本發(fā)明涉及攝像裝置。

背景技術(shù)：

近年來提出了附加各種功能的攝像裝置。例如，專利文獻(xiàn)1公開的攝像裝置包括連接于光電二極管和電源之間的第1傳輸晶體管、和連接于光電二極管和電荷蓄積區(qū)域之間的第2傳輸晶體管。還記載了該攝像裝置的曝光時(shí)間是不連續(xù)的，包括比合計(jì)的曝光時(shí)間短的多個(gè)曝光時(shí)間。并且，該曝光時(shí)間在曝光開始前通過第1傳輸晶體管將光電二極管復(fù)位，在曝光結(jié)束后通過第2傳輸晶體管從光電二極管向電荷蓄積區(qū)域傳輸電荷。根據(jù)該攝像裝置，通過將曝光時(shí)間分割成多個(gè)不連續(xù)的曝光時(shí)間，能夠確保曝光量，并且降低動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的圖像的抖動(dòng)。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2015/0009375號(hào)說明書

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

需要不改變被攝體像的抖動(dòng)量即可進(jìn)行曝光量的調(diào)整的攝像裝置。

用于解決問題的手段

本發(fā)明的非限定性的某個(gè)示例性的攝像裝置具有第1單位像素單元和對(duì)第2電極施加電壓的電壓供給電路，第1單位像素單元包括第1電極、與第1電極對(duì)置的第2電極、第1電極和第2電極之間的第1光電變換層、以及與第1電極連接并檢測(cè)在第1光電變換層產(chǎn)生的第1信號(hào)電荷的第1信號(hào)檢測(cè)電路，在1幀期間內(nèi)，電壓供給電路通過使施加給第2電極的電壓變化，形成多次曝光期間和在所述多次曝光期間的各曝光期間之間的不曝光期間，1幀期間內(nèi)的多次曝光期間的各曝光期間的開始及結(jié)束的定時(shí)，在第1幀期間和繼第1幀期間之后的第2幀期間之間是相同的，施加給第2電極的電壓的變化程度在第1幀期間和第2幀期間之間是不同的。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，不需改變被攝體像的抖動(dòng)量即可實(shí)現(xiàn)曝光量的調(diào)整。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的示例性的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是表示單位像素單元10的示例性的器件構(gòu)造的剖面示意圖。

圖3是表示含有萘酞菁錫的光電變換層的吸收波譜的一例的圖。

圖4是表示光電變換層15的結(jié)構(gòu)的一例的剖面示意圖。

圖5是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的一例的圖。

圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的一例的圖。

圖7是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的一例的圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人的研究，在專利文獻(xiàn)1所公開的攝像裝置中，在入射到攝像裝置的光的強(qiáng)度不同的情況下，通過改變曝光時(shí)間使曝光量恒定定。因此，曝光時(shí)間根據(jù)被攝體的明亮度而不同，對(duì)于被攝體可能產(chǎn)生不自然的抖動(dòng)的變化。

在具有光電變換層的攝像裝置中，由入射到光電變換層的光生成空穴電子對(duì)，通過對(duì)光電變換層施加偏置電壓將空穴電子對(duì)分離，并檢測(cè)一方的載流子作為信號(hào)電荷。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在這種攝像裝置中通過減小施加給光電變換層的偏置電壓，能夠變更光電變換層的靈敏度，而且對(duì)在電荷蓄積部蓄積的信號(hào)電荷不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。即，發(fā)現(xiàn)即使是反復(fù)使偏置電壓成為增大的狀態(tài)和減小的狀態(tài)的情況下，在電荷蓄積部蓄積的信號(hào)電荷也被積分。因此，不需改變曝光時(shí)間，即可調(diào)整曝光量。本申請(qǐng)發(fā)明人根據(jù)該認(rèn)識(shí)想到了新的攝像裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的概要如下所述。

[項(xiàng)目1]

一種攝像裝置，具有：

第1單位像素單元，包括第1電極、與第1電極對(duì)置的第2電極、第1電極和第2電極之間的第1光電變換層、以及與第1電極連接并檢測(cè)在第1光電變換層產(chǎn)生的第1信號(hào)電荷的第1信號(hào)檢測(cè)電路；以及

對(duì)第2電極施加電壓的電壓供給電路，

在1幀期間內(nèi)，電壓供給電路通過使施加給第2電極的電壓變化，形成多次曝光期間和在所述多次曝光期間的各曝光期間之間的不曝光期間，

1幀期間內(nèi)的多次曝光期間的各曝光期間的開始及結(jié)束的定時(shí)，在第1幀期間和繼第1幀期間之后的第2幀期間之間是相同的，

施加給第2電極的電壓的變化程度在第1幀期間和第2幀期間之間是不同的。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，將在多次曝光期間中取得的多個(gè)攝像數(shù)據(jù)合成，并作為對(duì)應(yīng)于1幀的攝像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目1或2所述的攝像裝置，在1幀內(nèi)的多次曝光期間中，施加給第2電極的電壓是相同的。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目1～3中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，在第1幀期間的多次曝光期間中施加給第2電極的電壓，與在第2幀期間的多次曝光期間中施加給第2電極的電壓不同。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目1～4中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，第1幀期間的多次曝光期間中的單位像素單元的每單位時(shí)間的靈敏度，與第2幀期間的多次曝光期間中的單位像素單元的每單位時(shí)間的靈敏度不同。

[項(xiàng)目6]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，第1單位像素單元是沿著行和列呈二維狀配置的多個(gè)單位像素單元中的一個(gè)。

多個(gè)單位像素單元在按照每行而不同的定時(shí)讀出信號(hào)。

[項(xiàng)目7]

根據(jù)項(xiàng)目1～6中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，第1幀期間和第2幀期間交替地反復(fù)。

[項(xiàng)目8]

一種攝像裝置，具有呈一維狀或者二維狀排列的多個(gè)單位像素單元、和驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)單位像素單元并在多個(gè)定時(shí)取得圖像的驅(qū)動(dòng)部，

所述多個(gè)單位像素單元中的各個(gè)單位像素單元包括：

光電變換層，具有第1面、和與所述第1面相反一側(cè)的第2面；

第1電極，與所述第1面相接；

第2電極，與所述第2面相接；以及

信號(hào)檢測(cè)電路，與所述第1電極連接，檢測(cè)在所述光電變換層產(chǎn)生的信號(hào)電荷，

所述驅(qū)動(dòng)部使所述第1及第2電極之間的電位差變化，在1幀期間通過多重曝光在多個(gè)定時(shí)取得多個(gè)攝像數(shù)據(jù)，

所述電位差的變化程度在n幀和n+1幀是不同的。

根據(jù)項(xiàng)目8的結(jié)構(gòu)，不需改變曝光時(shí)間，即可在維持被攝體像的抖動(dòng)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)曝光量的調(diào)整。

[項(xiàng)目9]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，所述驅(qū)動(dòng)部將在1幀期間取得的所述多個(gè)攝像數(shù)據(jù)復(fù)用，并輸出被復(fù)用的攝像數(shù)據(jù)。

[項(xiàng)目10]

根據(jù)項(xiàng)目8或9所述的攝像裝置，所述電位差的變化程度在所述1幀內(nèi)是相同的。

[項(xiàng)目11]

根據(jù)項(xiàng)目8～10中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，在所述n幀和所述n+1幀之間，所述單位像素單元的每單位時(shí)間的靈敏度是變化的。

下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，下面說明的實(shí)施方式均用于示出概況性或者具體的示例。在下面的實(shí)施方式中示出的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置及連接方式、步驟、步驟的順序等僅是一例，其主旨不是限定本發(fā)明。在本說明書中說明的各種方式只要不產(chǎn)生矛盾就可以相互組合。并且，關(guān)于下面的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中、沒有在表示最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求中記載的構(gòu)成要素，作為任意的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。在下面的說明中，具有實(shí)質(zhì)上相同的功能的構(gòu)成要素用相同的參照標(biāo)號(hào)表示，有時(shí)省略說明。

(攝像裝置的電路結(jié)構(gòu))

圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的示例性的電路結(jié)構(gòu)。圖1所示的攝像裝置100具有像素陣列pa，像素陣列pa包括呈二維狀排列的多個(gè)單位像素單元10。圖1示意地示出了將單位像素單元10配置成2行2列的矩陣狀的例子。當(dāng)然，攝像裝置100中的單位像素單元10的數(shù)量及配置不限于圖1所示的例子。單位像素單元10既可以排列成二維狀，也可以排列成一維狀。

各單位像素單元10具有光電變換部13和信號(hào)檢測(cè)電路14。如后面參照附圖說明的那樣，光電變換部13具有被夾在相互對(duì)置的兩個(gè)電極之間的光電變換層，接受所入射的光并生成信號(hào)。光電變換部13不需要全部是按照每個(gè)單位像素單元10獨(dú)立的元件，也可以是光電變換部13的例如一部分橫跨多個(gè)單位像素單元10。信號(hào)檢測(cè)電路14是檢測(cè)由光電變換部13生成的信號(hào)的電路。在該例中，信號(hào)檢測(cè)電路14包括信號(hào)檢測(cè)晶體管24和地址晶體管26。信號(hào)檢測(cè)晶體管24和地址晶體管26典型地講是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)，在此作為信號(hào)檢測(cè)晶體管24和地址晶體管26例示了n溝道m(xù)os。

如在圖1中示意的那樣，信號(hào)檢測(cè)晶體管24的控制端子(此處指柵極)具有與光電變換部13的電連接。由光電變換部13生成的信號(hào)電荷(空穴或者電子)被蓄積于信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極和光電變換部13之間的電荷蓄積節(jié)點(diǎn)(也稱為“浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)”)41。關(guān)于光電變換部13的構(gòu)造的詳細(xì)情況在后面進(jìn)行說明。

攝像裝置100具有驅(qū)動(dòng)像素陣列pa并在多個(gè)定時(shí)取得圖像的驅(qū)動(dòng)部。驅(qū)動(dòng)部包括電壓供給電路32、復(fù)位電壓源34、垂直掃描電路36、列信號(hào)處理電路37及水平信號(hào)讀出電路38。

各單位像素單元10的光電變換部13還具有與靈敏度控制線42的連接。在圖1示例的結(jié)構(gòu)中，靈敏度控制線42與電壓供給電路32連接。如在下面詳細(xì)說明的那樣，電壓供給電路32向?qū)χ秒姌O12供給在高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間之間彼此不同的電壓。并且，也可以向?qū)χ秒姌O12供給在幀之間不同的電壓。在本說明書中，“高靈敏度曝光期間”是指用于將通過光電變換而生成的正及負(fù)的電荷中一方(信號(hào)電荷)以相對(duì)較高的靈敏度蓄積在電荷蓄積區(qū)域中的期間。并且，在本說明書中，“低靈敏度曝光期間”是指用于將通過光電變換而生成的正及負(fù)的電荷中一方(信號(hào)電荷)以相對(duì)較低的靈敏度蓄積在電荷蓄積區(qū)域中的期間。較低的靈敏度包括靈敏度實(shí)質(zhì)上為0的情況。

通過控制相對(duì)于像素電極11的電位的對(duì)置電極12的電位，能夠通過像素電極11收集通過光電變換在光電變換層15內(nèi)產(chǎn)生的空穴-電子對(duì)中的空穴及電子的任意一方。例如，在使用空穴作為信號(hào)電荷的情況下，通過使對(duì)置電極12的電位高于像素電極11，能夠通過像素電極11選擇性地收集空穴。并且，在每單位時(shí)間收集的信號(hào)電荷量根據(jù)像素電極11與對(duì)置電極12的電位差而變化。下面，示例使用空穴作為信號(hào)電荷的情況。當(dāng)然，也能夠使用電子作為信號(hào)電荷。電壓供給電路32不限于特定的電源電路，可以是生成規(guī)定的電壓的電路，也可以是將從其它電源供給的電壓變換為規(guī)定的電壓的電路。

各單位像素單元10具有與供給電源電壓vdd的電源線40的連接。如圖所示，電源線40與信號(hào)檢測(cè)晶體管24的輸入端子(典型地講是漏極)連接。電源線40作為源極跟隨電源發(fā)揮作用，由此信號(hào)檢測(cè)晶體管24將通過光電變換部13生成的信號(hào)放大并輸出。

信號(hào)檢測(cè)晶體管24的輸出端子(此處指源極)與地址晶體管26的輸入端子(此處指漏極)連接。地址晶體管26的輸出端子(此處指源極)與在像素陣列pa的每列配置的多條垂直信號(hào)線47中的一條垂直信號(hào)線連接。地址晶體管26的控制端子(此處指柵極)與地址控制線46連接，通過控制地址控制線46的電位，能夠?qū)⑿盘?hào)檢測(cè)晶體管24的輸出選擇性地讀出到對(duì)應(yīng)的垂直信號(hào)線47中。

在圖示的例子中，地址控制線46與垂直掃描電路(也稱為“行掃描電路”)36連接。垂直掃描電路36通過對(duì)地址控制線46施加規(guī)定的電壓，按照行單位選擇在各行配置的多個(gè)單位像素單元10。由此，執(zhí)行所選擇的單位像素單元10的信號(hào)的讀出和后述的像素電極的復(fù)位。

垂直信號(hào)線47是將來自像素陣列pa的像素信號(hào)傳遞給周邊電路的主信號(hào)線。垂直信號(hào)線47與列(column)信號(hào)處理電路(也稱為“行信號(hào)蓄積電路”)37連接。列信號(hào)處理電路37進(jìn)行以相關(guān)雙重采樣為代表的雜音抑制信號(hào)處理及模擬-數(shù)字變換(ad變換)等。如圖所示，列信號(hào)處理電路37對(duì)應(yīng)像素陣列pa中的單位像素單元10的各列而設(shè)置。這些列信號(hào)處理電路37與水平信號(hào)讀出電路(也稱為“列掃描電路”)38連接。水平信號(hào)讀出電路38從多個(gè)列信號(hào)處理電路37依次將信號(hào)讀出到水平共用信號(hào)線49中。

在圖1示例的結(jié)構(gòu)中，單位像素單元10具有復(fù)位晶體管28。復(fù)位晶體管28例如可以與信號(hào)檢測(cè)晶體管24及地址晶體管26一樣，是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。下面，只要沒有特別說明，就說明復(fù)位晶體管28使用n溝道m(xù)os的例子。如圖所示，該復(fù)位晶體管28連接于供給復(fù)位電壓vr的復(fù)位電壓線44和電荷蓄積節(jié)點(diǎn)41之間。復(fù)位晶體管28的控制端子(此處指柵極)與復(fù)位控制線48連接，通過控制復(fù)位控制線48的電位，能夠?qū)㈦姾尚罘e節(jié)點(diǎn)41的電位復(fù)位成復(fù)位電壓vr。在該例中，復(fù)位控制線48與垂直掃描電路36連接。因此，通過由垂直掃描電路36對(duì)復(fù)位控制線48施加規(guī)定的電壓，能夠?qū)⒃诟餍信渲玫亩鄠€(gè)單位像素單元10按照行單位進(jìn)行復(fù)位。

在該例中，對(duì)復(fù)位晶體管28供給復(fù)位電壓vr的復(fù)位電壓線44與復(fù)位電壓供給電路34(下面，簡(jiǎn)稱為“復(fù)位電壓源34”)連接。復(fù)位電壓源34只要具有在攝像裝置100動(dòng)作時(shí)能夠?qū)?fù)位電壓線44供給規(guī)定的復(fù)位電壓vr的結(jié)構(gòu)即可，與上述的電壓供給電路32一樣不限于特定的電源電路。電壓供給電路32及復(fù)位電壓源34分別可以是一個(gè)電壓供給電路的一部分，也可以是獨(dú)立的單獨(dú)的電壓供給電路。另外，也可以是電壓供給電路32及復(fù)位電壓源34一方或者雙方是垂直掃描電路36的一部分。或者，也可以將來自電壓供給電路32的靈敏度控制電壓及/或來自復(fù)位電壓源34的復(fù)位電壓vr通過垂直掃描電路36供給各個(gè)單位像素單元10。

作為復(fù)位電壓vr，也能夠使用信號(hào)檢測(cè)電路14的電源電壓vdd。在這種情況下，能夠使對(duì)各個(gè)單位像素單元10供給電源電壓的電壓供給電路(在圖1中未圖示)和復(fù)位電壓源34相同。并且，由于能夠使電源線40和復(fù)位電壓線44相同，因而能夠簡(jiǎn)化像素陣列pa中的配線。其中，通過將復(fù)位電壓vr設(shè)為與信號(hào)檢測(cè)電路14的電源電壓vdd不同的電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像裝置100的更加靈活的控制。

(單位像素單元的器件構(gòu)造)

圖2示意地表示單位像素單元10的示例性的器件構(gòu)造。在圖2示例的結(jié)構(gòu)中，上述的信號(hào)檢測(cè)晶體管24、地址晶體管26及復(fù)位晶體管28形成于半導(dǎo)體基板20。半導(dǎo)體基板20不限于其整體是半導(dǎo)體的基板。半導(dǎo)體基板20也可以是在形成有感光區(qū)域的一側(cè)的表面設(shè)有半導(dǎo)體層的絕緣性基板等。在此，說明半導(dǎo)體基板20使用p型硅酮(si)基板的例子。

半導(dǎo)體基板20具有雜質(zhì)區(qū)域(此處指n型區(qū)域)26s、24s、24d、28d及28s、和單位像素單元10之間的電氣分離用的元件分離區(qū)域20t。在此，元件分離區(qū)域20t也設(shè)于雜質(zhì)區(qū)域24d和雜質(zhì)區(qū)域28d之間。元件分離區(qū)域20t例如通過在規(guī)定的注入條件下進(jìn)行接受體的離子注入而形成。

雜質(zhì)區(qū)域26s、24s、24d、28d及28s典型地講是形成于半導(dǎo)體基板20內(nèi)的擴(kuò)散層。如圖2示意地示出的那樣，信號(hào)檢測(cè)晶體管24包括雜質(zhì)區(qū)域24s及雜質(zhì)區(qū)域24d、和柵極電極24g(典型地講是聚硅酮電極)。雜質(zhì)區(qū)域24s作為信號(hào)檢測(cè)晶體管24的例如源極區(qū)域發(fā)揮作用。雜質(zhì)區(qū)域24d作為信號(hào)檢測(cè)晶體管24的例如漏極區(qū)域發(fā)揮作用。在雜質(zhì)區(qū)域24s和雜質(zhì)區(qū)域24d之間形成有信號(hào)檢測(cè)晶體管24的溝道區(qū)域。

同樣，地址晶體管26包括雜質(zhì)區(qū)域26s及雜質(zhì)區(qū)域24s、和與地址控制線46(參照?qǐng)D1)連接的柵極電極26g(典型地講是聚硅酮電極)。在該例中，信號(hào)檢測(cè)晶體管24及地址晶體管26通過共用雜質(zhì)區(qū)域24s而相互電連接。雜質(zhì)區(qū)域26s作為地址晶體管26的例如源極區(qū)域發(fā)揮作用。雜質(zhì)區(qū)域26s具有與圖2中未圖示的垂直信號(hào)線47(參照?qǐng)D1)的連接。

復(fù)位晶體管28包括雜質(zhì)區(qū)域28d及28s、和與復(fù)位控制線48(參照?qǐng)D1)連接的柵極電極28g(典型地講是聚硅酮電極)。雜質(zhì)區(qū)域28s作為復(fù)位晶體管28的例如源極區(qū)域發(fā)揮作用。雜質(zhì)區(qū)域28s具有與圖2中未圖示的復(fù)位電壓線44(參照?qǐng)D1)的連接。

在半導(dǎo)體基板20上配置有覆蓋信號(hào)檢測(cè)晶體管24、地址晶體管26及復(fù)位晶體管28的層間絕緣層50(典型地講是二氧化硅層)。如圖所示，在層間絕緣層50中能夠配置配線層56。配線層56典型地講由銅等金屬形成，例如其中一部分能夠包含上述的垂直信號(hào)線47等配線。層間絕緣層50中的絕緣層的層數(shù)及在層間絕緣層50中配置的配線層56所包含的層數(shù)能夠任意設(shè)定，不限于圖2示出的例子。

在層間絕緣層50上配置有上述的光電變換部13。換言之，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，構(gòu)成像素陣列pa(參照?qǐng)D1)的多個(gè)單位像素單元10形成于半導(dǎo)體基板20上。由在半導(dǎo)體基板20上呈二維狀排列的多個(gè)單位像素單元10形成感光區(qū)域(像素區(qū)域)。相鄰的兩個(gè)單位像素單元10間的距離(像素間距)例如約為2μm。

光電變換部13包括像素電極11、對(duì)置電極12、和配置在它們之間的光電變換層15。在該例中，對(duì)置電極12和光電變換層15橫跨多個(gè)單位像素單元10而形成。另一方面，像素電極11按照每個(gè)單位像素單元10設(shè)置，并在空間上與相鄰的另一個(gè)單位像素單元10的像素電極11分離，由此與另一個(gè)單位像素單元10的像素電極11電氣分離。

對(duì)置電極12典型地講是由透明的導(dǎo)電性材料形成的透明電極。對(duì)置電極12配置在光電變換層15中光入射的一側(cè)。因此，透射對(duì)置電極12的光入射到光電變換層15。另外，由攝像裝置100檢測(cè)的光不限于可見光的波長(zhǎng)范圍(例如380nm以上780nm以下)內(nèi)的光。本說明書中的“透明”是指使要檢測(cè)的波長(zhǎng)范圍的光的至少一部分透射，并非必須使整個(gè)可見光的波長(zhǎng)范圍整體的光透射。在本說明書中，為了方便起見將包括紅外線及紫外線的電磁波統(tǒng)一表述為“光”。對(duì)置電極12能夠使用例如ito、izo、azo、fto、sno2、tio2、zno2等透明導(dǎo)電性氧化物(transparentconductingoxide(tco))。

光電變換層15接受入射的光，產(chǎn)生空穴-電子對(duì)。光電變換層15典型地講由有機(jī)半導(dǎo)體材料形成。關(guān)于構(gòu)成光電變換層15的材料的具體例子在后面進(jìn)行說明。

如參照?qǐng)D1說明的那樣，對(duì)置電極12具有與連接于電壓供給電路32的靈敏度控制線42的連接。并且，在此對(duì)置電極12橫跨多個(gè)單位像素單元10而形成。因此，能夠從電壓供給電路32通過靈敏度控制線42在多個(gè)單位像素單元10之間統(tǒng)一施加期望大小的靈敏度控制電壓。另外，如果能夠從電壓供給電路32施加期望大小的靈敏度控制電壓，則對(duì)置電極12也可以按照每個(gè)單位像素單元10而分開設(shè)置。同樣，光電變換層15也可以按照每個(gè)單位像素單元10而分開設(shè)置。

通過控制相對(duì)于像素電極11的電位的對(duì)置電極12的電位，能夠通過像素電極11收集通過光電變換在光電變換層15內(nèi)產(chǎn)生的空穴-電子對(duì)中的空穴及電子的任意一方。例如，在使用空穴作為信號(hào)電荷的情況下，通過使對(duì)置電極12的電位高于像素電極11，能夠通過像素電極11選擇性地收集空穴。并且，在每單位時(shí)間收集的信號(hào)電荷量根據(jù)像素電極11和對(duì)置電極12之間的電位差而變化。下面，示例使用空穴作為信號(hào)電荷的情況。當(dāng)然，也能夠使用電子作為信號(hào)電荷。

通過向?qū)χ秒姌O12和像素電極11之間提供適當(dāng)?shù)钠秒妷海c對(duì)置電極12對(duì)置的像素電極11收集在光電變換層15中通過光電變換而產(chǎn)生的正及負(fù)的電荷中的一方。像素電極11由鋁、銅等金屬、金屬氮化物、或者通過摻雜雜質(zhì)而被賦予了導(dǎo)電性的聚硅酮等形成。

也可以將像素電極11設(shè)為遮光性的電極。例如，通過形成厚度100nm的tan電極作為像素電極11，能夠?qū)崿F(xiàn)充分的遮光性。通過將像素電極11設(shè)為遮光性的電極，能夠抑制在光電變換層15通過的光向形成于半導(dǎo)體基板20的晶體管(在該例中是指信號(hào)檢測(cè)晶體管24、地址晶體管26及復(fù)位晶體管28至少任意一方)的溝道區(qū)域或者雜質(zhì)區(qū)域入射。也可以利用上述的配線層56在層間絕緣層50內(nèi)形成遮光膜。通過抑制光向形成于半導(dǎo)體基板20的晶體管的溝道區(qū)域入射，能夠抑制晶體管的特性的偏差(例如閾值電壓的變動(dòng))。并且，通過抑制光向形成于半導(dǎo)體基板20的雜質(zhì)區(qū)域入射，能夠抑制因雜質(zhì)區(qū)域中的意外的光電變換而導(dǎo)致的噪聲的混入。這樣，抑制光向半導(dǎo)體基板20入射，將有助于攝像裝置100的可靠性的提高。

如圖2示意地示出的那樣，像素電極11通過塞柱52、配線53及接觸塞柱54與信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極電極24g連接。換言之，信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極具有與像素電極11的電連接。塞柱52、配線53例如能夠由銅等金屬形成。由塞柱52、配線53及接觸塞柱54構(gòu)成信號(hào)檢測(cè)晶體管24和光電變換部13之間的電荷蓄積節(jié)點(diǎn)41(參照?qǐng)D1)的至少一部分。配線53可以是配線層56的一部分。并且，像素電極11也通過塞柱52、配線53及接觸塞柱54與雜質(zhì)區(qū)域28d連接。在圖2示例的結(jié)構(gòu)中，信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極電極24g、塞柱52、配線53、接觸塞柱54及55、以及作為復(fù)位晶體管28的源極區(qū)域及漏極區(qū)域中一方的雜質(zhì)區(qū)域28d，作為蓄積通過像素電極11收集到的信號(hào)電荷的電荷蓄積區(qū)域發(fā)揮作用。

通過像素電極11收集信號(hào)電荷，由此對(duì)信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極施加與在電荷蓄積區(qū)域中蓄積的信號(hào)電荷的量對(duì)應(yīng)的電壓。信號(hào)檢測(cè)晶體管24將該電壓放大。經(jīng)由地址晶體管26選擇性地讀出由信號(hào)檢測(cè)晶體管24放大后的電壓作為信號(hào)電壓。

(光電變換層)

下面，說明光電變換層15的結(jié)構(gòu)的例子。

光電變換層15典型地講含有半導(dǎo)體材料。在此，半導(dǎo)體材料使用有機(jī)半導(dǎo)體材料。

光電變換層15例如含有用下面的通式(1)表示的萘酞菁錫(下面，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“萘酞菁錫”)。

【化學(xué)式1】

在通式(1)中，r¹～r²⁴獨(dú)立地表示氫原子或者取代基。取代基不限于特定的取代基。取代基可以是氘原子、鹵素原子、烷基(包括環(huán)烷基、二環(huán)烷基、三環(huán)烷基)、烯基(包括環(huán)烯基、二環(huán)烯基)、炔基、芳基、雜環(huán)基(也可以稱為雜環(huán)基)、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、雜環(huán)氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、氨基(包括苯胺基)、氨溶基(ammonio)、酰氨基、氨羰氨基、烷氧基羰氨基、芳氧基羰氨基、氨磺酰氨基、烷基磺酰氨基、芳基磺酰氨基、巰基、烷硫基、芳硫基、雜環(huán)硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亞磺?；?、芳基亞磺?；?、烷基磺?；?、芳基磺?；Ⅴ；?、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基偶氮基、雜環(huán)偶氮基、亞氨基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦?；⒓坠柰榛?、肼基、脲基、硼酸基(-b(oh)2)、磷酸基(-opo(oh)2)、硫酸基(-oso3h)、或者其它公知的取代基。

用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫能夠使用市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品?；蛘撸绨凑杖毡咎亻_2010-232410號(hào)公報(bào)公開的那樣，能夠?qū)⒂孟率龅耐ㄊ?2)表示的萘衍生物作為初始原料合成得到用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫。通式(2)中的r²⁵～r³⁰可以是與通式(1)中的r¹～r²⁴相同的取代基。

【化學(xué)式2】

在用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫中，從容易控制分子的凝聚狀態(tài)的角度考慮，r¹～r²⁴中8個(gè)以上是氫原子或者氘原子比較有利，r¹～r²⁴中16個(gè)以上是氫原子或者氘原子更有利，全部是氫原子或者氘原子最有利。另外，從容易合成的角度考慮，用下式(3)表示的萘酞菁錫比較有利。

【化學(xué)式3】

用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫在大致200nm以上1100nm以下的波段具有吸收性。例如，用上式(3)表示的萘酞菁錫如圖3所示在波長(zhǎng)約870nm的位置具有吸收峰值。圖3是含有用上式(3)表示的萘酞菁錫的光電變換層的吸收波譜的一例。另外，在測(cè)定吸收波譜時(shí)使用在石英基板上層疊了光電變換層(厚度：30nm)的試樣。

根據(jù)圖3可知，由含有萘酞菁錫的材料形成的光電變換層在近紅外區(qū)域具有吸收性。即，通過選擇含有萘酞菁錫的材料作為構(gòu)成光電變換層15的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)例如能夠檢測(cè)近紅外線的光傳感器。

圖4示意地表示光電變換層15的結(jié)構(gòu)的一例。在圖4示例的結(jié)構(gòu)中，光電變換層15具有空穴阻擋層15h、使用含有用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫的有機(jī)半導(dǎo)體材料形成的光電變換構(gòu)造15a、和電子阻擋層15e?？昭ㄗ钃鯇?5h配置在光電變換構(gòu)造15a和對(duì)置電極12之間，電子阻擋層15e配置在光電變換構(gòu)造15a和像素電極11之間。

圖4所示的光電變換構(gòu)造15a包括p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體至少一方。在圖4示例的結(jié)構(gòu)中，光電變換構(gòu)造15a具有p型半導(dǎo)體層150p、n型半導(dǎo)體層150n、被夾在p型半導(dǎo)體層150p和n型半導(dǎo)體層150n之間的混合層150m。p型半導(dǎo)體層150p配置在電子阻擋層15e和混合層150m之間，具有光電變換及/或空穴輸送的功能。n型半導(dǎo)體層150n配置在空穴阻擋層15h和混合層150m之間，具有光電變換及/或電子輸送的功能。如后面所述，也可以是混合層150m包括p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體至少一方。

p型半導(dǎo)體層150p和n型半導(dǎo)體層150n分別包括有機(jī)p型半導(dǎo)體及有機(jī)n型半導(dǎo)體。即，光電變換構(gòu)造15a包括含有用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫的有機(jī)光電變換材料、和有機(jī)p型半導(dǎo)體及有機(jī)n型半導(dǎo)體至少一方。

有機(jī)p型半導(dǎo)體(化合物)是施主性有機(jī)半導(dǎo)體(化合物)，主要指以空穴輸送性有機(jī)化合物為代表的、具有容易供給電子的性質(zhì)的有機(jī)化合物。更具體地講，有機(jī)p型半導(dǎo)體(化合物)是指在使兩種有機(jī)材料接觸使用時(shí)離子勢(shì)較小者的有機(jī)化合物。因此，作為施主性有機(jī)化合物，只要是具有電子供給性的有機(jī)化合物，則能夠使用任何的有機(jī)化合物。例如，能夠使用具有以下的化合物作為配位體的金屬絡(luò)合物等：三芳基胺化合物、聯(lián)苯胺化合物、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、三苯甲烷化合物、咔唑化合物、聚硅烷化合物、噻吩化合物、酞菁化合物、花青類化合物、部花青類化合物、氧雜菁化合物、多胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚亞芳基化合物、縮合芳香族碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物、熒蒽衍生物)、含氮雜環(huán)化合物。另外，施主性有機(jī)半導(dǎo)體不限于這些，如上所述只要是離子化電位比作為n型(受主性)化合物使用的有機(jī)化合物小的有機(jī)化合物，就能夠用作施主性有機(jī)半導(dǎo)體。上述的萘酞菁錫是有機(jī)p型半導(dǎo)體材料的一種。

有機(jī)n型半導(dǎo)體(化合物)是受主性有機(jī)半導(dǎo)體(化合物)，主要指以電子輸送性有機(jī)化合物為代表的、具有容易接受電子的性質(zhì)的有機(jī)化合物。更具體地講，有機(jī)n型半導(dǎo)體(化合物)是指在使兩種有機(jī)材料接觸使用時(shí)電子親和力較大者的有機(jī)化合物。因此，作為受主性有機(jī)化合物，只要是具有電子受主性的有機(jī)化合物，則能夠使用任何的有機(jī)化合物。例如，能夠使用具有以下物質(zhì)作為配位體的金屬絡(luò)合物等：富勒烯、富勒烯衍生物、縮合芳香族碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物、熒蒽衍生物)、含有氮原子、氧原子、硫原子的5～7元雜環(huán)化合物(例如吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、蝶啶、吖啶、吩嗪、菲繞啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、三唑噠嗪、三唑嘧啶、四氮茚、氧雜二唑、咪唑并吡啶、吡咯烷、吡咯并吡啶、噻二唑并吡啶、二苯并氮雜卓、三苯并氮雜卓等)、聚亞芳基化合物、芴化合物、環(huán)戊二烯化合物、甲硅烷基化合物、含氮雜環(huán)化合物。另外，不限于這些，如上所述只要是電子親和力比作為p型(施主性)有機(jī)化合物使用的有機(jī)化合物大的有機(jī)化合物，就能夠用作受主性有機(jī)半導(dǎo)體。

混合層150例如可以是包括p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)構(gòu)造層。在形成混合層150m作為具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)造的層的情況下，能夠使用用上述的通式(1)表示的萘酞菁錫作為p型半導(dǎo)體材料。作為n型半導(dǎo)體材料，例如能夠使用富勒烯及/或富勒烯衍生物。構(gòu)成p型半導(dǎo)體層150p的材料與混合層150m中包含的p型半導(dǎo)體材料相同比較有利。同樣，構(gòu)成n型半導(dǎo)體層150n的材料與混合層150m中包含的m型半導(dǎo)體材料相同比較有利。關(guān)于異質(zhì)結(jié)構(gòu)造在專利第5553727號(hào)公報(bào)中已經(jīng)詳細(xì)說明。作為參考，在本說明書中引用了專利第5553727號(hào)公報(bào)的全部公開內(nèi)容。

通過按照要進(jìn)行檢測(cè)的波長(zhǎng)區(qū)域使用合適的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)在期望的波長(zhǎng)區(qū)域具有靈敏度的攝像裝置。光電變換層15也可以含有非晶硅等無機(jī)半導(dǎo)體材料。光電變換層15也可以含有由有機(jī)材料構(gòu)成的層和由無機(jī)材料構(gòu)成的層。下面，說明將通過對(duì)萘酞菁錫和c60進(jìn)行一起蒸鍍而得到的異質(zhì)結(jié)構(gòu)造適用于光電變換層15的例子。

(攝像裝置的動(dòng)作)

首先，參照?qǐng)D5說明采用高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間的圖像的取得。圖5是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。圖5中的曲線(a)表示垂直同步信號(hào)vss的下降(或者上升)的定時(shí)。曲線(b)表示水平同步信號(hào)hss的下降(或者上升)的定時(shí)。并且，曲線(c)表示通過靈敏度控制線42從電壓供給電路32施加給對(duì)置電極12的電壓vb的時(shí)間性變化的一例。曲線(d)示意地表示像素陣列pa的各行中的復(fù)位及高靈敏度曝光、低靈敏度曝光的定時(shí)。

下面，參照?qǐng)D1、圖2及圖5說明攝像裝置100的動(dòng)作的一例。為了簡(jiǎn)單起見，在此說明像素陣列pa中包含的像素的行數(shù)是第r0行～第r7行合計(jì)8行時(shí)的動(dòng)作的例子。

在取得圖像時(shí)，首先執(zhí)行像素陣列pa中的各單位像素單元10的電荷蓄積區(qū)域的復(fù)位和復(fù)位后的像素信號(hào)的讀出。例如，按照?qǐng)D5所示根據(jù)垂直同步信號(hào)vss開始屬于第r0行的多個(gè)像素的復(fù)位(時(shí)刻t0)。圖5中的網(wǎng)點(diǎn)矩形示意地表示信號(hào)的讀出期間?？梢栽谠撟x出期間的一部分中包含將單位像素單元10的電荷蓄積區(qū)域的電位復(fù)位用的復(fù)位期間。

在屬于第r0行的像素的復(fù)位中，通過第r0行的地址控制線46的電位的控制，使柵極與該地址控制線46連接的地址晶體管26導(dǎo)通。另外，通過第r0行的復(fù)位控制線48的電位的控制，使柵極與該復(fù)位控制線48連接的復(fù)位晶體管28導(dǎo)通。由此，電荷蓄積節(jié)點(diǎn)41和復(fù)位電壓線44相連接，向電荷蓄積區(qū)域供給復(fù)位電壓vr。即，信號(hào)檢測(cè)晶體管24的柵極電極24g及光電變換部13的像素電極11的電位被復(fù)位成復(fù)位電壓vr。然后，通過垂直信號(hào)線47從第r0行的單位像素單元10讀出復(fù)位后的像素信號(hào)。此時(shí)得到的像素信號(hào)是與復(fù)位電壓vr的大小對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)。在讀出像素信號(hào)后，使復(fù)位晶體管28及地址晶體管26截止。

在該例中，如圖5示意地示出的那樣，根據(jù)水平同步信號(hào)hss，按照行單位依次執(zhí)行屬于第r0行～第r7行的各行的像素的復(fù)位。即，像素陣列pa以滾動(dòng)快門方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。下面，有時(shí)將水平同步信號(hào)hss的脈沖的間隔，換言之，將從選擇某行起到選擇下一行的期間稱為“1h期間”。在該例中，例如從時(shí)刻t0到時(shí)刻t1的期間相當(dāng)于1h期間。

如圖5所示，在1h期間的后半部分，將從電壓供給電路32供給的電壓v1施加給對(duì)置電極12。電壓v1是攝影時(shí)的電壓即電荷蓄積時(shí)的電壓，例如約10v。(時(shí)刻t0～t15)。

圖5中空白的矩形示意地表示各行中的高靈敏度曝光期間。高靈敏度曝光期間是通過電壓供給電路32將施加給對(duì)置電極12的電壓切換為比電壓v2大的電壓v1而開始的。并且，圖5中用網(wǎng)點(diǎn)矩形及帶斜線的矩形示出的期間示意地表示低靈敏度曝光期間。低靈敏度曝光期間是通過電壓供給電路32將施加給對(duì)置電極12的電壓切換為電壓v2而開始的。電壓v2小于電壓v1，典型地講是使像素電極11和對(duì)置電極12之間的電位差達(dá)到0v以下的電壓。電壓v2例如也可以是與電荷蓄積部的復(fù)位電壓大致相同的電壓。

在施加給光電變換層15的偏置電壓達(dá)到0v的狀態(tài)下，在光電變換層15產(chǎn)生的電荷幾乎消失。其理由可以推測(cè)為，通過光的照射而產(chǎn)生的正及負(fù)的電荷幾乎都快速地再結(jié)合而消失。

另一方面，在高靈敏度曝光時(shí)蓄積于電荷蓄積部的信號(hào)電荷，在進(jìn)行像素的復(fù)位動(dòng)作以前得以保持而不會(huì)消失。

在下一個(gè)1h期間中，電壓供給電路32將施加給對(duì)置電極12的電壓再次切換為電壓v2，由此再次開始低靈敏度曝光。這樣，以1h期間為單位，反復(fù)低靈敏度曝光期間和高靈敏度曝光期間(時(shí)刻t0～t15)。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過在電壓v2和電壓v1之間切換施加給對(duì)置電極12的電壓，在1h期間中切換高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間。

如上所述，在低靈敏度曝光期間中，在電荷蓄積部蓄積的信號(hào)電荷得以保持原狀。其結(jié)果是，即使高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間反復(fù)，也能對(duì)在各高靈敏度曝光時(shí)蓄積的信號(hào)電荷進(jìn)行積分。這是由本發(fā)明人最先發(fā)現(xiàn)的。另外，當(dāng)在低靈敏度曝光時(shí)對(duì)光電變換層施加正的偏置電壓的情況下，在低靈敏度曝光時(shí)也蓄積信號(hào)電荷。在這種情況下，不僅在高靈敏度曝光時(shí)，對(duì)在低靈敏度曝光時(shí)蓄積的信號(hào)電荷也進(jìn)行積分。

另外，通過在1h期間中使高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間的長(zhǎng)度的比例、即施加給對(duì)置電極12的電壓的占空比不同，能夠使曝光時(shí)間不同。

然后，根據(jù)水平同步信號(hào)hss，從屬于像素陣列pa的各行的像素進(jìn)行信號(hào)電荷的讀出。在該例中，從時(shí)刻t15起，按照行單位依次執(zhí)行從屬于第r0行～第r7行的各行的像素讀出信號(hào)電荷。下面，有時(shí)將從選擇屬于某行的像素起到再次選擇屬于該行的像素的期間稱為“1v期間”。在該例中，時(shí)刻t0～時(shí)刻t15的期間相當(dāng)于有關(guān)第r0行的1v期間。1v期間也是有關(guān)各行的1幀期間。因此，對(duì)于各行而言，通過在1幀期間中反復(fù)數(shù)次高靈敏度曝光期間，進(jìn)行多重曝光。

在反復(fù)高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間的1v期間結(jié)束后的時(shí)刻t15，從屬于第r0行的像素進(jìn)行信號(hào)電荷的讀出。此時(shí)，使第r0行的地址晶體管26導(dǎo)通。由此，將與在數(shù)次的高靈敏度曝光期間中蓄積于電荷蓄積區(qū)域的電荷量對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)輸出給垂直信號(hào)線47。也可以在進(jìn)行像素信號(hào)的讀出之后，使復(fù)位晶體管28導(dǎo)通而進(jìn)行像素的復(fù)位。在進(jìn)行像素信號(hào)的讀出后，使地址晶體管26(及復(fù)位晶體管28)截止。在進(jìn)行信號(hào)電荷的讀出后，獲取在時(shí)刻t0讀出的信號(hào)與在時(shí)刻t15讀出的信號(hào)之差分。由此，能夠得到去除了固定噪聲的信號(hào)。然后，在各行中下一個(gè)1v期間開始。通過將從各行讀出的信號(hào)合成，能夠得到1幀的圖像。通過滾動(dòng)快門動(dòng)作，雖然各行中的曝光期間的開始及結(jié)束、信號(hào)的讀出及像素的復(fù)位的定時(shí)不同，但是對(duì)于像素整體而言，通過在1幀期間中反復(fù)高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間來進(jìn)行多重曝光，能夠在多個(gè)定時(shí)得到高靈敏度曝光期間中的攝像數(shù)據(jù)?；谠摱嘀仄毓獾男盘?hào)電荷的合成是在各像素單元內(nèi)的電荷蓄積部進(jìn)行的。

下面，說明采用這樣的驅(qū)動(dòng)使曝光量在幀間變化的方式。圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作的一例的圖。與圖5一樣，曲線(a)表示垂直同步信號(hào)vss的下降(或者上升)的定時(shí)。曲線(b)表示水平同步信號(hào)hss的下降(或者上升)的定時(shí)。曲線(c)表示通過靈敏度控制線42從電壓供給電路32施加給對(duì)置電極12的電壓vb的時(shí)間性變化的一例。曲線(d)示意地表示像素陣列pa的各行中的復(fù)位及高靈敏度曝光、低靈敏度曝光的定時(shí)。與圖5的曲線(d)不同，在繼第一個(gè)1v期間(幀f1)之后的下一個(gè)1v期間(幀f2)中，將高靈敏度曝光期間的電壓供給電路32施加給對(duì)置電極12的電壓設(shè)定為比電壓v1大的電壓v3。在曲線(d)中，用帶豎線的矩形表示被施加電壓v3的高靈敏度曝光期間。在幀f1中施加給對(duì)置電極12的電壓vb的變化是(v1-v2)，在幀f2中是(v1-v3)。這樣，在幀f1和幀f2中，高靈敏度曝光期間及低靈敏度曝光期間的施加給對(duì)置電極12的電壓vb的變化的程度不同。另外，在幀f1中，施加給對(duì)置電極12的電壓vb的變化的程度恒定為(v1-v2)。并且，在幀f2中，施加給對(duì)置電極12的電壓vb的變化的程度恒定為(v1-v3)。

在幀f2的高靈敏度曝光期間中，向?qū)χ秒姌O12施加更高的電壓v3，因而各單位像素單元的靈敏度進(jìn)一步提高。即，相對(duì)于t0～t15的1幀，在t15以后的幀中，高靈敏度曝光期間中的單位像素單元的每單位時(shí)間的靈敏度變化。另一方面，如圖6所示，在t0～t15的1幀和t15以后的幀中，高靈敏度曝光期間和低靈敏度曝光期間的長(zhǎng)度相同。因此，根據(jù)圖6所示的驅(qū)動(dòng)，通過變更單位像素單元的靈敏度，不需變更曝光時(shí)間即可控制曝光量。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，不需在幀間改變被攝體像的抖動(dòng)量，即可實(shí)現(xiàn)曝光量的調(diào)整。

圖7表示反復(fù)上述的動(dòng)作的時(shí)序圖的一例。曲線(a)表示垂直同步信號(hào)vss的下降(或者上升)的定時(shí)。曲線(b)表示從電壓供給電路32施加給對(duì)置電極12的電壓vb的時(shí)間性變化的一例。曲線(d)示意地表示像素陣列pa的各行中的復(fù)位及高靈敏度曝光、低靈敏度曝光的定時(shí)。

如圖7所示，按照每1幀，將在高靈敏度曝光期間中施加給對(duì)置電極12的電壓vb切換為v1和v3。通過按照這樣的控制驅(qū)動(dòng)攝像裝置，能夠在每1幀交替地得到高靈敏度圖像和低靈敏度圖像。因此，通過將第n個(gè)幀的圖像和第n+1個(gè)幀的圖像相加，能夠得到動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大的高動(dòng)態(tài)范圍圖像。

這樣，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)施加給對(duì)置電極12的電壓vb，控制高靈敏度曝光期間的開始及結(jié)束和低靈敏度曝光期間的開始及結(jié)束。并且，根據(jù)在高靈敏度曝光時(shí)施加給對(duì)置電極12的電壓v1的電位控制曝光量。即，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，由于曝光時(shí)間不變，因而不需改變被攝體像的抖動(dòng)量，即可實(shí)現(xiàn)曝光量的調(diào)整。并且，不需要對(duì)各單位像素單元10追加傳輸柵極等元件，因而也有利于像素的微細(xì)化。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的攝像裝置能夠應(yīng)用于例如圖像傳感器等。本發(fā)明的攝像裝置能夠用于醫(yī)療用攝像機(jī)、機(jī)器人用攝像機(jī)、安保攝像機(jī)、搭載于車輛使用的攝像機(jī)等。作為車載用攝像機(jī)，例如能夠用作針對(duì)控制裝置的輸入裝置，該控制裝置進(jìn)行車輛安全行駛用的控制?；蛘撸軌蛴糜趯?duì)駕駛員使車輛安全行駛用的支持。

標(biāo)號(hào)說明

10單位像素單元；11像素電極；12對(duì)置電極；13光電變換部；14信號(hào)檢測(cè)電路；15光電變換層；15a光電變換構(gòu)造；15e電子阻擋層；15h空穴阻擋層；20半導(dǎo)體基板；20t元件分離區(qū)域；24d、24s、26s、28d、28s雜質(zhì)區(qū)域；24信號(hào)檢測(cè)晶體管；26地址晶體管；28復(fù)位晶體管；24g、26g、28g柵極電極；32電壓供給電路；34復(fù)位電壓源；35基板電壓供給電路；36垂直掃描電路；40電源線；41電荷蓄積節(jié)點(diǎn)；42靈敏度控制線；50層間絕緣層；44復(fù)位電壓線；46地址控制線；47垂直信號(hào)線；48復(fù)位控制線。