CN109981940A - 固体摄像装置、用于驱动固体摄像装置的方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的在于提供一种固体摄像装置，其能够捕获如RGB图像之类的可见光图像以及如NIR图像之类的红外图像，且对红外光保持较高的光接收灵敏度，本发明的目的还在于提供一种驱动这种固体摄像装置的方法和一种电子设备。该固体摄像装置包括：其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括可产生像素信号的执行光电转换的用于可见光的多个像素；以及用于从该像素部件中读取像素信号的读取部件，其中用于可见光的多个像素具有对红外光的光接收灵敏度，以及在红外读取模式下，该读取部件设置为将从用于可见光的多个像素中的红外光的所述像素信号结合。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于日本专利申请号2017-230521(于2017年11月30日提出)和日本专利申请号2018-194303(于2018年10月15日提出)并要求其优先权权益，并通过援引的方式将其内容全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种固体摄像装置、一种用于驱动固体摄像装置的方法以及一种电子设备。
背景技术
将包括用于检测光并生成电荷的光电转换元件的固体摄像装置(图像传感器)以CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器来实现，这已经处于实际运用阶段。CMOS图像传感器已经广泛地用作多种电子设备的部件，如数码相机、录像机、监控录像器、医用内窥镜、个人计算机(PC)、移动电话和其他便携式终端(移动装置)。
CMOS图像传感器对应于每个像素均包括光电二极管(光电转换元件)和具有浮动扩散(FD)的浮点扩散(FD)放大器。CMOS图像传感器中的读取操作的主流是列并行输出处理，所述列并行输出处理是通过选择像素阵列中的某一行且同时在列方向上读取像素来执行的。
CMOS图像传感器的每个像素对应于一个光电二极管均包括例如4个有源元件：用作转移栅极的转移晶体管、用作复位栅极的复位晶体管、用作源极跟随器栅极(放大栅极)的源极跟随器晶体管以及用作选择栅极(参见例如日本专利申请公布号2005-223681)的选择晶体管。
一般来说，CMOS图像传感器使用对应于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三原色滤光器或对应于青色、品红色、黄色和绿色的四色互补色滤光器来捕获彩色图像。
一般来说，CMOS图像传感器中的每个像素均具有滤光器。CMOS图像传感器包括以二维形式设置的单元RGB像素群，且每个单元RGB像素群包括按正方形几何形状设置的4个滤光器，即主要透射红色光的红色(R)滤光器、主要透射绿色光的绿色(Gr、Gb)滤光器以及主要透射蓝色光的蓝色(B)滤光器。
位于CMOS图像传感器上的入射光经过滤光器并被光电二极管接收。光电二极管接收波长区域(380nm至1100nm)比人类可视区域(380nm至780nm)宽的光并产生信号电荷，并且因此光电二极管可能存在由红外线光产生的错误并且因此降低了色彩还原的质量。因此，先前的惯用做法是通过红外截止滤光器(IR截止滤光器)来消除红外光。但是，IR截止滤光器使可见光衰减约10％至20％，导致固体摄像装置的灵敏度下降以及图像质量降低。
一种不包括IR截止滤光器的CMOS图像传感器(固体摄像装置)被设计出，以克服此问题(参见例如日本专利申请公布号2017-139286)。这种CMOS图像传感器包括以二维形式设置的RGBIR像素群，且每个RGBIR像素群由按正方形几何形状设置的4个像素构成，即包括主要透射红色光的红色(R)滤光器的R像素、包括主要透射绿色光的绿色(G)滤光器的G像素、包括主要透射蓝色光的蓝色(B)滤光器的B像素以及接收红外光的近红外(NIR)专用像素。这种CMOS图像传感器作为NIR-RGB传感器来工作，NIR-RGB传感器能够捕获所谓的NIR图像和RGB图像。
在这种CMOS图像传感器中，使用来自接收红外光的像素的输出信号来校正来自接收红色、绿色和蓝色光的像素的输出信号，从而在不使用IR截止滤光器的情况下实现高质量的色彩还原。
再者，在一种包括单元RGBIR像素群或单元RGB像素群的CMOS图像传感器中，单元像素群中的4个像素可以共用浮点扩散FD、复位晶体管RST-Tr、源极跟踪器晶体管SF-Tr以及选择晶体管SEL-Tr。
再者，公知还有一种红外(IR、NIR)传感器，其中单元像素群中的4个像素被具有较大像素尺寸的一个NRI专用像素替代。
图1是示出作为具有单元RGBIR像素群的NIR-RGB传感器而形成的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。在图1所示的示例中，单元RGBIR像素群中的像素具有相同的尺寸，并且捕获所谓的RGB图像和NIR图像。
图2是示出作为NIR传感器而形成的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。在图2所示的示例中，NIR专用像素具有比NIR-RGB传感器更大的像素尺寸。
作为常规NIR-RGB传感器而形成的图1的CMOS图像传感器的优势在于能够利用一个传感器来捕获RGB图像和NIR图像。然而，这种CMOS图像传感器的缺点在于其红外光分辨率大约与RGB像素的分辨率相同，但是NIR灵敏度低(约为正常灵敏度的四分之一)。
作为常规NIR传感器而形成的图2的CMOS图像传感器的缺点在于其NIR灵敏度高(约高四倍)，但是无法捕获如RGB图像之类的可见光彩色图像。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种固体摄像装置，其能够捕获如RGB图像之类的可见光图像以及如NIR图像之类的红外图像，且对红外光保持较高的光接收灵敏度，本发明的目的还在于提供一种驱动这种固体摄像装置的方法和一种电子设备。
根据本发明第一方面的固体摄像装置包括：其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括可产生像素信号的执行光电转换的用于可见光的多个像素；以及用于从该像素部件中读取像素信号的读取部件，其中用于可见光的多个像素对红外光具有光接收灵敏度，以及在红外读取模式下，该读取部件被设置为将从所述用于可见光的多个像素中读取的红外光信号結合。
本发明第二方面在于一种驱动固体摄像装置的方法，该固体摄像装置包括：其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括执行可产生像素信号的光电转换的用于可见光的多个像素，该用于可见光的多个像素对红外光具有光接收灵敏度，该方法包括如下步骤：在红外读取模式下，从所述用于可见光的多个像素中读取红外光的所述像素信号，并将读取的红外光的所述像素信号结合。
一种根据本发明第三方面的电子设备包括：固体摄像装置；以及用于在该固体摄像装置上形成标的图像的光学系统，其中该固体摄像装置包括：其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括执行可产生像素信号的光电转换的用于可见光的多个像素；以及用于从该像素部件中读取像素信号的读取部件，该用于可见光的多个像素对红外光具有光接收灵敏度，以及在红外读取模式下，该读取部件被设置为将从所述用于可见光的多个像素中读取的红外光信号结合。
发明效果
根据本发明，能够捕获如RGB图像之类的可见光图像以及如NIR图像之类的红外图像且保持对红外光的高光接收灵敏度。
附图说明
图1是示出作为具有单元RGBIR像素群的NIR-RGB传感器而形成的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。
图2是示出作为NIR传感器而形成的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。
图3是示出根据本发明第一实施例的固体摄像装置的配置的框图。
图4是示出根据本发明第一实施例的其中一个浮点扩散被固体摄像装置的像素部件中的4个像素共用的配置的电路图。
图5A示出了根据该实施例的读取电路中的列信号处理电路的配置。
图5B示出了根据该实施例的读取电路中的列信号处理电路的配置。
图5C示出了根据该实施例的读取电路中的列信号处理电路的配置。
图6是示出根据本发明第一实施例的具有单元RGB像素群的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。
图7是以示意形式示出根据本发明第一实施例的固体摄像装置的单元像素群的配置的简化剖面图。
图8图示了根据本发明第一实施例的固体摄像装置中执行的第一模式下的读取操作和第二模式下的读取操作。
图9是示出根据本发明第二实施例的具有单元像素群的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。
图10是示出根据本发明第三实施例的具有单元像素群的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成部分的示意性设置的平面图。
图11图示了根据本发明第三实施例的固体摄像装置中执行的第一模式下的读取操作和第二模式下的读取操作。
图12是图示根据本发明第三实施例的读取部件执行的红外读取模式下在第一至第四像素信号读取模式之间进行的切换操作控制的流程图。
图13是示出根据本发明第四实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图14示出了根据本发明第四实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图15是示出根据本发明第五实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图16示出了根据本发明第五实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图17图示了一种确定被阻隔的波段边缘处的截止波长以便光阻隔波长介于可见光波段与红外光波段之间的光的方法。
图18示出了根据本发明第六实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图19示出了根据本发明第六实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图20是示出根据本发明第七实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图21示出了根据本发明第七实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图22是示出根据本发明第八实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图23示出了根据本发明第八实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图24是示出根据本发明第九实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图25示出了根据本发明第九实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图26是示出根据本发明第十实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。
图27示出了根据本发明第十实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
图28示出了应用根据本发明实施例的固体摄像装置的电子设备的配置的示例。
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的实施例。
第一实施例
图3是示出根据本发明第一实施例的固体摄像装置的配置的框图。在本实施例中，固体摄像装置10由例如CMOS图像传感器构成。
如图3所示，固体摄像装置10主要由用作图像捕获部件的像素部件20、垂直扫描电路(行扫描电路)30、读取电路(列读取电路)40、水平扫描电路(列扫描电路)50以及定时控制电路60构成。在这些组件中，例如，垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50和定时控制电路60构成了用于读出像素信号的读取部件70。
在根据第一实施例的固体摄像装置10中，像素部件20包括单元像素群，所述单元像素群包括用于可见光的多个像素(也称为“颜色像素”)，这些用于可见光的多个像素执行光电转换，使得捕获由RGB光形成的可见光图像以及由NIR光形成的红外图像且保持对红外光较高的光接收灵敏度成为可能。这些用于可见光的多个像素(颜色像素)对红外光具有光接收灵敏度。在红外读取模式MIRRD下，读取部件70能够将从所述多个颜色像素中读取的红外光的所述像素信号结合。在第一实施例中，红外光的波长是800nm或更长。也能够使这些颜色像素配置成使得读取部件70能够同时读取可见光区域的颜色像素信号和红外区域的红外像素信号。
在第一实施例中，所述单元像素群包括多个光电转换部件，这些光电转换部件配置成将从一个表面侧入射且对应于多个可见光波段(颜色)的光进行光电转换。所述多个光电转换部件包括对应于红色(R)区域的红色(R)光电转换部件、对应于绿色(Gb、Gr)区域的第一绿色(Gb)光电转换部件和第二绿色(Gr)光电转换部件以及对应于蓝色(B)区域的蓝色(B)光电转换部件。
在第一模式MOD1下，读取部件70被设置为不进行任何处理而输出从第一绿色(Gb)光电转换部件、蓝色(B)光电转换部件、红色(R)光电转换部件以及第二绿色(Gr)光电转换部件中读取的信号。在包括红外读取模式的第二模式MOD2下，读取部件70被设置为将从第一绿色(Gb)光电转换部件、蓝色(B)光电转换部件、红色(R)光电转换部件以及第二绿色(Gr)光电转换部件中读取的信号结合。在第一实施例中，基本上，第一模式MOD1是指红色(R)绿色(G)蓝色(B)图像捕获模式，并且第二模式MOD2是指红外(IR、NIR)图像捕获模式。在第一实施例中，这些单元像素群作为单元RGB像素群来形成。
下文将简述固体摄像装置10各个部件的配置和功能并且详述这些像素的配置和设置。
像素部件20和像素PXL的配置
在像素部件20中，多个像素各包括光电二极管(光电转换部件)以及像素内放大器，其按由N行M列组成的二维阵列设置。
图4是示出根据本发明第一实施例的其中一个浮点扩散被固体摄像装置的像素部件中的4个像素共用的配置的电路图。
在图4中，像素部件20包括按具有2行2列的正方形几何形状设置的4个像素PXL11、PXL12、PXL21、PXL22。
像素PXL11包括光电二极管PD11和转移晶体管TG11-Tr。
像素PXL12包括光电二极管PD12和转移晶体管TG12-Tr。
像素PXL21包括光电二极管PD21和转移晶体管TG21-Tr。
像素PXL22包括光电二极管PD22和转移晶体管TG22-Tr。
在像素部件20中，这4个像素PXL11、PXL12、PXL21、PXL22共用浮点扩散FD11、复位晶体管RST11-Tr、源极跟踪器晶体管SF11-Tr以及选择晶体管SEL11-Tr。
在这种4像素共用配置中，当单元像素群以拜耳(Bayer)阵列设置时，像素PXL11作为Gb像素形成、像素PXL12作为B像素形成、像素PXL21作为R像素形成，以及像素PXL22作为Gr像素形成。例如，像素PXL11的光电二极管PD11作为第一绿色(Gb)光电转换部件来工作，像素PXL12的光电二极管PD12作为蓝色(B)光电转换部件来工作，像素PXL21的光电二极管PD21作为红色(R)光电转换部件来工作，并且像素PXL22的光电二极管PD22作为第二绿色(Gr)光电转换部件来工作。
一般来说，每个像素的光电二极管PD达到饱和的灵敏度对于每种颜色(光的波段)而言是不同的。例如，G像素的光电二极管PD11、PD22具有比B像素的光电二极管PD12和R像素的光电二极管PD21更高的灵敏度。
光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22由掩埋型(pinned)光电二极管(PPD)构成。在形成光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22的基材表面上，存在由于悬空键或其他缺陷导致的表面层，并且因此，由于热能而生成多个电荷(暗电流)，从而无法读出正确的信号。在掩埋型光电二极管(PPD)中，光电二极管PD的电荷累积部件能够埋设在基材中以减少暗电流混入信号。
光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22生成在量值上与入射光量相符的信号电荷(此处为电子)并累积信号电荷。下文将描述信号电荷是电子且每个晶体管是N型晶体管的情况。然而，信号电荷也可以是空穴或每个晶体管也可以是P型晶体管。
转移晶体管TG11-Tr连接在光电二极管PD11与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)TG11来予以控制。在读取部件70的控制下，在控制线TG11处于预定的高(H)电平的时段中，转移晶体管TG11-Tr被选择且进入导通状态，并且将光电二极管PD11中光电转换并累积的电荷(电子)转移到浮点扩散FD11。
转移晶体管TG12-Tr连接在光电二极管PD12与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)TG12来予以控制。在读取部件70的控制下，在控制线TG12处于预定的高(H)电平的时段中，转移晶体管TG12-Tr被选择且进入导通状态，并且将光电二极管PD12中光电转换并累积的电荷(电子)转移到浮点扩散FD11。
转移晶体管TG21-Tr连接在光电二极管PD21与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)TG21来予以控制。在读取部件70的控制下，在控制线TG21处于预定的高(H)电平的时段中，转移晶体管TG21-Tr被选择且进入导通状态，并且将光电二极管PD21中光电转换并累积的电荷(电子)转移到浮点扩散FD11。
转移晶体管TG22-Tr连接在光电二极管PD22与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)TG22来予以控制。在读取部件70的控制下，在控制线TG22处于预定的高(H)电平的时段中，转移晶体管TG22-Tr被选择且进入导通状态，并且将光电二极管PD22中光电转换并累积的电荷(电子)转移到浮点扩散FD11。
如图4所示，复位晶体管RST11-Tr连接在供电源线VDD(或供电源电位)与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)RST11来予以控制。也可以是复位晶体管RST11-Tr连接在供电源线VDD以外的供电源线VRst与浮点扩散FD11之间并且通过控制线(或控制信号)RST11来予以控制。在读取部件70的控制下，在例如读取的扫描操作期间，在控制线RST11处于H电平的时段中，复位晶体管RST11-Tr被选择且进入导通状态，并且将浮点扩散FD11复位到供电源线VDD(或VRst)的电位。
源极跟踪器晶体管SF11-Tr和选择晶体管SEL11-Tr串联在供电源线VDD与垂直信号线LSGN之间。浮点扩散FD11连接到源极跟踪器晶体管SF11-Tr的栅极，以及选择晶体管SEL11-Tr通过控制线(或控制信号)SEL11来予以控制。在控制线SEL11处于H电平的时段中，选择晶体管SEL11-Tr被选择并进入导通状态。由此，源极跟踪器晶体管SF11-Tr向垂直信号线LSGN输出由浮点扩散FD11的电荷转换的列输出的读出电压(信号)VSL(PIXOUT)，其具有与这些电荷的量值(电位)对应的增益。
因为像素部件20包括按N行M列设置的像素PXL，所以各有N个控制线SEL、RST、TG和M个垂直信号线LSGN。在图3中，控制线(或控制信号)SEL、RST、TG中每一个表示为一个行扫描控制线。
垂直扫描电路30根据定时控制电路60的控制通过快门行和读取行中的行扫描控制线来驱动像素.再者，垂直扫描电路30根据地址信号输出从中读出信号的读取行以及光电二极管PD中累积的电荷被复位所在的快门行的行地址的行选择信号。
在正常像素读取操作中，通过由读取部件70的垂直扫描电路30驱动像素来执行快门扫描及然后执行读取扫描。
读取电路40包括对应于像素部件20的列输出而设置的多个列信号处理电路(未示出)，以及读取电路40可以配置成使得这多个列信号处理电路能够执行列并行处理。
读取电路40可以包括相关双采样(CDS)电路、模数转换器(ADC)、放大器(AMP)、采样/保持(S/H)电路等。
因此，如图5A所示，例如，读取电路40可以包括用于将来自像素部件20列输出的读出信号VSL转换成数字信号的ADC 41。备选地，如图5B所示，例如，读取电路40可以包括用于将来自像素部件20列输出的读出信号VSL放大的放大器(AMP)42。如图5C所示，例如，读取电路40可以包括用于对来自像素部件20列输出的读出信号VSL进行采样/保持的采样/保持(S/H)电路43。
水平扫描电路50扫描读取电路40的多个列信号处理电路(如ADC)中处理的信号，在水平方向上转移信号，并将这些信号输出到信号处理电路(未示出)。
定时控制电路60生摄像素部件20、垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50等中进行信号处理所需的定时信号。
上文描述解释了固体摄像装置10各部件的配置和功能的概览。接下来，将详述根据第一实施例的像素的设置。
图6是示出根据本发明第一实施例的具有单元像素群的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成的示意图设置的平面图。
图6以平面图示出图4的电路，以及像素部件20包括按具有2行2列的正方形几何形状设置的4个像素PXL11、PXL12、PXL21、PXL22。更具体地，矩形设置区域10包括其中分别设置有4个像素PXL11、PXL12、PXL21、PXL22的设置区域AR11、AR12、AR21、AR22，以及这4个设置区域为具有2行2列的正方形几何形状。
图6所示的像素部件20具有为正方形设置的4像素共用配置，其中像素PXL11作为Gb像素形成、像素PXL12作为B像素形成、像素PXL21作为R像素形成以及像素PXL22作为Gr像素形成。
再者，在像素部件20中，这4个像素PXL11、PXL12、PXL21、PXL22共用浮点扩散FD11、复位晶体管RST11-Tr、源极跟踪器晶体管SF11-Tr以及选择晶体管SEL11-Tr。
图7是以示意形式示出根据本发明第一实施例的固体摄像装置的单元像素群的配置的简化剖面图。为了更容易地理解，图7出于说明性目的示出按直线设置的第一绿色(Gb)像素PXL11、蓝色(B)像素PXL12、红色(R)像素PXL21和第二绿色(Gr)像素PXL22。
单元RGB像素群200主要由微透镜阵列210、滤色器阵列220、作为光电转换部件的光电二极管阵列230以及平板层240构成。
滤色器阵列220被划分成第一绿色(Gb)滤色器区域221、蓝色(B)滤色器区域222、红色(R)滤色器区域223和第二绿色(Gr)滤色器区域224，从而形成颜色像素。微透镜阵列210的微透镜MCL设置在第一绿色(Gb)滤色器区域221、蓝色(B)滤色器区域222、红色(R)滤色器区域223和第二绿色(Gr)滤色器区域224的光入射一侧。
用作光电转换部件的光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22被嵌入在半导体基材250中，半导体基材250具有第一基材表面251和与第一基材表面251对侧的第二基材表面252，以及这些光电二极管能够将接收的光进行光电转换并累积电荷。
光电二极管阵列230的光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22在第一基材表面251一侧(背表面一侧)以平板层240为介面与滤色器阵列220相邻。在光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22的第二基材表面252一侧，形成有输出部件231、232、233、234，这些输出部件包括用于输出与进行光电转换并累积的电荷对应的信号的输出晶体管。
单元RGB像素群200中如上文描述配置的颜色像素不仅具有可见光范围(400nm至700nm)中的固有特定响应性，而且还具有近红外(NIR)区域(800nm至1000nm)中的高响应性。
在根据第一实施例的滤色器阵列220中，颜色(可见光)区域延伸到近红外区域的起始域(例如，850nm)，以及红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器在近红外区域中具有90％或更高的不同透光率。
在第一实施例中，用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11、用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12、用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21以及用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22还作为红外(NIR)光电转换部件来工作。
图8图示根据第一实施例的固体摄像装置10中执行的第一模式下的读取操作和第二模式下的读取操作。
在第一模式MOD1(RGB图像捕获模式)下，在读取部件70的控制下，从用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11、用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12、用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21以及用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22读取的信号被输出而不进行任何处理，如图8中(A)部分所示。
在第二模式MOD2(NIR图像捕获模式)下，在读取部件70的控制下，从用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11、用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12、用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21以及用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22读取的多个(例如全部)信号能够被结合，如图8中(B)部分所示。
因此，根据第一实施例的固体摄像装置10能够捕获RGB图像和NIR图像并保持高NIR灵敏度。
如上所述，在根据第一实施例的固体摄像装置10中，像素部件20包括单元RGB像素群200，该单元RGB像素群具有多个执行光电转换的用于可见光的颜色像素。这多个颜色(RGB)像素具有对红外光的光接收灵敏度。在红外读取模式MIRRD下，读取部件70能够将从这多个颜色像素读取的红外光的所述像素信号结合。例如，在第一模式MOD1(RGB图像捕获模式)下，在读取部件70的控制下，从包括用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11的Gb像素PXL11、包括用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12、包括用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21以及包括用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22的Gr像素PXL22读取的信号被输出而不进行任何处理。在包括红外读取模式MIRRD的第二模式MOD2(NIR图像捕获模式)下，在读取部件70的控制下，能够将从包括用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11的Gb像素PXL11、包括用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12、包括用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21以及包括用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22的Gr像素PXL22读取的多个(例如全部)信号结合。
如上所述的根据第一实施例的固体摄像装置10能够捕获如RGB图像的可见光图像和如NIR图像的红外图像且保持对红外光的高光接收灵敏度。例如，监控摄像器能够设有期望的特征，包括近红外(NIR)区域中的更高灵敏度。再者，在具有800nm或更长波长的近红外(NIR)区域中，能够以不降低像素分辨率的高灵敏度捕获NIR图像。
第二实施例
图9图示根据本发明第二实施例的固体摄像装置中执行的第二模式下的读取操作。
第二实施例不同于第一实施例之处在于如下几点。在第二实施例中，读取部件70能够从包括用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11的Gb像素PXL11、包括用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12、包括用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21以及包括用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22的Gr像素PXL22同时读取(捕获)可见光区域中颜色信号(RGB)以及红外区域中的红外像素信号(NIR)。
根据第二实施例的固体摄像装置10A能够利用Gb像素PXL11、B像素PXL12、R像素PXL21和Gr像素PXL22来捕获可见光区域和例如800nm或更短的近红外(NIR)区域的像素信号。
读取部件70同时从包括用作第一绿色(Gb)光电转换部件的光电二极管PD11的Gb像素PXL11同时读取(G+NIR)颜色像素信号(G)和红外区域的红外像素信号(NIR)。
读取部件70同时从包括用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12同时读取(B+NIR)颜色像素信号(B)和红外区域的红外像素信号(NIR)。
读取部件70同时从包括用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21同时读取(R+NIR)颜色像素信号(R)和红外区域的红外像素信号(NIR)。
读取部件70同时从包括用作第二绿色(Gr)光电转换部件的光电二极管PD22的Gr像素PXL22同时读取(G+NIR)颜色像素信号(G)和红外区域的红外像素信号(NIR)。
第二实施例不仅能够获得与第一实施例相同的效果，而且能够获取着色的NIR图像，其能够以可分辨的方式显示例如静脉和动脉。因为固体摄像装置10A能够捕获着色的红外图像，所以能够在此区域中以不同颜色对例如人体的静脉和动脉摄像，从而实现更准确度和更高安全度水平的生物特征识别。因此，根据第二实施例的固体摄像装置10A在生物特征识别技术，如静脉、动脉或虹膜特征识别中是有效的。
第三实施例
图10是示出根据本发明第三实施例的具有单元像素群的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的构成的示意性设置的平面图。图11图示根据本发明第三实施例的固体摄像装置中执行的第一模式下的读取操作和第二模式下的读取操作。
第三实施例不同于第一实施例之处在于如下几点。第三实施例中的单元像素群200B各作为单元RGBIR像素群来形成，其中设在设置区域AR22中的PXL22的滤光器被红外专用像素PXL22B替代，该红外专用像素包括用于接收红外光的红外(NIR)光电转换部件。
在第一模式MOD1下，读取部件70被设置为不进行任何处理而输出从包括用作绿色光电转换部件的光电二极管PD11的G像素PXL11、包括用作蓝色光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12以及包括用作红色光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21读取的信号。备选地，在第一模式MOD1下，读取部件70能够将从包括用作红外(NIR)光电转换部件的光电二极管PD22的红外专用像素PXL22B读取的信号相加到从包括用作绿色光电转换部件的光电二极管PD11的G像素PXL11、包括用作蓝色光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12以及包括用作红色光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21读取的信号。在包括红外读取模式MIRRD的第二模式MOD2下，如图11所示，读取部件70被设置为将从包括用作绿色光电转换部件的光电二极管PD11的G像素PXL11、包括用作蓝色光电转换部件的光电二极管PD12的B像素PXL12、包括用作红色光电转换部件的光电二极管PD21的R像素PXL21以及包括用作红外(NIR)光电转换部件的光电二极管PD22的红外专用像素PXL22B读取的信号结合。
在第三实施例中，红外读取模式MIRRD包括第一像素信号读取模式MIRRD1、第二像素信号读取模式MIRRD2、第三像素信号读取模式MIRRD3和第四像素信号读取模式MIRRD4。在第一像素信号读取模式MIRRD1下，从红外专用像素PXL22B读取红外像素信号。在第二像素信号读取模式MIRRD2下，从红外专用像素PXL22B和颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取红外像素信号。在第三像素信号读取模式MIRRD3下，从颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取红外像素信号。在第四像素信号读取模式MIRRD4下，将从红外专用像素PXL22B和颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取的红外像素信号结合。
在第三实施例中，读取部件70能够在第一像素信号读取模式MIRRD1、第二像素信号读取模式MIRRD2、第三像素信号读取模式MIRRD3和第四像素信号读取模式MIRRD4的至少两种之间进行切换并根据所切换的模式来读取像素信号。
图12是图示根据本发明第三实施例的读取部件执行的红外读取模式下在第一至第四像素信号读取模式之间进行的切换操作控制的流程图。
读取部件70从控制系统(未示出)接收模式信号MOD(ST1)，并且确定接收的模式信号是否指示第二模式MOD2中包括的红外读取模式MIRRD的第一像素信号读取模式MIRRD1(ST2)。当在步骤ST2中读取部件70确定接收的模式信号指示红外读取模式MIRRD的第一像素信号读取模式MIRRD1时，读取部件70从红外专用像素PXL22B读取红外像素信号(ST3)。
当在步骤ST2中读取部件70确定接收的模式信号不指示红外读取模式MIRRD的第一像素信号读取模式MIRRD1时，读取部件70确定接收的模式信号是否指示第二像素信号读取模式MIRRD2(ST4)。当在步骤ST4中读取部件70确定接收的模式信号指示红外读取模式MIRRD的第二像素信号读取模式MIRRD2时，读取部件70从红外专用像素PXL22B和颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取红外像素信号(ST5)。
当在步骤ST4中读取部件70确定接收的模式信号不指示红外读取模式MIRRD的第二像素信号读取模式MIRRD2时，读取部件70确定接收的模式信号是否指示第三像素信号读取模式MIRRD3(ST6)。当在步骤ST6中读取部件70确定接收的模式信号指示红外读取模式MIRRD的第三像素信号读取模式MIRRD3时，读取部件70从颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取红外像素信号(ST7)。
当在步骤ST6中读取部件70确定接收的模式信号不指示红外读取模式MIRRD的第三像素信号读取模式MIRRD3时，读取部件70确定接收的模式信号是否指示第四像素信号读取模式MIRRD4(ST8)。当在步骤ST8中读取部件70确定接收的模式信号指示红外读取模式MIRRD的第四像素信号读取模式MIRRD4时，读取部件70将从红外专用像素PXL22B和颜色像素：G像素PXL11、B像素PXL12和R像素PXL21读取的红外像素信号结合(ST9)。
当在步骤ST8中读取部件70确定接收的模式信号不指示红外读取模式MIRRD的第四像素信号读取模式MIRRD4时，读取部件70可以返回到步骤ST1并重复上述的一系列操作。
第三实施例使得不仅能够获得与第一实施例相同的效果，而且能够进一步改善NIR灵敏度。
第四实施例
图13是示出根据本发明第四实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图14示出根据本发明第四实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
第四实施例不同于第三实施例之处在于如下几点。在第四实施例中，用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD11C、用作绿色(G)光电转换部件的光电二极管PD12C以及用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD21C按此次序设置并且也作为用作红外(NIR)光电转换部件的光电二极管来工作。用作红外(NIR)光电转换部件的光电二极管PD22未予提供。
在第四实施例中，单元像素群200C各包括滤光器群260，该滤光器群包括能够接收可见光和具有特定波长的红外光的多个滤光器。滤光器群260包括第一滤光器261和第二滤光器262。第一滤光器261设在红色滤色器FLT-R、绿色滤色器FLT-G和蓝色滤色器FLT-B的光入射一侧上。第二滤光器262设在滤色器阵列220C的红色滤色器FLT-R、绿色滤色器FLT-G和蓝色滤色器FLT-B与用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD11C、用作绿色(G)光电转换部件的光电二极管PD12C以及用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD21C的一侧表面之间，以及第二滤光器262由选择性IR截止材料形成。
滤色器阵列220C与第二滤光器262的位置不限于图13所示的那些。也可以是第二滤光器262设在微透镜阵列210一侧，以及滤色器阵列220C设在光电二极管PD11C、PD12C、PD21C的一侧表面上。
第四实施例的固体摄像装置10C包括光学系统上的如IR滤光器的第一滤光器261，以及还包括由芯片上选择性IR滤光器构成的第二滤光器262。
在第四实施例中，多个滤光器由例如带通滤光器形成。在图14所示的示例中，第一滤光器261的通过(透射)波段的范围例如从380nm到1100nm，这比范围约从380nm到780nm的可见光区域更宽。第二滤光器262的通过(透射)波段的范围涉及例如约从380nm至780nm的可见光区域和900nm或更长的区域。第二滤光器262阻隔范围从780nm至900nm的波段。因此，第二滤光器262可以视为选择性红外(IR)截止滤光器。
在第四实施例中，多个滤光器(第四实施例中的两个滤光器261、262)的至少其中之一能够切换可接收光波长。再者，第二滤光器262设在用作红色(R)光电转换部件的光电二极管PD11C、用作绿色(G)光电转换部件的光电二极管PD12C以及用作蓝色(B)光电转换部件的光电二极管PD21C的一侧表面(光入射一侧)上。多个滤光器(第四实施例中的两个滤光器261、262)设在光学系统、套件和像素上。
在图14中，虚线TC1表示的曲线指示第一滤光器261的透光特征，以及粗实线TC2表示的曲线指示第二滤光器262的透光特征。在第四实施例中，第一滤光器261和第二滤光器262的通过波段是部分不同(截止波长不同)，如图14所示。
如图14所示，包括滤光器群260的固体摄像装置10C能够透射具有RGB或其他颜色的可见光和具有特定波长的红外光以及在光电转换部件处接收透射的光。在第四实施例中，特定红外波长的范围从800nm至1000nm，以及更优选地，从850nm至950nm。
例如，如果滤光器群260能够截止波长为650nm至800nm的非必要光以及波长为1000nm或更长的红外光，则用于生物特征识别接收常规可见光和波长范围从800nm至1000nm的红外光的图像传感器能够捕获具有RGB颜色的可见光图像和减少混色的NIR图像。
第四实施例使得不仅能够获得与第一实施例相同的效果，而且能够捕获RGB图像和减少串扰的NIR图像。
第五实施例
图15是示出根据本发明第五实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图16示出根据本发明第五实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。在图16中，粗实线TC11表示的曲线指示第一滤光器261D的透光特征。
第五实施例不同于第四实施例之处在于如下几点。在上述的第四实施例中，第一滤光器261的通过(透射)波段由例如从380nm到1100nm的一个波段构成，这比范围约从380nm到780nm的可见光区域更宽。
相比而言，第一滤光器261D的通过(透射)波段由多个光波段(在第五实施例中为两个光波段)构成。更具体地，第一滤光器261D具有两个通过(透射)波段区域。一个是范围涉及约从380nm至700nm的可见光波段(可见光区域)的第一通过(透射)区域TWB11，以及另一个是范围涉及约从850nm至1000nm的红外光波段(红外区域)的第二通过(透射)区域TWB12。即，第一滤光器261D作为盖上(on-lid)双带通滤光器来工作也作为红外(IR)滤光器来工作。
图17图示一种确定被阻隔的光波段边缘处的截止波长以便光阻隔波长介于可见光波段与红外光波段之间的光的方法。
在对波长介于多个光波段之间，更具体为介于可见光波段与红外光波段之间的光进行光阻隔时，如图17所示，被阻隔的光波段边缘的截止波长TSWBV、TSWBIR由构成第一滤光器261D的红外滤光器或构成第二滤光器262D的芯片上选择性红外滤光器确定。
第五实施例使得以最小数量的滤光器(IR滤光器)来选择期望的光波段来进行摄像成为可能。例如，在对可见光波段和红外光波段摄像时，具有如图16所示的透光率的IR滤光器能够单独用于摄像。
可备选地，可以使用选择性IR滤光器确定截止波长以减少角度依赖性和串扰。
第六实施例
图18是示出根据本发明第六实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图19示出根据本发明第六实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
第六实施例不同于第五实施例之处在于如下几点。在上述的第五实施例中，第一滤光器261D的通过(透射)波段由多个光波段(在第五实施例中为两个光波段)构成。更具体地，第一滤光器261E具有两个通过(透射)波段区域。一个是范围涉及约从380nm至700nm的可见光波段(可见光区域)的第一通过(透射)区域TWB11，以及另一个是范围涉及约从850nm至1000nm的红外光波段(红外区域)的第二通过(透射)区域TWB12。
第六实施例还配置成能够选择通过区域(通过波段)。如图19所示，当选定波段A时，滤光器261E作为IR滤光器工作，其能够仅在范围涉及约从380nm至700nm的可见光波段(可见光区域)的第一通过(透射)区域TWB11中工作。当选定波段B时，滤光器261E作为IR滤光器工作，其能够仅在范围涉及约从850nm至1000nm的红外光波段(红外区域)的第二通过(透射)区域TWB12中工作。当选定波段C时，滤光器261E作为IR滤光器工作，其能够在范围涉及约从380nm至700nm的可见光波段(可见光区域)的第一通过(透射)区域TWB11和范围涉及约从850nm至1000nm的红外光波段(红外区域)的第二通过(透射)区域中摄像。
第六实施例使得以最小数量的滤光器(IR滤光器)来选择期望的光波段来进行摄像成为可能。
第七实施例
图20是示出根据本发明第七实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图21示出根据本发明第七实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
在图21中，横坐标是波长，纵坐标是量化效率(QE)。在图21中，TC21线指示作为盖上双带通滤光器工作且也作为红外(IR)滤光器工作的第一滤光器261F的透光特征，以及TC22线指示作为芯片上IR截止滤光器工作的第二滤光器262F的透光特征。
第七实施例不同于第六实施例之处在于如下几点。在第七实施例中，由选择性红外滤光器构成的第二滤光器262F由阻隔红外光波段的选择性红外(IR)截止滤光器构成。
第七实施例使得将光学系统上的IR滤光器和芯片上IR截止滤光器组合成R、G和B像素以及以最小数量的滤光器(IR滤光器)来选择期望的光波段来进行摄像成为可能。
第八实施例
图22是示出根据本发明第八实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图23示出根据本发明第八实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
在图23中，横坐标是波长，纵坐标是量化效率(QE)。在图23中，TC31线指示作为盖上双带通滤光器工作且也作为红外(IR)滤光器工作的第一滤光器261G的透光特征，以及TC32线指示作为芯片上IR通过滤光器工作的第二滤光器262G的透光特征。
第八实施例不同于第六实施例之处在于如下几点。在第八实施例中，由选择性红外滤光器构成的第二滤光器262G由透射红外光波段的选择性红外(IR)通过滤光器构成。此外，在第八实施例中，滤光器阵列220G中的每个滤光器由透射一可见光波段的透明滤光器FLT-C构成。
第八实施例使得将光学系统上的IR滤光器和芯片上IR截止滤光器组合成NIR像素以及以最小数量的滤光器(IR滤光器)来选择期望的光波段来进行摄像成为可能。
第九实施例
图24是示出根据本发明第九实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图25示出根据本发明第九实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
在图25中，横坐标是波长，纵坐标是量化效率(QE)。在图25中，TC41线指示作为盖上双带通滤光器工作以及还作为红外(IR)滤光器来工作的第一滤光器261H的透光特征。
第九实施例不同于第六实施例之处在于如下几点。在第九实施例中，由选择性红外滤光器和滤光器阵列220H的滤光器构成的第二滤光器262H由透射一可见光波段的透明滤光器FLT-C构成。
第九实施例使得将光学系统上的IR滤光器和芯片上IR通过滤光器组合成单色像素以及以最小数量的滤光器(IR滤光器)来选择期望的光波段来进行摄像成为可能。
第十实施例
图26是示出根据本发明第十实施例的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的示意性配置的简化剖面图。图27示出根据本发明第十实施例的滤色器阵列和滤光器的透光特征。
第十实施例不同于第四实施例之处在于如下几点。在第十实施例中，滤光器群260I可以包括设在红色滤色器FLT-R、绿色滤色器FLT-G和蓝色滤色器FLT-B的光入射一侧上的第三滤光器263。例如，第二红外截止滤光器262I在CMOS图像传感器(CIS)中在芯片上形成，以及第一滤光器261和/或第三滤光器263在CIS的玻璃盖上或下或光学透镜系统中形成。
在图27中，虚线TC1表示的曲线指示第一滤光器261的透光特征，粗实线TC2表示的曲线指示第二滤光器262的透光特征，以及粗实线TC3表示的曲线指示第三滤光器263的透射特征。在图27所示的示例中，第三滤光器263的通过(透射)波段的范围例如约从380nm到950nm，这比范围约从380nm到780nm的可见光区域更宽。
在第十实施例中，通过切换多个滤光器的可接收光波长(例如，通过切换多个滤光器的组合)，于基本上仅接收可见光的第一光接收模式和能够接收包括红外光的入射光的第二光接收模式之间切换。
在第十实施例中，例如，在用于仅接收可见光的第一光接收模式下，由第二滤光器262和第三滤光器263来执行摄像。在能够接收包括红外光的入射光的第二光接收模式下，由第一滤光器261和第二滤光器262来执行摄像。
第十实施例使得不仅能够获得与四实施例相同的效果，而且能够捕获RGB图像和进一步减少串扰的NIR图像。
上述的固体摄像装置10、10A至10I能够作为摄像装置应用于电子设备，如数码相机、录像机、移动终端、监控录像器和医用内窥镜摄像器。
图28示出应用根据本发明实施例的固体摄像装置的包括摄像器系统的电子设备的配置的示例。
如图28所示，电子设备100包括CMOS图像传感器110，该CMOS图像传感器能够由根据本发明的固体摄像装置10构成。再者，电子设备100包括用于将入射光导向到CMOS图像传感器110的像素区域(以便形成标的图像)的光学系统(如透镜)120。电子设备100包括用于处理CMOS图像传感器110的输出信号的信号处理电路(PRC)130。
信号处理电路130对CMOS图像传感器110的输出信号执行预定的信号处理。在信号处理电路130中处理的图像信号可以采用多种方式来处理。例如，可以将图像信号作为视频图像显示在由液晶显示器等构成的监视器上，或可以通过打印机打印图像信号或直接记录在如内存卡的存储介质上。
如上所述，可以提供包含如CMOS图像传感器110的固体摄像装置10、10A至10I的高性能、结构紧凑且低成本的摄像器系统。再者，制造如监控摄像器和医用内窥镜摄像器的电子设备，其也能够应用于需要在如安装尺寸、可连接缆线、缆线长度和安装高度的安装条件受限下安装摄像器的情况。
Claims (25)
1.一种固体摄像装置，包括：
其中设有单元像素群的一像素部件，所述单元像素群均包括可产生像素信号的执行光电转换的用于可见光的多个像素；以及
用于从所述像素部件中读取所述像素信号的读取部件；
其特征在于，所述用于可见光的多个像素具有对红外光的光接收灵敏度；以及
在红外读取模式下，所述读取部件被设置为将从所述用于可见光的多个像素中读取的红外光的所述像素信号结合。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，所述红外光的波长是800nm或更长。
3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，所述读取部件被设置为从所述用于可见光的多个像素中同时读取可见光区域的颜色像素信号和红外区域的红外像素信号。
4.如权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，所述红外像素信号在近红外区域中具有800nm或更短的波长。
5.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，所述像素部件中设有单元像素群，所述单元像素群包括用于可见光的多个像素，
所述单元像素群包括多个光电转换部件，所述多个光电转换部件配置成将从一个表面侧入射且对应于多个可见光波段的光进行光电转换，
所述多个光电转换部件包括对应于红色区域的红色光电转换部件、对应于绿色区域的绿色光电转换部件以及对应于蓝色区域的蓝色光电转换部件，
在第一模式下，所述读取部件被设置为输出从所述红色光电转换部件、所述绿色光电转换部件以及所述蓝色光电转换部件中读取的信号，以及
在包括所述红外读取模式的第二模式下，所述读取部件被设置为将从所述红色光电转换部件、所述绿色光电转换部件以及所述蓝色光电转换部件中读取的信号结合。
6.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，所述像素部件中设有单元像素群，所述单元像素群包括所述用于可见光的多个像素以及用于接收红外光的红外专用像素，以及
所述红外读取模式包括：
第一像素信号读取模式，用于从所述红外专用像素中读取红外像素信号；
第二像素信号读取模式，用于从所述红外专用像素和所述用于可见光的像素中读取红外像素信号；
第三像素信号读取模式，用于从所述用于可见光的像素中读取红外像素信号；以及
第四像素信号读取模式，用于将所述红外专用像素和所述用于可见光的像素中读取的红外像素信号结合。
7.如权利要求6所述的固体摄像装置，其特征在于，所述读取部件被设置为在所述第一像素信号读取模式、所述第二像素信号读取模式、所述第三像素信号读取模式和所述第四像素信号读取模式的至少两种之间进行切换，并根据所切换的模式来读取所述像素信号。
8.如权利要求6所述的固体摄像装置，其特征在于，所述单元像素群包括多个光电转换部件，所述多个光电转换部件配置成将从一个表面侧入射且对应于所述多个可见光波段的光进行光电转换，
所述多个光电转换部件包括对应于红色区域的红色光电转换部件、对应于绿色区域的绿色光电转换部件、对应于蓝色区域的蓝色光电转换部件以及对应于红外区域的红外光电转换部件，
在第一模式下，所述读取部件被设置为输出从所述红色光电转换部件、所述绿色光电转换部件以及所述蓝色光电转换部件中读取的信号，以及
在包括所述红外读取模式的第二模式下，所述读取部件被设置为将从所述红色光电转换部件、所述绿色光电转换部件、所述蓝色光电转换部件以及所述红外光电转换部件中读取的信号结合。
9.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，所述单元像素群包括多个滤光器，所述多个滤光器能够接收可见光以及具有特定波长的红外光。
10.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，所述特定红外波长的范围介于800nm至1000nm之间。
11.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，所述多个滤光器的至少其中之一能够切换可接收光波长。
12.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，所述多个滤光器的至少其中之一设置在配置成执行光电转换的光电转换部件的光入射一侧上。
13.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，通过切换所述多个滤光器的可接收光波长，能够于基本上仅接收可见光的第一光接收模式以及能够接收包括红外光在内的入射光的第二光接收模式之间切换。
14.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，所述多个滤光器的通过波段部分地不同。
15.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于，所述单元像素群包括：
具有多个用于可见光的滤光器的滤光器阵列；以及
用于可见光的多个光电转换部件，所述多个用于可见光的光电转换部件配置成将透射设在一侧的所述滤光器的光进行光电转换，所述多个光电转换部件对应于所述多个滤光器，以及
所述滤光器包括：
设在所述滤色器的光入射一侧上的第一滤光器；以及
设在所述多个光电转换部件的光入射一侧上的第二滤光器。
16.如权利要求15所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述第一滤光器包括一红外滤光器，
所述第二滤光器包括一芯片上选择性红外滤光器，以及
所述红外滤光器被设置为透射多个光波段。
17.如权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，所述多个光波段的至少其中之一是可见光波段或红外光波段。
18.如权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，被阻隔的光波段边缘的截止波长由所述第一滤光器的所述红外滤光器或所述第二滤光器的所述芯片上选择性红外滤光器确定。
19.如权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，所述选择性红外滤光器包括阻隔红外光波段的选择性红外截止滤光器。
20.如权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述选择性红外滤光器包括透射红外光波段的选择性红外通过滤光器，以及
所述滤光器阵列中的一或多个滤光器由至少透射一可见光波段的透明滤光器构成。
21.如权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，所述选择性红外滤光器和所述滤光器阵列的所述一或多个滤光器包括至少透射一可见光波段的透明滤光器。
22.如权利要求15所述的固体摄像装置，其特征在于，所述多个滤光器还包括设在所述滤色器的光入射一侧上的第三滤光器，
在用于基本上仅接收可见光的第一光接收模式下，由所述第二滤光器和所述第三滤光器来执行摄像，以及
在能够接收包括红外光的入射光的第二光接收模式下，由所述第一滤光器和所述第二滤光器来执行摄像。
23.如权利要求15所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述多个光电转换部件包括对应于红色区域的红色光电转换部件、对应于绿色区域的绿色光电转换部件以及对应于蓝色区域的蓝色光电转换部件。
24.一种用于驱动固体摄像装置的方法，所述固体摄像装置包括其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括执行可产生像素信号的光电转换的用于可见光的多个像素，所述用于可见光的多个像素对红外光具有光接收灵敏度，所述方法包括如下步骤：
在红外读取模式下，从所述用于可见光的多个像素中红外光的所述像素信号，并将红外光的所述像素信号结合。
25.一种电子设备，包括：
固体摄像装置；以及
用于在所述固体摄像装置上形成标的图像的光学系统，
其特征在于，所述固体摄像装置包括：
其中设有单元像素群的像素部件，所述单元像素群包括执行可产生像素信号的光电转换的用于可见光的多个像素；以及
用于从所述像素部件中读取所述像素信号的读取部件，
所述用于可见光的多个像素对红外光具有光接收灵敏度，以及
在红外读取模式下，所述读取部件被设置为将从所述用于可见光的多个像素中读取的红外光的所述像素信号结合。
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