CN103595930A - 固态成像设备、驱动方法及电子设备 - Google Patents

固态成像设备、驱动方法及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN103595930A
CN103595930A CN201310347506.5A CN201310347506A CN103595930A CN 103595930 A CN103595930 A CN 103595930A CN 201310347506 A CN201310347506 A CN 201310347506A CN 103595930 A CN103595930 A CN 103595930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric charge
maintaining part
row
state imaging
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310347506.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103595930B (zh
Inventor
高塚举文
大池祐辅
榊原雅树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN103595930A publication Critical patent/CN103595930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103595930B publication Critical patent/CN103595930B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/709—Circuitry for control of the power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本发明涉及固态成像设备、驱动方法及电子设备。提供了一种固态成像设备，包括：像素阵列部，具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素至少包括光电转换部、电荷保持部、转移部和复位部；以及驱动控制部，所述驱动控制部以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自连续地按行读取的方式来控制单位像素的驱动。驱动控制部根据在由转移部进行电荷转移之前由复位部执行的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部的电压的读取。

Description

固态成像设备、驱动方法及电子设备
技术领域
本技术涉及一种固态成像设备、驱动方法及电子设备，具体地，涉及一种可以实现捕获图像的高图像质量的固态成像设备、驱动方法及电子设备。
背景技术
在现有技术中，图像传感器（固态成像设备）将在其光接收部中累积的电荷临时保持在电荷-电压转换部（所谓的浮置扩散区；下文中被称为FD）中，或者保持在诸如与每个像素中的FD分开设置的电容元件的电荷保持部中，从而减少在曝光/累积期间在连续进行信号读取操作时像素之间的差异（例如，JP2009-268083A和JP2005-328493A）。
另外，当读取信号时，图像传感器首先读取与电荷保持部中所累积的电荷对应的电压（信号电平），然后读取当电荷保持部中所累积的电荷被复位后的实际电压（复位电平）。该图像传感器基于两种电平之间的差来消除噪声。
通过这样做，优选的是，电荷保持部中的电荷在累积在光接收部中的电荷被转移（在电荷转移之前）至电荷保持部之前被复位（初始化）时的实际电压（下文中，称作转移前复位电压）应该等于信号被读取时的实际复位电压（下文中，称作读取后复位电压）。
发明内容
同时，当图像传感器执行将信号电荷累积维持在同一时间段的全局式快门操作时，如图1所示，曝光开始之前的电荷释放（如图1中的三角形所示）和曝光完成时的电荷转移（如图1中的矩形所示）在所有像素中批量（batch，成批）执行。相反，信号电平和复位电平的读取（如图1中的拉长的六边形所示）以行为单位来执行。
这里，在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化（如图1中的圆圈所示），由于被设计初始化（复位）电荷保持部的复位晶体管的电源的压降，以及由于电荷保持部与用来向各相邻的像素提供复位电压的复位信号线之间的串扰，在转移前复位电压与读取后复位电压之间存在很大的差异。另外，同时驱动全部像素所带来的负荷引起这种情况下的复位操作的过渡时间不同于信号读取时的复位操作的过渡时间从而使得在转移前复位电压与读取后复位电压之间存在很大的差别。转移前复位电压与读取后复位电压之间的这样的大的差异会产生噪声，该噪声是因为在输出过程发生的偏移而引起的（下文中，称为偏移噪声），因此使得捕获图像的图像质量劣化。
为了解决这个问题，如图2所示，电荷转移之前的电荷保持部初始化（圆圈）以行为单位连续地执行。在这种情况下，虽然可以减少偏移噪声，但是将花费较长时间来对所有行执行电荷保持部初始化。由于这个原因，帧率劣化，从而捕获图像（尤其是移动图像）的图像质量劣化。
本技术在这样的情况下提出并且可以实现捕获图像的高图像质量。
根据本技术的实施方式，提供了一种固态成像设备，包括：像素阵列部，具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每个至少包括：光电转换部，电荷保持部，所述电荷保持部保持在光电转换部中累积的电荷，转移部，所述转移部将在光电转换部中累积的电荷转移至电荷保持部，以及复位部，所述复位部将电荷保持部中的电荷复位；以及驱动控制部，所述驱动控制部以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制单位像素的驱动，信号电平对应于在电荷保持部中累积的电荷，复位电平对应于在复位部复位累积的电荷之后在电荷保持部中的电荷。驱动控制部根据在转移部进行电荷转移之前复位部执行的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部电压的读取。
驱动控制部可以以所述转移部在所述像素阵列部中的所有单位像素中批量执行电荷转移和从所述光电转换部的电荷释放中的一者或两者的方式，来控制所述单位像素的所述驱动。
驱动控制部可以以当所述像素阵列部中的初始化行的数量大于读取行的数量时，所述复位部在读取所述电荷保持部的所述电压期间对所述读取行和所述读取行以外的非读取行执行所述电荷复位的方式来控制所述单位像素的所述驱动，在所述读取行上，所述电荷保持部的电压被同时读取，在所述初始化行上，在由所述转移部进行电荷转移之前所述电荷保持部被同时初始化。
非读取行可以是所述像素阵列部中的所述电荷保持部的所述电压没有被读取的省略行、包括用于亮度校正的虚拟像素的像素行或包括OPB（光学黑色）区域中的像素的像素行。
非读取行可以包括与像素阵列部中的单位像素分开设置的虚拟像素。驱动控制部可以执行单位像素和虚拟像素的驱动。
非读取行可以布置在像素阵列部的上侧和下侧中的一侧或每侧上。
非读取行可以具有沿像素阵列部的行方向布置的虚拟像素。
非读取行可以具有沿像素阵列部的列方向布置的虚拟像素。
固态成像设备可以包括切换部，将待连接至驱动虚拟像素的驱动器的虚拟像素进行切换。
当N行初始化行包括其数量N×M的单位像素时，驱动控制部可以控制数量为K的虚拟像素的驱动。虚拟像素的每一个至少可以包括虚拟像素复位部，所述虚拟像素复位部的驱动能力基本上是单位像素的每一个的复位部的驱动能力的（N×M）/K倍，以及虚拟像素电荷保持部，所述虚拟像素电荷保持部的容量基本上是单位像素的每一个的电荷保持部的容量的（N×M）/K倍。
数量为K的虚拟像素可以以N'×M'的矩阵形式布置（N'≤N，M'≤M）。
在由转移部进行电荷转移之前的电荷保持部的初始化时，驱动控制部保持激活或禁用根据用于读取电荷保持部的信号电平和复位电平的读取周期来按列操作的列电路的操作。
列电路可以是A/D（模数）转换电路。
驱动控制部以在转移部进行电荷转移之前复位部在像素阵列部中每隔互不相邻的多行初始化电荷保持部的方式来控制单位像素的驱动。
驱动控制部以在转移部进行电荷转移之前复位部在像素阵列部中的所有单位像素中批量初始化电荷保持部的方式来控制单位像素的驱动。
电荷保持部可以是连接至读取电荷保持部的电压的放大部的电荷-电压转换部。
电荷保持部可以是与连接至读取电荷保持部的电压的放大部的电荷-电压转换部分开设置的电容元件。
固态成像设备可以进一步包括计算信号电平和复位电平之间的差的计算部。
根据本技术的实施方式，提供了一种用于驱动固态成像设备的方法，所述固态成像设备包括：像素阵列部，所述像素阵列部具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每一个至少包括：光电转换部，电荷保持部，所述电荷保持部保持在光电转换部中累积的电荷，转移部，所述转移部将在光电转换部中所累积的电荷转移至电荷保持部，以及复位部，所述复位部将电荷保持部中的电荷复位；以及驱动控制部，所述驱动控制部以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制单位像素的驱动，信号电平对应于在电荷保持部中所累积的电荷，复位电平对应于在复位部复位累积的电荷之后电荷保持部中的电荷，所述方法包括：通过固态成像设备根据在转移部进行电荷转移之前的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部的电压的读取。
根据本技术的实施方式，提供了一种包括固态成像设备的电子设备，所述固态成像设备包括：像素阵列部，所述像素阵列部具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素各的每一个至少包括：光电转换部，电荷保持部，所述电荷保持部保持在光电转换部中所累积的电荷，转移部，所述转移部将在光电转换部中所累积的电荷转移至电荷保持部，以及复位部，所述复位部将电荷保持部中的电荷复位；以及驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制单位像素的驱动，信号电平对应于电荷保持部中所累积的电荷，复位电平对应于复位部复位累积的电荷之后在电荷保持部中的电荷。驱动控制部根据在转移部进行电荷转移之前的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部电压的读取。
根据本技术的一个实施方式，根据在转移部进行电荷转移之前的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部电压的读取。
根据本技术的一个实施方式，可以实现捕获图像的高图像质量。
附图说明
图1是示出了相关技术中的固态成像设备的操作的示意图；
图2是示出了相关技术中的固态成像设备的操作的示意图；
图3是示出了相关技术中的固态成像设备的操作的示意图；
图4是示出了本技术的实施方式所应用的固态成像设备的配置实例的示意图；
图5是示出了单位像素配置的示意图；
图6是示出了一个单位像素驱动实例的示意图；
图7是示出了另一单位像素配置实例的示意图；
图8是示出了又一单位像素配置实例的示意图；
图9是示出了再一单位像素配置实例的示意图；
图10是示出了进一步的另一单位像素配置实例的示意图；
图11是示出了一个单位像素驱动实例的示意图；
图12是示出了又一单位像素配置实例的示意图；
图13是示出了再一单位像素配置实例的示意图；
图14是示出了进一步的另一单位像素配置实例的示意图；
图15是示出了相关技术中的驱动固态成像设备的一个实例的示意图；
图16是示出了相关技术中的驱动固态成像设备的另一实例的示意图；
图17是示出了驱动本技术的实施方式所应用的单位像素的实例的示意图；
图18是示出了根据本技术的第一实施方式的驱动固态成像设备的一个实例的示意图；
图19是示出了非读取行的实例的示意图；
图20是示出了根据本技术的第一实施方式的驱动固态成像设备的另一实例的示意图；
图21是示出了根据本技术的第一实施方式的驱动固态成像设备的又一实例的示意图；
图22是示出了根据本技术的第一实施方式的驱动固态成像设备的再一实例的示意图；
图23是示出了虚拟像素的布置的示意图；
图24是示出了所连接的虚拟像素的数量变化的示意图；
图25是示出了所连接的虚拟像素的数量变化的示意图；
图26是示出了一个虚拟像素配置实例的示意图；
图27是示出了另一虚拟像素配置实例的示意图；
图28是示出了又一虚拟像素配置实例的示意图；
图29是示出了再一虚拟像素配置实例的示意图；
图30是示出了进一步的另一虚拟像素配置实例的示意图；
图31是示出了相关技术中的驱动固态成像设备的一个实例的示意图；
图32是示出了相关技术中的驱动固态成像设备的另一实例的示意图；
图33是示出了根据本技术的第二实施方式的驱动固态成像设备的一个实例的示意图；
图34是示出了根据本技术的第二实施方式的驱动固态成像设备的另一实例的示意图；
图35是示出了本技术所应用的电子设备的实施方式的配置实例的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。要注意的是，在该说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件用相同的参考编号表示，并省略对这些结构元件进行重复阐述。
[介绍]
相关技术中的固态成像设备在转移前复位电压与读取后复位电压之间具有很大的差异，而引起了输出过程中的偏移噪声，从而具有劣化捕获图像的图像质量的风险。
为了解决这个问题，申请人在日本专利申请No.2010-279509中披露了以互不相邻的多行为单位，更具体地，以两行为间距的一组三行为单位连续地执行电荷转移之前的初始化电荷保持部的操作，如图3所示。
这使得可以防止：由在所有像素中批量的电荷保持部初始化而导致的复位晶体管的电源的压降；以及电荷保持部与相邻复位信号线之间的串扰。此外，可以减少复位操作中同时驱动全部像素时所带来的负荷，因此可以将复位操作的过渡定时设为在信号读取时的复位操作中。
这使得可以减少转移前复位电压与读取后复位电压之间的差并由此可以防止出现偏移噪声。因而，可以实现捕获图像的高图像质量。
下面将描述各个配置以实现捕获图像的高图像质量。要注意的是，按如下顺序进行描述。
<1、本技术所应用的固态成像设备>
<2、本技术的第一实施方式>
<3、本技术的第二实施方式>
<4、本技术所应用的电子设备>
<1、本技术所应用的固态成像设备>
[固态成像设备的配置]
图4是示出了作为本技术所应用的固态成像设备的CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的配置实例的框图。
CMOS图像传感器30包括像素阵列部41、垂直驱动部42、列处理部43、水平驱动部44和系统控制部45。像素阵列部41、垂直驱动部42、列处理部43、水平驱动部44和系统控制部45都被形成在图中未示出的半导体基板（芯片）上。
在像素阵列部41中，单位像素（图5中的单位像素50）以矩阵形式二维布置，每个单位像素具有光电变换器，该光电变换器生成电荷量与入射光量对应的光电荷并且将光电荷累积在其中。要注意的是，根据这种情况，可将电荷量与入射光量对应的光电荷简称为“电荷”，且将单位像素简称为“像素”。
此外，在像素阵列部41中，对于各行相对于以矩阵形式布置的像素阵列，沿图中的左右方向（像素行中的像素布置方向）形成了像素驱动线46，并且对于各列，沿图中的上下方向（像素列中的像素布置方向）形成了垂直信号线47。每条像素驱动线46的一端与垂直驱动部42的输出端连接。
CMOS图像传感器30进一步包括信号处理部48和数据存储部49。信号处理部48和数据存储部49可以设置在与CMOS图像传感器30的基板不同的基板上，例如作为DSP（数字信号处理器）电路，或者可以被安装在与CMOS图像传感器30的基板相同的基板上。
垂直驱动部42由移位寄存器和地址解码器等构成，并且是对于所有像素以行为单位同时驱动像素阵列部41对的各像素的像素驱动部等。其具体配置在图中被省略的垂直驱动部42包括：读取扫描系统、清除扫描系统（sweep scanning system）；或读取扫描系统和批量清除和批量转移系统。
为了从像素阵列部41的单位像素中读取信号，读取扫描系统以行为单位连续对单位像素执行选择性扫描。在基于行的驱动（卷帘式快门操作）的情况下，对读取行执行清除扫描以通过读取扫描系统进行读取扫描，比读取扫描提前一个快门速度的时间。在全局曝光（全局式快门操作）的情况下，批量清除（sweep）比批量转移提前一个快门速度的时间。
通过清除，使得读取行中的单位像素的光电变换器中的不必要电荷被清除（复位）。通过清除（复位）不必要的电荷，执行所谓的电子快门操作。此处，电子快门操作是这样的操作：该操作丢弃光电变换器的电荷并且开始新的曝光（开始电荷的累积）。
由读取扫描系统在读取操作中读取的信号对应于在上一次读取操作或电子快门操作之后入射的光量。在基于行的驱动的情况下，从上一次读取操作的读取定时或电子快门操作的清除定时至当前读取操作的读取定时的时间段为每个单位像素的光电荷的累积时间（曝光时间）。在全局曝光的情况下，从批量清除至批量转移的时间段是累积时间（曝光时间）。
从由水平驱动部42进行选择性扫描的像素行的各单位像素中输出的像素信号通过各垂直信号线47提供给列处理部43。列处理部43对通过用于像素阵列部41中的各像素列的垂直信号线47从所选行中的各像素输出的像素信号执行预定的信号处理，另外，在所述信号处理之后临时地保持所述像素信号。
具体地，列处理部43至少执行噪声消除处理，例如CDS（相关双采样）处理，作为信号处理。通过由列处理部43进行的CDS处理，消除了诸如复位噪声以及放大晶体管的阈值散射的像素所特有的固定模式噪声。列处理部43可以被设置为不仅具有噪声消除处理的功能，还可以具有A/D（模数）转换功能，从而以数字信号的形成输出信号电平。
水平驱动部44由移位寄存器、地址解码器等构成，并顺序地选择与列处理部43中的各像素列对应的单位电路。通过由水平驱动部44进行的选择性扫描，在列处理部43中进行过信号处理的像素信号被顺序输出至信号处理部48。
系统控制部45由生成各种定时信号等的定时发生器构成，并基于由相关定时发生器生成的各种定时信号通过控制垂直驱动部42、列处理部43和水平驱动部44的驱动来对单位像素执行驱动控制。
信号处理部48至少具有相加处理功能，从而对从列处理部43输出的像素信号执行诸如相加处理的各种信号处理。数据存储部49临时存储用于作为信号处理部48中的信号处理的这样的信号处理的数据。
[单位像素的电路配置实例]
接下来，描述在像素阵列部41中以矩阵形式布置的图5中的单位像素50的电路配置实例。
在图5中，每个单位像素50包括光电二极管（PD）61、转移栅62、浮置扩散区（FD）63、复位晶体管64、放大晶体管65、选择晶体管66和垂直信号线67。
光电二极管61的正极接地，光电二极管61的负极与转移栅62的源极连接。转移栅62的漏极与复位晶体管64的漏极以及放大晶体管65的栅极连接。复位晶体管64的漏极与放大晶体管65的栅极之间的连接点构成了充当电荷-电压转换部的浮置扩散区63。
复位晶体管64的源极与预定的电源Vrst连接，放大晶体管65的源极与预定的电源Vdd连接。放大晶体管65的漏极与选择晶体管66的源极连接，选择晶体管66的漏极与垂直信号线（VSL）67连接。垂直信号线67与源极跟随器电路的恒流源连接。
转移栅62的栅极、复位晶体管64的栅极和选择晶体管66的栅极通过未示出的控制线分别与图4中的垂直驱动部42连接，并且被提供有作为驱动信号的脉冲。
光电二极管61对入射光进行光电转换，从而生成与入射光量对应的电荷，并且将电荷累积在其中。
根据从垂直驱动部42提供的驱动信号TRG，转移栅62使从光电二极管61到浮置扩散区63的转移导通或断开。例如，当被提供有高电平（H）驱动信号TRG时，转移栅62将光电二极管61中所累积的电荷转移至浮置扩散区63；当被提供有低电平（L）驱动信号TRG时，转移栅62停止转移上述电荷。要注意的是，在转移栅62不向浮置扩散区63转移上述电荷的时候，将由光电二极管61光电转换而产生的电荷累积在光电二极管61中。
浮置扩散区63在其中累积通过转移栅62从光电二极管61转移来的电荷并将电荷转换成电压。当CMOS图像传感器30执行全局式快门操作时，浮置扩散区63用作电荷保持部，其中，对在曝光时间段内累积在光电二极管61中的电荷进行保持。
根据从垂直驱动部42提供的驱动信号RST，复位晶体管64使浮置扩散区63中所累积的电荷的释放导通或断开。例如，当被提供有H电平驱动信号RST时，复位晶体管64将浮置扩散区63箝位至电源电压Vrst，从而释放（复位）浮置扩散区63中所累积的电荷。当被提供有L电平驱动信号RST时，复位晶体管64使浮置扩散区63处于电浮置状态。
放大晶体管65放大与浮置扩散区63中所累积的电荷对应的电压。由放大晶体管65放大后的电压（电压信号）通过选择晶体管66被输出至垂直信号线67。
根据从垂直驱动部42提供的驱动信号SEL，选择晶体管66使来自放大晶体管65的电压信号向垂直信号线67的输出导通或断开。例如，当被提供有H电平驱动信号SEL时，选择晶体管66将电压信号向垂直信号线67输出，当被提供有L电平驱动信号SEL时，停止输出电压信号。
通过这种方式，根据从垂直驱动部42提供的驱动信号TRG、RST和SEL，来驱动单位像素50。
[单位像素的驱动实例]
接下来，将参照图6的时序图来描述驱动每个单位像素50的实例。
首先，在时刻t1至时刻t2的时间段期间，以脉冲的方式施加驱动信号RST和驱动信号TRG，光电二极管61和浮置扩散区63中所累积的电荷被释放。
通过这种方式，光电二极管61中所累积的电荷已经被清除，在从时刻t2至时刻t5的时间段期间，从来自对象的光而新获得的电荷被累积在光电二极管61中。要注意的是，在时刻t3至时刻t4的时间段期间，累积在用作电荷保持部的浮置扩散区63中的电荷通过以脉冲的方式施加驱动信号RST而被初始化（复位）。
当从时刻t5至时刻t6的时间段期间以脉冲的方式施加驱动信号TRG时，累积在光电二极管61中的电荷通过转移栅62被转移至浮置扩散区63。此后，从时刻t6至时刻t7的时间段为电荷保持时间段。
当在从时刻t7至时刻t8的时间段期间将驱动信号SEL从L电平变成H电平时，读取与浮置扩散区63中所累积的电荷对应的电压作为信号电平，直至在时刻t9时驱动信号RST变成H电平为止。
当在从时刻t9至时刻t10的时间段期间将驱动信号RST变成H电平时，浮置扩散区63中所累积的电荷被复位晶体管64复位（释放）。该复位状态一直持续到在时刻t11时驱动信号SEL变成L电平为止，在此期间，读取作为复位电平的电压。通过这种方式，通过得到所读取的复位电平与信号电平之间的差来进行CDS处理从而消除噪声，由此读取无噪声的像素信号。
如上所述操作的单位像素的配置可以用于除图5中所示的单位像素的配置之外的配置。下面将描述本技术可应用的单位像素的其他配置。在以下附图中，与图5中的元件对应的元件用相同参考编号表示，并适当省略对这些元件进行重复阐述。
[单位像素的另一电路配置实例]
图7是示出了单位像素50的另一电路配置实例的示意图。
除了图5中的配置之外，图7中的单位像素50B还包括设置在光电二极管61和转移栅62之间的转移栅81和存储器部（MEM）82。
当向转移栅81的栅电极施加驱动信号TRX时，转移栅81由此将光电转换的且累积在光电二极管61中的电荷转移至存储器部82。存储器部82在其中累积由转移栅81从光电二极管61转移的电荷。
当向转移栅62的栅电极施加驱动信号TRG时，转移栅62将存储器部82中所累积的电荷转移至浮置扩散区63。
换句话说，在图7中的单位像素50B中，浮置扩散区63和存储器部82用作电荷保持部，并且通过以脉冲的方式施加驱动信号RST和驱动信号TRG来执行电荷保持部初始化操作。
[单位像素的又一电路配置实例]
图8是示出了单位像素50的又一电路配置实例的示意图。
除了图5中的配置之外，图8中的单位像素50C还包括设置在转移栅62和浮置扩散区63之间的转移栅91和电容元件（CAP）92。
当向转移栅91的栅极电极施加驱动信号CRG时，转移栅91向电容元件92转移通过转移栅62从光电二极管61转移来的电荷。电容元件92在其中累积由转移栅91通过转移栅62从光电二极管61转移来的电荷。
要注意的是，当向转移栅62的栅电极施加驱动信号TRG时，转移栅62不但将光电二极管61中所累积的电荷转移至浮置扩散区63而且还通过转移栅92转移至电容元件92。
换句话说，在图8中的单位像素50C中，浮置扩散区63和电容元件92中的一个或两个用作电荷保持部。当只有浮置扩散区63用作电荷保持部时，通过以脉冲的方式施加驱动信号RST来执行电荷保持部初始化操作。当只有电容元件92用作电荷保持部时，或当浮置扩散区63和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，通过以脉冲的方式施加对应的驱动信号RST或CRG来执行电荷保持部初始化操作。
[单位像素的再一电路配置实例]
图9是示出了单位像素50的再一电路配置实例的示意图。
除了图5中的配置之外，图9中的单位像素50D还包括设置在光电二极管61和转移栅62之间的转移栅81和存储器部（MEM）82；以及设置在转移栅62和浮置扩散区63之间的转移栅91和电容元件（CAP）92。
要注意的是，在图9中，转移栅81和存储器部82分别与图7中的转移栅81和存储器部82相同，并且转移栅91和电容元件92分别与转移栅91和电容元件92相同。相应地，省略对其进行阐述。
然而，当向转移栅91的栅极电极施加驱动信号CRG时，转移栅91向电容元件92转移通过转移栅81从光电二极管61转移来的电荷。电容元件92在其中累积由转移栅91通过转移栅81从光电二极管61转移来的电荷。
换句话说，在图9中的单位像素50D中，浮置扩散区63和存储器部82和电容元件92中的一个或两个用作电荷保持部。当浮置扩散区63和存储器部82用作电荷保持部时，通过以脉冲的形式施加驱动信号RST和驱动信号TRG来执行电荷保持部初始化操作。当浮置扩散区63和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，或当浮置扩散区63、存储器部82和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，通过以脉冲的形式施加对应驱动信号RST、TRG或CRG来执行电荷保持部初始化操作。
同时，在上述每个单位像素中，电荷保持部初始化操作在电荷释放之后，电荷转移之前执行，但也可以在电荷释放之前通过新设置电荷释放装置来释放光电二极管61中所累积的电荷来执行。
[单位像素的进一步的另一电路配置实例]
图10是示出了单位像素的电路配置实例的示意图，其中，在电荷释放之前执行电荷保持部初始化操作。
要注意的是，图10中的与图5中的元件对应的元件用相同参考编号表示，并适当省略对这些元件进行重复阐述。
除了图5中所示的单位像素50的配置之外，图10中所示的单位像素100进一步包括由晶体管等构成的溢出栅121。在图10中，溢出栅121连接至电源Vdd和光电二极管61之间的一部分。当通过对应像素驱动线46被提供有来自垂直驱动部42的驱动信号OFG时，溢出栅121将光电二极管61复位。换句话说，溢出栅121释放光电二极管61中所累积的电荷。
通过这种方式，根据由垂直驱动部42提供的驱动信号TRG、RST、SEL和OFG来驱动单位像素100。
[单位像素的驱动实例]
接下来，将参照图11的时序图来描述驱动单位像素100的实例。
首先，在从时刻t21至时刻t22的时间段期间，通过以脉冲的方式施加驱动信号RST来初始化（复位）浮置扩散区63中所累积的电荷。
接下来，在从时刻t23至时刻t24的时间段期间，以脉冲的方式施加驱动信号OFG，从而光电二极管61中所累积的电荷被释放。
通过这种方式，当光电二极管61中所累积的电荷被清除之后，在从时刻t24至时刻t25的时间段期间，从来自对象的光新获得的电荷被累积在光电二极管61中。
要注意的是，由于在从时刻t25至时刻t31的时间段期间的操作与图6中从时刻t5至时刻t11的时间段期间的操作相同，因此省略对其进行阐述。
通过将用于释放光电二极管61中的电荷的溢出栅121设置在如上所述的单位像素100中，在电荷释放之前执行电荷保持部初始化操作。
如上所述操作的单位像素的配置可以用于除图10中所示的单位像素的配置之外的配置。下面将描述本技术可应用的单位像素的其他配置。在以下附图中，与图10中的元件对应的元件用相同参考编号表示，并适当省略对这些元件进行重复阐述。
[单位像素的另一电路配置实例]
图12是示出了单位像素100的另一电路配置实例的示意图。
除了图10中的配置之外，图12中的单位像素100B还包括设置在光电二极管61和转移栅62之间的转移栅81和存储器部（MEM）82。要注意的是，由于图16中的转移栅81和存储器部82与图7中的转移栅81和存储器部82相同，因此省略对其进行阐述。
换句话说，图12中的单位像素100B中，浮置扩散区63和存储器部82用作电荷保持部，并且通过以脉冲的方式施加驱动信号RST和驱动信号TRG来执行电荷保持部初始化操作。
[单位像素的又一电路配置实例]
图13是示出了单位像素100的又一电路配置实例的示意图。
除了图10中的配置之外，图13中的单位像素100C还包括设置在转移栅62和浮置扩散区63之间的转移栅91和电容元件（CAP）92。要注意的是，图13中的转移栅91和电容元件92与图8中的转移栅91和电容元件92相同，因此省略对其进行阐述。
换句话说，在图13中的单位像素100C中，浮置扩散区63和电容元件92中的一个或两个用作电荷保持部。当只有浮置扩散区63用作电荷保持部时，通过以脉冲的方式施加驱动信号RST来执行电荷保持部初始化操作。当只有电容元件92用作电荷保持部时，或当浮置扩散区63和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，通过以脉冲的方式施加对应驱动信号RST或CRG来执行电荷保持部初始化操作。
【单位像素的再一电路配置实例】
图14是示出了单位像素100的再一电路配置实例的示意图。
除了图10中的配置之外，图14中的单位像素100D还包括设置在光电二极管61和转移栅62之间的转移栅81和存储器部（MEM）82；以及设置在转移栅62和浮置扩散区63之间的转移栅91和电容元件（CAP）92。要注意的是，由于图14中的转移栅81、存储器部82、转移栅91和电容元件92分别具有与图9中的转移栅81、存储器部82、转移栅91和电容元件92的功能相同的功能，因此省略对其进行阐述。
换句话说，在图14中的单位像素100D中，浮置扩散区63和存储器部82和电容元件92中的一个或两个用作电荷保持部。当浮置扩散区63和存储器部82用作电荷保持部时，通过以脉冲的形式施加驱动信号RST和驱动信号TRG来执行电荷保持部初始化操作。当浮置扩散区63和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，或当浮置扩散区63、存储器部82和电容元件92中的每一个用作电荷保持部时，通过以脉冲的形式施加对应驱动信号RST、TRG或CRG来执行电荷保持部初始化操作。
在前述描述中，在电荷释放之前在包括溢出栅121的单位像素中执行电荷保持部初始化操作，如参照图11所述。然而，如参照图6所述，可以在电荷释放之后，电荷转移之前执行电荷保持部初始化操作，从而防止驱动溢出栅121。
[相关技术中的固态成像设备的驱动实例]
这里，将更详细地描述相关技术中的驱动固态成像设备的实例。
图15示出了：驱动固态成像设备的实例，其中，如参照图1所描述的，在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化；固态成像设备中的转移前复位电压和读取后复位电压（下文中，也称为复位电源电压）。要注意的是，图1至图3分别利用圆圈、三角形、矩形和拉长的六边形示出了以行为单位进行的电荷保持部初始化、电荷释放、电荷转移以及信号电平读取，但15以简化的方式示出了驱动。这也适用于继图15之后的图。
如上所述，当在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化时，由于被设计为初始化电荷保持部的复位晶体管的电源中的压降，以及由于向相邻的各行像素提供复位电压的复位信号线与电荷保持部之间的串扰，使得转移前复位电压与读取后复位电压之间存在很大的差异，如图15所示。
因此，如参照图3所述的，申请人使得电荷保持部可以通过以互不相邻的行为单位连续地执行电荷转移之前的电荷保持部初始化来减少转移前复位电压与读取后复位电压之间的差异。
尽管例如，以多行为单位，优选以高速度执行电荷转移之前的电荷保持部初始化以防止帧率劣化，但是在读取信号的过程中读取复位电压的行数取决于结构（architecture），通常为一个或两个。
如上所述，对其执行电荷转移之前的电荷保持部初始化的行数不同于在读取信号的过程中复位电压被读取的行数。出于这个原因，转移前复位电压与读取后复位电压之间相应存在差异，如图16所示。因而，不可能完全防止偏移噪声的发生，这妨碍了捕获图像的更高图像质量。
因此，以下描述被设计为更可靠地减少转移前复位电压与读取后复位电压之间的差的固态成像设备的实施方式。
<2、本技术的第一实施方式>
图4中的CMOS图像传感器30被应用于本技术的第一实施方式中的固态成像设备。然而，参照图4描述了其详情，因此这里省略。要注意的是，这里的系统控制部45根据在转移栅62执行电荷转移之前由复位晶体管64执行的电荷保持部初始化来控制从电荷保持部读取的电压。
具体地，当像素阵列部41中的在由转移栅62执行电荷转移之前对其同时执行电荷保持部初始化的行数（下文中，称为初始化行）大于电荷保持部电压被同时读取的行数（下文中，称为读取行）时，系统控制部45使复位晶体管64对至少一个读取行和其他行（下文中，称为非读取行）执行电荷复位，电荷复位在读取电荷保持部电压时被执行。
[单位像素的驱动实例]
接下来，将参照图17的时序图描述驱动作为根据本实施方式的固态成像设备的CMOS图像传感器30中包括的单位像素的实例。
要注意的是，图10中的单位像素100被应用于本实施方式中的单位像素，但图12至图14中的单位像素100B、100C和100D中的任意一个可以应用于此。
即，本实施方式中的单位像素100以与参照图11的时序图所述的方式类似的方式进行操作。然而，在本实施方式中的CMOS图像传感器30中，在如图17所示的从时刻t29至时刻t30的时间段之间，将用于读取行中包括的每个单位像素的驱动信号RST设置为H电平，并将非读取行中包括的每个单位像素的驱动信号RST_DMY设置为H电平。
[固态成像设备的驱动实例]
接下来，将参照图18描述以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素100的实例。
图18示出了驱动执行全局快门操作的CMOS图像传感器30的实例，在全局快门操作中，电荷释放和电荷转移在所有像素中批量执行，如图15所示。要注意的是，如图18所示，在电荷释放之前在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化操作。
另外，在图18中所示的操作中，如参照图17所述，当以行为单位读取信号电平和复位电平时将非读取行复位。具体地，同时将读取行和非读取行复位，从而使得读取行的数量和非读取行的数量的总和可以几乎等于电荷保持部初始化行的数量（即，所有行的数量）。
这里，将描述像素阵列部41中的非读取行。
如图18所示，由于电荷转移而转移的电荷被保持在电荷保持部中直至读取行被选择为止。换句话说，读取行中包括的单位像素（要被读取的）在其电荷保持部中具有电荷，因此所述单位像素不可能是电荷保持部与所述读取行同时被复位的非读取行中的像素。相应地，必须的是，非读取行应该由电荷保持部电压没有从中被读取的像素形成。
具体地，当数量减少的像素在像素阵列部41中被驱动时，在被执行了读取的读取行210之间的每个省略行220可以是非读取行，例如，如图19所示。
另外，非读取行可以由以下形成：设置在像素阵列部41中的有效像素区外部的用于亮度校正的虚拟像素；或OPB（光学黑色）区域中的像素中没有用于信号输出的像素。
以这种方式形成的非读取行在将读取行复位时同时被复位。
根据上述操作，读取行和非读取行在电荷保持部电压被读取时被同时复位。相应地，可以使得收到电荷转移之前的电荷保持部初始化的行的数量等于在信号读取时复位的行的数量，从而在转移前复位电压和读取后复位电压中可以具有相同的压降，如图18所示。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
要注意的是，在如参照图18所述的驱动用于执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的实例中，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作在电荷释放之前在所有像素中批量执行，还可以在电荷释放之前以互不相邻的多行为单位连续地执行。
[固态成像设备的另一驱动实例]
图20是示出了以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素100的实例。
类似于图18，图20示出了驱动执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的实例，在所述全局式快门操作中在所有像素中批量执行电荷释放和电荷转移。然而，在电荷释放之前，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作以以互不相邻的多行为单位连续地执行。
另外，在图20中所示的操作中，当以行为单位读取信号电平和复位电平时非读取行被复位。具体地，读取行和非读取行同时被复位，从而使得读取行的数量和非读取行的数量的总和可以几乎等于电荷保持部初始化行的数量（即，互不相邻的多行）。
根据上述操作，可以使得受到电荷转移之前的电荷保持部初始化的行的数量等于信号读取时复位的行的数量，从而在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的压降，如图20所示。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
在上述描述中，参照驱动单位像素100等（图11）的实例，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作在电荷释放之前执行，参照驱动单位像素50等（图6）的实例，还可以在电荷释放之后电荷转移之前执行。
换句话说，图5中的单位像素50和图7、图8、图9中的单位像素50B、50C和50D中的任意一个分别可以应用于本实施方式中的单位像素。
[固态成像设备的又一驱动实例]
图21是示出了以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素50的实例。
图21示出了驱动执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的实例，在所述全局式快门操作中，在所有像素中批量执行电荷释放和电荷转移。然而，在电荷释放之后电荷转移之前，对所有像素批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化操作。
另外，在图21中所示的操作中，当以行为单位读取信号电平和复位电平时将非读取行复位。具体地，同时将读取行和非读取行复位，从而使得读取行的数量和非读取行的数量的总和可以几乎等于电荷保持部初始化行的数量（即，所有行的数量）。
同样根据上述操作，可以使得受到电荷转移之前的电荷保持部初始化的行的数量等于信号读取时复位的行的数量，从而使得在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的压降，如图21所示。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
要注意的是，在如参照图21所述的驱动用于执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的实例中，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作在电荷释放之后电荷转移之前在所有像素中批量被执行，还可以在电荷释放之后电荷转移之前以互不相邻的多行为单位连续地执行。
[固态成像设备的再一驱动实例]
图22是示出了以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素50的实例。
图22示出了驱动执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的实例,在所述全局式快门操作中，在所有像素中批量执行电荷释放和电荷转移。在电荷释放之后电荷转移之前以互不相邻的多行为单位连续地执行电荷转移之前的电荷保持部初始化操作。
另外，在图22中所示的操作中，当以行为单位读取信号电平和复位电平时将非读取行复位。具体地，同时将读取行和非读取行复位，以便读取行的数量和非读取行的数量的总和可以几乎等于电荷保持部初始化行的数量（即，互不相邻的多行）。
同样根据上述操作，可以使得受到电荷转移之前的电荷保持部初始化的行的数量等于信号读取时复位的行的数量，从而使得在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的压降，如图22所示。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
在参照图18及图20至图22给出的描述中，执行在所有像素中电荷释放和电荷转移批量被执行的全局式快门操作。然而，电荷释放和电荷转移可以以多行或一行为单位执行。同样在这样的操作中，当用于电荷保持部初始化的初始化行的数量大于读取行的数量时，同时将读取行和非读取行复位，从而使得读取行的数量和非读取行的数量的总和可以几乎等于用于电荷保持部初始化的初始化行的数量。由此，可以获得与上述操作中的操作和有利效果相同的操作和有利效果。
同时，在上述描述中，没有受到读取的像素被用作像素阵列部41中的非读取行中的像素。然而，这种情况导致对非读取行的数量的限制。具体地，在上述描述中，使读取行的数量和非读取行的数量的总和几乎等于用于电荷保持部初始化的初始化行的数量。然而，实际上，当电荷保持部初始化操作在所有像素中批量执行时，像素阵列部41中的所有行用作读取行，因此不可能制备非读取行。
因此，非读取行的虚拟像素可以与像素阵列部41中的像素分开设置并且可以用作非读取行的像素。
[非读取行的虚拟像素]
图23是示出了用于非读取行的虚拟像素的示意图，虚拟像素与像素阵列部41中的像素分开设置。
图23A至图23D示出了包括与像素阵列部41中的像素分开设置的用于非读取行的虚拟像素（下文中，简称为虚拟像素）的非读取行240。虚拟像素的驱动同样由系统控制部45控制，与像素阵列部41中的像素一样。
在图23A至图23D中，每个非读取行240中包括的虚拟像素的数量等于或大于像素阵列部41中包括的单位像素的数量。这使得即便在电荷保持部初始化操作在所有像素中批量执行的情况下，也可以针对电荷保持部初始化行的数量设置适当数量的非读取行。
同样在电荷保持部初始化以多行为单位连续执行的情况下，可以以如下方式针对电荷保持部初始化行的数量来设置适当数量的非读取行。具体地，当像素阵列部41中同时可复位的读取行的数量和非读取行的数量的总和小于电荷保持部初始化行的数量时，使用由虚拟像素形成的非读取行。
在图23A至图23D的每一个中，用于驱动对应虚拟像素的驱动器241连接至非读取行240，驱动器241的驱动由系统控制部45控制。由于形成非读取行240的虚拟像素可以根据相同的驱动器逻辑进行驱动，所以非读取行240可以采用任意物理布置。
换句话说，非读取行240可以布置在像素阵列部41的下侧，如图23A所示。可选地，非读取行240可以分别布置在像素阵列部41的上侧和下侧，如图23B所示。在图23A和图23B中，每个非读取行240均为沿像素阵列部41中的行的方向（沿图中的左右方向）形成的虚拟像素行。根据尤其在图23B中示出的配置，很容易获得复位电源压降的位置依赖的相关性，并因此高精度地在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的电压降。
另外，非读取行240可以分别布置在像素阵列部41的左右两侧，如图23C所示。在图23C中，每个非读取行240均为沿像素阵列部41中列的方向（沿图中的上下方向）形成的虚拟像素行。当对芯片进行布局在像素阵列部41的列方向上存在空间时，图23C中所示的配置是有用的。
此外，非读取行240可以随机布置在像素阵列部41的像素区域中，如图23D所示。当在对像素阵列部41的像素区域进行布局而存在空间时，图23D中所示的配置是有用的。
同时，参照图23所述的非读取行240的虚拟像素的驱动通过驱动器241在所有像素中批量执行，还可以以选择性地改变要被驱动的虚拟像素的方式来执行。
图24是示出了在非读取行中选择性地改变要被驱动的虚拟像素的配置的示意图。
图24A至图24D示出了参照图23A至图23D所述的非读取行240设置有切换部251的配置，每个切换部改变连接至驱动虚拟像素的驱动器241的虚拟像素的数量。
切换部251的每一个在系统控制部45的控制下切通过换与驱动器241连接的虚拟像素来改变与驱动器241连接的虚拟像素的数量。
切换部251改变连接至驱动器241的虚拟像素的数量，由此可以控制与读取行一起被复位的非读取行的数量。这使得可以优化调整读取后复位电压的压降并因此高精度地在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的压降。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
要注意的是，在图24中所示的配置中，可以使非读取行240中包括的虚拟像素的数量大于像素阵列部41中包括的像素的数量，由此增大读取后复位电压的压降的调整范围。
在图24中所示的配置中，针对一个驱动器241的输出来改变（选择）被驱动虚拟像素的数量。然而，如图25所示，切换部251可以通过改变（选择）多个驱动器261的输出来改变（选择）被驱动虚拟像素的数量。
已经在读取行（像素阵列部41）中的单位像素和非读取行240中的虚拟像素具有相同规格的前提下给出了描述。在这样的前提下，当针对电荷保持部初始化操作在所有像素中批量执行的情况下设置针对电荷保持部初始化行的适当数量的非读取行（虚拟像素）时，芯片上像素布局所需的面积是读取行（像素阵列部41）的面积的两倍。
同时，复位电源的电压变化的主要因素被认为是被驱动复位晶体管的数量和电荷保持部的容量。
因此，使非读取行240中的每个虚拟像素中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量大于像素阵列部41中的单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量。由此，可以减少虚拟像素的数量并由此减少芯片上像素布局所需的面积。
在下文中，将描述包括比像素阵列部41中的单位像素具有更高的驱动能力的复位晶体管和具有更大容量的电荷保持部的虚拟像素的配置。
[虚拟像素的配置实例]
图26是示出了非读取行240中的虚拟像素的示意图。
图26A中的非读取行240包括K个虚拟像素300。这里，K为5。
这里，在像素阵列部41（读取行）中，同时执行电荷保持部初始化操作的初始化行的数量为N，并且其中列的数量为M。此外，用于确定像素阵列部41中包括的每个单位像素的晶体管的驱动能力的栅极宽度（W尺寸）为W，并且电荷保持部的容量为CFD。
在这种情况下，如图26B所示，非读取行240中包括的每个虚拟像素300的复位晶体管的栅极宽度WDMY由W×（N×M）/K得出，并且其电荷保持部的容量CFDDMY由CFD×（N×M）/K得出。换句话说，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的（N×M）/K倍。
利用此配置，即使在同时执行电荷保持部初始化操作的单位像素的数量大于虚拟像素的数量的情况下，在电荷保持部初始化操作时驱动的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的总和等于读取时驱动的每个虚拟像素中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的总和。
因此，可以在转移前复位电压和读取后复位电压中具有相同的压降。因而，可以更可靠地防止偏移噪声的发生，由此实现捕获图像的更高图像质量。
另外，由于可以使非读取行240中的每个虚拟像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量大于像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量，因此可以减少虚拟像素的数量并减少芯片上像素布局所需的面积。
要注意的是，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量只需是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的至少（N×M）/K倍，并且可以超过单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量。
[虚拟像素的另一配置实例]
图27是示出了非读取行240中的虚拟像素的另一配置实例的示意图。
图27A中的非读取行240包括以N'×M'矩阵形式布置的K个虚拟像素300（N'≤N，M'≤M）。换句话说，K等于N'×M'。
在这种情况下，如图27B所示，每个非读取行240中包括的每个虚拟像素300的复位晶体管的栅极宽度WDMY由W×（N×M)/（N'×M'）得出，并且其电荷保持部的容量CFDDMY由CFD×（N×M)）/（N'×M'）得出。换句话说，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的（N×M）/K倍。换句话说，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的（N×M)/（N'×M'）倍。
根据图27中所示的配置，还可以获得与图26中所示的配置中的操作和有利效果相同的操作和有利效果。
[虚拟像素的又一配置实例]
图28是示出了非读取行240中的虚拟像素的又一配置实例的示意图。
图28A中的非读取行240包括以1×M（一行）的行形式布置的K个虚拟像素300。换句话说，K等于M。
在这种情况下，如图28B所示，非读取行240中包括的每个虚拟像素300的复位晶体管的栅极宽度WDMY由W×N得出，并且其电荷保持部的容量CFDDMY由CFD×N得出。换句话说，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的N倍。
根据图28中所示的配置，还可以获得与图26中所示的配置中的操作和有利效果相同的操作和有利效果。
[虚拟像素的再一配置实例]
图29是示出了非读取行240中的虚拟像素的再一配置实例的示意图。
图29A中的非读取行240包括以N×1（一列）的列形式布置的K个虚拟像素300。换句话说，K等于N。
在这种情况下，如图29B所示，每个非读取行240中包括的每个虚拟像素300的复位晶体管的栅极宽度WDMY由W×M得出，并且其电荷保持部的容量CFDDMY由CFD×M得出。换句话说，每个虚拟像素300中的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量是像素阵列部41中的每个单位像素的复位晶体管的驱动能力和电荷保持部的容量的M倍。
根据图29中所示的配置，还可以获得与图26中所示的配置中的操作和有利效果相同的操作和有利效果。
此外，在如图26至图29所示的配置中，可以使用改变（选择）要被驱动的虚拟像素（图24）的切换部251来增加非读取行240中包括的虚拟像素300的数量K。
另外，在上述描述中，栅极宽度被用作确定复位晶体管的驱动能力的因素。然而，可以使用栅极长度（L尺寸），或者可以布置多个晶体管。
要注意的是，如图26至图29所示，每个虚拟像素300包括作为除复位晶体管和电荷保持部之外的元件的光电二极管、转移栅等，但不必包括这些元件。换句话说，如图30所示，虚拟像素300可以只包括复位晶体管和电荷保持部。
[相关技术中的固态成像设备的复位电源变化]
如上所述，优选以高速度，例如，以多行为单位，执行电荷转移之前的电荷保持部初始化以防止帧率劣化。电荷保持部初始化将电荷保持部箝位至预定的复位电源电压，并从容易设计的观点出发以行为单位来执行。
另外，电荷转移之前的电荷保持部初始化以比信号读取周期（下文中，称为读取周期）短的周期执行。
同时，诸如AD转换或列扫描的基于列的操作以对应于读取周期的收起被执行。因此，当仅以初始化电荷保持部的加速周期执行行扫描时，用于诸如A/D转换电路和列扫描电路的列电路的电源在与电荷保持部的初始化周期不同的周期中具有电源变化。
图31示出了：驱动固态成像设备的实例，其中，以互不相邻的多行为单位连续地执行电荷转移之前的电荷保持部初始化；以及电荷保持部初始化和信号读取的详情。
如图31的中间部分所示，在与读取周期对应的周期中执行A/D转换。如图31的下部分所示，根据A/D转换电路的操作的激活/禁用（导通/断开）在用于A/D转换电路的电源（下文中被称为A/D电源）中发生电源变化。
此外，如图31的下部分所示，A/D电源的电源变化涉及A/D电源和像素电源之间的串扰，由此导致复位电源的电源变化。由于复位电源的电源变化周期不同于电荷保持部的初始化周期，因此电荷保持部初始化在复位电源在某行中具有高电压且在某行中具有低电压的状态下被执行。这样会导致行之间出现黑电平差（下文中，称为行间差）并妨碍捕获图像的更高图像质量。
另外，图32示出了：驱动固态成像设备的实例，其中，在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化；以及电荷保持部初始化和信号读取的详情。
当在所有像素中批量执行电荷保持部初始化时，为像素提供驱动信号RST的像素驱动线46（复位信号线）的每一个具有负载电容。因此，如图32的下部分所示，在驱动信号RST_near和驱动信号RST_far之间存在过渡时间差，驱动信号RST_near被提供给靠近用于垂直驱动部42的电源的像素，驱动信号RST_far被提供给远离用于垂直驱动部42的电源的像素。
在电荷保持部初始化以多行为单位执行的情况下，过渡时间差对应于驱动信号RST的H电平变化定时中的行之间的差，如图31所示。相应地，电荷保持部初始化在复位电源在某行中具有高电压且在某行中具有低电压的状态下被执行。这样会导致行间差，并妨碍捕获图像的更高图像质量。
要注意的是，这不但是由A/D电源的电源变化引起的，而且也由作为列扫描电路的水平驱动部44的电源变化引起的。
因此，下面将描述可靠地防止初始化电荷保持部过程中的复位电源变化的固态成像设备的实施方式。
<3、本技术的第二实施方式>
如与第一实施方式一样，图4中的CMOS图像传感器30被应用于根据本技术的第二实施方式的固态成像设备。要注意的是，同样在本实施方式中，系统控制部45根据在转移栅62执行电荷转移之前由复位晶体管64执行的电荷保持部初始化来控制从电荷保持部读取的电压。
具体地，当转移栅62执行电荷转移之前的电荷保持部初始化时，系统控制部45保持激活或禁用相应列的每个列电路的操作，其根据读取电荷保持部的信号电平和复位电平的周期（下文中，称为读取周期）进行操作。
[固态成像设备的驱动实例]
接下来，将参照图33描述以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素的实例。
要注意的是，图10中的单位像素100被应用于本实施方式中的单位像素，但图12至图14中的单位像素100B、100C和100D中的任意一个可以适用于此。
类似于图31，图33示出了驱动CMOS图像传感器30的实例：执行在所有像素中批量执行电荷释放和电荷转移的全局式快门操作；以及在电荷释放之前以互不相邻的多行为单位连续地执行电荷转移之前的电荷保持部初始化操作。
在图33中所示的操作中，在电荷保持部初始化期间保持激活列处理部43中包括的用作列电路的A/D转换电路的操作，即，保持用于A/D转换电路的电源（A/D电源）导通。
根据上述操作，在电荷保持部初始化期间防止了A/D电源的电源变化，因而A/D电源和像素电源之间的串扰不会导致复位电源的电源变化，如图33所示。因此，即使在读取周期不同于电荷保持部的初始化周期的情况下，也不会造成行间差，从而可以实现捕获图像的更高图像质量。
要注意的是，已经描述了保持激活列电路的操作的实例，但可以保持禁用的列电路的操作的实例。
[固态成像设备的另一驱动实例]
接下来，将参照图34描述以行为单位驱动作为本实施方式中的固态成像设备的CMOS图像传感器30中的每个单位像素的实例。
图34中所示的驱动CMOS图像传感器30的实例基本上与图33中所示的相同。然而，在图34中所示的操作中，在电荷保持部初始化期间保持禁用列处理部43中包括的用作列电路的A/D转换电路的操作，即，保持用于A/D转换电路的电源（A/D电源）断开。
根据上述操作，在电荷保持部初始化期间防止了A/D电源的电源变化，因而A/D电源和像素电源之间的串扰不会导致复位电源的电源变化，如图34所示。因此，即使在读取周期不同于电荷保持部的初始化周期的情况下，也不会造成行间差，从而可以实现捕获图像的更高图像质量。
已经描述了分别保持激活和禁用作为列电路的A/D转换电路的操作的实例。然而，可以保持激活或禁用用作列扫描电路和A/D转换电路中包括的DAC（数字模拟转换器）电路、列处理部43中包括的计数器电路、比较器电路、感测放大器电路等的水平驱动部44的操作的一部分，即，可以保持用于这些电路的电源导通或断开。
在参照图33及图34对执行全局式快门操作的CMOS图像传感器30的驱动实例给出的描述中，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作以互不相邻的多行为单位连续地执行，还可以在电荷释放之前在所有像素中批量执行。
此外，在参照图33和图34给出的描述中，根据驱动单位像素100等（图11）的实例，电荷转移之前的电荷保持部初始化操作在电荷释放之前被执行，根据驱动单位像素50等（图6）的实例，还可以在电荷释放之后电荷转移之前被执行。
要注意的是，在参照图33和图34给出的描述中，执行了全局式快门操作，其中，在所有像素中批量执行电荷释放和电荷转移，但电荷释放和电荷转移均以多行或一行为单位执行。同样在这样的操作中，当执行电荷转移之前的电荷保持部初始化时，保持激活或禁用列电路的操作。由此，可以获得与上述操作中的操作和有利效果相同的操作和有利效果。
<4、本技术应用的电子设备>
要注意的是，本技术的应用不限于固态成像设备的应用。即，本技术可应用于使用固态成像设备用于图像捕获部（光电转换部）的一般电子设备，所述一般电子设备包括诸如数码照相机和摄像机等的成像装置、具有图像捕获功能的移动终端设备、使用固态成像设备用于图像读取部的复印机，等等。固态成像设备可以被形成为单芯片或者可以被形成为具有图像捕获功能的模块，其中，图像捕获部和信号处理部或光学系统封装在一起。
图35是作为本技术所应用的电子设备的成像装置的配置实例的框图。
图35中的成像装置600包括：由透镜组等构成的光学部601；采用了单位像素50的前述配置的固态成像设备（图像捕获设备）602；以及作为相机信号处理电路的DSP（数字信号处理器）电路603。成像装置600还包括帧存储器604、显示部605、记录部606、操作部607和电源部608。DSP电路603、帧存储器604、显示部605、记录部606、操作部607和电源部608通过总线609相互连接。
光学部601获取来自对象的入射光（图像光）以在固态成像设备602的成像区域上形成图像。固态成像设备602将入射光的光量转换成各像素的电信号并输出电信号，该入射光用于通过光学部601在成像表面上成像。作为固态成像设备602，可以使用诸如布置在CMOS成像设备上的根据前述实施方式的CMOS图像传感器30等固态图像传感器。
显示部605包括诸如液晶面板或有机EL（电致发光）面板等面板型显示器件，该显示部605显示由固态成像设备602捕获到的移动图像或静止图像。记录部606将由固态成像设备602捕获到的移动图像或静止图像记录到诸如录像带或DVD（数字多功能光盘）等记录介质中。
根据用户的操作，操作部607发出用于成像设备600的各种功能的操作指令。电源部608适当地向DSP电路603、帧存储器604、显示部605、记录部606和操作部607供电以使这些部分操作。
如上所述，使用根据实施方式的CMOS图像传感器30作为固态成像设备602使得可以根据电荷保持部初始化来控制电荷保持部的读取。因而，可以实现诸如摄像机、数码照相机或用于手机等移动设备的相机模块等的成像装置600捕获的图像的高图像质量。
另外，已经通过以下情况作为实例描述了前述实施方式，即，其中，本技术被应用于包括以矩阵形式设置的单位像素的CMOS图像传感器，每个像素感测对应于可见光的光量的信号作为物理量。然而，本技术的应用不限于被应用到CMOS图像传感器。本技术可应用于一般列系统固态成像设备，该列系统固态成像设备包括被布置为用于像素阵列部中的每个像素列的列处理部。
本技术的应用不限于被应用到通过感测可见光的入射量分布来捕获图像的固态成像设备。本技术还可应用于基于红外线、X射线或粒子灯的入射量分布来捕获图像的固态成像设备；以及广义上的一般固态成像设备（物理量分布感测设备），比如通过感测诸如压力和静电电容的其他物理量的分布来捕获图像的指纹检测传感器。
本领域的技术人员应理解，根据设计需求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合以及改变，只要其在所附权利要求或其等同内容的范围之内即可。
另外，本技术的配置还可以如下。
（1）一种固态成像设备，包括：
像素阵列部，具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将在所述光电转换部中累积的电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将所述电荷保持部中的所述电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于在所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所述累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
其中，所述驱动控制部根据在所述转移部进行所述电荷转移之前由所述复位部执行的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
（2）根据（1）所述的固态成像设备，
其中，驱动控制部以所述转移部在所述像素阵列部中的所有单位像素中批量执行电荷转移和从所述光电转换部的电荷释放中的一者或两者的方式，来控制所述单位像素的所述驱动。
（3）根据（1）或（2）所述的固态成像设备，
其中，驱动控制部以当所述像素阵列部中的初始化行的数量大于读取行的数量时，所述复位部在所述电荷保持部的所述电压被读取时对所述读取行和所述读取行以外的非读取行执行所述电荷复位的方式来控制所述单位像素的所述驱动，在所述读取行上，所述电荷保持部的电压被同时读取，在所述初始化行上，在由所述转移部进行电荷转移之前所述电荷保持部被同时初始化。。
（4）根据（3）所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行为所述像素阵列部中的所述电荷保持部的所述电压没有被读取的省略行、包括用于亮度校正的虚拟像素的像素行或包括OPB（光学黑色）区域中的像素的像素行。
（5）根据（3）所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行包括与所述像素阵列部中的所述单位像素分开设置的虚拟像素，并且
其中，所述驱动控制部执行所述单位像素和所述虚拟像素的驱动。
（6）根据（5）所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行布置在所述像素阵列部的上侧和下侧中的一侧或每侧上。
（7）根据（5）所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行具有沿所述像素阵列部的行方向布置的所述虚拟像素。
（8）根据（5）所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行具有沿所述像素阵列部的列方向布置的所述虚拟像素。
（9）根据（5）至（8）中任一项所述的固态成像设备，进一步包括：
切换部，将待连接至驱动所述虚拟像素的驱动器的所述虚拟像素进行切换。
（10）根据（5）至（9）中任一项所述的固态成像设备，
其中，当N行中的所述初始化行包括数量为N×M的所述单位像素时，所述驱动控制部控制数量为K的所述虚拟像素的驱动，并且
其中所述虚拟像素的每一个至少包括：
虚拟像素复位部，具有基本上为所述单位像素的每一个的所述复位部的驱动能力的（N×M）/K倍的驱动能力，以及
虚拟像素电荷保持部，具有基本上为所述单位像素的每一个的所述电荷保持部的容量的（N×M）/K倍的容量。
（11）根据（10）所述的固态成像设备，
其中，数量为K的所述虚拟像素以N'×M'的矩阵形式布置（N'≤N，M'≤M）。
（12）根据（1）或（2）所述的固态成像设备，
其中，在由所述转移部进行电荷转移之前的所述电荷保持部的初始化时，所述驱动控制部激活或禁用根据用于读取所述电荷保持部的所述信号电平和所述复位电平的读取周期按列操作的列电路的操作。
（13）根据（12）所述的固态成像设备，
其中，所述列电路是A/D（模数）转换电路。
（14）根据（1）至（13）中任一项所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以在所述转移部进行所述电荷转移之前所述复位部在所述像素阵列部中每隔互不相邻的多行初始化所述电荷保持部的方式来控制所述单位像素的所述驱动。
（15）根据（1）至（13）中任一项所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以在所述转移部进行所述电荷转移之前，所述复位部在所述像素阵列部中的所有单位像素中批量初始化所述电荷保持部的方式来控制所述单位像素的所述驱动。
（16）根据（1）至（15）中任一项所述的固态成像设备，
其中，所述电荷保持部为连接至读取所述电荷保持部的电压的放大部的电荷-电压转换部。
（17）根据（1）至（15）中任一项所述的固态成像设备，
其中，所述电荷保持部为与连接至读取所述电荷保持部的所述电压的放大部的电荷-电压转换部分开设置的电容元件。
（18）根据（1）至（17）中任一项所述的固态成像设备，进一步包括：
计算部，计算所述信号电平和所述复位电平之间的差。
（19）一种固态成像设备的驱动方法，所述固态成像设备包括：
像素阵列部，具有在其中呈二维布置在其中的多个单位像素，所述单位像素的每一个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将在所述光电转换部中累积的所述电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将所述电荷保持部中的所述电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所述累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
所述方法包括：
通过所述固态成像设备根据在所述转移部进行所述电荷转移之前的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
（20）一种包括固态成像设备的电子设备，所述固态成像设备包括：
像素阵列部，具有在其中呈二维布置在其中的多个单位像素，所述单位像素每一个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将所述光电转换部中累积的所述电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将在所述电荷保持部中的所述电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于在所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所述累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
其中，所述驱动控制部根据在所述转移部进行所述电荷转移之前的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
本发明包含于2012年8月16日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-180433中公开的主题相关的主题，其全部内容结合于此作为参考。

Claims (20)

1.一种固态成像设备，包括：
像素阵列部，具有在所述像素阵列部中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将在所述光电转换部中累积的所述电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将所述电荷保持部中的电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于在所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
其中，所述驱动控制部根据在所述转移部进行电荷转移之前由所述复位部执行的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
2.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以所述转移部在所述像素阵列部中的所有所述单位像素中批量执行所述电荷转移和从所述光电转换部的电荷释放中的一者或两者的方式，来控制所述单位像素的所述驱动。
3.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以当所述像素阵列部中的初始化行的数量大于读取行的数量时，所述复位部在读取所述电荷保持部的所述电压期间对所述读取行和所述读取行以外的非读取行执行所述电荷复位的方式来控制所述单位像素的所述驱动，在所述读取行上，所述电荷保持部的电压被同时读取，在所述初始化行上，在由所述转移部进行电荷转移之前所述电荷保持部被同时初始化。
4.根据权利要求3所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行是所述像素阵列部中的所述电荷保持部的所述电压未被读取的省略行、包括用于亮度校正的虚拟像素的像素行或包括光学黑色区域中的像素的像素行。
5.根据权利要求3所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行包括与所述像素阵列部中的所述单位像素分开设置的虚拟像素，并且
其中，所述驱动控制部执行所述单位像素和所述虚拟像素的驱动。
6.根据权利要求5所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行布置在所述像素阵列部的上侧和下侧中的一侧或每侧上。
7.根据权利要求5所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行具有沿所述像素阵列部的行方向布置的所述虚拟像素。
8.根据权利要求5所述的固态成像设备，
其中，所述非读取行具有沿所述像素阵列部的列方向布置的所述虚拟像素。
9.根据权利要求5所述的固态成像设备，进一步包括：
切换部，将待连接至驱动所述虚拟像素的驱动器的所述虚拟像素进行切换。
10.根据权利要求5所述的固态成像设备，
其中，当N行中的所述初始化行包括数量为N×M的所述单位像素时，所述驱动控制部控制数量为K的所述虚拟像素的驱动，并且
其中，所述虚拟像素的每一个至少包括：
虚拟像素复位部，具有为所述单位像素的每一个的所述复位部的驱动能力的（N×M）/K倍的驱动能力，以及
虚拟像素电荷保持部，具有为所述单位像素的每一个的所述电荷保持部的容量的（N×M）/K倍的容量。
11.根据权利要求10所述的固态成像设备，
其中，数量为K的所述虚拟像素以N'×M'的矩阵形式布置（N'≤N，M'≤M）。
12.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，在由所述转移部进行所述电荷转移之前的所述电荷保持部的所述初始化时，所述驱动控制部保持激活或禁用根据用于读取所述电荷保持部的所述信号电平和所述复位电平的读取周期来按列操作的列电路的操作。
13.根据权利要求12所述的固态成像设备，
其中，所述列电路是模数转换电路。
14.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以在所述转移部进行所述电荷转移之前所述复位部在所述像素阵列部中每隔互不相邻的多个行初始化所述电荷保持部的方式来控制所述单位像素的所述驱动。
15.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述驱动控制部以在所述转移部进行所述电荷转移之前所述复位部在所述像素阵列部中的所有单位像素中批量初始化所述电荷保持部的方式来控制所述单位像素的所述驱动。
16.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述电荷保持部为连接至读取所述电荷保持部的所述电压的放大部的电荷-电压转换部。
17.根据权利要求1所述的固态成像设备，
其中，所述电荷保持部为与连接至读取所述电荷保持部的所述电压的放大部的电荷-电压转换部分开设置的电容元件。
18.根据权利要求1所述的固态成像设备，进一步包括：
计算部，计算所述信号电平和所述复位电平之间的差。
19.一种用于驱动固态成像设备的方法，所述固态成像设备包括：
像素阵列部，具有在所述像素阵列部中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每一个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将在所述光电转换部中累积的所述电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将所述电荷保持部中的电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
所述方法包括：
通过所述固态成像设备根据在所述转移部进行电荷转移之前的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
20.一种包括固态成像设备的电子设备，所述固态成像设备包括：
像素阵列部，具有在所述像素阵列部中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每一个至少包括：
光电转换部，
电荷保持部，保持在所述光电转换部中累积的电荷，
转移部，将所述光电转换部中累积的所述电荷转移至所述电荷保持部，以及
复位部，将在所述电荷保持部中的电荷复位；以及
驱动控制部，以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式控制所述单位像素的驱动，所述信号电平对应于在所述电荷保持部中累积的所述电荷，所述复位电平对应于在所述复位部复位所累积的电荷之后在所述电荷保持部中的电荷，
其中，所述驱动控制部根据在所述转移部进行电荷转移之前的所述电荷保持部的初始化来控制所述电荷保持部的电压的读取。
CN201310347506.5A 2012-08-16 2013-08-09 固态成像设备、驱动方法及电子设备 Expired - Fee Related CN103595930B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-180433 2012-08-16
JP2012180433A JP2014039159A (ja) 2012-08-16 2012-08-16 固体撮像装置および駆動方法、並びに電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103595930A true CN103595930A (zh) 2014-02-19
CN103595930B CN103595930B (zh) 2017-07-28

Family

ID=50085897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310347506.5A Expired - Fee Related CN103595930B (zh) 2012-08-16 2013-08-09 固态成像设备、驱动方法及电子设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9432602B2 (zh)
JP (1) JP2014039159A (zh)
CN (1) CN103595930B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105933623A (zh) * 2016-06-29 2016-09-07 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置
CN107079116A (zh) * 2014-11-07 2017-08-18 索尼公司 摄像元件、驱动方法和电子装置
CN107409184A (zh) * 2015-03-13 2017-11-28 索尼半导体解决方案公司 固态成像元件、驱动方法以及电子设备
CN107948552A (zh) * 2017-12-28 2018-04-20 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
WO2018082563A1 (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 京东方科技集团股份有限公司 驱动电路及驱动方法、有源像素传感器、图像传感器及电子装置
CN108886045A (zh) * 2016-03-31 2018-11-23 索尼公司 固态成像装置和电子设备
CN110537367A (zh) * 2017-04-26 2019-12-03 索尼半导体解决方案公司 固态成像捕捉装置和电子装置
US11917317B2 (en) 2018-11-21 2024-02-27 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging element and imaging device that detects address event

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986887A (zh) * 2014-05-12 2014-08-13 天津大学 初始化数字像素阵列存储器的装置
KR102219941B1 (ko) 2015-03-10 2021-02-25 삼성전자주식회사 이미지 센서, 이를 포함하는 데이터 처리 시스템, 및 모바일 컴퓨팅 장치
US9634048B2 (en) * 2015-03-24 2017-04-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device and electronic device
JP6911128B2 (ja) * 2017-01-25 2021-07-28 ビーエイイー・システムズ・イメージング・ソリューションズ・インコーポレイテッド 拡張されたダイナミックレンジを備えたイメージングアレイ
US10477133B2 (en) * 2017-10-02 2019-11-12 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging sensor and solid-state imaging device
US10559614B2 (en) * 2018-03-09 2020-02-11 Semiconductor Components Industries, Llc Dual conversion gain circuitry with buried channels
JP7214454B2 (ja) * 2018-12-06 2023-01-30 キヤノン株式会社 光電変換素子及び撮像装置
US11089191B2 (en) * 2018-12-18 2021-08-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image sensor, recording apparatus, and reset method
US11716554B2 (en) 2019-07-24 2023-08-01 Sony Group Corporation Solid-state imaging device and method for driving the same, and electronic apparatus
KR20210012555A (ko) 2019-07-25 2021-02-03 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 동작 방법
JPWO2022102342A1 (zh) * 2020-11-13 2022-05-19

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060262209A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Takafumi Kishi Image sensing device and control method therefor
US20100182469A1 (en) * 2007-09-10 2010-07-22 Sony Corporation Image sensor
CN102572311A (zh) * 2010-12-15 2012-07-11 索尼公司 固体摄像器件、用于固体摄像器件的驱动方法和电子装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4317115B2 (ja) 2004-04-12 2009-08-19 国立大学法人東北大学 固体撮像装置、光センサおよび固体撮像装置の動作方法
JP5568880B2 (ja) 2008-04-03 2014-08-13 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060262209A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Takafumi Kishi Image sensing device and control method therefor
US20100182469A1 (en) * 2007-09-10 2010-07-22 Sony Corporation Image sensor
CN102572311A (zh) * 2010-12-15 2012-07-11 索尼公司 固体摄像器件、用于固体摄像器件的驱动方法和电子装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107079116A (zh) * 2014-11-07 2017-08-18 索尼公司 摄像元件、驱动方法和电子装置
CN107079116B (zh) * 2014-11-07 2020-10-27 索尼公司 摄像元件、驱动方法和电子装置
CN107409184A (zh) * 2015-03-13 2017-11-28 索尼半导体解决方案公司 固态成像元件、驱动方法以及电子设备
CN108886045A (zh) * 2016-03-31 2018-11-23 索尼公司 固态成像装置和电子设备
CN108886045B (zh) * 2016-03-31 2023-06-20 索尼公司 固态成像装置和电子设备
WO2018001014A1 (zh) * 2016-06-29 2018-01-04 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置
US10212374B2 (en) 2016-06-29 2019-02-19 Boe Technology Group Co., Ltd. Pixel circuit, driving method thereof, image sensor, and image acquisition apparatus
CN105933623A (zh) * 2016-06-29 2016-09-07 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置
WO2018082563A1 (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 京东方科技集团股份有限公司 驱动电路及驱动方法、有源像素传感器、图像传感器及电子装置
US10560647B2 (en) 2016-11-01 2020-02-11 Boe Technology Group Co., Ltd. Driver circuit, driving method, active pixel sensor, image sensor, and electronic device
CN110537367A (zh) * 2017-04-26 2019-12-03 索尼半导体解决方案公司 固态成像捕捉装置和电子装置
CN110537367B (zh) * 2017-04-26 2022-01-11 索尼半导体解决方案公司 固态成像捕捉装置和电子装置
CN107948552B (zh) * 2017-12-28 2020-03-31 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN107948552A (zh) * 2017-12-28 2018-04-20 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
US11917317B2 (en) 2018-11-21 2024-02-27 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging element and imaging device that detects address event

Also Published As

Publication number Publication date
CN103595930B (zh) 2017-07-28
JP2014039159A (ja) 2014-02-27
US9432602B2 (en) 2016-08-30
US20140049675A1 (en) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103595930B (zh) 固态成像设备、驱动方法及电子设备
JP5516960B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および、電子機器
US9749557B2 (en) Solid-state image pickup device in which charges overflowing a memory during a charge transfer period are directed to a floating diffusion and method of driving same
JP6541523B2 (ja) 撮像装置、撮像システム、および、撮像装置の制御方法
US8890982B2 (en) Solid-state imaging device and driving method as well as electronic apparatus
JP5458582B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
US9571772B2 (en) Solid-state imaging device, driving method and electronic apparatus with electric charge transfer using an intermediate potential
JP2009278241A (ja) 固体撮像装置の駆動方法および固体撮像装置
US20120154656A1 (en) Solid-state imaging element, driving method, and electronic apparatus
TW201340708A (zh) 固體攝像裝置及電子機器
JP2014060519A (ja) 固体撮像素子及びその制御方法、並びに電子機器
US9363455B2 (en) Solid-state imaging device, electronic device and driving method thereof with selective second reading
JP2014060573A (ja) 固体撮像素子、制御方法、および電子機器
US8896736B2 (en) Solid-state imaging device, imaging apparatus and signal reading method having photoelectric conversion elements that are targets from which signals are read in the same group
US20110037882A1 (en) Solid-state imaging device, method of driving solid-state imaging device, and electronic apparatus
US8300122B2 (en) Solid-state imaging device, camera system, and signal reading method
WO2016147887A1 (ja) 固体撮像装置およびその制御方法、並びに電子機器
JP2010028434A (ja) 固体撮像装置
US9338374B2 (en) Solid-state image sensor, method for driving solid-state image sensor, and electronic device
JP2013197697A (ja) 固体撮像装置及び電子機器
JP5539562B2 (ja) 固体撮像装置の駆動方法および固体撮像装置
JP2011151669A (ja) 固体撮像装置
JP2018061116A (ja) 撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体
KR20160097937A (ko) 이미지 센싱 장치
JP2015211400A (ja) 撮像装置およびその駆動方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170728

Termination date: 20200809