CN113841387A - 固态成像装置、其驱动方法以及电子设备 - Google Patents

固态成像装置、其驱动方法以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本技术涉及能够在不降低帧速率的情况下输出相位差信号的固态成像装置、其驱动方法以及电子设备。所述固态成像装置设有：像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置。所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：第一信号线，其传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；第二信号线，其传输用于驱动与第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和第三信号线，其传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。本技术例如能够适用于固态成像装置等。

Description

固态成像装置、其驱动方法以及电子设备
技术领域
本技术涉及一种固态成像装置、其驱动方法以及电子设备，更特别地，涉及能够在不降低帧速率的情况下输出相位差信号的固态成像装置、其驱动方法以及电子设备。
背景技术
存在一种具有如下结构的固态成像装置：针对在垂直方向和水平方向各自包括两个像素的2×2的四个像素配置一个微透镜，并且浮动扩散部(FD)由四个像素共享(例如，参见专利文献1)。在具有这种微透镜配置的固态成像装置中，能够通过以一侧的两个像素为单位获取在各像素的光电二极管中累积的电荷来检测相位差。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开No.2016-052041
发明内容
发明要解决的问题
然而，为了检测相位差，一般而言，需要进行微透镜下方的一侧的两个像素的电荷读出以及剩余的两个像素或全部四个像素的电荷读出的两次读出，导致帧速率降低。
鉴于这种情况作出了本技术，并且本技术使得能够在不降低帧速率的情况下输出相位差信号。
问题的解决方案
根据本技术第一方面的固态成像装置包括像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：第一信号线，其构造成传输用于驱动具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；第二信号线，其构造成传输用于驱动与具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和第三信号线，其构造成传输用于驱动具有与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
根据本技术第二方面的固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括像素阵列单元和位于所述像素阵列单元的至少一部分的像素行中的第一信号线至第三信号线，其中在所述像素阵列单元中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，所述方法包括：经由第一信号线驱动具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管；经由第二信号线驱动与具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管；和经由第三信号线驱动具有与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管。
根据本技术第三方面的电子设备包括：固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；第二信号线，其构造成传输用于驱动与包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
在本技术的第一至第三方面中，设有其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置的像素阵列单元，并且所述像素阵列单元的至少一些像素行包括：第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；第二信号线，其构造成传输用于驱动与包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
在根据本技术的第二方面中，所述固态成像装置包括像素阵列单元和位于所述像素阵列单元的至少一部分的像素行中的第一信号线至第三信号线，其中在所述像素阵列单元中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，其中经由第一信号线驱动具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管，经由具有第一色的滤色器的微透镜单位中的第二信号线驱动与第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管，并且经由第三信号线驱动具有与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管。
固态成像装置和电子设备可以是独立的装置或组入其他装置中的模块。
附图说明
图1是示出了本技术适用的固态成像装置的示意性构成的图。
图2是像素阵列单元内的像素的断面图。
图3是示出了微透镜和滤色器的配置例的平面图。
图4是共享像素结构的基本电路的图。
图5是示出了固态成像装置的像素配置例的平面图。
图6是示出了相位差像素单元中的信号线的配线示例的平面图。
图7是示出了相位差像素单元中的信号线的配线示例的平面图。
图8是示出了普通像素单元中的信号线的配线示例的平面图。
图9是示出了以像素单元为单位的像素信号的输出图像的图。
图10是示出了列AD转换单元的构成例的框图。
图11是用于说明V2H2相加模式下的列AD转换单元的处理的图。
图12是用于说明V2H2相加模式下的列AD转换单元的处理的图。
图13是示出了相位差像素单元的另一配置例的平面图。
图14是示出了在采用图13的相位差像素的情况下像素阵列单元和列AD转换单元的构成例的框图。
图15是示出了输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元的信号线的配线示例的平面图。
图16是示出了输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元的信号线的配线示例的平面图。
图17是示出了输出相位差像素单元中的相位差信号的驱动例的图。
图18是示出了输出相位差像素单元中的相位差信号的驱动例的图。
图19是示出了输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元的信号线的另一配线示例的平面图。
图20是说明固态成像装置的信号输出的图。
图21是说明固态成像装置的信号输出的图。
图22是示出了作为本技术适用的电子设备的成像装置的构成例的框图。
图23是说明图像传感器的使用例的图。
图24是示出了内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图。
图25是示出了摄像头和CCU的功能构成的示例的框图。
图26是示出了车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图27是示出了车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
下面对用于执行本技术的模式(在下文中，称为实施方案)进行说明。注意，按照以下顺序给出说明。
1.固态成像装置的示意性构成例
2.像素的断面构成图
3.共享像素结构的基本电路示例
4.相位差像素的配置例
5.列AD转换单元的构成例
6.相位差像素的另一配置例
7.上下分割的相位差像素的构成例
8.固态成像装置的信号输出
9.其他
10.电子设备的适用例
11.内窥镜手术系统的应用例
12.移动体的应用例
<1.固态成像装置的示意性构成例>
图1示出了本技术适用的固态成像装置的示意性构成。
图1的固态成像装置1包括像素阵列单元3以及包围像素阵列单元3的周边电路单元，其中像素2以矩阵状二维地排列在例如使用硅(Si)作为半导体的半导体基板12上。周边电路单元包括垂直驱动电路4、列AD转换单元5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等。
像素2包括作为光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管。例如，多个像素晶体管包括传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管这四个MOS晶体管。
此外，像素2可以具有共享像素结构。该共享像素结构包括多个光电二极管、多个传输晶体管、共享的一个浮动扩散部(浮动扩散区)和其中的每个都被共享的其他像素晶体管。即，在共享像素结构中，构成多个单位像素的光电二极管和传输晶体管构造成共享每个其他像素晶体管。
控制电路8接收输入时钟和指示操作模式等的数据，并输出诸如固态成像装置1的内部信息等数据。即，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟生成用作垂直驱动电路4、列AD转换单元5、水平驱动电路6等的操作基准的时钟信号或控制信号。然后，控制电路8将生成的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路4、列AD转换单元5、水平驱动电路6等。
例如，垂直驱动电路4包括移位寄存器，选择预定的像素驱动配线10，向所选择的像素驱动配线10供给用于驱动像素2的脉冲，并且以行为单位驱动像素2。即，垂直驱动电路4以行为单位在垂直方向上顺次选择和扫描像素阵列单元3的各像素2，并将基于根据各像素2的光电转换单元中接收的光量生成的信号电荷的像素信号通过垂直信号线9供给到列AD转换单元5。
列AD转换单元5将从二维配置的各像素2输出的模拟像素信号转换为数字像素信号，并且将数字像素信号保持一定时间。如稍后将参照图10所述的，ADC 52针对列AD转换单元5中的一个以上的像素列中的每个配置。
例如，水平驱动电路6包括移位寄存器，顺次输出水平扫描脉冲，以将列AD转换单元5中保持的AD转换后的像素信号输出到水平信号线11。
输出电路7对通过水平信号线11顺次供给的经AD转换的像素信号进行预定的信号处理，并输出像素信号。例如，输出电路7可以仅进行缓冲，或者可以进行诸如黑电平调整、列变化校正、缺陷校正处理等各种数字信号处理。输入/输出端子13与外部交换信号。
固态成像装置1是如上所述构造的CMOS图像传感器。
<2.像素的断面构成图>
图2是示出了在图1的像素阵列单元3内以矩阵状配置的像素2的断面构成的图。
在像素阵列单元3的各像素2中，例如，在其上形成有P型(第一导电类型)半导体区域21的半导体基板(硅基板)12上以像素为单位形成N型(第二导电类型)半导体区域22，由此以像素为单位形成光电二极管PD。注意，在图2中，为了方便起见，半导体区域21被划分为像素单位，但实际上不存在这样的边界。
在半导体基板12的前面侧(图2中的下侧)，形成有用于读出累积在光电二极管PD等中的电荷的多个像素晶体管以及包括多个配线层和层间绝缘膜的多层配线层(均未示出)。
另一方面，在半导体基板12的背面侧(图2中的上侧)，经由例如包含硅氧化膜等的防反射膜(未示出)形成诸如TEOS膜等氧化膜23。
在半导体基板12的背面侧的像素边界部，以两个像素的间隔形成遮光膜24。遮光膜24可以是任何材料，只要其遮挡光即可，但优选是具有强遮光性并且能够通过例如蚀刻等微细加工进行精确加工的材料。例如，遮光膜24可以包含钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)等的金属膜。
在氧化膜23的上表面上形成有滤色器25。例如，滤色器25具有红色、绿色和蓝色中的一种颜色，并且仅允许该颜色(波长)的光通过光电二极管PD。例如，滤色器25通过旋转涂布含有诸如颜料或染料等色素的感光性树脂来形成。
在滤色器25上形成有微透镜(片上透镜)26。例如，微透镜26包含诸如苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物系树脂或硅氧烷系树脂等树脂系材料。
像素阵列单元3的各像素如上所述构造，并且固态成像装置1是背面照射型固态成像装置，其中光从与其上形成有像素晶体管的半导体基板12的前面侧相对的背面侧入射。
图3是示出了像素阵列单元3中的微透镜26和滤色器25的配置例的平面图。
如图3所示，针对在垂直方向和水平方向中的每个方向上包括两个像素(2×2)的四个像素形成一个微透镜26。
另外，滤色器25也配置成使得共享一个微透镜26的2×2的四个像素的光电二极管PD接收相同波长的光。例如，滤色器25的颜色阵列是以2×2的四个像素为单位的拜耳阵列。
在以下说明中，具有绿色的滤色器25并接收绿色光的像素称为G像素，具有红色的滤色器25并接收红色光的像素称为R像素，具有蓝色的滤色器25并接收蓝色光的像素称为B像素。此外，R像素和G像素沿水平方向排列的像素行称为RG像素行，G像素和B像素沿水平方向排列的像素行称为GB像素行。此外，共享一个微透镜26的2×2的四个像素的单位称为OCL单位，图3所示的8×8的64个像素的单位称为像素单元31。
<3.共享像素结构的基本电路示例>
接着，对图1的固态成像装置1中采用的共享像素结构进行说明。在此之前，参照图4对作为固态成像装置1的像素电路的前提的共享像素结构的基本电路进行说明。
图4示出了共享像素结构的基本电路，其中一个FD由包括垂直方向上的四个像素和水平方向上的两个像素(4×2)的总共八个像素共享。
在区分共享一个FD的4×2的各像素2的情况下，如图5所示，将像素2区分为像素2a～2h。在下文中，共享一个FD的4×2的总共八个像素也称为FD共享单位。
各像素2单独地包括光电二极管PD和传输累积在光电二极管PD中的电荷的传输晶体管TG。然后，FD 35、复位晶体管36、放大晶体管37和选择晶体管38中的每个由作为共享单位的八个像素共同使用。
注意，在以下说明中，由作为共享单位的八个像素共同使用的复位晶体管36、放大晶体管37和选择晶体管38中的每个也称为共享像素晶体管。此外，为了区分配置在共享单位内的各个像素2a～2h中的光电二极管PD和传输晶体管TG，如图5所示，将它们称为光电二极管PDa～PDh以及传输晶体管TGa～TGh。
光电二极管PDa～PDh中的每个接收光并对其进行光电转换，生成信号电荷并累积。
当经由信号线41a供给到栅电极的驱动信号TRGa变为高时，传输晶体管TGa响应于此变为激活状态(ON)，并将累积在光电二极管PDa中的信号电荷传输到FD 35。当经由信号线41b供给到栅电极的驱动信号TRGb变为高时，传输晶体管TGb响应于此变为激活状态，并将累积在光电二极管PDb中的信号电荷传输到FD 35。当经由信号线41c供给到栅电极的驱动信号TRGc变为高时，传输晶体管TGc响应于此变为激活状态，并将累积在光电二极管PDc中的信号电荷传输到FD 35。当经由信号线41d供给到栅电极的驱动信号TRGd变为高时，传输晶体管TGd响应于此变为激活状态，并将光电二极管PDd中累积的信号电荷传输到FD 35。光电二极管PDe～PDh以及传输晶体管TGe～TGh与光电二极管PDa～PDd和传输晶体管TGa～TGd类似地操作。
FD 35临时保持从光电二极管PDa～PDh供给的信号电荷。
当经由信号线42供给到栅电极的驱动信号RST变为高时，复位晶体管36响应于此变为激活状态(ON)，并将FD 35的电位复位到预定水平(复位电压VDD)。
放大晶体管37的源极经由选择晶体管38连接到垂直信号线9，从而与连接到垂直信号线9的一端的恒定电流源电路单元的负荷MOS(未示出)形成源极跟随器电路。
选择晶体管38连接在放大晶体管37的源电极和垂直信号线9之间。当经由信号线43供给到栅电极的选择信号SEL变为高时，选择晶体管38响应与此变为激活状态(ON)，并在共享单位为选择状态的情况下，将从放大晶体管37输出的共享单位内的像素2的像素信号输出到垂直信号线9。
共享单位内的多个像素2可以根据来自垂直驱动电路4(图1)的驱动信号，以一个像素为单位输出像素信号，或者可以以多个像素为单位同时输出像素信号。
例如，在以一个像素为单位输出像素信号的情况下，垂直驱动电路4只需要通过顺次导通传输晶体管TGa～TGh来将光电二极管PD中累积的电荷传输到FD 35，并经由选择晶体管38将电荷输出到垂直信号线9。
例如，在以2×2的四个像素的OCL单位输出像素信号的情况下，垂直驱动电路4只需要通过同时导通OCL单位的四个像素的传输晶体管TG来将所有四个像素的电荷传输到FD35，并经由选择晶体管38将电荷输出到垂直信号线9。
如图3所示，例如，在2×2的四个像素中配置一个微透镜26的情况下，在2×2的左侧的两个像素的光电二极管PD和2×2的右侧的两个像素的光电二极管PD中，光电二极管PD相对于微透镜26的形成位置不同，因此，在由两个光电二极管PD生成的图像中发生偏移(相位差)。另外，即使在上侧两个像素的光电二极管PD和下侧两个像素的光电二极管PD中，由于光电二极管PD相对于微透镜26的形成位置不同，所以在由两个光电二极管PD生成的图像中也发生偏移(相位差)。
因此，通过将共享一个微透镜26的四个像素作为以左右或上下的两个像素为单位的像素信号输出，可以检测相位差，并且可以将该相位差用作固态成像装置1组入其中的成像装置的自动对焦控制信号。
然而，在图4的像素电路构成中，为了获取OCL单位中的以左右或上下的两个像素为单位的像素信号，需要顺次地读出以左右或上下的两个像素为单位的像素信号，这导致帧速率下降。
因此，图1中的固态成像装置1构造成能够在不降低帧速率的情况下，换言之，通过一次读出OCL单位的四个像素来输出相位差信号。在下文中，对该构成进行说明。
<4.相位差像素的配置例>
图5是示出了固态成像装置1的像素阵列单元3中的像素配置例的平面图。
在像素阵列单元3中，包括图3所示的8×8的64个像素的单位的像素单元31在垂直方向和水平方向上重复排列。
这里，当以像素单元31为单位观察像素阵列单元3时，相位差像素单元31A和31B以及普通像素单元31T在像素阵列单元3中根据预定规则或随机配置。相位差像素单元31A和31B是其中在像素单元31的一些像素2中配置有能够输出相位差信号的相位差像素的像素单元31。相位差像素单元31A是其中配置有输出OCL单位的左侧一半的相位差信号的相位差像素的像素单元31，相位差像素单元31B是其中配置有输出OCL单位的右侧一半的相位差信号的相位差像素的像素单元31。普通像素单元31T是其中没有配置相位差像素的像素单元31。
在图5所示的普通像素单元31T以及相位差像素单元31A和31B中，记作“G”的像素2是G像素，记作“R”的像素2是R像素，记作“B”的像素2是B像素。
此外，在相位差像素单元31A和31B中，记作“G1”的像素2是能够输出左侧的两个像素的相位差信号的相位差像素的G像素，记作“G2”的像素2是能够输出右侧的两个像素的相位差信号的相位差像素的G像素。在图5中，省略了由普通像素单元31T以及相位差像素单元31A和31B的附图标记表示的像素2以外的“R”、“G”、“B”、“G1”和“G2”。
注意，在本实施方案中，对R像素、G像素和B像素之中的能够输出相位差信号的相位差像素配置在G像素中的示例进行了说明，但是相位差像素可以配置在G像素或B像素中。
图6是示出了相位差像素单元31A中的将驱动信号TRG传输到各像素2的传输晶体管TG的信号线41的配线示例的平面图。
注意，在图6～8中，为了使绘图易于查看，以共享FD 35的4×2的八个像素的FD共享单位分开地示出像素单元31。
在以4×2的八个像素为单位共享一个FD 35的像素电路中，如图4的基本电路所说明的，如果每行配置两条信号线41并且在FD共享单位的四行中配置总共八条信号线41，则能够进行控制，从而以像素为单位读出像素信号或以OCL单位读出像素信号。
另一方面，在相位差像素单元31A中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，还在FD共享单位的四行中添加有两条信号线41x和41y。
信号线41x向GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG传输驱动信号TRGx。信号线41y向GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG传输驱动信号TRGy。写在各像素2的信号线41(41a～41y)上的预定位置处的圆圈(○)代表传输晶体管TG的栅电极和信号线41之间的接点(contact point)。
如图6中的圆圈所示，在相位差像素单元31A中，OCL单位的四个G1像素之中的右侧的两个G1像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41x或41y，而不是信号线41f或41h。其他FD共享单位中的传输晶体管TG的栅电极与信号线41之间的连接与图4类似。
在相位差像素单元31A中，当配置有三条信号线41e、41f和41x的GB像素行的两个B像素为第一像素和第二像素，并且两个G1像素为第三像素和第四像素时，第一像素(左侧的B像素)的传输晶体管TG和第四像素(左侧的G1像素)的传输晶体管TG由同一信号线41e的驱动信号TRGe控制。第二像素(右侧的B像素)的传输晶体管TG由信号线41f的驱动信号TRGf控制，第三像素(右侧的G1像素)的传输晶体管TG由信号线41x的驱动信号TRGx控制。其中配置有三条信号线41g、41h和41y的GB像素行亦类似。
对图6的相位差像素单元31A中的将以2×2的OCL单位的像素信号相加(FD相加)并输出的操作进行说明。
首先，垂直驱动电路4将相位差像素单元31A的上侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的传输晶体管TGe～TGd导通，并且将累积在光电二极管PD中的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31A的上侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G1像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。此时，由于在OCL单位的四个G1像素之中的右侧的两个G1像素中，传输晶体管TG的栅电极未连接到信号线41e～41h中的任一条，因此右侧的两个G1像素中的累积电荷未传输到FD 35，只有左侧的两个G1像素中的累积电荷传输到FD35。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31A的下侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，将连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31A的下侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G1像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。此时，由于在OCL单位的四个G1像素之中的右侧的两个G1像素中，传输晶体管TG的栅电极未连接到的信号线41e～41h中的任一条，所以右侧的两个G1像素中的累积电荷未传输到FD 35，只有左侧的两个G1像素中的累积电荷传输到FD 35。
当进行上述驱动时，如图9的A所示，固态成像装置1可以获取相位差像素单元31A的R像素、G像素和B像素作为通过将OCL单位的四个像素的像素信号相加获得的信号，并且可以获取G1像素作为通过将OCL单位的左侧一半的两个像素的像素信号相加获得的信号。即，在相位差像素单元31A中，能够通过一次读出OCL单位的四个像素来输出相位差信号。
图9是示出了在固态成像装置1以其中将通过相加OCL单位的四个像素而获得的信号作为像素信号输出的驱动模式(OCL单位的输出模式)操作的情况下，以像素单元为单位的像素信号的输出图像的图。
图7是示出了相位差像素单元31B中的将驱动信号TRG传输到各像素2的传输晶体管TG的信号线41的配线示例的平面图。
同样在相位差像素单元31B中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，还在FD共享单位的四行中添加有两条信号线41x和41y。
如图7中的圆圈所示，在相位差像素单元31B中，OCL单位的四个G2像素之中的左侧的两个G2像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41x或41y，而不是信号线41e或41g。
在相位差像素单元31B中，假设配置有三条信号线41e、41f和41x的GB像素行的两个B像素为第一像素和第二像素，并且两个G2像素为第三像素和第四像素，第一像素(右侧的B像素)的传输晶体管TG和第四像素(右侧的G2像素)的传输晶体管TG由同一信号线41f的驱动信号TRGf控制。第二像素(左侧的B像素)的传输晶体管TG由信号线41e的驱动信号TRGe控制，第三像素(左侧的G2像素)的传输晶体管TG由信号线41x的驱动信号TRGx控制。其中配置有三条信号线41g、41h和41y的GB像素行亦类似。
对图7的相位差像素单元31B中的将以2×2的OCL单位的像素信号相加(FD相加)并输出的操作进行说明。
首先，垂直驱动电路4将相位差像素单元31B的上侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，将连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31B的上侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G2像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。此时，由于在OCL单位的四个G2像素之中的左侧的两个G2像素中，传输晶体管TG的栅电极未连接到信号线41e～41h中的任一条，所以左侧的两个G2像素中的累积电荷未传输到FD 35，只有右侧的两个G2像素中的累积电荷传输到FD 35。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31B的下侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，将连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将相位差像素单元31B的下侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G2像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。此时，由于在OCL单位的四个G2像素之中的左侧的两个G2像素中，传输晶体管TG的栅电极未连接到信号线41e～41h中的任一条，所以左侧的两个G2像素中的累积电荷未传输到FD 35，只有右侧的两个G2像素中的累积电荷传输到FD 35。
当进行上述驱动时，如图9的B所示，固态成像装置1可以获取相位差像素单元31B的R像素、G像素和B像素作为通过将OCL单位的四个像素的像素信号相加获得的信号，并且可以获取G2像素作为通过将OCL单位的右侧一半的两个像素的像素信号相加获得的信号。即，在相位差像素单元31B中，可以通过对OCL单位的四个像素进行一次读出来输出相位差信号。
图8是示出了普通像素单元31T中的将驱动信号TRG传输到各像素2的传输晶体管TG的信号线41的配线示例的平面图。
同样在普通像素单元31T中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，还在FD共享单位的四行中添加有两条信号线41x和41y。
然而，在普通像素单元31T中，不存在传输晶体管TG的栅电极连接到附加信号线41x或41y的像素2。换言之，所有R像素、G像素和B像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41a～41h中的任一条。
对图8的普通像素单元31T中的将以2×2的OCL单位的像素信号相加(FD相加)并输出的操作进行说明。
首先，垂直驱动电路4将普通像素单元31T的上侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，将连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将普通像素单元31T的上侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将普通像素单元31T的下侧的FD共享单位的两个RG像素行的驱动信号TRGa～TRGd控制为高。结果，将连接到信号线41a～41d的OCL单位的R像素和G像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
接着，垂直驱动电路4将普通像素单元31T的下侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高。结果，将连接到信号线41e～41h的OCL单位的G像素和B像素的光电二极管PD中累积的信号电荷传输到FD 35并作为像素信号输出。
当进行上述驱动时，如图9的C所示，固态成像装置1可以获取普通像素单元31T的所有R像素、G像素和B像素作为通过将OCL单位的四个像素的像素信号相加获得的信号。即，在普通像素单元31T中，所有像素信号都是通过将作为OCL单位的四个像素的像素信号相加而获得的信号。
注意，在不希望输出相位差像素单元31A和31B中的相位差信号的情况下，换言之，在不输出相位差信号的驱动模式下，固态成像装置1的驱动如下。
在相位差像素单元31A和31B中，垂直驱动电路4在将上侧的FD共享单位的两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高的时候，同时将经由两条信号线41x和41y供给的驱动信号TRGx和TRGy控制为高。结果，由于累积在作为OCL单位的四个G1像素或G2像素的光电二极管PD中的信号电荷被传输到FD 35，所以输出通过将以2×2的OCL单位的像素信号相加(FD相加)而获得的信号。
即，在不输出相位差信号的驱动模式(第一驱动模式)下，固态成像装置1的垂直驱动电路4将两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh以及驱动信号TRGx和TRGy全部控制为高，并将所有的传输晶体管TGe～TGh控制为激活状态。另一方面，在用于输出相位差信号的驱动模式(第二驱动模式)下，垂直驱动电路4仅将两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高，仅将OCL单位的左侧一半的传输晶体管TGe和TGg或仅右侧一半的传输晶体管TGf和TGh控制为激活状态。结果，能够在不降低帧速率的情况下通过对各像素进行一次读出操作来输出相位差信号。
注意，根据图6～8所示的信号线41的配线构成，对于不输出相位差信号的GR像素行，每行的信号线41的数量是两条，但是根据输出相位差信号的GB像素行，对于GR像素行，也可以每行配线三条信号线41。
<5.列AD转换单元的构成例>
图10是示出了列AD转换单元5的构成例的框图。
如图10所示，列AD转换单元5设有与垂直信号线9一一对应的ADC 52。然后，在像素阵列单元3的垂直信号线9和到ADC 52的输入信号线56之间设有多路复用器(MUX)51。
根据驱动模式等，MUX 51适宜地选择与像素单元31相对应的四条垂直信号线9和与四条垂直信号线9相对应的四个ADC 52之间的连接，并将经由垂直信号线9输入的像素信号输出到期望的ADC 52。
现在，将连接到MUX 51的输入级的四条垂直信号线区分为垂直信号线9A～9D，将对应于垂直信号线9A～9D的ADC 52称为ADC52A～52D。
例如，在某种驱动模式下，MUX 51将垂直信号线9和ADC 52一一对应地连接，并将经由垂直信号线9输入的像素信号输出到相应的ADC52。
此外，例如，在某种驱动模式下，MUX 51将经由两条预定的垂直信号线9输入的像素信号相加，并将结果输出到一个预定的ADC 52。
注意，在本实施方案中，例如，可以由MUX 51连接和控制的垂直信号线9和ADC 52的数量是4，但是可以由MUX 51连接和控制的垂直信号线9和ADC的数量可以是4个以外。
ADC 52包括将从MUX 51输入的预定像素的像素信号与来自DAC55的斜坡信号进行比较的比较器53以及对比较器的比较时间进行计数的向上/向下计数器54。
比较器53将通过比较像素信号与斜坡信号而获得的差信号输出到向上/向下计数器54。例如，在斜坡信号大于像素信号的情况下，将Hi(High)差信号供给到向上/向下计数器54，并且在斜坡信号小于像素信号的情况下，将Lo(Low)差信号供给到向上/向下计数器54。
在预设相位(P相)AD转换期间中，向上/向下计数器54仅当供给Hi差信号时进行向下计数，并且在数据相位(D相)AD转换期间中，仅当供给Hi差信号时进行向上计数。然后，向上/向下计数器54输出P相AD转换期间的向下计数值与D相AD转换期间的向上计数值的相加结果作为CDS处理和AD转换处理之后的像素数据。结果，进行像素信号的AD转换，并且可以去除复位噪声。注意，可以在P相AD转换期间中进行向上计数并且可以在D相AD转换期间中进行向下计数。
数模转换器(DAC)55生成其电平(电压)随着时间的经过阶段状改变的斜坡信号，并将斜坡信号供给到列AD转换单元5的各ADC 52。例如，DAC 55设置于控制电路8(图1)内。
<7.V2H2相加模式>
使用图10所示的列AD转换单元5的构成，固态成像装置1具有用于生成和输出通过将垂直方向和水平方向上的各两个像素加到具有作为一个像素的OCL单位的像素信号而获得的像素信号(在下文中，该信号称为V2H2信号)的驱动模式(第三驱动模式)。这种驱动模式称为V2H2相加模式。
图11是用于说明V2H2相加模式中的列AD转换单元5的处理的图。
在相位差像素单元31A中，如图9的A所示，对于R像素、G像素和B像素，获取通过将作为OCL单位的四个像素的像素信号相加而得到的信号，对于G1像素，获取通过将OCL单位的左侧一半的两个像素的像素信号相加而得到的信号。
如图11的A所示，对于具有作为一个像素的OCL单位的R像素、G像素、B像素和G1像素中的每个，列AD转换单元5将包括垂直方向和水平方向上的各两个像素的2×2的四个像素相加，并输出R像素、G像素、B像素和G1像素的V2H2信号。
类似地，对于相位差像素单元31B，如图11的B所示，对于具有作为一个像素的OCL单位的R像素、G像素、B像素和G2像素中的每个，列AD转换单元5将垂直方向和水平方向上的2×2的四个像素相加，并输出R像素、G像素、B像素和G2像素的V2H2信号。
类似地，对于普通像素单元31T，如图11的C所示，对于具有作为一个像素的OCL单位的R像素、G像素、B像素和G像素中的每个，列AD转换单元5将垂直方向和水平方向上的2×2的四个像素相加，并输出R像素、G像素、B像素和G像素的V2H2信号。
参照图12，在相位差像素单元31A的示例中，对V2H2相加模式下的列AD转换单元5的处理进行进一步说明。
以相位差像素单元31A的OCL单位为一个像素，垂直驱动电路4经由垂直信号线9A和9C将2×2的四个R像素的累积电荷输出到MUX51，并经由垂直信号线9B和9D将2×2的四个G像素的累积电荷输出到MUX 51。
例如，MUX 51将来自相位差像素单元31A的四条垂直信号线9A～9D之中的垂直信号线9A的R像素的像素信号和垂直信号线9C的R像素的像素信号相加，并将结果输出到ADC52A。此外，例如，MUX 51将来自垂直信号线9B的G像素的像素信号和来自垂直信号线9D的G像素的像素信号相加，并将结果输出到ADC 52D。在垂直信号线9A～9D的每条中，沿垂直方向排列的OCL单位的两个像素的像素信号流向MUX51，并且流向两条垂直信号线9的像素信号由MUX 51相加并供给到ADC52。结果，以OCL单位为一个像素，ADC 52A接收2×2的四个像素的R像素的像素信号，并且以OCL单位为一个像素，ADC 52D接收2×2的四个像素的G像素的像素信号。
在下一个像素信号的读出时，以相位差像素单元31A的OCL单位为一个像素，经由垂直信号线9A和9C将2×2的四个G1像素的累积电荷输出到MUX 51，并且经由垂直信号线9B和9D将2×2的四个B像素的累积电荷输出到MUX 51。
例如，MUX 51将来自相位差像素单元31A的四条垂直信号线9A～9D之中的垂直信号线9A的G1像素的像素信号和垂直信号线9C的G1像素的像素信号相加，并将结果输出到ADC 52A。此外，例如，MUX51将来自垂直信号线9B的B像素的像素信号和来自垂直信号线9D的B像素的像素信号相加，并将结果输出到ADC 52D。在垂直信号线9A～9D的每条中，沿垂直方向排列的OCL单位的两个像素的像素信号流向MUX51，并且流向两条垂直信号线9的像素信号由MUX 51相加并供给到ADC52。结果，以OCL单位为一个像素，2×2的四个像素的G1像素的像素信号被输入到ADC 52A，并且以OCL单位为一个像素，2×2的四个像素的B像素的像素信号被输入到ADC 52D。
如上所述，将输入到ADC 52A或ADC 52D的像素信号与斜坡信号进行比较并转换为计数值，由此生成图12所示的数字的R像素、G像素、B像素和G1像素的V2H2信号。
根据上述相位差像素单元31A和相位差像素单元31B的像素配置，即使在使用V2H2相加模式通过将垂直方向和水平方向上的各两个像素加到OCL单位为一个像素的像素信号上的情况下，也能够输出相位差信号。由于相位差信号不使用(丢弃)OCL单位的四个像素的一半(两个像素)的信号电荷，因此可能存在像素信号的信号电平较低的情况。然而，根据V2H2相加模式，通过将OCL单位为一个像素的四个像素的像素信号相加，即使当在一个OCL单位中信号电平较低时也可以确保充足的信号量。
<6.相位差像素的另一配置例>
如参照图11和图12所说明的，在相位差像素单元31A和31B中，当相位差像素以2×2的OCL单位配置在像素中的相同颜色位置时，存在如下的优点：即使在使用V2H2相加模式将2×2的OCL单位相加的情况下也可以获得相位差信号。
另一方面，由于相位差像素的受光区域是正常受光区域的一半，所以相位差像素作为视频用的像素信号是缺陷像素。因此，在输入了AD转换后的像素信号的输出电路7中，需要使用周边像素的同色像素信号来进行校正相位差像素的处理，以生成视频用的像素信号。
然而，如图11所示，当相位差像素配置在OCL单位的像素中的2×2的同色的位置时，用于校正相位差像素的周边像素也是相位差像素，因此无法获得用于生成视频用的像素信号的充足信号。
因此，作为相位差像素的另一配置例，下面对适用于用以生成视频用的像素信号的校正的相位差像素的配置例进行说明。
图13是示出了相位差像素单元的另一配置例的平面图。
在图13的相位差像素单元31A和31B中，在OCL单位的像素中，相位差像素仅配置在垂直方向上的两个像素的G像素的位置处。结果，相位差像素单元31A和31B内的相位差像素的数量由四个变为两个，并且在相位差像素周围可用于校正相位差像素的G像素的数量增加，因此能够获得用以生成视频用的像素信号的充足信号。
另一方面，在图13的配置中，如图11所示，当在V2H2相加模式下将OCL单位的像素中的2×2的同色的像素信号相加时，OCL单位的单侧一半的相位差像素的像素信号和OCL单位(四个像素)的像素信号相加，并且无法获得正常的相位差信号。
因此，在采用图13所示的相位差像素的配置的情况下，采用图14所示的电路构成。
图14是示出了在采用图13所示的相位差像素的配置的情况下像素阵列单元3和列AD转换单元5的构成例的框图。
图14对应于图10的框图，与图10中相同的部件由相同的附图标记表示，并适宜地省略其说明。
与图10的电路构成相比，在图14的电路构成中，开关71和信号线72被新添加到相位差像素单元31A的部分。具体地，在包括R像素和G1像素的FD共享单位的像素电路与垂直信号线9之间的连接部分处设有开关71a，并且在包括R像素和G像素的FD共享单位的像素电路与垂直信号线9之间的连接部分处设有开关71b。
例如，开关71包括N型MOS晶体管，并且控制是否将从包括R像素和G1像素的FD共享单位输出的G1像素的OCL单位的像素信号与包括R像素和G像素的FD共享单位的G像素的OCL单位的像素信号相加。开关71a根据经由信号线72a从垂直驱动电路4供给的控制信号FDSEL1来导通和断开。开关71b根据经由信号线72b从垂直驱动电路4供给的控制信号FDSEL2来导通和断开。
在V2H2相加模式下，垂直驱动电路4在检测相位差的情况下断开开关71b，并且在不检测相位差的情况下导通开关71b。结果，在检测相位差的情况下，没有将从包括R像素和G1像素的FD共享单位输出的G1像素的OCL单位的像素信号与包括R像素和G像素的FD共享单位的G像素的OCL单位的像素信号相加，因此可以获得正常的相位差信号。
图14示出了像素阵列单元3内的相位差像素单元31A的电路构成。类似地，相位差像素单元31B设有开关71和信号线72。
虽然未示出，但是在包括R像素和G2像素的FD共享单位的像素电路与垂直信号线9之间的连接部分处设有开关71a，并且在包括R像素和G像素的FD共享单位的像素电路与垂直信号线9之间的连接部分处设有开关71b。在V2H2相加模式下，垂直驱动电路4供给控制信号FDSEL1和FDSEL2，其中包括相位差像素单元31B的R像素和G2像素的FD共享单位的开关71a导通，包括相位差像素单元31B的R像素和G像素的FD共享单位的开关71b断开。
注意，在图14的上述说明中，已经说明了开关71控制是否将水平方向上的两个OCL单位的像素信号相加的示例，但是开关71也可以控制是否将垂直方向上的两个OCL单位的像素信号相加。在这种情况下，垂直方向上相邻的两个FD共享单位中的一个开关71控制成导通，另一个开关71控制成断开。还能够控制是否将水平方向和垂直方向上的两个OCL单位(即，2×2的OCL单位)的像素信号相加。
针对包括G1像素或G2像素的各FD共享单位设置的信号线72a和72b可以仅针对配置有相位差像素单元31A或31B的区域进行配线，但是不管相位差像素单元31A和31B是否存在，都可以针对整个像素阵列单元3进行配线。
<7.上下分割的相位差像素的构成例>
在图6～8等所示的上述实施方案中，在相位差像素单元31A和31B输出相位差信号的情况下，构造成输出OCL单位的左侧一半或右侧一半的左右(水平)分割的相位差信号。
在下文中，对如下构成进行说明：在相位差像素单元31A和31B输出相位差信号的情况下，输出OCL单位的上侧一半或下侧一半的上下(垂直)分割的相位差信号。
图15是示出了输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元31A的信号线41的配线示例的平面图。
注意，在上述附图中，记作“G1”的像素2是可以输出左侧的两个像素的相位差信号的G像素，记作“G2”的像素2是可以输出右侧的两个像素的相位差信号的G像素。然而，在图15～18中，记作“G1”的像素2是可以输出上侧的两个像素的相位差信号的G像素，记作“G2”的像素2是可以输出下侧的两个像素的相位差信号的G像素。
在图6所示的输出左右分割的相位差信号的相位差像素单元31A中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，在FD共享单位的四行中还添加有两条信号线41x和41y。
另一方面，在图15所示的输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元31A中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，在FD共享单位的四行中还添加有四条信号线41p～41s。
信号线41p将驱动信号TRGp传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41q将驱动信号TRGq传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41r将驱动信号TRGr传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41s将驱动信号TRGs传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。在各像素2的信号线41(41a～41h、41p～41s)上的预定位置处绘制的圆圈(○)表示传输晶体管TG的栅电极与信号线41之间的接点。
如图15中的圆圈所示，OCL单位的四个G1像素之中的下侧的两个G1像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41r或41s，而不是信号线41g或41h。假设配置有四条信号线41g、41h、41r和41s的GB像素行的两个B像素为第一像素和第二像素，两个G1像素为第三像素和第四像素，则第一像素和第二像素分别由信号线41g和41h的驱动信号TRG控制，第三像素和第四像素分别由信号线41r和41s的驱动信号TRG控制。
图16是示出了输出上下分割的相位差信号的相位差像素单元31B的信号线41的配线示例的平面图。
同样在输出图16所示的上下分割的相位差信号的相位差像素单元31B中，除了基本电路的信号线41a～41h之外，在FD共享单位的四行中还添加有四条信号线41p～41s。
信号线41p将驱动信号TRGp传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41q将驱动信号TRGq传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41r将驱动信号TRGr传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。信号线41s将驱动信号TRGs传输到GB像素行中的预定像素2的传输晶体管TG。在各像素2的信号线41(41a～41h、41p～41s)上的预定位置处绘制的圆圈(○)表示传输晶体管TG的栅电极与信号线41之间的接点。
图16中的相位差像素单元31B与图15中的相位差像素单元31A的不同之处在于，OCL单位的四个G2像素的上侧的两个G2像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41p或41q，而不是信号线41e或41f，并且下侧的两个G2像素的传输晶体管TG的栅电极连接到信号线41g或41h，而不是信号线41r或41s。假设配置有四条信号线41e、41f、41p和41q的GB像素行的两个B像素为第一像素和第二像素，两个G2像素为第三像素和第四像素，则第一像素和第二像素分别由信号线41e和41f的驱动信号TRG控制，第三像素和第四像素分别由信号线41p和41q的驱动信号TRG控制。
图17示出了在图15的相位差像素单元31A中输出相位差信号的驱动例。
在图15的相位差像素单元31A输出相位差信号的情况下，垂直驱动电路4将连接到图17中黑圈所示的接点的信号线41中传输的驱动信号TRG控制为高。
在一行中配线有四条信号线41的GB像素行中，垂直驱动电路4将上侧的两条信号线41的驱动信号TRG(即，驱动信号TRGe和TGf以及驱动信号TRGg和TGh)控制为高。结果，如图17的下半部分所示，对于G1像素，可以获取通过将OCL单位的上侧一半的两个像素的像素信号相加而获得的信号。
图18示出了在图16的相位差像素单元31B中输出相位差信号的驱动例。
在图16中的相位差像素单元31B输出相位差信号的情况下，垂直驱动电路4将连接到图18中黑圈所示的接点的信号线41中传输的驱动信号TRG控制为高。
在一行中配线有四条信号线41的GB像素行中，垂直驱动电路4将上侧的两条信号线41的驱动信号TRG(即，驱动信号TRGe和TGf以及驱动信号TRGg和TGh)控制为高。结果，如图18的下半部分所示，对于G2像素，可以获取通过将OCL单位的下侧一半的两个像素的像素信号相加而获得的信号。
在不输出相位差信号的情况下，只需将GB像素行的四个驱动信号TRG(即，驱动信号TRGe～TRGh和驱动信号TRGp～TRGs)控制为高。在这种情况下，能够获取与通过将OCL单位(四个像素)的像素信号相加而获得的普通像素单元31T的像素信号类似的像素信号。
即，在不输出相位差信号的驱动模式(第一驱动模式)下，固态成像装置1的垂直驱动电路4将两个GB像素行的所有驱动信号TRGe～TRGh和驱动信号TRGp～TRGs控制为高，并将所有传输晶体管TGe～TGh控制为激活状态，并且在输出相位差信号的驱动模式(第二驱动模式)下，仅将两个GB像素行的驱动信号TRGe～TRGh控制为高，并仅将OCL单位的上侧一半的传输晶体管TGe和TGf或仅将下侧一半的传输晶体管TGg和TGh控制为激活状态。结果，能够在不降低帧速率的情况下通过对各像素进行一次读出操作来输出相位差信号。
因此，根据图15和图16中的相位差像素单元31A和31B的构成，能够通过一次读出OCL单位的四个像素来输出上下分割的相位差信号。
注意，需要将图15和图16中的相位差像素单元31A和31B的构成划分为可以输出OCL单位的上侧一半的相位差信号的像素单元31和可以输出OCL单位的下侧一半的相位差信号的像素单元31。然而，如图19所示，通过连接GB像素行的四条信号线41和传输晶体管TG的栅电极，能够仅通过控制驱动信号TRG来输出上侧一半的相位差信号和下侧一半的相位差信号这两者。
在图19中，表示为“G1G2”的G像素的传输晶体管TG的栅电极都连接到GB像素行的四条信号线41之中的下侧的信号线41p、41q、41r和41s中的任一条。通过将驱动信号TRGp和TRGq控制为高，将驱动信号TRGr和TRGs控制为低，可以获得上侧一半的相位差信号。另一方面，通过将驱动信号TRGp和TRGq控制为低，将驱动信号TRGr和TRGs控制为高，可以获得下侧一半的相位差信号。
<8.固态成像装置的信号输出>
参照图20和图21对固态成像装置1的信号输出进行说明。
在不包括如固态成像装置1中那样的用于输出相位差信号的驱动信号线(信号线41x和41y)的固态成像装置中，如上所述，需要进行左右任一单侧的两个像素的像素信号的读出以及OCL单位的像素中的像素信号的读出的两次读出操作。结果，虽然帧速率降低，但是如图20所示，可以在像素阵列单元3的整个像素区域中获取视频用的像素信号和相位差用的像素信号这两者。
图20的示例示出了其中OCL单位的R、G、G和B像素中的每个的像素信号被输出作为视频用的像素信号，并且从OCL单位的四个R、G、G和B像素的相位差信号来计算亮度信号Y的左侧相位差信号YL和右侧相位差信号YR，并输出作为相位差用的像素信号的例子。
另一方面，如上所述，像素阵列单元3的整个像素区域的一部分被设定为相位差用的像素信号输出，并且固态成像装置1通过一次(一帧)读出来获取视频用的像素信号和相位差用的像素信号这两者。通过校正处理来生成相位差像素的视频用的像素信号。
因此，如图21所示，固态成像装置1输出用于像素阵列单元3的整个像素区域的视频用的像素信号和用于像素阵列单元3的仅一些像素(相位差像素)的相位差用的像素信号。在图21中，由于G像素是相位差像素，所以输出G像素的左侧相位差信号GL和右侧相位差信号GR。
如上所述，在使用本实施方案的构成的情况下，输出比视频用的像素信号更少数量的相位差信号。
<9.其他>
在上述实施方案中，作为配置在像素阵列单元3中的像素单元31，已经说明了输出OCL单位的左侧一半或右侧一半的相位差信号的相位差像素单元31A和31B以及输出OCL单位的上侧一半或下侧一半的相位差信号的相位差像素单元31A和31B的构成。
在像素阵列单元3中，输出左侧一半或右侧一半的相位差信号的相位差像素单元31A和31B以及输出OCL单位的上侧一半或下侧一半的相位差信号的相位差像素单元31A和31B可以以混合的方式配置。
在上述实施方案中，固态成像装置1已经被说明为具有如图4所示的其中一个FD35由4×2的总共八个像素共享的共享像素结构。然而，固态成像装置1可以具有其中FD由八个像素以外的像素数量(例如，两个像素、四个像素、十六个像素等)共享的结构，或者可以具有其中不与FD共享共享像素晶体管的结构。
<10.电子设备的适用例>
本技术不限于适用于固态成像装置。即，本技术可以适用于使用固态成像装置作为诸如成像装置(如数码相机或摄像机)、具有成像功能的移动终端装置和使用固态成像装置作为图像读出单元的复印机等图像拍摄单元(光电转换单元)的所有电子设备。固态成像装置可以形成为单一芯片，或者可以是其中成像单元和信号处理单元或光学系统封装在一起的具有成像功能的模块形式。
图22是示出了作为本技术适用的电子设备的成像装置的构成例的框图。
图22中的成像装置100包括：具有透镜组等的光学单元101、其中采用图1中的固态成像装置1的构成的固态成像装置(成像装置)102以及作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路103。此外，成像装置100还包括帧存储器104、显示单元105、记录单元106、操作单元107和电源单元108。DSP电路103、帧存储器104、显示单元105、记录单元106、操作单元107和电源单元108经由总线109彼此连接。
光学单元101从被写体捕获入射光(图像光)并在固态成像装置102的成像面上形成图像。固态成像装置102将通过光学单元101在成像面上成像的入射光的光量转换成各像素的电气信号，并输出电气信号作为像素信号。作为固态成像装置102，可以使用图1中的固态成像装置1，即，能够通过一帧的读出而同时获取视频用的像素信号和相位差信号的固态成像装置。
例如，显示单元105包括诸如液晶显示器(LCD)或有机电致发光(EL)显示器等薄显示器，并显示由固态成像装置102拍摄的运动图像或静止图像。记录单元106将固态成像装置102拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质上。
操作单元107在使用者的操作下发出针对成像装置100的各种功能的操作命令。电源单元108将用作DSP电路103、帧存储器104、显示单元105、记录单元106和操作单元107的操作电源的各种电源适宜地供给到这些供应目标。
如上所述，通过使用上述实施方案适用的固态成像装置1作为固态成像装置102，能够通过一帧读出来同时获取视频用的像素信号和相位差信号。因此，在诸如摄像机、数码相机或用于诸如移动电话等移动装置的相机模块等成像装置100中，可以实现拍摄图像的高速对焦控制和高图像质量。
<图像传感器的使用例>
图23是示出了上述固态成像装置1的使用例的图。
例如，使用上述固态成像装置1的图像传感器可以用于如下所示的对诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光进行感测的各种情况。
-拍摄图像以用于鉴赏的装置，例如，数码相机或具有相机功能的便携式装置。
-交通用装置，例如，拍摄车辆的前方、后方、周围、内部等的图像以用于诸如自动停车等安全驾驶、识别驾驶员的状况等的车载传感器、监视行驶车辆和道路的监视相机以及测量车辆间距离等的测距传感器。
-家用电器用装置，例如，电视机、冰箱和空调，以拍摄使用者的姿态的图像并根据该姿态来进行装置操作。
-医疗、保健用装置，例如，内窥镜或通过接收红外光进行血管造影的装置。
-安保用装置，例如，用于预防犯罪的监视相机或用于个人身份认证的相机。
-美容护理用装置，例如，用于拍摄皮肤的图像的皮肤测量仪和用于拍摄头皮的图像的显微镜。
-运动用装置，例如，用于运动用途等的运动相机或可穿戴式相机。
-农业用装置，例如，用于监视田地和农作物的状况的相机。
<11.内窥镜手术系统的应用例>
根据本公开的技术可以适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图24是示出了根据本公开的技术(本技术)可以适用的内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图。
图24示出了手术者(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、诸如气腹管11111和能量处置器械11112等其他手术器械11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120以及其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括其中距远端预定长度的区域被插入患者11132的体腔内的透镜筒11101和摄像头11102，该摄像头与透镜筒11101的近端连接。在所示的示例中，示出了构造为具有硬性透镜筒11101的所谓硬镜的内窥镜11100，但是内窥镜11100可以构造为具有软性透镜筒的所谓的软镜。
在透镜筒11101的远端处设有物镜装配到其中的开口部。光源装置11203与内窥镜11100连接，并且将由光源装置11203生成的光通过延伸到透镜筒11101内部的光导引导到透镜筒的远端，并经由物镜将光朝向在患者11132的体腔内的观察对象发射。注意，内窥镜11100可以是直视镜、斜视镜或侧视镜。
在摄像头11102的内部设有光学系统和成像元件，并且来自观察对象的反射光(观察光)通过光学系统会聚在成像元件上。观察光由成像元件执行光电转换，并且生成与观察光相对应的电气信号，即，与观察图像相对应的图像信号。图像信号作为RAW数据被传输到相机控制单元(CCU)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等，并且综合控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号，并且执行诸如对图像信号的显像处理(去马赛克处理)等各种类型的图像处理以基于该图像信号显示图像。
显示装置11202在CCU 11201的控制下显示基于已经由CCU 11201对其进行了图像处理的图像信号的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED)等光源，并且将用于拍摄手术部位等的图像的照射光供给到内窥镜11100。
输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。使用者可以经由输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种类型的信息和指令。例如，使用者输入用于改变内窥镜11100的成像条件(照射光的类型、放大率、焦距等)的指令等。
处置器械控制装置11205控制能量处置器械11112的驱动，用于组织的烧灼和切开、血管的密封等。气腹装置11206经由气腹管11111向患者11132的体腔内注入气体以使体腔膨胀，以确保内窥镜11100的视野并确保手术者的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种类型的信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像或图形等各种形式打印与手术有关的各种类型的信息的装置。
注意，将对手术部位进行成像时的照射光供给到内窥镜11100的光源装置11203可以包括例如LED、激光光源或包括它们组合的白色光源。在白色光源包括RGB激光光源的组合的情况下，由于可以高精度地控制各种颜色(各种波长)的输出强度和输出定时，所以可以在光源装置11203中进行所拍摄的图像的白平衡的调整。此外，在这种情况下，通过将来自各个RGB激光光源的激光按时间分割地发射到观察对象上并且与发射定时同步地控制摄像头11102的成像元件的驱动，也能够按时间分割地拍摄对应于各个RGB的图像。根据该方法，在成像元件中未设置滤色器的情况下，可以获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203的驱动，使得每隔预定时间改变要输出的光的强度。通过与光强度的改变的定时同步地控制摄像头11102的成像元件的驱动以按时间分割地获取图像并合成图像，能够生成没有所谓的遮挡阴影和曝光过度的高亮的高动态范围的图像。
此外，光源装置11203可以构造成能够供给与特殊光观察相对应的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，使用身体组织中的光吸收的波长依赖性，通过发射与普通观察时的照射光(即，白光)相比具有窄带域的光，进行以高对比度对诸如粘膜表层的血管等预定组织进行成像的所谓的窄带域成像。可选择地，在特殊光观察中，可以进行通过发射激发光产生的荧光获得图像的荧光观察。在荧光观察中，例如，能够向身体组织照射激发光来观察来自身体组织的荧光(自体荧光成像)，或者能够将诸如吲哚菁绿(ICG)等试剂局部注射到身体组织中并发射与试剂的荧光波长相对应的激发光来获得荧光图像。光源装置11203可以构造成能够供给与这种特殊光观察相对应的窄带域光和/或激发光。
图25是示出了图24所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构成的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、成像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU11201通过传输线缆11400彼此通信连接。
透镜单元11401是设置在与透镜筒11101的连接部分处的光学系统。从透镜筒11101的远端接收的观察光被引导到摄像头11102并入射到透镜单元11401上。透镜单元11401通过组合包括变焦透镜和焦点透镜的多个透镜来构造。
成像单元11402包括成像元件。构成成像单元11402的成像元件的数量可以是一个(所谓的单板型)或者多个(所谓的多板型)。在成像单元11402构造成多板型的情况下，例如，可以通过各个成像元件生成与RGB相对应的图像信号，并且可以通过对图像信号进行合成来获得彩色图像。可选择地，成像单元11402可以包括一对成像元件，用于获取与三维(3D)显示相对应的右眼和左眼用的图像信号。通过进行3D显示，手术者11131可以更加准确地把握手术部位中的活体组织的深度。注意，在成像单元11402构造成多板型的情况下，可以设置与各个成像元件相对应的多个透镜单元11401。
此外，成像单元11402不必须设置在摄像头11102中。例如，成像单元11402可以设置在透镜筒11101内部的物镜的正后方。
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。结果，可以适宜地调整由成像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
通信单元11404包括用于向/从CCU 11201传输/接收各种类型的信息的通信装置。通信单元11404将从成像单元11402获取的图像信号作为RAW数据经由传输线缆11400传输到CCU 11201。
此外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并将该控制信号供给到摄像头控制单元11405。例如，控制信号包括与成像条件有关的信息，如指定所拍摄的图像的帧速率的信息、指定在成像时的曝光值的信息和/或指定所拍摄的图像的放大率和焦点的信息等。
注意，诸如帧速率、曝光值、放大率和焦点等成像条件可以由使用者适宜地指定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于获取的图像信号来自动设定。在后一种情况下，所谓的自动曝光(AE)功能、自动对焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能设置在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405基于经由通信单元11404接收的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向/从摄像头11102传输/接收各种类型的信息的通信装置。通信单元11411经由传输线缆11400接收从摄像头11102传输的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号传输到摄像头11102。图像信号和控制信号可以通过电气通信、光通信等来传输。
图像处理单元11412对作为从摄像头11102传输的RAW数据的图像信号进行各种类型的图像处理。
控制单元11413进行与通过内窥镜11100进行的手术部位等的成像以及通过对手术部位等的成像获得的所拍摄的图像的显示有关的各种类型的控制。例如，控制单元11413生成用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
此外，控制单元11413基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号来使显示装置11202显示手术部位等的所拍摄的图像。此时，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别所拍摄的图像内的各种物体。例如，控制单元11413可以通过检测包含在所拍摄的图像中的物体的边缘形状、颜色等来识别诸如钳子等手术器械、特定活体部位、出血、当使用能量处置器械11112时的雾等等。当使显示装置11202显示所拍摄的图像时，通过使用识别结果，控制单元11413可以将各种类型的手术支持信息重叠显示在手术部位的图像上。由于手术支持信息被叠加显示并呈现给手术者11131，所以可以减轻手术者11131的负担，并且手术者11131可以可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201连接在一起的传输线缆11400是兼容电气信号的通信的电气信号线缆、兼容光通信的光纤或其复合线缆。
这里，在所示的示例中，通过使用传输线缆11400来执行有线通信，但是可以在摄像头11102和CCU 11201之间执行无线通信。
上面已经说明了根据本公开的技术适用的内窥镜手术系统的示例。在上述构成中，根据本公开的技术可以适用于摄像头11102的成像单元11402。具体地，固态成像装置1可以用作成像单元11402。通过将根据本公开的技术应用于成像单元11402，能够同时获取视频用的像素信号和相位差信号。结果，可以获取具有高图像质量的拍摄图像和距离信息，并且可以获得更清晰的手术部位图像。
注意，这里，以内窥镜手术系统为例进行了说明，但是根据本公开的技术可以适用于例如显微镜手术系统等。
<12.移动体的应用例>
根据本公开的技术可以适用于各种产品。例如，根据本公开的技术被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人飞行器、船舶和机器人等任何类型的移动体上的装置。
图26是作为根据本公开的技术可以适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意构成例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图26所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。此外，作为综合控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、声音图像输出单元12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010是产生如内燃机或驱动电机等车辆的驱动力的驱动力产生装置、向车轮传递驱动力的驱动力传递机构、调整车辆的转向角的转向机构、产生车辆的制动力的诸如制动装置等的控制装置。
主体系统控制单元12020根据各种程序来控制安装到车体的各种装置的操作。例如，主体系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如头灯、尾灯、刹车灯、汽车用闪光灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，代替按键的从便携式装置传递的无线电波或各种开关的信号可以输入到主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收无线电波或信号的输入并控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测配备有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像单元12031与车外信息检测单元12030连接。车外信息检测单元12030使成像单元12031拍摄车辆外部的图像并接收所拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收到的图像进行诸如人、汽车、障碍物、标志、道路上的文字等物体检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是接收光并输出对应于该光的受光量的电气信号的光学传感器。成像单元12031可以输出电气信号作为图像或作为测距信息。另外，由成像单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，车内信息检测单元12040与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041连接。例如，驾驶员状态检测单元12041包括拍摄驾驶员的相机，并且基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或集中度，或者可以判断驾驶员是否入睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆内部和外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且可以向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以进行协调控制，以实现包括车辆的碰撞避免或碰撞缓和、基于车辆之间的距离的追踪行驶、车辆速度保持行驶、车辆碰撞警告、车辆的车道偏离警告等的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能。
此外，微型计算机12051可以通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆周围的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等来进行协调控制，以实现自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等。
此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息将控制指令输出到主体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置来控制头灯，进行协调控制，以实现诸如将远光灯切换为近光灯等防止眩光。
声音图像输出单元12052将声音和图像中的至少一种的输出信号传递到能够在视觉上或听觉上通知车辆乘员或车辆外部的信息的输出装置。在图26的示例中，作为输出装置，例示了音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。
图27是示出了成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图27中，车辆12100具有成像单元12101，12102，12103，12104和12105作为成像单元12031。
例如，成像单元12101，12102，12103，12104和12105设置在例如车辆12100的车头、侧视镜、后保险杠和后门以及车内的挡风玻璃的上侧等位置。设置在车头上的成像单元12101和设置在车内的挡风玻璃上侧的成像单元12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜上的成像单元12102和12103主要获得车辆12100的侧方的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元12104主要获得车辆12100的后方的图像。成像单元12101和12105所获取的前方图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
此外，图27示出了成像单元12101～12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在车头上的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜上的成像单元12102和12103的成像范围，成像范围12114表示设置在后保险杠或后门上的成像单元12104的成像范围。例如，通过叠加由成像单元12101～12104拍摄的图像数据，可以获得车辆12100的从上方看到的鸟瞰图像。
成像单元12101～12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101～12104中的至少一个可以是包括多个成像元件的立体相机，或者可以是具有相位差检测用的像素的成像元件。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051通过获得距成像范围12111～12114内的各立体物的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，可以提取位于车辆12100的行驶路线上的特别是最靠近的立体物，即，在与车辆12100的大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的立体物作为前方车辆。此外，微型计算机12051可以设定在前方车辆的前方预先确保的车辆之间的距离，并且可以进行自动制动控制(包括追踪行驶停止控制)、自动加速控制(包括追踪行驶开始控制)等。以这种方式，能够进行用于实现自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等的协调控制。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将关于立体物的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人和诸如电线杆等其他立体物并提取，从而可以用于自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以看到的障碍物和难以看到的障碍物。然后，微型计算机12051判断指示与各障碍物碰撞的危险度的碰撞风险，并且当存在碰撞风险超过设定值的碰撞的可能性时，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶者输出警告或者通过驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向，从而进行碰撞避免的驾驶辅助。
成像单元12101～12104中的至少一个可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判断行人是否存在于成像单元12101～12104的成像图像中来识别行人。例如，通过提取作为红外相机的成像单元12101～12104的成像图像中的特征点的过程以及通过对指示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以判断该物体是否为行人的过程来进行行人的识别。当微型计算机12051判断行人存在于成像单元12101～12104的成像图像中并且识别出行人时，声音图像输出单元12052控制显示单元12062，使得识别出的行人被矩形轮廓线覆盖以用于强调。此外，声音图像输出单元12052可以使显示单元12062在期望的位置显示指示行人的图标等。
上面已经说明了根据本公开的技术适用的车辆控制系统的示例。在上述构成中，根据本公开的技术可以适用于成像单元12031。具体地，根据上述实施方案的固态成像装置1可以用作成像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于成像单元12031，能够同时获取视频用的像素信号和相位差信号。结果，能够获取高质量的拍摄图像和距离信息，并且能够增加驾驶员和车辆的安全性。
注意，本技术的实施方案不限于上述实施方案，并且可以在不脱离本技术要旨的情况下进行各种改变。
例如，可以采用组合上述多个实施方案中的全部或一些的形式。
注意，本说明书记载的效果仅是示例而非限制，并且可以提供本说明书中记载的效果以外的效果。
注意，本技术可以具有如下构成。
(1)一种固态成像装置，包括：
像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：
第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；
第二信号线，其构造成传输用于驱动与第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和
第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
(2)根据(1)所述的固态成像装置，还包括：
驱动电路，其构造成控制所述各传输晶体管，
其中所述驱动电路在第一驱动模式下将第一传输晶体管至第三传输晶体管全部控制为激活状态，并且在第二驱动模式下将第一传输晶体管和第二传输晶体管控制为激活状态。
(3)根据(1)或(2)所述的固态成像装置，
其中所述微透镜单位由在垂直方向和水平方向上各自包括两个像素的四个像素构成，并且第一像素至第三像素位于同一像素行。
(4)根据(3)所述的固态成像装置，
其中与包括第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素不同的第四像素的第四传输晶体管由第一信号线的驱动信号控制。
(5)根据(3)或(4)所述的固态成像装置，
其中包括第二色的滤色器的微透镜单位中的多个像素是检测通过在水平方向上分割微透镜单位而获得的相位差的像素。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的固态成像装置，还包括：
第三驱动模式，其中将垂直方向和水平方向上的各两个微透镜单位的像素信号相加。
(7)根据(6)所述的固态成像装置，还包括：
开关，其构造成在第三驱动模式下，控制是否将水平方向或垂直方向上的两个微透镜单位的像素信号相加。
(8)根据(7)所述的固态成像装置，还包括：
驱动电路，其构造成控制所述开关，
其中所述驱动电路在检测相位差的情况下断开所述开关，并且在不检测相位差的情况下导通所述开关。
(9)根据(2)所述的固态成像装置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行还包括第四信号线，其构造成传输用于驱动包括第二色的滤色器的微透镜单位中的第四像素的第四传输晶体管的驱动信号，和
所述驱动电路在第一驱动模式下将第一传输晶体管至第四传输晶体管全部控制为激活状态，并且在第二驱动模式下将第一传输晶体管和第二传输晶体管控制为激活状态。
(10)根据(9)所述的固态成像装置，
其中所述微透镜单位由在垂直方向和水平方向上各自包括两个像素的四个像素构成，并且第一像素至第四像素位于同一像素行。
(11)根据(9)或(10)所述的固态成像装置，
其中包括第二色的滤色器的微透镜单位中的多个像素是检测通过在垂直方向上分割微透镜单位而获得的相位差的像素。
(12)根据(1)～(11)中任一项所述的固态成像装置，
其中第一色为红色或蓝色，第二色为绿色。
(13)一种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括像素阵列单元和位于所述像素阵列单元的至少一部分的像素行中的第一信号线至第三信号线，其中在所述像素阵列单元中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，所述方法包括：
经由第一信号线驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管；
经由第二信号线驱动与包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管；和
经由第三信号线驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管。
(14)一种电子设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：
第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；
第二信号线，其构造成传输用于驱动与包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和
第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
附图标记列表
1 固态成像装置
2 像素
3 像素阵列单元
4 垂直驱动电路
5 列AD转换单元
7 输出电路
8 控制电路
9 垂直信号线
10 像素驱动配线
31 比较器
32 向上/向下计数器
71 AD转换部
72 参照信号生成单元
100 成像装置
102 固态成像装置
3,PD 光电二极管
35 浮动扩散部(FD)
TG 传输晶体管
TRG 驱动信号
26 微透镜
31A、31B 相位差像素单元
31T 普通像素单元
41 信号线
51 MUX
52 ADC
53 比较器
54 向上/向下计数器
71(71a,71b) 开关
72(72a,72b) 信号线
100 成像装置
102 固态成像装置

Claims (14)

1.一种固态成像装置，包括：
像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：
第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；
第二信号线，其构造成传输用于驱动与包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和
第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
驱动电路，其构造成控制所述各传输晶体管，
其中所述驱动电路在第一驱动模式下将第一传输晶体管至第三传输晶体管全部控制为激活状态，并且在第二驱动模式下将第一传输晶体管和第二传输晶体管控制为激活状态。
3.根据权利要求1所述的固态成像装置，
其中所述微透镜单位由在垂直方向和水平方向上各自包括两个像素的四个像素构成，并且第一像素至第三像素位于同一像素行。
4.根据权利要求3所述的固态成像装置，
其中与包括第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素不同的第四像素的第四传输晶体管由第一信号线的驱动信号控制。
5.根据权利要求3所述的固态成像装置，
其中包括第二色的滤色器的微透镜单位中的多个像素是检测通过在水平方向上分割微透镜单位而获得的相位差的像素。
6.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
第三驱动模式，其中将垂直方向和水平方向上的各两个微透镜单位的像素信号相加。
7.根据权利要求6所述的固态成像装置，还包括：
开关，其构造成在第三驱动模式下，控制是否将水平方向或垂直方向上的两个微透镜单位的像素信号相加。
8.根据权利要求7所述的固态成像装置，还包括：
驱动电路，其构造成控制所述开关，
其中所述驱动电路在检测相位差的情况下断开所述开关，并且在不检测相位差的情况下导通所述开关。
9.根据权利要求2所述的固态成像装置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行还包括第四信号线，其构造成传输用于驱动包括第二色的滤色器的微透镜单位中的第四像素的第四传输晶体管的驱动信号，和
所述驱动电路在第一驱动模式下将第一传输晶体管至第四传输晶体管全部控制为激活状态，并且在第二驱动模式下将第一传输晶体管和第二传输晶体管控制为激活状态。
10.根据权利要求9所述的固态成像装置，
其中所述微透镜单位由在垂直方向和水平方向上各自包括两个像素的四个像素构成，并且第一像素至第四像素位于同一像素行。
11.根据权利要求9所述的固态成像装置，
其中包括第二色的滤色器的微透镜单位中的多个像素是检测通过在垂直方向上分割微透镜单位而获得的相位差的像素。
12.根据权利要求1所述的固态成像装置，
其中第一色为红色或蓝色，第二色为绿色。
13.一种固态成像装置的驱动方法，所述固态成像装置包括像素阵列单元和位于所述像素阵列单元的至少一部分的像素行中的第一信号线至第三信号线，其中在所述像素阵列单元中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，所述方法包括：
经由第一信号线驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管；
经由第二信号线驱动与第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管；和
经由第三信号线驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管。
14.一种电子设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置包括像素阵列单元，其中同色的滤色器和一个微透镜针对多个像素配置的微透镜单位中的多个像素以矩阵状二维地配置，
其中所述像素阵列单元的至少一部分的像素行包括：
第一信号线，其构造成传输用于驱动包括第一色的滤色器的微透镜单位中的第一像素的第一传输晶体管的驱动信号；
第二信号线，其构造成传输用于驱动与第一像素不同的第二像素的第二传输晶体管的驱动信号；和
第三信号线，其构造成传输用于驱动包括与第一色不同的第二色的滤色器的微透镜单位中的第三像素的第三传输晶体管的驱动信号。
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