專利名稱：固態(tài)成像器件、成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)成像器件、成像裝置及用于該器件的驅(qū)動(dòng)方法，更具 體地講，涉及用于高速運(yùn)動(dòng)圖像成像的固態(tài)成像器件、成像裝置、以及用 于該器件的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
近年來，能夠在低電壓下工作的M0S傳感器在便攜設(shè)備等方面的應(yīng)用 已經(jīng)引起了注意。用MOS傳感器得到的圖像質(zhì)量比CCD器件得到的圖像質(zhì) 量差的傳統(tǒng)問題正在改善。
為了用一個(gè)M0S傳感器實(shí)現(xiàn)高分辨率的靜止畫面和高速運(yùn)動(dòng)畫面成 像，已經(jīng)開發(fā)了執(zhí)行間隔驅(qū)動(dòng)(thinning drive)的固態(tài)成像器件，間隔 驅(qū)動(dòng)是間隔地讀取M0S傳感器中的像素。
在由MOS傳感器制成的、只能從被提供了選擇脈沖的像素讀取信號的 固態(tài)成像器件中，通過不向在讀取中要跳過的像素提供選擇脈沖能夠?qū)崿F(xiàn) 間隔驅(qū)動(dòng)。
然而，對跳過的像素也要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。因此，如果通過簡單的不選 擇像素來實(shí)現(xiàn)間隔驅(qū)動(dòng)，從跳過像素的光電轉(zhuǎn)換元件溢出的信號可能流入 相鄰像素，很可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號。
為了防止錯(cuò)誤信號，提出了一種通過使要跳過像素的復(fù)位開關(guān)一直設(shè) 置在現(xiàn)用狀態(tài)來把要跳過像素的光電轉(zhuǎn)換元件中的電荷釋放到電源端的 方法(例如，參見日本專利公開No. 2000 — 350103 (圖l、 7和8))。
通過上述操作，能夠防止在間隔驅(qū)動(dòng)期間其讀取被跳過的像素的光電 轉(zhuǎn)換元件中積聚的電荷可能飽和，并流入相鄰光電轉(zhuǎn)換元件，造成產(chǎn)生錯(cuò) 誤信號的情況發(fā)生。這樣，能夠獲得幾乎不出現(xiàn)拖尾、模糊、顏色混合的 高質(zhì)量圖像。然而，上述常規(guī)固態(tài)成像器件和用于該器件的驅(qū)動(dòng)方法存在下列問題。通常，固態(tài)成像器件在整個(gè)成像區(qū)上形成的p阱中具有多個(gè)n型半導(dǎo) 體層，在整個(gè)成像區(qū)中，每個(gè)PN結(jié)構(gòu)成一個(gè)二極管。將p阱接地到地電 位的觸點(diǎn)并不放置在成像區(qū)內(nèi)，以使光電二極管的尺寸最大，P阱只在圍 繞成像區(qū)的區(qū)域中通過接點(diǎn)等接地。然而，這種情況下，P阱的電位不足 以固定在成像區(qū)的中央。為此，當(dāng)把選擇開關(guān)脈沖和復(fù)位開關(guān)脈沖施加到 信號線時(shí)，P阱的電位因信號線和p阱之間的耦合電容而改變，在p阱的 電位穩(wěn)定之前必須確保固定時(shí)間。因此，由于需要時(shí)間來執(zhí)行讀取和復(fù)位 操作，即使對像素間隔地進(jìn)行讀取，也不能獲得較高的幀速率。鑒于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有較高幀速率的固態(tài) 成像器件，在該固態(tài)成像器件中，在間隔驅(qū)動(dòng)期間能夠防止P阱電位改變， 從而縮短讀取和復(fù)位操作。發(fā)明內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，在其讀取被跳過的 像素的光電轉(zhuǎn)換元素中遺留電荷，以給出不完全放電。本發(fā)明的固態(tài)成像器件，包括多個(gè)第一組像素，在半導(dǎo)體襯底的成像區(qū)中排列成矩陣，每個(gè)像素包括用于把光信號轉(zhuǎn)換成信號電荷并積聚電 荷的光電轉(zhuǎn)換元件，用于初始化所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷的初 始化部分，用于響應(yīng)所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷來輸出輸出信號的輸出部分；多個(gè)第二組像素，以與所述第一組像素的行具有不同行的方 式在成像區(qū)中排列成矩陣，每個(gè)像素包括光電轉(zhuǎn)換元件，初始化部分和輸 出部分，在間隔驅(qū)動(dòng)期間跳過對所述第二組像素的讀??；和掃描部分，用 于使所述第一組像素中的每一個(gè)像素執(zhí)行輸出所述輸出信號，和將所述光 電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第一等級的讀取操作，和使所述 第二組像素中的每一個(gè)像素執(zhí)行將所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷 量初始化到第二等級的放電操作，所述第二等級比所述第一等級高，但比 所述光電轉(zhuǎn)換元件的飽和信號等級低。根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像器件，不僅能夠防止要跳過的第二組像素中的電荷溢出而產(chǎn)生錯(cuò)誤信號，而且能夠抑制因光電轉(zhuǎn)換元件中遺留的電荷造 成P阱電位的變化。因此，能夠縮短讀取和復(fù)位時(shí)間，并且因此能夠?qū)崿F(xiàn) 固態(tài)成像器件以高速操作。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，其中所述第一組像素和所述第二組像素各具有浮動(dòng)擴(kuò)散(floating diffusion),所述光電轉(zhuǎn)換元件中積 聚的信號電荷傳送到的所述浮動(dòng)擴(kuò)散，初始化部分具有電連接在所述光電 轉(zhuǎn)換元件和浮動(dòng)擴(kuò)散之間的傳送晶體管。另外，初始化部分可以具有連接 在光電轉(zhuǎn)換元件和電源之間的復(fù)位晶體管。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，掃描部分產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第一 組像素中的每個(gè)像素的初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和驅(qū)動(dòng)第二組像素中 的每個(gè)像素的初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度小于 第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度。利用該安排，能夠確保在第二組像素的光電轉(zhuǎn) 換元件中遺留電荷。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，掃描部分根據(jù)參考時(shí)鐘產(chǎn)生 第一驅(qū)動(dòng)脈沖和第二驅(qū)動(dòng)脈沖，第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度是根據(jù)參考時(shí)鐘 能夠產(chǎn)生的最小的脈沖寬度。利用該安排，能夠確保高速間隔驅(qū)動(dòng)。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，掃描部分產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第一 組像素中的每個(gè)像素的初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和驅(qū)動(dòng)第二組像素中 的每個(gè)像素的初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度比第 一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度低。利用該安排，能夠確保在第二組像素的光電轉(zhuǎn) 換元件中遺留電荷。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，初始化部分具有源極與光電 轉(zhuǎn)換元件相連的晶體管，放電操作中施加到所述晶體管的漏極的電壓比讀 取操作中施加到所述晶體管的漏極的電壓低。利用該安排，也能夠確保在 第二組像素的光電轉(zhuǎn)換元件中遺留電荷。本發(fā)明的固態(tài)成像器件優(yōu)選的是進(jìn)一步包括保持裝置，用于在放電操 作中將驅(qū)動(dòng)信號保持預(yù)定時(shí)間。利用該安排，能夠容易地通過定時(shí)脈沖， 這樣能夠確保從第二組像素的光電轉(zhuǎn)換元件釋放電荷。在上述情況中，優(yōu)選的是，掃描部分產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)第一組像素中的每 個(gè)像素的初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和驅(qū)動(dòng)第二組像素中的每個(gè)像素的初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度比第一驅(qū)動(dòng)脈沖的 脈沖高度低。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，掃描部分驅(qū)動(dòng)第一組像素執(zhí) 行電子快門操作，以便限制第一組像素中的每個(gè)像素的光電轉(zhuǎn)換元件積聚 信號電荷期間的時(shí)間，當(dāng)所述多個(gè)第一組像素中的一個(gè)第一組像素執(zhí)行電 子快門操作時(shí)，掃描部分驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)第二組像素中至少與所述一個(gè)第一 組像素相鄰的第二組像素執(zhí)行放電操作。在本發(fā)明的固態(tài)成像器件中，優(yōu)選的是，所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所述第一 組像素執(zhí)行電子快門操作，以限制所述第一組像素中的每個(gè)像素的所述光 電轉(zhuǎn)換元件積聚信號電荷的時(shí)間，當(dāng)所述多個(gè)第一組像素中排成一行的第 一組像素執(zhí)行電子快門操作時(shí)，所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)第二組像素中 至少與所述排成一行的第一組像素相鄰的、排成一行的第二組像素執(zhí)行放 電操作。本發(fā)明的固態(tài)成像裝置包括本發(fā)明的固態(tài)成像器件；使光入射到所 述固態(tài)成像器件的光學(xué)系統(tǒng)；控制部分，用于輸出控制所述固態(tài)成像器件的操作的控制信號；和信號處理電路，用于處理來自所述固態(tài)成像器件的輸出信號，并輸出作為圖像數(shù)據(jù)的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)使因錯(cuò)誤信號造成的拖尾、模 糊、顏色混合較小、且?guī)俾矢叩某上裱b置。本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，優(yōu)選的是，進(jìn)一步包括用于阻擋入射到固態(tài) 成像器件的光的快門。本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，優(yōu)選的是，進(jìn)一步包括，用于監(jiān)視圖像數(shù)據(jù) 的監(jiān)視屏幕。在本發(fā)明的固態(tài)成像裝置中，優(yōu)選的是，將所述控制部分和所述信號 處理電路中的至少一個(gè)放置在所述固態(tài)成像器件的半導(dǎo)體襯底上。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法是用于固態(tài)成像器件的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)成像器 件包括多個(gè)第一組像素和多個(gè)第二組像素，在半導(dǎo)體襯底的成像區(qū)中排列 成矩陣，每個(gè)像素包括用于把光信號轉(zhuǎn)換成信號電荷并積聚該電荷的光電 轉(zhuǎn)換元件，初始化部分，用于初始化光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷，輸 出部分，用于響應(yīng)光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷來輸出信號。所述驅(qū)動(dòng)方法包括步驟(a)驅(qū)動(dòng)第一組像素中的每個(gè)像素的初始化部分和輸出部 分，以允許像素輸出該輸出信號，和將光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量 初始化到第一等級；和(b)驅(qū)動(dòng)第二組像素中的每個(gè)像素的初始化部分， 以光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第二等級，所述第二等級比 所述第一等級高，并比所述光電轉(zhuǎn)換元件的飽和信號等級低。根據(jù)用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的固態(tài)成像器件的驅(qū)動(dòng)方法，能夠在間隔第二組 像素的間隔驅(qū)動(dòng)期間，抑制因來自第二組像素中的每個(gè)像素的光電轉(zhuǎn)換元 件的電荷溢流而造成的拖尾、模糊、顏色混合的情況出現(xiàn)。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法中，優(yōu)選的是，所述步驟(a)包括向所述初始 化部分提供第一驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，所述步驟(b)包括提供第二驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度小。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法中，優(yōu)選的是，所述步驟(a)包括向所述初始 化部分提供第一驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，和所述步驟(b)包括提供第二驅(qū)動(dòng)脈 沖的步驟，所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度 低。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法中，優(yōu)選的是，所述初始化部分具有用于保持電 荷的浮動(dòng)擴(kuò)散，和把所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的電荷傳送到所述浮動(dòng)擴(kuò)散 的傳送晶體管，所述步驟(a)包括在將所述浮動(dòng)擴(kuò)散的電位設(shè)置在第一 電位后，驅(qū)動(dòng)所述傳送晶體管的步驟，所述第一電位是用于驅(qū)動(dòng)所述第一 組像素的電源電位，所述步驟(b)包括在將所述浮動(dòng)擴(kuò)散的電位設(shè)置在第二 電位后，驅(qū)動(dòng)所述傳送晶體管的步驟，所述第二電位比地電位高，但比所 述第一電位低。在上述情況下，優(yōu)選的是，在步驟(a)中，用第一驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)傳 送晶體管，在步驟(b)中，用脈沖寬度比第一驅(qū)動(dòng)脈沖大的第二驅(qū)動(dòng)脈 沖來驅(qū)動(dòng)傳送晶體管。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法中，優(yōu)選的是，初始化部分具有連接在光電轉(zhuǎn)換 元件和電源之間的復(fù)位晶體管，步驟(a)包括在將電源電位設(shè)置在作為 用于驅(qū)動(dòng)第一組像素的高電平電位的第一電位后，驅(qū)動(dòng)復(fù)位晶體管的步 驟，步驟(b)包括在將電源電位設(shè)置在比地電位高，但比第一電位低的第二電位后，驅(qū)動(dòng)復(fù)位晶體管的步驟。在上述情況下，優(yōu)選的是，在步驟(a)中，用第一驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)復(fù) 位晶體管，在步驟(b)中，用脈沖寬度比第一驅(qū)動(dòng)脈沖大的第二驅(qū)動(dòng)脈 沖來驅(qū)動(dòng)復(fù)位晶體管。優(yōu)選的是，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)一步包括步驟(c)在步驟(a)之前，驅(qū)動(dòng)第一行中第一組像素中的每個(gè)像素的初始化部分，以將光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第一等級，其中與步驟(a)和(c)同 步地執(zhí)行步驟(b)。利用該安排，第一組像素執(zhí)行電子快門操作，以便將在光電轉(zhuǎn)換元件 中積聚電荷期間的時(shí)間限定為固定時(shí)間。另外，對于在間隔驅(qū)動(dòng)期間跳過 的第二組像素，使在光電轉(zhuǎn)換元件中積聚電荷期間的時(shí)間大致與第一組像 素的電子快門操作的時(shí)間相同。因此，能夠防止來自第二組像素的光電轉(zhuǎn) 換元件的電荷溢出。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高幀速率的固態(tài)成像器件，并且在 高幀速率中能夠防止P阱的電位在間隔操作期間改變，并因此縮短讀取和 復(fù)位操作。


圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)成像器件的方框圖。圖2是顯示實(shí)施例1的固態(tài)成像器件主要部分的電路圖。圖3是顯示實(shí)施例1的固態(tài)成像器件基本驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。圖4是顯示實(shí)施例1的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。圖5是顯示實(shí)施例1的固態(tài)成像器件的像素部分的截面圖。圖6A和6B是為比較所示的、不執(zhí)行信號電荷釋放操作的常規(guī)固態(tài)成像器件(圖6A)中，與實(shí)施例1的固態(tài)成像器件(圖6B)中的光電二極管的電位的示意圖。圖7A和7B是為比較所示的、執(zhí)行完全信號電荷釋放操作的常規(guī)固態(tài)成像器件(圖7A)中，與實(shí)施例1的固態(tài)成像器件(圖7B)中的光電二極管的電位的示意圖。圖8是顯示實(shí)施例1的固態(tài)成像器件的成像區(qū)域中產(chǎn)生的電阻和電容的截面圖。圖9是顯示對本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)成像器件第一變化的間隔驅(qū)動(dòng)的 時(shí)序圖。圖10是顯示對本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)成像器件第二變化的間隔驅(qū)動(dòng) 的時(shí)序圖。圖11是本發(fā)明實(shí)施例2的顯示固態(tài)成像器件主要部分的電路圖。 圖12是顯示實(shí)施例2的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。 圖13是本發(fā)明實(shí)施例1和2的固態(tài)成像器件另一個(gè)實(shí)例的電路圖。 圖14是本發(fā)明實(shí)施例3的顯示固態(tài)成像器件主要部分的電路圖。 圖15是顯示實(shí)施例3的固態(tài)成像器件基本驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。 圖16是顯示實(shí)施例3的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。 圖17是顯示對本發(fā)明實(shí)施例3的固態(tài)成像器件第一變化的間隔驅(qū)動(dòng) 的時(shí)序圖。圖18是顯示對本發(fā)明實(shí)施例3的固態(tài)成像器件第二變化的間隔驅(qū)動(dòng) 的時(shí)序圖。圖19是本發(fā)明實(shí)施例4的顯示固態(tài)成像器件主要部分的電路圖。 圖20是顯示實(shí)施例4的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。 圖21是本發(fā)明實(shí)施例5的顯示固態(tài)成像器件主要部分的電路圖。 圖22A至22C是顯示實(shí)施例5的固態(tài)成像器件和用于比較的常規(guī)固態(tài) 成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)的示意圖，其中圖22A顯示了實(shí)施例5中的間隔驅(qū)動(dòng) 和低照明下的常規(guī)間隔驅(qū)動(dòng)的情況，圖22B顯示了高照明下的常規(guī)間隔驅(qū) 動(dòng)的情況，圖22C顯示了高照明下實(shí)施例5中的間隔驅(qū)動(dòng)的情況。 圖23是顯示本發(fā)明實(shí)施例6的成像裝置的方框圖。參考數(shù)字說明 10:固態(tài)成像器件 11:成像區(qū)12:像素13:行掃描電路14:列掃描電路15:信號處理部分16:負(fù)載電路17:控制部分18:放大器22:光電二極管23:讀取晶體管24:浮動(dòng)擴(kuò)散25:復(fù)位晶體管26:放大晶體管28:負(fù)載晶體管32:讀取選擇晶體管33:下拉晶體管34:選擇晶體管36:復(fù)位選擇晶體管37:電子快門選擇晶體管41:第一組像素42:第二組像素43:初始化部分44:輸出部分109:光學(xué)系統(tǒng)110:機(jī)械快門111:信號處理電路112:監(jiān)視屏幕207:垂直輸出信號線210:復(fù)位信號線211:讀取信號線215:選擇信號線218:信號讀取掃描電路219:電子快門掃描電路501: p阱502: n型半導(dǎo)體層 503:傳送門 504:浮動(dòng)擴(kuò)散 7023: p阱 703:阱接觸 794:光電二極管 705:傳送門具體實(shí)施方式
(實(shí)施例1) 〈電路配置〉圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)成像器件的概略圖。如圖1所示，由IO表示的固態(tài)成像器件包括由排列成矩陣的多個(gè)像素12構(gòu)成的成像區(qū) 11。在該實(shí)施例中，像素12包括在間隔驅(qū)動(dòng)期間讀取的第一組像素41和 在間隔驅(qū)動(dòng)期間跳過的第二組像素42。雖然在所示的實(shí)例中第一組像素 41和第二組像素42被隔行排列，這些像素也可以采用其它排列方式。利用從行掃描部分13提供的讀取脈沖和復(fù)位脈沖對像素12中的每一 個(gè)進(jìn)行讀取操作和復(fù)位操作。行掃描部分13與控制部分17相連，用于根 據(jù)從控制部分17提供的各種控制信號來產(chǎn)生諸如傳送脈沖和復(fù)位脈沖之 類的控制脈沖。利用控制脈沖從每個(gè)像素12的光電轉(zhuǎn)換元件讀取的信號電荷在信號 處理部分15中受到諸如噪聲消除和放大之類的處理，然后，利用來自列 掃描電路14的信號讀到水平信號線，然后發(fā)送到放大器18作為像素信號 輸出。負(fù)載電路16與后面要描述的每個(gè)像素12的放大晶體管一起構(gòu)成源 輸出電路。圖2詳細(xì)示出了該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的主要部分，其中包括像素 12，負(fù)載電路16和行掃描部分13。應(yīng)該指出，為了便于描述，圖2中僅 示出了第n行和第(n + l)行中的像素。如圖2所示，每個(gè)像素12包括作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管22， 用于傳送光電二極管22中積聚的信號電荷的傳送晶體管23，用于保持讀取的信號電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散(FD) 24，用于將FD24的電位復(fù)位到初始狀態(tài) 的復(fù)位晶體管25，和響應(yīng)FD 24的電位改變而放大信號電荷的放大晶體管 26。傳送晶體管23作為初始化部分43，在其通過將電荷傳送到FD 24時(shí) 初始化光電二極管22中的電荷量，放大晶體管26作為輸出部分44，將光 電轉(zhuǎn)換元件中的電荷輸出到垂直輸出信號線207。放大晶體管26連接到為 每列提供的垂直輸出信號線207，垂直輸出信號線207的一端與負(fù)載電路 16中提供的負(fù)載晶體管28相連。這樣，放大晶體管26和負(fù)載晶體管28 構(gòu)成源輸出電路(source follower circuit),以便能使來自像素12的 信號被輸出到垂直輸出信號線207。行掃描部分13以從圖1所示的控制部分17提供的開始脈沖ST開始 行掃描操作，根據(jù)時(shí)鐘脈沖CLK、復(fù)位脈沖RESET、和讀取脈沖READ產(chǎn)生 要施加到為每行提供的像素復(fù)位信號線210的像素復(fù)位脈沖RST，和要施 加到還是為每行提供的傳送信號線211的傳送脈沖RD。應(yīng)該指出，雖然在所示實(shí)例中是從控制部分17提供復(fù)位脈沖RESET 和讀取脈沖READ,也可以根據(jù)開始脈沖ST和時(shí)鐘脈沖CLK在固態(tài)成像器 件10產(chǎn)生。<基本讀取驅(qū)動(dòng)>參考圖3描述該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的基本操作。圖3是在該實(shí)施 例的固態(tài)成像器件執(zhí)行基本驅(qū)動(dòng)時(shí)觀察到的時(shí)序圖。應(yīng)該指出，圖3示出 了第n行中像素12的驅(qū)動(dòng)，其中FVn、 RST 、和RD。分別表示第n行中像 素12的FD 24的電位、提供給第n條線的像素復(fù)位信號線210的像素復(fù) 位脈沖、和提供給第n條線的傳送信號線211的傳送信號。像素復(fù)位脈沖 RSL和傳送脈沖RDn是根據(jù)從控制部分17分別提供的復(fù)位脈沖RESET和讀 取脈沖READ，以及行掃描部分13中設(shè)置的移位寄存器(未示出)的第n 級輸出Qn產(chǎn)生的。如圖3所示，用于驅(qū)動(dòng)第n行中像素的像素復(fù)位脈沖RSL升高到高 (Hi)電位，使第n行中像素12的復(fù)位晶體管25導(dǎo)通，選擇第n行中的 像素12。因此，在時(shí)刻a，使電位FVn等于用于復(fù)位晶體管25和放大晶體 管26的電源V。。的Hi電位，從第n行中像素12的放大晶體管輸出響應(yīng)得到的電位FVn的電位，使各個(gè)垂直輸出信號線207的電位升高。然后，像素復(fù)位脈沖RSL下降到低(Lo)電位，使復(fù)位晶體管25截 止。此時(shí)，電位FV。保持在Hi電位，如點(diǎn)b所示。此后，傳送脈沖RD。升高到Hi電位，使第n行中像素12的傳送晶體 管23導(dǎo)通。這樣使得第n行中像素12的光電二極管22中積聚的電荷根 據(jù)光信息被讀取到FD24，使電位FVn下降。隨著該電位的下降，如在點(diǎn)c 所示，第n行中像素12的放大晶體管26的電位下降，使得各個(gè)垂直輸出 信號線207的電位下降。然后，傳送脈沖RDn下降到Lo電位，使第n行中像素12的傳送晶體 管23截止。這樣，如在點(diǎn)d所示，垂直輸出信號線207的電位被識別為 響應(yīng)第n行中像素12的光電二極管22中積聚的電荷的電位。信號處理部 分15在點(diǎn)b和d檢測每個(gè)垂直輸出信號線207的電位，以確定其間的電 位差作為像素信號。然后，像素復(fù)位脈沖RSL升高到Hi電位，使第n行中像素12的復(fù)位 晶體管25截止。這樣，如點(diǎn)e所示，使電位FVn等于電源V。D的Lo電位， 從而使第n行中像素12的放大晶體管26截止。因此，終止第n行中像素 12的像素信號輸出操作。換句話說，未選擇成像區(qū)11中第n行中的像素 12，并且在點(diǎn)f，開始第(n+l)行中像素12的讀取和選擇操作?！撮g隔驅(qū)動(dòng)>參考圖4描述該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)。圖4是顯示在運(yùn) 動(dòng)畫面等中采用間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。應(yīng)該指出，在圖4中示出了讀取兩行 像素12和間隔兩行像素12的2行間隔驅(qū)動(dòng)，其中在讀取第(n+l)行和 第(n+2)行中的像素12時(shí)，間隔來自第(n-1)行和第n行中像素12的信號，在圖4中，Qn-2至Qn+2分別代表行掃描電路13中放置的移位寄存器的第(n-2)至第(n + 2)級的輸出。根據(jù)Q。和脈沖READ產(chǎn)生提供給第n 行的傳送信號線211的傳送脈沖RD ，根據(jù)Qj卩脈沖RESET產(chǎn)生提供給第 n行的像素復(fù)位信號線210的像素復(fù)位脈沖RST 。在圖4中示出了第n行 中的像素在Qn處在Hi狀態(tài)期間處在選擇狀態(tài)。應(yīng)該指出，提供給傳送信 號線211的傳送脈沖RD作為用于讀取行的讀取脈沖和用于間隔行的放電 脈沖。在時(shí)間tl， Q —,上升到高(Hi)，使第(n —1)行中的像素12作為選 擇狀態(tài)中的間隔行。此后，利用傳送脈沖RDh使第(n — l)行中的像素 12的傳送晶體管23導(dǎo)通，使第(n — l)行中的像素12的光電二極管22中積聚的電荷釋放到ra24。Qn-,下降之后，Qn在時(shí)間t2上升到Hi。然后利用傳送脈沖R"使第II行中的像素12的傳送晶體管23導(dǎo)通，使第n行中像素12的光電二極管 22中積聚的電荷被讀取。通過將積聚的電荷釋放到第(n—l)至第n行中的FD 24，電位改變 經(jīng)由放大晶體管26發(fā)送到垂直輸出信號線207。然而，由于不能配置信號 處理部分15處理該電位改變來作為像素信號，從間隔行中的像素釋放的 信號在最終的輸出中不出現(xiàn)。更具體地講，配置信號處理部分15中設(shè)置 的取樣保持電路不在從間隔行中的像素12釋放的信號中保持電位改變。Qn下降之后，Qw在t3達(dá)到Hi。然后，利用傳送脈沖RDw使第(n + 1)行中像素12的傳送晶體管23導(dǎo)通，允許讀取第(n+l)行中像素 12的光電二極管22中積聚的電荷。在Q出下降之后，Qn+2在t4達(dá)到Hi電平。然后，利用傳送脈沖RD。+2 使第(n + 2)行中像素的傳送晶體管23導(dǎo)通，允許讀取第(n+2)行中 像素12的光電二極管22中積聚的電荷。來自作為讀取行的第(n+l)和第(n + 2)行中像素12的信號受到 取樣保持處理等，然后作為最終輸出來輸出，如圖4所示。在由該實(shí)施例的固態(tài)成像器件進(jìn)行的間隔驅(qū)動(dòng)中，施加到作為間隔行 的第(n-l)和第n行中像素12的傳送脈沖RDn—,和RD。的脈沖寬度比施加 到作為間隔行的第(n+l)和第(n+2)行中像素12的傳送脈沖RDn+,和RDw 的脈沖寬度小。因此，在從讀取行中像素12的光電二極管22完全讀出積 聚電荷時(shí)，未從間隔行中像素12的光電二極管22完全釋放積聚的電荷。通過上述操作，能夠防止在間隔驅(qū)動(dòng)期間讀取被跳過的像素12的光 電二極管22中積聚的電荷達(dá)到飽和量，并且溢出到相鄰光電二極管22, 造成錯(cuò)誤信號產(chǎn)生的情況發(fā)生。此外，能夠防止成像區(qū)11中p阱的電位 改變，并使其穩(wěn)定。結(jié)果是，不僅能夠獲得幾乎沒有拖尾、模糊和顏色混 合的高質(zhì)量圖像，而且能夠縮短讀取和復(fù)位操作等所需的時(shí)間，以允許高速間隔驅(qū)動(dòng)。通過控制從控制部分17向圖l所示的行掃描部分13提供的脈沖以改 變讀取脈沖READ的脈沖寬度，能夠?qū)崿F(xiàn)圖4中所示的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。此后，描述通過從在間隔行中像素的光電二極管不完全釋放積聚的電 荷獲得上述效果的原理。圖5示出了該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的像素部分的截面圖。如圖5所 示，在P阱501上形成多個(gè)n型半導(dǎo)體層502。傳送柵極503位于每個(gè)n 型半導(dǎo)體層502與FD 504之間作為n+型半導(dǎo)體層。為每個(gè)像素提供n型 半導(dǎo)體層502， p阱501連續(xù)覆蓋整個(gè)成像區(qū)。n型半導(dǎo)體層502和p阱 501構(gòu)成光電二極管，允許通過光的入射產(chǎn)生的信號電荷積聚在n型半導(dǎo) 體層502中。通過向傳送柵極503施加讀取脈沖READ而將積聚的信號電 荷讀出到FD 504。圖6A和6B示出了圖5的截面圖中所示的半導(dǎo)體的電位，其中圖6A 示出了通過僅僅不選擇像素而執(zhí)行間隔驅(qū)動(dòng)的常規(guī)固態(tài)成像元件的情況， 圖6B示出了本實(shí)施例的固態(tài)成像元件的情況。在常規(guī)固態(tài)成像元件的情 況下，如圖6A所示，其中在間隔驅(qū)動(dòng)期間不釋放電荷，隨著光入射量的 增加而產(chǎn)生的電荷將超過未被讀取的間隔行中像素的光電二極管的飽和 信號量，溢出到相鄰像素的光電二極管，造成顏色混合等。在本實(shí)施例的固態(tài)成像元件間隔驅(qū)動(dòng)的情況下，如圖6B所示，即使 不讀取間隔行中的像素，也從光電二極管向FD讀取固定量的積聚電荷。 因此，能夠防止間隔行中光電二極管的飽和，并且能夠獲得高質(zhì)量的圖像， 很難造成拖尾、模糊、顏色混合等問題。參考圖7A、 7B和8描述間隔驅(qū)動(dòng)期間p阱的電位狀態(tài)。圖7A和7B 示出了固態(tài)成像元件的光電二極管的電位，其中圖7A示出了完全釋放間 隔行中像素中的電荷的常規(guī)固態(tài)成像元件的情況，圖7B示出了執(zhí)行間隔 驅(qū)動(dòng)的本實(shí)施例的固態(tài)成像元件的情況。在常規(guī)情況下，如圖7A所示，不讀取已經(jīng)從間隔行中的光電二極管 釋放的電荷，以獲得復(fù)位電平。在本實(shí)施例中，如圖7B所示，雖然從間 隔行中的光電二極管已經(jīng)釋放固定量的電荷以避免電荷溢出到相鄰像素， 但并沒有釋放光電二極管中的所有電荷，而是保留了光電二極管中積聚的一些電荷。通過該電位，能夠抑制P阱電位的改變。圖8示出了固態(tài)成像元件的成像區(qū)中產(chǎn)生的電容和電阻的分布。用于將P阱固定到地電位的阱觸點(diǎn)703放置在成像區(qū)11周圍的區(qū)域中，以使 光電二極管704的面積最大。如圖8所示，在正常操作期間，p阱702處在地電位。然而，在瞬時(shí) 狀態(tài)，由于p阱702的電阻為高，固定到地電位的電位在成像區(qū)11的中 央部分中不足。因此，當(dāng)讀取脈沖被施加到傳送柵極705時(shí)，p阱702的 電位通過傳送柵極705和襯底之間產(chǎn)生的耦合電容Cgl而改變。該電位改 變具有由P阱702中傳送柵極705的位置與阱觸點(diǎn)703之間的距離確定的 電阻ICu與在傳送柵極705處的耦合電容的總和的乘積確定的時(shí)間常數(shù)。因此，如果在間隔驅(qū)動(dòng)期間已經(jīng)完全釋放了間隔行中像素的光電二極 管704中的電荷，耦合電容的總和相對較小，因此與光電二極管704保持 固定電荷量的情況相比，造成電位變化的時(shí)間常數(shù)較小。因此，P阱702 的電位隨著讀取脈沖的施加，在短時(shí)間內(nèi)上升。如果間隔行中像素的光電二極管704保持固定的電荷量，耦合電容的總和相對較大，電位隨著讀取脈沖的升高較慢。據(jù)此，與已經(jīng)完全釋放了 光電二極管704的電荷的情況相比，在讀取操作和復(fù)位操作的時(shí)間內(nèi)P阱 702的電位改變較小。結(jié)果是，能夠縮短讀取和復(fù)位操作所需的時(shí)間，以 便能夠進(jìn)行高速的間隔驅(qū)動(dòng)。因此，在運(yùn)動(dòng)畫面成像期間能夠保證更高的 幀速率。優(yōu)選的是，將本實(shí)施例間隔行的放電脈沖的寬度設(shè)定為能夠由參考時(shí) 鐘(CLK)確定的最小寬度。利用該設(shè)定，雖然與讀取行的時(shí)段相比，將 用于間隔行的行選擇時(shí)段設(shè)定得較短，利用放電脈沖能夠容易地驅(qū)動(dòng)間隔 行。(賣施例1的第一變化) 參考圖9描述實(shí)施例1的第一變化。圖9示出了該改變的固態(tài)成像器件中間隔驅(qū)動(dòng)中的時(shí)序。如圖9所示，該變化的固態(tài)成像器件將施加到用于間隔行的傳送信號 線211的傳送脈沖RDh和R"的Hi狀態(tài)中的電壓等級(脈沖高度)設(shè)定得 比施加到用于讀取行的傳送信號線211的傳送脈沖RD。+,和RDw的脈沖高度小。通過減小傳送脈沖RDw和RDn的脈沖高度，傳送晶體管23的驅(qū)動(dòng)電壓 變?yōu)榈碗娖?，這降低了從光電二極管22釋放的信號電荷量。這樣，能夠 從不進(jìn)行讀取的間隔行不完全釋放電荷。在該改變的固態(tài)成像器件中，從控制部分17產(chǎn)生信號的時(shí)序可以與 常規(guī)情況中的相同。為了改變在和來自特定行的脈沖高度，需要提供由單 獨(dú)用于行掃描部分13的每個(gè)輸出部分的反相電路等的緩存電路，并改變 用于緩存電路的電源。作為替換，可以改變從控制部分17提供的讀取脈 沖READ的脈沖高度，可以針對從光電二極管22讀取的信號有選擇地提供 具有改變的脈沖高度的信號。 (實(shí)施例1的第二變化)參考圖IO描述實(shí)施例1的第二變化。圖IO示出了該變化的固態(tài)成像 器件中間隔驅(qū)動(dòng)中的操作時(shí)序。如圖10所示，在該變化的固態(tài)成像器件中，在間隔驅(qū)動(dòng)中選擇間隔 行時(shí)，不將間隔行中每個(gè)像素的FD 24的電位復(fù)位到Hi電位，而是一直 固定在Lo電位。更具體地講，當(dāng)在間隔驅(qū)動(dòng)開始時(shí)初始化間隔行中的FD 24 時(shí)，將電源V。。設(shè)置在Lo電位，而像素復(fù)位脈沖RST^和RSL轉(zhuǎn)向Hi電位。 此后，在選擇間隔行時(shí)，像素復(fù)位脈沖RSL—,和RST。不升高。這樣，使第 (n-l)行和第n行中FD 24的電位FV —,和FV。一直固定到Lo電位。在間隔驅(qū)動(dòng)中，即使信號從間隔行中像素的光電二極管22釋放到FD 24，由于這是電荷的讀取，因此間隔行中FD24的電位不升高。應(yīng)該指出， 在初始設(shè)定中，如果電源V。。的Lo電位等于地電位，電荷將電源V。。向光電 二極管22反向流動(dòng)?？紤]到這一情況，電源Vd。的Lo電位必須是比地電 位高一定程度的電位，以使電荷不反向流到光電二極管22。當(dāng)選擇作為間隔行的第(n-1)行和第n行，并且接收傳送脈沖RDn_, 和RD。時(shí)，釋放第(n-l)行和第n行中的光電二極管22中積聚的電荷。 然而，由于在每個(gè)像素中，F(xiàn)D24和光電二極管22之間的電位差不大，僅 能不完全地釋放該電荷。這樣，能夠獲得與實(shí)施例1的固態(tài)成像器件獲得 的大致相同的效果。在該變化的固態(tài)成像器件中，在作為間隔行的第(n+l) 行和第(n+2)行中執(zhí)行正常的電荷讀取。例如，第(n+l)行中FD24的 電位FVw從剛好在復(fù)位之后觀察的初始狀態(tài)下降讀取電荷(在時(shí)間t3a)的信號電荷量，以便最后輸出得到的電位與初始狀態(tài)之間的電位差。對于高速讀取，將用于間隔行的行選擇時(shí)段設(shè)置得盡可能短。因此， 可能難以在該時(shí)段內(nèi)將復(fù)位脈沖和放電脈沖施加到間隔行。然而，在該變 化的固態(tài)成像器件及其驅(qū)動(dòng)方法中，不針對間隔行升高復(fù)位脈沖，針對間 隔行的脈沖提供不太可能造成問題。 (實(shí)施例2)參考相關(guān)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例2。圖11示出了實(shí)施例2的固態(tài)成 像器件主要部分的電路配置。在圖11中，與圖2中相同的部件由相同的 參考數(shù)字表示，并在此省略對其的描述。固態(tài)成像器件的整個(gè)模塊配置與 實(shí)施例1中的相同。如圖11所示，該實(shí)施例的固態(tài)成像器件包括用于每行的讀取選擇晶體管32和下拉晶體管(pull-down) 33。第n行的讀取選擇晶體管32在 其柵極接收來自行掃描部分13中設(shè)置的移位寄存器的輸出信號Qn，在其 漏極接收從控制部分17提供的讀取脈沖READ，從而把第n行的傳送脈沖 R仏提供給第n行的傳送信號線211。第n行的下拉晶體管33利用輸入到 其柵極的脈沖PULLD0麗將第n行的傳送信號線211接地，以給出地電位。 圖12示出了該實(shí)施例的固態(tài)成像器件中的間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序。如圖12 所示，在時(shí)間t0， Q?！?處在選擇第(n+2)行的Hi電平狀態(tài)，將脈沖PULLDOWN 施加到下拉晶體管33，將所有行的傳送信號線211轉(zhuǎn)向地電位，以使所有行進(jìn)入非選擇狀態(tài)。在讀取脈沖READ在時(shí)間tl轉(zhuǎn)向Hi電平狀態(tài)之后，Q^在時(shí)間t2達(dá) 到Hi電平。這使第(n-1)行的讀取選擇晶體管32導(dǎo)通，允許將第(n-l) 行的傳送脈沖RD^提供給第(n-1)行的傳送信號線211，以使作為間隔 行的第(n-1)行進(jìn)入選擇狀態(tài)。此時(shí)，雖然圖12中未示出，像素復(fù)位脈 沖RST^被設(shè)置在Lo電位，從而將第(n-1)行中FD 24的電位FV n-，固定 在Lo電位。該操作與實(shí)施例1的第二變化中的固態(tài)成像器件的操作大致 相同。利用傳送脈沖RD^使第(n-l)行中傳送晶體管23導(dǎo)通，允許第(n-l) 行中光電二極管22中積聚的電荷被釋放到第(n-1)行中的FD 24。如同 實(shí)施例l第二變化的固態(tài)成像器件的情況，未完全釋放積聚的電荷。Qn-,下降后，Qn在時(shí)間t3達(dá)到Hi電平。此時(shí)，由于脈沖READ持續(xù)為 Hi電平，輸出第n行的傳送脈沖RD ，以使作為間隔行的第n行進(jìn)入選擇狀 態(tài)。由于第n行中FD 24的電位FVn為Lo電平，未完全釋放積聚的電荷。 另外，即使Qw下降使第(n-1)行中讀取選擇晶體管32截止，由于下拉 晶體管33處在截止?fàn)顟B(tài)，第(n-l)行的傳送信號線211保持在Hi電位。 也就是說，在第n行中光電二極管22中的電荷未被完全釋放到第n行中 的FD 24時(shí)期間，第n-1行中光電二極管22中的電荷持續(xù)釋放到第n-l 行中的FD 24。在Q。下降后，脈沖READ在時(shí)間t4達(dá)到Hi電平。通過該定時(shí)，即使 在READ達(dá)到Lo電平，第(n-l)行和第n行的兩個(gè)傳送信號線211都能 夠保持Hi電位。<3 +1在時(shí)間t5達(dá)到Hi電平之后，脈沖READ上升到Hi電位，允許將 傳送脈沖RD。+,提供給作為讀取行的第(n+l)行，從而允許第(n+l)行 中光電二極管22中積聚的電荷被讀取到第(n+l)行中的FD 24。此時(shí)， 雖然圖12中未示出，在傳送脈沖RDw的輸出之前，像素復(fù)位脈沖RSTn+, 已經(jīng)被輸出到第(n+l)行中的復(fù)位晶體管25，將第(n+l)行中的FD24 復(fù)位到初始狀態(tài)。因此，完全讀取了積聚的電荷。然后，脈沖READ下降， 使第(n+l)行的傳送信號線211轉(zhuǎn)向Lo電位，由此完成讀取操作。在時(shí)間t6，施加脈沖PULLD0WN。在該脈沖下降之后，Qw下降，以使 第(n+l)行進(jìn)入非選擇狀態(tài)。利用脈沖PULLDOWN,在時(shí)間t6將所有行的 傳送信號線211復(fù)位到地電位，由此，終止針對第(n+l)行和第n行的 信號讀取操作。在圖12中，只示出了第n行的傳送脈沖RDn。雖然未示出，從時(shí)間 t2起直到時(shí)間t6，第(n-1)行中的傳送脈沖RD『,處在Hi電位。如圖12所示，為了實(shí)現(xiàn)高速讀取，將用于間隔行的行選擇時(shí)段設(shè)置 得盡可能低。因此，在某些情況下，難以將在該時(shí)段內(nèi)將復(fù)位脈沖和放電 脈沖施加到間隔行。為此，可能需要對進(jìn)行電路改變等，以縮短提供給間 隔行的脈沖。然而，利用該實(shí)施例所述的器件配置和操作時(shí)序，不再需要 用于縮短放電脈沖的電路改變等。另外，在FD 24處在Lo電位時(shí)釋放積 聚的電荷的情況下，如果脈沖寬度極小，則難以讀取所需要的電荷量。通過把間隔行的放電脈沖的下降延遲一個(gè)水平時(shí)段能夠解決該問題，從而如 在該實(shí)施例中所描述的，能夠針對間隔行確保長信號釋放操作時(shí)間。在實(shí)施例1和2中，可以如圖13所示提供選擇晶體管34。這種情況下，可以固定電源V。D，而不被脈沖驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在可以利用選擇晶體管34的 0N/0FF來進(jìn)行選擇。 (實(shí)施例3)參考相關(guān)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例3。圖14示出了實(shí)施例3的固態(tài)成 像器件主要部分的電路配置。在圖14中，與圖2中相同的部件用相同的 參考數(shù)字表示，并且在此省略對其的描述。固態(tài)成像器件的整體模塊配置 與實(shí)施例l中的相同。如圖14所示，該實(shí)施例的固態(tài)成像器件不包括傳送晶體管23和傳送 信號線211，而是包括選擇晶體管34和選擇信號線215。每個(gè)像素中的光電二極管22連接到復(fù)位晶體管25的源極和放大晶體 管26的柵極，通過導(dǎo)通/截止選擇晶體管34而將從放大晶體管26輸出的 信號讀取到垂直輸出信號線207。因此，復(fù)位晶體管25起到由于初始化光 電二極管22的電位的初始部分43的作用，放大晶體管26和選擇晶體管 34起到輸出部分44的作用。〈基本驅(qū)動(dòng)〉參考圖15描述該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的基本操作。圖15是驅(qū)動(dòng)該 實(shí)施例的固態(tài)成像器件時(shí)觀察到的時(shí)序圖。應(yīng)該指出，圖15示出了在第n 行中驅(qū)動(dòng)像素的情況。首先，脈沖L0ADCELL上升到Hi電平，使負(fù)載晶體管28導(dǎo)通，并且 第n行的選擇信號SEL也上升到Hi電平，使選擇晶體管34導(dǎo)通，從而選 擇第n行(點(diǎn)a)中的像素。通過該選擇，將響應(yīng)放大晶體管26的柵極電 位(VDD-Vsis)的信號讀取到對應(yīng)的輸出信號線207，在從在前像素復(fù)位脈 沖RST。下降起直到此時(shí)，放大晶體管26的柵極電位(VDD-VS1S)己經(jīng)通過 第n行中每個(gè)像素的光電二極管22中積聚的電荷而改變。然后，提供給第n行的像素復(fù)位信號線210的像素復(fù)位脈沖RSL上升 到Hi電位，使復(fù)位晶體管25導(dǎo)通。這使得電荷被從第n行中的光電二極 管22強(qiáng)制釋放，在垂直輸出信號線207上出現(xiàn)復(fù)位電位(點(diǎn)b)。信號處理部分15通過箝位電路等在兩個(gè)信號電位之間執(zhí)行減法運(yùn)算，并輸出得到的差值作為信號電壓。此后，脈沖LOADCELL下降到Lo電位， 使負(fù)載晶體管28截止，第n行的選擇信號SEL下降到Lo電位，使選擇晶 體管34截止。這樣，終止針對第n行的選擇操作(點(diǎn)c)。 〈間隔驅(qū)動(dòng)〉下面參考圖16描述該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的間隔驅(qū)動(dòng)。圖16示出 了運(yùn)動(dòng)畫面成像等中采用的2行間隔驅(qū)動(dòng)的時(shí)序，其中讀取兩行，然后間 隔兩行。在圖16中，Qn-2至Qn+2表示來自行掃描電路13中放置的移位寄存器的輸出。根據(jù)Qn和從控制部分接收的復(fù)位脈沖RESET來產(chǎn)生要施加到第n的 像素復(fù)位信號線210的像素復(fù)位脈沖RSTn。在圖16中示出，在Qn處在Hi 電平狀態(tài)期間，第n行中的像素12處在被選擇的狀態(tài)。首先，在時(shí)間tl， Qn—,上升到Hi電平，使作為間隔行的第(n-l)行 中的像素處在被選擇狀態(tài)。通過該選擇，開始釋放第(n-1)行中的光電 二極管22中積聚的電荷。更具體地講，利用像素復(fù)位脈沖RSTV,使第(n-l) 行中的復(fù)位晶體管25導(dǎo)通，允許將光電二極管22復(fù)位到電源VD。的電位。Q『,下降后，Qn在時(shí)間t2上升到Hi電平，以允許從第n行中的光電二 極管22釋放積聚的電荷。通過針對第(n-l)行和第n行的行選擇操作， 來自光電二極管22的信號經(jīng)由各個(gè)放大晶體管26被作為信號傳送到垂直 輸出信號線207。然而，由于信號處理部分15被配置成不能處理作為像素 信號的該信號，最終不輸出來自間隔行的信號。更具體地講，信號處理部 分15中設(shè)置的取樣保持電路被配置成不保持上述電位改變，從而防止該 信號的輸出。Qn下降后，Q^在時(shí)間t3上升到Hi電平，允許從第(n+l)行中的光 電二極管22讀取信號。接下來，利用像素復(fù)位脈沖RSTn+,使第(n+l)行 中的復(fù)位晶體管25導(dǎo)通，以允許復(fù)位第(n+l)行中的光電二極管22。Qw下降后，Q^在時(shí)間t4上升到Hi電平，允許從第(n+2)行中的光 電二極管22讀取信號。取樣保持來自作為讀取行的第(n+l)和(n+2) 行中像素12的信號，然后用列掃描電路選擇每列，并作為最終輸出來輸 出。本實(shí)施例的固態(tài)成像器件的驅(qū)動(dòng)特征在于，使施加到間隔行的像素復(fù)位脈沖RSTV,和RSTn的脈沖寬度比施加到讀取行的像素復(fù)位脈沖RST^和 RST。+2的脈沖寬度小。在該實(shí)施例中，通過針對間隔行設(shè)置較小脈沖寬度的像素復(fù)位脈沖， 能夠確保不從間隔行中的光電二極管22充分釋放電荷。結(jié)果是，如同在 實(shí)施例1固態(tài)成像器件中，能夠獲得復(fù)位后在間隔行中的光電二極管22 中保留部分電荷的狀態(tài)。因此，能夠防止在間隔驅(qū)動(dòng)期間未被讀取的像素 12的光電二極管22中積聚的電荷達(dá)到飽和電荷量，并溢出到相鄰光電二 極管22，造成產(chǎn)生錯(cuò)誤信號的情況發(fā)生。結(jié)果是，不僅能夠獲得幾乎沒有 拖尾、模糊和顏色混合等的高質(zhì)量圖像，而且能夠縮短執(zhí)行讀取和復(fù)位操 作所需的時(shí)間，以允許高速間隔驅(qū)動(dòng)。通過例如控制從控制部分17提供 給行掃描部分13的脈沖CLK等來改變脈沖RESET的脈沖寬度，能夠?qū)崿F(xiàn) 圖16所示的驅(qū)動(dòng)時(shí)序。(實(shí)施例3的第一變化)參考圖17描述實(shí)施例3的第一變化。圖17示出了該變化的固態(tài)成像器件中的操作時(shí)序。如圖17所示，該變化的固態(tài)成像器件將施加到間隔行的像素復(fù)位脈 沖RSTV,和RSL的脈沖高度設(shè)定得比施加到讀取行的像素復(fù)位脈沖RSTn+1 和RST。+2的脈沖高度小。通過減小脈沖高度，復(fù)位晶體管25的驅(qū)動(dòng)電壓變 低。這樣，能夠減少從光電二極管22釋放的電荷量。在該變化的固態(tài)成像器件中，來自控制部分17的信號產(chǎn)生時(shí)序可以 與常規(guī)情況中的相同。因此不需要電路改變。然而，為了改變在以及來自 特定行的脈沖高度，需要提供由單獨(dú)用于行掃描部分13的每個(gè)輸出部分 的反相電路等構(gòu)成的緩存電路，并改變用于緩存電路的電源。作為替換， 可以改變從控制部分17提供的脈沖RESET的脈沖高度，可以有選擇地提 供具有改變的脈沖高度的信號。 (實(shí)施例3的第二變化)參考圖18描述實(shí)施例3的第二變化。圖18示出了該變化的固態(tài)成像 器件中的操作時(shí)序。如圖18所示，在該變化的固態(tài)成像器件中，在間隔驅(qū)動(dòng)中選擇間隔 行時(shí)，不將間隔行中光電二極管的電位復(fù)位到Hi電位，而是固定在Lo電位。雖然在實(shí)施例3和實(shí)施例3的第一變化的固態(tài)成像器件中，將電源VDD 的電位設(shè)置在固定電位，而在該變化中脈沖驅(qū)動(dòng)電源VDD。更具體地講，在選擇間隔行時(shí)，將電源V。d設(shè)置到Lo電位。通過以這種方式進(jìn)行設(shè)置，不 將光電二極管22的電位完全復(fù)位到初始狀態(tài)，并因此不將光電二極管22 中積聚的電荷完全釋放。在該變換中，如果電源V。d的Lo電位等于地電位，電荷將從電源VDD 向每行中的光電二極管22反向流動(dòng)?？紤]到這一情況，電源Vd。的Lo電 位必須是比地電位高一定程度的電位，以使電荷不反向流到光電二極管 22。另外，根據(jù)該變化，不需要特定的電路改變等來改變脈沖寬度和脈沖 高度，并因此能夠?qū)崿F(xiàn)電路簡化。 (實(shí)施例4)參考相關(guān)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例4。圖19示出了實(shí)施例4的固態(tài)成 像器件主要部分的電路配置。在圖19中，與圖14中相同的部件由相同的 參考數(shù)字表示，并在此省略對其的描述。固態(tài)成像器件的整個(gè)模塊配置與 實(shí)施例1中的相同。如圖19所示，在該實(shí)施例的固態(tài)成像器件中，在讀取行中的像素12 連接到電源V。d2時(shí)，間隔行中的像素12與電源V^相連。為每行設(shè)置復(fù)位 選擇晶體管36和下拉晶體管33。第n行的復(fù)位選擇晶體管36在其柵極接 收來自行掃描部分13中設(shè)置的移位寄存器的輸出信號Qn，在其漏極接收 從控制部分17提供的讀取復(fù)位脈沖RESET,從而將第n行的像素復(fù)位脈沖 RSL提供到第n行的像素復(fù)位信號線210。將第n行的下拉晶體管33接地， 通過第n行的像素復(fù)位信號線210將脈沖PULLDOWN輸入到晶體管33的柵 極，以給出地電位。圖20示出了該實(shí)施例的固態(tài)成像器件中的操作時(shí)序。如圖20所示， 在時(shí)間t0， Q。-2處在選擇第(n-2)行的Hi電平狀態(tài)，將脈沖PULLDOWN施加 到下拉晶體管33，將所有行的像素復(fù)位信號線210轉(zhuǎn)向地電位。在復(fù)位脈沖RESET在時(shí)間tl上升到Hi電位之后，Q。h在時(shí)間t2達(dá)到 Hi電平。使作為間隔行的第(n-l)行處在讀取狀態(tài)。第(n-l)行的復(fù)位 選擇晶體管36導(dǎo)通，使第(n-l)行的像素復(fù)位脈沖RST。h被提供給第(n-l)行的像素復(fù)位信號線211，以使第(n-1)行中的復(fù)位晶體管25導(dǎo)通。 Qw下降后，Q。在時(shí)間t3達(dá)到Hi電平，使作為間隔行的第n行處在選擇狀態(tài)。此時(shí)，由于復(fù)位脈沖RESET仍然處在Hi電位，第n行的像素復(fù)位脈沖RST。輸出到第n行的像素復(fù)位信號線210。即使Qn-,下降，由于第(n-1)行的下拉晶體管33仍處在截止?fàn)顟B(tài)，使第(n-l)行的復(fù)位選擇晶體管36保持在Hi電位。也就是說，在從第n行中的光電二極管22釋放電荷期間，從第(n-l)行中的光電二極管22連續(xù)釋放電荷。Qn下降后，復(fù)位脈沖RESET在時(shí)間t4下降到Lo電位。通過具有該定 時(shí)，即使在脈沖RESET下降到Lo電位之后，第(n-l)行和第n行的像素 復(fù)位信號線210都保持Hi電位狀態(tài)。在時(shí)間t5， Qw達(dá)到Hi電平，允許讀取第(n+l)行中的信號。然后， 復(fù)位脈沖RESET上升到Hi電位，以允許將像素復(fù)位脈沖RST^輸出到第 (n+l)行的像素復(fù)位信號線210，從而將第(n+l)行中的光電二極管22 中復(fù)位到初始狀態(tài)。利用復(fù)位脈沖RESET的后續(xù)下降，從第(n+l)行中 像素12讀取復(fù)位后的信號。此后，在時(shí)間t6施加脈沖PULLDOWN,并且Q^下降，以使第(n+l) 行進(jìn)入非選擇狀態(tài)。利用脈沖PULLDOWN,將所有行的像素復(fù)位信號線210 復(fù)位到地電位，并終止針對第(n-l)行和第n行的信號釋放操作。在圖 20中，只示出了第n行的像素復(fù)位脈沖RSTV,。雖然未示出，從時(shí)間t2 起直到時(shí)間t6，像素復(fù)位脈沖RST^處在Hi電位。如圖20所示，為了實(shí)現(xiàn)高速讀取，將用于間隔行的行選擇時(shí)段設(shè)置 得盡可能短。因此，在某些情況下，難以在該時(shí)段內(nèi)將復(fù)位脈沖施加到間 隔行。為此，可能需要對電路進(jìn)行改變，以縮短提供給間隔行的脈沖。然 而，利用該實(shí)施例所示的器件配置和操作時(shí)序，不再需要用于縮短復(fù)位脈 沖的電路改變等。在本實(shí)施例中，如果用于間隔行的電源V。D保持在Hi電位，有可能從 間隔行中的光電二極管22完全釋放電荷。為了避免發(fā)生這種情況，優(yōu)選 的是，將電源V。D設(shè)置在Lo電位，以控制信號釋放量。在上述實(shí)施例3的 第二變化中，通過設(shè)置在Lo電位的電源V。D釋放積聚的電荷，某些情況下，如果復(fù)位脈沖的脈沖寬度極小，難以釋放所希望的電荷量。通過把間隔行 的復(fù)位脈沖的下降延遲一個(gè)水平周期，從而確保間隔行的長電荷釋放時(shí) 間，能夠解決該問題，如該實(shí)施例中所示。 (實(shí)施例5)參考相關(guān)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例5。圖21示出了實(shí)施例5的固態(tài)成像器件主要部分的電路配置。在圖21中，與圖2中相同的部件由相同的參考數(shù)字表示，并在此省略對其的描述。固態(tài)成像器件的整個(gè)模塊配置與 實(shí)施例1中的相同。如圖21所示，在該實(shí)施例的固態(tài)成像器件中，行掃描部分13包括信 號讀取掃描電路218和電子快門掃描電路219。信號讀取掃描電路218響 應(yīng)起動(dòng)脈沖ST和時(shí)鐘脈沖CLK來產(chǎn)生信號讀取信號Qn，并輸出信號Qn。 電子快門掃描電路219響應(yīng)電子快門起動(dòng)脈沖EST和電子快門時(shí)鐘脈沖 ECLK來產(chǎn)生電子快門驅(qū)動(dòng)信號R。，并輸出信號IC從控制部分17提供脈 沖ST、 CLK、 EST、和、ECLK。第n行的讀取選擇晶體管32在其柵極接收信號Qn，在其漏極接收讀 取脈沖READ，從而向傳送信號線211輸出脈沖RSn，作為第n行的讀取信 號或電荷釋放信號。第n行的電子快門選擇晶體管37在其柵極接收信號 R ，在其漏極接收讀取脈沖READ,從而向傳送信號線211輸出脈沖RSn， 作為第n行的電子快門信號。圖22A至22C示出了該實(shí)施例的固態(tài)成像器件的操作時(shí)序，以及光電 二極管中積聚的電荷，其中圖22A示出了在低照明情況下操作的情況，圖 22B示出了在高照明下常規(guī)間隔驅(qū)動(dòng)的情況，圖22C示出了高照明下本實(shí) 施例中間隔驅(qū)動(dòng)的情況。在下面的描述中，假設(shè)第n行是間隔行，第(n+l) 行是讀取行。首先，如圖22A所示，在低照明下不執(zhí)行電子快門操作。將作為電荷 釋放信號的脈沖RSn施加到與信號Qn同步作為間隔行的第n行的傳送信號 線211，以允許釋放光電二極管22中積聚的一部分電荷。由于低照明，第 n行中光電二極管22中的電荷在電荷積聚時(shí)間內(nèi)未達(dá)到飽和量，因此，沒 有電荷泄露到作為相鄰讀取行的第(n+l)行中的光電二極管22。在高照明下，在常規(guī)電子快門操作的情況下，如圖22B所示，作為電子快門信號的脈沖RSn+,被施加到與電子快門驅(qū)動(dòng)信號Rw同步作為讀取行的第(n+l)行的傳送信號線211,以使第(n+l)行中的光電二極管22 復(fù)位。復(fù)位之后，在第(n+l)行中的光電二極管22中積聚電荷，直到與 信號讀取信號Qw同步地再次施加作為讀取信號的脈沖RSn+1。這樣，能夠 將在每個(gè)像素中的光電二極管22中積聚電荷的時(shí)段限定到固定時(shí)間。在 該定時(shí)輸入電子快門信號，以防止光電二極管22中積聚的電荷飽和。然而，按常規(guī)，由于不執(zhí)行信號讀取且行選擇時(shí)間較短，不將電子快 門信號提供給作為間隔行的第n行中的光電二極管22。因此，如果在圖 20B所示的定時(shí)輸入脈沖RSn，作為針對第n行中光電二極管22的電荷釋 放信號，與執(zhí)行電子快門操作的第(n+l)行中的光電二極管22相比，第 n行中光電二極管22中的電荷積聚時(shí)間長。因此，在施加脈沖RS。，作為 針對第n行的電荷釋放信號之前，第n行中的光電二極管22可能達(dá)到飽 和電荷量。結(jié)果是，信號可能泄露到作為讀取行的第(n+l)行中的光電 二極管22中。在圖22C所示實(shí)施例的固態(tài)成像器件的情況下，與電子快門驅(qū)動(dòng)信號 Rn同步地輸出脈沖RSn，作為針對要間隔的第n行的電荷釋放信號。因此， 第n行中光電二極管22的電荷積聚量大致等于第(n+l)行中光電二極管 22的電荷積聚量。由于以不允許光電二極管22出現(xiàn)電荷量飽和的方式設(shè) 置讀取行中的電荷積聚時(shí)間，第n行中的光電二極管22也不會達(dá)到飽和 電荷量。結(jié)果是，如圖22C所示，不產(chǎn)生信號溢出，并且獲得幾乎不造成 拖尾、模糊、顏色混合的高質(zhì)量圖像。 (實(shí)施例6)參考圖23描述本發(fā)明的實(shí)施例6。圖23示出了實(shí)施例6的成像裝置 的電路配置。在圖23中，與圖1中相同的部件用相同的參考數(shù)字表示， 并且在此省略對其的描述。如圖23所示，該實(shí)施例的成像裝置包括實(shí)施例1的固態(tài)成像器件 10;諸如透鏡之類使光入射到成像區(qū)的光學(xué)系統(tǒng)109，和阻擋光等的機(jī)械 快門110;以及控制部分17和處理來自放大器18的像素信號的信號處理 電路lll。來自信號處理電路111的輸出信號被輸出到監(jiān)視屏幕112，或作為圖像數(shù)據(jù)輸出。控制部分17和信號處理電路111可以集成在一起?？刂齐?路不僅輸出用于控制行掃描部分13的信號，而且輸出用于控制列掃描電 路14的信號。本實(shí)施例的固態(tài)成像器件10可以是如實(shí)施例1至5描述的任何固態(tài)成像器件，以及這些實(shí)施例的變化。下面描述本實(shí)施例的成像裝置的操作。配置該成像裝置以允許其在全 像素讀取(靜止畫面成像驅(qū)動(dòng))和間隔驅(qū)動(dòng)(監(jiān)視驅(qū)動(dòng))之間切換。成像 裝置檢驗(yàn)間隔驅(qū)動(dòng)(監(jiān)視驅(qū)動(dòng))中的像素信號輸出，并確定諸如用于獲得 優(yōu)化曝光時(shí)間的電子快門速度和白平衡之類的成像條件，以針對所有讀取 的像素采用確定的條件。在靜止畫面成像期間，根據(jù)在針對靜止畫面成像獲取監(jiān)視圖像的間隔 驅(qū)動(dòng)期間確定的成像圖像，確定針對所有像素驅(qū)動(dòng)的成像條件，通過圖像 捕獲在所有像素驅(qū)動(dòng)中拍攝靜止畫面。在正常使用中，在間隔(監(jiān)視)驅(qū)動(dòng)中在液晶屏幕等上顯示成像狀態(tài)， 按動(dòng)相機(jī)的快門按鈕，接受在監(jiān)視驅(qū)動(dòng)中確定的對象和成像條件，從而拍 攝全像素靜止畫面。因此，如果在間隔驅(qū)動(dòng)期間信號溢出到讀取行中的像 素，只在間隔驅(qū)動(dòng)期間，該輸出明顯最高，因此在下一個(gè)全像素驅(qū)動(dòng)期間 靜止畫面的成像狀態(tài)不同于沒有信號溢出時(shí)獲得的狀態(tài)。如果在彩色固態(tài) 成像器件的情況下，不同顏色的像素間的溢出量不同，將造成捕獲的靜止 圖像變暗以及偏色問題的出現(xiàn)。然而，在該實(shí)施例的成像裝置中，在間隔 驅(qū)動(dòng)期間，沒有信號從間隔行溢出到相鄰的讀取行。因此，即使在重復(fù)地 執(zhí)行用于監(jiān)視的靜止畫面成像和運(yùn)動(dòng)畫面成像時(shí)，也能使靜止畫面的質(zhì)量 穩(wěn)定在高等級。另外，由于在間隔驅(qū)動(dòng)中能夠確保高幀速率，能夠縮短監(jiān) 視成像時(shí)間。此外，能夠廣泛地改善運(yùn)動(dòng)畫面的質(zhì)量。雖然實(shí)施例1至6沒有詳細(xì)地描述靜止畫面成像的操作，可以針對靜 止畫面成像采用常規(guī)的隔行掃描和逐行掃描。雖然在實(shí)施例1至5為了簡 化起見描述了 2行間隔(讀取2行，然后間隔2行)，像素間隔方法不限 于上述實(shí)施例。然而，在具有Bayer型濾色鏡的固態(tài)成像器件中，采用該 方法能夠同時(shí)確保彩色再現(xiàn)性和高速讀取。在實(shí)施例1至6中，控制部分(電路)17和信號處理電路11放置在固態(tài)成像器件10的外部。作為替換，它們中的一個(gè)或二者都可以放置在 固態(tài)成像器件10的內(nèi)部。這樣，能夠使整體配置較小。實(shí)施例5中描述的用于間隔行的信號釋放脈沖與用于讀取行的電子快 門脈沖之間的時(shí)序關(guān)系可以應(yīng)用于實(shí)施例3的配置。這種情況下，代替信 號釋放脈沖，可以調(diào)節(jié)復(fù)位脈沖和電子快門脈沖之間的時(shí)序。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高幀速率的固態(tài)成像器件，能夠防止P阱 電位在間隔驅(qū)動(dòng)期間變化，并因此縮短讀取和復(fù)位操作，該器件用于高速 運(yùn)動(dòng)畫面成像的固態(tài)成像器件。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)成像器件，包括多個(gè)第一組像素，在半導(dǎo)體襯底的成像區(qū)中排列成矩陣，每個(gè)第一組像素包括用于把光信號轉(zhuǎn)換成信號電荷并積聚該電荷的光電轉(zhuǎn)換元件，用于初始化所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷的初始化部分，和用于響應(yīng)所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷來輸出輸出信號的輸出部分；多個(gè)第二組像素，以具有與所述第一組像素的行不同行的方式在成像區(qū)中排列成矩陣，每個(gè)第二組像素包括光電轉(zhuǎn)換元件，初始化部分和輸出部分，在間隔驅(qū)動(dòng)期間跳過對所述第二組像素的讀?。缓蛼呙璨糠?，用于使所述第一組像素中的每一個(gè)像素執(zhí)行輸出所述輸出信號，并將所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第一等級的讀取操作，和使所述第二組像素中的每一個(gè)像素執(zhí)行將所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第二等級的放電操作，所述第二等級比所述第一等級高，但比所述光電轉(zhuǎn)換元件的飽和信號等級低。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)成像器件，其中所述第一組像素和所述 第二組像素各具有浮動(dòng)擴(kuò)散，所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷傳送到 的所述浮動(dòng)擴(kuò)散，和所述初始化部分具有電連接在所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述浮動(dòng)擴(kuò)散之 間的傳送晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)成像器件，其中所述初始化部分具有連 接在所述光電轉(zhuǎn)換元件和電源之間的復(fù)位晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分產(chǎn)生用于 驅(qū)動(dòng)所述第一組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和 驅(qū)動(dòng)所述第二組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，所 述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度小于所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分根據(jù)參考 時(shí)鐘產(chǎn)生所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖和所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖，和所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度是根據(jù)參考時(shí)鐘能夠產(chǎn)生的最小脈沖寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分產(chǎn)生用于 驅(qū)動(dòng)所述第一組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和 驅(qū)動(dòng)所述第二組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，所 述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度低。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固態(tài)成像器件，其中所述初始化部分具有源 極與所述光電轉(zhuǎn)換元件相連的晶體管，在放電操作中施加到所述晶體管的漏極的電壓比在讀取操作中施加 到所述晶體管的漏極的電壓低。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像器件，進(jìn)一步包括保持裝置，用于 在放電操作中將驅(qū)動(dòng)信號保持預(yù)定時(shí)間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)所述第一組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第一驅(qū)動(dòng)脈沖，和 驅(qū)動(dòng)所述第二組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分的第二驅(qū)動(dòng)脈沖，所 述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度低。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所述第一組像素執(zhí)行電子快門操作，以限制所述第一組像素中的每個(gè)像素的 所述光電轉(zhuǎn)換元件積聚信號電荷的時(shí)間，當(dāng)所述多個(gè)第一組像素間的一個(gè) 第一組像素執(zhí)行電子快門操作時(shí)，所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)第二組像素 中至少與所述一個(gè)第一組像素相鄰的第二組像素執(zhí)行放電操作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像器件，其中所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所 述第一組像素執(zhí)行電子快門操作，以限制所述第一組像素中的每個(gè)像素的 所述光電轉(zhuǎn)換元件積聚信號電荷的時(shí)間，當(dāng)所述多個(gè)第一組像素中排成一 行的第一組像素執(zhí)行電子快門操作時(shí)，所述掃描部分驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)第二組 像素中至少與所述排成一行的第一組像素相鄰的、排成一行的第二組像素 執(zhí)行放電操作。
12. —種成像裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任何一項(xiàng)所述的固態(tài)成像器件； 光學(xué)系統(tǒng)，使光入射到所述固態(tài)成像器件；控制部分，用于輸出控制所述固態(tài)成像器件的操作的控制信號；和信號處理電路，用于處理來自所述固態(tài)成像器件的輸出信號，并輸出 作為圖像數(shù)據(jù)的結(jié)果。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像裝置，進(jìn)一步包括用于阻擋入射到所述固態(tài)成像器件的光的快門。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像裝置，進(jìn)一步包括用于監(jiān)視圖像數(shù)據(jù) 的監(jiān)視屏幕。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像裝置，其中所述控制部分和所述信號 處理電路中的至少一個(gè)放置在所述固態(tài)成像器件的半導(dǎo)體襯底上。
16. —種用于固態(tài)成像器件的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)成像器件包括多個(gè) 第一組像素和多個(gè)第二組像素，在半導(dǎo)體襯底的成像區(qū)中排列成矩陣，每 個(gè)像素包括用于把光信號轉(zhuǎn)換成信號電荷并積聚所述電荷的光電轉(zhuǎn)換元 件，用于初始化所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷的初始化部分，和用 于響應(yīng)所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷來輸出輸出信號的輸出部分， 所述方法包括步驟(a) 驅(qū)動(dòng)所述第一組像素中的每個(gè)像素的所述輸出部分和所述初始 化部分，以允許像素輸出所述輸出信號，將所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信 號電荷量初始化到第一等級；和(b) 驅(qū)動(dòng)所述第二組像素中的每個(gè)像素的所述初始化部分，以將所 述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第二等級，所述第二等級比 所述第一等級高，并且比所述光電轉(zhuǎn)換元件的飽和信號等級低。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述步驟(a)包括向所述 初始化部分提供第一驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，所述步驟(b)包括提供第二驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的 脈沖寬度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度小。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述步驟(a)包括向所述初始化部分提供第一驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，和所述步驟(b)包括提供第二驅(qū)動(dòng)脈沖的步驟，所述第二驅(qū)動(dòng)脈沖的 脈沖高度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖高度低。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述初始化部分具有用于 保持電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散，和把所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的電荷傳送到所述浮動(dòng)擴(kuò)散的傳送晶體管，所述步驟(a)包括在將所述浮動(dòng)擴(kuò)散的電位設(shè)置在第一電位后，驅(qū)動(dòng)所述傳送晶體管的步驟，所述第一電位是用于驅(qū)動(dòng)所述第一組像素的電 源電位，所述步驟(b)包括在將所述浮動(dòng)擴(kuò)散的電位設(shè)置在第二電位后，驅(qū)動(dòng) 所述傳送晶體管的步驟，所述第二電位比地電位高，但比所述第一電位低。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中在所述步驟(a)中，用第 一驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)所述傳送晶體管，在所述步驟(b)中，用第二驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)所述傳送晶體管，所述第 二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度大。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述初始化部分具有連接 在所述光電轉(zhuǎn)換元件和電源之間的復(fù)位晶體管，所述步驟(a)包括在將電源電位設(shè)置在第一電位后，驅(qū)動(dòng)所述復(fù)位 晶體管的步驟，所述第一電位是用于驅(qū)動(dòng)所述第一組像素的高電平電位，所述步驟(b)包括在將所述電源電位設(shè)置在第二電位后，驅(qū)動(dòng)所述復(fù) 位晶體管的步驟，所述第二電位比地電位高，但比所述第一電位低。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中在所述步驟(a)中，用第 一驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)所述復(fù)位晶體管，在所述步驟(b)中，用第二驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)所述復(fù)位晶體管，所述第 二驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度比所述第一驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度大。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)方法，進(jìn)一步包括步驟(c)在所述步驟(a)之前，驅(qū)動(dòng)第一行中所述第一組像素中的每個(gè) 像素的所述初始化部分，以將所述光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始 化到第一等級，其中與所述步驟(a)和(c)同步地執(zhí)行所述步驟(b)。
全文摘要
一種固態(tài)成像器件包括第一組像素41、在間隔驅(qū)動(dòng)期間跳過的第二組像素42、和掃描部分13。掃描部分13驅(qū)動(dòng)第一組像素41中的每個(gè)像素執(zhí)行輸出所述輸出信號，和將光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第一等級的讀取操作，和驅(qū)動(dòng)第二組像素42中的每個(gè)像素執(zhí)行將光電轉(zhuǎn)換元件中積聚的信號電荷量初始化到第二等級的放電操作，所述第二等級比所述第一等級高，但比光電轉(zhuǎn)換元件12的飽和信號等級低。
文檔編號H04N5/361GK101278550SQ200680036939
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者原邦彥, 村上雅史, 根崎慎介, 桝山雅之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社