CN106576146B - 摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置 - Google Patents

摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106576146B
CN106576146B CN201580044815.2A CN201580044815A CN106576146B CN 106576146 B CN106576146 B CN 106576146B CN 201580044815 A CN201580044815 A CN 201580044815A CN 106576146 B CN106576146 B CN 106576146B
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoelectric conversion
pixel
signal charge
signal charges
exposure period
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.)
Active
Application number
CN201580044815.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106576146A (zh
Inventor
松尾纯一
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.)
Nuvoton Technology Corp Japan
Original Assignee
Panasonic Semiconductor Solutions Co Ltd
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 Panasonic Semiconductor Solutions Co Ltd filed Critical Panasonic Semiconductor Solutions Co Ltd
Publication of CN106576146A publication Critical patent/CN106576146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106576146B publication Critical patent/CN106576146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14831—Area CCD imagers
    • H01L27/14843—Interline transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/46—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by combining or binning pixels
    • 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
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • 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
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • 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
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

在基板上配置为矩阵状的像素具备：将入射光转换为信号电荷的光电转换部、从该光电转换部读出信号电荷的读出电极、构成垂直转送部的垂直转送电极。多个第一像素与邻接于该第一像素的多个第二像素按每行交替配置，且按每列交替配置，从而配置为棋盘格状。读出电极被配置为，从同一光电转换部读出的多个信号电荷包含：在共通的读出电极下产生的暗电流。

Description

摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置
技术领域
本申请涉及取得在规定的距离位置上存在的被摄体的像(距离图像)的摄像装置。
背景技术
近年，在智能电话、游戏机等上，搭载例如将红外光照射到拍摄对象空间而检测被摄体(人物)的身体、手的运动的测距相机，已知取得用于此的距离图像的固体摄像装置、所谓测距传感器(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所示的固体摄像装置将从邻接的两个像素的光电转换部读出的信号电荷在垂直转送部上进行相加，从而每两个像素具有三个分组(存储器单元)。该固体摄像装置中，作为测距相机的动作原理，使用TOF(渡越时间/飞行时间：Time Of Flight)法，通过使红外光以脉冲状发光，在两种曝光期间对来自被摄体的反射光进行受光，从而从光电转换部读出两种信号电荷S0、S1，并积蓄到各个分组，通过使红外光不发光而对背景光进行受光，从而读出信号电荷BG，并积蓄到分组。将在各分组中积蓄的信号电荷依次转送并输出，根据信号电荷S0、S1、BG的比率和差分按每像素求得至被摄体为止的距离从而生成距离图像。
进而，在专利文献1中，通过将像素配置为棋盘格(市松)状，从而实现距离图像的水平、垂直分辨率的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公布第2014/002415号
发明内容
在本申请的一方式中，一种摄像装置，具备向被摄体照射红外光的红外光源、以及具有在基板上配置为矩阵状的像素且对来自被摄体的入射光进行受光的固体摄像装置，像素具备：将入射光转换为信号电荷的光电转换部、从该光电转换部读出信号电荷的读出电极、以及构成垂直转送部的至少一个垂直转送电极。作为像素，多个第一像素和与该第一像素邻接的多个第二像素按每行交替配置，且按每列交替配置，从而被配置为棋盘格状，读出电极被配置为从同一光电转换部读出的多个信号电荷包含共通的读出电极下所产生的暗电流。
根据本方式，第一像素以及第二像素被配置为棋盘格状。并且，配置读出电极，以使从同一光电转换部读出的多个信号电荷包含共通的读出电极下所产生的暗电流。由此，从一个像素读出的多个信号电荷中包含的暗电流的产生源相同，所以暗电流的信号电平被统一，因此能够提高水平以及垂直分辨率而不会使测距精度恶化。
根据本申请，能够提供降低测距结果的偏差且提高测距精度的摄像装置。
附图说明
图1是TOF方式中的一般的测距相机的概略结构图。
图2是表示图1的测距相机的概略动作的第一时序图。
图3是表示基于图2的时序图的TOF法的动作原理的图。
图4是表示基于图2的时序图的TOF法的动作原理的图。
图5是表示专利文献1所涉及的固体摄像装置的构造的俯视图。
图6A是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图6B是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图6C是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图6D是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图6E是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图6F是表示图5的固体摄像装置的动作的俯视图。
图7是使用了固体摄像装置的测距相机的概略结构图。
图8是表示第一实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的俯视图。
图9A是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图9B是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图9C是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图9D是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图9E是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图9F是表示图8的固体摄像装置的动作的俯视图。
图10是表示第二实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的俯视图。
图11是表示第三实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的俯视图。
图12A是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12B是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12C是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12D是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12E是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12F是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12G是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图12H是表示图11的固体摄像装置的动作的俯视图。
图13是表示第四实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的俯视图。
图14A是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14B是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14C是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14D是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14E是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14F是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
图14G是表示图13的固体摄像装置的动作的俯视图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前，简单地说明以往的摄像装置中的问题。
在专利文献1中公开的摄像装置高画质且高精度，并且能够抑制系统整体的功率和发热。
但是，固体摄像装置在从光电转换部向垂直转送部读出信号电荷时，有时产生由于读出引起的暗电流。
因此，在将专利文献1的像素配置为棋盘格状的构造中，产生了由于读出引起的暗电流的情况下，信号电荷S0以及S1中包含的暗电流与信号电荷BG中包含的暗电流由于产生源不同而信号电平不同。在测距传感器中，通过取信号电荷S0以及S1与信号电荷BG的差分，从而能够消除背景光的影响，但在信号电荷S0以及S1与信号电荷BG中包含的暗电流的信号电平不同的情况下，暗电流成分不能消除。因此，存在有时在测距结果中产生偏差而测距精度恶化的课题。
本申请是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供降低测距结果的偏差且提高了测距精度的摄像装置。
(成为本申请的基础的知识)
在说明本申请的实施方式前，说明成为本申请的基础的知识。
图1是通过TOF方式进行动作的一般的测距相机的概略结构图。如图1所示，被摄体1在背景光源2下被从红外光源3照射红外光。经由光学透镜4由固体摄像装置5接受其反射光，将在固体摄像装置5中成像的图像转换为电信号。
图2是表示测距相机的概略动作的时序图。脉冲宽度Tp的照射光被被摄体反射，反射光具有延迟时间Δt而被输入至固体摄像装置。通过计测延迟时间Δt，从而能够求得至被摄体为止的距离。
图3是说明基于图2的时序图的TOF方式的测距相机的动作原理的一例的图。如图3所示，将从脉冲宽度Tp的照射光的上升时刻开始的第一曝光期间设为T1，将从照射光的下降时刻开始的第二曝光期间设为T2，将断开红外光源的第三曝光期间设为T3，曝光期间T1～T3与脉冲宽度Tp相比被设定为更长的时间。若将在第一曝光期间T1中相机得到的信号量(信号电荷量)设为S0，将在第二曝光期间T2中相机得到的信号量(信号电荷量)设为S1，将在第三曝光期间T3中相机得到的信号量(信号电荷量)设为BG，则延迟时间Δt由下式给出。
Δt＝Tp{(S1-BG)/(S0-BG)}
图4是说明基于图2的时序图的TOF方式的测距相机的动作原理的另一例的图。如图4所示，将从脉冲宽度Tp的照射光的上升时刻开始的第一曝光期间设为T1，将从照射光的下降时刻开始的第二曝光期间设为T2，将断开近红外光源的第三曝光期间设为T3，曝光期间T1～T3被设定为与脉冲宽度Tp相同的长度。若将在第一曝光期间T1中相机得到的信号量(信号电荷量)设为S0，将在第二曝光期间T2中相机得到的信号量(信号电荷量)设为S1，将在第三曝光期间T3中相机得到的信号量(信号电荷量)设为BG，则延迟时间Δt由下式给出。
Δt＝Tp{(S1-BG)/(S0+S1-2×BG)}
这些用于TOF方式的测距相机的固体摄像元件必须针对照射光的1个周期能够进行多次采样。
在此，在专利文献1所示的固体摄像装置中，公开了图5那样的构造。该固体摄像装置具备：在半导体基板上配置为矩阵状且将入射光转换为信号电荷的多个光电转换部1001、与光电转换部1001对应设置且将从光电转换部1001读出的信号电荷向列方向(垂直方向)转送的垂直转送部1002、将由垂直转送部1002转送的信号电荷向行方向(水平方向)转送的水平转送部1003、以及输出由水平转送部1003转送的信号电荷的电荷检测部1004。还具备：与各个光电转换部1001对应设置以使能够从光电转换部1001向垂直转送部1002按每行读出信号电荷的第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b。在图5中，在读出电极1005a、1005b的位置上附加阴影(hatch)。
在此，固体摄像装置为CCD摄像元件，例如，垂直转送部1002是每两个像素具有8门(gate)读出电极1005的8相驱动，每两个光电转换部1001具备三个分组(packet)1006a～1006c。水平转送部1003为二相驱动。来自光电转换部1001的信号电荷的读出电极构成为兼用8相驱动的垂直转送部1002的读出电极1005a以及1005b。在光电转换部中留存的信号电荷例如被读出至由分组1006a所示的电极。
此外，第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b构成为能够从夹着垂直转送部1002在水平方向上相邻的各个光电转换部1001同时读出并相加，构成为：被相加的像素按每列逐次错开1像素以使相加后的像素重心成为棋盘格状。
另外，第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b被配置在整个行上，所以不应该从两侧的光电转换部1001读出的地方、和从两侧的光电转换部1001读出的地方如图5所示那样以棋盘格状存在。因此，第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b之中，在不读出信号电荷的电极的两侧形成通道停止区域1007，在对第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b施加了读出脉冲时，信号电荷不被读出至垂直转送部1002。此外，相反，第一读出电极1005a以及第二读出电极1005b之中，在需要读出信号电荷的电极的两侧不设置通道停止区域1007，易于读出信号电荷。
图6A～图6F是表示图5所示的固体摄像装置的动作的俯视图。图6A表示曝光前的固体摄像装置的动作，图6B～图6F表示各曝光期间的固体摄像装置的动作。
首先，在曝光期间前，如图6A所示，在各分组1006a～1006c中没有积蓄信号电荷。
在曝光期间中，首先，如图6B所示，在第一曝光期间T1中，从图中a、c列的光电转换部1001向图中A、C行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷S0，从图中b、d列的光电转换部1001向图中B、D行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷S0。此时，在读出动作时，由于对读出电极1005a以及读出电极1005b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组1006a，则从图中c列的光电转换部1001向图中C行的垂直转送部1002读出信号电荷S0时，暗电流Cc在分组1006a中产生并积蓄。另一方面，若关注分组1006c，则从图中d列的光电转换部1001读出信号电荷S0时，被施加读出脉冲的读出电极1005a以及读出电极1005b被配置在整个行上，所以暗电流Cd在分组1006c中产生并积蓄。这些第一曝光期间T1的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第一曝光期间T1的读出、积蓄动作结束后，如图6C所示，将垂直转送部1002的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图6D所示，在第二曝光期间T2中，从图中a、c列的光电转换部1001向图中A、C行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷S1，从图中b、d列的光电转换部1001向图中B、D行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷S1。此时，在读出动作时，由于对读出电极1005a以及读出电极1005b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组1006b，则在从图中c列的光电转换部1001向图中C行的垂直转送部1002读出信号电荷S1时，暗电流Cc在分组1006b中产生并积蓄。另一方面，若关注分组1006a，则从图中b列的光电转换部1001读出信号电荷S1时，被施加读出脉冲的读出电极1005a以及读出电极1005b被配置在整个行上，所以暗电流Cb在分组1006a中产生并积蓄。这些第二曝光期间T2的读出、积蓄动作被反复与第一曝光期间T1相同次数。
接着，在第二曝光期间T2的读出、积蓄动作结束后，如图6E所示，将垂直转送部1002的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图6F所示，在第三曝光期间T3中，从图中a、c列的光电转换部1001向图中A、C行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷BG，从图中b、d列的光电转换部1001向图中B、D行的垂直转送部1002读出并积蓄信号电荷BG。此时，在读出动作时，由于对读出电极1005a以及读出电极1005b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组1006c，则在从图中c列的光电转换部1001向图中C行的垂直转送部1002读出信号电荷BG时，暗电流Cc在分组1006c中产生并积蓄。另一方面，若关注分组1006b，则在从图中b列的光电转换部1001读出信号电荷BG时，被施加读出脉冲的读出电极1005a以及读出电极1005b被配置在整个行上，所以暗电流Cb在分组1006b中产生并积蓄。这些第三曝光期间T3的读出、积蓄动作被反复与第一曝光期间T1以及第二曝光期间T2相同次数。
其后，将垂直转送部1002的分组向图中上方转送2段量，在进行了多组图6B～图6F的动作后，将信号电荷逐段从垂直转送部1002向水平转送部1003转送，从水平转送部1003向电荷检测部1004依次转送并输出。
在图6F中，若关注在分组1006a～1006c中积蓄的信号电荷，则在分组1006a中积蓄有(S0+Cc+Cb)，在分组1006b中积蓄有(S1+Cc+Cb)，在分组1006c中积蓄有(BG+Cc+Cd)。分组1006a～1006c的信号电荷S0、S1以及BG是从同一光电转换部1001读出的信号，若根据这些信号求得延迟时间Δt，则例如成为下式那样。
Δt＝Tp{(S1-BG+Cb-Cd)/(S0-BG+Cb-Cd)}
在此，暗电流Cb以及Cd是不依赖于延迟时间的信号，由于产生源不同而在信号电平上具有偏差，所以在测距结果上产生误差、偏差，具有测距精度恶化的课题。
因此，如以下的实施方式所示的摄像装置那样，在像素被配置为棋盘格状的构造中，将读出电极按每列在上下方向上反转配置，将信号电荷S0、S1以及BG中包含的暗电流的产生源以及信号电平统一，从而降低在摄像装置中测距结果的误差、偏差，提高测距精度。
以下，参照附图说明用于解决上述课题的实施方式。另外，使用附图进行说明，但它们以例示为目的，意图不在于将本申请限定于它们。关于在附图中实质上表示同一结构、动作以及效果的要素，附加同一标号。
另外，在本说明书中，“像素”包含光电转换部、读出电极、以及构成垂直转送部的至少一个垂直转送电极，是指在固体摄像装置中反复配置的单位单元。
图7是具备固体摄像装置的测距相机的概略结构图。如图7所示，被摄体11在背景光源12下被从红外光源13照射红外光。将其反射光经由光学透镜14由固体摄像装置15接受，将在固体摄像装置15中成像的图像转换为电信号。红外光源13和固体摄像装置15的动作通过控制部16被控制，固体摄像装置15的输出通过信号处理部17转换为距离图像，根据用途而也转换为可见图像。红外光源13、光学透镜14、以及例如作为CCD影像传感器的固体摄像装置15构成测距相机。
关于作为在以上的测距相机中适合利用的摄像装置的一方式的固体摄像装置，在以下的第一～第四实施方式中说明。
(第一实施方式)
图8是表示第一实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的图。在图8中，为了简化附图，在垂直方向上仅示出4像素量，在水平方向上仅示出4像素量。
如图8所示，该固体摄像装置具备：多个光电转换部101，具有在半导体基板上配置为矩阵状的像素，对包含红外光的入射光进行受光，将入射光转换为信号电荷；垂直转送部102，与光电转换部101对应设置，将从光电转换部101读出的信号电荷向列方向转送；水平转送部103，将由垂直转送部102转送的信号电荷向行方向转送；以及电荷检测部104，输出由水平转送部103转送的信号电荷。还具备：第一读出电极105a以及第二读出电极105b，与各个光电转换部101对应设置，以使能够从光电转换部101向垂直转送部102按每行读出信号电荷。在图8中，在读出电极105a、105b的位置上附加阴影。
在行方向上在与光电转换部101的中心相比更靠上侧或下侧具备第一读出电极105a以及第二读出电极105b，此外按每列在上下方向上反转配置。例如，在与光电转换部101的中心相比更下侧具备与图中a列以及c列的像素中的光电转换部101对应设置的第一读出电极105a，在与光电转换部101的中心相比更靠上侧具备与图中b列以及d列的像素中的光电转换部101对应设置的第二读出电极105b。即，如图中附加的阴影所示，读出电极105a、105b被配置为在各列中在列方向上并排，且按每列交替地在行方向上在与光电转换部101的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置。
在此，固体摄像装置是CCD摄像元件，例如，垂直转送部102是每两个像素具有8门(gate)垂直转送电极105的8相驱动，每两个光电转换部101具备三个分组106a～106c。水平转送部103为二相驱动。来自光电转换部101的信号电荷的读出电极构成为兼用8相驱动的垂直转送部102的垂直转送电极105a以及105b。在光电转换部中留存的信号电荷例如被读出至由分组106a所示的电极。
此外，第一读出电极105a以及第二读出电极105b构成为能够从夹着垂直转送部102在水平方向上相邻的各个光电转换部101同时读出并相加，构成为：被相加的像素按每行逐次错开1像素以使相加后的像素重心成为棋盘格状。在附图上，具备向处于左侧的垂直转送部102读出信号电荷的光电转换部101的像素相当于第一像素，具备向处于右侧的垂直转送部102读出信号电荷的光电转换部101的像素相当于第二像素。
另外，第一读出电极105a以及第二读出电极105b被配置在整个行上，所以不应该从两侧的光电转换部101读出的地方、和从两侧的光电转换部101读出的地方如图8所示那样以棋盘格状存在。因此，第一读出电极105a以及第二读出电极105b之中，在不读出信号电荷的电极的两侧形成通道停止区域107，在对第一读出电极105a以及第二读出电极105b施加了读出脉冲时，信号电荷不被读出至垂直转送部102。此外，相反，第一读出电极105a以及第二读出电极105b之中，在需要读出信号电荷的电极的两侧不设置通道停止区域107，易于读出信号电荷。
图9A～图9F是表示图8所示的固体摄像装置的动作的俯视图。图9A表示曝光前的固体摄像装置的动作，图9B～图9F表示各曝光期间的固体摄像装置的动作。
首先，在曝光期间前，如图9A所示，在各分组106a～106c中没有积蓄信号电荷。
在曝光期间中，首先，如图9B所示，在第一曝光期间T1中，从图中a、c列的光电转换部101向图中A、C行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷S0，从图中b、d列的光电转换部101向图中B、D行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷S0。此时，在读出动作时，由于对读出电极105a以及读出电极105b施加读出脉冲从而在读出电极下产生暗电流的情况下，若关注分组106a，则在从图中c列的光电转换部101向图中C行的垂直转送部102读出信号电荷S0时，暗电流Cc在分组106a中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部101读出信号电荷S0时，被施加读出脉冲的读出电极105a以及读出电极105b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极105a以及读出电极105b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组106a中产生并积蓄。这些第一曝光期间T1的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第一曝光期间T1的读出、积蓄动作结束后，如图9C所示，将垂直转送部102的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图9D所示，在第二曝光期间T2中，从图中a、c列的光电转换部101向图中A、C行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷S1，从图中b、d列的光电转换部101向图中B、D行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷S1。此时，在读出动作时，由于对读出电极105a以及读出电极105b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组106b，则在从图中c列的光电转换部101向图中C行的垂直转送部102读出信号电荷S1时，暗电流Cc在分组106b中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部101读出信号电荷S1时，被施加读出脉冲的读出电极105a以及读出电极105b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极105a以及读出电极105b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组106b中产生并积蓄。这些第二曝光期间T2的读出、积蓄动作被反复与第一曝光期间T1相同次数。
接着，在第二曝光期间T2的读出、积蓄动作结束后，如图9E所示，将垂直转送部102的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图9F所示，在第三曝光期间T3中，从图中a、c列的光电转换部101向图中A、C行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷BG，从图中b、d列的光电转换部101向图中B、D行的垂直转送部102读出并积蓄信号电荷BG。此时，在读出动作时，由于对读出电极105a以及读出电极105b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组106c，则在从图中c列的光电转换部101向图中C行的垂直转送部102读出信号电荷BG时，暗电流Cc在分组106c中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部101读出信号电荷BG时，被施加读出脉冲的读出电极105a以及读出电极105b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极105a以及读出电极105b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组106c中产生并积蓄。这些第三曝光期间T3的读出、积蓄动作被反复与第一曝光期间T1以及第二曝光期间T2相同次数。
其后，将垂直转送部102的分组向图中上方转送2段量，在进行了多组图9B～图9F的动作后，将信号电荷逐段从垂直转送部102转送至水平转送部103，从水平转送部103向电荷检测部104依次转送并输出。
在图9F中，若关注在分组106a～106c中积蓄的信号电荷，则在由电极名V8构成的分组106a中积蓄(S0+Cc+Cb)，在由电极名V6构成的分组106b中积蓄(S1+Cc+Cb)，在由电极名V2、V3、V4构成的分组106c中积蓄(BG+Cc+Cb)，按每行在同相的电极下积蓄同种的信号电荷。即，在由电极名V8构成的分组中积蓄(S0+暗电流)，在由电极名V6构成的分组中积蓄(S1+暗电流)，在由电极名V2、V3、V4构成的分组中积蓄(BG+暗电流)。在此，分组106a～106c的信号电荷S0、S1以及BG是从同一光电转换部101读出的信号，若根据这些信号而求得延迟时间Δt，则例如成为下式那样。
Δt＝Tp{(S1-BG)/(S0-BG)}
以上，根据第一实施方式所涉及的固体摄像装置，在为了提高水平、垂直分辨率，相加后的像素重心成为棋盘格状的构造中，在与光电转换部101的中心相比更靠上侧或下侧具备第一读出电极105a以及第二读出电极105b，此外按每列在上下方向上反转配置，从而能够将信号电荷S0、S1以及BG中包含的暗电流的产生源以及信号电平统一。由此，在延迟时间Δt中不包含暗电流成分，所以能够降低测距结果的偏差，提高测距精度。
(第二实施方式)
图10是表示第二实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的图。在图10中，为了简化附图，在垂直方向上仅示出4像素量，在水平方向上仅示出4像素量。
如图10所示，该固体摄像装置具备：在半导体基板上配置为矩阵状且将入射光转换为信号电荷的多个光电转换部201；与光电转换部201对应设置且将从光电转换部201读出的信号电荷向列方向转送的垂直转送部202；将由垂直转送部202转送的信号电荷向行方向转送的水平转送部203；以及输出由水平转送部203转送的信号电荷的电荷检测部204。还具备：与各个光电转换部201对应设置以使能够从光电转换部201向垂直转送部202按每行读出信号电荷的第一读出电极205a以及第二读出电极205b。在图10中，在读出电极205a、205b的位置上附加阴影。207为通道停止区域。
如图中附加的阴影所示，读出电极205a、205b被配置为在各列中在列方向上并排，且按每列交替地在行方向上与光电转换部201的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置。
第二实施方式所涉及的固体摄像装置与第一实施方式所涉及的固体摄像装置相比，垂直转送部202的电极结构不同，其引起构成一个分组的垂直转送电极205的数目不同。但是，以提供能够将从一个光电转换部读出的多个信号电荷中包含的暗电流的产生源统一的构造为目的，在这点上与第一实施方式所涉及的固体摄像装置同样。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同点省略说明。
若图10所示的固体摄像装置与图8所示的固体摄像装置比较，则垂直转送部202是每两个像素具有10门(gate)垂直转送电极205的10相驱动，构成一个分组206a～206c的最低电极数不是一个，而是两个。
关于图10所示的固体摄像装置的动作，与图8所示的固体摄像装置相比，尽管将信号电荷向图中上下方向转送时的转送电极数、以及积蓄电极数不同，但以分组为单位观察到的动作与图9A～图9F所示的动作相同。
以上，根据第二实施方式所涉及的固体摄像装置，即使在每两个像素具有10门垂直转送电极205的10相驱动的情况下，也能够将信号电荷S0、S1以及BG中包含的暗电流的产生源以及信号电平统一。由此，与第一实施方式所涉及的固体摄像装置相比，积蓄信号电荷的垂直转送电极205的电极数增加，所以能够扩大饱和信号量，提高测距范围。
(第三实施方式)
图11是表示第三实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的图。在图11中，为了简化附图，在垂直方向上仅示出4像素量，在水平方向上仅示出4像素量。
如图11所示，该固体摄像装置具备：在半导体基板上配置为矩阵状且将入射光转换为信号电荷的多个光电转换部301；与光电转换部301对应设置且将从光电转换部301读出的信号电荷向列方向转送的垂直转送部302；将由垂直转送部302转送的信号电荷向行方向转送的水平转送部303；以及输出由水平转送部303转送的信号电荷的电荷检测部304。还具备：与各个光电转换部301对应设置以使能够从光电转换部301向垂直转送部302按每行读出信号电荷的读出电极305a～305d。在图11中，在读出电极305a、305b的位置上附加阴影，此外，在读出电极305c、305d的位置上附加其他种类的阴影。
第三实施方式所涉及的固体摄像装置与第一实施方式所涉及的固体摄像装置相比，在像素中具备的滤光器(filter)不同，其引起读出电极305a～305d的配置不同。但是，以提供能够将从一个光电转换部读出的多个信号电荷中包含的暗电流的产生源统一的构造为目的，在这点上与第一实施方式所涉及的固体摄像装置同样。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同点省略说明。
若图11所示的固体摄像装置与图8所示的固体摄像装置比较，则光电转换部301的一半由具备遮断可见光的IR滤光器的第一光电转换部301a构成，剩余的一半由具备遮断红外光的BW滤光器的第二光电转换部301b构成，它们被配置为棋盘格状。具备第一光电转换部301a的像素相当于第一像素，具备第二光电转换部301b的像素相当于第二像素。由此，能够分别得到可见图像和距离图像。
此外，第一读出电极305a以及第二读出电极305b在第一光电转换部301a按每列在上下方向上反转配置，第三读出电极305c以及第四读出电极305d在第二光电转换部301b按每列被配置在相同的位置上。即，如图中附加的阴影所示，第一光电转换部301a所涉及的读出电极305a、305b被配置为在各列中在列方向上并排，且按每列交替地在行方向上与光电转换部301a的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置。另一方面，第二光电转换部301b所涉及的读出电极305c、305d被配置为在各列中在列方向上并排，在行方向上与光电转换部301b的中心相应的位置上配置。另外，读出电极305a～305d构成为将光电转换部301的信号电荷不相加地读出。
图12A～图12F是表示图11所示的固体摄像装置的动作的俯视图。图12A表示第一帧的曝光前的固体摄像装置的动作，图12B～图12F表示第一帧的各曝光期间的固体摄像装置的动作，图12G表示第二帧的曝光前的固体摄像装置的动作，图12H表示第二帧的曝光期间的固体摄像装置的动作。
首先，第一帧的曝光期间前如图12A所示，在各分组306a～306c中没有积蓄信号电荷。
在第一帧的曝光期间中，首先，如图12B所示，在第一曝光期间T1中，从图中a、c列的第一光电转换部301a向图中A、C行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷S0，从图中b、d列的第一光电转换部301a向图中B、D行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷S0。此时，在读出动作时，由于对读出电极305a以及读出电极305b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组306a，则在从图中c列的光电转换部301向图中C行的垂直转送部302读出信号电荷S0时，暗电流Cc在分组306a中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部301读出信号电荷S0时，被施加读出脉冲的读出电极305a以及读出电极305b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极305a以及读出电极305b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组306a中产生并积蓄。这些第一曝光期间T1的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第一曝光期间T1的读出、积蓄动作结束后，如图12C所示，将垂直转送部302的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图12D所示，在第二曝光期间T2中，从图中a、c列的第一光电转换部301a向图中A、C行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷S1，从图中b、d列的第一光电转换部301a向图中B、D行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷S1。此时，在读出动作时，由于对读出电极305a以及读出电极305b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组306b，则在从图中c列的光电转换部301向图中C行的垂直转送部302读出信号电荷S1时，暗电流Cc在分组306b中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部301读出信号电荷S1时，被施加读出脉冲的读出电极305a以及读出电极305b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极305a以及读出电极305b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组306b中产生并积蓄。这些第二曝光期间T2的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第二曝光期间T2的读出、积蓄动作结束后，如图12E所示，将垂直转送部302的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图12F所示，在第三曝光期间T3中，从图中a、c列的第一光电转换部301a向图中A、C行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷BG，从图中b、d列的第一光电转换部301a向图中B、D行的垂直转送部302读出并积蓄信号电荷BG。此时，在读出动作时，由于对读出电极305a以及读出电极305b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组306c，则在从图中c列的光电转换部301向图中C行的垂直转送部302读出信号电荷BG时，暗电流Cc在分组306c中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部301读出信号电荷BG时，被施加读出脉冲的读出电极305a以及读出电极305b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极305a以及读出电极305b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组306c中产生并积蓄。这些第三曝光期间T3的读出、积蓄动作被反复一定次数。
其后，将垂直转送部302的分组向图中上方转送2段量，在进行了多组图12B～图12F的动作后，将信号电荷逐段从垂直转送部302转送至水平转送部303，从水平转送部303向电荷检测部304依次转送、输出，在1帧扫描期间内，结束第一帧。
在此，在图12F中，若关注在分组306a～306c中积蓄的信号电荷，则所包含的暗电流的产生源与第一实施方式所涉及的固体摄像装置同样地被统一。
接下来，在第二帧的曝光期间前，如图12G所示，从第一帧变更分组结构，以使每两个光电转换部301具备两个分组306d。
在第二帧的曝光期间中，对读出电极305c以及读出电极305d施加读出脉冲，将在第一帧的信号转送中曝光的信号电荷BW如图12H所示，从图中a、c列的第二光电转换部301b向图中B、D行的垂直转送部302读出并积蓄，从图中b、d列的第二光电转换部301b向图中A、C行的垂直转送部302读出并积蓄。此时，用于读出第二帧的信号电荷的读出脉冲与第一帧的读出脉冲相比充分短，由读出引起而产生的暗电流充分小，所以第二帧的暗电流成分未图示。
其后，将信号电荷BW每2段从垂直转送部302转送至水平转送部303，从水平转送部303向电荷检测部304依次转送、输出，结束第二帧。信号电荷BW的大小根据被摄体的明亮度被决定，所以通过使用信号电荷BW，能够生成可见图像。
以上，根据第三实施方式所涉及的固体摄像装置，光电转换部301的一半由具备遮断可见光的IR滤光器的第一光电转换部301a构成，剩余的一半由具备遮断红外光的BW滤光器的第二光电转换部301b构成，它们被配置为棋盘格状的情况下，也能够将信号电荷S0、S1以及BG中包含的暗电流的产生源以及信号电平统一。由此，与第一实施方式所涉及的固体摄像装置相比，能够取得可见图像，因此切出特定被摄体(背景分离)、制作3D虚拟化身(Avatar)等测距相机的应用得以拓广。
(第四实施方式)
图13是表示第四实施方式所涉及的固体摄像装置的结构的图。在图13中，为了简化附图，在垂直方向上仅示出4像素量，在水平方向上仅示出4像素量。
如图13所示，该固体摄像装置具备：在半导体基板上配置为矩阵状且将入射光转换为信号电荷的多个光电转换部401；与光电转换部401对应设置且将从光电转换部401读出的信号电荷向列方向转送的垂直转送部402；将由垂直转送部402转送的信号电荷向行方向转送的水平转送部403；以及输出由水平转送部403转送的信号电荷的电荷检测部404。还具备：与各个光电转换部401对应设置以使能够从光电转换部401向垂直转送部402按每行读出信号电荷的读出电极405a～405d。在图13中，在读出电极405a、405b的位置上附加阴影，此外，在读出电极405c、405d的位置上附加其他种类的阴影。
光电转换部401的一半由具备遮断可见光的IR滤光器的第一光电转换部401a构成，剩余的一半由具备遮断红外光的BW滤光器的第二光电转换部401b构成，它们被配置为棋盘格状。由此，能够分别得到可见图像和距离图像。
此外，第一读出电极405a以及第二读出电极405b在第一光电转换部401a按每列在上下方向上反转配置，第三读出电极405c以及第四读出电极405d在第二光电转换部401b按每列被配置在相同的位置上。即，如图中附加的阴影所示，第一光电转换部401a所涉及的读出电极405a、405b被配置为在各列中在列方向上并排，且按每列交替地在行方向上与光电转换部401a的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置。另一方面，第二光电转换部401b所涉及的读出电极405c、405d被配置为在各列中在列方向上并排，在行方向上与光电转换部401b的中心相应的位置上配置。
第四实施方式所涉及的固体摄像装置与第三实施方式所涉及的固体摄像装置相比，读出电极405的配置不同。但是，以提供能够将从一个光电转换部读出的多个信号电荷中包含的暗电流的产生源统一的构造为目的，在这点上与第三实施方式所涉及的固体摄像装置同样。以下，以与第三实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同点省略说明。
若图13所示的固体摄像装置与图11所示的固体摄像装置比较，则第一读出电极405a以及第二读出电极405b构成为能够从夹着垂直转送部402在对角方向上相邻的各个光电转换部401a同时将信号电荷读出并相加。由此，能够在1帧中得到可见图像和距离图像。
图14A～图14G是表示图13所示的固体摄像装置的动作的俯视图。图14A表示曝光前的固体摄像装置的动作，图14B～图14F表示各曝光期间的固体摄像装置的动作。
首先，在曝光期间前，如图14A所示，在各分组406a～406c中没有积蓄信号电荷。
在曝光期间中，首先，如图14B所示，对读出电极405c以及读出电极405d施加读出脉冲，将在前帧的信号转送中曝光的信号电荷BW从第二光电转换部401b向图中B、D行的垂直转送部402读出并积蓄。
接着，如图14C所示，在第一曝光期间T1中，从第一光电转换部401a向图中A、C行的垂直转送部402读出并积蓄信号电荷S0。此时，在读出动作时，由于对读出电极405a以及读出电极405b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组406a，则在从图中c列的光电转换部401向图中C行的垂直转送部402读出信号电荷S0时，暗电流Cc在分组406a中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部401读出信号电荷S0时，被施加读出脉冲的读出电极405a以及读出电极405b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极405a以及读出电极405b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组406a中产生并积蓄。这些第一曝光期间T1的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第一曝光期间T1的读出、积蓄动作结束后，如图14D所示，将垂直转送部402的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图14E所示，在第二曝光期间T2中，从第一光电转换部401a向图中A、C行的垂直转送部402读出并积蓄信号电荷S1。此时，在读出动作时，由于对读出电极405a以及读出电极405b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组406b，则在从图中c列的光电转换部401向图中C行的垂直转送部402读出信号电荷S1时，暗电流Cc在分组406b中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部401读出信号电荷S1时，被施加读出脉冲的读出电极405b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极405a以及读出电极405a以及读出电极405b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组406b中产生并积蓄。这些第二曝光期间T2的读出、积蓄动作被反复一定次数。
接着，在第二曝光期间T2的读出、积蓄动作结束后，如图14F所示，将垂直转送部402的分组向图中下方转送1段量。
接着，如图14G所示，在第三曝光期间T3中，从第一光电转换部401a向图中A、C行的垂直转送部402读出并积蓄信号电荷BG。此时，在读出动作时，由于对读出电极405a以及读出电极405b施加读出脉冲从而产生暗电流的情况下，若关注分组406c，则在从图中c列的光电转换部401向图中C行的垂直转送部402读出信号电荷BG时，暗电流Cc在分组406c中产生并积蓄。进而，在从图中b列的光电转换部401读出信号电荷BG时，被施加读出脉冲的读出电极405a以及读出电极405b被配置在整个行上，所以产生暗电流Cb，但读出电极405a以及读出电极405b按每列在上下方向上反转配置，所以与暗电流Cc同样，暗电流Cb在分组406c中产生并积蓄。这些第三曝光期间T3的读出、积蓄动作被反复一定次数。
其后，将垂直转送部402的分组向图中上方转送2段量，进行了多组图14C～图14G的动作后，将信号电荷逐段从垂直转送部402转送至水平转送部403，从水平转送部403向电荷检测部404依次转送、输出。
在此，在图14G中，若关注在分组406a～406c中积蓄的信号电荷S0、S1以及BG，则所包含的暗电流的产生源与第一实施方式所涉及的固体摄像装置同样地被统一。此外，关于信号电荷BW中包含的暗电流，也能够对相同的产生源的暗电流进行差分。
以上，根据第四实施方式所涉及的固体摄像装置，在对读出电极405的配置进行变更，将夹着垂直转送部402在对角方向上相邻的光电转换部401的信号电荷在垂直转送部402上相加的情况下，也能够将信号电荷S0、S1以及BG中包含的暗电流的产生源以及信号电平统一。由此，与第三实施方式所涉及的固体摄像装置相比，能够在同一帧中输出可见图像和距离图像，因此帧率能够提高。
另外，上述的实施方式是一例，本申请并非限定于上述的实施方式。
例如，在垂直转送部以及水平转送部中设置的电极的个数不限定于上述的例子，也可以适当变更。
此外，在垂直转送部以及水平转送部中设置的分组的个数不限定于上述的例子，也可以适当变更。
此外，在光电转换部上具备的滤光器所遮断的波长不限定于上述的例子，也可以适当变更。
以上，关于摄像装置基于实施方式进行了说明，但本申请并非限定于该实施方式。只要不脱离本申请的主旨，将本领域技术人员想到的各种变形施加于本实施方式而得到的方式、组合不同的实施方式中的结构要素而得到的方式也被包含于本申请的范围内。
工业实用性
本申请所涉及的摄像装置能够提高水平、垂直分辨率而不会降低测距精度，因此作为高精度地取得较小的被摄体、远方的被摄体的距离图像的摄像装置来说是有用的。例如，对以指尖进行手势输入的智能电话、以多人的全身动作进行控制的游戏机等、具有测距相机的应用的摄像装置来说是有用的。
标号说明：
1、11 被摄体
2 背景光源
3、13 红外光源
4 光学透镜
5、15 固体摄像装置
12 背景光源
14 光学透镜
16 控制部
17 信号处理部
101、201、301、301a、301b、401、401a、401b、1001 光电转换部
102、202、302、402、1002 垂直转送部
103、203、303、403、1003 水平转送部
104、204、304、404、1004 电荷检测部
105a、105b、205a、205b、305a、305b、305c、305d、405、405a、405b、405c、405d、1005、1005a、1005b 读出电极
106a、106b、106c、206a、306a、306b、306c、306d、406a、406b、406c、1006a、1006b、1006c 分组
107、1007 通道停止区域
105、205 垂直转送电极。

Claims (13)

1.一种摄像装置，具备固体摄像装置，该固体摄像装置具有在基板上配置为矩阵状的多个像素，所述摄像装置的特征在于，
所述多个像素至少包括对红外光进行受光的第一像素；
所述第一像素具备：将所述红外光转换为信号电荷的至少一个光电转换部、以及配置在全部行中并且构成转送所述信号电荷的垂直转送部的第一读出电极及第二读出电极，
所述第一读出电极及所述第二读出电极为：在各列中在列方向上并排地配置，而且按每列交替地、在行方向上与所述光电转换部的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置，进而，
从所述光电转换部读出所述信号电荷的地方与不读出所述信号电荷的地方以棋盘格状存在，
在从所述光电转换部向所述垂直转送部读出所述信号电荷时，所述垂直转送部在由所述第一读出电极和所述第二读出电极构成的分组中积蓄所述信号电荷。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述至少一个光电转换部具备第一光电转换部、以及与所述第一光电转换部在水平方向上相邻的第二光电转换部，
将所述第一光电转换部以及所述第二光电转换部的所述信号电荷在所述垂直转送部上相加。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
在1帧扫描期间内，
在第一曝光期间中，从所述第一像素读出第一信号电荷，
在第二曝光期间中，从所述第一像素读出第二信号电荷，
在第三曝光期间中，从所述第一像素读出第三信号电荷，
输出所述第一信号电荷至所述第三信号电荷。
4.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述第一信号电荷至所述第三信号电荷分别按每行在同相的电极下积蓄。
5.权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
在所述第二读出电极与所述光电转换部之间，设有通道停止区域。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
将在斜方向上相邻的所述第一像素的信号电荷在所述垂直转送部上相加。
7.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述多个像素包括对可见光进行受光的第二像素。
8.如权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，
在第一帧扫描期间内，
在第一曝光期间中，从所述第一像素读出第一信号电荷，
在第二曝光期间中，从所述第一像素读出第二信号电荷，
在第三曝光期间中，从所述第一像素读出第三信号电荷，
输出所述第一信号电荷至所述第三信号电荷，
在第二帧扫描期间内，
在第四曝光期间中，从所述第二像素读出第四信号电荷，
输出所述第四信号电荷。
9.如权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，
在1帧扫描期间内，
在第一曝光期间中，从所述第一像素读出第一信号电荷，
在第二曝光期间中，从所述第一像素读出第二信号电荷，
在第三曝光期间中，从所述第一像素读出第三信号电荷，
在第四曝光期间中，从所述第二像素读出第四信号电荷，
输出所述第一信号电荷至所述第四信号电荷。
10.如权利要求8或9所述的摄像装置，其特征在于，
从所述第一像素读出的所述第一信号电荷至所述第三信号电荷分别按每行在同相的电极下积蓄。
11.如权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
摄像装置还具备照射所述红外光的红外光源，
所述摄像装置用作如下的TOF型即渡越时间型的测距传感器：
在所述第一曝光期间中，使所述红外光以脉冲状发光并照射到被摄体，从所述第一像素的所述光电转换部读出被接受的反射光，生成所述第一信号电荷，
在所述第二曝光期间中，使所述红外光以脉冲状发光并照射到所述被摄体，从所述第一像素的所述光电转换部读出被接受的反射光，生成所述第二信号电荷，
在所述第三曝光期间中，不照射所述红外光而进行摄像，从所述第一像素的所述光电转换部读出背景光，生成所述第三信号电荷，
根据所述第一信号电荷、所述第二信号电荷与所述第三信号电荷各自的差分和比率求得距所述被摄体的距离，生成距离图像。
12.如权利要求8或9所述的摄像装置，其特征在于，
摄像装置还具备照射所述红外光的红外光源，
所述摄像装置用作如下的TOF型即渡越时间型的测距传感器：
在所述第一曝光期间中，使所述红外光以脉冲状发光并照射到被摄体，从所述第一像素的所述光电转换部读出被接受的反射光，生成所述第一信号电荷，
在所述第二曝光期间中，使所述红外光以脉冲状发光并照射到所述被摄体，从所述第一像素的所述光电转换部读出被接受的反射光，生成所述第二信号电荷，
在所述第三曝光期间中，不照射所述红外光而进行摄像，从所述第一像素的所述光电转换部读出背景光，生成所述第三信号电荷，
在所述第四曝光期间中，不照射所述红外光而进行摄像，从所述第二像素的所述光电转换部读出背景光，生成所述第四信号电荷，
根据第一信号电荷至第三信号电荷各自的差分和比率求得距所述被摄体的距离，生成距离图像，根据第四信号电荷的大小求得所述被摄体的明亮度，生成可见图像。
13.一种固体摄像装置，用于摄像装置，其特征在于，
所述固体摄像装置对入射光进行受光，具有在基板上配置为矩阵状的多个像素，
所述多个像素至少包括对红外光进行受光的第一像素，
所述第一像素具备：将所述红外光转换为信号电荷的至少一个光电转换部、以及配置在全部行中并且构成转送所述信号电荷的垂直转送部的第一读出电极及第二读出电极，
所述第一读出电极及所述第二读出电极为：在各列中在列方向上并排地配置，而且按每列交替地、在行方向上与所述光电转换部的中心相比更靠上侧或下侧错开而配置，进而，
从所述光电转换部读出所述信号电荷的地方与不读出所述信号电荷的地方以棋盘格状存在，
在从所述光电转换部向所述垂直转送部读出所述信号电荷时，所述垂直转送部在由所述第一读出电极和所述第二读出电极构成的分组中积蓄所述信号电荷。
CN201580044815.2A 2014-08-29 2015-08-17 摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置 Active CN106576146B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-174885 2014-08-29
JP2014174885 2014-08-29
PCT/JP2015/004066 WO2016031171A1 (ja) 2014-08-29 2015-08-17 撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106576146A CN106576146A (zh) 2017-04-19
CN106576146B true CN106576146B (zh) 2020-06-26

Family

ID=55399088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580044815.2A Active CN106576146B (zh) 2014-08-29 2015-08-17 摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10491842B2 (zh)
EP (1) EP3188471A4 (zh)
JP (1) JP6755799B2 (zh)
CN (1) CN106576146B (zh)
WO (1) WO2016031171A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10021284B2 (en) * 2015-08-27 2018-07-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Epipolar plane single-pulse indirect TOF imaging for automotives
CN109691086B (zh) * 2016-08-24 2021-10-22 国立大学法人静冈大学 光电转换元件
CN110024375B (zh) * 2016-11-29 2021-10-19 新唐科技日本株式会社 固态摄像装置和测距摄像装置
WO2018101187A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 距離測定装置
DE102017109032B3 (de) * 2017-04-27 2018-05-17 Flexijet Gmbh Vorrichtung zum Aufmessen von Raumpunkten
WO2019021439A1 (ja) * 2017-07-27 2019-01-31 マクセル株式会社 撮像素子、撮像装置、および距離画像の取得方法
CN111034176B (zh) * 2017-09-14 2022-06-28 新唐科技日本株式会社 固体摄像装置以及具备该固体摄像装置的摄像装置
CN111034177B (zh) * 2017-09-14 2022-06-28 新唐科技日本株式会社 固体摄像装置以及具备该固体摄像装置的摄像装置
JP6857856B2 (ja) * 2018-03-28 2021-04-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置、固体撮像システム、固体撮像装置の駆動方法
CN110603457A (zh) * 2018-04-12 2019-12-20 深圳市汇顶科技股份有限公司 影像传感系统及电子装置
CN110024374B (zh) * 2019-02-27 2021-08-10 深圳市汇顶科技股份有限公司 成像系统及成像系统的像素阵列和图像传感器
WO2020195046A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11146408A (ja) * 1997-11-05 1999-05-28 Canon Inc 固体撮像装置及びその電荷読み出し方法
JP2003299112A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Fuji Photo Film Co Ltd デジタルカメラ
JP4395150B2 (ja) * 2006-06-28 2010-01-06 富士フイルム株式会社 距離画像センサ
JP4734270B2 (ja) * 2007-02-15 2011-07-27 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
JP2008252791A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp Ｃｃｄ型固体撮像素子の駆動方法及び撮像装置
JP4483962B2 (ja) * 2008-03-25 2010-06-16 ソニー株式会社 撮像装置、撮像方法
JP2010123707A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Sony Corp 固体撮像装置およびその読み出し方法
US8279316B2 (en) * 2009-09-30 2012-10-02 Truesense Imaging, Inc. Methods for capturing and reading out images from an image sensor
JP4881987B2 (ja) * 2009-10-06 2012-02-22 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP5699561B2 (ja) * 2010-01-27 2015-04-15 ソニー株式会社 撮像装置
CN103053164B (zh) * 2010-12-16 2015-06-17 松下电器产业株式会社 摄像装置及图像处理装置
WO2014002415A1 (ja) * 2012-06-28 2014-01-03 パナソニック株式会社 撮像装置
TW201423965A (zh) * 2012-08-03 2014-06-16 Univ Shizuoka Nat Univ Corp 半導體元件及固體攝像裝置
WO2014122714A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 パナソニック株式会社 撮像装置及びその駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10491842B2 (en) 2019-11-26
EP3188471A1 (en) 2017-07-05
CN106576146A (zh) 2017-04-19
US20170150077A1 (en) 2017-05-25
JP6755799B2 (ja) 2020-09-16
EP3188471A4 (en) 2017-08-23
JPWO2016031171A1 (ja) 2017-07-20
WO2016031171A1 (ja) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106576146B (zh) 摄像装置及用于该摄像装置的固体摄像装置
JP6008148B2 (ja) 撮像装置
CN110024375B (zh) 固态摄像装置和测距摄像装置
JP6442710B2 (ja) 固体撮像装置、撮像装置及びその駆動方法
US9838611B2 (en) Image capturing apparatus for obtaining normal image and range image and control method thereof
JP6485674B1 (ja) 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
US9813631B2 (en) Image sensor configuration
US20140016015A1 (en) Imaging device with a plurality of depths of field
JP7426339B2 (ja) 撮像装置、それに用いられる固体撮像素子及び撮像方法
CN113785561A (zh) 摄像装置
CN111034179B (zh) 固体摄像装置及具备该固体摄像装置的摄像装置
JP5899653B2 (ja) 撮像装置
US20200213539A1 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus including same
TWI633790B (zh) Solid-state imaging device and driving method thereof and electronic device
JP5161752B2 (ja) 撮像装置
CN109561874B (zh) 固体摄像装置、放射线摄像系统及固体摄像装置控制方法
JP6366325B2 (ja) 撮像システム
JP4660086B2 (ja) 固体撮像素子
JP6485676B1 (ja) 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
JP2009290722A (ja) 固体撮像素子、固体撮像装置及び固体撮像素子の駆動方法
JP2009033015A (ja) 固体撮像素子及び撮像装置
JP2019220761A (ja) 撮像装置
JP2006352465A (ja) 撮像素子及び該撮像素子を有する撮像装置
JP2010147880A (ja) 撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200527

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: Panasonic semiconductor solutions Co.,Ltd.

Address before: Osaka Japan

Applicant before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant