
[0057]因此，如果差分放大器電路300的放大因子是第一放大因子，那么本示例實施例的圖像拾取裝置執(zhí)行第一操作。如果差分放大器電路300的放大因子是小于第一放大因子的第二放大因子，那么本示例實施例的圖像拾取裝置執(zhí)行第二操作。
[0058]在第一操作中，隨著由第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與由第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號之間的信號幅度差的增加，來自垂直信號線25的電流不容易被饋至具有較大信號幅度的晶體管SF。當由第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號與由第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號之間的信號幅度差大于預先確定的值時，電流不被饋至具有大信號幅度的晶體管SF，并且源極跟隨器操作停止。這可能阻止從第一行和第二行的像素10輸出的信號的高精度混合。因此，通過使用由圖像拾取裝置輸出的信號外部地生成的圖像的質量可能劣化。由第一行的像素10中的晶體管SF輸出的信號和由第二行的像素10中的晶體管SF輸出的信號之間信號幅度的差大于預先確定的值的現象可能在當針對圖像拾取單元設置低靈敏度時顯著。這是因為與針對圖像拾取裝置設置高靈敏度相比，針對圖像拾取裝置設置低靈敏度增加了從來自具有高亮度的對象的光入射的像素10的晶體管SF輸出的信號的信號幅度。因此，當差分放大器電路300的放大因子為第二放大因