CN110099229B - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

目的是在降低噪声的影响的同时实现全局快门功能。本公开的摄像装置具备：光电变换部，将光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由转送晶体管电连接至光电变换部；第1信号检测晶体管，栅极电连接至电荷蓄积节点；第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至电荷蓄积节点；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至光电变换部；第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接至第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。

Description

摄像装置
技术领域
本公开涉及摄像装置。
背景技术
在数字照相机等的摄像装置中，广泛地使用利用光电变换的图像传感器。作为信号读出的方式，通常采用按照像素阵列的每个行依次进行曝光及信号电荷的读出的所谓的卷帘快门(rolling shutter)。
在卷帘快门动作中，曝光的开始及结束按照像素的阵列的每个行而不同。因此，当对以高速移动的物体进行摄像时，有时作为物体的像而得到畸变的像。此外，当使用闪光灯时，有时在图像内发生明亮度的差。此外，在对以高速反复闪烁的物体进行摄影的情况下，根据帧速率不同，有时取得该物体持续点亮的多个图像、或其物体持续灭掉的多个图像。根据这样的情况，有在像素的阵列中的全部像素中使曝光的开始及结束相同的所谓的全局快门功能的要求。
例如下述的专利文献1公开了一种能够进行全局快门动作的摄像装置。专利文献1的图1及图2公开了一种使转送晶体管夹在光敏二极管与浮置扩散区域之间的电路结构。
专利文献1：美国专利申请公开第2008/0210986号说明书
发明内容
如果能够一边降低噪声的影响一边实现全局快门功能，则是有益的。如果能够提高帧速率，则更为有益。
根据本公开的非限定性的一个例示性的实施方式，提供以下的结构。
一种摄像装置，具备：光电变换部，将光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由上述转送晶体管电连接至上述光电变换部；第1信号检测晶体管，栅极电连接至上述电荷蓄积节点；第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述电荷蓄积节点；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接上述光电变换部上；上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接在上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及上述第2复位晶体管的源极及漏极的另一方上。
包含性或具体的技术方案可以由元件、器件、系统、集成电路、方法或计算机程序实现。此外，包含性或具体的技术方案可以由元件、器件、系统、集成电路、方法及计算机程序的任意的组合实现。
公开的实施方式的追加性的效果及优点根据说明书及附图会变得清楚。效果及/或优点由在说明书及附图中公开的各种各样的实施方式或特征分别提供，不是为了得到它们的1个以上而需要全部。
根据本公开的一技术方案，能提供一种能够在降低噪声的影响的同时实现全局快门的摄像装置。
附图说明
图1是示意地表示本公开的一实施方式的摄像装置的例示性的结构的图。
图2是示意地表示像素10的电路结构的概要的图。
图3是表示像素10的例示性的电路结构的图。
图4是用来说明摄像装置100的动作的一例的时间图。
图5是表示作为光电变换部20而具有包括像素电极22、光电变换层24及对置电极26的层叠构造的像素10B的器件构造的示意性的剖面图。
图6是表示具有光敏二极管20C的像素10C的图。
图7是表示像素10的另一例示性的电路结构的图。
图8是用来说明具有图7所示的像素10D的摄像装置的动作的另一例的时间图。
图9是表示像素10的又一例示性的电路结构的图。
图10是表示像素10的又一例示性的电路结构的图。
具体实施方式
本公开的一技术方案的概要是以下这样的。
[项目1]
一种摄像装置，具备：光电变换部，将光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由上述转送晶体管电连接至上述光电变换部；第1信号检测晶体管，栅极电连接至上述电荷蓄积节点；第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述电荷蓄积节点；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述光电变换部；上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方，电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及上述第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
[项目2]
如项目1所述的摄像装置，第1信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
[项目3]
一种摄像装置，具备：光电变换部，将入射光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由上述转送晶体管电连接至上述光电变换部；第1信号检测晶体管，栅极电连接至上述电荷蓄积节点；第2信号检测晶体管，栅极电连接至上述光电变换部；第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述电荷蓄积节点；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述光电变换部；上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方；上述第2信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接至上述第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
[项目4]
如项目3所述的摄像装置，第1信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方；第2信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
[项目5]
如项目1～4的任一项所述的摄像装置，还具备：反馈晶体管，电连接在上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的上述一方与上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方之间；第1电容元件，一端电连接至上述电荷蓄积节点，另一端电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方；以及第2电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管与上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方之间的节点。
[项目6]
如项目1～4的任一项所述的摄像装置，还具备：反馈晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的上述一方；第1电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管的源极及漏极的另一方，另一端电连接至上述电荷蓄积节点；以及第2电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管与上述第1电容元件之间的节点。
[项目7]
如项目1～6的任一项所述的摄像装置，还具备电连接在上述第2复位晶体管的源极及漏极的上述一方与上述转送晶体管之间的缓冲电路。
[项目8]
一种摄像装置，具备：光电变换部，将入射光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由转送晶体管电连接至光电变换部；第1信号检测晶体管，输出与蓄积在电荷蓄积节点中的电荷的量对应的信号；以及反馈电路，使第1信号检测晶体管的输出电气地反馈；反馈电路包括：第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至电荷蓄积节点，将电荷蓄积节点复位；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至光电变换部，将光电变换部复位；信号的全部或一部分被电气地反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
根据项目8的结构，由于经由转送晶体管将电荷蓄积节点电连接至光电变换部，所以能够与向具有与光电变换部的连接的节点的信号电荷的蓄积并行地进行与电荷蓄积节点的电位对应的信号的读出。因此，例如，能够缩小对电荷蓄积没有贡献的期间而使帧速率提高。特别是，通过在全部的像素之间使第2复位晶体管及转送晶体管的关闭的定时一致，能够实现全局快门。此外，能够在电荷蓄积节点及光电变换部的复位中利用第1信号检测晶体管的输出，能够通过利用反馈的噪声消除来降低噪声的影响。
[项目9]
一种摄像装置，具备：光电变换部，将入射光变换为电荷；转送晶体管；电荷蓄积节点，经由转送晶体管电连接至光电变换部；第1信号检测晶体管，输出与蓄积在电荷蓄积节点中的电荷的量对应的第1信号；第2信号检测晶体管，输出与蓄积在光电变换部及转送晶体管之间的节点中的电荷的量对应的第2信号；以及反馈电路，使第1信号检测晶体管的输出及第2信号检测晶体管的输出电气地反馈；反馈电路包括：第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至电荷蓄积节点，将电荷蓄积节点复位；以及第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至光电变换部，将光电变换部复位；第1信号的全部或一部分被电气地反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方；第2信号的全部或一部分被电气地反馈到第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
根据项目9的结构，能得到与项目8的结构同样的效果。进而，由于包括信号检测电路的初始化电路连接在电荷蓄积节点和光电变换部的各自上，所以能够独立地控制对于电荷蓄积节点和光电变换部的各自的反馈环的形成及消除，能够将对于电荷蓄积节点的复位及噪声消除和对于光电变换部的复位及噪声消除并行地执行。
[项目10]
如项目8或9所述的摄像装置，还具备：反馈晶体管，电连接在第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方与第1复位晶体管的源极及漏极的另一方之间；第1电容元件，电并联连接在第1复位晶体管上；以及第2电容元件，一方的电极电连接在反馈晶体管与第1复位晶体管的源极及漏极的另一方之间的节点上。
根据项目10的结构，能够使第1复位晶体管也作为增益切换用的晶体管发挥功能。通过适当地控制第1复位晶体管及反馈晶体管的栅极电压，能够切换能以比较高的灵敏度进行摄像的第1模式、和能以比较低的灵敏度进行摄像的适合于高照度下的摄像的第2模式。
[项目11]
如项目8或9所述的摄像装置，还具备：反馈晶体管，电连接在第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方与电荷蓄积节点之间；第1电容元件，电连接在反馈晶体管与电荷蓄积节点之间；以及第2电容元件，一方的电极电连接至反馈晶体管与第1电容元件之间的节点；第1复位晶体管的源极及漏极的另一方电连接至第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方。
根据项目11的结构，由于将第1复位晶体管的源极及漏极中的没有连接到电荷蓄积节点上的一侧电连接至第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方，所以提高了用来确保第1复位晶体管的驱动力的杂质特性的设计的自由度。
[项目12]
如项目8～11的任一项所述的摄像装置，还具备电连接在上述第2复位晶体管的源极及漏极的一方与转送晶体管之间的缓冲电路。
根据项目12的结构，通过使缓冲电路夹在第2复位晶体管与转送晶体管之间，得到SN比提高的效果。结果，噪声的影响被相对地降低。
以下，参照附图详细地说明本公开的实施方式。另外，以下说明的实施方式都表示包含性或具体的例子。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定本公开的意思。在本说明书中说明的各种各样的技术方案只要不发生矛盾就能够相互组合。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素而进行说明。在各图中，实质上具有相同功能的构成要素用共同的标号表示，有时将重复的说明省略或简略化。
(摄像装置的实施方式)
图1表示本公开的一实施方式的摄像装置的例示性的结构。图1所示的摄像装置100具有包括多个像素10的像素阵列PA和外围电路。各像素10具有将入射光变换为电荷的光电变换部，多个像素10通过例如二维地排列在半导体基板上，形成摄像区域。在该例中，将像素10配置为m行n列的矩阵状，各像素10的中心位于正方格的格点上。当然，像素10的配置并不限定于图示的例子，例如也可以以各中心位于三角格、六角格等的格点上的方式配置多个像素10。
在图1所例示的结构中，外围电路包括行扫描电路80、信号处理电路82、输出电路84及控制电路86。外围电路既可以配置在形成像素阵列PA的半导体基板上，也可以其一部分配置在其他的基板上。
行扫描电路80也被称作垂直扫描电路，具有与对应于多个像素10的各行而设置的行控制线R0，R1，…，Ri，…，Rm－1的连接。如果着眼于多个像素10中的例如第i行，则在属于第i行的多个像素10上连接着行控制线Ri，因而，行扫描电路80经由行控制线Ri连接在这些像素上。行扫描电路80以行单位选择像素10，执行信号电压的读出及像素内的光电变换部的复位等。
另外，图1只不过示意地表示各像素10与行扫描电路80之间的连接，按照多个像素10的每个行配置的控制线的数量并不限定于1个。如后述那样，摄像装置100可以按照各行而具有2个以上的控制线。例如，行扫描电路80也可以具有与多个像素10的各行对应而设置的复位控制线等的连接。
信号处理电路82具有与对应于多个像素10的各列而设置的输出信号线S0，S1，…，Si，…，Sn－1的连接。例如，属于第j列的多个像素10连接在输出信号线Sj上。像素10的输出，通过由行扫描电路80以行单位进行选择，经由输出信号线S0～Sn－1向信号处理电路82读出。信号处理电路82对于从像素10读出的输出信号，进行以相关双采样为代表的噪声平抑信号处理、模拟数字变换等。信号处理电路82的输出经由输出电路84被向摄像装置100的外部读出。
控制电路86接受例如从摄像装置100的外部给与的指令数据、时钟等，控制摄像装置100整体。控制电路86典型的是具有定时发生器，向行扫描电路80、信号处理电路82等供给驱动信号。
图2示意地表示像素10的电路结构的概要。为了简单，图2将位于像素阵列PA中的第i行第j列的像素10取出并表示。
像素10大体上包括光电变换部20、电连接在光电变换部20上的电荷蓄积节点FD、连接在光电变换部20与电荷蓄积节点FD之间的转送晶体管40和反馈电路30。反馈电路30具有信号检测电路33、和电连接在信号检测电路33上的第1初始化电路31及第2初始化电路32。第1初始化电路31连接在电荷蓄积节点FD上，将电荷蓄积节点FD的电位复位为规定的电位。另一方面，第2初始化电路32连接在将光电变换部20与转送晶体管40连结的节点TD上，将节点TD的电位即光电变换部20的电位复位为规定的电位。
光电变换部20将入射光变换为电荷。典型地，通过光的入射而在光电变换部20中生成正及负的电荷对，它们中的一方的极性的电荷被作为信号电荷暂时地蓄积在节点TD中。以下，作为信号电荷而例示空穴。如后述那样，作为光电变换部20，可以采用光敏二极管或光电变换层被2个电极夹着的光电变换构造等。光电变换构造的具体例在后面叙述。
如图示那样，像素10还包括连接在光电变换部20与电荷蓄积节点FD之间的转送晶体管40。转送晶体管40典型的是场效应晶体管，在其栅极上连接着转送控制线Ti。转送控制线Ti例如连接在上述行扫描电路80上，行扫描电路80通过控制转送控制线Ti的电位，切换转送晶体管40的开启及关闭。
通过转送晶体管40的开启，能够将蓄积在节点TD中的信号电荷在任意的定时向电荷蓄积节点FD转送。被转送到电荷蓄积节点FD的信号电荷被暂时地保持在电荷蓄积节点FD中，由信号检测电路33在规定的定时向输出信号线Sj读出。
如在图2中示意地表示那样，第1初始化电路31及第2初始化电路32具有与信号检测电路33的连接。在本公开的典型的实施方式中，第1初始化电路31及第2初始化电路32利用信号检测电路33的输出，分别执行电荷蓄积节点FD的电位的复位及光电变换部20的电位的复位。
图3表示像素10的例示性的电路结构。图3所示的像素10A是上述的像素10的一例，像素10A的反馈电路30A包括第1初始化电路31A、第2初始化电路32A和信号检测电路33。另外，在图3中，将节点TD具有的电容用电容元件Ctd的形式表现，将电荷蓄积节点FD具有的电容用电容元件Cfd的形式表现。但是，在现实中并不是必须将电容元件将连接在这些节点上。
在图示的例子中，信号检测电路33具有信号检测晶体管44和地址晶体管46。与上述的转送晶体管40同样，信号检测晶体管44及地址晶体管46典型的是场效应晶体管。以下，作为转送晶体管40、信号检测晶体管44及地址晶体管46而例示N沟道MOS。在以后的说明中，关于其他的晶体管，也只要没有特别否定，就假设为使用N沟道MOS而进行说明。
信号检测晶体管44连接在电源线60与地址晶体管46之间，信号检测晶体管44的栅极连接在电荷蓄积节点FD上。电源线60向各像素10A供给规定的电压。电源线60例如可以构成为，通过连接适当的切换电路及电源，能够有选择地对各像素10A施加3.3V左右的电源电压VDD和0V的电压。在对各像素10A施加了电源电压VDD的状态下，电源线60作为源极跟随器电源发挥功能，信号检测晶体管44将与蓄积在电荷蓄积节点FD中的电荷的量对应的信号向地址晶体管46输出。
地址晶体管46的源极连接在输出信号线Sj上，在其栅极上连接着行控制线Ri。即，行扫描电路80通过控制向行控制线Ri施加的电压电平，能够将信号检测晶体管44的输出以信号电压的形式有选择地向输出信号线Sj读出。
第1初始化电路31A具有第1复位晶体管41和反馈晶体管43。如图示那样，第1复位晶体管41的源极及漏极的一方连接在电荷蓄积节点FD上。第1复位晶体管41的源极及漏极的另一方，换言之，源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧，经由反馈晶体管43连接在反馈线50上。这里，反馈线50是连接在信号检测晶体管44的源极上的信号线。即，反馈晶体管43电连接在第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧与信号检测晶体管44的源极之间。
在第1复位晶体管41的栅极及反馈晶体管43的栅极上，分别连接着第1复位控制线Ui及反馈控制线Fi。第1复位控制线Ui及反馈控制线Fi例如连接在行扫描电路80上。在此情况下，行扫描电路80通过向第1复位控制线Ui及反馈控制线Fi施加的电压电平的控制，能够控制第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启及关闭。通过将第1复位晶体管41及反馈晶体管43开启，形成使信号检测晶体管44的输出信号的全部或一部分向第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧电气地反馈的反馈环。由此，能够将电荷蓄积节点FD的电位复位为规定的电位。
进而，这里第1初始化电路31A具有电并联连接在第1复位晶体管41上的第1电容元件C1和第2电容元件C2。如果设第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧与反馈晶体管43之间的节点为节点RD，则第2电容元件C2的一方的电极电连接在节点RD上。典型地，第2电容元件C2的电容值比第1电容元件C1的电容值大。另外，在第2电容元件C2的另一方的电极上，通过连接未图示的控制线，在摄像装置100的动作时被供给规定的电压。如后述那样，通过初始化电路具有第1电容元件C1及第2电容元件C2，能够更有效地缩小伴随着晶体管的关闭而发生的kTC噪声。
第1电容元件C1及第2电容元件C2例如既可以具有MIS(metal－insulator－semiconductor：金属—绝缘体—半导体)构造，也可以具有MIM(metal－insulator－metal：金属—绝缘体—金属)构造。第1电容元件C1及第2电容元件C2的构造不需要相同。另外，在本说明书中，“电容元件(capacitor)”是指在电极之间夹着绝缘膜等的电介体的构造。本说明书中的“电极”并不限定于由金属形成的电极，而以宽泛地包含多晶硅层等的方式解释。本说明书中的“电极”可以是半导体基板的一部分。
第2初始化电路32A具有源极及漏极的一方连接在节点TD上、源极及漏极的另一方连接在反馈线50上的第2复位晶体管42。在第2复位晶体管42的栅极上，连接着例如连接在行扫描电路80上的第2复位控制线Vi。行扫描电路80通过向第2复位控制线Vi施加的电压电平的控制，能够控制第2复位晶体管42的开启及关闭。通过将第2复位晶体管42开启，能够形成使信号检测晶体管44的输出信号的全部或一部分向第2复位晶体管42的源极及漏极中的没有连接在节点TD上的一侧电气地反馈的反馈环。由此，能够将光电变换部20的电位复位为规定的电位。
这样，反馈电路30A可以是使信号检测晶体管44的输出向电荷蓄积节点FD及光电变换部20电气地反馈的电路。如以下说明那样，在本公开的实施方式中，典型的是依次执行光电变换部20的复位和电荷蓄积节点FD的复位。
(摄像装置的动作的例子)
图4是用来说明摄像装置100的动作的一例的时间图。在图4中，RS1i的曲线图及FBi的曲线图分别表示第i行的第1复位控制线Ui及反馈控制线Fi的电压电平的变化。换言之，RS1i的曲线图及FBi的曲线图分别表现属于第i行的像素10A的第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启及关闭的定时。同样，SEi的曲线图表示第i行的行控制线Ri的电压电平的变化。图4的上段所示的RS2的曲线图及TX的曲线图分别表示各行的第2复位控制线Vi及转送控制线Ti的电压电平的变化。根据以下的说明可知，在该例中，关于第2复位晶体管42及转送晶体管40，开启及关闭的定时在全部的像素中相同。因而，这里关于各行的第2复位控制线Vi及转送控制线Ti的电压电平，分别用单一的曲线图代表地表示它们的变化。
在摄像时，执行电子快门动作、换言之光电变换部20的复位及电荷蓄积节点FD的复位。如图4所示，首先，在地址晶体管46被关闭的状态下将第2复位晶体管42及转送晶体管40开启(时刻t1)。此时，第1复位晶体管41及反馈晶体管43是关闭的状态。
通过将第2复位晶体管42及转送晶体管40开启，形成使信号检测晶体管44的输出向节点TD反馈的反馈环。通过反馈环的形成，节点TD的电位收敛于规定的电位。换言之，能够从节点TD将不需要的电荷排出而将光电变换部20复位。
这里，关于像素阵列PA中的全部像素10A一齐切换第2复位晶体管42及转送晶体管40的开启及关闭。通过将各行的第2复位晶体管42及转送晶体管40开启，能够将像素阵列PA中的全部像素10A的光电变换部20一齐复位。
接着，将第2复位晶体管42及转送晶体管40关闭(时刻t2)。这里，如图4所示，使第2复位控制线Vi的电位跨过第2复位晶体管42的阈值电压而从高电平向低电平逐渐变化。如果使第2复位控制线Vi的电位从高电平朝向第2复位晶体管42成为关闭的低电平逐渐下降，则第2复位晶体管42从开启状态向关闭状态逐渐变化。同样，在该例中，关于转送控制线Ti的电位，也使其跨过转送晶体管40的阈值电压而从高电平向低电平逐渐变化，通过这样的电压变化，使转送晶体管40从开启状态转变为关闭状态。
这里，如果着眼于第2复位晶体管42，则如在图3中用电容元件Ctd的形式示意地表示那样，通过节点TD具有寄生电容成分，第2复位晶体管42与在节点TD处寄生的电容成分一起形成RC滤波器电路。如果使第2复位控制线Vi的电位下降，则第2复位晶体管42的电阻成分增加，第2复位晶体管42的带宽变窄。结果，向节点TD反馈的信号的频率范围变窄。即，第2复位晶体管42作为对信号检测晶体管44的输出加以带宽制限的带宽控制电路发挥功能。
另外，此时从电源线60对各像素10A供给例如0V的电压。通过使第2复位控制线Vi的电位从高电平逐渐下降为低电平而将第2复位晶体管42关闭，能够将伴随着第2复位晶体管42的关闭而发生的kTC噪声中的残留在节点TD中的噪声与没有反馈的情况相比缩小。如果设使信号检测晶体管44作为放大器发挥功能时的放大率为(－A)，则能够将残留在节点TD处的kTC噪声抑制为1/(1+A)1/2倍。这里，A典型的是比1大，具有几十～几百左右的值。利用反馈的这样的噪声消除的详细情况在日本特开2016－127593号公报中说明。为了参考，将日本特开2016－127593号公报的公开内容的全部在本说明书中引用。
关于转送晶体管40也可以说是同样的。通过使转送控制线Ti的电位从高电平逐渐下降到低电平而将转送晶体管40关闭，能够将伴随着转送晶体管40的关闭而发生的kTC噪声中的残留在节点TD中的噪声与没有反馈的情况相比缩小。另外，在该例中，使各行的第2复位控制线Vi及转送控制线Ti的电位从高电平朝向低电平连续地下降，但也可以使各行的第2复位控制线Vi的电位及/或转送控制线Ti的电位从高电平朝向低电平阶段性地下降。
通过光电变换部20的复位，开始由光电变换部20生成的电荷的向节点TD的蓄积。此时，由于转送晶体管40是关闭，所以节点TD和电荷蓄积节点FD处于相互电分离的状态。图4中的两箭头EXP表现曝光期间、即信号电荷的蓄积期间。
接着，在曝光期间中，将电荷蓄积节点FD复位。在第2复位晶体管42的关闭后、或者在第2复位晶体管42关闭的同时，将第1复位晶体管41及反馈晶体管43开启。通过第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启，形成使信号检测晶体管44的输出向电荷蓄积节点FD反馈的反馈环。通过反馈环的形成，电荷蓄积节点FD的电位收敛为规定的电位，将电荷蓄积节点FD复位。
接着，将各行的第1复位控制线Ui的电位设为低电平，将各像素10A中的第1复位晶体管41关闭(时刻t3)。在第1复位晶体管41被关闭的状态下，电荷蓄积节点FD和节点RD为经由第1电容元件C1被电耦合的状态。此时，从反馈晶体管43向节点RD输出的信号被由第1电容元件C1和电荷蓄积节点FD的寄生电容成分形成的衰减电路衰减，并向电荷蓄积节点FD反馈。如果设第1电容元件C1的电容值为Cc，设电荷蓄积节点FD的寄生电容成分的电容值为Cf，则此时的衰减率B表示为Cc/(Cc+Cf)。
第1复位晶体管41关闭时的、在其一部分中包含信号检测晶体管44的信号检测电路33的放大率是(－A)*B(“*”表示乘法)。因而，能够将伴随着第1复位晶体管41的关闭而发生的kTC噪声与没有反馈的情况相比抑制为1/(1+A*B)倍。
接着，通过使反馈控制线Fi的电位跨过反馈晶体管43的阈值电压而从高电平向低电平逐渐变化，将反馈晶体管43关闭。在到反馈晶体管43成为关闭为止的期间中，继续反馈环的形成。反馈晶体管43与第2电容元件C2一起构成RC滤波器电路。如果通过反馈控制线Fi的电压电平的下降而反馈晶体管43的电阻成分增加，则反馈晶体管43的带宽变窄。因而，经由反馈晶体管43向电荷蓄积节点FD反馈的信号的频率范围变窄。
通过在反馈晶体管43的动作带宽比信号检测晶体管44的动作带宽窄的状态下将反馈晶体管43关闭，能够将伴随着反馈晶体管43的关闭而发生的kTC噪声由反馈电路30A抑制为1/(1+A*B)1/2倍。
进而，在参照图3说明的电路结构中，在节点RD上连接着第2电容元件C2。因而，如果设第2电容元件C2的电容值为Cs，则伴随着反馈晶体管43的关闭而发生的kTC噪声与没有反馈的情况相比成为(Cf/Cs)1/2倍。在反馈晶体管43的关闭后残留在电荷蓄积节点FD中的kTC噪声，是来源于第1复位晶体管41的关闭的kTC噪声与来源于反馈晶体管43的关闭的kTC噪声的平方和。因为这些，结果残留在电荷蓄积节点FD中的kTC噪声与没有反馈的情况相比成为[1+((1+A*B)*Cf/Cs)]1/2/(1+A*B)倍。
这样，由于在反馈晶体管43的动作带宽比信号检测晶体管44的动作带宽窄的状态下将反馈晶体管43关闭，所以能够降低残留在电荷蓄积节点FD中的总的kTC噪声。根据上述式子可知，通过使第2电容元件C2的电容值比第1电容元件C1的电容值大，能够更有效地降低kTC噪声。反馈控制线Fi的电位与第2复位晶体管42的关闭的情况同样，既可以从高电平朝向低电平连续地下降，也可以阶段性地下降。
在电荷蓄积节点FD的复位后，将地址晶体管46开启(时刻t4)。通过将地址晶体管46开启，由信号检测电路33从各像素10A将与电荷蓄积节点FD的电位对应的信号向输出信号线Sj读出。此时，电源线60向各像素10A供给电源电压VDD。
此时读出的信号是与复位电平对应的基准电平的信号。在图4中，如由虚线的椭圆及箭头表示那样，以多个像素10A的行单位依次执行信号的读出。在基准电平的信号的读出后，将地址晶体管46关闭。
根据图4可知，在该例中，在电荷蓄积期间中执行从各像素10A的信号的读出。根据本公开的实施方式，由于经由转送晶体管40将电荷蓄积节点FD电连接在光电变换部20上，所以能够与信号电荷向节点TD的蓄积并行地进行与电荷蓄积节点FD的电位对应的信号的读出。
在经过规定的时间后，将转送控制线Ti的电压电平设为高电平，将转送晶体管40开启(时刻t5)。通过转送晶体管40的开启，将到转送晶体管40的开启为止蓄积在节点TD中的电荷即信号电荷向电荷蓄积节点FD转送。然后，将转送控制线Ti的电压电平再次设为低电平，将转送晶体管40关闭(时刻t6)。如在图4中示意地表示那样，从光电变换部20的复位到将转送晶体管40关闭为止的期间，是该例中的曝光期间、即电荷蓄积期间。这里，转送晶体管40的开启及关闭的定时在多个像素10A的全部的行中是相同的。即，电荷蓄积期间的开始及结束在全部的像素10A之间是相同的，实现了全局快门。
在将信号电荷转送到电荷蓄积节点FD之后，通过将地址晶体管46开启(时刻t7)，将与被转送到电荷蓄积节点FD中的电荷的量对应的信号读出。将此时的信号的读出以多个像素10A的行单位执行。通过计算此时读出的信号与基准电平的信号的差，能够得到图像信号。
在关于全部的行的信号的读出的结束后，即，在最终行的地址晶体管46的关闭后，将第2复位晶体管42及转送晶体管40再次开启，通过上述次序，将光电变换部20复位(时刻t8)。从光电变换部20的复位完成的时点，第2帧的电荷蓄积期间开始。如图4所示，通过关于全部的行以共同的定时执行光电变换部20的复位，能够在全部的像素10A之间使电荷蓄积期间的开始一致。
接着，将第1复位晶体管41及反馈晶体管43开启(时刻t9)，通过上述次序，将电荷蓄积节点FD复位。电荷蓄积节点FD的复位关于全部的行能够以共同的定时执行。在电荷蓄积节点FD的复位后，换言之，在反馈晶体管43的关闭后，通过将地址晶体管46开启(时刻t10)，将与第2帧的复位电平对应的基准电平的信号读出。基准电平的信号的读出只要能够在到转送晶体管40接着再次被开启为止的期间内将最终行的信号的读出，能够以任意的定时执行。
然后，通过以规定的定时将转送晶体管40开启，将蓄积在节点TD中的电荷向电荷蓄积节点FD转送。通过转送晶体管40的关闭，第2帧的电荷蓄积期间结束(时刻t11)。然后的信号的读出动作与第1个帧的读出动作是同样的，以后重复上述的次序。
根据以上可知，这里，相对于以行单位依次执行信号的读出，使第2复位晶体管42的关闭的定时和转送晶体管40的关闭的定时在全部的像素10A中相同。即，电荷蓄积期间的开始及结束在全部的像素10A之间一致，实现了全局快门。
在本公开的实施方式中，在电荷蓄积节点FD与光电变换部20之间夹装着转送晶体管40。即，在将转送晶体管40设为关闭的状态下，将节点TD与电荷蓄积节点FD电分离。因而，能够与电荷向节点TD的蓄积并行地执行电荷蓄积节点FD的复位及基准电平的信号的读出。换言之，能够使用于电荷蓄积节点FD的复位及基准电平的信号的读出的期间与电荷蓄积期间交迭。因而，不需要为了确保电荷蓄积节点FD的复位及信号的读出的期间而另外设置非曝光期间，能够缩小对电荷的蓄积有贡献的期间而使帧速率提高。或者，能够扩大曝光期间。
进而，根据在图3中例示的结构，反馈电路30A包括在光电变换部20及电荷蓄积节点FD的各自上独立地连接的第1初始化电路31A及第2初始化电路32A。这些初始化电路利用反馈而将光电变换部20及电荷蓄积节点FD的各自的电位复位。因而，能够降低残留在电荷蓄积节点FD中的kTC噪声。
另外，根据在图3中例示的电路结构，通过适当地控制第1复位晶体管41及反馈晶体管43的栅极电压，能够切换灵敏度不同的2个动作模式。参照图4说明的动作例，是能够以比较高的灵敏度进行摄像的第1模式下的动作。以下说明的第2模式是适合于能够以比较低的灵敏度进行摄像的高照度下的摄像的模式。
为了在第2模式下动作，在参照图4说明的各控制线的电压的控制中，只要将第1复位控制线Ui的电位固定为高电平、将第1复位晶体管41固定为开启状态就可以。通过将第1复位晶体管41固定为开启状态，成为具有比较大的电容值的第2电容元件C2连接在电荷蓄积节点FD上的状态，电荷蓄积节点FD整体的电容值变大。因而，能够蓄积更多的电荷。
在第2模式下，通过反馈晶体管43的开启及关闭，控制使信号检测晶体管44的输出向电荷蓄积节点FD反馈的反馈环的形成及消除。即，在第2模式下，反馈晶体管43可以作为复位晶体管发挥功能。如参照图4说明那样，通过使反馈控制线Fi的电位跨过反馈晶体管43的阈值电压而从高电平向低电平逐渐变化，能够将伴随着反馈晶体管43的关闭而发生的kTC噪声的影响降低。另外，在比较低的灵敏度下，要求信号电荷的蓄积区域整体的电容较大，另一方面，噪声给画质带来的影响较小。
在上述第1模式下，第2电容元件C2没有直接连接在电荷蓄积节点FD上，而是经由第1电容元件C1连接在电荷蓄积节点FD上。因此，即使第2电容元件C2具有比较大的电容值，也能够通过减小第1电容元件C1的电容值来避免SN比的下降。电容值的比(Cc/Cs)例如可以是1/10左右。
根据图3所例示那样的电路结构，这样也能够使第1复位晶体管41作为增益切换用的晶体管发挥功能。在日本特开2017－046333号公报中说明这样的模式切换的详细情况。为了参考，在本说明书中援用日本特开2017－046333号公报的公开内容全部。
(像素10的器件构造的一例)
这里，说明像素10的器件构造的一例。图5示意地表示作为光电变换部20而具有包括像素电极22、光电变换层24及对置电极26的层叠构造的像素10B的器件构造。像素10B与上述像素10A同样，是图1及图2所示的像素10的一例。
在图5所例示的结构中，像素10B包括半导体基板90、将半导体基板90覆盖的层间绝缘层70、和支承在层间绝缘层70上的光电变换部20B。光电变换部20B具有支承在层间绝缘层70上的像素电极22、像素电极22上的光电变换层24和将光电变换层24覆盖的对置电极26。
像素电极22被按照每个像素10B设置，通过与邻接的其他像素10B的像素电极22之间在空间上分离，被从其他像素10B的像素电极22电分离。像素电极22由铝、铜等的金属、金属氮化物、或通过被掺杂杂质而被赋予了导电性的多晶硅等形成。光电变换层24由有机材料或非晶硅等的无机材料形成，通过光电变换，生成正及负的电荷，例如空穴-电子对。典型地，光电变换层24跨越多个像素10B而形成。光电变换层24也可以包括由有机材料构成的层和由无机材料构成的层。对置电极26是由ITO等的透明的导电性材料形成的电极，配置在光电变换层24的2个主面中的光入射的一侧。典型地，对置电极26与光电变换层24同样跨越多个像素10B而形成。
半导体基板90在各像素10B中包括多个杂质区域。在图5中，为了简单而表示这些杂质区域中的2个杂质区域90a及90b。在图示的例子中，杂质区域90a及90b的一方作为转送晶体管40的漏极区域发挥功能，另一方作为源极区域发挥功能。在图5中省略了转送晶体管40以外的晶体管的图示，但可以将第1初始化电路31、第2初始化电路32及信号检测电路33中包含的各种各样的晶体管也形成在半导体基板90上。在半导体基板90上，也设置有用于形成在与邻接的其他像素10B中的元件之间的电分离的元件分离区域92。另外，半导体基板90并不限定于其整体是半导体的基板，也可以是在形成摄像区域的一侧的表面上设置有半导体层的绝缘基板等。
层间绝缘层70典型的是包括多层的二氧化硅层的绝缘构造。如在图5中示意地表示那样，在层间绝缘层70中，设置有将光电变换部20B的像素电极22与半导体基板90上的电路电连接的导电构造72。在该例中，像素电极22与作为转送晶体管40的源极区域或漏极区域的杂质区域90a经由导电构造72相互电连接。
在图5中省略了图示，但在对置电极26上连接未图示的电源线。在摄像装置100的动作时，通过经由未图示的电源线向对置电极26施加规定的电压，在对置电极26与像素电极22之间施加10V左右的电位差。由此，能够将由光电变换部20B生成的正及负的电荷中的一方作为信号电荷，由像素电极22收集。例如，通过相对于像素电极22将对置电极26设为高电位，能够由像素电极22收集正电荷，将空穴作为节点TDK信号电荷蓄积。当然，作为信号电荷也可以利用电子。
像素电极22、导电构造72及杂质区域90a具有将由光电变换部20B生成的信号电荷暂时地保持的功能。杂质区域90a构成节点TD的一部分。另一方面，杂质区域90b构成电荷蓄积节点FD的一部分。
(变形例)
光电变换部20的具体的结构并不限定于图5所示的例子。图6是表示具有光敏二极管20C的像素10C的电路结构的图。如在图6中例示那样，作为光电变换部20当然也可以采用光敏二极管。
图7是表示像素10的其他的例示性的电路结构的图。与参照图3说明的像素10A相比，图7所示的像素10D代替反馈电路30A而具有反馈电路30D。反馈电路30D包括第1初始化电路31D。
第1初始化电路31D与图3的第1初始化电路31A之间的主要的差异点是，在第1初始化电路31D中，第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧不是连接在节点RD上、而是连接在反馈线50上。换言之，在第1初始化电路31D中，第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧电连接在信号检测晶体管44的源极上。
另外，在图7所例示的结构中，反馈晶体管43连接在反馈线50与电荷蓄积节点FD之间。换言之，反馈晶体管43连接在信号检测晶体管44的源极与电荷蓄积节点FD之间。在反馈晶体管43与电荷蓄积节点FD之间连接着第1电容元件C1这一点与图3所示的第1初始化电路31A相同。第2电容元件C2的一方的电极连接在反馈晶体管43与第1电容元件C1之间的节点SD。
在图7所示的像素10D的电路结构中，不能利用第1复位晶体管41作为增益切换用的晶体管。因此，不能进行上述的第1模式与第2模式之间的切换。但是，由于将第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧直接连接在反馈线50上，所以能得到提高用来确保第1复位晶体管41的驱动力的杂质特性(profile)的设计的自由度的优点。
像素10D中包含的各晶体管的动作定时可以与参照图4说明的例子是同样的。通过图7所示的电路结构，也能够将电荷蓄积节点FD的复位和信号的读出与向节点TD的电荷的蓄积并行地执行，所以能够缩短非曝光期间而扩大曝光期间。
图8是用来说明具有图7所示的像素10D的摄像装置的动作的另一例的时间图。如图8所示，在该例中，将第2复位控制线Vi的电压电平固定为低电平。即，将第2复位晶体管42固定为关闭状态而执行摄像。
首先，在第2复位晶体管42及地址晶体管46被关闭的状态下将转送晶体管40开启(时刻t31)。进而，此时将第1复位晶体管41及反馈晶体管43也开启。通过第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启，形成使信号检测晶体管44的输出向电荷蓄积节点FD反馈的反馈环。这里，由于转送晶体管40是开启的状态，所以节点TD的电位也与电荷蓄积节点FD一起收敛为规定的电位。即，电荷蓄积节点FD及节点TD一起被复位。第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启的定时既可以是与转送晶体管40的开启的定时同时，也可以是将转送晶体管40开启之后。
在第1复位晶体管41及反馈晶体管43的开启后，与参照图4说明的动作例同样，将第1复位晶体管41及反馈晶体管43依次关闭。如参照图4说明那样，通过使反馈控制线Fi的电位从高电平向低电平逐渐变化而将反馈晶体管43关闭(时刻t32)，能够降低残留在电荷蓄积节点FD及节点TD中的kTC噪声。
在反馈晶体管43的关闭后，不隔开时间，而将各行的地址晶体管46依次开启，执行与复位电平对应的基准电平的信号的读出。如图8所示，曝光期间、即信号电荷的蓄积的期间从反馈晶体管43的关闭的定时起开始。信号电荷被蓄积到电荷蓄积节点FD及节点TD中。根据图8可知，在该例中，在各行的信号的读出的期间中，信号电荷的蓄积也继续。但是，由于基准电平的信号的读出所需要的时间是短时间，所以信号电荷的蓄积的继续对于基准电平的信号实质上几乎不带来影响。相对于曝光期间的长度例如是33毫秒左右，从第0行的信号的读出到最终行的信号的读出的结束所需要的时间例如可以是6毫秒左右。
在经过规定的时间后，将转送晶体管40关闭(时刻t33)。通过转送晶体管40的关闭，在曝光期间中蓄积的信号电荷中的、和在图7中用电容元件Ctd的形式表现的电容的电容值与在图7中用电容元件Cfd的形式表现的电容的电容值之间的比对应的量的电荷，分配给电荷蓄积节点FD。转送通过晶体管40的关闭，将电荷蓄积节点FD与节点TD电分离，所以即使在光电变换部20中进一步生成电荷，蓄积在电荷蓄积节点FD中的信号电荷的量也不受光电变换的影响而被保存。即，转送晶体管40的关闭的定时相当于该例中的电荷蓄积期间的结束。
在转送晶体管40的关闭后，将各行的地址晶体管46依次开启(时刻t34)，从像素阵列PA的各行依次读出信号。从转送晶体管40的关闭到最初的行的地址晶体管46的开启的间隔是任意的，能够以希望的定时执行行单位的信号的读出。通过计算此时读出的信号与基准电平的信号的差，能够得到图像信号。然后的帧中的动作是上述动作的反复。
根据图8所示的动作例，虽然不能与信号电荷的蓄积并行地执行信号的读出，但由于不执行第2复位晶体管42的开启及关闭，所以不发生起因于第2复位晶体管42的关闭的kTC噪声。因而，能得到能够降低总的kTC噪声的优点。另外，通过将转送晶体管40的开启及关闭的定时以行单位错开，按照行执行信号电荷的复位和信号的读出，能够执行不受起因于第2复位晶体管42的关闭的kTC噪声的影响的卷帘快门动作。
图9表示像素10的又一例示性的电路结构。图9所示的像素10E具有除了信号检测电路33以外还包括信号检测电路33b的反馈电路30E。
比较图7和图9可知，图9所示的反馈电路30E代替图7所示的反馈电路30D中的第2初始化电路32A而具有第2初始化电路32E及信号检测电路33b。
在图9所示的例子中，第2初始化电路32E具有与连接在电荷蓄积节点FD上的第1初始化电路31D同样的电路结构。即，第2初始化电路32E包括第1电容元件C1b、第2电容元件C2b、源极及漏极的一方连接在节点TD上的第2复位晶体管45、和源极及漏极的一方经由第1电容元件C1b连接在节点TD上的反馈晶体管47。
与第1初始化电路31D中的第2电容元件C2同样，第2电容元件C2b的一方的电极被连接到反馈晶体管47与第1电容元件C1b之间的节点SDb上。可以将连接在第1初始化电路31D的第2电容元件C2上的未图示的控制线连接在第2电容元件C2b的另一方的电极上。即，在摄像装置100的动作时，在第2电容元件C2b的另一方的电极上，可以施加与向第2电容元件C2的电极中的没有连接在节点SD上的一侧的电极供给的电压相同的电压。此外，第2电容元件C2b与第1初始化电路31D中的第2电容元件C2同样，典型的是具有比第1电容元件C1b大的电容值。
如图9所示，在第2复位晶体管45的栅极及反馈晶体管47的栅极上，分别连接第2复位控制线Vbi及反馈控制线Fbi。第2复位控制线Vbi及反馈控制线Fbi例如连接在行扫描电路80上，由行扫描电路80控制第2复位晶体管45及反馈晶体管47的开启及关闭。
信号检测电路33b具有与上述信号检测电路33同样的结构，包括源极连接在输出信号线Sj上的地址晶体管46b、和漏极及源极分别连接在电源线60及地址晶体管46b上的信号检测晶体管44b。如图示那样，信号检测晶体管44b的栅极被连接在节点TD上。因而，从信号检测晶体管44b输出与蓄积在节点TD中的电荷的量对应的信号。
在地址晶体管46b的栅极上连接着行控制线Rbi。行控制线Rbi是与连接在信号检测电路33的地址晶体管46上的行控制线Ri独立的信号线。因而，像素10E构成为，能够独立地控制地址晶体管46的开启及关闭和地址晶体管46b的开启及关闭。行控制线Rbi例如连接在行扫描电路80上，其电位能够被行扫描电路80控制。
第2复位晶体管45的源极及漏极中的没有连接在节点TDK上的一侧、以及反馈晶体管47的源极及漏极中的没有连接在节点SDb上的一侧，与连接在信号检测晶体管44b的源极上的反馈线50b连接。通过将第2复位晶体管45及地址晶体管46b开启，能够形成使从信号检测晶体管44b输出的信号的全部或一部分向第2复位晶体管45的源极及漏极中的没有连接在节点TD上的一侧电气地反馈的反馈环。即，反馈电路30E除了使第1初始化电路31D的信号检测晶体管44的输出电气地反馈的反馈环以外，还包括使第2初始化电路32E的信号检测晶体管44b的输出电气地反馈的反馈环。与上述的第2复位晶体管42同样，第2初始化电路32E的第2复位晶体管45具有将光电变换部20复位的功能。
根据图9所例示的电路结构，由于在电荷蓄积节点FD和节点TD的各自上连接着包括信号检测电路的初始化电路，所以关于各个节点能够独立地将反馈环形成及消除。因而，关于各个节点能够独立地执行利用复位及反馈的噪声消除。作为连接在光电变换部20上的第2初始化电路32E的电路结构，与第1初始化电路31D同样，通过采用包括反馈晶体管47、第1电容元件C1b及第2电容元件C2b的电路结构，能够更有效地降低残留在节点TD中的噪声。
作为摄像的动作，例如在将转送晶体管40关闭的状态下将信号电荷蓄积到节点TD中之后，将多个像素10E的全部行的转送晶体管40开启。由此，在某个帧中被蓄积到节点TD中的信号电荷被转送给节点FD。然后再次将全部行的转送晶体管40关闭，由此，节点TD和节点FD被电分离，关于该帧的曝光期间结束。
这里，根据图9的结构，由于节点TD和节点FD是电分离的状态，所以能够在将转送给节点FD的电荷量、换言之关于被摄体的像的信息保持的同时，由第2初始化电路32E将各行的节点TD复位。通过对于第2复位控制线Vbi及反馈控制线Fbi，在光电变换部20的复位的定时执行与第1复位控制线Ui及反馈控制线Fi的电压控制同样的控制，与对于节点FD的复位及噪声消除同样，能够执行节点TD的电位的复位和噪声消除。
节点TD的复位可以全部行同时执行，通过节点TD的复位的结束，能够开始向节点TD的信号电荷的蓄积。换言之，能够开始下一帧的曝光。在该例中，转送晶体管40的开启，即向节点FD的信号电荷的转送的定时和节点TD的复位的定时在全部的行之间相同。即，实现了全局快门。
然后，以适当的定时，对于转送到电荷蓄积节点FD中的信号电荷，通过行扫描驱动，将各行的像素10E的信号依次读出。在信号电荷的读出的期间中，向节点TD的信号电荷的蓄积也继续。另外，节点TD的复位的定时可以任意地设定，也可以在能够通过节点TD的复位的定时来调整曝光期间的长度的属于某行的像素10E的信号的读出与属于其他某行的像素10E的信号的读出之间，执行全部行的节点TD的复位。
另外，与图3所示的第1初始化电路31A中的第1复位晶体管41同样，也可以将第1复位晶体管41的源极及漏极中的没有连接在电荷蓄积节点FD上的一侧连接到节点SD，使第1复位晶体管41与第1电容元件C1电并联。也可以将第2初始化电路32E中的第2复位晶体管45的源极及漏极中的没有连接到节点TD上的一侧与节点SDb连接。
图10表示像素10的又一例示性的电路结构。与参照图7说明的像素10D比较，图10所示的像素10F还具有连接在第2复位晶体管42的源极及漏极中的连接在光电变换部20上的一侧与转送晶体管40之间的缓冲电路52。
在本说明书中，“缓冲电路”是指包括1个以上的缓冲器的电路。构成缓冲电路的各个缓冲器的例子，是使用晶体管或反转放大器的逆变器(Inverting Buffer)。当然，缓冲的具体的电路结构并不限定于逆变器，也能够使用源极跟随器、发射极跟随器、利用运算放大器的电压跟随器等作为缓冲电路的缓冲器。
通过使缓冲电路52夹在光电变换部20与转送晶体管40之间，得到SN比提高的效果，能够使噪声的影响相对地减小。结果，能降低伴随着转送晶体管40的关闭而发生的kTC噪声的影响。这样，也可以将缓冲电路52连接到转送晶体管40与转送晶体管40的前级的电路之间。
上述的各例中的晶体管分别也可以是P沟道MOS。另外，不需要将各像素中包含的晶体管的全部统一为N沟道MOS或P沟道MOS的某种。此外，作为这些晶体管，除了场效应晶体管以外，也可以使用双极晶体管。
产业上的可利用性
本公开的摄像装置能够应用到例如图像传感器等中。本公开的摄像装置可以在医疗用照相机、机器人用照相机、安全照相机、搭载到车辆上使用的照相机等中使用。车辆搭载用照相机例如可以作为用于车辆安全行驶的、对于控制装置的输入来使用。或者，可以在用于车辆安全地行驶的操作者的支持中使用。
标号说明
10、10A～10E 像素
20 光电变换部
30、30A、30D、30E 反馈电路
31、31A、31D 第1初始化电路
32、32A、32E 第2初始化电路
33、33b 信号检测电路
40 转送晶体管
41 第1复位晶体管
42、45 第2复位晶体管
43、47 反馈晶体管
44、44b 信号检测晶体管
46、46b 地址晶体管
50、50b 反馈线
52 缓冲电路
60 电源线
90 半导体基板
100 摄像装置
C1、C1b 第1电容元件
C2、C2b 第2电容元件
FD 电荷蓄积节点
RD、SD、SDb、TD 节点

Claims (8)

1.一种摄像装置，其特征在于，
具备：
光电变换部，将光变换为电荷；
转送晶体管；
电荷蓄积节点，经由上述转送晶体管电连接至上述光电变换部；
第1信号检测晶体管，栅极电连接至上述电荷蓄积节点；
第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述电荷蓄积节点；以及
第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述光电变换部；
上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方，电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及上述第2复位晶体管的源极及漏极的另一方；
上述第1信号检测晶体管的上述栅极不经由除了上述转送晶体管以外的晶体管电连接至上述光电变换部。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
第1信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方、以及第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
还具备电连接在上述第2复位晶体管的源极及漏极的上述一方与上述转送晶体管之间的缓冲电路。
4.一种摄像装置，其特征在于，
具备：
光电变换部，将入射光变换为电荷；
转送晶体管；
电荷蓄积节点，经由上述转送晶体管电连接至上述光电变换部；
第1信号检测晶体管，栅极电连接至上述电荷蓄积节点；
第2信号检测晶体管，栅极电连接至上述光电变换部；
第1复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述电荷蓄积节点；以及
第2复位晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述光电变换部；
上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方；
上述第2信号检测晶体管的源极及漏极的一方电连接至上述第2复位晶体管的源极及漏极的另一方；
上述第2信号检测晶体管的上述栅极不经由晶体管连接至上述光电变换部。
5.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，
第1信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第1复位晶体管的源极及漏极的另一方；
第2信号检测晶体管输出的信号的全部或一部分被反馈到第2复位晶体管的源极及漏极的另一方。
6.如权利要求1、2、4、5中任一项所述的摄像装置，其特征在于，
还具备：
反馈晶体管，电连接在上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的上述一方与上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方之间；
第1电容元件，一端电连接至上述电荷蓄积节点，另一端电连接至上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方；以及
第2电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管与上述第1复位晶体管的源极及漏极的上述另一方之间的节点。
7.如权利要求1、2、4、5中任一项所述的摄像装置，其特征在于，
还具备：
反馈晶体管，源极及漏极的一方电连接至上述第1信号检测晶体管的源极及漏极的上述一方；
第1电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管的源极及漏极的另一方，另一端电连接至上述电荷蓄积节点；以及
第2电容元件，一端电连接至上述反馈晶体管与上述第1电容元件之间的节点。
8.如权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，
还具备电连接在上述第2复位晶体管的源极及漏极的上述一方与上述转送晶体管之间的缓冲电路。
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