申请/专利权人：索尼公司

申请日：2017-02-03

公开（公告）日：2020-03-20

公开（公告）号：CN108605107B

主分类号：H04N5/374(20060101)

分类号：H04N5/374(20060101);H01L27/146(20060101);H04N5/355(20060101)

优先权：["20160218 JP 2016-028828"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.03.20#授权;2019.03.01#实质审查的生效;2018.09.28#公开

摘要：本技术涉及能够在不使图像质量劣化的情况下扩展固态成像装置的动态范围的固态成像装置、固态成像装置的驱动方法以及电子设备。固态成像装置包括：像素阵列部，其中布置有多个单位像素；和驱动部，其被配置成控制单位像素的操作。单位像素包括：第一光电转换部；第二光电转换部，其灵敏度低于第一光电转换部的灵敏度；电荷累积部，其被配置成累积由第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；电荷‑电压转换部；第一传输栅极部，其被配置成将电荷从第一光电转换部传输到电荷‑电压转换部；和第二传输栅极部，其被配置成将电荷‑电压转换部的电位和电荷累积部的电位彼此耦合。在电荷累积部中累积由第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，驱动部使可变电压电源的电压低于当读出基于累积在电荷累积部中的电荷的信号时的电压。本发明适用于固态成像装置。

主权项：1.一种固态成像装置，其包括：像素阵列部，其中布置有多个单位像素；和驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作；所述单位像素包括：第一光电转换部，第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度，电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源，电荷-电压转换部，第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部，和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合；在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压，其中所述可变电压电源能够被设定为第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且通过低通滤波器或采样保持电路输出所述第一电压。

全文数据：固态成像装置、固态成像装置的驱动方法以及电子设备技术领域[0001]本技术涉及一种固态成像装置、固态成像装置的驱动方法以及电子设备，更具体地，涉及能够扩展动态范围的固态成像装置、固态成像装置的驱动方法以及电子设备。背景技术[0002]迄今为止，己经出现了各种类型的固态成像装置的动态范围扩展技术。[0003]例如，已知一种时间分割系统time-divisionsystem，其中以不同的灵敏度以时间分割方式进行拍摄并且对以时间分割方式拍摄的多个图像进行合成。[0004]此外，例如，已知一种空间分割系统（space-divisionsystem，其中设置有具有不同灵敏度的光接收元件并且对在具有不同灵敏度的光接收元件中拍摄的多个图像进行合成，从而扩展动态范围（例如，参见专利文献1和2。[0005]此外，例如，已知一种像素内存储器系统（intra-pixelmemorysystem，其中在每个像素中设置有用于累积从光电二极管溢出的电荷的存储器并且增大了在一个曝光时间段中能够累积的电荷量，从而扩展动态范围（例如，参照专利文献3。[0006][引用列表][0007][专利文献][0008]专利文献1:日本专利No.3071891[0009]专利文献2:JP2006-253876A[0010]专利文献3:日本专利No.4317115发明内容[0011]技术问题[0012]在时间分割系统或空间分割系统中，增加分割数量，从而使得能够扩展动态范围。然而，另一方面，当分割数量增加时，由于伪影的产生、分辨率的降低等导致图像质量劣化。[0013]此外，在像素内存储器系统的情况下，由于存储器的容量有限，所以可以扩展的动态范围存在限制。[0014]鉴于上述情况，本技术能够在不使图像质量劣化的情况下，使固态成像装置的动态范围得到扩展。[0015]解决问题的技术方案[0016]本技术第一方面的固态成像装置包括:像素阵列部，其中布置有多个单位像素;和驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作。所述单位像素包括:第一光电转换部;第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度;电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；电荷-电压转换部;第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部;和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合。在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。[0017]可以在所述可变电压电源中设定第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且可以通过低通滤波器输出所述第一电压。[0018]所述低通滤波器可以包括设置有所述固态成像装置的芯片内的电阻器以及安装到所述芯片外部的电容器。[0019]可以在所述可变电压电源中设定第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且可以通过采样保持电路输出所述第一电压。[0020]所述采样保持电路可以包括设置有所述固态成像装置的芯片内的开关以及安装到所述芯片外部的电容器。[0021]所述单位像素可以进一步包括:第三传输栅极部，所述第三传输栅极部被配置成将电荷从所述第二光电转换部传输到所述电荷累积部；和溢出路径，所述溢出路径将从所述第二光电转换部溢出的电荷传输到所述电荷累积部，所述溢出路径形成在所述第三传输栅极部的栅电极的下部。[0022]所述驱动部可以包括:信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第一传输栅极部的栅极信号和所述第三传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第一信号线;和切换部，所述切换部被配置成将通过所述第一信号线输入的所述第一传输栅极部的栅极信号输出到第二信号线，并将通过所述第一信号线输入的所述第三传输栅极部的栅极信号输出到第三信号线。[0023]所述第二光电转换部和所述电荷累积部可以在未通过传输栅极部的情况下彼此连接。[0024]所述单位像素可以进一步包括连接在所述第二传输栅极部与所述电荷-电压转换部之间的第四传输栅极部。[0025]所述驱动部可以包括:信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第二传输栅极部的栅极信号和所述第四传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第四信号线;和切换部，所述切换部被配置成将通过所述第四信号线输入的所述第二传输栅极部的栅极信号输出到第五信号线，并将通过所述第四信号线输入的所述第四传输栅极部的栅极信号输出到第六信号线。[0026]利用所述驱动部，在读出基于由所述第一光电转换部产生的电荷的第一数据信号的情况下，可以使所述第二传输栅极部处于非导通状态。在读出基于由所述第二光电转换部产生的电荷的第二数据信号的情况下，可以使所述第二传输栅极部处于导通状态。[0027]所述驱动部可以进行控制，使得在读出所述第一数据信号的情况下，在所述电荷-电压转换部被复位的状态下读出第一复位信号之后，读出所述第一数据信号，并且在读出所述第二数据信号的情况下，在读出所述第二数据信号之后，在所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合的区域被复位的状态下读出第二复位信号。[0028]可以进一步设置有信号处理部，所述信号处理部用于产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，在所述第一差信号的值等于或小于预定阈值的情况下，使用所述第一差信号作为所述单位像素的像素信号，且在所述第一差信号的值超过所述阈值的情况下，使用所述第二差信号作为所述单位像素的像素信号。[0029]可以进一步设置有信号处理部，所述信号处理部用于产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，并以基于所述第一差信号的值设定的合成比率来合成所述第一差信号和所述第二差信号，从而产生所述单位像素的像素信号。[0030]电荷累积部的对电极连接到可变电压电源。在这种情况下，驱动部可以在电荷累积在电荷累积部中的时段间内，比读出基于累积在电荷累积部中的电荷的信号的时间段内，更多地降低施加在电荷累积部的对电极上的电压。[0031]在本技术第二方面的固态成像装置的驱动方法中，所述固态成像装置包括布置有多个单位像素的像素阵列部。所述单位像素包括:第一光电转换部;第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度；电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；电荷-电压转换部;第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷_电压转换部;和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合。所述方法包括:在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，通过所述固态成像装置，使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。[0032]本技术第三方面的电子设备包括固态成像装置，所述固态成像装置包括:像素阵列部，其中布置有多个单位像素;和驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作。所述单位像素包括:第一光电转换部;第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度；电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；电荷-电压转换部;第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部;和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合。在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。所述电子设备进一步包括信号处理部，所述信号处理部被配置成处理来自所述固态成像装置的信号。[0033]在本技术的第一方面或第三方面中，电荷从第一光电转换部传输到电荷-电压转换部。由第二光电转换部产生的电荷累积在电荷累积部中。电荷-电压转换部的电位和电荷累积部的电位相互耦合。[0034]在本技术的第二方面中，由第二光电转换部产生的电荷累积在电荷累积部中。在读出基于由第一光电转换部产生的电荷的第一数据信号的情况下，第二传输栅极部变为非导通状态。第一光电转换部中累积的电荷被传输到电荷-电压转换部。在读出基于由第二光电转换部产生的电荷的第二数据信号的情况下，第二传输栅极部变为导通状态。因此，电荷-电压转换部的电位和电荷累积部的电位相互耦合。[0035]本发明的有益效果[0036]根据本技术的第一方面至第三方面，能够在不使图像质量劣化的情况下扩展固态成像装置的动态范围。附图说明[0037]图1是示出应用本技术的CMOS图像传感器的构成概要的系统构成图。[0038]图2是示出应用本技术的CMOS图像传感器的另一系统构成的系统构成图（部分1。[0039]图3是示出应用本技术的CMOS图像传感器的另一系统构成的系统构成图（部分2。[0040]图4是示出本技术第一实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0041]图5是说明图4的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0042]图6是说明从图4的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0043]图7是示出本技术第一实施方案中的单位像素的变形例的电路图。[0044]图8是示出本技术第二实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0045]图9是说明图8的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0046]图10是说明从图8的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0047]图11是示出本技术第三实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0048]图12是说明图11的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0049]图13是说明从图11的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0050]图14是示出本技术第四实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0051]图15是说明图14的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0052]图16是说明从图14的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0053]图17是示出本技术第五实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0054]图18是说明图17的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0055]图19是说明从图17的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0056]图20是示出本技术第六实施方案中的单位像素的构成例的电路图。[0057]图21是示出在可变电压电源的高电平侧产生电压的部分的第一构成例的电路图。[0058]图22是示出在可变电压电源的高电平侧产生电压的部分的第二构成例的电路图。[0059]图23是说明图20的单位像素曝光开始时的操作的时序图。[0060]图24是说明从图20的单位像素开始读出时的操作的时序图。[0061]图25是示意性地示出图20的单位像素的曝光时间段与可变电压电源的电源电压之间的关系的流程图。[0062]图26是说明信号处理的入射光量_输出的特性图（部分1。[0063]图27是说明信号处理的入射光量_输出的特性图（部分2。[0064]图28是示出图1的垂直驱动部的构成例的一部分的框图。[0065]图29是示出固态成像装置的使用例的图。[0066]图30是示出电子设备的构成例的框图。具体实施方式[0067]在下文中，将参照附图详细地描述用于实施本发明的方式（以下，描述为“实施方案”）。应当指出的是，现在将按以下顺序进行描述。[0068]1.应用本技术的固态成像装置[0069]2.第一实施方案[0070]3•弟一头施方案其中使施加到电荷累积部的对电极counterelectrode的电压可变的示例1[0071]4.第三实施方案其中删除了第三传输栅极部的示例）[0072]5•第四实施方案其中使读出高灵敏度数据信号时的转换效率可变的示例）[0073]6.第五实施方案其中使读出高灵敏度数据信号时的转换效率可变且删除了第三传输栅极部的示例）[0074]7.第六实施方案其中使施加到电荷累积部的对电极的电压可变的示例2[0075]8.与噪声去除处理和算术运算处理有关的说明[0076]9.变形例[0077]10.固态成像装置的使用例[0078][0283]从上述的单位像素100A〜100F按照低灵敏度数据信号SL、低灵敏度复位信号NL、高灵敏度复位信号NH和高灵敏度数据信号SH的顺序向垂直信号线17输出信号。然后，在诸如图1〜图3所示的列处理部13和信号处理部18等后级的信号处理部中，对低灵敏度数据信号SL、低灵敏度复位信号NL、高灵敏度复位信号NH和高灵敏度数据信号SH执行预定的噪声去除处理和信号处理。以下，将给出关于后级的列处理部13中的噪声去除处理以及信号处理部18中的算术运算处理的示例的描述。[0284]{噪声去除处理}[0285]首先，将对由列处理部13执行的噪声去除处理进行描述。[0286]噪声去除处理的处理示例1[0287]首先，将对噪声去除处理的处理示例1进行描述。[0288]首先，列处理部13获得低灵敏度数据信号SL与低灵敏度复位信号NL之间的差，从而产生低灵敏度差信号SNL。因此，获得低灵敏度差信号SNL=低灵敏度数据信号SL-低灵敏度复位信号NL。[0289]接着，列处理部13获得高灵敏度数据信号SH与高灵敏度复位信号NH之间的差，从而产生高灵敏度差信号SNH。因此，获得高灵敏度差信号SNH=高灵敏度数据信号SH-高灵敏度复位信号NH。[0290]以这种方式，在处理示例1中，执行DDS处理，对于低灵敏度信号SL和NL，利用该处理虽然去除了像素特有的固定模式噪声（例如，像素内的放大晶体管中的阈值分散），但没有去除复位噪声。对于高灵敏度信号SH和NH，执行CDS处理，利用该处理去除了复位噪声以及像素特有的固定模式噪声例如，像素内的放大晶体管中的阈值分散。[0291]此外，由于处理示例1采用不需要使用帧存储器的算术运算处理，因此，它具有简化电路构成并降低成本的优点。[0292]噪声去除处理的处理示例2[0293]接着，将给出关于噪声去除处理的处理示例2的描述。[0294]在处理示例2中，由于使用与前一帧相关联的信息，所以需要诸如帧存储器等存储装置。因此，例如，处理示例2的算术运算处理在信号处理部18中使用数据存储部19作为存储装置并且使用外部DSP电路中的帧存储器来执行。[0295]具体地，首先，列处理部13获得低灵敏度数据信号SL与前一帧中的低灵敏度复位信号NLA之间的差，从而产生低灵敏度差信号SNL。因此，获得低灵敏度差信号SNL=低灵敏度数据信号SL-低灵敏度复位信号NLA。[0296]接着，列处理部13获得高灵敏度数据信号SH与高灵敏度复位信号NH之间的差，从而产生高灵敏度差信号SNH。因此，获得高灵敏度差信号SNH=高灵敏度数据信号SH-高灵敏度复位信号NH。[0297]以这种方式，在处理示例2中，也针对低灵敏度信号SL和NL执行CDS处理，利用该处理去除了复位噪声以及像素特有的固定模式噪声例如，像素内的放大晶体管中的阈值分散）。因此，尽管需要诸如帧存储器等存储装置，但是与处理示例1相比，提供了可以在很大程度上抑制复位噪声的优点。[0298]{像素信号的算术运算处理}[0299]接着，将对上述第一至第三实施方案中的在信号处理部18中的像素信号的算术运算处理进行描述。[0300]像素信号的算术运算处理的处理示例1[0301]首先，将描述像素信号的算术运算处理的处理示例1。[0302]首先，当低灵敏度差信号SNL落入预定的范围内时，信号处理部18针对每个像素、每多个像素、每种颜色、共享像素单位内的每个特定像素或者所有像素将高灵敏度差信号SNH与低灵敏度差信号SNL的比率计算为增益，从而产生增益表。然后，信号处理部18计算低灵敏度差信号SNL和所述增益表的乘积，且该乘积作为低灵敏度差信号SNL的校正值。[0303]这里，当增益为G且低灵敏度差信号SNL的校正值（以下称为校正低灵敏度差信号）为SNL’时，增益G和校正低灵敏度差信号SNL’可以分别基于以下表达式1和2获得。[0304]G=SNHSNL=Cfd+CfcCfd...1[0305]SNL’=GXSNL.••2[0306]这里，Cfd是ro部108的电容值，且Cfc是电荷累积部106的电容值。因此，增益G相当于电容比。[0307]图26示出了低灵敏度差信号SNL、高灵敏度差信号SNH和校正低灵敏度差信号SNL’中的每者与入射光量之间的关系。[0308]接着，如图27的A所示，信号处理部18使用预先设定的预定阈值Vt。阈值Vt是在光学响应特性中光学响应特性为线性的高灵敏度差信号SNH饱和之前的区域中预先设定的。[0309]然后，在高灵敏度差信号SNH不超过预定的阈值Vt的情况下，彳目号处理部18输出所述高灵敏度差信号SNH作为处理目标像素的像素信号別。即，在SNHVt的情况下，获得像素信号SN=高灵敏度差信号SNH。i^[0310]另一方面，在高灵敏度差信号SNH超过预定的阈值Vt的情况下，丨目号处理部18鈿出低灵敏度差信号SNL的校正低灵敏度差信号SNL，作为处理目标像素的像素信号SN。即，在Vt彡SNH的情况下，获得像素信号SN=校正低灵敏度差信号SNL’。[0311]像素信号的算术运算处理的处理示例2—__[0312]接着，将对像素信号的算术运算处理的处理示例2进行描述。[0313]具体地，如图27的B所示，信号处理部18在高灵敏度差信号的预定范围内以预先设定的比率将校正低灵敏度差信号SNL，和高灵敏度差信号SNH进行合成，并将合成信号输出为像素信号SN。、[0314]例如，如下所述，信号处理部I8在以预定阈值Vt作为基准的前后范围内逐步改变校正低灵敏度差信号SNL，与高灵敏度差信号SNH的合成比率。如上所述，预定的阈值Vt是在光学响应特性中光学响应特性为线性的高灵敏度差信号SNH饱和之前的区域中预先设定的值。[0315]在SNHVtX0•90的情况下，SN=SNH。[0316]在VtX0•90彡SNHVtX0•94的情况下，SN=0.9XSNH+0•lXSNL’。[0317]在VtX0•94彡SNHVtX0•98的情况下，SN=0.7XSNH+0•3XSNL’。[0318]在VtX0•98彡SNH〈VtX1.02的情况下，SN=0•5XSNH+0.5XSNL’。[0319]在VtXl•02彡SNH〈VtXl•06的情况下，SN=0.3XSNH+0.7XSNL’。[0320]在VtXl•06SNHVtXl•10的情况下，SN=0•lXSNH+0•9XSNL’。[0321]在VtX1.10SNH的情况下，SN=SNL’。[0322]应当指出的是，如上所述，由于在第四和第五实施方案中，高灵敏度数据信号SH和高灵敏度复位信号NH读出时的电容是可变的，所以上述表达式⑴中的增益G的值随着电容的值而发生变化。[0323]执行如上所述的算术运算处理，从而使得信号能够从低照度时的信号更平稳地切换到高照度时的信号。[0324]此外，在CMOS图像传感器10、10A和10B中，电荷累积部106设置在低灵敏度第二光电转换部103中，从而能够提高低灵敏度数据信号SL饱和的电平。因此，在保持动态范围的最小值的同时，能够增大动态范围的最大值，从而能够扩展动态范围。[0325]例如，在车载图像传感器中，在某些情况下会产生LED闪烁的现象，其中诸如LED光源等闪烁被摄体不能在闪烁时刻处进行成像。造成LED闪烁的原因是因为，例如，过去的图像传感器的动态范围低，并且需要针对各被摄体改变曝光时间。[0326]即，为了应对具有各种照度的被摄体，过去的图像传感器针对具有低照度的被摄体，延长曝光时间，针对具有高照度的被摄体，缩短曝光时间。因此，即使在低动态范围的情况下，变得也可以应对具有各种照度的被摄体。另一方面，在由于不管曝光时间如何读出速度都是恒定的，所以以比读出时间短的单位设定曝光时间的情况下，尽管在曝光时间之外的时间段入射到光电转换部上的光被光电转换为电荷，但是所得到的电荷会被排出而不被读出。[0327]另一方面，采用如上所述的CMOS图像传感器10、10A和10B，能够扩展动态范围，并且能够使曝光时间设定为较长。因此，能够抑制LED闪烁的发生。[0328]此外，采用CMOS图像传感器10、10A和10B，可以防止在如上所述根据时间分割系统或空间分割系统增加分割数量的情况下引起的伪影的产生和分辨率的降低。[0329]9.变形例〉[0330]尽管在以上描述中，已经示出了其中在一个像素内设置有具有不同灵敏度的两个光电转换部的示例，但是也可以在一个像素内设置三个以上的光电转换部。在这种情况下，仅需要在具有最高灵敏度的光电转换部中不设置电荷累积部，而至少在具有最低灵敏度的光电转换部中设置电荷累积部。此外，如果满足这个条件，则也可以设置具有相同灵敏度的两个以上的光电转换部。[0331]此外，尽管在上述实施方案中，已经通过以本技术应用到其中单位像素布置成矩阵的CMOS图像传感器的情况为例进行了描述，但是本技术绝不仅限于应用于CMOS图像传感器。即，本技术可以应用于其中单位像素以二维方式布置成矩阵的X-Y地址型的所有固态成像装置。[0332]此外，本技术不仅可以应用到用于检测可见光的入射光量的分布以将该分布拍摄为图像的固态成像装置，还可以应用到用于将红外线、X射线或粒子等的入射量的分布拍摄为图像的所有固态成像装置。[0333]应当指出的是，固态成像装置可以具有形成为单个芯片的形式或者其中成像部、信号处理部或光学系统被封装在一起的具有成像功能的模块状形式。[0334]此外，在图5、图9、图15和图23的每个时序图中，驱动信号TGL和驱动信号TGS各自接通的时刻彼此偏移。因此，它们两者的信号线的一部分可以被共用。[0335]另一方面，尽管在图15、图16、图18、图19、图23和图24的时序图中，示出了驱动信号FDG和驱动信号FCG各自接通的时间段彼此重叠的示例，但是也可以防止两个信号各自接通的时间段彼此重叠。换句话说，驱动信号HG和驱动信号FCG各自接通的时刻也可以彼此偏移。然后，驱动信号FDG和驱动信号FCG各自接通的时刻彼此偏移，从而使得它们两者的信号线的一部分能够被共用。[0336]图28示出了在图20的单位像素100G中驱动信号TGL和驱动信号TGS各自接通的时刻彼此偏移且驱动信号HG和驱动信号FCG各自接通的时刻彼此偏移的情况下图1的CMOS图像传感器10的垂直驱动部12的构成例。应当指出的是，图28示出了像素阵列部11的一行的构成例。[0337]垂直驱动部12包括地址锁存电路301、信号产生电路302、驱动部303、切换部304、驱动部305和驱动部306。驱动部303包括放大器311a〜311c。切换部304包括切换电路321a和321b。驱动部305包括放大器331a和331b。驱动部306包括放大器341a和341b。[0338]地址锁存电路301基于从系统控制部15提供的地址信号来选择成为驱动目标的像素阵列部11的行。[0339]信号产生电路302产生提供给由地址锁存电路301选择的行的驱动信号TGL、TGS、FDG、FCG、RST和SEL以及电源电压FCVDD。[0340]应当指出的是，由于驱动信号TGL和驱动信号TGS接通的时刻彼此不同，所以信号产生电路302不会同时产生驱动信号TGL和驱动信号TGS，而是会在不同的时刻一个接一个地产生这两个信号。然后，信号产生电路302通过共用信号线向切换电路32la提供驱动TGL或驱动信号TGS。[0341]此外，由于驱动信号FDG和驱动信号FCG接通的时刻彼此不同，所以信号产生电路302不会同时产生驱动信号FDG和驱动信号FCG，但是会在不同的时刻一个接一个地产生这两个信号。然后，信号产生电路302通过共用信号线向切换电路321b提供驱动信号FDG或驱动信号FCG。[0342]此外，信号产生电路302分别通过不同的信号线向放大器3Ua、放大器3llb和放大器311c提供驱动信号RST和SEL以及电源电压FCVDD。[0343]放大器311a放大驱动信号RST，并且向成为驱动目标的行的单位像素100G提供所得到的驱动信号RST。_[0344]放大器311b放大驱动信号SEL，并且向成为驱动目标的行的单位像素l〇〇G提供所得到的驱动信号SEL。^[0345]放大器311c放大电源电压FCVDD，并且向成为驱动目标的行的单位像素l〇〇G提供所得到的电源电压FCVDD。[0346]切换电路321a基于从系统控制部15提供的切换脉冲，选择驱动部3〇5的放大器33la作为驱动信号TGL的供给目的地，并将驱动信号TGL提供给放大器33la。此外，切换电路321a基于从系统控制部15提供的切换脉冲，选择驱动部3〇6的放大器341a作为驱动信号TGS的供给目的地，并将驱动信号TGS提供给放大器341a。此时，驱动信号TGL和驱动信号TGS分别通过不同的信号线被提供给放大器331a和放大器341a。[0347]切换电路321b基于从系统控制部15提供的切换脉冲，选择驱动部305的放大器331b作为驱动信号H3G的供给目的地，并将驱动信号FDG提供给放大器331b。此外，切换电路321b基于从系统控制部15提供的切换脉冲，选择驱动部3〇6的放大器341b作为驱动信号FCG的供给目的地，并将驱动信号FCG提供给放大器341b。此时，驱动信号FDG和驱动信号FCG分别通过不同的信号线被提供给放大器331b和放大器341b。[0348]放大器331a放大驱动信号TGL，并且向成为驱动目标的行的单位像素l〇〇G提供所得到的驱动信号TGL。[0349]放大器331b放大驱动信号TGS，并且向成为驱动目标的行的单位像素l〇〇G提供所得到的驱动信号TGS。[0350]放大器341a放大驱动信号FDG，并且向成为驱动目标的行的单位像素l〇〇G提供所得到的驱动信号FDG。[0351]放大器341b放大驱动信号FCG，并且向成为驱动目标的行的单位像素100G提供所得到的驱动信号FCG。[0352]以这种方式，驱动信号TGL和驱动信号TGS的信号线被共用，驱动信号TOG和驱动信号FCG的信号线在信号产生电路302与切换电路321a之间被共用，从而能够使信号线的数量减少。因此，在单位像素100G中，可以抑制由于栅极部和晶体管的数量增加而导致的CMOS图像传感器10的面积增加。[0353]应当指出的是，驱动信号TGL和驱动信号TGS的组合以及驱动信号FDG和驱动信号FCG的组合中的仅一种的信号线可以被共用。[0354]此外，上述实施方案可以尽可能地彼此组合。例如，在图4的单位像素100A、图11的单位像素100D和图17的单位像素100F中，电荷累积部106的对电极可以连接到可变电压电源FCVDD。[0355]〈10•固态成像装置的使用例〉[0356]图29是示出上述固态成像装置的使用例的图。[0357]例如，如下所述，上述固态成像装置可以用于如下感测诸如可见光、红外线、紫外线和X射线等光的各种情况。[0358]用于拍摄鉴赏用的图像的设备，例如数码相机或具有相机功能的便携式设备。[0359]用于交通的设备，例如，为了诸如自动停车等安全驾驶或识别驾驶员状态等而用于对车辆的前方、后方、周围、车辆内部等进行成像的车载传感器、用于监视车辆行驶的道路的监视相机或用于测量车辆之间的距离的距离测量传感器。[0360]用于家用电器的设备，例如，电视机、冰箱或空调等，用于拍摄使用者的手势以根据该手势来进行设备操作。[0361]用于医疗保健的设备，例如，内窥镜或用于通过接收红外线来对血管进行成像的设备等。[0362]用于安保的设备，例如，用于安保用途的监控摄像机或用于个人认证用途的摄像机等。[0363]用于美容的设备，例如，用于对皮肤进行成像的皮肤测量仪器或用于对头皮进行成像的显微镜等。[0364]用于运动的设备，例如，用于运动用途的动作相机或可穿带相机等。[0365]用于农业的设备，例如，用于监测田地或农作物的状态的摄像机等。[0366]{成像装置}[0367]图30是示出作为应用本技术的电子设备的示例的成像装置摄像机装置4〇0的构成例的框图[0368]如图30所示，成像装置400具有:包括透镜组401等的光学系统、成像元件402、作为处理来自成像元件4〇2的信号的相机信号处理部的DSP电路4〇3、帧存储器404、显示装置405、记录装置406、操作系统407、电源系统408等。然后，成像装置400采用使得DSP电路403、帧存储器404、显示装置4〇5、记录装置4〇6、操作系统407和电源系统408通过总线409相互连接的构成。[0369]透镜组401捕获来自被摄体的入射光（图像光），以在成像元件402的成像表面上对入射光进行成像。成像元件402将通过透镜组401在成像表面上成像的光量转换为以像素为单位的电信号，并且将电信号作为像素信号输出。[0370]显不装置405包括诸如液晶显不装置或有机EL电致发光）显示装置等面板型显示装置，并在其上显示由成像元件4〇2拍摄的运动图像或静止图像。记录装置406将由成像元件4〇2拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如存储卡、录像带或DVD数字多用途磁盘等记录介质中。[0371]操作系统4〇7在使用者进行的操作下发出与本成像装置400具有的各种功能有关的操作指令。电源系统4〇8适当地向DSP电路403、帧存储器404、显示装置405、记录装置406和操作系统407供应成为这些供应目标的操作电源的各种电源。[0372]这种成像装置400应用于摄像机或数码相机，此外，还应用于诸如智能手机或移动电话等移动设备的相机模块。然后，在该成像装置400中，根据上述实施方案的固态成像装置可以各自用作成像元件402。因此，可以提高成像装置400的图像质量。[0373]应当指出的是，本技术的实施方案绝不限于上述这些实施方案，并且在不脱离本技术的主题的情况下可以进行各种改变。[0374]例如，上述实施方案可以尽可能地彼此组合。例如，上述第三至第五实施方案可以与第二实施方案组合。[0375]此外，例如，本技术也可以采用以下构成。[0376]1—种固态成像装置，其包括：[0377]像素阵列部，其中布置有多个单位像素;和[0378]驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作；[0379]所述单位像素包括：[0380]第一光电转换部，[0381]第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度，[0382]电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源。[0383]电荷-电压转换部，[0384]第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部，和[0385]第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合；[0386]在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。[0387]2根据上述⑴所述的固态成像装置，其中所述可变电压电源能够被设定为第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且通过低通滤波器输出所述第一电压。[0388]3根据上述⑵所述的固态成像装置，其中所述低通滤波器包括设置有所述固态成像装置的芯片内的电阻器以及安装到所述芯片外部的电容器。[0389]⑷根据上述⑴所述的固态成像装置，其中所述可变电压电源能够被设定为第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且通过采样保持电路输出所述第一电压。[0390]5根据上述⑷所述的固态成像装置，其中所述采样保持电路包括设置有所述固态成像装置的芯片内的开关以及安装到所述芯片外部的电容器。[0391]⑹根据上述⑴〜⑸中任一项所述的固态成像装置，[0392]其中所述单位像素进一步包括：[0393]第三传输栅极部，所述第三传输栅极部被配置成将电荷从所述第二光电转换部传输到所述电荷累积部;和[0394]溢出路径，所述溢出路径将从所述第二光电转换部溢出的电荷传输到所述电荷累积部，所述溢出路径形成在所述第三传输栅极部的栅电极的下部。[0395]⑺根据上述⑹所述的固态成像装置，[0396]其中所述驱动部包括：[0397]信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第一传输栅极部的栅极信号和所述第三传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第一信号线；和[0398]切换部，所述切换部被配置成将通过所述第一信号线输入的所述第一传输栅极部的栅极信号输出到第二信号线，并将通过所述第一信号线输入的所述第三传输栅极部的栅极信号输出到第二伯号线。[0399]8根据上述（1〜（5中任一项所述的固态成像装置，其中所述第二光电转换部和所述电荷累积部在未通过传输栅极部的情况下彼此连接。[0400]⑼根据上述⑴〜⑻中任一项所述的固态成像装置，其中所述单位像素进一步包括连接在所述第二传输栅极部与所述电荷-电压转换部之间的第四传输栅极部。[0401]10根据上述⑼所述的固态成像装置，[0402]其中所述驱动部包括：[0403]信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第二传输栅极部的栅极信号和所述第四传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第四信号线；和[0404]切换部，所述切换部被配置成将通过所述第四信号线输入的所述第二传输栅极部的栅极信号输出到第五信号线，并将通过所述第四信号线输入的所述第四传输栅极部的栅极信号输出到第六信号线。[0405]11根据上述⑴〜（10中任一项所述的固态成像装置，其中在读出基于由所述第一光电转换部产生的电荷的第一数据信号的情况下，所述驱动部使所述第二传输栅极部处于非导通状态，并且在读出基于由所述第二光电转换部产生的电荷的第二数据信号的情况下，所述驱动部使所述第二传输栅极部处于导通状态。[0406]12根据上述（11所述的固态成像装置，其中所述驱动部进行控制，使得在读出所述第一数据信号的情况下，在所述电荷-电压转换部被复位的状态下读出第一复位信号之后，读出所述第一数据信号，并且在读出所述第二数据信号的情况下，在读出所述第二数据信号之后，在所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合的区域被复位的状态下读出第二复位信号。[0407]13根据上述12所述的固态成像装置，进一步包括：[0408]信号处理部，所述信号处理部被配置成产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，在所述第一差信号的值等于或小于预定阈值的情况下，使用所述第一差信号作为所述单位像素的像素信号，且在所述第一差信号的值超过所述阈值的情况下，使用所述第二差信号作为所述单位像素的像素信号。[0409]14根据上述12所述的固态成像装置，进一步包括：[0410]信号处理部，所述信号处理部被配置成产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，并以基于所述第一差信号的值设定的合成比率来合成所述第一差信号和所述第二差信号，从而产生所述单位像素的像素信号。[0411]15—种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括布置有多个单位像素的像素阵列部，所述单位像素包括：[0412]第一光电转换部；[0413]第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度；[0414]电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；[0415]电荷-电压转换部；[0416]第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷_电压转换部;和[0417]第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合，[0418]所述方法包括：[0419]在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，通过所述固态成像装置，使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。[0420]16—种电子设备，其包括：[0421]固态成像装置，所述固态成像装置包括：[0422]像素阵列部，其中布置有多个单位像素，和[0423]驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作，[0424]所述单位像素包括：[0425]第一光电转换部，[0426]第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度，[0427]电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源，[0428]电荷-电压转换部，[0429]第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部，和[0430]第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合，[0431]在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压;以及[0432]信号处理部，所述信号处理部被配置成处理来自所述固态成像装置的信号。[0433][附图标记列表][0434]10、10A、10BCMOS图像传感器11像素阵列部[0435]12垂直驱动部13列处理部[0436]14水平驱动部15系统控制部[0437]16像素驱动线17垂直信号线，[0438]18信号处理部19数据存储部[0439]100A〜100F单位像素101第一光电转换部[0440]102第一传输栅极部103第二光电转换部[0441]104第二传输栅极部105第三传输栅极部[0442]106电荷累积部107复位栅极部[0443]108H部109放大晶体管[0444]110选择晶体管151第四传输栅极部[0445]152节点201电阻器[0446]202电容器211开关[0447]212电容器302信号产生电路，[0448]304切换部321a、321b切换电路[0449]400成像装置402成像元件

权利要求：1.一种固态成像装置，其包括：像素阵列部，其中布置有多个单位像素;和驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作；所述单位像素包括：第一光电转换部，第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度，电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源。电荷-电压转换部，第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部，和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合；在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述可变电压电源能够被设定为第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且通过低通滤波器输出所述第一电压。3.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中所述低通滤波器包括设置有所述固态成像装置的芯片内的电阻器以及安装到所述芯片外部的电容器。4.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述可变电压电源能够被设定为第一电压和低于所述第一电压的第二电压，并且通过采样保持电路输出所述第一电压。5.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中所述采样保持电路包括设置有所述固态成像装置的芯片内的开关以及安装到所述芯片外部的电容器。6.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述单位像素进一步包括：第三传输栅极部，所述第三传输栅极部被配置成将电荷从所述第二光电转换部传输到所述电荷累积部;和溢出路径，所述溢出路径将从所述第二光电转换部溢出的电荷传输到所述电荷累积部，所述溢出路径形成在所述第三传输栅极部的栅电极的下部。7.根据权利要求6所述的固态成像装置，其中所述驱动部包括：信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第一传输栅极部的栅极信号和所述第三传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第一信号线;和切换部，所述切换部被配置成将通过所述第一信号线输入的所述第一传输栅极部的栅极信号输出到第二信号线，并将通过所述第一信号线输入的所述第三传输栅极部的栅极信号输出到第三信号线。8.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述第二光电转换部和所述电荷累积部在未通过传输栅极部的情况下彼此连接。9.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述单位像素进一步包括连接在所述第二传输栅极部与所述电荷-电压转换部之间的第四传输栅极部。10.根据权利要求9所述的固态成像装置，其中所述驱动部包括：信号产生部，所述信号产生部被配置成产生所述第二传输栅极部的栅极信号和所述第四传输栅极部的栅极信号，并将这些栅极信号中的任一者输出到共用的第四信号线;和切换部，所述切换部被配置成将通过所述第四彳9号线输入的所述第二传输棚极部的珊极信号输出到第五信号线，并将通过所述第四信号线输入的所述第四传输栅极部的栅极信号输出到第六信号线。11.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中在读出基于由所述第一光电转换部产生的电荷的第一数据信号的情况下，所述驱动部使所述第二传输栅极部处于非导通状态，并且在读出基于由所述第二光电转换部产生的电荷的第二数据信号的情况下，所述驱动部使所述第二传输栅极部处于导通状态。12.根据权利要求11所述的固态成像装置，其中所述驱动部进行控制，使得在读出所述第一数据信号的情况下，在所述电荷-电压转换部被复位的状态下读出第一复位信号之后，读出所述第一数据信号，并且在读出所述第二数据信号的情况下，在读出所述第二数据信号之后，在所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合的区域被复位的状态下读出第二复位信号。13.根据权利要求12所述的固态成像装置，进一步包括：信号处理部，所述信号处理部被配置成产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，在所述第一差信号的值等于或小于预定阈值的情况下，使用所述第一差信号作为所述单位像素的像素信号，且在所述第一差信号的值超过所述阈值的情况下，使用所述第二差信号作为所述单位像素的像素信号。14.根据权利要求12所述的固态成像装置，进一步包括：信号处理部，所述信号处理部被配置成产生作为所述第一数据信号与所述第一复位信号之间的差的第一差信号以及作为所述第二数据信号与所述第二复位信号之间的差的第二差信号，并以基于所述第一差信号的值设定的合成比率来合成所述第一差信号和所述第二差信号，从而产生所述单位像素的像素信号。15.—种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括布置有多个单位像素的像素阵列部，所述单位像素包括：第一光电转换部；第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度；电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源；电荷-电压转换部；第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部;和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合，所述方法包括：在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，通过所述固态成像装置，使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压。16.一种电子设备，其包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括：像素阵列部，其中布置有多个单位像素，和驱动部，所述驱动部被配置成控制所述单位像素的操作，所述单位像素包括：第一光电转换部，第二光电转换部，所述第二光电转换部的灵敏度低于所述第一光电转换部的灵敏度，电荷累积部，所述电荷累积部被配置成累积由所述第二光电转换部产生的电荷，所述电荷累积部的对电极连接到可变电压电源，电荷-电压转换部，第一传输栅极部，所述第一传输栅极部被配置成将电荷从所述第一光电转换部传输到所述电荷-电压转换部，和第二传输栅极部，所述第二传输栅极部被配置成将所述电荷-电压转换部的电位和所述电荷累积部的电位彼此耦合，在所述电荷累积部中累积由所述第二光电转换部产生的电荷的至少一部分时间段内，所述驱动部使所述可变电压电源的电压低于当读出基于累积在所述电荷累积部中的电荷的信号时的电压；以及信号处理部，所述信号处理部被配置成处理来自所述固态成像装置的信号。

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