CN101796823B - 固体摄像元件以及摄影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固体摄像元件以及摄影装置。在像素区域中配置成二维阵列状的每一个像素中具备独立的像素输出线(14)，通过像素输出线(14)向多个存储部(22)依次写入像素信号。在存储部(22)中保持了多帧的像素信号的状态下，从存储部(22)读取对应于任意两帧的像素信号并分别保持到采样保持电路部(61、62)中，获取这些信号的差分，并将对应于规定的图像范围的差分信号进行累计后与阈值进行比较。累计值超过阈值时，看作被摄体中产生了变化，脉冲产生电路(66)生成触发信号。通过根据该触发信号进行摄影的停止等控制，能够对产生作为目标的现象之前或之后的状态进行准确的高速摄影。

Description

固体摄像元件以及摄影装置
技术领域
本发明涉及一种固体摄像元件以及使用了该固体摄像元件的摄影装置，详细而言，涉及一种为了拍摄破坏、爆炸、燃烧等高速现象而能够进行最佳的高速动作的固体摄像元件以及摄影装置。
背景技术
以往开发了用于在短时间内连续对例如爆炸、破坏、燃烧、冲突、放电等高速现象进行摄影的高速摄影装置(高速摄像机)(参照非专利文献1等)。在这样的高速摄影装置中，甚至需要100万帧/秒左右以上的极高速摄影。因此，利用了与以往一般摄相机或数码相机等中使用的摄像元件不同的、具有特殊结构的、能够进行高速动作的固体摄像元件。
作为这样的固体摄像元件，以往，已知有专利文献1等中记载的称作像素周边记录型摄像元件(IS-CCD)的元件。针对该摄像元件进行大致说明。即，在作为受光部的每一个光电二极管上具备分别兼作记录张数(帧数)份的传送的蓄积用CCD，在摄影中，依次向蓄积用CCD传送在光电二极管中进行了光电变换后的像素信号。而且，摄影结束后，统一读取存储在蓄积用CCD中的记录帧数份的像素信号，在摄像元件的外部再现记录帧数份的图像。在摄影中，超过了记录帧数份的像素信号按时间上从早到晚的顺序被废弃，从而在蓄积用CCD中始终保存最新的规定帧数份的像素信号。因此，若在摄影结束时中止向蓄积用CCD传送像素信号，则获得在时间上比该时刻早记录帧数份的时间以后的最新的图像。
在如上所述的高速摄影中，进行与观察对象的特定的现象发生时刻同步的摄影很重要，从外部赋予触发信号时，对应于此而进行开始摄影或结束摄影的控制。为了生成这样的触发信号，一般使用与利用了例如接触传感器、位置传感器、振动传感器、压力传感器等的摄像装置不同的传感器。但是，难以将这样的传感器置于被摄体附近或进行显微镜下的微小物体的摄影等时，通过上述方法大多情况下难以获得适当的触发信号。
如上所述，在难以从其他传感器获得触发信号时，期望从被摄体的摄影图像中检测被摄体的运动或变化等来生成触发信号。以往，在比较低速的摄影中，开发了根据获取的摄影图像进行实时图像处理来检测被摄体的运动或变化从而生成触发信号的装置。在这样的装置中，将驱动固体摄像元件的基准时钟提高到实际摄影中需要的速度的数倍到数十倍(即进行过采样)来进行摄影，对根据从固体摄像元件读取的图像信号再现的图像实时进行被摄体的运动检测处理。而且，检测到被摄体的运动或变化时，生成触发信号，接受此来进行原来的摄影的开始或停止，或者进行用于摄影的照明的开关等摄影装置以外的设备的控制。
但是，实时对从摄像元件读取的信号进行图像处理来检测被摄体的运动或变化时，通常，由于要在外部帧存储器中存储图像或需要进行大量的运算处理，因此具有从发生作为目标的现象到产生触发信号为止的时间延迟变大的倾向。特别是，进行高速摄影时，由于该时间延迟，存在无法获得捕捉到目标现象的图像的隐患。
针对这样的问题，在专利文献2记载的摄影系统中，在摄像透镜后方设置分束器或半透明反射镜等光分离单元，将入射光分离成多束后分别导入到第一摄像装置和第二摄像装置这两台摄像装置中，将第一摄像装置专用于检测图像的急剧变化的监测，根据由此获得的触发信号控制在第二摄像装置中取入图像信号。但是，在这样的现有摄影系统中，需要用于将来自摄影对象的入射光分离成多束的光学系统部件，并且也需要准备多个摄像装置(摄像元件)。因此，系统会变大，且很难降低成本，装置的小型化/轻量化也很困难。
另外，在专利文献3中，在固体摄像元件的像素区域之中或周围设置用于检测入射光量的变化的专用的变化检测元件，并基于该变化检测元件的检测信号进行摄影的开始或停止等控制。但是，在摄像元件区域之中设置变化检测元件时，由于在变化检测元件存在的部分无法获得摄影用图像信号，因此无法避免图像质量的劣化。为了避免这种情况，也提出了远离摄像元件区域而配置变化检测元件，并且利用棱镜或半透明反射镜等来分离入射光从而照射变化检测元件与摄像元件区域的构成。但是，与专利文献2中记载的现有技术同样，使用这样的光学系统来分离光的技术是成本增高的很大的因素。另外，为了捕捉在摄影范围的一部分引起的变化，需要准备某种程度的多个变化检测元件，但是那样会使固体摄像元件的芯片面积变大，仍是成本增高的主要因素。
【专利文献1】特开2001-345441号公报
【专利文献2】特开平5-336420号公报
【专利文献3】特开2007-166581号公报
【非专利文献1】近藤等5名，“高速摄像机HyperVision HPV-1的开发”，岛津评论，岛津评论编辑部，2005年9月30日发行，第62卷，第1、2号，p.79-86
发明内容
本发明鉴于上述课题而形成，其主要的目的在于提供一种固体摄像元件，该固体摄像元件无需准备特别的光学系统就能够可靠捕捉由连续摄影获得的图像中的被摄体的变化或运动、观测对象的特定现象的发生等，并且能够生成用于控制高速摄影的开始或停止等、控制外部设备的触发信号。
另外，本发明的另一目的在于提供一种能够利用如上述的固体摄像元件且以低成本可靠捕捉作为目标的高速现象并进行记录的摄影装置。
为了解决上述课题而构成的本发明的固体摄像元件特征在于，具备：
a)排列成二维阵列状的多个像素，分别至少包括：接受光而生成光电荷的光电变换元件、向检测节点传送由所述光电变换元件生成的光电荷的传送元件、从所述检测节点向后述像素输出线送出与电荷对应的输出信号的缓冲元件；
b)按所述多个像素的每一个独立设置的像素输出线；
c)针对各像素设置的多个存储部，用于保持通过所述像素输出线从各像素输出的输出信号；
d)驱动控制单元，按照下述方式使各像素和各存储部进行动作，即，在按每次摄像来依次改变保持信号的存储部的同时反复进行在所有像素中一齐执行所述各像素中的与摄像对应的光电荷的蓄积动作、从各像素通过所述像素输出线向所述多个存储部中的一个传送信号的传送动作的中途，从相应的存储部依次读取在不同的时刻获得的两帧的所有像素或者一部分像素所对应的信号；和
e)触发信号生成单元，基于在所述驱动控制单元的控制下依次读取的两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号，检测摄影对象的变化或运动，从而生成触发信号。
在本发明的固体摄像元件中，各像素所具备的光电变换元件例如可以是光电二极管，检测节点将电荷信号变换为电压信号，例如可以是浮动扩散区(浮动区域)，传送元件例如可以是晶体管(MOS晶体管)，缓冲元件例如可以是由多个晶体管构成的源极跟随放大器，存储部例如可以是电容与晶体管等开关之间的组合。
在本发明的固体摄像元件中，无需将摄影中获取的信号(像素信号)读取到元件外部，通过在一帧摄像即每次进行光电荷蓄积时针对多个存储部按规定的顺序进行使该输出信号通过像素输出线存储到多个存储部的一个之中这样的动作，能够进行极高速的连续摄影。通过摄像的反复进行，在按每一个像素准备的多个存储部中保持所有信号之后，只要将时间上最早的信号废弃(实际上是重置存储部的保持内容)而保持新获取的信号即可。由于能够在极短时间内进行通过像素数据线从各像素向存储部的信号传送，因此一帧的摄影所需的时间基本上由光电变换元件中接受光后将光电荷蓄积在检测节点等中的时间来决定。
在这样进行高速摄影的过程中，驱动控制单元针对不同时刻获得的两帧例如最新的帧与一帧或多帧前的帧，从相应的存储部依次读取所有像素或一部分像素所对应的信号。另外，由于能够继续对与该依次读取对象的存储部不同的存储部通过像素输出线传送信号，因此在上述读取过程中也能够继续进行摄影。
触发信号生成单元利用上述依次读取的两帧的图像所对应的信号，对摄影对象的被摄体的运动或变化等进行检测。例如，获取同一位置的像素信号的差分，对按每一个像素的差分值进行加法运算，该结果超过阈值时，看作被摄体中具有运动或变化。
以一像素为单位比较像素信号(获取差分)时，容易受到外部的振动等引起的图像模糊的影响。因此，例如，从相应的存储部中依次读取两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号时，在排列成二维阵列状的多个像素中，同时读取在水平方向和/或垂直方向上相邻或靠近的多个像素所对应的信号，并进行加法运算处理或平均化处理，在此基础上获取帧间的差分即可。
根据这样的构成，能够减轻图像模糊等的影响来提高被摄体的运动或变化的检测精度。另外，通过缩短为了生成触发信号而从存储部依次读取信号的时间，能够缩短从被摄体的运动或变化的产生到获得触发信号为止的时间延迟。
为了获得后者的效果，从相应的存储部中依次读取两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号时，也可在排列成二维阵列状的多个像素中沿水平方向和/或垂直方向按规定的间隔进行跳跃读取。
另外，在本发明的固体摄像元件中，能够使驱动控制单元构成为基于由所述触发信号生成单元生成的触发信号停止摄影并且对保持在所述多个存储部中的多个帧所对应的信号进行依次读取并输出。
这里，基于触发信号的摄像的停止并不一定仅限于只要获得触发信号就立刻停止摄影，也可以在产生触发信号的定时到停止摄影为止设置适当的时间延迟或适当的帧数延迟。此时，优选能够从外部即用户指定这样的时间延迟或帧数延迟。通过适当设定这些延迟，实际上能够从触发信号的产生时刻开始进行连续摄影并获得由存储部的数量决定的规定帧数的图像。另外，也能够在触发信号的产生时刻立刻停止摄影，获得从触发信号的产生时刻开始时间上早的规定帧数的图像。
另外，在本发明的固体摄像元件中，也可以构成为能够从外部指定用于生成所述触发信号的两帧中的特定范围。
想要由使用了本固体摄像元件的摄影装置对想要高速摄影的爆破等现象的征兆进行捕捉时，不一定要观察摄影图像整体，只要观察该图像中的很少一部分即可的情况较多。此时，为了生成触发信号而设定窄的观察帧间差分的范围，能够减少依次读取的信号的数量从而迅速检测被摄体的运动/变化。由此，能够缩短从被摄体实际产生动作或变化的时刻到产生触发信号为止的时间延迟。
另外，在本发明的固体摄像元件中，可以构成为能够从外部指定用于生成所述触发信号的两帧的帧间隔或时间差。由此，能够根据想要摄影的现象等的种类或被摄体的运动或变化的状态，由适当的时序生成触发信号。
另外，在本发明的固体摄像元件中，可以构成为具备向外部输出由触发信号生成单元生成的触发信号的输出端子。利用向外部输出的触发信号能够容易地进行例如点亮照明灯或在其它摄影装置中开始摄影等控制。另外，并不仅仅是在固体摄像元件的内部根据触发信号进行摄影的开始或停止的控制，也能进行更复杂且自由度高的摄影的控制，例如，在其它条件下产生了触发信号时进行摄影的开始或停止。
另外，本发明的摄影装置是使用了如上所述的本发明的固体摄像元件的摄影装置，具备：控制单元，其根据由所述触发信号生成单元生成的触发信号，控制该固体摄像元件的摄影的开始或停止。
这里，能够在设置于固体摄像元件的外部的控制单元中例如包括：逻辑运算电路，其获取上述触发信号与由其它传感器等得到的传感器触发信号等之间的逻辑或，或者获取上述触发信号与指示有无其它条件的信号之间的逻辑与；延迟电路，其延迟触发信号。
(发明效果)
根据本发明的固体摄像元件以及摄影装置，由于能够迅速即无需大的时间延迟就能产生准确捕捉到作为目标的摄影对象的现象的产生、被摄体的运动或变化等的触发信号，因此能够可靠进行作为目标的现象的高速度摄影。另外，由于获得触发信号时不需要基于振动传感器等其它传感器的检测信号或基于其它摄影装置的摄影图像，并且无需使用复杂的光学系统，通过一个固体摄像元件就能获得触发信号，因此有利于抑制系统的成本。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的固体摄像元件的半导体芯片上的布局的示意俯视图。
图2是在本实施例的固体摄像元件中表示像素区域内的一个像素的布局的示意俯视图。
图3是表示本实施例的固体摄像元件的像素区域以及存储区域的示意构成的俯视图。
图4是表示本实施例的固体摄像元件的大致一半的主要部件的模块构成图。
图5是表示本实施例的固体摄像元件的一个像素的电路构成图。
图6是在本实施例的固体摄像元件中表示一个像素的光电变换区域的布局的示意俯视图。
图7是图6中的A-A′向视线纵截面的示意电势图。
图8是在本实施例的固体摄像元件中对应于配置在垂直方向上的132个像素的一个存储部单元的示意构成图。
图9是本实施例的固体摄像元件的一个存储部的电路构成图。
图10是在本实施例的固体摄像元件中表示用于通过输出线读取保持在各存储部中的信号的示意构成的模块图。
图11是本实施例的固体摄像元件中的连续读取模式和分组读取模式的示意时序图。
图12是在本实施例的固体摄像元件中光电荷蓄积时间短时的动作模式的驱动时序图。
图13是图12所示的动作的像素内的示意电势图。
图14是在本实施例的固体摄像元件中光电荷蓄积时间相对长时的驱动时序图。
图15是图14所示的动作的像素内的示意电势图。
图16是在本实施例的固体摄像元件中连续读取模式中的一帧份的依次读取的动作时序图。
图17是在本实施例的固体摄像元件中分组读取模式中的依次读取的动作时序图。
图18是本实施例的固体摄像元件中的水平移位寄存器的主要部分的动作时序图。
图19是本实施例的固体摄像元件中的垂直移位寄存器的主要部分的动作时序图。
图20是在本实施例的固体摄像元件中按每一个信号输出线设置的触发信号生成部的示意构成图。
图21是使用了本实施例的固体摄像元件的摄影装置的主要部分的模块构成图。
图22是用于说明该摄影装置中的摄像控制的定时的示意图。
图23是表示摄影图像的示意图。
图24是用于说明像素信号的选择的示意图。
图中：1-半导体基板；2、2a、2b-像素区域；3a、3b-存储区域；4a、4b-垂直扫描电路区域；5a、5b-水平扫描电路区域；6a、6b-电流源区域；10-像素；11-光电变换区域；12-像素电路区域；13-布线区域；14、141-像素输出线；15-驱动线；20-存储部单元；21-存储部单元行；22-存储部；23、23a、23b、23c、23d-输出线；24、24a、24b、24c、24d-存储元件；25、25a、25b、25c、25d-电容；26、26a、26b、26c、26d-采样晶体管；27、27a、27b、27c、27d-读取晶体管；31-光电二极管；32-传送晶体管；33、331、332-浮动扩散区(floating diffusion)；333-金属布线；34-蓄积晶体管；35-重置晶体管；36-蓄积电容；37、40-晶体管；38、41-选择晶体管；39-电流源；43-源极跟随放大器；50-存储部单元模块；60-触发信号生成部；61、62-采样保持电路部；63-差分电路；64-累计电路；65-比较器；66-脉冲产生电路；70-固体摄像元件；71-触发信号运算电路；72-触发信号输出端子；73-触发信号输入端子；74-摄像控制部；75-控制电路；VSR1-垂直移位寄存器；HSR1-水平移位寄存器。
具体实施方式
下面，参照附图说明作为本发明的一实施例的固体摄像元件以及摄像装置。
首先，说明本实施例的固体摄像元件的整体的构成和结构。图1是表示本实施例的固体摄像元件的半导体芯片上的整体布局的示意俯视图，图3是表示本实施例的固体摄像元件的像素区域以及存储区域的示意构成的俯视图，图4是表示本实施例的固体摄像元件的大致一半的主要部件的模块构成图。
如图1所示，在该固体摄像元件中，在半导体基板1上用于接受光来生成每一个像素的信号的像素区域2(2a、2b)和用于将所述信号保持规定帧数份的存储区域3a、3b未混在一起而完全分离，并分别作为统一的区域来设置。在大致矩形状的像素区域2内，二维阵列状地配置有N行、M列的共N×M个像素10，该像素区域2被分割成分别配置了(N/2)×M个像素10的第一像素区域2a、第二像素区域2b这两个区域。
在第一像素区域2a的下侧，隔着小面积的第一电流源区域6a而配置有第一存储区域3a，在第二像素区域2b的上侧，同样隔着小面积的第二电流源区域6b而配置有第二存储区域3b。第一和第二存储区域3a、3b中分别设有第一和第二垂直扫描电路区域4a、4b以及第一和第二水平扫描电路区域5a、5b，其中以上区域中分别设有用于控制从存储区域3a、3b中读取信号的移位寄存器或译码器等电路。如图3所示，用于从各存储区域3a、3b中向元件的外部读取信号的输出线束SS01～SS64配置为上下各32组共计64组。
这样，本实施例的固体摄像元件以将像素区域2的大致中央划分成上下两个的水平线作为边界，构成为大致上下对称的结构。由于该上半部分和下半部分的结构或动作相同，因此在以下的说明中，主要描述下方的第一像素区域2a、第一存储区域3a、第一垂直扫描电路区域4a、第一水平扫描电路区域5a的结构以及动作。
像素数即上述N、M值可以分别任意地决定，这些值越大，则图像的分辨率就越大，但是，另一方面会导致整体的芯片面积变大或者对应于1个像素的芯片面积变小。作为该例，设N＝264、M＝320。因此，如图3、图4所示，分别配置在第一、第二像素区域2a、2b中的像素数是在水平方向上320像素、在垂直方向上132像素的42240像素。
图2是表示像素区域2(2a、2b)中的一个像素10的布局的示意俯视图。一个像素10所占的区域是大致正方形，其内部大致区分成三个区域，即，光电变换区域11、像素电路区域12以及布线区域13。布线区域13中，(N/2)+α根像素输出线14按照沿垂直方向延伸的方式集中配置。这里，α可以是0，此时，在本例中通过一个布线区域13的像素输出线的根数是132根。但是，一般形成多个这样平行延伸的布线(例如，Al等金属布线)时，两端布线的宽度或寄生电容容易变得不同。因此，实际上，夹持使信号通过的132根像素输出线在两端各设置一根虚拟布线。此时，α＝2，通过一个布线区域13的布线的根数是134根。
图5是图2所示的一个像素10的电路构成图。各像素10包括：接受光而生成光电荷的光电二极管(相当于本发明的光电变换元件)31、靠近光电二极管31而设置的用于传送光电荷的传送晶体管(相当于本发明的传送元件)32、通过传送晶体管32与光电二极管31连接且暂时蓄积光电荷并将其变换为电压信号的浮动扩散区(相当于本发明的检测节点)33、进行光电荷的蓄积动作时用于蓄积从光电二极管31经过传送晶体管32溢出的即溢出电荷的蓄积晶体管34以及蓄积电容36、用于排出蓄积在浮动扩散区33和蓄积电容36中的电荷的重置晶体管35、用于将蓄积在浮动扩散区33中的电荷或蓄积在浮动扩散区33和蓄积电容36两者中的电荷作为电压信号进行输出的由被串联连接的两个PMOS型晶体管37、38和同样被串联连接的两个NMOS型晶体管40、41这两级构成的源极跟随放大器(相当于本发明的缓冲元件)43、用于向源极跟随放大器43的前一级的两个晶体管37、38提供电流的恒流晶体管等构成的电流源39。
在传送晶体管32、蓄积晶体管34、重置晶体管35以及源极跟随放大器43的选择晶体管38、41的栅极端子上分别连接用于提供由φT、φC、φR、φX构成的控制信号的驱动线15。如图4所示，这些驱动线15在像素区域2内的所有像素中共用。由此，能够在所有的像素中进行同时驱动。
源极跟随放大器43的第二级的选择晶体管41的输出42与配置在上述的布线区域13中的132根像素输出线14中的一根(在图5中用符号141表示的像素输出线)连接。该像素输出线141在每一个像素10中分别设置一根，即与各像素10对应地独立设置。因此，在该固体摄像元件中，设有与像素数相同的像素输出线，即84480根像素输出线。
源极跟随放大器43具有作为以高速驱动像素输出线141的电流缓冲器的功能。如图4所示，由于各像素输出线141从像素区域2a延伸到存储区域3a，因此会成为某种程度的大的容性负载，为了以高速对该像素输出线141进行驱动，需要能够使大电流流过的大尺寸的晶体管。但是，为了在各像素10中提高光电变换增益，则用于将光电荷变换为电压的浮动扩散区33的电容越小越好。由于连接在浮动扩散区33的晶体管的栅极端子的寄生电容会使浮动扩散区33的电容有效增加，因此由于上述原因，期望该晶体管37是栅极输入电容小的小型晶体管。所以，为了同时满足输出侧中的大电流和输入侧中的低电容，在这里，将源极跟随放大器43设置成两级构成，通过使前一级的晶体管37为小型晶体管来抑制输入栅极电容，后一级的晶体管40、41使用大的晶体管来确保大的输出电流。
另外，在源极跟随放大器43中，从进行基本动作的这点来看，也可不设置前一级的选择晶体管38，但是，通过在后一级的选择晶体管41为截止状态时同时使选择晶体管38也处于截止状态来不让电流从电流源39流向晶体管37，能够抑制对应量的电流消耗。
图6是表示一个像素10的光电变换区域11的布局的示意俯视图，图7是图6中的A-A′向视线纵截面的示意电势图。
俯视下具有大致矩形状的受光面的光电二极管31是嵌入型光电二极管结构。由于在高速摄影中曝光时间极其短，因此为了确保适当的曝光，需要尽量使各像素10的光电二极管的受光面的面积大，并且需要尽量增加入射(受光)的光量。但是，一般，扩大光电二极管的受光面的面积时，特别是在其周边侧所生成的光电荷到达作为检测节点的浮动扩散区的所需时间成为问题，在高速摄影的短短一个周期期间不能被传送的光电荷会被浪费，或者会成为引起残像现象的原因。因此，在本实施例的固体摄像元件中，通过采用如下的结构来提高电荷传送的速度。
通常，浮动扩散区被配置在光电二极管的侧方，如图6所示，在该固体摄像元件中，光电二极管31的大致中央部形成有小面积的浮动扩散区331，按照包围该浮动扩散区331的方式环状地设有传送晶体管32的栅极电极。通过这样在光电二极管31的中央处配置浮动扩散区331，能平均缩短从光电二极管31的周边部到浮动扩散区331的光电荷的移动距离，并且在光电二极管31的周边部的任何位置处产生的光电荷都能容易地到达浮动扩散区331。
而且，形成光电二极管31时，通过使用多个光掩模来使杂质的注入(掺入)量(或注入深度)多个阶段地变化，使得杂质的掺入量(或注入深度)从光电二极管31的周边部向中央(即，浮动扩散区331)慢慢或阶梯状地变化。因此，如图7(a)所示，向光电二极管31的pn结施加适当的偏压时，会从光电二极管31的周边部向中央处形成向下倾斜的电势梯度。根据该形成的即由工序上的方法形成的电势梯度，由受光而在光电二极管31中生成的光电荷越在其周边部生成的电荷越被较大程度地加速，从而向中央侧前进。
此时，若传送晶体管32处于截止状态，则如图7(a)所示，形成在传送晶体管32的环状栅极电极正下方的势垒的周围会聚集光电荷。若传送晶体管32被导通，则如图7(b)所示，聚集的光电荷会立刻通过传送晶体管32落入浮动扩散区331中。另一方面，光正在入射的期间，传送晶体管32维持导通状态时，沿着电势梯度集中在中央处的光电荷直接通过传送晶体管32落入浮动扩散区331中。在何种情况下都能够以高的概率且迅速向浮动扩散区331传送光电二极管31中生成的光电荷。
虽然在光电二极管31的中央部设置浮动扩散区331来得到了如上述的很大的优点，但是，与该浮动扩散区331靠近地配置蓄积溢出的光电荷的蓄积电容36等时，会产生数值孔径降低的问题。因此，这里，在像素电路区域12中，作为扩散层形成与如上述那样光电荷直接流入的浮动扩散区(以下，称作第一浮动扩散区)331不同的第二浮动扩散区332，并且通过利用铝(Al)等金属布线333来连接第一浮动扩散区331与第二浮动扩散区332之间，使两者变成等电位。即，在这里，第一浮动扩散区331和第二浮动扩散区332构成一体，起到作为将电荷信号变换为电压信号的检测节点的浮动扩散区33的作用。
下面，详细说明第一和第二存储区域3a、3b的内部构成。如图4所示，第一和第二存储区域3a、3b内，沿着分别与排列在像素区域2a、2b内的垂直方向上的132个像素10连接的132根像素输出线14的延伸方向，配置有蓄积帧数L份的存储部单元20。在该例中，蓄积帧数L即连续摄影帧数是104，在垂直方向上排列有104个存储部单元20，而且其在水平方向上排列有320个。因此，在第一存储区域3a中排列有104×320个＝33280个存储部单元20。在第二存储区域3b中也排列有同样数量的存储部单元20。
图8是表示1个存储部单元20的内部构成的示意图。一个存储部单元20内排列有水平方向上的11个、垂直方向上的12个共计132个存储部22，各存储部22分别与不同的一根像素输出线141连接。通过像素输出线141，各存储部22分别与像素区域2a内的像素10一一对应，一个存储部单元20内的132个存储部22中分别保持有像素区域2a内的垂直方向的132个像素10的输出信号。因此，在图4中，水平方向的一行上所排列的320个存储部单元20(在图4中，用符号21表示的存储部单元行)中保持有由132×320像素(pixel)构成的一帧的下半部分的像素信号。在图3所示的上侧的第二存储区域3b中也同样在排列于水平方向上的一行的320个存储部单元中保持有由320×132像素构成的一帧的上半部分的像素信号，由两者构成一帧的图像。通过在垂直方向上排列104个存储部单元行21，能够保持104帧份的像素信号。
如图8所示，在各存储部单元20中，132个存储部22的所有的输出都被连接在一起构成一根信号输出线32。而且，如图4所示，排列在水平方向上的存储部单元20其相邻的每十个构成一组，水平方向上具有32组存储部单元20的组，每一组的十个存储部单元20的信号输出线23都被连接在一起形成一根。另外，排列在垂直方向上的104个存储部单元20的信号输出线23也被连接在一起形成一根。因此，在存储区域3a中，水平方向上十个、垂直方向上104个共计1040个存储部单元20以及包含在各存储部单元20中的存储部22的数量来说，137280个存储部22的输出被连接在一起构成一根信号输出线23。在图3中，用符号50表示了具有同一个信号输出线23的存储部单元20的块，即存储部单元模块。根据上述构成，来自第一存储区域3a的输出线23的数量是32根，从第二存储区域3b也抽出同样的输出线。用SS01～SS64表示通过这些信号输出线的信号。
图9是一个存储部22的示意电路构成图。一个存储部22具有四个存储单元。即，由与一根像素输出线141连接的采样晶体管26(26a～26d)、通过采样晶体管26与像素输出线141连接的电容25(25a～25d)、用于读取保持在电容25中的模拟电压信号的读取晶体管27(27a～27d)构成作为存储单元的存储元件24(24a～24d)，一个存储部22由四个存储元件24a～24d形成一组而构成。因此，在一个存储部22中能够保持从同一个像素通过同一个像素输出线141被输出的四个不同的模拟电压信号。由于通过四个读取晶体管27a～27d的信号输出线23a～23d分别被独立地设置，因此实际上具有四根(即23a～23d)图3、图4、图8所示的信号输出线23，构成为在元件内进行差分等模拟运算处理并最终作为一根信号输出线被输出到元件的外部。或者也可以独立地输出上述四根信号输出线23a～23d。
如上所述，一个存储部22由四个存储元件24a～24d构成的最初的目的在于，为了进行如后述的动态范围扩大处理以及噪声去除处理而对与溢出前的电荷对应的信号、与溢出后的电荷对应的信号、与溢出前的电荷对应的信号中所包含的噪声信号、与溢出后的电荷对应的信号中所包含的噪声信号这四个模拟电压信号独立地进行保持。但是，并不一定要局限于这样的目的，也能以其它的动作方式利用各存储元件24a～24d。例如，若不利用各像素10的蓄积电容36，则无需考虑溢出后的信号或溢出后的信号中所包含的噪声信号，能够利用存储元件24来增加这部分的连续摄影的帧数。由此，能够进行两倍的208帧的连续摄影。另外，若也不进行噪声去除，则能够进行进一步的两倍的416帧的连续摄影。
与各像素10内的蓄积电容36相同，例如能够由双多晶硅栅极结构或层叠(stack)结构形成电容25a～25d。进行利用了CCD结构的电荷保持时，存在因热激励等引起暗电荷而导致的伪信号被附加在光信号中的问题，但是，使用双多晶硅栅极结构或层叠结构的电容25a～25d时，不会产生这样的暗电荷，因此不会附加伪信号，能够提高读取到外部的信号的S/N。
图10是表示用于使保持在存储区域3a内的各存储部中的信号通过如上述的信号输出线23而读取的示意构成的模块图。配置成二维阵列状的存储部单元20(20-01～20-10)的垂直方向的每一列上配置有水平移位寄存器HSR1～HSR320，水平方向的每一行上配置有垂直移位寄存器VSR1～VSR104。进行依次读取时，根据水平移位寄存器HSR1～HSR320和垂直移位寄存器VSR1～VSR104的组合选择存储部单元20，在被选择的存储部单元20中按顺序选择存储部22来读取像素信号。但是，由于在信号输出线23被分开的不同的存储部单元模块50中能够同时并行进行动作，因此作为读取动作只要考虑一个存储单元模块50的内部即可。
下面，将说明本实施例的固体摄像元件的驱动方法和动作。本实施例的固体摄像元件具有大致区分为被称作连续读取和分组读取的两个驱动模式。首先，根据图11，说明这两个驱动模式的大致动作。图11是连续读取模式与分组读取模式的示意时序图。
(A)连续读取模式
如图11(a)所示，连续读取模式基本上在像素区域2(2a、2b)的各像素10中执行一帧份的光电荷蓄积之后，在所有的像素10中一齐通过各自的像素输出线141输出信号，将信号电荷保持在存储部22的电容25中。由此，一帧份的像素信号会聚集在存储区域3a、3b的存储部22中，接着通过如上述那样驱动水平移位寄存器、垂直移位寄存器，依次读取一帧的像素信号并向外部输出。此时，只要使用存储区域3a中的最上面一行的320个存储部单元20即可。
将驱动水平和垂直移位寄存器的时钟信号的频率设为50MHz时，平均一个像素信号的读取时间是0.02μ秒。由于一个存储部单元模块50的最上面一行中具有132×10＝1320个存储部22，因此这些所需的总读取时间是26.4μ秒。如上所述，由于在不同的存储部单元模块50中同时进行读取，因此能以26.4μ秒进行一帧份的像素信号的读取。换言之，由于能够将光电荷的蓄积时间延长至该时间，因此与后述的分组读取模式相比，光电荷的蓄积时间设定的自由度大。
图11(a)是一帧份的例子，但是由于在像素区域2a、2b和存储区域3a、3b中除了通过像素输出线14的输出信号的交换时以外，都能独立进行动作，因此从存储区域3a、3b依次读取像素信号时，能够在像素区域2a、2b中蓄积光电荷。因此，如图11(b)所示，能够反复进行大致连续的摄影。
(B)分组读取模式的情况
在分组读取模式下，如图11(c)所示，不进行像素信号的依次读取，而是反复进行以下动作：在各像素中进行一帧份的光电荷蓄积之后，在所有像素中一齐通过各自的像素输出线来输出信号，并在存储部22的电容25中保持信号电荷。此时，逐帧按顺序在已准备的104帧份的存储部22中依次保持输出信号。然后，依次读取该规定帧数份的像素信号并向外部输出。在该分组读取模式下，由于不在摄影中进行向外部的信号读取，因此不受如上所述的因用于读取的时钟频率的上限引起的帧速率的限制，能够以非常短的周期进行连续摄影。能够实施的最大的帧速率，主要由对光电二极管31内产生的光电荷进行聚集并向浮动扩散区33传送为止的时间来限制。在该实施例的固体摄像元件中，如上所述那样，由于在考虑到光电荷蓄积时的光量减少的情况下进行了光电二极管31的结构设计等，因此能够在比以往的像素周边记录型摄像元件中实现的100万帧/秒更高的帧速率进行高速摄影。
下面，作为本实施例的固体摄像元件的详细的驱动方法，首先根据图12～图15说明各像素10中的光电变换动作和将由此生成的信号保持在一个存储部22中的动作。
在本实施例的固体摄像元件中，在光电荷蓄积时间短的情况和光电荷蓄积时间相对长的情况下，能够选择不同的两个动作模式。目标是将前者考虑成光电荷蓄积时间为10μs至100μs程度以下的、能够忽略传送晶体管32中产生的暗电荷量的情况，进行100万帧/秒以上的高速摄影时，优选采用该动作模式。
(A)光电荷蓄积时间短时的动作模式
图12是光电荷蓄积时间短时的动作模式的驱动时序图，图13是该动作中的各像素10内的示意电势图。另外，在图13(后述的图15也相同)中CPD、CFD、CCS分别表示光电二极管31、浮动扩散区33、蓄积电容36的容量，CFD+CCS表示浮动扩散区33与蓄积电容36的合成容量。
将提供给各像素10的共同的控制信号φX设为高电平，使源极跟随放大器43内的选择晶体管38、41均维持导通状态。而且，在进行光电荷蓄积之前，将同样作为共同的控制信号的φT、φC、φR设为高电平，使传送晶体管32、蓄积晶体管34以及重置晶体管35均导通(时刻t0)。由此，重置(初始化)浮动扩散区33和蓄积电容36。另外，此时，光电二极管31处于完全被耗尽的状态。此时的电势如图13(a)所示。
之后，使φR置于低电平并使重置晶体管35截止时，浮动扩散区33中产生噪声信号N2，该噪声信号N2等效于包括在该浮动扩散区33和蓄积电容36中产生的随机噪声、源极跟随放大器43的晶体管37的阈值电压的偏差引起的固定模式噪声(参照图13(b))，并且对应于该噪声信号N2的输出会出现在像素输出线141中。所以，通过在该时刻(时刻t1)向存储部22赋予采样脉冲φN2来使采样晶体管26d导通，从而获取通过像素输出线141而被输出的噪声信号N2并将其保持在电容25d中。
之后，使φC处于低电平并使蓄积晶体管34截止时，根据浮动扩散区33和蓄积电容36的各自的电容CFD、CCS之比，分配该时刻蓄积在浮动扩散区33和蓄积电容36中的信号电荷(参照图13(c))。此时，浮动扩散区33中产生噪声信号N1，该噪声信号N1等效于包括使φC截止时所产生的随机噪声、源极跟随放大器43的晶体管37的阈值电压的偏差引起的固定模式噪声，并且对应于该噪声信号N1的输出会出现在像素输出线141中。所以，通过在该时刻(时刻t2)向存储部22赋予采样脉冲φN1来使采样晶体管26c导通，从而获取通过像素输出线141而被输出的噪声信号N1并将其保持在电容25c中。
由于传送晶体管32维持导通状态，因此根据入射到光电二极管31的光而产生的光电荷通过传送晶体管32(图7(b)所示的状态)流入浮动扩散区33中，与噪声信号N1叠加并被蓄积在浮动扩散区33中(时刻t3)。假设入射强光而在光电二极管31中产生了大量的光电荷，并且浮动扩散区33已饱和，则溢出的电荷通过蓄积晶体管34被蓄积在蓄积电容36中(参照图13(d))。通过将蓄积晶体管34的阈值电压适当设定得较低，能够从浮动扩散区33向蓄积电容36有效地传送电荷。由此，即使浮动扩散区33的电容CFD较小而能够在其中蓄积的最大饱和电荷较少，也能将饱和的电荷无废弃地有效地利用。这样，浮动扩散区33中的电荷饱和(溢出)前和电荷饱和(溢出)后的任意情况下所产生的电荷都能被反映在输出中。
若经过了规定的光电荷蓄积时间(曝光时间)，则在使蓄积晶体管34截止的状态下通过向存储部22赋予采样脉冲φS1来使采样晶体管26a导通，从而在该时刻(时刻t4)使对应于蓄积在浮动扩散区33中的电荷的信号通过像素输出线141来获取，并将其保持在电容25a中(参照图13(e))。此时，由于蓄积在浮动扩散区33中的信号是在噪声信号N1上叠加了对应于溢出前的电荷的信号S1的信号，因此保持在电容25a中的是不反映蓄积在蓄积电容36中的电荷量的S1+N1。
紧接着，使φC处于高电平来使蓄积晶体管34导通时，在该时刻保持在浮动扩散区33中的电荷和保持在蓄积电容36中的电荷被混合(参照图13(f))。在该状态下，通过向存储部22赋予采样脉冲φS2来使采样晶体管26b导通(时刻t5)，从而使对应于蓄积在浮动扩散区33和蓄积电容36中的电荷的信号，即在噪声信号N2上叠加了溢出后的信号S2的信号通过像素输出线141来获取，并将其保持在电容25b中。因此，保持在电容25b中的是反映了蓄积在蓄积电容36中的电荷量的S2+N2。
如上所述，在一个存储部22中包括的四个电容25a、25b、25c、25d中分别保持信号S1+N1、S2+N2、N1、N2，以此结束一个周期的图像信号的获取。如上所述，包括随机噪声和固定模式噪声的噪声信号N1、N2和包括这些噪声信号的信号是分别求出的。因此，将各个信号从电容25a、25b、25c、25d读取之后通过未图示的模拟运算电路进行减法运算处理，能够获得去除了噪声信号N1、N2的影响的高S/N的图像信号。另外，由于从浮动扩散区33溢出的电荷都能无废弃地加以利用，因此即使在强光入射的情况下也不易引起饱和，能够获得反映了该光的信号，并且能够确保大的动态范围。另外，关于能够扩大这样的动态范围的详细说明例如在特开2006-245522号公报等文献中有记载，因此在这里省略其说明。
(B)光电荷蓄积时间相对长时的动作模式
下面，说明光电荷蓄积时间相对长时的动作。图14是光电荷蓄积时间相对长时的驱动时序图，图15是该动作的像素10内的示意电势图。
与光电荷蓄积时间短时的最大的不同点是：在光电荷蓄积期间，使传送晶体管32截止并将在光电二极管31中产生的光电荷蓄积在耗尽层中；在光电荷蓄积期间，使传送晶体管32截止；通过在光电荷蓄积期间的最后进行噪声信号N1的采样，从而在S1信号中不包含浮动扩散区33中产生的暗电荷(以及光电荷)。使传送晶体管32截止是为了使其栅极正下方的硅-绝缘膜界面处于蓄电状态，从而用空穴填满硅表面来防止暗电荷从硅-绝缘膜界面侵入。而且，由于光电荷蓄积时间长，因此为了抑制耗电而使源极跟随放大器43的选择晶体管38、41截止规定时间。
进行光电荷蓄积之前，使φT、φC、φR处于高电平，使传送晶体管32、蓄积晶体管34以及重置晶体管35均导通(时刻t10)。由此，对浮动扩散区33和蓄积电容36进行重置(初始化)。另外，此时，光电二极管31处于完全被耗尽的状态。此时的电势的状态如图15(a)所示。之后，使φR处于低电平来使重置晶体管35截止时，在浮动扩散区33中产生噪声信号N2，该噪声信号N2等效于包括在该浮动扩散区33和蓄积电容36中产生的随机噪声、源极跟随放大器43的晶体管37的阈值电压的偏差引起的固定模式噪声(参照图15(b))，并且对应于该噪声信号N2的输出会出现在像素输出线141中。所以，通过在该时刻(时刻t11)向存储部22赋予采样脉冲φN2来使采样晶体管26d导通，从而通过像素输出线141获取噪声信号N2并将其保持在电容25d中。到此为止的动作与上述的光电荷蓄积时间短时的动作模式相同。
之后，使φC处于低电平来使蓄积晶体管34截止时，根据浮动扩散区33和蓄积电容36的各自的电容CFD、CCS之比，分配该时刻蓄积在浮动扩散区33和蓄积电容36中的电荷。而且，使φT处于低电平来使传送晶体管32截止，使φX也处于低电平，使源极跟随放大器43的两个选择晶体管38、41也截止(时刻t12)。由此，在光电二极管31和浮动扩散区33之间形成势垒，构成能够蓄积光电二极管31中的光电荷的状态(参照图15(c))。
根据入射到光电二极管31中的光所产生的光电荷被蓄积在光电二极管31中，但是若在光电二极管31中产生电荷饱和，则以上的过剩的电荷会溢出并通过传送晶体管32叠加在如上分配的噪声信号上，并被蓄积在浮动扩散区33中。而且，入射强光而在浮动扩散区33中产生饱和时，溢出的电荷通过蓄积晶体管34被蓄积在蓄积晶体管36中(参照图15(d))。
通过将蓄积晶体管34的阈值电压适当设定得比传送晶体管32的阈值电压还低，能够将在浮动扩散区33中饱和的电荷有效地传送给蓄积电容36，而无需使其回到光电二极管31侧。由此，即使浮动扩散区33的电容小而能够在其中蓄积的电荷量少，也能无废弃地有效地利用溢出的电荷。这样，浮动扩散区33中的溢出前和溢出后的任意情况下所产生的电荷都能被反映在输出中。
若经过了规定的光电荷蓄积时间，则使φX处于高电平来使选择晶体管38、41导通之后，向存储部22赋予采样脉冲φN1来使采样晶体管26c导通，从而使对应于在该时刻(时刻t13)蓄积在浮动扩散区33中的信号电荷的噪声信号N1通过像素输出线141而被获取，并将其保持在电容25c中。此时的噪声信号N1中包含有因源极跟随放大器43的晶体管37的阈值电压的偏差引起的固定模式噪声。另外，此时，除了噪声之外，还包含因光电变换产生的光电荷的一部分，但是在这里将该光电荷的一部分也看作噪声。
之后，使φT处于高电平来使传送晶体管32导通，将蓄积在光电二极管31中的光电荷完全传送给浮动扩散区33(参照图15(e))。紧接着(时刻t14)，通过向存储部22赋予采样脉冲φS1来使采样晶体管26a导通，从而使对应于蓄积在浮动扩散区33中的电荷的信号通过像素输出线141而被获取，并将其保持在电容25a中。此时的信号是基于在之前的噪声信号N1上叠加了蓄积在光电二极管31中的电荷的信号，即叠加了溢出前的信号S1，因此是S1+N1。
之后，使φC处于高电平来使蓄积晶体管34导通时，在该时刻保持在浮动扩散区33中的电荷和保持在蓄积电容36中的电荷被混合(参照图15(f))。在该状态(时刻t15)下，通过向存储部22赋予采样脉冲φS2来使采样晶体管26b导通，从而使对应于蓄积在浮动扩散区33以及蓄积电容36中的电荷的信号通过像素输出线141而被获取，并将其保持在电容25b中。此时的信号是S2+N2。
如以上所述，在一个存储部22中包含的四个电容25a、25b、25c、25d中分别保持信号S1+N1、S2+N2、N1、N2，以此结束一个周期的图像信号的获取。与光电荷蓄积时间短时的动作模式同样，由于分别求出包括随机噪声和固定模式噪声的噪声信号N1、N2和包括这些噪声信号的信号，因此从电容25a、25b、25c、25d读取各个信号之后，通过进行减法运算等模拟运算处理，能够获得去除了噪声信号N1、N2的影响的高S/N的图像信号。另外，由于也能无废弃地利用从浮动扩散区33溢出的电荷，因此即使在强光入射下也不易引起饱和，并且能够获得反映了该光的信号，并能确保大的动态范围。
如上所述，由于提供给各像素10的控制信号φX、φT、φR、φC在所有像素中相同，因此能在所有的像素10中同时进行如上述的光电荷蓄积动作以及从各像素10向存储部22的信号的传送动作。即，在上述一个周期中，一帧份的图像信号被保持在图3、图4中的存储部单元行21内的存储部22中。在分组读取模式中，通过反复进行104次该动作，在所有的存储部单元行21内的存储部22中保持像素信号。第105次以后，按照再次向最上面的存储部单元行21中的各存储部22写入信号的方式循环执行保持动作。例如，直到从内部电路或外部赋予摄影停止指示信号为止，反复进行这样的动作。赋予摄影停止指示信号来中止摄影时，此时刻在存储区域3a、3b中保持最新的104帧份的像素信号。通过依次读取这些信号，能够获得104帧的连续的图像信号。
另外，在各存储部22中，如上所述，在已保持有一些信号的电容25中保持新的信号时，需要执行废弃此前的信号的重置。因此，虽然未图示，但是，各像素输出线141上分别连接有重置用的晶体管，重置某一个存储部20的电容25时，使该存储部20的采样晶体管26导通并且使与对应的像素输出线141连接的重置用晶体管导通，蓄积在电容25上的信号通过采样晶体管26、像素输出线141被重置。执行这样的重置后，在电容25中保持新的信号。
下面，说明从存储区域3a、3b依次读取信号的动作。图16是连续读取模式的一帧份的依次读取的动作时序图，图17是分组读取模式的依次读取的动作时序图，图18是水平移位寄存器HSR的主要部件的动作时序图，图19是垂直移位寄存器VSR的主要部件的动作时序图。
通过依次使与同一个信号输出线23连接的读取晶体管27导通，从而读取保持在各存储部22的电容25中的信号。由于同一个存储部22的四个读取晶体管27a～27d分别与不同的信号输出线23a～23d连接，因此能够同时读取分别保持在同一个存储部22内的四个电容25a～25d中的信号。而且，通过在未图示的减法运算电路中进行(S1+N1)-N1、(S2+N2)-N2的减法处理，能够分别获取去除了随机噪声和固定模式噪声的S1信号、S2信号。另外，作为像素信号采用S1、S2的哪一个是按照以下方法进行的：以S1的饱和信号量以下的适当的信号电平为基准(阈值)，根据在阈值以上还是小于阈值来分别选择S1、S2。通过在饱和信号量以下实施这样的切换能够避免信号S1的饱和偏差的影响。
作为一个事例，在图10所示的第一帧的320个存储部单元20中说明左端侧的存储部单元模块50的读取顺序。首先，在左端的存储部单元20-01中，从左向右按顺序读取11像素份的图8所示的水平方向的第一行的存储部22的像素信号。通过激活水平移位寄存器HSR1和垂直移位寄存器VSR1来选择该存储部单元20-01，并根据水平方向的读取时钟H-CLK移动从水平方向的左到右方向逐个使存储部22的读取晶体管27导通的脉冲信号。该脉冲信号的一例是图18所示的y1、y2、y3。这样结束一行份的读取时，赋予向垂直方向进行读取的时钟V-CLK，由此向接下来的第二行的存储部22转移，同样从左向右移动并读取11像素份。根据该反复动作，一直到第十二行的结束为止进行像素信号的读取。图19所示的v1、v2、v3是激活该垂直方向的各行的读取晶体管27的信号的一例。
之后，通过激活水平移位寄存器HSR2和垂直移位寄存器VSR1，选择右边相邻的存储部单元20-02，如图16、图17所示，读取对象向该存储部单元20-02转移。这样，与上述同样地，通过按行→列的顺序逐个像素使各存储部的读取晶体管27导通，从而读取信号。这样，按顺序将存储部单元的选择进行到存储部单元20-10，在结束所述存储部单元20-10的第十二行的存储部22的读取时，完成一帧份的读取。在其它存储部单元模块50中也与上述动作并行地执行从对应的存储部单元20的存储部22的信号的读取。
进行分组读取模式下的依次读取时，如上述那样，结束第一帧的所有的像素信号的读取之后，接着开始第二帧的像素信号的读取。即，如图17所示，由于通过激活水平移位寄存器HSR1和垂直移位寄存器VSR2来选择图10所示的第二行的存储部单元中的左端的存储部单元，因此按照与第一帧相同的顺序执行读取，并反复进行该动作来完成一直到104帧的读取。
但是，对于读取顺序并不特别仅限于此，能够进行适当的变更。例如，在分组读取模式中，时间上最早的并不一定是排列在最上面的水平方向上的存储部单元20中所保持的像素信号。因为，虽然从上到下按顺序对每一帧进行信号的写入，但是并没有决定在哪一帧中进行写入停止。因此，只要优选从最后进行了写入的行的接下来的行开始按顺序依次进行读取的方式，就能按时间序列顺序获取图像信号。
如之前所述，进行高速摄影时利用分组读取模式，但是由于能够读取到外部的连续摄影帧数是104，因此需要可靠捕捉目标现象来进行104帧的摄像，所以，需要获得捕捉到目标现象产生瞬间或之前的征兆的触发信号。本实施例的固体摄像元件内置了生成这样的触发信号的电路。下面，说明该触发信号生成电路和该电路的动作以及在使用了该元件的高速摄影装置中利用了上述触发信号的摄影动作的一例。
图20是按各信号输出线23设置的触发信号生成部60的示意构成图，图21是使用了该固体摄像元件的摄影装置的主要部件的模块构成图。在图20中，在水平方向上排列表示了存储部单元20所包含的132个存储部22。另外，在该图中，统一表示了如上所述那样一个存储部22所包含的四个存储元件，信号输出线23中的信号是进行了上述的噪声去除或动态范围扩大的处理之后的信号。
触发信号生成部60包括开关、电容以及未图示的重置电路，并且包括：与信号输出线23连接的两个采样保持电路部61、62、求出该采样保持电路部61、62的输出的差分信号(模拟电压差)的差分电路63、依次对差分信号进行加法运算的累计电路64、比较累计输出值与设定阈值的比较器65、根据比较器65的输出产生脉冲信号来作为触发信号的脉冲产生电路66。
如上所述，在本实施例的固体摄像元件中，由于每一个存储部单元模块50中具有一根信号输出线23，共计排列有64根信号输出线23，因此图20所示的触发信号生成部60也共设置有64个。如图21所示，向触发信号运算电路71输入这64个触发信号生成部60-01～60-64的输出即触发信号，在那里进行与来自外部的设定相应的逻辑或、逻辑与、或者选择等运算，将其汇集成一个系统的触发信号后通过触发信号输出端子72向固体摄像元件70的外部进行输出。
搭载了该固体摄像元件70的摄影装置具备控制电路75，该控制电路75接收从触发信号输出端子72输出的触发信号后进行数字延迟处理或者进行与从其它传感器等得到的传感器触发信号等之间的逻辑或、与表示其它摄影条件的条件信号等之间的逻辑与等数字运算处理。将该控制电路75处理之后的触发信号附加给固体摄像元件70的触发信号输入端子73。摄像控制部74基于通过触发信号输入端子73而附加的触发信号，执行摄影的开始、结束等控制。另外，通过直接连接触发信号输出端子72与触发信号输入端子73，能够直接利用固体摄像元件70内部生成的触发信号来进行摄像的控制。
除了图20、21外再利用图22～图24说明摄像动作的一例。图22是用于说明摄像控制的定时的示意图。图23是表示摄影图像的示意图，图24是用于说明像素信号的选择的示意图。
进行被摄体的运动/变化的检测之前，用户先指定用于检测被摄体的变化或运动的图像上的范围。该范围可以是图像整体，但是指定越窄的范围，产生触发信号的时间延迟越小。虽然也依赖于目标现象的种类或被摄体的运动/变化的方式，但是一般为了捕捉想要摄影的现象或变化等的征兆或线索，无需观察图像整体，大多情况下只要观察图像上的特定的一部分即可。在这里，例如作为一例，考虑对从导管的顶端高速喷出微小液滴的现象进行摄影的情况。
如图23(a)所示，假设想要摄影的现象的线索是在导管的顶端发现极少的喷出的状况，为了检测这个，只要观察导管80顶端的狭窄范围的图像即可。在这里，选择如图23所示的矩形状的范围81来作为检测对象范围。现在，只要该选择范围81包含在对应于一个存储部单元模块50的像素区域的范围内，就能仅利用一个触发信号生成部60中生成的触发信号来控制摄影。所以，在触发信号运算电路71中，只选择对应的触发信号生成部60的触发信号并进行输出。
被摄体的变化或运动的检测基本上基于两帧的帧间差分来进行。为了得到帧间差分信号，可以在同一位置的每一个像素上求出信号之差，但是这么做时，从存储部22读取信号需要时间，而且将图像的微小的模糊当作被摄体的变化来误检测的可能性也很高。因此，为了减少这样的误检测并且缩短信号读取的时间，在这里，将在对应于同一存储部单元模块50的像素区域的范围即水平方向上10像素、垂直方向上132像素的像素范围内进行同时读取相邻的多个像素信号并进行加法运算的处理，按该加法运算信号值进行差分。
在这里，例如如图24所示，考虑由水平方向上的2像素、垂直方向上的3像素共6像素构成的像素集合，从存储部22同时读取包含在像素集合中的六个像素信号并进行加法运算。这与取6像素的信号的平均相同。具体而言，同时使与图20所示的同一个信号输出线23连接的、对应于一个像素集合的六个存储部22的读取晶体管27导通，通过将保持在那些存储部22的电容25中的信号读取到信号输出线23上，能够在所述信号输出线23上对六个像素信号进行模拟加法运算。由于能够用一个时钟进行该处理，因此，例如若选择范围81为30像素×10像素的范围，则像素集合是50个，只要进行共50次的信号读取操作即可。
为了生成检测出被摄体的变化的触发信号，需反复进行上述的分组读取模式中的反复速度下的光电荷蓄积、从各像素10向存储部22的信号传送。在图22中，用T表示此时的一帧的摄像期间(帧周期)。每次摄影规定帧数时，从相应的存储部22读取最近获得的帧与P帧前的帧的像素信号。这里，设定为P＝3，但是该P的值是能够任意决定的。设当前时刻为Q表示的时刻，则利用最近获得的帧Pa与3帧前的帧Pb的帧间差分。此时，仅根据图23所示的选择范围81且利用上述的6像素的像素集合的加法运算信号的差分，即可进行被摄体的变化的检测，而无需利用两个帧Pa、Pb的图像整体。
具体而言，在保持有对应于帧Pa的像素信号的存储部单元20中，同时使对应于一个像素集合的六个存储部20的读取晶体管27导通，并将读取的信号的加法运算值保持在采样保持电路部61中，接着，在保持有对应于帧Pb的像素信号的存储部单元20中，同时使对应于相同的像素组合的像素集合的六个存储部20的读取晶体管27导通，并将读取的信号的加法运算值保持在采样保持电路部62中。然后，求出其差分信号，在累计电路64中进行累计。开始进行累计时，重置累计输出。
之后，同时使对应于帧Pa中的其它像素集合的六个存储部22的读取晶体管27导通，并将读取的信号的加法运算值保持在采样保持电路部61中，接着，同时使对应于帧Pb的相同组合的六个存储部22的读取晶体管27导通，并将读取信号的加法运算值保持在采样保持电路部62中。然后，求出差分，对该差分累计到之前保持在累计电路64中的差分上。针对包含在选择范围81中的像素集合反复进行如上操作，最终，在比较器65中比较累计值和阈值。累计值超过阈值时，看作被摄体具有变化，脉冲产生电路66输出触发信号。另一方面，累计值为阈值以下时，看作被摄体中没有变化，脉冲产生电路66不输出触发信号即脉冲信号。例如，由于相对于图23(a)、(b)的两帧的图像信号会获得如图23(c)所示的差分信号，因此根据该差分信号判断被摄体的变化的有无。
设通过帧Pa、Pb的比较生成了触发信号，则从触发信号输出端子27输出该触发信号，在控制电路75中，延迟规定帧周期T。用户可以任意设定该延迟量，想要获取比触发信号生成时刻时间上早的图像则设定小的延迟即可，想要获取触发信号生成时刻之后的图像则设定大的延迟即可。向触发信号输入端子73赋予设定了该延迟后的触发信号，摄像控制部74根据该触发信号停止摄影。即，停止通过像素输出线141从各像素10向存储部20写入新的信号。由此，结束分组信号读取模式的摄影之后，比该时刻早104帧周期的期间内的图像信号被保持在存储区域3a、3b内的存储部22中。之后，通过如上述那样驱动水平和垂直移位寄存器来使各存储部22的读取晶体管27依次导通，从而进行依次读取，在设置于固体摄像元件70的外部的帧存储器中保存像素信号。
但是，由于从各存储部22的电容25向信号输出线23进行信号读取不通过源极跟随放大器等缓冲器，因此不能保存电容25的保持电位。即，这是破坏性读取。因此，为了生成如上述的触发信号而利用的图像信号会丢失。所以，针对该帧，例如，期望通过进行利用了前后帧的图像信号的插值处理来对其进行补偿。
另外，在上述动作中，由于利用由分组读取模式下的连续摄影得到的帧的一部分进行了被摄体的变化的检测，因此失去了利用于该检测的帧图像，但是通过从一开始与摄影图像独立地另行准备被摄体变化的检测处理用像素信号，就能够消除上述不良情况。即，由于通过像素输出线141从像素10向存储部22的信号读取经过源极跟随放大器43，因此是非破坏性读取。所以，利用该方法，通过将同一帧同一像素信号写入不同的两个存储部20中，能够将一方用于被摄体的变化检测用，将另一方用于作为像素信号的外部读取用。
另外，在上述实施例中，执行分组读取模式下的连续摄影时收到触发信号后停止摄影，但是也可以按照一直到被摄体产生变化为止以比较低的速度进行高灵敏度的摄影并在发现被摄体的变化以后以高速度进行摄影的方式变更帧周期T。另外，由于继续执行分组读取模式下的连续摄影时，其间不进行向外部的依次信号读取，因此不能监控摄影图像。所以，也可以反复进行如下控制：进行规定帧数的分组读取模式下的连续摄影之后，进行如图11(a)所示的仅一帧的连续读取模式下的驱动控制，并且在之后再次回到分组读取模式下的连续摄影。由此，能够定期监控摄影图像。
另外，上述实施例是本发明所涉及的固体摄像元件以及摄影装置的一例，显然，在本发明宗旨范围内进行适当变形或修正、追加也包括在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种固体摄像元件，其特征在于，具备：
a)排列成二维阵列状的多个像素，分别至少包括：接受光而生成光电荷的光电变换元件、向检测节点传送由所述光电变换元件生成的光电荷的传送元件、从所述检测节点向后述像素输出线送出与电荷对应的输出信号的缓冲元件；
b)按所述多个像素的每一个独立设置的像素输出线；
c)针对各像素设置的多个存储部，用于保持通过所述像素输出线从各像素输出的输出信号；
d)驱动控制单元，按照下述方式使各像素和各存储部进行动作，即，在按每次摄像来依次改变保持信号的存储部的同时反复进行在所有像素中一齐执行所述各像素中的与摄像对应的光电荷的蓄积动作、从各像素通过所述像素输出线向所述多个存储部中的一个传送信号的传送动作的中途，从相应的存储部依次读取在不同的时刻获得的两帧的所有像素或者一部分像素所对应的信号；和
e)触发信号生成单元，基于在所述驱动控制单元的控制下依次读取的两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号，检测摄影对象的变化或运动，从而生成触发信号。
2.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述驱动控制单元基于由所述触发信号生成单元生成的触发信号使摄像停止，依次读取并输出保持在所述多个存储部中的多个帧所对应的信号。
3.根据权利要求2所述的固体摄像元件，其特征在于，
能够从外部指定从产生所述触发信号的定时到停止摄像为止的时间延迟或帧数延迟。
4.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
能够从外部指定用于生成所述触发信号的两帧中的特定的范围。
5.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
能够从外部指定用于生成所述触发信号的两帧的帧间隔或时间差。
6.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
该固体摄像元件具备向外部输出所述触发信号的输出端子。
7.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述驱动控制单元在从相应的存储部中依次读取两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号时，在排列成二维阵列状的多个像素中沿水平方向和/或垂直方向按规定的间隔进行跳跃读取。
8.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述驱动控制单元在从相应的存储部中依次读取两帧的所有像素或一部分像素所对应的信号时，在排列成二维阵列状的多个像素中，对在水平方向和/或垂直方向上相邻或靠近的多个像素所对应的信号进行同时读取，并进行加法运算处理或平均化处理。
9.一种摄影装置，使用了权利要求1～8的任一项所述的固体摄像元件，该摄影装置的特征在于，
具备控制单元，该控制单元根据由所述触发信号生成单元生成的触发信号，控制该固体摄像元件的摄影的开始或停止。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8569805B2 (en) * 2007-09-05 2013-10-29 Tohoku University Solid-state image sensor and method for producing the same
JP5412152B2 (ja) * 2009-03-18 2014-02-12 株式会社日立国際電気 撮像方法及び撮像装置
JP4807440B2 (ja) * 2009-06-19 2011-11-02 カシオ計算機株式会社 映像信号処理回路、撮像装置及び映像信号処理方法
US20120211642A1 (en) * 2009-10-27 2012-08-23 Konica Minolta Opto, Inc. Solid-State Imaging Device
US20120300092A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Microsoft Corporation Automatically optimizing capture of images of one or more subjects
US9001107B2 (en) * 2011-07-14 2015-04-07 SK Hynix Inc. Image pixel and image pixel control method
JP5959187B2 (ja) * 2011-12-02 2016-08-02 オリンパス株式会社 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法
KR101368244B1 (ko) 2011-12-30 2014-02-28 주식회사 실리콘웍스 유기발광다이오드 표시장치의 문턱전압 센싱 회로
JP5796509B2 (ja) * 2012-02-16 2015-10-21 株式会社島津製作所 フローサイトメータ
US9292569B2 (en) 2012-10-02 2016-03-22 Oracle International Corporation Semi-join acceleration
JP5639670B2 (ja) 2013-02-01 2014-12-10 浜松ホトニクス株式会社 画像取得装置及び撮像装置
CN103347150A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 王旭亮 一种视频侦测式监控数字摄录仪及其动态侦测方法
KR101496924B1 (ko) * 2013-07-08 2015-03-04 주식회사 레이언스 이미지센서와 그 구동방법
KR101605195B1 (ko) 2013-07-08 2016-03-21 주식회사 레이언스 이미지센서와 그 구동방법
JP2015060053A (ja) 2013-09-18 2015-03-30 株式会社東芝 固体撮像装置、制御装置及び制御プログラム
TW201526330A (zh) 2013-09-30 2015-07-01 Lg Chemical Ltd 有機發光裝置
KR102071298B1 (ko) * 2013-09-30 2020-03-02 주식회사 실리콘웍스 샘플 앤드 홀드 회로 및 이를 구비하는 소스 드라이버
US9386220B2 (en) * 2013-12-06 2016-07-05 Raytheon Company Electro-optical (EO)/infrared (IR) staring focal planes with high rate region of interest processing and event driven forensic look-back capability
EP2899966A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-29 Université Catholique De Louvain Image sensor
EP3097686B1 (en) * 2014-01-24 2019-08-21 Université Catholique de Louvain Image sensor
EP2899967A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-29 Université Catholique De Louvain Image sensor
US9807326B2 (en) 2014-01-24 2017-10-31 Universite Catholique De Louvain Image sensor
JP6612056B2 (ja) * 2014-05-16 2019-11-27 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置、及び監視装置
US10306168B2 (en) 2015-05-04 2019-05-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, imaging system, and electronic device
CN108141553B (zh) * 2015-09-30 2020-10-30 株式会社尼康 摄像元件、摄像装置及电子设备
WO2017095549A2 (en) * 2015-10-21 2017-06-08 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for true high dynamic range (thdr) time-delay-and-integrate (tdi) imaging
CN108713315B (zh) * 2016-03-16 2020-02-21 株式会社理光 光电转换器件、图像读取装置和图像形成设备
US10313610B2 (en) * 2016-04-14 2019-06-04 Qualcomm Incorporated Image sensors with dynamic pixel binning
EP3367669B1 (en) * 2017-02-24 2019-07-03 Melexis Technologies NV Sample and hold device
JP6769349B2 (ja) 2017-03-03 2020-10-14 株式会社リコー 固体撮像素子及び撮像装置
EP3373575B1 (en) * 2017-06-01 2019-09-04 Specialised Imaging Limited Pixel sensor element, image sensor, imaging device, and method
US10520589B2 (en) 2017-10-16 2019-12-31 Sensors Unlimited, Inc. Multimode ROIC pixel with laser range finding (LRF) capability
US10955551B2 (en) 2017-10-16 2021-03-23 Sensors Unlimited, Inc. Pixel output processing circuit with laser range finding (LRF) capability
JP7150469B2 (ja) * 2018-05-17 2022-10-11 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム
JP7333562B2 (ja) * 2018-08-23 2023-08-25 国立大学法人東北大学 光センサ及びその信号読み出し方法並びに光エリアセンサ及びその信号読み出し方法
CN112311964B (zh) * 2019-07-26 2022-06-07 华为技术有限公司 一种像素采集电路、动态视觉传感器以及图像采集设备
JP7330124B2 (ja) * 2020-03-19 2023-08-21 株式会社東芝 固体撮像装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1965572A (zh) * 2004-04-12 2007-05-16 须川成利 固体摄像装置、光传感器及固体摄像装置的动作方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62190753A (ja) 1986-02-18 1987-08-20 Agency Of Ind Science & Technol 輪郭抽出用半導体装置
JPS63174356A (ja) * 1987-01-14 1988-07-18 Agency Of Ind Science & Technol 画像処理用半導体装置
JP3116967B2 (ja) * 1991-07-16 2000-12-11 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法
JPH0773339B2 (ja) 1992-06-04 1995-08-02 学校法人近畿大学 撮影装置
US6753904B1 (en) * 1997-08-12 2004-06-22 Nikon Corporation Solid-state imaging apparatus for motion detection
JPH11164210A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Nikon Corp 動き検出用固体撮像装置
JP4326050B2 (ja) 1998-09-22 2009-09-02 ハイスペック合資会社 高速撮像素子
JP2001005166A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Nec Corp パターン検査方法及びパターン検査装置
JP2001189893A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP3704052B2 (ja) 2000-03-28 2005-10-05 リンク・リサーチ株式会社 高速撮像素子及び高速撮影装置
GB0027931D0 (en) * 2000-11-16 2001-01-03 Sgs Thomson Microelectronics Solid state imaging device
US7027092B2 (en) * 2001-09-17 2006-04-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image capture and storage device
US20040012684A1 (en) * 2002-07-16 2004-01-22 Fairchild Imaging Image reconstruction techniques for charge coupled devices
JP5066704B2 (ja) 2005-02-04 2012-11-07 国立大学法人東北大学 固体撮像装置、および固体撮像装置の動作方法
WO2006109683A1 (ja) * 2005-04-07 2006-10-19 Tohoku University 光センサ、固体撮像装置、および固体撮像装置の動作方法
JP2007166581A (ja) * 2005-11-16 2007-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高速撮影用固体撮像装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1965572A (zh) * 2004-04-12 2007-05-16 须川成利 固体摄像装置、光传感器及固体摄像装置的动作方法

Also Published As

Publication number Publication date
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