CN109729759B - 成像元件和成像装置 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及能够抑制颜色混合的成像元件和成像装置。所述成像元件包括像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；所述像素包括第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，其中从预定像素的第一信号提取部到所述预定像素的第二信号提取部的距离短于从所述预定像素的第一信号提取部到与所述预定像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离。本技术可以适用于成像装置。

Description

成像元件和成像装置
技术领域
本发明涉及一种成像元件和成像装置，更具体地，涉及能够抑制颜色混合的成像元件和成像装置。
背景技术
传统上，已知使用间接飞行时间(ToF)方法的距离测量系统。这种距离测量系统包括可以在高速下将信号电荷分类为不同区域的传感器，该信号电荷是当随着使用发光二极管(LED)或某一相位的激光器发出的活性光入射在被写体上而反射的光被接收时获得的。
因此，已经提出了一种技术，其中例如当高速时可以调制基板中的宽范围的区域，使得电压直接施加到传感器的基板以在基板中产生电流(参见，例如，专利文献1)。这种传感器也称为电流辅助光子解调器(CAPD)传感器。
CAPD传感器包括施加电压的施加电极和用于收集电荷的抽取电极。当电压施加到配对的两个施加电极中的一个时，在施加电极之间产生电流，并且通过光电转换产生的信号电荷被引导到抽取电极并由抽取电极收集。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2011-86904
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于上述CAPD传感器，在一些情况下，通过光电转换产生的信号电荷被非预期的抽取电极收集，从而产生颜色混合。当产生这种颜色混合时，由CAPD传感器获得的指示每个区域中到物体的距离的图像的分辨率劣化，导致距离测量精度的降低。
鉴于这种情况，已经提出了本技术，并且可以抑制颜色混合。
解决问题的方案
本技术第一方面的成像元件包括像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；所述像素包括第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，其中从预定像素的第一信号提取部到所述预定像素的第二信号提取部的距离短于从所述预定像素的第一信号提取部到与所述预定像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离。
在本技术的第一方面中，成像元件包括像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；所述像素包括第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，其中从预定像素的第一信号提取部到所述预定像素的第二信号提取部的距离短于从所述预定像素的第一信号提取部到与所述预定像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离。
本技术第二方面的成像装置是与第一方面的成像元件类似的成像装置。
发明效果
根据本技术的第一方面和第二方面，可以抑制颜色混合。
请注意，本文记载的效果不必须受到限制，也可以是本公开中记载的任何效果。
附图说明
图1是示出固态成像元件的构成例的图。
图2是示出像素的构成例的图。
图3是示出像素的信号提取部的一部分的构成例的图。
图4是说明像素中的信号提取部的排列的图。
图5是示出连接到信号提取部的像素驱动线的配线示例的图。
图6是说明像素中的信号提取部的排列的图。
图7是示出连接到信号提取部的像素驱动线的配线示例的图。
图8是示出连接到信号提取部的像素驱动线的配线示例的图。
图9是说明像素中的信号提取部的排列的图。
图10是示出连接到信号提取部的像素驱动线的配线示例的图。
图11是说明像素中的信号提取部的排列的图。
图12是示出连接到信号提取部的像素驱动线的配线示例的图。
图13是说明像素的驱动示例的图。
图14是示出成像装置的构成例的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本技术适用的实施方案。
<第一实施方案>
<固态成像元件的构成例>
本技术可以抑制CAPD传感器中相邻像素之间的颜色混合的产生，使得包括在预定像素中未施加电压的施加电极的信号提取部和其中在与预定像素相邻的像素中施加正电压的施加电极的信号提取部以远离状态被布置。
例如，本技术可以适用于构成通过间接ToF方法执行距离测量的距离测量系统的固态成像元件、包括这种固态成像元件的成像装置等。
例如，距离测量系统安装在车辆上并且可以适用于测量到车辆外部存在的对象的距离的汽车系统、测量到对象(例如，使用者的手)的距离并且基于测量结果识别使用者手势的手势识别系统等。在这种情况下，手势识别的结果可以用于例如汽车导航系统等的操作。
图1是示出本技术适用的固态成像元件的实施方案的构成例的图。
图1所示的固态成像元件11是背照式CAPD传感器，并且设置在具有距离测量功能的成像装置上。
固态成像元件11包括形成在半导体基板(未示出)上的像素阵列部21和集成在半导体基板(其与设置有像素阵列部21的半导体基板相同)上的外围电路部。外围电路部包括例如像素驱动部22、列处理部23、水平驱动部24和系统控制部25。
固态成像元件11还包括信号处理部26和数据存储部27。请注意，信号处理部26和数据存储部27可以安装在与设置有固态成像元件11的基板相同的基板上或者可以布置在与设置有成像装置的固态成像元件11的基板不同的基板上。
像素阵列部21被构造成使得产生与接收光量对应的电荷并输出与电荷对应的信号的单位像素(下文中简称为像素)沿着行方向和列方向排列，即，以行列状二维地排列。换句话说，像素阵列部21包括光电转换入射光并输出对应于所得电荷的信号的多个像素。
这里，行方向表示像素行的像素排列方向，即，水平方向，列方向表示像素列的像素排列方向，即，垂直方向。行方向是图中的横向，列方向是图中的纵向。
在像素阵列部21中，关于行列状的像素排列，像素驱动线28或垂直信号线29相对于每个像素列沿着列方向配线。
例如，像素驱动线28传输用于执行从像素中读出信号的驱动的驱动信号等。请注意，关于图1中的像素驱动线28示出了一个配线，但是实际上多个像素驱动线连接到一个像素。像素驱动线28的一端连接到与像素驱动部22的每列对应的输出端。此外，两个垂直信号线29连接到每个像素列。
像素驱动部22包括移位寄存器、地址解码器等，并且相对于像素阵列部21的各像素同时驱动所有像素或以列为单位的像素。换句话说，像素驱动部22构成连同控制像素驱动部22的系统控制部25一起控制像素阵列部21的各像素的操作的驱动部。请注意，除了像素驱动部22之外，还可以设置以行为单位驱动像素阵列部21的像素的垂直驱动部。
响应于像素驱动部22的驱动控制从像素列的各像素输出的信号通过垂直信号线29输入到列处理部23。列处理部23对通过垂直信号线29从各像素输出的信号执行预定的信号处理，并在信号处理之后临时保持像素信号。
具体地，列处理部23作为信号处理执行去噪处理、模数(AD)转换处理等。
水平驱动部24包括移位寄存器、地址解码器等，并依次选择与列处理部23的像素列对应的单位电路。通过经由水平驱动部24的选择扫描，依次输出经过针对列处理部23中的各单位电路的信号处理的像素信号。
系统控制部25包括产生各种类型的定时信号等的定时发生器，并且基于由定时发生器产生的各种类型的定时信号执行像素驱动部22、列处理部23、水平驱动部24等的驱动控制。
信号处理部26至少具有算术处理功能，并且基于从列处理部23输出的像素信号执行诸如算术处理等各种信号处理。对于信号处理部26中的信号处理，数据存储部27临时存储处理所需的数据。
<像素的构成例>
接下来，说明像素阵列部21中设置的像素的构成例。设置在像素阵列部21中的像素例如以图2所示的方式构成。
图2示出了设置在像素阵列部21中的一个像素51的断面。像素51接收从外部入射的光，特别是红外光，并且执行光电转换，并输出对应于所得电荷的信号。
像素51包括基板61，其例如是硅基板，即，包括P型半导体区域的P型半导体基板，以及形成在基板61上的片上透镜62。
在图中，基板61例如构造成使得纵向厚度，即，垂直于基板61的平面的方向上的厚度为20μm以下。请注意，基板61当然可以具有20μm以上的厚度，并且可以根据固态成像元件11的目标特性等来确定厚度。
在图中，基板61的上侧前表面，即，来自外部的光入射到其上的基板61的表面(下文中，也称为入射面)包括收集来自外部的入射光并使光入射到基板61中的片上透镜62。
此外，像素51在基板61的入射面上的像素51的端部处包括防止相邻像素之间的颜色混合的像素间遮光部63-1和像素间遮光部63-2。
在该示例中，来自外部的光经由片上透镜62入射到基板61中，但是来自外部的入射光未穿过片上透镜62或基板61的一部分而入射在与基板61的像素51相邻设置的另一像素的区域上。换句话说，从外部入射到片上透镜62上并导向与像素51相邻的另一像素的内部的光被像素间遮光部63-1或像素间遮光部63-2遮挡，从而未入射到另一相邻像素中。在不特别需要区分的情况下，像素间遮光部63-1和像素间遮光部63-2在下文也简称为像素间遮光部63。
固态成像元件11是背照式CAPD传感器。因此，基板61的入射面是所谓的背面，并且背面不包括包含配线等的配线层。此外，与基板61的入射面相对的表面的一部分包括配线层的堆叠，该配线层包括用于驱动形成在像素51中的晶体管等的配线、用于从像素51读出信号的配线等。
与基板61的入射面相对的表面的一侧，即，图中下表面的内侧部分，包括氧化物膜64以及信号提取部65-1和信号提取部65-2，它们被称为阱(tap)。
在该示例中，像素51的与基板61的入射面相对的表面附近的中央部包括氧化物膜64。氧化物膜64在两端分别包括信号提取部65-1和信号提取部65-2。
这里，信号提取部65-1包括作为N型半导体区域的N+半导体区域71-1和N-半导体区域72-1以及作为P型半导体区域的P+半导体区域73-1和P-半导体区域74-1。
换句话说，N+半导体区域71-1在前表面(其是与基板61的入射面相对的表面)的内侧部分形成在与图中的氧化物膜64的右侧相邻的位置。此外，N-半导体区域72-1形成在图中的N+半导体区域71-1的上侧，以覆盖(包围)N+半导体区域71-1。
此外，P+半导体区域73-1在前表面(其是与基板61的入射面相对的表面)的内侧部分形成在与图中的N+半导体区域71-1的右侧相邻的位置。此外，P-半导体区域74-1形成在图中的P+半导体区域73-1的上侧，以覆盖(围绕)P+半导体区域73-1。
请注意，尽管这里未详细示出，但是更详细地，当从垂直于基板61的平面的方向观察基板61时，关于P+半导体区域73-1和P-半导体区域74-1，N+半导体区域71-1和N-半导体区域72-1形成为围绕P+半导体区域73-1和P-半导体区域74-1的周围。
类似地，信号提取部65-2包括作为N型半导体区域的N+半导体区域71-2和N-半导体区域72-2以及作为P型半导体区域的P+半导体区域73-2和P-半导体区域74-2。
换句话说，N+半导体区域71-2在前表面(其是与基板61的入射面相对的表面)的内侧部分形成在与图中的氧化物膜64的左侧相邻的位置。此外，N-半导体区域72-2形成在图中的N+半导体区域71-2的上侧，以覆盖(包围)N+半导体区域71-2。
此外，P+半导体区域73-2在前表面(其是与基板61的入射面相对的表面)的内侧部分形成在与图中的N+半导体区域71-2的左侧相邻的位置。此外，P-半导体区域74-2形成在图中的P+半导体区域73-2的上侧，以覆盖(围绕)P+半导体区域73-2。
请注意，尽管这里未详细示出，但是更详细地，当从垂直于基板61的平面的方向观察基板61时，关于P+半导体区域73-2和P-半导体区域74-2，N+半导体区域71-2和N-半导体区域72-2形成为围绕P+半导体区域73-2和P-半导体区域74-2的周围。
在不特别需要区分的情况下，信号提取部65-1和信号提取部65-2在下文中也简称为信号提取部65。
此外，在不特别需要区分的情况下，N+半导体区域71-1和N+半导体区域71-2在下文中也简称为N+半导体区域71，并且在不特别需要区分的情况下，N-半导体区域72-1和N-半导体区域72-2在下文中也简称为N-半导体区域72。
此外，在不特别需要区分的情况下，P+半导体区域73-1和P+半导体区域73-2在下文中也简称为P+半导体区域73，并且在不特别需要区分的情况下，P-半导体区域74-1和P-半导体区域74-2在下文中也简称为P-半导体区域74。
此外，在N+半导体区域71-1和P+半导体区域73-1之间，基板61包括分离这些区域并包括氧化膜等的分离部75-1。类似地，在N+半导体区域71-2和P+半导体区域73-2之间，分离这些区域的分离部75-2包括氧化膜等。在不特别需要区分的情况下，分离部75-1和分离部75-2在下文中也简称为分离部75。
设置在基板61上的N+半导体区域71是用作检测部的抽取电极，该检测部用于检测从外部入射到像素51上的光量，即，通过基板61的光电转换产生的信号载流子的量。换句话说，N+半导体区域71是抽取电极，其收集由基板61的光电转换产生的电荷(电子)。
此外，P+半导体区域73是用作注入接触部的施加电极，该注入接触部用于将大量载流子注入到基板61中，即，用于通过向基板61直接施加电压在基板61中产生电场。
关于像素51，作为浮动扩散区域的浮动扩散(FD)部(未示出)(在下文中也特别称为FD部A)直接连接到N+半导体区域71-1。此外，FD部A经由未示出的放大晶体管等连接到垂直信号线29。
类似地，与FD部A不同的另一个FD部(在下文中特别称为FD部B)直接连接到N+半导体区域71-2。此外，FD部B经由未示出的放大晶体管等连接到垂直信号线29。这里，FD部A和FD部B连接到彼此不同的垂直信号线29。
例如，在通过间接ToF方法测量到对象的距离的情况下，从包括固态成像元件11的成像装置向对象发射红外光。然后，当红外光被反射离开对象并作为反射光返回到成像装置时，固态成像元件11的基板61接收入射的反射光(红外光)并执行光电转换。
此时，像素驱动部22驱动像素51，并将与通过光电转换获得的电荷对应的信号分类为FD部A和FD部B.
例如，在某个定时，像素驱动部22经由像素驱动线28、接触点等将电压施加到两个P+半导体区域73。
具体地，例如，像素驱动部22经由像素驱动线28向P+半导体区域73-1施加大于0V的正电压，并且经由像素驱动线28向P+半导体区域73-2施加0V的电压。换句话说，正电压施加到P+半导体区域73-1，并且实际上电压未施加到P+半导体区域73-2。
当如上所述向P+半导体区域73施加电压时，在基板61的两个P+半导体区域73之间产生电场，并且电流从P+半导体区域73-1流到P+半导体区域73-2。在这种情况下，基板61中的空穴在P+半导体区域73-2的方向上移动，并且电子在P+半导体区域73-1的方向上移动。
因此，当红外光(反射光)在上述状态下从外部经由片上透镜62入射到基板61中并且红外光在基板61中光电转换成电子和空穴对时，得到的电子在P+半导体区域73-1的方向上被引导，并且通过P+半导体区域73之间的电场移动到N+半导体区域71-1中。
在这种情况下，通过光电转换产生的电子用作信号载流子，用于检测与入射在像素51上的红外光量对应的信号，即，红外光的接收光量。
因此，对应于移动到N+半导体区域71-1中的电子的电荷累积在N+半导体区域71-1中，并且该电荷由列处理部23经由FD部A、放大晶体管、垂直信号线29等检测。
换句话说，N+半导体区域71-1的累积电荷被转移到直接连接到N+半导体区域71-1的FD部A。经由放大晶体管或垂直信号线29由列处理部23读出对应于转移到FD部A的电荷的信号。然后，由列处理部23对读出的信号执行处理，例如，AD转换处理，并且得到的像素信号被馈送到信号处理部26。
该像素信号是表示与由N+半导体区域71-1检测到的电子对应的电荷量的信号，即，FD部A上累积的电荷量。换句话说，可以认为，像素信号也是表示由像素51接收的红外光量的信号。
此外，在下一个定时，像素驱动部22经由像素驱动线28、接触点等将电压施加到两个P+半导体区域73，使得在与已经在基板61中产生的电场相反的方向上产生电场。具体地，例如，将正电压施加到P+半导体区域73-2，并且将0V的电压施加到P+半导体区域73-1。
因此，在基板61的两个P+半导体区域73之间产生电场，并且电流从P+半导体区域73-2流到P+半导体区域73-1。
当红外光(反射光)在上述状态下从外部经由片上透镜62入射到基板61并且红外光在基板61中光电转换成电子和空穴对时，得到的电子在P+半导体区域73-2的方向上被引导，并且通过P+半导体区域73之间的电场移动到N+半导体区域71-2中。
因此，对应于移动到N+半导体区域71-2中的电子的电荷累积在N+半导体区域71-2中，并且该电荷由列处理部23经由FD部B、放大晶体管、垂直信号线29等检测。
换句话说，N+半导体区域71-2的累积电荷被转移到直接连接到N+半导体区域71-2的FD部B。经由放大晶体管或垂直信号线29由列处理部23读出对应于转移到FD部B的电荷的信号。然后，由列处理部23对读出的信号执行处理，例如，AD转换处理，并且得到的像素信号被馈送到信号处理部26。
因此，当在同一像素51中获得通过不同时间段的光电转换获得的像素信号时，信号处理部26基于像素信号计算指示到对象距离的距离信息，并输出距离信息到后续阶段。
具体地，关于信号处理部26，当关于像素阵列部21的像素获得的距离信息被设定为对应于像素图像上的像素的像素值时，获得指示到存在于固态成像元件11的观察视野的各区域中的物体的距离的图像(在下文中也称为距离图像)。由此获得的距离图像也称为深度图。
其中如上所述将信号载流子分类到不同的N+半导体区域71中并且基于对应于信号载流子的信号计算距离信息的方法称为间接ToF方法。
此外，当在从上到下的方向(即，在图2中垂直于基板61的平面的方向)上观察像素51的信号提取部65的一部分时，可以看到其中P+半导体区域73的周围被N+半导体区域71包围的结构，例如，如图3所示。请注意，图3中与图2对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图3所示的示例中，未示出的氧化物膜64形成在像素51的中央部分处，并且信号提取部65形成在从像素51的中间的稍微端侧的部分处。特别地，这里，在像素51中形成两个信号提取部65。
于是，每个信号提取部65包括在中央位置具有矩形的P+半导体区域73。P+半导体区域73的周围被具有矩形的N+半导体区域71围绕，更具体地，围绕P+半导体区域73的矩形框架形状。换句话说，N+半导体区域71形成为围绕P+半导体区域73的周围。
此外，在像素51中，片上透镜62形成为使得从外部入射的红外光会聚到像素51的中央部，即，箭头A11所示的部分。换句话说，从外部入射在片上透镜62上的红外光由片上透镜62会聚到箭头A11所示的位置，即，在图2中，图2的氧化物膜64的上侧位置，。
因此，红外光会聚到信号提取部65-1和信号提取部65-2之间的位置。因此，可以抑制红外光入射在与像素51相邻的像素上而产生颜色混合，并且还可以抑制红外光直接入射在信号提取部65上。
请注意，执行读出对应于通过光电转换获得的电荷(电子)的信号的信号提取部65(阱)，即，将要检测通过光电转换获得的电荷的信号提取部65，在下文中也称为活性阱。
相反，不执行读出对应于通过光电转换获得的电荷的信号的信号提取部65(阱)，即，不是活性阱的信号提取部65，也被称为失活阱。
在上述示例中，向P+半导体区域73施加正电压的信号提取部65是活性阱，并且向P+半导体区域73施加0V电压的信号提取部65是失活阱。
此外，在图3所示的示例中，说明了其中包括P+半导体区域73和N+半导体区域71的信号提取部65具有矩形的示例。然而，信号提取部65可以具有任何其他形状，例如，圆形。
<关于像素的驱动>
顺便提及，像素阵列部21的各像素包括两个信号提取部。在驱动像素阵列部21的情况下，相邻像素的活性阱或失活阱彼此相邻，例如，如图4所示。请注意，图4中与图1对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图4中，相邻对齐的各个矩形对应于设置在像素阵列部21上的像素，即，图2中所示的像素51，并且像素中的各个矩形对应于信号提取部65。
具体地，各像素中的阴影矩形表示作为在预定定时的活性阱的信号提取部，并且未阴影的矩形表示作为在预定定时的失活阱的信号提取部。
具体地，例如，像素101～像素103中的每一个对应于图2中所示的像素51，并且像素101～像素103具有与像素51的构成类似的构成。
具体地，像素101包括信号提取部111和信号提取部112。信号提取部111和信号提取部112对应于像素51的信号提取部65。
类似地，像素102包括信号提取部113和信号提取部114。信号提取部113和信号提取部114对应于像素51的信号提取部65。
此外，像素103包括信号提取部115和信号提取部116。信号提取部115和信号提取部116对应于像素51的信号提取部65。
以这种方式，在像素阵列部21中，信号提取部在像素列的方向(列方向)上对齐，即，在图中的纵向方向上对齐。
特别地，这里，信号提取部在图中的纵向方向上以等间隔布置。
例如，假设在纵向方向上彼此相邻对齐的信号提取部111和信号提取部112之间的距离L11在图中是5μm，则在纵向方向上彼此相邻对齐的信号提取部112和信号提取部113之间的距离在图中也是5μm。
此外，在纵向方向上彼此相邻对齐的信号提取部113和信号提取部114之间的距离在图中也是5μm。因此，信号提取部112和信号提取部114之间的距离L12是10μm。
此外，信号提取部也在图中的横向方向上以等间隔布置。这里，例如，在图中的横向方向上彼此相邻对齐的信号提取部111和信号提取部115之间的距离以及在图中的横向方向上彼此相邻对齐的信号提取部112和信号提取部116之间的距离均为10μm。
作为一般像素驱动的可想到的方法是例如在某个定时将各像素中的相同位置关系的信号提取部设定为活性阱。
例如，在图4所示的示例中，这是其中信号提取部111、信号提取部113和信号提取部115在某个定时被设定为活性阱以及信号提取部112、信号提取部114和信号提取部116被设定为失活阱的方法。
然而，在这种情况下，在相邻像素之间出现电位差。因此，产生信号的混合(颜色混合)，结果降低了距离图像的分辨率。
具体地，例如，当关注像素101时，在上述示例中，信号提取部111是活性阱，并且信号提取部112是失活阱。因此，在信号提取部111和信号提取部112之间出现电位差。
因此，电流从信号提取部111流到信号提取部112，通过信号提取部112附近的光电转换产生的电子被引导到信号提取部111，并且对应于电子的电荷累积在信号提取部111中。
然而，在作为失活阱的信号提取部112附近，不仅信号提取部111而且与像素101相邻的像素102中设置的信号提取部113都作为活性阱存在。特别地，这里，从信号提取部112到信号提取部111的距离和从信号提取部112到信号提取部113的距离是相同的距离。
因此，当信号提取部113存在于信号提取部112附近时，在信号提取部112和信号提取部113之间也发生电位差。然后，电流也从信号提取部113流到信号提取部112，并且由信号提取部112附近的光电转换产生的一些电子被引导到信号提取部113。
最初，由像素101中的光电转换产生的电子应该由像素101中的信号提取部111收集。然而，在该示例中，在像素101中产生的电子的一部分被相邻像素102的信号提取部113收集，从而导致颜色混合的产生。
特别地，在该示例中，预期在图中的纵向方向上相邻的像素之间的颜色混合量为约20％。由于产生这种颜色混合，所以仅在纵向方向上的距离图像的分辨率劣化。
请注意，此时，在图中的右方向上与像素101相邻的像素103中，如同信号提取部112那样，与像素101的信号提取部112相邻的信号提取部116是失活阱。因此，信号提取部112和信号提取部116具有相同的电位，并且在左右相邻的像素之间几乎不产生颜色混合。
另一方面，根据本技术，在像素阵列部21的各像素的驱动期间，各像素的失活阱和与该像素相邻的像素的活性阱被布置在远离状态，从而抑制颜色混合的产生。
换句话说，将关注的像素称为关注像素，并且将在关注像素中的两个信号提取部对齐的方向上的与关注像素相邻的像素称为相邻像素。
此时，假设相邻像素侧的关注像素的信号提取部在某个定时是失活阱，则关注像素侧的相邻像素的两个信号提取部的信号提取部是失活阱。
也就是说，执行像素驱动使得彼此相邻的相邻像素侧的关注像素的信号提取部和关注像素侧的相邻像素的信号提取部总是具有相同的电位(施加相同的电压)。在这种情况下，具有相同电位的两个信号提取部连接到用于向施加电极施加电压的相同像素驱动线就足够了，这将在后面说明。
具体地，在图4所示的示例中，例如，像素101的信号提取部111像素102的信号提取部114和像素103的信号提取部115在某个定时是活性阱。此外，例如，像素101的信号提取部112、像素102的信号提取部113和像素103的信号提取部116是失活阱。
相反，例如，像素101的信号提取部111、像素102的信号提取部114和像素103的信号提取部115在下一个定时是失活阱。此外，例如，像素101的信号提取部112、像素102的信号提取部113和像素103的信号提取部116是活性阱。
在这种情况下，例如，当信号提取部112是像素101中的失活阱时，与信号提取部112侧的像素101相邻的像素102中的像素101侧的信号提取部113是失活阱。
因此，从像素101中的作为失活阱的信号提取部112到像素101中的作为活性阱的信号提取部111的距离是L11。相反，从像素101中的作为失活阱的信号提取部112到像素102中的作为活性阱的信号提取部114的距离是L12。
于是，在距离L11和距离L12之间，建立关系L11<L12。也就是说，由于距离L11比距离L12短，所以当从信号提取部112观察时，信号提取部114被布置在比信号提取部111的位置更远的位置。
在这种情况下，类似于上述的一般像素驱动示例，在像素101中的信号提取部111和信号提取部112之间出现电位差，并且电流从信号提取部111流到信号提取部112。因此，通过信号提取部112附近的光电转换产生的电子被引导到信号提取部111，并且对应于电子的电荷累积在信号提取部111中。
此外，在与存在信号提取部112的一侧的像素101相邻的像素102中，像素101侧的信号提取部113具有与信号提取部112相同的电位。也就是说，信号提取部113与信号提取部112一样是失活阱。因此，电流不在信号提取部113和信号提取部112之间流动。
像素102中的作为活性阱的信号提取部114与信号提取部112足够远离。因此，由信号提取部112附近的光电转换产生的电子的一部分几乎不被引导到信号提取部114。
因此，利用根据本技术的像素驱动方法，可以看到能够抑制像素101和像素102之间的颜色混合的产生。
此外，在像素101和在与各像素中的信号提取部对齐的方向相垂直的方向上与像素101相邻的像素103之间，像素101中的作为失活阱的信号提取部112和像素103中的作为活性阱的信号提取部115被布置在足够的距离处。
也就是说，当从信号提取部112到信号提取部115的距离是L13时，建立关系L11<L13。也就是说，距离L11比距离L13短。此外，与像素101中的信号提取部112相邻的像素103的信号提取部116具有与信号提取部112相同的电位。由此，在像素101和像素103之间也几乎不产生颜色混合。
如上所述，当关注像素101时，当像素101中的作为失活阱的信号提取部112、像素101中的作为活性阱的信号提取部111和像素102中的作为活性阱的信号提取部114被构造成使得建立关系L11<L12时，可以抑制颜色混合的产生。
换句话说，关于像素阵列部21的各像素，当执行像素驱动使得相邻像素中的相邻信号提取部总是具有相同的电位时，可以抑制颜色混合的产生。以这种方式，可以抑制距离图像的分辨率的劣化，并且可以以更高的精度执行距离测量。
<关于像素配线>
此外，为了如参照图4所述的驱动各像素，对应于图1所示的像素驱动线28的像素驱动线连接到信号提取部的施加电极(注入接触部)就足够了，例如，如图5所示。请注意，图5中与图4对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图5所示的示例中，像素驱动线141-1、像素驱动线142-1、像素驱动线141-2和像素驱动线142-2沿着像素列在像素阵列部21的相邻像素列之间配线。
这些像素驱动线141-1、像素驱动线142-1、像素驱动线141-2和像素驱动线142-2对应于图1所示的像素驱动线28。
例如，像素驱动线141-1在包括像素101和像素102的像素列的图中左侧配线。像素驱动线141-1连接到包括像素101和像素102的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素101中的信号提取部112上，并连接到像素驱动线141-1。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素102中的信号提取部113上，并连接到像素驱动线141-1。
此外，例如，像素驱动线142-1在包括像素101和像素102的像素列与包括像素103的像素列之间配线。像素驱动线142-1连接到包括像素101和像素102的像素列的相应像素和包括像素103的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素101中的信号提取部111上，并连接到像素驱动线142-1。
类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素102中的信号提取部114上，并连接到像素驱动线142-1。此外，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素103中的信号提取部115上，并连接到像素驱动线142-1。
像素驱动线141-2在包括像素103的像素列与在包括像素103的像素列的图中右侧设置的像素列之间配线。像素驱动线141-2连接到包括像素103的像素列的相应像素和在包括像素103的像素列的图中右侧设置的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素103中的信号提取部116上，并连接到像素驱动线141-2。
此外，像素驱动线142-2在包括像素103的像素列的图中右侧设置的像素列与该像素例的图中右侧设置的像素列之间配线。像素驱动线142-2连接到在包括像素103的像素列的图中右侧设置的像素列的相应像素和该像素例的图中右侧设置的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线141-1和像素驱动线141-2在下文中简称为像素驱动线141。此外，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线142-1和像素驱动线142-2简称为像素驱动线142。
例如，在图2中，像素驱动线141和像素驱动线142形成在设置于图2所示的基板61的下侧的配线层中。
这里，在相同定时被施加不同电压的像素驱动线141和像素驱动线142相对于像素行方向交替地排列。
在图5所示的示例中，像素阵列部21包括其中连接到像素驱动线141的信号提取部布置在图中下侧的像素(例如，像素101)和其中连接到像素驱动线141的信号提取部布置在图中上侧的像素(例如，像素102)。
于是，在像素阵列部21中，当在像素中的信号提取部对齐的列方向上观察时，信号提取部的布置与像素101相同的像素和信号提取部的布置与像素102相同的像素在列方向上交替地排列。因此，例如，当在列方向上观察时，连接到像素驱动线141的信号提取部被布置成以与距离L11相同的间距(长度)和以与距离(L11+L12)相同的间距(长度)交替地对齐。
此外，在像素阵列部21中，当在与像素中的信号提取部对齐的列方向垂直的行方向上观察时，信号提取部的布置相同的像素对齐。也就是说，当关注在行方向上对齐的一个像素列时，在构成像素列的所有像素中，信号提取部的布置是相同的布置，并且在相同定时变为活性阱或失活阱的信号提取部在行方向上对齐。
例如，像素驱动部22向像素驱动线141或像素驱动线142施加电压，使得各像素的信号提取部变为活性阱或失活阱。
具体地，例如，像素驱动部22在某个定时未向像素驱动线141施加电压，即，向像素驱动线141施加0V的电压，但是向像素驱动线142施加正电压。
因此，在上述定时，像素101的信号提取部112、像素102的信号提取部113和像素103的信号提取部116是失活阱。同时，正电压经由像素驱动线142施加到连接到像素驱动线142的信号提取部的施加电极(P+半导体区域)。结果，像素101的信号提取部111、像素102的信号提取部114和像素103的信号提取部115是活性阱。
此外，在下一个定时，像素驱动部22未向像素驱动线142施加电压，即，向像素驱动线142施加0V的电压，但是向像素驱动线141施加正电压。
因此，在上述定时，像素101的信号提取部112、像素102的信号提取部113和像素103的信号提取部116是活性阱。同时，像素101的信号提取部111、像素102的信号提取部114和像素103的信号提取部115是失活阱。
如上所述，当在相同的定时将要施加相同电压的信号提取部连接到同一像素驱动线时，可以容易地实现适当的像素驱动。另外，像素配线不会变得麻烦或成本不会增加。
如上所述，关于像素阵列部21的各像素，当执行像素驱动使得相邻像素中的相邻信号提取部总是具有相同的电位时，可以抑制颜色混合的产生。
<第二实施方案>
<关于像素的构成和驱动>
此外，尽管上面说明了其中所有像素的信号提取部被布置成在列方向上对齐的示例，但是像素中的信号提取部的布置可以是任何布置。
例如，如图6所示，信号提取部在列方向上对齐的像素和信号提取部在行方向上对齐的像素可以在像素阵列部21中以行列状交替地排列。请注意，图6中与图1对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图6中，相邻对齐的各个矩形对应于设置在像素阵列部21上的像素，即，图2中所示的像素51，并且像素中的各个矩形对应于信号提取部65。
具体地，各像素中的阴影矩形表示作为在预定定时的活性阱的信号提取部，并且未阴影的矩形表示作为在预定定时的失活阱的信号提取部。
具体地，例如，像素171～像素173中的每一个对应于图2中所示的像素51，并且像素171～像素173具有与像素51的构成类似的构成。
具体地，像素171包括在图中的横向方向上(即，在行方向上)对齐的信号提取部181和信号提取部182。
此外，像素172包括在列方向上对齐的信号提取部183和信号提取部184，并且像素173包括在图中的纵向方向上(即，在列方向上)对齐的信号提取部185和信号提取部186。
信号提取部181至信号提取部186对应于像素51的信号提取部65。
在像素阵列部21中，其中两个信号提取部被布置成在行方向上对齐的像素(例如，像素171)和其中两个信号提取部被布置成在列方向上对齐的像素(例如，像素172和像素173)在行方向和列方向上交替地排列。
同样，在这种像素排列的情况下，与图4所示的示例类似，可以抑制颜色混合的产生。
例如，将关注的像素称为关注像素，并且将在关注像素中的两个信号提取部对齐的方向上与关注像素相邻的像素称为相邻像素。
在这种情况下，从相邻像素侧的关注像素的信号提取部到相邻像素中的两个信号提取部中的每一个的距离相等。然而，相邻像素侧的关注像素的信号提取部和相邻像素中的信号提取部以一定距离布置。
因此，同样，在图6所示的示例中，与上述的一般像素驱动的情况相比，可以抑制颜色混合的产生。
具体地，在图6所示的示例中，例如，像素171的信号提取部181、像素172的信号提取部184和像素173的信号提取部186在某个定时是失活阱。此外，在该定时，像素171的信号提取部182、像素172的信号提取部183和像素173的信号提取部185是活性阱。
相反，例如，像素171的信号提取部181、像素172的信号提取部184和像素173的信号提取部186在下一个定时是活性阱。此外，在该定时，像素171的信号提取部182、像素172的信号提取部183和像素173的信号提取部185是失活阱。
这里，在图6所示的定时，从像素171中的作为失活阱的信号提取部181到像素171中的作为活性阱的信号提取部182的距离是L21。
此外，在图6所示的定时，从像素171中的作为失活阱的信号提取部181到在行方向上与像素171相邻的像素172中的作为活性阱的信号提取部183的距离是L22。
类似地，在图6所示的定时，从像素171中的作为失活阱的信号提取部181到在列方向上与像素171相邻的像素173中的作为活性阱的信号提取部185的距离是L23。
在这种情况下，在距离L21和距离L22之间，建立关系L21<L22。也就是说，距离L21比距离L22短，并且当从信号提取部181观察时，信号提取部183被布置在比信号提取部182的位置更远的位置。类似地，在距离L21和距离L23之间，也建立关系L21<L23。
因此，信号提取部181附近的光电转换产生的大部分电子在例如信号提取部181是失活阱的状态下被引导到信号提取部182。换句话说，很少电子被引导到信号提取部183或信号提取部185。
因此，在图6所示的像素布置中，可以抑制像素171与像素172之间或像素171与像素173之间的颜色混合的产生。以这种方式，可以抑制距离图像的分辨率的劣化，并且可以以更高的精度执行距离测量。
另外，在该示例中，从信号提取部181到信号提取部183的距离L22(信号提取部在行方向上对齐)和从信号提取部181到信号提取部185的距离L23(在列方向上对齐)是相同的(相等的距离)。
因此，即使当在像素171与像素172之间或像素171与像素173之间产生颜色混合时，颜色混合在行方向和列方向上也基本上均匀。也就是说，不会产生颜色混合的各向异性，例如，如同在上述一般的像素驱动的情况下那样，仅在一个方向上产生距离图像的颜色混合。
请注意，在图6所示的示例中，说明了其中在信号提取部181是失活阱、信号提取部183是活性阱和信号提取部184是失活阱的定时的示例。然而，不限于此，而是在信号提取部181是失活阱的定时，信号提取部183可以是失活阱并且信号提取部184可以是活性阱。
此外，例如，在信号提取部183是活性阱并且信号提取部184是活性阱的定时，信号提取部181可以是活性阱并且信号提取部182可以是失活阱。
<关于像素配线>
此外，为了如参照图6所述的驱动各像素，对应于图1所示的像素驱动线28的像素驱动线连接到信号提取部的施加电极(注入接触部)就足够了，例如，如图7和图8所示。请注意，图7和图8中与图6对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
图7示出了连接到设置在包括图6所示的像素171～像素173的像素阵列部21的相应像素中并且在相同的定时施加相同电压的信号提取部的像素驱动线211的配线示例。
像素驱动线211包括位于像素列之间、沿着像素列配线并且沿着图中的纵向方向上延长的多个信号线以及位于像素行之间、沿着像素行配线并且在图中的横向方向上延长的多个信号线。
此外，像素驱动线211形成在金属层中，在图2中，该金属层是构成设置在例如图2所示的基板61的下侧的配线层的第一层。
在该示例中，对应于图2的P+半导体区域73的P+半导体区域，其是作为在图6中所示的定时的活性阱的信号提取部(例如，像素171中的信号提取部182、像素172中的信号提取部183和像素173中的信号提取部185)的施加电极(注入接触部)，被连接到像素驱动线211。
另一方面，图8示出了像素驱动线241的配线示例，其与像素驱动线211不同，连接到设置在包括图6所示的像素171～像素173的像素阵列部21的相应像素中并且在相同的定时施加相同电压的信号提取部。
像素驱动线241包括位于像素列之间、沿着像素列配线并且沿着图中的纵向方向上延长的多个信号线以及位于像素行之间、沿着像素行配线并且在图中的横向方向上延长的多个信号线。
此外，像素驱动线211形成在金属层中，在图2中，该金属层是构成设置在例如图2所示的基板61的下侧的配线层的第二层。
具体地，图7中所示的像素驱动线211和图8中所示的像素驱动线241都是当在行方向上延长的信号线和在列方向上延长的信号线被连接时获得的单个信号线。因此，像素驱动线211和像素驱动线241形成在不同的层上。
在该示例中，对应于图2的P+半导体区域73的P+半导体区域，其是作为在图6中所示的定时的失活阱的信号提取部(例如，像素171中的信号提取部181、像素172中的信号提取部184和像素173中的信号提取部186)的施加电极(注入接触部)，被连接到像素驱动线241。
例如，像素驱动部22向像素驱动线211或像素驱动线241施加电压，以将电压施加到各像素的信号提取部的施加电极(P+半导体区域)，从而产生电场，使得信号提取部变为活性阱或失活阱。
具体地，例如，像素驱动部22在某个定时未向像素驱动线211施加电压，即，向像素驱动线211施加0V的电压，但是向像素驱动线241施加正电压。
因此，在上述定时，像素171的信号提取部181、像素172的信号提取部184和像素173的信号提取部186是活性阱。同时，像素171的信号提取部182、像素172的信号提取部183和像素173的信号提取部185是失活阱。
此外，在下一个定时，像素驱动部22未向像素驱动线241施加电压，即，向像素驱动线241施加0V的电压，但是向像素驱动线211施加正电压。
因此，在上述定时，像素171的信号提取部181、像素172的信号提取部184和像素173的信号提取部186是失活阱。同时，像素171的信号提取部182、像素172的信号提取部183和像素173的信号提取部185是活性阱。即，变为图6所示的状态。
如上所述，当在相同的定时将要施加相同电压的信号提取部连接到同一像素驱动线时，可以容易地实现适当的像素驱动。另外，像素配线不会变得麻烦或成本不会增加。
<第三实施方案>
<关于像素的构成和驱动>
此外，在像素中，在预定定时向其施加不同电压的信号提取部可以被布置成在像素中在对角线方向上对齐。
例如，如图9所示，信号提取部在图中的右对角线方向上对齐的像素和信号提取部在图中的左对角线方向上对齐的像素可以在像素阵列部21中以行列状交替地排列。请注意，图9中与图1对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图9中，相邻排列的各个矩形对应于设置在像素阵列部21上的像素，即，图2中所示的像素51，并且像素中的各个矩形对应于信号提取部65。
具体地，各像素中的阴影矩形表示作为在预定定时的活性阱的信号提取部，并且未阴影的矩形表示作为在预定定时的失活阱的信号提取部。
具体地，例如，像素271～像素273中的每一个对应于图2中所示的像素51，并且像素271～像素273具有与像素51的构成类似的构成。
然而，这里，在各像素中，在某个定时向其施加不同电压的信号提取部被布置成在像素的对角线方向上对齐。具体地，像素271包括在图中的右对角线方向上对齐的信号提取部281和信号提取部282。
此外，在行方向上与像素271相邻的像素272包括在图中的左对角线方向上对齐的信号提取部283和信号提取部284。在列方向上与像素271相邻的像素273包括在图中的左对角线方向上对齐的信号提取部285和信号提取部286。
信号提取部281至信号提取部286对应于像素51的信号提取部65。
在像素阵列部21中，在行方向和列方向上，两个信号提取部被布置成在右对角线方向上对齐的像素(例如，像素271)和两个信号提取部被布置成在垂直于右对角线方向的方向上(即，在左对角线方向上)对齐的像素(例如，像素272和像素273)在行方向和列方向上交替地排列。
同样，在这种像素排列的情况下，与图4所示的示例类似，可以抑制颜色混合的产生。
例如，将关注的像素被称为关注像素，并且将在关注像素中关注的一个信号提取部称为关注信号提取部。此外，将与关注像素相邻的像素称为相邻像素。
在这种情况下，从关注像素中的关注信号提取部到另一个信号提取部的距离总是短于从关注信号提取部到在相邻像素中的在与关注信号提取部相同的定时被施加不同电压的信号提取部的距离。
因此，同样，在图9所示的情况下，与上述的一般像素驱动的情况相比，可以抑制颜色混合的产生。
具体地，这里，在相同的定时相同的电压被施加到设置在相邻像素侧的关注像素中的信号提取部(即，位于更靠近相邻像素的关注像素的信号提取部)和相邻像素中的位于更靠近关注像素的信号提取部。
具体地，在图9所示的示例中，例如，像素271的信号提取部281、像素272的信号提取部283和像素273的信号提取部285在某个定时是失活阱。此外，在该定时，像素271的信号提取部282、像素272的信号提取部284和像素273的信号提取部286是活性阱。
相反，例如，像素271的信号提取部281、像素272的信号提取部283和像素273的信号提取部285在下一个定时是活性阱。此外，在该定时，像素271的信号提取部282、像素272的信号提取部284和像素273的信号提取部286是失活阱。
这里，在图9所示的定时，从像素271中的作为失活阱的信号提取部281到像素271中的作为活性阱的信号提取部282的距离是L31。
此外，在图9所示的定时，从像素271中的作为失活阱的信号提取部281到在行方向上与像素271相邻的像素272中的作为活性阱的信号提取部284的距离是L32。
类似地，在图9所示的定时，从像素271中的作为失活阱的信号提取部281到在列方向上与像素271相邻的像素273中的作为活性阱的信号提取部286的距离是L33。
在这种情况下，在距离L31和距离L32之间，建立关系L31<L32。也就是说，距离L31比距离L32短，并且当从信号提取部281观察时，信号提取部284被布置在比信号提取部282的位置更远的位置。类似地，在距离L31和距离L33之间，也建立了关系L31<L33。
因此，信号提取部281附近的光电转换产生的大部分电子在例如信号提取部281是失活阱的状态下被引导到信号提取部282。换句话说，很少电子被引导到信号提取部284或信号提取部286。
因此，在图9所示的像素布置中，可以抑制像素271与像素272之间或像素271与像素273之间颜色混合的产生。以这种方式，可以抑制距离图像的分辨率的劣化，并且可以以更高的精度执行距离测量。
另外，在该示例中，类似于图6中所示的示例，从信号提取部281到信号提取部284的距离L32和从信号提取部281到信号提取部286的距离L33是相同的(相等的距离)。因此，可以获得没有各向异性的均匀的距离图像。
<关于像素配线>
此外，为了如参照图9所述的驱动各像素，对应于图1所示的像素驱动线28的像素驱动线连接到信号提取部的施加电极(注入接触部)就足够了，例如，如图10所示。请注意，图10中与图9对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
在图10所示的示例中，像素驱动线311-1、像素驱动线312和像素驱动线311-2沿着像素列在像素阵列部21的相邻像素列之间配线。
这些像素驱动线311-1、像素驱动线312和像素驱动线311-2对应于图1中所示的像素驱动线28。
例如，像素驱动线311-1在包括像素271和像素273的像素列的图中左侧配线。像素驱动线311-1连接到包括像素271和像素273的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素271中的信号提取部282上，并连接到像素驱动线311-1。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素273中的信号提取部286上，并连接到像素驱动线311-1。
此外，例如，像素驱动线312在包括像素271和像素273的像素列与包括像素272的像素列之间配线。像素驱动线312连接到包括像素271和像素273的像素列的相应像素和包括像素272的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素271中的信号提取部281上，并连接到像素驱动线312。
类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素273中的信号提取部285上，并连接到像素驱动线312。作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素272中的信号提取部283上，并连接到像素驱动线312。
像素驱动线311-2在包括像素272的像素列与在包括像素272的像素列的图中右侧设置的像素列之间配线。像素驱动线311-2连接到包括像素272的像素列的相应像素和在包括像素272的像素列的图中右侧设置的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素272中的信号提取部284上，并连接到像素驱动线311-2。
请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线311-1和像素驱动线311-2在下文中简称为像素驱动线311。
例如，在图2中，像素驱动线311和像素驱动线312形成在设置于图2所示的基板61的下侧的配线层中。
这里，在相同的定时被施加不同电压的像素驱动线311和像素驱动线312相对于像素行方向交替地排列。
换句话说，例如，像素驱动部22向像素驱动线311或像素驱动线312施加电压，使得各像素的信号提取部变为活性阱或失活阱。
具体地，例如，像素驱动部22在某个定时未向像素驱动线311施加电压，即，向像素驱动线311施加0V的电压，但是向像素驱动线312施加正电压。
因此，在上述定时，像素271的信号提取部282、像素272的信号提取部284和像素273的信号提取部286是失活阱。同时，像素271的信号提取部281、像素272的信号提取部283和像素273的信号提取部285是活性阱。
此外，在下一个定时，像素驱动部22未向像素驱动线312施加电压，即，向像素驱动线312施加0V的电压，但是向像素驱动线311施加正电压。
因此，在上述定时，像素271的信号提取部282、像素272的信号提取部284和像素273的信号提取部286是活性阱。同时，像素271的信号提取部281、像素272的信号提取部283和像素273的信号提取部285是失活阱。
如上所述，当在相同的定时将要施加相同电压的信号提取部连接到同一像素驱动线时，可以容易地实现适当的像素驱动。另外，像素配线不会变得麻烦或成本不会增加。
<第四实施方案>
<关于像素的构成>
请注意，在上面，说明了在像素阵列部21的各像素中设置两个信号提取部的示例。然而，可以在各像素中设置三个以上的信号提取部。
例如，在像素阵列部21中的各像素中设置四个信号提取部的情况下，信号提取部被如图11所示地布置在像素中。
换句话说，图11示出了像素阵列部21的一部分，即，像素阵列部21中的四个相邻像素341～344。
在该示例中，在像素341中，设置四个信号提取部351～354。
具体地，在像素341中，信号提取部351和信号提取部354被布置成在像素341中在左对角线方向上对齐，并且信号提取部352和信号提取部353被布置成在像素341中在右对角线方向上对齐。即，信号提取部351和信号提取部354以及信号提取部352和信号提取部353被布置成在像素341中相互垂直的对角线方向上对齐。
此外，信号提取部351至信号提取部354被布置成距像素341的中心相等的远离位置处。
类似地，信号提取部355至信号提取部358设置在列方向上与像素341相邻的像素342中，即，在图中的下侧。然后，在像素342中的信号提取部355至信号提取部358的布置与信号提取部351至信号提取部354的布置相同。
此外，信号提取部359至信号提取部362设置在行方向与像素341相邻的像素343中，即，在图中的右侧。在像素343中的信号提取部359至信号提取部362的布置与信号提取部351至信号提取部354的布置相同。
此外，信号提取部363至信号提取部366在图中右下侧设置在与像素341相邻的像素344中。在像素344中的信号提取部363至信号提取部366的布置与信号提取部351至信号提取部354的布置相同。
图11所示的信号提取部351至信号提取部366对应于图2所示的像素51的信号提取部65。
在如上所述的在像素阵列部21的各像素中设置四个信号提取部的情况下，四个信号提取部中的任一个是活性阱，而其他三个信号提取部在每个定时是失活阱。此外，在像素驱动期间，像素由像素驱动部22驱动，使得像素中的四个信号提取部依次变为活性阱。
<关于像素配线>
在如图11所示的在各像素中设置四个信号提取部的情况下，连接到信号提取部的施加电极(注入接触部)并且对应于图1中所示的像素驱动线28的像素驱动线的配线布局例如如图12所示。请注意，图12与图11对应的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
请注意，在图12中，为了附图清楚起见，每个像素被分成四个区域，并且每个区域被示出为信号提取部。然而，更详细地，在像素中，如图11所示，四个信号提取部被布置成以预定距离相对于彼此远离地定位。
在图12所示的示例中，像素驱动线391-1、像素驱动线391-2、像素驱动线392-1、像素驱动线392-2、像素驱动线392-3、像素驱动线393-1、像素驱动线393-2、像素驱动线393-3、像素驱动线394-1和像素驱动线394-2在像素阵列部21的相邻像素列之间沿着像素列配线。
像素驱动线391-1、像素驱动线391-2、像素驱动线392-1、像素驱动线392-2、像素驱动线392-3、像素驱动线393-1、像素驱动线393-2、像素驱动线393-3、像素驱动线394-1和像素驱动线394-2对应于图1所示的像素驱动线28。
例如，像素驱动线391-1在包括像素341和像素342的像素列的图中左侧配线。像素驱动线391-1连接到包括像素341和像素342的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素341中的信号提取部351上，并连接到像素驱动线391-1。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素342中的信号提取部357上，并连接到像素驱动线391-1。
此外，像素驱动线391-2在包括像素343和像素344的像素列的图中右侧配线。像素驱动线391-2连接到包括像素343和像素344的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素343中的信号提取部360上，并连接到像素驱动线391-2。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素344中的信号提取部366上，并连接到像素驱动线391-2。
在相同的定时将相同的电压施加到像素驱动线391-1和像素驱动线391-2。请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线391-1和像素驱动线391-2在下文中简称为像素驱动线391。
像素驱动线392-1连接到与包括像素341和像素342的像素列的图中左侧相邻的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
此外，像素驱动线392-2在包括像素341和像素342的像素列与包括像素343和像素344的像素列之间配线。像素驱动线392-2连接到包括像素341和像素342的像素列的相应像素和包括像素343和像素344的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素341中的信号提取部352上，并连接到像素驱动线392-2。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素342中的信号提取部358上，并连接到像素驱动线392-2。
作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素343中的信号提取部359上，并连接到像素驱动线392-2。此外，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素344中的信号提取部365上，并连接到像素驱动线392-2。
像素驱动线392-3连接到与包括像素343和像素344的像素列的图中右侧相邻的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
在相同的定时将相同的电压施加到像素驱动线392-1至像素驱动线392-3。请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线392-1至像素驱动线392-3在下文中简称为像素驱动线392。
像素驱动线393-1连接到与包括像素341和像素342的像素列的图中左侧相邻的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
此外，像素驱动线393-2在包括像素341和像素342的像素列与包括像素343和像素344的像素列之间配线。像素驱动线393-2连接到包括像素341和像素342的像素列的相应像素和包括像素343和像素344的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素341中的信号提取部354上，并连接到像素驱动线393-2。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素342中的信号提取部356上，并连接到像素驱动线393-2。
作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素343中的信号提取部361上，并连接到像素驱动线393-2。此外，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素344中的信号提取部363上，并连接到像素驱动线393-2。
像素驱动线393-3连接到与包括像素343和像素344的像素列的图中右侧相邻的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
在相同的定时将相同的电压施加到像素驱动线393-1至像素驱动线393-3。请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线393-1至像素驱动线393-3在下文中简称为像素驱动线393。
像素驱动线394-1在包括像素341和像素342的像素列的图中左侧配线。像素驱动线394-1连接到包括像素341和像素342的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素341中的信号提取部353上，连接到像素驱动线394-1。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素342中的信号提取部355上，并连接到像素驱动线394-1。
此外，像素驱动线394-2在包括像素343和像素344的像素列的图中右侧配线。像素驱动线394-2连接到包括像素343和像素344的像素列的相应像素的在相同定时变为失活阱或活性阱的信号提取部的施加电极(注入接触部)。
具体地，例如，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素343中的信号提取部362上，并连接到像素驱动线394-2。类似地，作为施加电极的P+半导体区域对应于图2的P+半导体区域73，并且设置在像素344中的信号提取部364上，并连接到像素驱动线394-2。
在相同的定时将相同的电压施加到像素驱动线394-1和像素驱动线394-2。请注意，在不特别需要区分的情况下，像素驱动线394-1和像素驱动线394-2在下文中简称为像素驱动线394。
在如上所述的在一个像素中设置四个信号提取部的情况下，在两个相邻像素列之间设置两个像素驱动线。例如，在图12所示的示例中，当从垂直于像素阵列部21的平面的方向观察时，像素驱动线391-1和像素驱动线394-1配线在相同的位置。
因此，在像素阵列部21中，像素驱动线391和像素驱动线392形成在金属层中，在图2中，该金属层是构成设置在例如图2所示的基板61的下侧的配线层的第一层。此外，像素驱动线393和像素驱动线394形成在金属层中，在图2中，该金属层是构成设置在例如图2所示的基板61的下侧的配线层的第二层。
<关于像素的驱动>
在如图12所示的将像素驱动线配线的情况下，例如，像素驱动部22驱动像素阵列部21的各像素，如图13所示。请注意，图13中对应于图12中的部分由相同的附图标记表示，并适当地省略说明。
此外，在图13中，类似于图12的情况，为了附图清楚起见，每个像素被分成四个区域，并且每个区域被示出为信号提取部。
例如，如箭头A41所示，像素驱动部22未向像素驱动线392至像素驱动线394施加电压，即，向像素驱动线392至像素驱动线394施加0V的电压，但是向像素驱动线391施加正电压。
因此，在像素341中，信号提取部351是活性阱，并且除了像素341的信号提取部351之外的其他三个信号提取部是失活阱。请注意，图13中带阴影线的信号提取部表示处于活性阱状态的信号提取部。
类似地，在像素342中，信号提取部357是活性阱，并且除了像素342的信号提取部357之外的其他三个信号提取部是失活阱。在像素343中，信号提取部360是活性阱，并且除了像素343的信号提取部360之外的其他三个信号提取部是失活阱。
在像素344中，信号提取部366是活性阱，并且除了像素344的信号提取部366之外的其他三个信号提取部是失活阱。
此外，如箭头A42所示，像素驱动部22向像素驱动线391、像素驱动线393和像素驱动线394施加0V的电压，并且在箭头A41指示的定时之后的下一个定时，向像素驱动线392施加正电压。
因此，信号提取部352是像素341中的唯一活性阱，并且信号提取部358是像素342中的唯一活性阱。
信号提取部359是像素343中的唯一活性阱，并且信号提取部365是像素344中的唯一活性阱。
在箭头A42指示的定时之后的下一个定时，如箭头A43所示，像素驱动部22向像素驱动线391、像素驱动线392和像素驱动线394施加0V的电压，并向像素驱动线393施加正电压。
因此，信号提取部354是像素341中的唯一活性阱，并且信号提取部356是像素342中的唯一活性阱。
信号提取部361是像素343中的唯一活性阱，并且信号提取部363是像素344中的唯一活性阱。
此外，在箭头A43指示的定时之后的下一个定时，如箭头A44所示，像素驱动部22向像素驱动线393至像素驱动线393施加0V的电压，并向像素驱动线394施加正电压。
因此，信号提取部353是像素341中的唯一活性阱，并且信号提取部355是像素342中的唯一活性阱。
信号提取部362是像素343中的唯一活性阱，并且信号提取部364是像素344中的唯一活性阱。
当执行上述的像素驱动时，在四个相邻像素的每一个中在最靠近相邻像素的位置处的信号提取部变为活性阱。
具体地，一个像素被称为关注像素，并且在某个定时作为关注像素的活性阱的信号提取部被称为关注信号提取部。此外，当从关注像素观察时，关注信号提取部侧上的三个相邻像素的每一个被称为相邻像素。此时，在每个相邻像素中，在四个信号提取部中，最靠近关注信号提取部的位置处的信号提取部是活性阱。
此外，此时，建立与上述的第一实施方案至第三实施方案的情况类似的距离关系。
换句话说，例如，从关注像素中的作为失活阱的任何信号提取部到关注像素中的作为活性阱的关注信号提取部的距离是L41。此外，从关注像素中的作为失活阱的任何信号提取部到与关注像素相邻的像素中的作为活性阱的信号提取部的距离是是L42。
此时，在任何定时，总是建立关系L41<L42并且抑制颜色混合的产生。以这种方式，可以抑制距离图像的分辨率的劣化，并且可以以更高的精度执行距离测量。
例如，在箭头A43所示的定时，假设像素341是关注像素，作为活性阱的信号提取部354是关注信号提取部。
此外，在信号提取部354侧与作为关注像素的像素341相邻的像素(即，作为相邻像素的像素)是像素342～像素344。
此时，作为像素342中的活性阱的信号提取部是最靠近作为关注信号提取部的信号提取部354的位置处的信号提取部356。类似地，作为像素343中的活性阱的信号提取部是最靠近信号提取部354的位置处的信号提取部361，并且作为像素344中的活性阱的信号提取部是最靠近信号提取部354的位置处的信号提取部363。
此外，例如，在箭头A41所示的定时，像素341是关注像素，并且作为像素341中的失活阱的信号提取部354被关注。
在这种情况下，从信号提取部354到作为同一关注像素中的活性阱的信号提取部351的距离是距离L41。
此外，例如，从作为与像素341(作为关注像素)相邻的像素342中的活性阱的信号提取部357到被关注的信号提取部354的距离是距离L42。
因此，在这种情况下，建立关系L41<L42。也就是说，当从信号提取部354观察时，信号提取部357被布置在比信号提取部351更远的位置。
如上所述，即使在像素阵列部21的像素中设置三个以上的信号提取部的情况下，也可以抑制颜色混合。
<电子设备的使用例>
此外，例如，上述固态成像元件11可以适用于各种类型的电子设备，包括成像装置，例如数字静态相机或数字视频相机，具有成像功能的移动电话，以及具有成像功能的其他设备。
图14是示出成像装置的构成例的框图，其是本技术适用的电子设备。
图14所示的成像装置501包括光学系统511、快门装置512、固态成像元件513、控制电路514、信号处理电路515、监视器516和存储器517，并且可以拍摄静态图像和视频。
光学系统511包括一个或多个透镜，并将来自物体的光(入射光)引导到固态成像元件513，以在固态成像元件513的光接收面上形成图像。
快门装置512布置在光学系统511和固态成像元件513之间，并且根据控制电路514的控制，相对于固态成像元件513控制发光时段和遮光时段。
固态成像元件513在一定时间段内累积信号电荷，这取决于经由光学系统511和快门装置512在光接收面上形成图像的光。根据从控制电路514馈送的驱动信号(定时信号)传输在固态成像元件51上累积的信号电荷。
控制电路514输出控制固态成像元件513的传输操作和快门装置512的快门操作的驱动信号，并驱动固态成像元件513和快门装置512。
信号处理电路515对从固态成像元件513输出的信号电荷执行各种类型的信号处理。当信号处理电路515执行信号处理时获得的图像(图像数据)被馈送并显示在监视器516上，或者馈送并记录在存储器517上。
本技术还可以适用于以上述方式构成的成像装置501。换句话说，例如，固态成像元件513对应于上述固态成像元件11。
请注意，本技术的实施方案不限于前述实施方案，而是可以在不脱离本技术的主旨的范围内进行各种改变。
此外，本说明书中记载的效果仅仅是说明性的而非限制性的，并且可以提供其他效果。
此外，本技术可以如下构成。
(1)一种成像元件，包括：
像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；
所述像素包括
第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和
第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，
其中从预定像素的第一信号提取部到所述预定像素的第二信号提取部的距离短于从所述预定像素的第一信号提取部到与所述预定像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离。
(2)根据(1)所述的成像元件，其中在所述像素中，第一信号提取部和第二信号提取部被布置成在第一方向上对齐，和
在第一方向上在所述预定像素的第一信号提取部侧与所述预定像素相邻的另一像素中，第一信号提取部被布置成相对于第二信号提取部位于所述预定像素侧。
(3)根据(2)所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部的布置与所述预定像素相同的像素以及第一信号提取部和第二信号提取部的布置与另一像素相同的像素在第一方向上交替地排列。
(4)根据(2)或(3)所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部的布置在垂直于第一方向的第二方向上对齐的所有像素中相同。
(5)根据(1)所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在第一方向上对齐的像素以及第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在垂直于第一方向的第二方向上对齐的像素在第一方向和第二方向上交替地排列。
(6)根据(1)所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在第一对角线方向上对齐的像素以及第一信号提取部和第二信号部被布置成将要在垂直于第一对角线方向的第二对角线方向上对齐的像素交替地排列。
(7)根据(6)所述的成像元件，其中在所述预定像素的第一信号提取部侧与所述预定像素相邻的另一像素中，第一信号提取部被布置成相对于第二信号提取部位于所述预定像素侧。
(8)根据(1)所述的成像元件，其中所述像素包括具有第一信号提取部和第二信号提取部的三个以上的信号提取部。
(9)一种成像装置，包括：
像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；
所述像素包括
第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和
第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，
其中从预定像素的第一信号提取部到所述预定像素的第二信号提取部的距离短于从所述预定像素的第一信号提取部到与所述预定像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离。
附图标记列表
11 固态成像元件
21 像素阵列部
22 像素驱动部
51 像素
61 基板
65-1,65-2,65 信号提取部
71-1,71-2,71 N+半导体区域
73-1,73-2,73 P+半导体区域

Claims (6)

1.一种成像元件，包括：
像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；
所述像素包括
第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和
第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，
其中从关注像素的第一信号提取部到所述关注像素的第二信号提取部的距离短于从所述关注像素的第一信号提取部到与所述关注像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离，
其中在所述像素中，第一信号提取部和第二信号提取部被布置成在第一方向上对齐，和在第一方向上在所述关注像素的第一信号提取部侧与所述关注像素相邻的另一像素中，第一信号提取部被布置成相对于第二信号提取部位于所述关注像素侧。
2.根据权利要求1所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部的布置与所述关注像素相同的像素以及第一信号提取部和第二信号提取部的布置与另一像素相同的像素在第一方向上交替地排列。
3.根据权利要求1所述的成像元件，其中第一信号提取部和第二信号提取部的布置在垂直于第一方向的第二方向上对齐的所有像素中相同。
4.一种成像元件，包括：
像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；
所述像素包括
第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和
第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，
其中从关注像素的第一信号提取部到所述关注像素的第二信号提取部的距离短于从所述关注像素的第一信号提取部到与所述关注像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离，
其中第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在第一方向上对齐的像素以及第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在垂直于第一方向的第二方向上对齐的像素在第一方向和第二方向上交替地排列。
5.一种成像元件，包括：
像素阵列部，其包括对入射光进行光电转换的多个像素；
所述像素包括
第一信号提取部，其包括施加电极和用于检测通过光电转换产生的信号载流子的抽取电极，所述施加电极连接到第一驱动线以施加电压并用于通过施加电压产生电场，和
第二信号提取部，其包括连接到第二驱动线以施加电压的施加电极和抽取电极，
其中从关注像素的第一信号提取部到所述关注像素的第二信号提取部的距离短于从所述关注像素的第一信号提取部到与所述关注像素相邻的另一像素的第二信号提取部的距离，
其中第一信号提取部和第二信号提取部被布置成将要在第一对角线方向上对齐的像素以及第一信号提取部和第二信号部被布置成将要在垂直于第一对角线方向的第二对角线方向上对齐的像素交替地排列。
6.根据权利要求5所述的成像元件，其中在所述关注像素的第一信号提取部侧与所述关注像素相邻的另一像素中，第一信号提取部被布置成相对于第二信号提取部位于所述关注像素侧。
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