CN103339928A - 固体摄像元件的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固体摄像元件的控制方法，其被构成为，在L次（L为2以上的整数）摄像帧的各帧中选择性地读出受光区域中构成一部分区域的一行或多行所包含的像素所存储的电荷，并且在L次摄像帧的各帧中，进行除了读出对象行以外的其他的二行以上的行中一部分非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的排出处理，且在二行以上的非读出对象行的各行中在L次摄像帧期间进行至少一次排出处理。由此，实现了在选择性地读出受光区域中一部分区域的像素所存储的电荷时，能够抑制一个摄像帧所需要的时间，并且降低对周边电路的负荷的固体摄像元件的控制方法。

Description

固体摄像元件的控制方法
技术领域
本发明涉及一种固体摄像元件的控制方法。
背景技术
在专利文献1中，公开了具备X射线检测器的X射线诊断装置的控制方法。在该方法中，进行第一X射线照射而从X射线检测器读出像素数据，基于该像素数据从X射线检测器选择应收集像素数据的部分区域后，进行第二X射线的照射而从X射线检测器的该部分区域读出像素数据。然后，从X射线检测器的部分区域读出像素数据时，在摄像帧中同时（或者依次）排出X射线检测器的其他区域的全部像素数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-318877号公报
发明内容
发明所要解决的问题
固体摄像元件具有多个像素遍及多行和多列而二维排列的受光区域。在各像素中，配置有用于将入射的光变换成电子的光电二极管。各像素的光电二极管经由开关而连接到各列每列所配设的读出用配线，光电二极管内所存储的电荷通过将开关变为连接状态而向读出用配线流出。
作为具备这样的结构的固体摄像元件的动作方法的一种，有所谓的部分读出动作，即选择性地读出受光区域中仅一部分区域（以下，称为关心区域）的像素所存储的电荷。在该部分读出动作中，由于电荷被读出的关心区域中每当在各像素电荷被读出光电二极管就被复位，因此不会有光电二极管电荷存储过多而产生溢出。然而，在电荷不被读出的其他区域（以下，称为非关心区域）中，在各像素的光电二极管电荷被持续存储而产生溢出。若产生溢出，则溢出的电荷侵入周边像素，对周边像素的摄像数据造成影响。因此，有必要将非关心区域所包含的各像素的光电二极管复位。例如，在专利文献1所记载的方法中，对每个摄像帧将非关心区域所包含的全部像素的光电二极管同时或依次复位。
然而，在固体摄像元件的控制中，也要求尽可能地缩短一个摄像帧所需要的时间（帧率）。若在各摄像帧中将非关心区域所包含的全部像素的光电二极管依次复位，则会成为延长各摄像帧所需要时间的一个原因。特别地，受光区域的面积越大且构成受光区域的像素个数越多，则非关心区域的光电二极管的复位需要越长时间，摄像帧所需要时间越加更延长。对此，在专利文献1中，也公开了各摄像帧中将非关心区域所包含的全部像素的光电二极管同时复位的方法。然而，在这样的方法中，由于在非关心区域的光电二极管被复位的瞬间与光电二极管连接的配线有大的电流流动，因此对电源等的周边电路的负荷变大。
本发明有鉴于这样的技术问题而作出的，其目的在于，提供一种能够在选择性地读出受光区域中一部分区域的像素所存储的电荷时，抑制一个摄像帧所需要的时间而且降低对周边电路的负荷的固体摄像元件的控制方法。
解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个（M为3以上的整数，N为2以上的整数）像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，在L次（L为2以上的整数）摄像帧的各帧中选择性地读出构成受光区域中的一部分区域的一行或多行（以下，称为读出对象行）所包含的像素所存储的电荷，并且在L次摄像帧的各帧中，进行除了读出对象行以外的其他的二行以上的行（以下，称为非读出对象行）中一部分非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的排出处理，且对于二行以上的非读出对象行的各行，在L次摄像帧期间进行至少一次排出处理。
在上述的固体摄像元件的控制方法中，进行所谓的部分读出动作，即在L次摄像帧的各帧中选择性地读出构成受光区域中的一部分区域（相当于前述的关心区域）的读出对象行所包含的像素所存储的电荷。此外，在控制方法中，L次摄像帧的各帧中，进行二行以上的非读出对象行（相当于前述的非关心区域）中一部分所包含的像素所存储的电荷的排出处理（复位）。且，对于二行以上的非读出对象行的各行，在L次摄像帧期间进行至少一次该排除处理（复位）。
即，在上述的控制方法中，各摄像帧中不是将二行以上的非读出对象行全部复位，而是将仅一部分复位。因此，即使在各摄像帧中将多行非读出对象行依次复位的情况下，通过该控制方法能够抑制一个摄像帧所需要的时间。特别地，受光区域的面积越大，构成受光区域的像素的个数越多，则该效果越显著。另外，即使在各摄像帧中将多行非读出对象行同时复位的情况下，也能够减少与光电二极管连接的配线中流过的电流，降低对电源等的周边电路的负荷。
另外，在本发明的固体摄像元件的控制方法中，其特征在于，是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个（M为3以上的整数，N为2以上的整数）的像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，在L次（L为2以上的整数）摄像帧的各帧中选择性地读出构成受光区域中的一部分区域的一行或多行（以下，称为读出对象行）所包含的像素所存储的电荷，并且在L次摄像帧的各帧中，进行除了读出对象行以外的其他行（以下，称为非读出对象行）所包含的二行以上的行中一部分行所包含的像素所存储的电荷的排出处理，且对于二行以上的行的各行，在L次摄像帧期间进行至少一次排出处理。
在上述的固体摄像元件的控制方法中，在L次摄像帧的各帧中选择性地读出读出对象行所包含的像素所存储的电荷。此外，在控制方法中，L次摄像帧的各帧中，进行非读出对象行中二行以上的行的一部分所包含的像素所存储的电荷的排出处理（复位）。且，对于二行以上的非读出对象行的各行，在L次摄像帧期间进行至少一次该排除处理（复位）。
即，在上述的控制方法中，各摄像帧中不是将非读出对象行所包含的二行以上的行全部复位，而是将仅一部分复位。因此，即使在各摄像帧中将多行非读出对象行依次复位的情况下，通过该控制方法能够抑制一个摄像帧所需要的时间。另外，即使在各摄像帧中将多行非读出对象行同时复位的情况下，也能够减少与光电二极管连接的配线中流过的电流，降低对电源等的周边电路的负荷。
发明的效果
根据本发明的固体摄像元件的控制方法，在选择性地读出受光区域中一部分区域的像素所存储的电荷时，能够抑制一个摄像帧所需要的时间，并且降低对周边电路的负荷。
附图说明
图1是表示固体摄像装置的平面图。
图2是放大了固体摄像装置的一部分的平面图。
图3是表示沿着图2的I-I线的截面的侧截面图。
图4是表示固体摄像装置的内部结构的图。
图5是表示固体摄像装置的像素、积分电路和保持电路各个电路结构的一个例子的图。
图6是第1实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中提供给固体摄像元件的各信号的时序图，表示从受光区域的全部像素读出电荷的模式（通常读出模式）。
图7是第1实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中提供给固体摄像元件各信号的时序图，表示从受光区域中仅一部分区域（关心区域）的像素读出电荷的模式（部分读出模式）。
图8是用于说明溢出的情形的图，（a）是表示由包含晶体管的切断面切断的受光区域的截面的典型图，（b）是表示由不包含晶体管的切断面切断的受光区域的截面的典型图。
图9是包含将非读出对象行所包含的光电二极管的电荷复位的过程的、固体摄像元件的控制方法的一个例子的时序图。
图10是第2实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中提供给固体摄像元件的各信号的时序图，表示从仅受光区域中的一部分区域（关心区域）的像素读出电荷的模式（部分读出模式）。
图11是表示固体摄像元件的控制方法的一个比较例的时序图。
图12是典型地表示第1实施方式和第2实施方式所涉及的控制方法的非读出对象行的复位情况的图。
图13是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第2例的典型图。
图14是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第3例的典型图。
图15是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第4例的典型图。
图16是表示用于实现图15所示的复位对象行的排列的控制方法的时序图。
图17是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第5例的典型图。
图18是表示用于实现图17所示的复位对象行的排列的控制方法的时序图。
图19是用于说明p型单晶硅基板上制作了受光区域的情况的部分读出时的溢出情况的图。
符号说明：
6…控制部、10…固体摄像装置、11…固体摄像元件、12…玻璃基板、14…多晶硅膜、16…绝缘膜、18…闪烁器、20…受光区域、21…晶体管、22…光电二极管、30…垂直移位寄存器部、40…信号输出部、41…芯片、42…积分电路、42a…放大器、42b…电容元件、42c…放电用开关、44…保持电路、44a…输入用开关、44b…输出用开关、44c…电容元件、61…水平移位寄存器部、A1…关心区域、A2…非关心区域、A3…非读出对象行、A21～A25…行群、Hd…保持控制信号、HS1～HSN…列选择控制信号、P1,1～PM,N…像素、Q1～QM…行选择用配线、R1～RN…读出用配线、RE…复位控制信号、U1～UN…列选择用配线、VS1～VSM…行选择用配线。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的固体摄像元件的控制方法的实施方式。再有，图面的说明中对相同的要素使用相同的符号，省略重复的说明。
以下的各实施方式中所使用的固体摄像元件使用在例如医疗用X摄影系统，特别是使用在通过牙科医疗中的全景摄影、头部摄影、CT摄影这样的摄影模式来对被检者的颌部的X射线进行摄像的系统。因此，以下的各实施方式所涉及的固体摄像元件具备在大面积的玻璃基板上堆积了多晶硅而成的薄膜晶体管或堆积了非晶硅而成的光电二极管，与由单晶硅晶片制作的现有的固体摄像元件相比较具有极其宽的受光面积。图1～图3是表示固体摄像装置10的结构作为用于实现以下所描述的各实施方式所涉及的控制方法的装置的一个例子的图。图1是表示固体摄像装置10的平面图，图2是放大了固体摄像装置10的一部分的平面图。此外，图3是表示沿着图2的I-I线的截面的侧截面图。再有，图1～图3中，为了容易理解一起表示了XYZ正交坐标系。
如图1所示，固体摄像装置10具备固体摄像元件11。固体摄像元件11是以下各实施方式中的控制对象，其具备玻璃基板12、以及在玻璃基板12的主面上所制作的受光区域20和垂直移位寄存器部30。垂直移位寄存器部30沿着受光区域20的侧边配置。另外，固体摄像装置10还具备与固体摄像元件11分开配置的信号输出部40。信号输出部40例如由与受光区域20电连接的多个CMOS型IC芯片41构成。信号输出部40包含分别设置于受光区域20的N列的N个积分电路，这N个积分电路生成与从第1列至第N列的像素输出的电荷量相对应的电压值。信号输出部40保持从各积分电路输出的电压值，并逐次输出该保持的电压值。
再有，受光区域20和垂直移位寄存器部30也可以分别设置在不同的玻璃基板12上。另外，信号输出部40也可以与受光区域20和垂直移位寄存器部30并列地设置在玻璃基板12上。
受光区域20通过M×N个像素二维排列成M行N列而构成。图2所示的像素Pm,n是位于第m行第n列的像素。这里，m是1以上M以下的整数，n是1以上N以下的整数。M是3以上的整数，N是2以上的整数。再有，图2中，列方向与X轴方向一致，行方向与Y轴方向一致。受光区域20所包含的多个像素P1,1～Pm,n各自具备作为读出用开关的晶体管21、以及光电二极管22。晶体管21的一个电流端子连接于光电二极管22。再有，晶体管21的另一个电流端子连接于相对应的读出用配线（例如在像素Pm,n的情况下是第n列读出用配线Rn）。晶体管21的控制端子连接于对应的行选择用配线（例如像素Pm,n的情况下是第m行选择用配线Qm）。
如图3所示，在玻璃基板12上的整个面，设置有多晶硅膜14。晶体管21、光电二极管22和第n列读出用配线Rn形成于该多晶硅膜14的表面。晶体管21、光电二极管22和第n列读出用配线Rn被绝缘层16覆盖，在绝缘层16上闪烁器18被设置成覆盖玻璃基板12的整个面。闪烁器18响应于所入射的X射线产生闪烁光而将X射线变换成光像，并使该光像输出到受光区域20。第n列读出用配线Rn由金属构成。
光电二极管22产生与入射光强度对应的量的电荷，并将该产生的电荷存储在结电容部。光电二极管22是具有n型半导体层22a、i型半导体层22b和p型半导体层22c的PIN型光电二极管。n型半导体层22a为由n型多晶硅构成的半导体层。i型半导体层22b是由i型（未掺杂）非晶硅构成的半导体层，并设置在n型半导体层22a上。这样，通过i型半导体层22b由非晶硅形成，能够使i型半导体层22b增厚，能够提高光电二极管22的光电变换效率而提高固体摄像装置10的灵敏度。p型半导体层22c是由p型非晶硅构成的半导体层，并设置在i型半导体层22b上。
晶体管21优选由场效应晶体管（FET）构成，但也可以由双极型晶体管构成。在晶体管21是FET的情况下，以下说明中控制端子指栅极，电流端子指源极或漏极。图3所示的晶体管21具有FET的结构，包含由多晶硅构成的区域。作为一个例子，晶体管21具有分别由多晶硅构成的沟道区域21a、源区21b和漏区21c。源区21b沿着沟道区域21a的一个侧面形成。漏区21c沿着沟道区域21a的另一个侧面形成。另外，沟道区域21a上设置有栅电极21e，栅极绝缘膜21d介于栅电极21e与沟道区域21a之间。
构成晶体管21的沟道区域21a、源区21b和漏区21c的多晶硅可以是低温多晶硅（Low Temperature Polycrystalline Silicon：LTPS）。低温多晶硅是在100～600℃这样比较低温的工艺温度下堆积的多晶硅。在这样的低温下，由于可以将例如无碱玻璃这样的玻璃基板12作为支撑基板来利用，因此，通过将上述各区域21a、21b和21c的构成材料设为低温多晶硅，可以将与单晶硅相比较具有较宽面积的玻璃基板12作为支撑基板12来使用，从而在该玻璃基板12上制作大面积的受光区域20。
在一个实施例中，作为玻璃基板12的材料，例如可以使用具有0.3mm～1.2mm这样厚度的板状的（衬底用的）无碱玻璃。无碱玻璃几乎不包含碱性成分，膨胀率低且耐热性高，具有稳定的特性。另外，由于低温多晶硅中的电子迁移率为10～600cm2/Vs，比非晶硅的电子迁移率（0.3～1.0cm2/Vs）大，因此，通过由低温多晶硅形成晶体管21的区域21a、21b和21c，可以减小晶体管21的导通电阻。
如图3所示，像素Pm,n由例如如下工序制作。首先，在玻璃基板12上形成非晶硅膜。作为成膜的方法，例如优选为离子CVD。接下来，通过使激光束（例如受激准分子激光束）依次照射非晶硅膜的全体，将非晶硅膜的整个面进行多晶硅化（受激准分子激光退火）。如此，形成多晶硅膜14。接着，在多晶硅膜14的一部分区域上，形成作为栅绝缘膜21d的SiO2膜后，在其上形成栅电极21e。接着，对将要成为源区21b和漏区21c的各区域注入离子。其后，实施多晶硅膜14的图案化，反复实施曝光和蚀刻，形成其他电极或接触孔等。另外，对将要成为多晶硅膜14的像素Pm,n的区域注入离子而成为n型后，在其上依次层叠i型和p型的非晶硅层（即i型半导体层22b和p型半导体层22c）而形成PIN型光电二极管22。其后，形成成为绝缘层16的钝化膜。
接着，详细地说明固体摄像装置10的电路结构。图4是表示固体摄像装置10的内部结构。如前述那样，受光区域20通过M×N个像素P1,1～Pm,n二维排列成M行N列而构成。第m行的N个像素Pm,1～Pm,N经由第m行选择用配线Qm而连接于垂直移位寄存器部30。再有，图4中，垂直移位寄存器部30包含在控制部6。
信号输出部40具有在每列设置的N个积分电路42和N个保持电路44。积分电路42和保持电路44的每列相互串联连接。N个积分电路42具有彼此共同的结构。另外，N个保持电路44具有彼此共同的结构。
N个积分电路42各自具有分别连接于读出用配线R1～RN的输入端，将从读出用配线R1～RN输入到输入端的电荷存储，并将与该存储电荷量相对应的电压值从输出端分别输出到N个保持电路44。N个积分电路42的各自经由相对于N个积分电路42共同设置的复位用配线46而连接到控制部6。N个保持电路44各自具有与积分电路42的输出端连接的输入端，保持输入到该输入端的电压值，并将该保持电压值从输出端输出到电压输出用配线48。N个保持电路44各自经由相对于N个保持电路44共同设置的保持用配线45而连接到控制部6。另外，N个保持电路44各自分别经由第1列选择用配线U1～第N列选择用配线UN而连接于控制部6的水平移位寄存器部61。
控制部6的垂直移位寄存器部30将第m行选择控制信号VSm经由第m行选择用配线Qm而分别提供给第m行的N个像素Pm,1～Pm,N。垂直移位寄存器部30中，行选择控制信号VS1～VSM依次成为有效值。另外，控制部6的水平移位寄存器部61将列选择控制信号HS1～HSN经由列选择用配线U1～UN而分别提供给N个保持电路44。水平移位寄存器部61中，列选择控制信号HS1～HSN依次成为有效值。另外，控制部6将复位控制信号RE经由复位用配线46而分别提供给N个积分电路42，并且将保持控制信号Hd经由保持用配线45而分别提供给N个保持电路44。
图5是表示固体摄像装置10的像素Pm,n、积分电路42和保持电路44的各个电路结构的一个例子的图。这里，表示了代表M×N个像素P1,1～PM,N的像素Pm,n的电路图。
如图5所示，像素Pm,n的光电二极管22的阳极端子接地，阴极端子经由晶体管21而连接于读出用配线Rn。第m行选择控制信号VSm从垂直移位寄存器部30经由第m行选择用配线Qm而提供给像素Pm,n的晶体管21。第m行选择控制信号VSm指示第m行的N个像素Pm,1～Pm,N各自所包含的晶体管21的开闭动作。例如，第m行选择控制信号VSm为非有效值（例如低电平）时，晶体管21为非导通状态。此时，光电二极管22中所产生的电荷不输出到列读出用配线Rn而存储在光电二极管22的结电容部。另一方面，第m行选择控制信号VSm为有效值（例如高电平）时，晶体管21为连接状态。此时，光电二极管22的结电容部所存储的电荷经晶体管21而输出到读出用配线Rn。该电荷经由读出用配线Rn而被送到积分电路42。
积分电路42包含放大器42a、电容元件42b、以及放电用开关42c。电容元件42b和放电用开关42c相互并联连接，且连接在放大器42a的输入端子与输出端子之间。放大器42a的输入端子连接于读出用配线Rn。复位控制信号RE从控制部6经由复位用配线46而提供给放电用开关42c。
复位控制信号RE指示N个积分电路42各自的放电用开关42的开闭动作。例如，复位控制信号RE为非有效值（例如高电平）时，放电用开关42c关闭，电容元件42b被放电，积分电路42的输出电压值被初始化。另外，复位控制信号RE为有效值（例如低电平）时，放电用开关42c打开，输入到积分电路42的电荷被存储在电容元件42b，与该存储电荷量相对应的电压值从积分电路42输出。
保持电路44包含输入用开关44a、输出用开关44b和电容元件44c。电容元件44c的一端接地。电容元件44c的另一端，经由输入用开关44a连接于积分电路42的输出端，且经由输出用开关44b而与电压输出用配线48连接。保持控制信号Hd从控制部6经由保持用配线45而提供给输入用开关44a。保持控制信号Hd指示N个保持电路44各自的输入用开关44a的开闭动作。从控制部6通过第n列选择用配线Un的第n列选择控制信号HSn被提供给保持电路44的输出用开关44b。选择控制信号HSn指示保持电路44的输出用开关44b的开闭动作。
例如，保持控制信号Hd从高电平转变为低电平时，输入用开关44a从闭状态转变成开状态，此时输入到保持电路44的电压值被保持在电容元件44c。另外，第n列选择控制信号HSn从低电平转变为高电平时，输出用开关44b关闭，保持在电容元件44c的电压值输出到电压输出用配线48。
（第1实施方式）
图6和图7是第1实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中提供给固体摄像元件11的各信号的时序图。图6表示了从受光区域20的全部像素读出电荷的模式（通常读出模式）。另外，图7表示了从受光区域20中仅一部分区域（关心区域）的像素读出电荷的模式（部分读出模式）。
再有，在图6中，从上开始依次分别表示：（a）复位控制信号RE、（b）第1行选择控制信号VS1、（c）第2行选择控制信号VS2、（d）第3行选择控制信号VS3、（e）第4行选择控制信号VS4、（f）第5行选择控制信号VS5、（g）第M行选择控制信号VSM、（h）保持控制信号Hd、以及（i）第1列选择控制信号HS1～第N列选择控制信号HSN。另外，在图7中，从上开始依次分别表示：（a）复位控制信号RE、（b）第1行选择控制信号VS1、（c）第2行选择控制信号VS2、（d）第3行选择控制信号VS3、（e）第4行选择控制信号VS4、（f）第5行选择控制信号VS5、（g）第（mp-2）行选择控制信号VSmp-2、（h）第（mp-1）行选择控制信号VSmp-1、（i）第mp行选择控制信号VSmp、（j）第（mp+1）行选择控制信号VSmp+1、（k）第M行选择控制信号VSM、（m）保持控制信号Hd、以及（n）第1列选择控制信号HS1～第N列选择控制信号HSN。
<第1控制方法（通常读出模式）>
在第1控制方法（通常读出模式）中，读出受光区域20的全部像素P1,1～PM,N所存储的电荷。如图6所示，首先，从时刻t10到时刻t11的期间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c为闭状态，电容元件42b被放电。
从比时刻t11后的时刻t12到时刻t13的期间，控制部6使第1行选择控制信号VS1成为高电平。由此，第1行的像素P1,1～P1,N中晶体管21为连接状态，像素P1,1～P1,N各自的光电二极管22中所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出到积分电路42，存储在电容元件42b。从积分电路42输出与电容元件42所存储的电荷量相对应大小的电压值。再有，时刻t13之后，第1行的像素P1,1～P1,N各自的晶体管21为非连接状态。
然后，从比时刻t13后的时刻t14到时刻t15的期间，控制部6使保持控制信号Hd成为高电平，由此，N个保持电路44的各个中输入用开关44a为连接状态，从积分电路42输出的电压值被电容元件44c保持。
接着，从比时刻t15后的时刻t16到时刻t17的期间，控制部6使第1列控制信号HS1～第N列控制信号HSN依次成为高电平。由此，N个保持电路44的输出用开关44b依次为闭状态，电容元件44c所保持的电压值逐次被输出到电压输出用配线48。另外，其间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平，积分电路42的电容元件42b被放电。
接着，从比时刻t17后的时刻t18到时刻t19的期间，控制部6使第2行选择控制信号VS2成为高电平。由此，第2行的像素P2,1～P2,N中晶体管21为连接状态，像素P2,1～P2,N各自的光电二极管22中所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出到积分电路42，存储在电容元件42b。其后，通过与第1行同样的动作，与电容元件42b所存储的电荷量相对应大小的电压值从N个保持电路44逐次输出到电压输出用配线48。然后，对于第3行至第M行的像素所存储的电荷，也通过与第1行同样的动作变换成电压值，逐次地输出到电压输出用配线48。如此，结束从受光区域20读出一个摄像帧份的图像数据。
<第2控制方法（部分读出模式）>
在第2控制方法（部分读出模式）中，受光区域20的像素P1,1～PM,N中的一部分像素，即读出从读出对象行的第mp行至第M行所包含的像素Pmp,1～PM,N（其中，这里mp为3以上（M-1）以下的奇数）所存储的电荷，并对非读出对象行即从剩余的第1行到第（mp-1）行所包含的像素P1,1～Pmp-1,N所存储的电荷进行排出处理（复位）。
如图7所示，首先，从时刻t20到时刻t21的期间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平。由此，在N个积分电路42的各个中，放电用开关42c为闭状态。另外，在从时刻t20到时刻t21的期间内，控制部6在非读出对象行即第1行至第（mp-1）行中，使奇数行即第1行选择控制信号VS1、第3行选择控制信号VS3、……、第（mp-2）行选择控制信号VSmp-2逐次成为高电平。由此，（mp-1）行的非读出对象行中在奇数行逐次进行如下动作。即，该行所包含的像素中晶体管21依次成为连接状态，光电二极管22所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出到积分电路42。其间，积分电路42的放电用开关42c一直为闭状态，因而到达积分电路42的电荷被排出到基准电位线（GND线）。通过这样的动作，（mp-1）行的非读出对象行中的奇数行所包含的像素的光电二极管22被复位。
接着，从比时刻t21后的时刻t22到时刻t23的期间，控制部6使第mp行选择控制信号VSmp成为高电平。由此，第mp行的像素Pmp,1～Pmp,N中晶体管21为连接状态，像素Pmp,1～Pmp,N各自的光电二极管22中所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出至积分电路42，存储在电容元件42b。从积分电路42，输出与电容元件42b所存储的电荷量相对应大小的电压值。再有，时刻t23之后，第mp行的像素Pmp,1～Pmp,N各自的晶体管21为非连接状态。
然后，从比时刻t23后的时刻t24到时刻t25的期间，控制部6使保持控制信号Hd成为高电平，由此，从积分电路42输出的电压值被电容元件44c保持。
接着，从比时刻t25后的时刻t26到时刻t27的期间，控制部6使第1列控制信号HS1～第N列控制信号HSN依次成为高电平。由此，电容元件44c所保持的电压值逐次被输出到电压输出用配线48。另外，其间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平，积分电路42的电容元件42b被放电。
接着，从比时刻t27后的时刻t28到时刻t29的期间，控制部6使第（mp+1）行选择控制信号VSmp+1成为高电平。由此，第（mp+1）行的像素Pmp+1,1～Pmp+1,N中晶体管21为连接状态，像素Pmp+1,1～Pmp+1,N各自的光电二极管22中所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出到积分电路42，存储在电容元件42b。其后，通过与第mp行同样的动作，与电容元件42b所存储的电荷量相对应大小的电压值从N个保持电路44逐次输出到电压输出用配线48。然后，对于第（mp+2）行至第M行的像素所存储的电荷，也通过与第mp行同样的动作变换成电压值，逐次地输出到电压输出用配线48。如此，结束从受光区域20的读出对象行读出一个摄像帧份的图像数据。
接着，从时刻t30到时刻t31的期间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c为闭状态。另外，在从该时刻t30到时刻t31的期间内，控制部6使非读出对象行的第1行至第（mp-1）行中偶数行即第2行选择控制信号VS2、第4行选择控制信号VS4、……、第（mp-1）行选择控制信号VSmp-1逐次成为高电平。由此，（mp-1）行的非读出对象行中在偶数行逐次使光电二极管22复位。其后，再次重复从上述的时刻t21到时刻t29的动作。如此，结束从受光区域20的读出对象行读出下一个帧份的图像数据。
以下，说明由本实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法所得到的效果。在部分地读出摄像区域的情况下，在电荷不被读出的区域（非读出对象行）中，在光电二极管中电荷持续存储，产生溢出。若产生溢出，则所溢出的电荷侵入到周边像素，对周边像素的摄像数据造成影响。这里，图8是用于说明溢出的情形的图。图8（a）是表示由包含晶体管21的切断面切断的受光区域20的截面的典型图。另外，图8（b）是表示由不包含晶体管21的切断面切断的受光区域20的截面的典型图。若在光电二极管22过度地存储电荷，则该电荷会造成光电二极管22的n型半导体层22a的电位下降。再者，若n型半导体层22a的电位下降超出限度，则即使电场不施加在晶体管21的栅电极21e，也会由于源区21b与漏区21c的电位差，导致不能维持非连接状态而电荷在沟道区域21a移动（图8（a）所示的箭头E1）。再者，由于这样的电荷的移动，会产生向读出用配线Rn的溢出。另外，如图8（b）所示，光电二极管22中不接触晶体管21的部分中，n型半导体层22a独立于周围的光电二极管22而存在，因而电荷不会向相邻的光电二极管22移动。然而，由于对光电二极管22施加偏置电压，因此p型半导体层22c连接于透明的基准电位线（GND线）23。因此，若光电二极管22中电荷过剩地存储，则认为基准电位线23的电位会经由p型半导体层22c局部地变动。再有，由于基准电位线23具有有效的电阻值，因此认为这样的电位变动为仅在该像素的附近产生的电位变动。
为了避免上述的溢出等，因此有必要将非读出对象行所包含的光电二极管22的电荷适当地排出（复位）。这里，图9是表示包含使非读出对象行所包含的光电二极管22的电荷复位的固体摄像元件的控制方法的一个例子的时序图。再有，图9中，（a）～（n）所示的各信号与前述的图7同样。在该例子中，在从控制部6使复位控制信号RE成为高电平的时刻t20到时刻t21的期间内，与非读出对象行即第1行至第（mp-1）行相对应的第1行选择控制信号VS1、第2行选择控制信号VS2、……、第（mp-1）行选择控制信号VSmp-1逐次成为高电平。由此，在全部（mp-1）行的非读出对象行中，逐次地使光电二极管22复位。其后，通过进行图7所示的时刻t22到时刻t29的动作，完成从受光区域20的读出对象行读出一个摄像帧份的图像数据。
在固体摄像元件11的控制中，要求尽可能地缩短一个摄像帧所需要的时间（帧率）。然而，在上述的例子中，由于在一个摄像帧中将全部非读出对象行的光电二极管22依次复位，因此有各摄像帧的所需要时间延长这样的问题。特别地，受光区域20的面积越大，构成受光区域20的像素的个数越多，则对非读出对象行的光电二极管22的复位需要越长时间，摄像帧的所需要时间越加更延长。
相对于上述的控制方法所具有的技术问题，本实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中的第2控制方法（部分读出模式）中，2次摄像帧的各帧中，对二行以上的非读出对象行（第1行～第（mp-1）行）中仅一部分进行排出处理（复位）。具体而言，一个摄像帧中进行奇数的非读出对象行（第1行、第3行、……、第（mp-2）行）所包含的像素所存储的电荷的复位，下一次摄像帧中进行偶数的非读出对象行（第2行、第4行、……、第（mp-1）行）所包含的像素所存储的电荷的复位。再者，通过这样的动作，对二行以上的非读出对象行的各行在2次摄像帧之间必定进行一次像素所存储的电荷的复位。
根据发明人的见解，为了防止从非读出对象行的像素的溢出，不需要对每个摄像帧将全部非读出对象行的像素进行复位。因此，如本实施方式所涉及的控制方法的那样，以能够每2次摄像帧之间将非读出对象行的像素每隔一次进行复位的方式，交替地将各摄像帧中奇数和偶数的非读出对象行复位，从而能够大幅度地抑制一个摄像帧所需要的时间。特别地，受光区域20的面积越大且构成受光区域20的像素P1,1～PM,N的个数越多，则该效果就越显著。
另外，如本实施方式所述，非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的复位优选逐次地进行。如上述那样，根据本实施方式的控制方法，即使是在逐次地进行非读出对象行的复位的情况下，也能够抑制一个摄像帧所需要的时间。再者，通过逐次地进行非读出对象行的复位，能够进一步减小流到配线的电流，并明显地降低对电源等周边电路的负荷。
另外，在本实施方式中，一个摄像帧中被复位的非读出对象行（第1行、第3行、……、以及第（mp-2）行，或者第2行、第4行、……、以及第（mp-1）行）每隔1行空出相互的间隔而配置。如此，各摄像帧中，非读出对象行彼此的间隔优选为空出1行以上。由此，能够使各摄像帧中进行复位的非读出对象行的位置分散，能够更有效地抑制电荷向读出对象行（第mp行～第M行）的溢出。
另外，本实施方式中，晶体管21的沟道区域21a、源区21b、以及漏区21c由多晶硅构成。近年来，对于例如医疗用途（牙科的X射线摄影等）所使用的二维平板图像传感器这样的固体摄像元件，要求更宽的受光面。然而，像现有的固定摄像元件那样由于在单晶硅晶片上制作受光部，因此起因于最大的直径只有12英寸这样的单晶硅晶片的大小，固体摄像元件的受光面的宽度受到限制。相对于此，例如在玻璃基板这样的绝缘基板上使多晶硅成膜，并在该多晶硅的表面形成光电二极管或其他晶体管等的电子部件，由此与使用单晶硅形成的现有的固体摄像元件相比较，可以显著地使受光面变宽。
再有，本实施方式中，晶体管21的沟道区域21a、源区21b、以及漏区21c可以由非晶硅构成，也可以由多晶硅和非晶硅两者构成。在这种情况下，也能够很好地得到上述的效果。
但是，在帧率快的情况下，由非晶硅构成的晶体管21中，会有成为非连接状态时电荷被过度捕获这样的问题（所谓的记忆效应）。原因在于，由于非晶硅是非晶质的，因此在FET的沟道捕获电荷的能级密度变高。相对于此，由于多晶硅（特别是低温多晶硅）的陷阱能级的密度低，因此通过由多晶硅构成晶体管21，可以抑制这样的记忆效应的发生。
（第2实施方式）
接着，说明与本发明所涉及的固体摄像元件的控制方法相关的第2实施方式。再有，本实施方式中，第1控制方法（通常读出模式）与前述的第1实施方式同样，因而省略了该说明。
<第2控制方法（部分读出模式）>
图10是第2实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中提供给固体摄像元件11的各信号的时序图，表示从仅受光区域20中的一部分区域（关心区域）的像素读出电荷的模式（部分读出模式）。在图10的（a）～（n），表示了相当于第1实施方式的图7的（a）～（n）的各信号。
在本实施方式所涉及的第2控制方法（部分读出模式）中，与第1实施方式同样地，读出受光区域20的像素P1,1～PM,N中的一部分像素即读出对象行第mp行至第M行所包含的像素Pmp,1～PM,N所存储的电荷，对非读出对象行即剩余的第1行至第（mp-1）行所包含的像素P1,1～Pmp-1,N所存储电荷进行排出处理（复位）。
首先，与第1实施方式同样地，从时刻t20到时刻t21的期间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c为闭状态。另外，在从时刻t20到时刻t21的期间内，控制部6在非读出对象行即第1行至第（mp-1）行中，使奇数行即第1行选择控制信号VS1、第3行选择控制信号VS3、……、第（mp-2）行选择控制信号VSmp-2成为高电平。但是，在本实施方式中，这些行选择信号VS1、VS3、……、VSmp-2成为高电平的时刻与第1实施方式不同。在第1实施方式中逐次地使这些行选择控制信号VS1、VS3、……、VSmp-2成为高电平，但本实施方式中，使这些行选择控制信号VS1、VS3、……、VSmp-2同时成为高电平。
由此，（mp-1）行的非读出对象行中在奇数行同时进行如下动作。即，该行所包含的像素中晶体管21同时成为连接状态，光电二极管22所存储的电荷通过读出用配线R1～RN而输出到积分电路42。其间，积分电路42的放电用开关42c一直为闭状态，因而到达积分电路42的电荷被排出到基准电位线（GND线）。通过这样的动作，（mp-1）行的非读出对象行中的奇数行所包含的像素的光电二极管22被复位。
接着，从比时刻t21后的时刻t22到时刻t23的期间，通过与第1实施方式同样的控制方法，进行从受光区域20的读出对象行（第mp行至第M行）读出一个摄像帧份的像素数据。
接着，从时刻t30到时刻t31的期间，控制部6使复位控制信号RE成为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c为闭状态。再者，在从该时刻t30到时刻t31的期间内，控制部6使非读出对象行第1行至第（mp-1）行中偶数行即第2行选择控制信号VS2、第4行选择控制信号VS4、……、第（mp-1）行选择控制信号VSmp-1逐次成为高电平。此时，与前面的摄像帧同样地，使这些行选择控制信号VS2、VS4、……、VSmp-1成为高电平。由此，（mp-1）行的非读出对象行中的偶数行中，光电二极管22同时被复位。其后，再次重复从上述的时刻t21到时刻t29的动作。如此，完成从受光区域20的读出对象行读出下一个摄像帧的图像数据。
以下，一边表示比较例一边说明由本实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法所得到的效果。图11是表示固体摄像元件的控制方法的一个比较例的时序图。如图11所示，在该比较例中，在控制部6使复位控制信号RE成为高电平的时刻t20至时刻t21的期间内，与非读出对象行即第1行至第（mp-1）行相对应的第1行选择控制信号VS1、第2行选择控制信号VS2、……、第（mp-1）行选择控制信号VSmp-1同时成为高电平。由此，在全部的非读出对象行中，光电二极管22同时被复位。其后，通过同样地进行图10所示的时刻t22到时刻t29的动作，完成从受光区域20的读出对象行读出一个摄像帧份的图像数据。
然而，在上述的比较例中，由于在一个摄像帧中将全部非读出对象行的光电二极管22同时复位，因此在被复位瞬间与光电二极管22连接的配线有大的电流流动。因此，对配线或电源等的周边电路的负荷变大。
若具体说明的话，由于与全部非读出对象行相对应的行选择控制信号VS1至VSmp-1从垂直移位寄存器部30同时输出，因此，在电源的电流供给能力不充分的情况下，行选择控制信号VS1至VSmp-1的上升时间变长。另外，虽然在垂直移位寄存器部30的内部存在用于接受电源电流的配线，但用于生成行选择控制信号VS1至VSmp-1的电源电流会一次流到该配线，该配线的电压降变大而导致行选择控制信号VS1至VSmp-1的上升时间进一步变长。
另外，全部非读出对象行的光电二极管22所存储的电荷在各读出用配线R1～Rn同时输出，因此，读出用配线R1～Rn的电压降变大而妨碍了光电二极管22快速复位。此外，由于电源必须将用于使从全部非读出对象行同时输出的电荷进行复位的电流提供给积分电路42，因此，在电源电流供给能力低的情况下，积分电路42的复位动作所需要的时间变长。或者，积分电路42的动作会有不稳定的担忧。另外，在积分电路42的输出阻抗高的情况下，积分电路42的复位动作所需要的时间变长。
再者，为了避免将全部的非读出对象行的光电二极管22同时复位而引起的这些现象，有必要具有足够的电容、以及输出阻抗足够小的积分电路42，这成为制造成本增加的一个原因。
相对于上述那样的比较例所具有的技术问题，本实施方式所涉及的固体摄像元件的控制方法中的第2控制方法（部分读出模式）中，与前述的第1实施方式同样地，对二行以上的非读出对象行（第1行～第（mp-1）行）的各行，在2次摄像帧之间确保一次排出处理（复位），并且在各摄像帧中，进行仅一部分非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的复位。由此，能够减小流到垂直移位寄存器部30的内部或读出用配线R1～Rn的电流，并降低对电源等周边电路的负荷。
另外，如本实施方式所示，非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的复位也可以同时进行。如上述那样，根据本实施方式所涉及的控制方法，即使是在同时进行非读出对象行的复位的情况下，也能够降低对周边电路的负荷。再者，通过同时进行非读出对象行的复位，能够进一步缩短各摄像帧所需要的时间。
另外，在本实施方式中，与第1实施方式同样地，一个摄像帧中被复位的非读出对象行（第1行、第3行、……、以及第（mp-2）行，或者第2行、第4行、……、以及第（mp-1）行）每隔1行空出相互的间隔来配置。如此，各摄像帧中，非读出对象行彼此的间隔优选空出1行以上。由此，能够使各摄像帧中进行复位的非读出对象行的位置分散，能够更有效地抑制向读出对象行（第mp行～第M行）的电荷溢出。
（变形例）
在上述的各实施方式中，以能够每2次摄像帧之间每隔一次将非读出对象行的像素进行复位的方式，例示了交替地将各摄像帧中奇数和偶数的非读出对象行复位的情况。图12是典型地表示这样的控制方法中的非读出对象行的复位的情形。图12（a）～（d）各个表示了4个连续的摄像帧的各帧，示出了各图中由一或二行以上的读出对象行构成的关心区域A1、由二行以上的非读出对象行构成的非关心区域A2、以及各摄像帧中成为复位对象的非读出对象A3。如图12所示，在上述的各实施方式中，第1摄像帧（图12（a））和第3摄像帧（图12（c））中奇数的非读出对象行A3被复位，第2摄像帧（图12（b））和第4摄像帧（图12（d））中偶数的非读出对象行A3被复位。
然而，在本发明的固体摄像元件的控制方法中，各摄像帧中的复位对象行的排列不限于此。图13是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第2例的典型图。在图13所示的例子中，将非关心区域A2所包含的多行划分成每4行1个行群，在每个行群在每一帧对每1行逐次地进行复位。另外，图14是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第3例的典型图。在图14所示的例子中，将非关心区域A2所包含的多行划分为每3行1个行群，在每一帧逐次地将一个行群进行复位。即使是在例如像这些排列了复位对象行的情况下，也能够很好地得到与上述的各实施方式同样的效果。
另外，图15是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第4例的典型图。在图15所示的例子中，将非关心区域A2所包含的多行划分为4个行群A21～A24。再有，在该例子中，行群A21由1个非读出对象行构成，行群A22由2个非读出对象行构成，行群A23由4个非读出对象行构成，行群A24由8个非读出对象行构成。再者，在与关心区域A1相邻接的行群A21中，每个摄像帧中，对全部非读出对象行A3进行复位。即，在行群A21中，每4个摄像帧期间进行4次各非读出对象行的复位。另外，在靠近关心区域A1的行群A22中，在第1摄像帧（图15（a））和第3摄像帧（图15（c））中将一行非读出对象行A3复位，在第2摄像帧（图15（b））和第4摄像帧（图15（d））中将另一行非读出对象行A3复位。即，在行群A22中，每4个摄像帧期间进行2次各非读出对象行的复位。另外，在稍微离开关心区域A1的行群A23中，第1摄像帧（图15（a））至第4摄像帧（15（d））的各帧中，将一行非读出对象行A3复位。即，在行群A23中，每4个摄像帧之间进行1次各非读出对象行的复位。另外，在与关心区域A1相距最远的行群A24中，第1摄像帧（图15（a））至第8摄像帧（未图示）的各帧中，将一行非读出对象行A3复位。即，在行群A24中，每8个摄像帧之间进行1次各非读出对象行的复位。
图16是表示用于实现图15所示的复位对象行的排列的控制方法的时序图。图16表示对非读出对象行（第1行至第15行）各行的复位动作，在各摄像帧（图中由第1摄像帧至第24摄像帧表示）每帧中，在进行复位的摄像帧中作为高电平表示，在不进行复位的摄像帧中作为低电平表示。
如图15和图16所示的例子那样，优选地，与关心区域A1相邻接的行群A21的复位频度比其他行群的复位频度多。或者，优选地，越靠近关心区域A1非读出对象行的复位频度越多，离关心区域A1越远非读出对象行的复位频度越小。由此，能够更有效地抑制非读出对象行中的电荷溢出等所引起的对读出对象行（关心区域A1）的影响，并精度更高地读出读出对象行（关心区域A1）的各像素所存储的电荷。
图17是表示各摄像帧中的复位对象行的排列的第5例的典型图。在如图17所示的例子中，将非关心区域A2所包含的多行划分为4个行群A21～A23和A25。再有，在该例子中，行群A21由1个非读出对象行构成，行群A22由2个非读出对象行构成，行群A23由4个非读出对象行构成，行群A25由8个非读出对象行构成。再者，在行群A21～A23中，与前述的第4例同样地，进行各非读出对象行的复位。另一方面，在行群A25中，全部不进行复位。
图18是表示用于实现图17所示的复位对象行的排列的控制方法的时序图。图18表示对于非读出对象行（第1行至第15行）各行的复位动作，在各摄像帧（图中由第1摄像帧至第24摄像帧表示）的每帧中，进行复位的摄像帧中作为高电平表示，不进行复位的摄像帧中作为低电平表示。
如图17和图18所示的例子那样，也假定在各摄像帧中，不进行非读出对象行中除了二行以上的行（该例子中第9行至第15行）以外的行（该例子中第1至第8行）的复位。如此，本发明的固体摄像元件的控制方法中，也考虑了不必对非读出对象行的全部进行复位而对非读出对象行中除了复位对象即二行以上的行的其他行不进行复位的形态。另外，这样的情况，如该第5例所示，不进行复位的行群优选为离关心区域A1最远的行群A25。再者，更优选地，越靠近关心区域A1的行群，其非读出对象行的复位频度越多；离关心区域A1越远的行群，其非读出对象行的复位频度越小。由此，能够更有效地抑制非读出对象行中的电荷溢出等所引起的对读出对象行（关心区域A1）的影响，并且能够更加降低对周边电路的负荷。
本发明的固体摄像元件的控制方法不限于上述的各实施方式和变形例，其他各种各样的变形也可以。例如，虽然表示了本发明适用于上述实施方式和各变形例中玻璃基板上成膜有多晶硅或非晶硅的固体摄像装置，但本发明不限于这样的结构，例如对单晶硅基板上所制作的固体摄像元件也可以适用。
图19是用于说明在p型单晶硅基板70上制作了受光区域的情况下的部分读出时的溢出情形的图。p型单晶硅基板70上所制作的受光区域中替代图2所示的光电二极管22而在每个像素具有光电二极管24。图19（a）是表示用包含晶体管21的切断面切断光电二极管24所得到的截面的典型图，图19（b）是表示用不包含晶体管21的切断面切断光电二极管24所得到的截面的典型图。如图19（a）和（b）所示，光电二极管24包含通过对p型单晶硅基板70进行离子注入等而形成的n+型半导体区域24a。再者，该n+型半导体区域24a被通过对p型单晶硅基板70进行离子注入等而形成的p+型半导体区域24b包围。
若在光电二极管24电荷过度存储，则该电荷导致光电二极管24的n型半导体区域24a的电位下降。再者，若n型半导体区域24a的电位下降超过限度，则即使不对晶体管21的栅电极21e施加电场，源区21b与漏区21c的电位差也会导致不能维持非连续状态而使电荷在沟道区域21a移动（图19（a）所示的箭头E2）。再者，由于这样的电荷的移动，会产生向读出用配线Rn的溢出。另外，如图19（b）所示，光电二极管24中不接触晶体管21的部分中，若n型半导体区域24a的电位下降超过限度，则使电荷经由p型单晶硅基板70而向相邻像素的光电二极管24移动（图19（b）所示的箭头E3）。
如上述那样，单晶硅基板上所制作的固体摄像元件中，也会产生部分读出时的溢出等所引起的问题。根据本发明的控制方法，这样的固体摄像元件的部分读出动作中，也能够抑制一个摄像帧所需要的时间，并且降低对周边电路的负荷。
另外，上述的实施方式和各变形例中示例了FET作为各像素所具有的晶体管21，但晶体管21也可以是双极型晶体管。在这种情况下，控制端子指基极，电流端子指集电极或发射极。另外，在上述的实施方式中，对非读出对象行在2次摄像帧之间进行至少一次排出处理，在上述的各变形例中，最多在8次摄像帧之间进行至少一次的排出处理。然而，用于排出处理的摄像帧并不限于这些，任意L次（L为2以上的整数）摄像帧之间进行至少一次排出处理，由此能够在各实施方式中很好地起到所描述的效果。
上述的实施方式的固体摄像元件的控制方法，是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个（M为3以上的整数，N为2以上的整数）像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，其使用如下结构：在L次（L为2以上的整数）摄像帧的各帧中选择性地读出构成受光区域中的一部分区域的一行或多行（以下，称为读出对象行）所包含的像素中存储的电荷，并且在L次摄像帧的各帧中，进行除了读出对象行以外的其他的二行以上的行（以下，称为非读出对象行）中的一部分非读出对象行所包含的像素中存储的电荷的排出处理，且在二行以上的非读出对象行的各行中在L次摄像帧期间进行至少一次排出处理的结构。
另外，固体摄像元件的控制方法也可以构成为，与读出对象行相邻接的一行或多行非读出对象行的排出处理的频度比其他非读出对象行的排出处理的频度多。由此，能够更有效地抑制电荷向读出对象行的溢出，并精度更高地读出读出对象行的各像素所存储的电荷。
另外，固体摄像元件的控制方法可以构成为，一部分非读出对象行存在多行，L次摄像帧的各帧中，同时进行一部分非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的排出处理。如上述那样，根据本结构的固体摄像元件的控制方法，即使是在同时进行多行非读出对象行的排出处理（复位）的情况下，也能够减少流到配线的电流而降低对电源等周边电路的负荷。再者，通过像这样同时进行多行非读出对象行的排出处理（复位），能够进一步缩短各摄像帧所需要的时间。
或者，固体摄像元件的控制方法也可以构成为，一部分非读出对象行存在多行，L次摄像帧的各帧中，逐次进行一部分非读出对象行所包含的像素所存储的电荷的排出处理。如上述那样，根据本结构的固体摄像元件的控制方法，即使是在逐次进行多行非读出对象行的排出处理（复位）的情况下，也能够抑制一个摄像帧所需要的时间。再者，通过像这样逐次进行多行非读出对象行的排出处理（复位），更加减小流到配线的电流，显著地降低对电源等周边电路的负荷。
另外，固体摄像元件的控制方法也可以构成为，一部分非读出对象行存在多行，L次摄像帧的各帧中，将一部分非读出对象行彼此的间隔隔开1行以上。由此，能够使各摄像帧中进行排出处理（复位）的非读出对象行的位置分散，更有效地抑制电荷向读出对象行的溢出。
另外，在上述实施方式的固体摄像元件的控制方法中，是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个（M为3以上的整数，N为2以上的整数）的像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，其使用如下结构：在L次（L为2以上的整数）摄像帧的各帧中选择性地读出构成受光区域中的一部分区域的一行或多行（以下，称为读出对象行）所包含的像素所存储的电荷，并且在L次摄像帧的各帧中，进行除了读出对象行以外的其他行（以下，称为非读出对象行）所包含的二行以上的行中一部分行所包含的像素所存储的电荷的排出处理，且在二行以上的行的各行中在L次摄像帧期间进行至少一次排出处理的结构。
另外，固体摄像元件的控制方法也可以构成为，在L次摄像帧中，不进行读出对象行中除了二行以上的行以外的其他行所包含的像素所存储的电荷的排出处理。如此，在上述的固体摄像元件的控制方法中，也包含了不必对全部非读出对象行进行电荷的排出处理，对排出处理的对象即除了二行以上的行以外的行不进行排出处理。
产业上的可利用性
本发明可以作为在选择性地读出受光区域中一部分区域的像素所存储的电荷时，能够抑制一个摄像帧所需要的时间而且降低对周边电路的负荷的固体摄像元件的控制方法来利用。

Claims (7)

1.一种固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个的像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，其中，M为3以上的整数，N为2以上的整数，
在L次的摄像帧的各帧中选择性地读出构成所述受光区域中的一部分区域的一行或多行所包含的所述像素中存储的电荷，其中，L为2以上的整数，以下，将构成所述受光区域中的一部分区域的一行或多行称为读出对象行，
并且，将除了所述读出对象行以外的其他的二行以上的行称为非读出对象行，在所述L次的摄像帧的各帧中，进行除了所述读出对象行以外的其他的二行以上的行中的一部分所述非读出对象行所包含的所述像素中存储的电荷的排出处理，且对于所述二行以上的非读出对象行的各行，在所述L次的摄像帧期间进行至少一次所述排出处理。
2.如权利要求1所述的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
与所述读出对象行相邻接的一行或多行所述非读出对象行的所述排出处理的频度比其他所述非读出对象行的所述排出处理的频度多。
3.如权利要求1或2所述的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
所述一部分非读出对象行存在多行，
所述L次的摄像帧的各帧中，同时进行所述一部分非读出对象行所包含的所述像素中存储的电荷的排出处理。
4.如权利要求1或2所述的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
所述一部分非读出对象行存在多行，
所述L次的摄像帧的各帧中，逐次进行所述一部分非读出对象行所包含的所述像素中存储的电荷的排出处理。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
所述一部分非读出对象行存在多行，
所述L次的摄像帧的各帧中，将所述一部分非读出对象行彼此的间隔隔开1行以上。
6.一种固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
是具备分别包含光电二极管以及一端连接于该光电二极管的读出用开关的M×N个的像素被二维排列成M行N列而成的受光区域的固体摄像元件的控制方法，其中，M为3以上的整数，N为2以上的整数，
在L次的摄像帧的各帧中选择性地读出构成所述受光区域中的一部分区域的一行或多行所包含的所述像素中存储的电荷，其中，L为2以上的整数，以下，将构成所述受光区域中的一部分区域的一行或多行称为读出对象行，
并且，将除了所述读出对象行以外的其他行称为非读出对象行，在所述L次的摄像帧的各帧中，进行除了所述读出对象行以外的其他行所包含的二行以上的行中的一部分行所包含的所述像素中存储的电荷的排出处理，且对于所述二行以上的行的各行，在所述L次的摄像帧期间进行至少一次所述排出处理。
7.如权利要求6所述的固体摄像元件的控制方法，其特征在于，
在所述L次摄像帧中，不进行所述非读出对象行中除了所述二行以上的行以外的其他行所包含的所述像素中存储的电荷的排出处理。
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