CN113923387A - 固态摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及可以抑制暗电流并抑制画质劣化的固态摄像装置。固态摄像装置设置有像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中，像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间，电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。本技术例如能够应用于固态摄像装置等。

Description

固态摄像装置
本申请是申请日为2017年2月14日、发明名称为“固态摄像装置”、申请号为201780011203.2的专利申请的分案申请。
技术领域
本技术涉及一种固态摄像装置，特别地，涉及一种抑制暗电流，从而能够抑制画质劣化的固态摄像装置。
背景技术
将诸如InGaAs等化合物半导体用作光电转换单元的固态摄像装置采用以下结构，其中，形成光电转换单元的第一基板和形成用于读出累积电荷的读出电路的第二基板通过凸块或电极连接在一起(例如，参见专利文献1)。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]PCT专利公开No.WO2011/089949
发明内容
技术问题
顺便提及，在像素阵列区域的最外周的像素中，受形成光电转换单元的化合物半导体的加工部界面的影响，暗电流容易劣化。特别地，在读出电路为源极跟随器类型的电路中，随着电荷的累积，像素的电位差减小，暗电流分量会溢出(blooming)，从而依次影响相邻像素。为了避免这种影响，需要许多无效像素，这会导致芯片面积增加或成本增加。
另外，在有效像素区域与用于检测黑电平的光学黑体(OPB：Optical Black)区域之间的边界处的像素中，当照射高照度的光时，与最外周的像素的情况相同，有效像素的溢出现象可能对OPB像素产生影响。为了避免这种影响，仍然需要许多无效像素，这会导致芯片面积增加或成本增加。
本技术是鉴于上述情况而作出的，并且本技术可以抑制暗电流，从而抑制画质劣化。
[解决问题的方案]
根据本技术的第一方面的固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的形式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，其中，像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于像素阵列区域的最外周或位于相对于像素阵列区域的有效像素区域的外侧，电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
在本技术的第一方面中，设置有像素阵列区域，在像素阵列区域中，多个像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，并且在像素阵列区域的最外周处或相对于像素阵列区域的有效像素区域的外侧设置有电压施加像素，电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
根据本技术的第二方面的固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，其中，像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间，电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
在本技术的第二方面中，设置有像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。在像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间设置有电压施加像素，电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
根据本技术的第三方面的固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，其中，在光电转换单元的加工部端面上未设置PN结部分，该加工部端面是像素阵列区域的最外周。
在本技术的第三方面中，设置有像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。在光电转换单元的加工部端面上未设置PN结部分，该加工部端面是像素阵列区域的最外周。
根据本技术的第四方面的固态摄像装置包括保护膜，所述保护膜被配置成覆盖光电转换单元的加工部端面，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。
在本技术的第四方面中，设置有保护膜，所述保护膜被配置成覆盖光电转换单元的加工部端面，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。
根据本技术的第五方面的固态摄像装置包括绝缘膜和金属膜，所述绝缘膜和金属膜向光电转换单元的加工部端面提供MIS结构，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。
在本技术的第五方面中，设置有向光电转换单元的加工部端面提供MIS结构的绝缘膜和金属膜，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。
根据本技术的第六方面的固态摄像装置包括：像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者；以及电压控制单元，其被配置成根据周围环境来改变要施加到像素的光电转换单元的电压。
在本技术的第六方面中，设置有：像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括光电转换单元，光电转换单元具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者；以及电压控制单元，其被配置成根据周围环境来改变要施加到像素的光电转换单元的电压。
根据本技术的第七方面的固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括：光电转换单元，其具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者；多个电容元件，其累积由光电转换单元产生的电荷；以及切换控制单元，其根据周围环境，将多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
在本技术的第七方面中，设置有像素阵列区域，在像素阵列区域中，多个像素以行和列的方式二维地布置。在每个像素中，设置有：光电转换单元，其具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者；多个电容元件，其累积由光电转换单元产生的电荷；以及切换控制单元，其根据周围环境，将多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
固态摄像装置可以是独立的设备或者是并入不同设备的模块。
[发明的有益效果]
利用本技术的第一方面到第七方面，能够抑制暗电流，从而抑制画质劣化。
应注意，这里描述的效果不一定是限制性的，并且可以是本发明中描述的任何一种效果。
附图说明
图1是示出本技术适用的固态摄像装置的示意性配置的图。
图2是示出固态摄像装置的各像素的像素电路的图。
图3是示出第一实施例的像素结构的断面图。
图4是第一实施例的像素阵列区域的俯视图。
图5是示出第二实施例的像素结构的断面图。
图6是第三实施例的像素阵列区域的俯视图。
图7是示出第三实施例的像素结构的断面图。
图8是示出第四实施例的像素结构的断面图。
图9是示出第一加工部端面结构的视图。
图10是示出第二加工部端面结构的视图。
图11是示出第三加工部端面结构的视图。
图12是示出第五实施例的像素结构的断面图。
图13是示出作为本技术适用的电子设备的摄像设备的构造例的框图。
图14是示出图1的固态摄像装置的使用例的图。
图15是示出内窥镜手术系统的示意性构造例的图。
图16是示出摄像头和CCU的功能构造例的框图。
图17是示出车辆控制系统的示意性构造例的框图。
图18是外部车辆信息检测单元和摄像单元的安装位置示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，描述了实施本技术的形态(下文中称为实施例)。应注意，以下列顺序进行描述。
1.固态摄像装置的一般构造例
2.像素电路
3.第一实施例(始终保持最外周上的复位Tr接通的构造例)
4.第二实施例(最外围的读出电路被短路的构造例)
5.第三实施例(始终保持OPB像素的复位Tr接通的构造例)
6.第四实施例(OPB像素的读出电路被短路的构造例)
7.光电转换单元加工端的处理(第一至第三加工部端面结构)
8.第一实施例至第四实施例的概述
9.第五实施例(实现高动态范围的像素结构)
10.内窥镜手术系统的应用例
11.移动体的应用例
<1.固态摄像装置的一般构造例>
图1示出了本技术适用的固态摄像装置的示意性配置。
图1的固态摄像装置1被配置成包括：像素阵列区域3，在像素阵列区域3，像素2在半导体基板12(例如，将单晶硅(Si)用作半导体)上以行和列的方式二维地布置；以及像素阵列区域3周围的外围电路区域71(图4)。在外围电路区域71中，包括有垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等。
每个像素2形成为使得其包括由半导体薄膜等构成的光电转换单元和多个像素晶体管。多个像素晶体管例如由复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管这三个MOS晶体管构成。
控制电路8接收用于指示操作模式等的输入时钟和数据，并输出固态摄像装置1的内部信息等的数据。特别地，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，产生时钟信号和控制信号，以作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作的参考。此外，控制电路8将所产生的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。
垂直驱动电路4例如由移位寄存器构成，并选择预定的像素驱动配线10，将用于驱动像素2的脉冲提供给所选择的像素驱动配线10，并以行为单位驱动像素2。特别地，垂直驱动电路4以行为单位在垂直方向上依次地选择性地扫描像素阵列区域3的像素2，使得每个像素2的光电转换单元通过垂直信号线9向列信号处理电路5提供像素信号，所述像素信号是基于根据受光量而在光电转换单元中产生的信号电荷的。
针对每列像素2设置列信号处理电路5，并针对每行的一列，对从一行像素2输出的各列信号执行诸如噪声去除等信号处理。例如，列信号处理电路5执行诸如用于去除每个像素特有的固定模式噪声的相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)、AD转换等信号处理。
水平驱动电路6例如由移位寄存器构成，并依次地输出水平扫描脉冲，以依次地选择列信号处理电路5，从而将像素信号从列信号处理电路5中的每者输出到水平信号线11。
输出电路7对通过水平信号线11从列信号处理电路5中的每者依次提供的信号执行信号处理，并输出所得到的信号。输出电路7有时仅执行缓冲或有时执行黑电平调整、列色散校正、各种数字信号处理等。输入/输出端子13执行往来于外部的信号交换。
如上所述配置的固态摄像装置1是被称为列AD型的CMOS图像传感器，其中，针对各列设置用于执行CDS处理和AD转换处理的列信号处理电路5。
<2.像素电路>
图2示出了固态摄像装置1的每个像素2的像素电路。
像素2包括光电转换单元21、电容元件22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25。
光电转换单元21由使用诸如InGaAs等化合物半导体的半导体薄膜构成，并根据受光量产生电荷(信号电荷)。光电转换单元21被施加有预定偏置电压Va。
电容元件22累积由光电转换单元21产生的电荷。电容元件22能够被配置成例如包括PN结电容器、MOS电容器或配线电容器中的至少一者。
当通过复位信号RST接通复位晶体管23时，复位晶体管23通过将在电容元件22中累积的电荷放电到源极(地)来复位电容元件22的电位。
放大晶体管24根据电容元件22的累积电位来输出像素信号。特别地，放大晶体管24与作为通过垂直信号线9连接的固定电流源的负载MOS(未示出)配合，以构成源极跟随器电路，并且指示根据电容元件22中累积的电荷的电平的像素信号通过选择晶体管25从放大晶体管24被输出到列信号处理电路5。
当通过选择信号SEL选择像素2时，选择晶体管25接通，并通过垂直信号线9将像素2的像素信号输出到列信号处理电路5。传输传送信号TRX、选择信号SEL和复位信号RST的每条信号线对应于图1的像素驱动配线10。
<3.第一实施例>
现在，描述固态摄像装置1的第一实施例的像素结构。
图3是示出第一实施例的像素结构的断面图。
尽管在下文中描述了细节，但是在图3中，根据复位晶体管23的控制不同，像素阵列区域3中的像素2被分类为普通像素2A和电荷放电像素2B。然而，由于普通像素2A的像素结构和电荷放电像素2B的像素结构彼此相同，因此，在以下的描述中，将普通像素2A和电荷放电像素2B仅称为像素2。应注意，电荷放电像素2B设置在像素阵列区域3的最外侧。
针对半导体基板12上的各像素，形成上面参照图2所述的各像素2的电容元件22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25的读出电路，所述半导体基板12包括诸如单晶硅(Si)等单晶材料。应注意，在图3之后的断面图中，省略了形成在半导体基板12上的电容元件22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25的附图标记。
在作为半导体基板12的光入射侧的上侧，在像素阵列区域3的整个区域上形成有用于形成光电转换单元21的N型半导体薄膜41。使用InGaP、InAlP、InGaAs、InAlAs和黄铜矿结构的化合物半导体作为N型半导体薄膜41。黄铜矿结构的化合物半导体是在宽波长范围内可以获得高光吸收系数和高灵敏度的材料，并且优选地用作光电转换用的N型半导体薄膜41。使用诸如Cu、Al、Ga、In、S、Se等IV族元素周围的元素来构成刚描述的黄铜矿结构的这种化合物半导体，作为示例的是CuGaInS混晶、CuAlGaInS混晶、CuAlGaInSSe混晶等。
此外，作为N型半导体薄膜41的材料，除了上述化合物半导体之外，还可以使用非晶硅(Si)、锗(Ge)、量子点光电转换膜、有机光电转换膜等。
假设，在本实施例中，将InGaAs的化合物半导体用作N型半导体薄膜41。
在作为N型半导体薄膜41的半导体基板12侧的下侧，针对各像素形成构成像素电极的高浓度P型层42。此外，在针对各像素形成的高浓度P型层42之间，作为用于分离各像素2的像素分离区域的N型层43例如包括诸如InP等化合物半导体。该N型层43不仅具有作为像素分离区域的功能，而且还具有防止暗电流的作用。
另一方面，在作为N型半导体薄膜41的光入射侧的上侧，使用用作像素分离区域的诸如InP等化合物半导体来形成浓度高于N型半导体薄膜41的N型层44。该高浓度N型层44用作阻挡层，以防止由N型半导体薄膜41产生的电荷回流。例如，可以使用诸如例如InGaAs、InP、InAlAs等化合物半导体作为高浓度N型层44的材料。
在高浓度N型层44上形成抗反射膜45作为阻挡层。例如，能够使用氮化硅(SiN)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钽(Ta2Ta5)、氧化钛(TiO2)等作为抗反射膜45的材料。
高浓度N型层44和抗反射膜45中的一者还用作用于上下夹持N型半导体薄膜41的电极中的上侧上电极，并且将预定偏置电压Va施加到作为上电极的高浓度N型层44或抗反射膜45。
此外，在抗反射膜45上形成滤色器46和片上透镜47。滤色器46各者是滤色器滤色器使通过R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)光(波长光)中的一者通过的滤色器，并且这种滤色器46以所谓的拜耳阵列布置在像素阵列区域3中。
在构成像素电极的高浓度P型层42和作为像素分离区域的N型层43的下侧形成钝化层51和绝缘层52。此外，连接电极53A和53B以及隆起电极54形成为使得它们延伸穿过钝化层51和绝缘层52。连接电极53A和53B以及隆起电极54电气连接构成像素电极的高浓度P型层42和累积电荷的电容元件22。
普通像素2A和电荷放电像素2B以如上所述的方式配置，并具有相同的像素结构。
然而，普通像素2A和电荷放电像素2B在复位晶体管23的控制方法中彼此不同。
同时，在各普通像素2A中，根据光电转换单元21的电荷产生时段(光接收时段)、在光接收开始之前电容元件22的电位的复位时段等，基于复位信号RST接通和断开复位晶体管23，在各电荷放电像素2B中，复位晶体管23始终被控制在接通状态。因此，在光电转换单元21中产生的电荷被放电到地，并且恒定的固定偏置电压Va被施加到电荷放电像素2B。
图4是表示电荷放电像素2B的像素布置的像素阵列区域3的俯视图。
像素阵列区域3设置在外围电路区域71的内侧，在外围电路区域71中，形成有垂直驱动电路4、列信号处理电路5等。像素阵列区域3的最外侧的一行和一列形成为电荷放电区域81，并且电荷放电像素2B设置在电荷放电区域81中。
应注意，电荷放电区域81可以具有至少包括矩形像素阵列区域3的最外侧的一行和一列的多个行和多个列。
如图3所示，在位于矩形像素阵列区域3各边的最外侧行和列中的像素2中，受到化合物半导体的光电转换单元21的加工部界面(加工部端面)的影响，可能产生暗电流。特别地，在半导体基板12上形成的读出电路是源极跟随器类型的电路的情况下，由于电荷的累积减小了像素的电位差，因此暗电流分量会溢出，从而依次影响相邻像素。
因此，在第一实施例中，位于矩形像素阵列区域3各边的最外侧列和行中的像素2形成为电荷放电像素2B，所述电荷放电像素2B被控制成使复位晶体管23始终保持在接通状态，使得从作为光电转换单元21的N型薄膜41的加工部端面(加工部界面)产生的电荷被集中在电荷放电像素2B中，并被放电。结果，能够防止电荷流入位于相对于电荷放电区域81的内侧的普通像素2A。
根据前述内容，利用第一实施例，能够抑制因从N型薄膜41的加工部界面产生的电荷而导致的画质劣化。
<4.第二实施例>
下面，描述固态摄像装置1的第二实施例的像素结构。
图5是第二实施例的像素结构的断面图。
第二实施例中的普通像素2A的像素结构与第一实施例中的普通像素2A的像素结构类似，因此省略对其的描述。
另一方面，第二实施例中的电荷放电像素2B的像素结构与上述第一实施例中的电荷放电像素2B的像素结构不同。特别地，虽然第一实施例中的电荷放电像素2B包括与普通像素2A类似的电容元件22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25，但是第二实施例中的电荷放电像素2B并不包括它们。
换句话说，在第一实施例的电荷放电像素2B中，作为光电转换单元21的N型半导体薄膜41通过复位晶体管23连接到地，而在第二实施例的电荷放电像素2B中，连接电极53B直接连接到地，而无需复位晶体管23的介入。由于复位晶体管23没有介入，所以施加到电荷放电像素2B的电压高于施加到普通像素2A的电压。
同样，在第二实施例中，与第一实施例中始终使复位晶体管23保持接通的情况类似，由于使从作为光电转换单元21的N型薄膜41的加工部界面产生的电荷集中在电荷放电像素2B中并将这些电荷放电，所以能够防止电荷流入位于相对于电荷放电区域81的内侧的普通像素2A中。
结果，同样在第二实施例中，能够抑制因从N型薄膜41的加工部界面产生的电荷而导致的画质劣化。
应注意，根据第二实施例的设置有电荷放电像素2B的电荷放电区域81的布置类似于第一实施例的情况。例如，能够将像素阵列区域3的最外侧的一行和一列或者至少包括像素阵列区域3的最外侧的一行和一列的多个行和多个列用作电荷放电区域81。
<5.第三实施例>
下面，描述固态摄像装置1的第三实施例的像素结构。
在第三实施例中，作为像素阵列区域3的一部分，形成了用于检测要用作参考的黑电平的光学黑体(OPB：Optical Black)区域。下述的第三和第四实施例中的像素结构是在OPB区域被形成为像素阵列区域3的一部分的情况下的像素结构。
图6是示出在OPB区域被形成为像素阵列区域3的一部分的情况下的电荷放电区域81的布置的俯视图。
在OPB区域101被形成为像素阵列区域3的一部分的情况下，如图6所示，OPB区域101由矩形像素阵列区域3各边的最外侧的多个列和多个行构成。此外，在OPB区域101的最内侧的一行和一列被设置为电荷放电区域81。
像素阵列区域3的相对于OPB区域101的内侧的区域是有效像素区域102，在有效像素区域中布置有根据受光量而输出像素信号的普通像素2A。
图7是示出第三实施例的像素结构的断面图。
在OPB区域101中，布置有OPB像素2C(2Ca、2Cb)。在OPB像素2C上，遮光膜111代替滤色器46和片上透镜47而形成在用作光电转换单元21的N型半导体薄膜41的上侧。遮光膜111包括例如钨(W)、铝(Al)、金(Au)等的金属材料。
在OPB区域101中，形成了例如三行或三列的三个OPB像素2C以彼此并排的关系设置，并且它们之中最内侧(像素阵列区域3的中心侧)的OPB像素2C是电荷放电OPB像素2Cb，其中，与上述第一实施例类似，复位晶体管23被控制成始终保持接通。
另一方面，在形成了三行或三列的三个OPB像素2C以彼此并排的关系设置的OPB区域101中，外侧的两个OPB像素2C用作被控制成读出黑电平的黑电平读出OPB像素2Ca。
第三实施例中的其他部分的配置与上文所述的第一实施例中的配置类似。
例如，当高照度的光照射在固态摄像装置1的像素阵列区域3上时，与OPB区域101最相邻的普通像素2A有可能发生溢出现象，并且该溢出现象对相邻OPB像素2C(即，OPB区域101最内侧的OPB像素2C)产生影响。此外，入射到与OPB区域101最相邻的普通像素2A的光有可能会泄漏到相邻OPB像素2C，由此可能发生溢出。
因此，在第三实施例中，通过在OPB区域101的最内侧形成作为电荷放电OPB像素2Cb(在该像素中，复位晶体管23被控制成始终保持接通)的OPB像素2C，可以停止在电荷放电OPB像素2Cb处发生溢出，并且可以防止电荷流入相邻的黑电平读出OPB像素2Ca中。
结果，利用第三实施例，能够抑制因出现溢出而导致的画质劣化。
<6.第四实施例>
现在，描述固态摄像装置1的第四实施例的像素结构。
图8是示出第四实施例的像素结构的断面图。
在图8所示的第四实施例中，OPB区域101的最内侧的电荷放电OPB像素2Cb的像素结构是以下结构，其中，与上述第二实施例中类似地，连接电极53B直接连接到地。
第四实施例中其他部分的配置与上文所述的第三实施例中的配置类似。
同样，在这种情况下，与第三实施例中的电荷放电OPB像素2Cb的复位晶体管23被始终保持接通的情况类似，可以停止在电荷放电OPB像素2Cb处发生溢出，并且可以防止电荷流入相邻的黑电平读出OPB像素2Ca中。
结果，同样在第四实施例中，能够抑制因出现溢出而导致的画质劣化。
应注意，其中设置有电荷放电OPB像素2Cb的电荷放电区域81的布置与上文参照图6所述的电荷放电区域81的布置相同。
在上文所述的第三和第四实施例的描述中，描述了其中将OPB区域101的最内侧的一行和一列的像素2用作电荷放电区域81(电荷放电OPB像素2Cb)的示例。
然而，电荷放电区域81可以由包括OPB区域101的至少一行和一列的多行和多列构成。例如，电荷放电区域81可以由包括OPB区域101最内侧的一行和一列以及有效像素区域102最外侧的一行和一列的矩形区域构成。此外，例如，电荷放电区域81可以由包括OPB区域101的多个行和多个列的矩形区域构成。在电荷放电区域81由包括OPB区域101的多个行和多个列的矩形区域构成的情况下，电荷放电区域81可以不包括OPB区域101最内侧的一行和一列。
<7.光电转换单元加工端的处理>
顺便提及，上文所述的第一和第二实施例涉及以下结构，该结构通过在可能出现暗电流的光电转换单元21的加工部端面附近设置电荷放电区域81(电荷放电像素2B)，并使电荷从电荷放电区域81(电荷放电像素2B)放电，来防止电荷流入位于相对于电荷放电区域81的内侧的普通像素2A中。
因此，在下文中，描述了在光电转换单元21的加工部端面处不太可能产生暗电流的结构。
<第一加工部端面结构>
图9是示出抑制光电转换单元21的加工部端面处的暗电流的第一加工部端面结构的视图。
图9的A示出了以下结构，其中，高浓度P型层42设置在光电转换单元21的加工部端面处，使得在光电转换单元21的加工部端面处包括由N型半导体薄膜41和高浓度P型层42构成的PN结部分。
与此同时，图9的B示出了以下结构，其中，高浓度P型层42未设置在光电转换单元21的加工部端面处，使得在光电转换单元21的加工部端面处不包括由N型半导体薄膜41和高浓度P型层42构成的PN结部分。
作为光电转换单元21的第一加工部端面结构，可以采用如图9的B所示的以下结构，其中，在加工部端面处不设置由N型半导体薄膜41和高浓度P型层42构成的PN结部分。通过采用上述结构，与在加工部端面处设置PN结部分的替代情况相比，可以减弱加工部端面处的电场，因此，能够抑制电荷从加工部端面产生，从而抑制暗电流。
<第二加工部端面结构>
图10示出了抑制光电转换单元21的加工部端面处的暗电流的第二加工部端面结构。
光电转换单元21的第二加工部端面结构可以制成以下结构，其中，如图9的B所示，在光电转换单元21的加工部端面中不包括PN结部分，并且如图10所示，加工部端面覆盖有具有固定电荷的保护膜(下文中称为固定电荷膜)201。
例如，可以将氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)等用作固定电荷膜201的材料。
如在本实施例中，在光电转换单元21是N型半导体薄膜41且信号电荷是空穴的情况下，固定电荷膜201是具有正的固定电荷的膜。相反，例如，在光电转换单元21是P型半导体薄膜且信号电荷是电子的情况下，固定电荷膜201是具有负的固定电荷的膜。
通过以该方式在光电转换单元21的加工部端面上形成固定电荷膜201，能够抑制电荷从加工部端面产生，从而抑制暗电流。
<第三加工部端面结构>
图11示出了抑制光电转换单元21的加工部端面处的暗电流的第三加工部端面结构。
在光电转换单元21的第三加工部端面中，如图9的B所示，在光电转换单元21的加工部端面中不包括PN结部分，并且如图11所示，绝缘膜221和金属膜222形成在加工部端面上并与N型半导体薄膜41接合，从而形成MIS结构。将预定偏置电压施加到金属膜222。如在本实施例中，在光电转换单元21是N型半导体薄膜41且信号电荷是空穴的情况下，正的偏置电压被施加到金属膜222。相反，例如，在光电转换单元21是P型半导体薄膜且信号电荷是电子的情况下，负的偏置电压被施加到金属膜222。
例如，可以将氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)等用作绝缘膜221的材料。对于金属膜222的材料，例如，可以使用钨(W)、铝(Al)、金(Au)等。
通过以该方式在MIS结构中形成光电转换单元21的加工部端面并且向金属膜222施加预定的偏置电压，能够抑制电荷从加工部端面产生，从而抑制暗电流。
<8.第一至第四实施例的概述>
如上所述，通过采用第一至第三加工部端面结构作为光电转换单元21的加工部端面的结构，能够抑制电荷从加工部端面产生，从而抑制暗电流。
此外，通过采用上述第一至第四实施例中的一者的像素结构，可以防止从加工部端面产生的电荷流入到作为像素阵列区域3内侧的有效像素的普通像素2A中。
因此，能够抑制因电荷从光电转换单元21的加工部端面产生而导致的画质劣化。此外，通过采用抑制电荷从加工部端面产生的结构，可以最小限度地设置无效像素，并且可以减小整个固态摄像装置1的芯片面积，另外还可以降低制造成本。
应注意，上述第一至第四实施例中的一者的像素结构和上述第一至第三加工部端面结构可以任意组合。在固态摄像装置1中，通过采用上述第一至第四实施例中的一者的像素结构或上述第一至第三加工部端面结构中的一者，可以证明得到了抑制因电荷从光电转换单元21的加工部端面产生而导致的画质劣化的有利效果。
<9.第五实施例>
下面，描述在像素2中实现高动态范围的像素结构，在像素2中，光电转换单元21具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者。
为了在固态摄像元件中实现高动态范围，已知一种调整要施加到光电转换膜的电压使得不超过像素的饱和电平的方法(例如，JP 2009-49525A)。同时，作为实现高动态范围的另一方法，已知以下两种方法，其一是在电容部分设置切换开关以用于累积电荷，从而实现高S/N比和高动态范围(例如，JP 2007-516654T)，其二是通过在与光电二极管的光入射方向相反的方向上，将电荷累积部电容设置在具有光电二极管的层叠结构中，来实现高灵敏度和高动态范围(JP 2014-112580A)。
由于以InGaAs等为代表的量子红外图像传感器等采用长波长光，其带隙比硅(Si)的带隙窄，并且易于产生暗电流。另一方面，由于源极跟随器类型的读出电路累积电荷以读出信号，所以为了保证动态范围，需要将施加到光电转换单元的电压设置为高或者将电容设置为高。
然而，如果将施加到光电转换单元的电压设置为高，则转换效率会降低，因此，S/N比劣化。另一方面，在电容元件的电容增加的情况下，由于转换效率会降低，所以S/N比劣化。因此，在具有源极跟随器类型的读出电路的量子型红外图像传感器中，动态范围和暗电流以及转换效率彼此具有折衷关系。
图12是示出实现高动态范围的固态摄像装置1的第五实施例的像素结构的断面图。
参考图12，与上述第一至第四实施例对应的部分用相同的附图标记表示，虽然适当地省略对它们的描述，但是侧重于与上述第一至第四实施例不同的部分给出说明。
在第五实施例中，与上述第一至第四实施例类似，针对半导体基板12上的各像素，形成电容元件22、复位晶体管23、放大晶体管24和选择晶体管25的读出电路。
然而，在第五实施例中，作为电容元件22，形成了两个电容元件22A和22B，并且两个电容元件22A和22B通过在各像素2中新设置的切换控制晶体管241并联连接。切换控制晶体管241根据从垂直驱动电路4(图1)提供的切换信号CSW而将两个电容元件22A和22B的并联连接在接通和断开之间进行切换。
垂直驱动电路4根据固态摄像装置1的周围环境(即，根据光量或温度)，通过将预定电平(高或低)的切换信号CSW提供给各像素2的切换控制晶体管241来控制切换控制晶体管241。基于前一帧中的像素输出来确定固态摄像装置1的当前光量。此外，如果受使用环境的影响而温度升高，则由于暗电流增加，所以要基于OPB像素2C的像素输出来确定固态摄像装置1的当前温度。
例如，在光量大且存在达到饱和电平的像素2的情况下，垂直驱动电路4接通切换控制晶体管241，以增加电容元件22A和22B的累积电容，但是，在光量小且不存在达到饱和电平的像素2的情况下，垂直驱动电路4关断切换控制晶体管241，以减小电容元件22A和22B的累积电容。
此外，在暗电流很大(等于或高于预定电流值)的情况下，垂直驱动电路4接通切换控制晶体管241，以增加电容元件22A和22B的累积电容，但是，在暗电流很小(小于预定电流值)的情况下，垂直驱动电路4关断切换控制晶体管241，以减小电容元件22A和22B的累积电容。
此外，在第五实施例中，新设置了电压控制单元242，用以可变地控制要施加到光电转换单元21的偏置电压Va’。电压控制单元242可以额外地设置在固态摄像装置1中，或者，例如，可以设置为控制电路8或垂直驱动电路4的一部分。
电压控制单元242根据固态摄像装置1的周围环境(特别地，根据光量或温度)来改变要施加到光电转换单元21的偏置电压Va’。基于前一帧中的像素输出来确定固态摄像装置1的当前光量。此外，如果受使用环境的影响而温度升高，则由于暗电流增加，所以要基于OPB像素2C的像素输出来确定固态摄像装置1的当前温度。
例如，在光量大且存在达到饱和电平的像素2的情况下，电压控制单元242增大偏置电压Va’，但是，在光量小且不存在达到饱和电平的像素2的情况下，电压控制单元242减小偏置电压Va’。
此外，在暗电流很大(等于或高于预定电流值)的情况下，电压控制单元242增大偏置电压Va’，但是，在暗电流很小(小于预定电流值)的情况下，电压控制单元242减小偏置电压Va’。应注意，电压控制单元242可以改变复位晶体管23的复位电压，来代替改变偏置电压Va’。同样，在这种情况下，可以证明得到了类似的有利效果。
电压控制单元242对偏置电压Va’的控制和垂直驱动电路4对累积电容的控制可以彼此独立地进行或者可以被组合地控制。
例如，在组合偏置电压Va’的控制和累积电容的控制的情况下，根据光量可以执行如下给出的四级控制。
(a)光量水平1：偏置电压Va1’，累积电容低(并联连接断开)
(b)光量水平2：偏置电压Va1’，累积电容高(并联连接接通)
(c)光量水平3：偏置电压Va2’，累积电容高(并联连接接通)
(d)光量水平4：偏置电压Va3’，累积电容高(并联连接接通)
这里，光量水平1至4的大小关系以及偏置电压Va1’至Va3’的大小关系为：光量水平1<光量水平2<光量水平3<光量水平4以及偏置电压Va1’<偏置电压Va2’<偏置电压Va3’。
垂直驱动电路4可以针对像素阵列区域3的所有像素同时控制各像素2的切换控制晶体管241，或者可以将像素阵列区域3划分为的多个区域，针对多个区域中的每一者来控制切换控制晶体管241。可替代地，垂直驱动电路4可以针对像素阵列区域3的每个像素来控制切换控制晶体管241。
电压控制单元242可以针对像素阵列区域3的所有像素同时控制要施加到光电转换单元21的偏置电压Va’，或者可以针对像素阵列区域3被划分为的多个区域中的每一者来控制偏置电压Va’。可替代地，垂直驱动电路4可以针对像素阵列区域3的每个像素来控制偏置电压Va’。
利用第五实施例的固态摄像装置1，在光量小的情况下，可以通过降低要施加到光电转换单元21的偏置电压Va’来抑制暗电流，并且可以提高S/N比。此外，由于若电容元件22A和22B的累积电容减小则转换效率提高，因此S/N比增加。
另一方面，在光量大的情况下，可以增大动态范围，并且可以通过增加要施加到光电转换单元21的偏置电压Va’来增加电容元件22A和22B的累积电容，从而实现更高的动态范围。在这种情况下，虽然暗电流增加或转换效率降低，但由于信号量大，所以画质劣化的影响很小。
因此，利用第五实施例的固态摄像装置1，可以根据固态摄像装置1的周围环境来实现S/N比的改善和高动态范围。
<电子设备的应用例>
本技术不限于应用至固态摄像装置。特别地，本技术可以应用于在图像捕获单元(光电转换单元)中使用固态摄像装置的各种电子设备，例如，诸如数字静态照相机、摄像机等的摄像设备、具有图像摄像功能的便携式终端设备、在图像读取单元中使用固态摄像装置的复印机等。固态摄像装置可以具有单芯片器件的形式或可以具有将摄像单元和信号处理部分或光学系统被集体封装并具有图像摄像功能模块的形式。
图13是示出作为本技术适用的电子设备的摄像设备的构造例的框图。
图13的摄像设备300包括：由透镜组等构成的光学单元301、采用图1的固态摄像装置1的配置的固态摄像装置(摄像装置)302、以及作为像机信号处理电路的)数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)电路303。此外，摄像设备300还包括帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和电源单元308。DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和电源单元308通过总线309彼此连接。
光学单元301从被摄体获取入射光(图像光)，并在固态摄像装置302的摄像平面上形成图像。固态摄像装置302将由光学单元301在摄像平面上形成图像的入射光的量转换成以像素为单位的电信号，并将电信号作为像素信号输出。对于该固态摄像装置302，可以使用图1的固态摄像装置1，例如，能够抑制因从光电转换单元21的加工部端面产生的电荷而导致的画质劣化的固态摄像装置。
例如，显示单元305由诸如液晶面板、有机电致发光(EL：Electro Luminescence)面板等面板型显示装置构成，并显示由固态摄像装置302拍摄的移动图像或静止图像。记录单元306将由固态摄像装置302拍摄的移动图像或静止图像记录在诸如硬盘、半导体存储器等记录介质上。
操作单元307在用户的操作下发出针对摄像设备300具有的各种功能的操作命令。电源单元308向供电目标适当地提供作为DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306和操作单元307的操作电源的各种电源。
通过将任一上述实施例适用的固态摄像装置1用作如上所述的固态摄像装置302，例如可以抑制因从光电转换单元21的加工部端面产生的电荷而导致的画质劣化。此外，可以实现S/N比的改善和高动态范围。因此，利用诸如摄像机、数字静态照相机、与诸如便携式电话机等移动设备一起使用的照相机模块等的摄像设备300，也可以实现所摄像的图像的高画质。
<图像传感器的使用例>
图14是示出使用上述固态摄像装置1的图像传感器的使用例的视图。
使用上述固态摄像装置1的图像传感器可以用于例如要感测可见光、红外光、紫外线光、X射线光等的如下所述的各种情况中。
拍摄鉴赏用的图像的设备，例如数码相机、具有照相功能的便携式设备等
交通用的设备，为了诸如自动停止等的安全驾驶、驾驶员状态的识别等而用于摄像车辆的前方、后方、周围环境、内部等的图像的车载传感器、用于监控行驶车辆或道路的监控摄像机、用于执行诸如车辆间距等距离测量的测距传感器
为了摄像用户手势的图像并根据该手势执行设备操作而用于诸如电视机、冰箱、空凋等家电的设备
医疗或保健用的设备，例如内窥镜、通过接收红外线而进行血管造影的设备等
安保用的设备，例如，防范用途的监视摄像机、人物认证用途的摄像机等
美容用的设备，例如皮肤测量仪器、用于摄像头皮图像的显微镜等
体育用的设备，例如用于运动应用的运动照相机、可佩戴式照相机等
农业用的设备，例如，用于监控田地或农作物等的状态的摄像机
<10.内窥镜手术系统的应用例>
根据本发明(本技术)的技术可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图15是示出根据本发明的实施例(本技术)的技术能够适用的内窥镜手术系统的示意性构造例的视图。
在图15中，示出了外科医生(医师)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和能量治疗工具11112等其他手术工具11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、和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：镜筒11101和摄像头11102，镜筒具有要插入到患者11132的体腔中的从镜筒的前端起具有预定长度的区域，摄像头连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中，示出的内窥镜11100包括具有硬性镜筒11101的硬性镜。然而，内窥镜11100也可以包括具有软性镜筒11101的软性镜。
镜筒11101在其前端具有与物镜嵌合的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内延伸的光导被引入到镜筒11101的前端，并且通过物镜被照射到患者11132体腔中的观察目标。应注意，内窥镜11100可以是直视镜，或者可以是透视镜或侧视镜。
在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察目标的反射光(观察光)通过光学系统被汇聚在摄像元件上。观察光被摄像元件光电转换，以产生对应于观察光的电信号，即，对应于观察图像的图像信号。图像信号作为RAW数据被发送到相机控制单元(CCU：camera control unit)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU：central processing unit)、图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等，并整体地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201从摄像头11102接收图像信号，并对图像信号执行用于基于图像信号而显示图像的诸如显影处理(去马赛克处理)等各种图像处理。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202基于已经被CCU 11201进行图像处理的图像信号来在该显示装置上显示图像。
光源装置11203包括诸如发光二极管(LED)等光源，并在对手术区域成像时提供照射光给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204输入各种信息或输入到内窥镜手术系统11000的指令。例如，用户将输入指令等以通过内窥镜11100改变摄像条件(照射光的类型、放大率、焦距等)。
治疗工具控制装置11205控制用于组织的烧灼或切开、血管的密封等的能量治疗工具11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111将气体输送到患者11132的体腔中，以使体腔扩展，用以确保内窥镜11100的视野以及确保外科医生的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种信息的设备。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信息的设备。
应注意，当要对手术区域成像时向内窥镜11100提供照射光的光源装置11203可以包括白色光源，该白色光源例如包括LED、激光光源或LED和激光光源的组合。在白色光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下，由于针对每种颜色(每个波长)以高精度控制输出强度和输出时序，因此光源装置11203可以对摄像图像的白平衡进行调整。此外，在这种情况下，如果以时分的方式对观察目标照射来自各个RGB激光光源的激光束，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也可以以时分的方式对分别对应于R、G和B颜色的图像进行摄像。根据该方法，即使没有针对图像摄像元件设置滤色器，也可以获得彩色图像。
此外，光源装置11203可以被控制成使待输出的光的强度针对每个预定时间改变。通过与光强变化的时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，以时分的方式获取图像并合成该图像，从而可以产生没有曝光不足的黑影和过度曝光的亮点的高动态范围的图像。
此外，光源装置11203可以被配置成提供用于特殊光观察的预定波段的光。在特殊光观察中，例如，与普通观察时的照射光(即，白光)相比，通过利用人体组织中光吸收的波长依赖性来照射窄带光，可以以高对比度进行对诸如粘膜的表面部分的血管等预定组织成像的窄带观察(窄带成像)。可替代地，在特殊光观察中，可以执行用于从因激发光的照射而产生的荧光中获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到人体组织上来对来自人体组织的荧光进行观察(自身荧光观察)，或者可以通过将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂局部注射到人体组织中且将与试剂的荧光波长对应的激发光照射到人体组织上，来获得荧光图像。光源装置11203可以被配置成提供适合于如上所述的特殊光观察的窄带光和/或激发光。
图16是示出图15所示的摄像头11102和CCU 11201的功能性配置的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元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CCU 11201通过传输电缆11400连接以彼此通信。
透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接位置处的光学系统。从镜筒11101的前端拍摄的观察光被引导到摄像头11102，并被引入到透镜单元11401中。透镜单元11401包括多个透镜的组合，多个透镜包括变焦透镜和定焦透镜。
摄像单元11402包括的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。在摄像单元11402被配置为多板型的情况下，例如，摄像元件会产生与各个R、G和B对应的图像信号，并且可以合成图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402还可以被配置为具有一对摄像元件，用以获取准备用于三维(3D)显示的右眼和左眼的各个图像信号。如果执行3D显示，则外科医生11131可以更准确地理解手术区域中的活体组织的深度。应注意，在摄像单元11402被配置为多板型的情况下，对应于各个摄像元件设置透镜单元11401的多个系统。
此外，摄像单元11402可以不必设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以设置在物镜正后方的镜筒11101内部。
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，将透镜单元11401的变焦透镜和定焦透镜沿着光轴移动预定距离。结果，可以适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括往来于CCU 11201发送和接收各种类型的信息的通信设备。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据发送到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，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。控制信号包括与摄像条件相关的信息，诸如，例如指定所摄像图像的帧速率的信息、指定图像摄像时的曝光值的信息和/或指定所摄像图像的倍率和焦点的信息。
应注意，诸如帧速率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户指定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于所获取的图像信号自动设置。在后一种情况下，在内窥镜11100中包含自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动聚焦(AF：auto focus)功能和自动白平衡(AWB：auto white balance)功能。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括通信装置，所述通信装置用于往来于摄像头11102发送和接收各种类型信息。通信单元11411通过传输电缆11400接收从摄像头11102向其发送的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。可以通过电气通信、光通信等传输图像信号和控制信号。
图像处理单元11412对从摄像头11102向其发送的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与由内窥镜11100对手术区域等的摄像有关的各种类型控制，并显示通过对手术区域等进行摄像而获得的所摄像图像。例如，控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
此外，基于已经由图像处理单元11412进行图像处理的图像信号，控制单元11413控制显示装置11202显示对手术区域等成像的所摄像图像。于是，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别所摄像图像中的各种被摄体。例如，控制单元11413可以通过检测所摄像图像中包括的被摄体边缘的形状、颜色等来识别诸如镊子等手术工具、特定活体区域、出血、当使用能量治疗工具11112时的薄雾等。在控制显示装置11202显示所摄像图像时，控制单元11413可以使用识别结果以与手术区域的图像重叠的方式显示各种类型手术支持信息。在手术支持信息以重叠的方式被显示并提示给外科医生11131的情况下，可以减轻外科医生11131的负担，并且外科医生11131可以可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201彼此连接的传输电缆11400是准备用于电信号通信的电信号电缆、准备用于光通信的光纤或者准备用于电通信和光通信的复合电缆。
这里，虽然，在所示的示例中，使用传输电缆11400通过有线通信执行通信，但是也可以通过无线通信执行摄像头11102与CCU 11201之间的通信。
已经描述了根据本发明的技术适用的内窥镜手术系统的示例。根据本发明的技术可以以上述配置应用于摄像头11102的摄像单元11402。特别地，上述任何实施例适用的固态摄像装置1可以应用于摄像单元10402。通过将根据本发明的技术应用到摄像单元10402，可以抑制由摄像单元10402获得的手术部位图像的画质劣化，并且可以实现S/N比的改善和高动态范围，因此，可以获得更清晰的手术部位图像，并且操作者可以可靠地确认手术部位。
应注意，虽然这里将内窥镜手术系统作为示例进行了描述，但是根据本发明的技术也可以应用于其他系统，例如，应用于显微手术系统等。
<11.移动体的应用例>
根据本发明(本技术)的技术可以适用于各种产品。例如，根据本发明的技术可实现为安装在以下任何类型的移动体中的装置：汽车、电动车辆、混合动力电动车辆、摩托车、自行车、个人移动装置(personal mobility)、飞机、无人机、船、和机器人等。
图17是示出作为根据本发明的实施例的技术适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001互相连接的多个电子控制单元。在图17所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车辆外部信息检测单元12030、车辆内部信息检测单元12040、以及集成控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052以及车载网络接口(I/F)12053被示出为集成控制单元12050的功能性构造。
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用作下述装置的控制装置：生成车辆驱动力的驱动力生成设备(例如，内燃机或驱动电机等)、将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、调节车辆的转向角的转向机构以及产生车辆的制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车体上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、自动窗装置或者诸如前灯、尾灯、刹车灯、转向灯和雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，可以将从代替按键的移动设备发送的无线电波或来自各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、自动窗装置、灯等。
车辆外部信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统12000的车辆外部的信息。例如，车辆外部信息检测单元12030与成像部12031连接。车辆外部信息检测单元12030使成像部12031拍摄车辆外部的图像，并接收所拍摄图像。基于接收到的图像，车辆外部信息检测单元12030可以执行诸如路面上的行人、车辆、障碍物、标志、字母等被摄体的检测处理或执行距离检测处理。
成像部12031是接收光并输出与光的受光量对应的电信号的光学传感器。成像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为有关测距的信息输出。此外，由成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外光等不可见光。
车辆内部信息检测单元12040检测有关车辆内部的信息。例如，车辆内部信息检测单元12040与用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车辆内部信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或集中程度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。
微型计算机12051可以基于由车辆外部信息检测单元12030或车辆内部信息检测单元12040获取的有关车辆外部或内部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置用的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)的功能的协作控制，所述功能包括车辆的避碰或减震、基于跟随距离的跟车行驶、车速保持行驶、车辆的碰撞警告、车辆偏离车道的警告等。
此外，通过基于由车辆外部信息检测单元12030或车辆内部信息检测单元12040获取的有关车辆外部或内部的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，微型计算机12051可以执行使车辆自动行驶而不依赖驾驶员的操作的自动驾驶的协同控制。
此外，微型计算机12051可以基于通过车辆外部信息检测单元12030获取的有关车辆外部的信息来向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051通过例如根据由车辆外部信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置来控制前灯，以便将远光灯变为近光灯，由此能够执行旨在防眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够将在视觉上或声音上将信息通知给车上的乘员或车辆外部。在图17的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出设备。例如，显示部12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图18是示出成像部12031的安装位置的示例的图。
在图18中，车辆12100包括作为成像部12031的成像部12101、12102、12103、12104、和12105。
例如，将成像部12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠或后门上的位置处以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻的成像部12101和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要获取车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜的成像部12102和12103主要获取车辆12100的两侧的图像。设置在后保险杠或后门的成像部12104主要获取车辆12100的后方的图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号灯、交通标志、车道等。
顺便提及，图18示出了成像部12101～12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜的成像部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的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101～12104拍摄的图像数据，能够获得从上方观察车辆12100的鸟瞰视野图像。
成像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，成像部12101～12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有相位差检测用像素的成像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从成像部12101～12104获得的距离信息来确定距成像范围12111～12114内的每个立体物的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此，能够将特别位于车辆12100的行驶道路上并且在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的最近立体物提取为前方车辆。此外，微型计算机12051能够预先设定在前方车辆前方保持的跟车距离，并执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随启动控制)等。因此，无需依赖于驾驶员等的操作，就可以执行旨在使车辆自动行驶的自动驾驶的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从成像部12101～12104获得的距离信息将有关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、电线杆和其他立体物，提取分类的立体物数据，并使用提取的立体物数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以被车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险为设定值以上并因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。由此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。
成像部12101～12104中的至少一者可以是检测红外光的红外相机。微型计算机12051能够例如通过确定成像部12101～12104拍摄的图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过如下处理来执行对行人的这种识别：提取由作为红外相机的成像部12101～12104拍摄的图像中的特征点，并且通过对表示被摄体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该被摄体是否是行人。当微型计算机12051判定由成像部12101～12104拍摄的图像中存在行人并由此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062使得强调用的矩形轮廓线以与识别出的行人叠加的方式显示。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062使得在期望的位置处显示表示行人的图标等。
已经描述了根据本发明的技术能够适用的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术能够以上述配置应用于摄像单元12031。特别地，上述任何实施例适用的固态摄像装置1能够应用于摄像单元12031。通过将根据本发明的技术应用到摄像单元12031，能够获得易于观察的摄像图像，因此，可以减少驾驶员的疲劳或提高驾驶员或车辆的安全程度。
虽然上述示例涉及光电转换单元21中被视为信号的电荷(信号电荷)是空穴的情况，但是本技术也能够应用于信号电荷是电子的可选固态摄像装置。在这种情况下，将半导体基板12、半导体薄膜41等的每种导电类型变为反向导电类型，或者将待施加的偏置电压的极性反转。
此外，本技术不仅能够应用于检测可见光线的入射光量的分布并拍摄检测到的分布的图像的固态摄像装置，而且通常还能应用于以下固态摄像装置(物理量分布检测装置)，诸如摄像红外线、X射线、粒子等入射量的分布的图像的固态摄像装置、广义上检测诸如压力、电容等不同物理量的分布并拍摄该分布的图像的指纹检测传感器等。
此外，本技术不仅能应用于固态摄像装置，而且还能应用于通常具有不同半导体集成电路的半导体装置。
本技术的实施例不限于上述实施例，还能够在不脱离本技术主题的情况下以各种方式进行改变。
例如，能够采用包括上述多个实施例中的全部或一些的组合的形式。
应注意，本说明书中描述的有利效果是示例性的，而不是限制性的，并且可以获得其他效果。
应注意，本技术也可以采用如下所述的配置。
(A1)
一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
所述像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于像素阵列区域的最外周或位于相对于像素阵列区域的有效像素区域的外侧，所述电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
(A2)
根据上面(A1)所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，像素的复位晶体管始终被控制为接通状态，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
(A3)
根据上面(A1)所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，用于提取在光电转换单元中产生的电荷的电极部在没有像素晶体管的介入的情况下连接到地，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
(A4)
根据上面(A3)所述的固态摄像装置，其中
施加到所述电压施加像素的所述固定电压高于施加到所述像素阵列区域的普通像素的电压。
(A5)
根据上面(A1)～(A4)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素设置在所述像素阵列区域的最外周的一行和一列中。
(A6)
根据上面(A1)～(A4)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素设置在所述像素阵列区域的最外周的多个行和多个列中。
(A7)
一种固态摄像装置的控制方法，其中，所述固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，所述像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，
始终向像素位于所述像素阵列区域的最外周或位于相对于所述像素阵列区域的有效像素区域的外侧的所述像素施加固定电压。
(A8)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
所述固态摄像装置具有电压施加像素，电压施加像素位于所述像素阵列区域的最外周或位于相对于像素阵列区域的有效像素区域的外侧，所述电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
(B1)
一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
所述像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间，所述电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
(B2)
根据上面(B1)所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，像素的复位晶体管始终被控制为接通状态，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
(B3)
根据上面(B1)所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，用于提取在所述光电转换单元中产生的电荷的电极部在没有像素晶体管的介入的情况下连接到地，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
(B4)
根据上面(B3)所述的固态摄像装置，其中
施加到所述电压施加像素的所述固定电压高于施加到所述像素阵列区域的普通像素的电压。
(B5)
根据上面(B1)～(B4)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素在所述光电转换单元的上侧具有遮光膜。
(B6)
根据上面(B1)～(B5)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在所述像素阵列区域的OPB区域的最内侧的一行和一列中。
(B7)
根据上面(B1)～(B5)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在所述像素阵列区域的OPB区域的多个行和多个列中。
(B8)
根据上面(B1)～(B5)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在包括所述像素阵列区域的有效像素区域的最外周的一行和一列和在OPB区域的最内侧的一行和一列的多个行和多个列中。
(B9)
一种固态摄像装置的控制方法，其中，所述固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，所述像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，
始终向位于所述像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间的所述像素施加固定电压。
(B10)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
所述像素阵列区域具有电压施加像素，电压施加像素位于所述像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间，所述电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
(C1)
一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
在所述光电转换单元的加工部端面上未设置PN结部分，所述加工部端面是所述像素阵列区域的最外周。
(C2)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
在所述光电转换单元的加工部端面上未设置PN结部分，所述加工部端面是所述像素阵列区域的最外周。
(D1)
一种固态摄像装置，其包括：
保护膜，其被配置成覆盖光电转换单元的加工部端面，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在所述像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元。
(D2)
根据上面(D1)所述的固态摄像装置，其中
所述光电转换单元是N型半导体薄膜；以及
所述保护膜是具有正的固定电荷的固定电荷膜。
(D3)
根据上面(D1)或(D2)所述的固态摄像装置，其中
被视为信号的所述光电转换单元的电荷是空穴；并且
所述保护膜是具有正的固定电荷的固定电荷膜。
(D4)
根据上面(D3)所述的固态摄像装置，其中
所述光电转换单元是P型半导体薄膜；以及
所述保护膜是具有负的固定电荷的固定电荷膜。
(D5)
根据上面(D1)或(D4)所述的固态摄像装置，其中
被视为信号的所述光电转换单元的电荷是电子；并且
所述保护膜是具有负的固定电荷的固定电荷膜。
(D6)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
保护膜，其被配置成覆盖光电转换单元的加工部端面，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在所述像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元。
(E1)
一种固态摄像装置，其包括：
绝缘膜和金属膜，所述绝缘膜和金属膜向光电转换单元的加工部端面提供MIS结构，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在所述像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元。
(E2)
根据上面(E1)所述的固态摄像装置，其中
所述光电转换单元是N型半导体薄膜；并且
所述金属膜施加有正的偏置电压。
(E3)
根据上面(E1)或(E2)所述的固态摄像装置，其中
被视为信号的所述光电转换单元的电荷是空穴；并且
所述金属膜施加有正的偏置电压。
(E4)
根据上面(E3)所述的固态摄像装置，其中
所述光电转换单元是P型半导体薄膜；并且
所述金属膜施加有负的偏置电压。
(E5)
根据上面(E1)或(E4)所述的固态摄像装置，其中
被视为信号的所述光电转换单元的电荷是电子；并且
所述金属膜施加有负的偏置电压。
(E6)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
绝缘膜和金属膜，所述绝缘膜和金属膜向光电转换单元的加工部端面提供MIS结构，所述加工部端面是像素阵列区域的最外周，在所述像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元。
(F1)
一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，所述像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元；以及
电压控制单元，其被配置成根据周围环境来改变要施加到所述像素的所述光电转换单元的电压。
(F2)
根据上面(F1)所述的固态摄像装置，其中
所述电压控制单元根据有效像素的像素输出而改变要施加到所述光电转换单元的电压。
(F3)
根据上面(F1)或(F2)所述的固态摄像装置，其中
所述电压控制单元根据OPB像素的像素输出而改变要施加到所述光电转换单元的电压。
(F4)
根据上面(F1)～(F3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压控制单元针对所有像素同时改变要施加到所述光电转换单元的电压。
(F5)
根据上面(F1)～(F3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述像素阵列区域被划分多个区域，所述电压控制单元针对所述多个区域中的每一者改变要施加到所述光电转换单元的电压。
(F6)
根据上面(F1)～(F3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压控制单元针对所述像素阵列区域的各像素改变要施加到所述光电转换单元的电压。
(F7)
根据上面(F1)～(F6)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述光电转换单元包括用于防止电荷回流的阻挡层。
(F8)
一种固态摄像装置的控制方法，其中
所述固态摄像装置包括像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，所述像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，
所述固态摄像装置根据周围环境来改变要施加到所述像素的光电转换单元的电压。
(F9)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元；以及
电压控制单元，其被配置成根据周围环境来改变要施加到所述像素的光电转换单元的电压。
(G1)
一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置；
所述像素各者包括
光电转换单元，其具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，
多个电容元件，所述多个电容元件累积由所述光电转换单元产生的电荷，以及
切换控制单元，其根据周围环境将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G2)
根据上面(G1)所述的固态摄像装置，其中
根据有效像素的像素输出，将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G3)
根据上面(G1)或(G2)所述的固态摄像装置，其中
根据OPB像素的像素输出，将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G4)
根据上面(G1)～(G3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
针对所有像素同时将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G5)
根据上面(G1)～(G3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
将所述像素阵列区域划分为多个区域，针对所述多个区域中的每者将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G6)
根据上面(G1)～(G3)中任一项所述的固态摄像装置，其中
针对所述像素阵列区域的像素各者将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G7)
根据上面(G1)～(G6)中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电容元件至少包括PN结电容器、MOS电容器和配线电容器中的一者。
(G8)
根据上面(G1)～(G7)中任一项所述的固态摄像装置，进一步包括：
电压控制单元，其被配置成根据周围环境而改变要施加到所述像素的所述光电转换单元的电压。
(G9)
一种固态摄像装置的控制方法，所述固态摄像装置包括：
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置；
所述像素各者包括
光电转换单元，其具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，
多个电容元件，所述多个电容元件累积由所述光电转换单元产生的电荷，以及
切换控制单元，其根据周围环境，将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换，其中
所述切换控制单元根据周围环境而将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
(G10)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其包括
像素阵列区域，在像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置；
每个所述像素包括
光电转换单元，其具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者，
多个电容元件，所述多个电容元件累积由所述光电转换单元产生的电荷，以及
切换控制单元，其根据周围环境，将所述多个电容元件的并联连接在接通和断开之间进行切换。
[附图标记列表]
1固态摄像装置 2像素
2A普通像素 2B电荷放电像素
2Ca黑电平读出OPB像素 2Cb电荷放电OPB像素
2C OPB像素 3像素阵列区域
4垂直驱动电路 12半导体基板,
21光电转换单元 22(22A、22B)电容元件
23复位晶体管 53A、53B连接电极
54隆起电极 81电荷放电区域
101 OPB区域 102有效像素区域
111遮光膜 201固定电荷膜
221绝缘膜 222金属膜
241切换控制晶体管 242电压控制单元
300摄像设备 302固态摄像装置

Claims (10)

1.一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列区域，在所述像素阵列区域中，像素以行和列的方式二维地布置，所述像素各者包括具有化合物半导体、非晶硅、锗、量子点光电转换膜或有机光电转换膜中的一者的光电转换单元，其中
所述像素阵列区域具有电压施加像素，所述电压施加像素位于所述像素阵列区域的有效像素与OPB像素之间，所述电压施加像素是始终施加有固定电压的像素。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，像素的复位晶体管始终被控制为接通状态，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中
在所述电压施加像素中，用于提取所述光电转换单元中产生的电荷的电极部在没有像素晶体管介入的情况下连接到地，以便所述电压施加像素始终施加有固定电压。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中
施加到所述电压施加像素的所述固定电压高于施加到所述像素阵列区域的普通像素的电压。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素在所述光电转换单元的上侧具有遮光膜。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在所述像素阵列区域的OPB区域的最内侧的一行和一列中。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在所述像素阵列区域的OPB区域的多个行和多个列中。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的固态摄像装置，其中
所述电压施加像素布置在包括所述像素阵列区域的有效像素区域的最外周的一行和一列和OPB区域的最内侧一行和一列的多个行和多个列中。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述像素阵列区域包括电荷放电区域，所述电荷放电区域包括所述像素阵列区域的OPB区域的最内侧的一行和一列。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述像素阵列区域包括电荷放电区域，所述电荷放电区域包括具有所述像素阵列区域的OPB区域的至少一行和一列的多行和多列。
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