TW202107886A - 固態攝像裝置及其驅動方法以及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本技術係關於一種可不降低訊框率而輸出相位差信號之固態攝像裝置及其驅動方法以及電子機器。 固態攝像裝置具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素。像素陣列部之至少一部分之像素列具有：第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號；第2信號線，其傳送驅動不同於第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及第3信號線，其傳送驅動具有不同於第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。本技術可適用於例如固態攝像裝置等。

Description

固態攝像裝置及其驅動方法以及電子機器
本技術係關於一種固態攝像裝置及其驅動方法以及電子機器，尤其係關於一種可不降低訊框率而輸出相位差信號之固態攝像裝置及其驅動方法以及電子機器。
存在一種固態攝像裝置，其具有對垂直方向及水平方向各包含2像素之2×2之4像素配置1個微透鏡，並以4像素共用FD(浮動擴散區)之構造(例如參照專利文獻1)。具有此種微透鏡之配置之固態攝像裝置中，可藉由以單側2像素單位取得蓄積於各像素之光電二極體之電荷，而檢測相位差。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-052041號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，為了檢測相位差，一般而言，需要進行微透鏡下之單側2像素之電荷讀出、與剩餘之2像素或所有4像素之電荷讀出之2次讀出，訊框率降低。
本技術係鑑於此種狀況而完成者，係可不降低訊框率而輸出相位差信號者。 [解決問題之技術手段]
本技術之第1態樣之固態攝像裝置具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素，上述像素陣列部之至少一部分之像素列具有：第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號；第2信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
本技術之第2態樣之固態攝像裝置之驅動方法係具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；及第1信號線至第3信號線，其等位於上述像素陣列部之至少一部分之像素列；的固態攝像裝置經由上述第1信號線，驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體，經由上述第2信號線，驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體，經由上述第3信號線，驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體。
本技術之第3態樣之電子機器具備固態攝像裝置，該固態攝像裝置具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且於上述像素陣列部之至少一部分之像素列具有：第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號；第2信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
本技術之第1至第3態樣中，設置有像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且於上述像素陣列部之至少一部分之像素列設置有：第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號；第2信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
本技術之第2態樣中，於具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；及第1信號線至第3信號線，其等位於上述像素陣列部之至少一部分之像素列的固態攝像裝置中，經由上述第1信號線，驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體，經由具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的上述第2信號線，驅動具有不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體，經由上述第3信號線，驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體。
固態攝像裝置及電子機器可為獨立之裝置，亦可為組入於其他裝置之模組。
以下，針對用以實施本技術之形態(以下稱為實施形態)進行說明。另，說明依照以下順序進行。 1.固態攝像裝置之概略構成例 2.像素之剖面構成圖 3.共用像素構造之基本電路例 4.相位差像素之配置例 5.行AD轉換部之構成例 6.相位差像素之另一配置例 7.上下分割之相位差像素之構成例 8.固態攝像裝置之信號輸出 9.其他 10.對電子機器之適用例 11.對內視鏡手術系統之應用例 12.對移動體之應用例
＜1.固態攝像裝置之概略構成例＞ 圖1係顯示適用本技術之固態攝像裝置之概略構成。
圖1之固態攝像裝置1構成為於使用例如矽(Si)作為半導體之半導體基板12，具有矩陣狀二維配置有像素2之像素陣列部3與其周邊之周邊電路部。周邊電路部包含有垂直驅動電路4、行AD轉換部5、水平驅動電路6、輸出電路7、控制電路8等。
像素2具有作為光電轉換元件之光電二極體與複數個像素電晶體而成。複數個像素電晶體以例如傳送電晶體、選擇電晶體、重設電晶體及放大電晶體之4個MOS(Metal Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導體)電晶體構成。
又，像素2亦可設為共用像素構造。該共用像素構造由複數個光電二極體、複數個傳送電晶體、共用之1個浮動擴散區(浮動擴散區域)、及共用之各為一個之其他像素電晶體構成。即，共用像素構造中，構成複數個單位像素之光電二極體及傳送電晶體共用其他之各為一個之像素電晶體而構成。
控制電路8接收指示輸入時脈與動作模式等之資料，又，輸出固態攝像裝置1之內部資訊等資料。即，控制電路8基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈，產生成為垂直驅動電路4、行AD轉換部5及水平驅動電路6等之動作基準之時脈信號或控制信號。且，控制電路8將產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路4、行AD轉換部5及水平驅動電路6等。
垂直驅動電路4由例如移位暫存器構成，選擇特定之像素驅動配線10，對選擇之像素驅動配線10供給用以驅動像素2之脈衝，並以列單位驅動像素2。即，垂直驅動電路4以列單位依序沿垂直方向選擇掃描像素陣列部3之各像素2，將基於各像素2之光電轉換部中根據受光量產生之信號電荷之像素信號通過垂直信號線9供給至行AD轉換部5。
行AD轉換部5將自二維配置之各像素2輸出之類比之像素信號轉換成數位之像素信號，並保持固定時間。如參照圖10於下文所說明，於行AD轉換部5，對1個以上之每像素行配置ADC52。
水平驅動電路6由例如移位暫存器構成，且藉由依序輸出水平掃描脈衝，而將保持於行AD轉換部5之AD轉換後之像素信號輸出至水平信號線11。
輸出電路7對通過水平信號線11依序供給之AD轉換後之像素信號進行特定之信號處理並輸出。輸出電路7存在例如僅進行緩衝之情形，亦有進行黑位準調整、行不均修正、缺陷修正處理等各種數位信號處理之情形。輸入輸出端子13進行與外部之信號交換。
固態攝像裝置1為如上構成之CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器。
＜2.像素之剖面構成圖＞ 圖2係顯示於圖1之像素陣列部3內矩陣狀配置之像素2之剖面構成之圖。
像素陣列部3之各像素2中，藉由於例如形成有P型(第1導電型)半導體區域21之半導體基板(矽基板)12，以像素單位形成N型(第2導電型)半導體區域22，而以像素單位形成光電二極體PD。另，圖2中，為了方便起見，將半導體區域21劃分成像素單位，但實際上並不存在此種邊界。
於半導體基板12之表面側(圖2中為下側)，形成有進行蓄積於光電二極體PD之電荷讀出等之複數個像素電晶體、及包含複數層配線層與層間絕緣膜之多層配線層(皆未圖示)。
另一方面，於半導體基板12之背面側(圖2中為上側)，經由例如氧化矽膜等之防反射膜(未圖示)，形成有TEOS膜等氧化膜23。
於半導體基板12之背面側之像素邊界部分，以2像素間隔形成有遮光膜24。遮光膜24只要為遮擋光之材料即可，但期望為遮光性強，且可進行微細加工，例如以蝕刻精度良好地加工之材料。遮光膜24可以例如鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等金屬膜形成。
於氧化膜23之上表面，形成有彩色濾光片25。彩色濾光片25具有例如紅色(Red)、綠色(Green)或藍色(Blue)之任一色，且僅使該色(波長)之光通過至光電二極體PD。彩色濾光片25藉由例如旋轉塗佈包含顏料或染料等色素之感光性樹脂而形成。
於彩色濾光片25上，形成有微透鏡(晶載透鏡)26。微透鏡26以例如苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚系樹脂、或矽氧烷系樹脂等樹脂系材料形成。
像素陣列部3之各像素如上構成，固態攝像裝置1係自與形成像素電晶體之半導體基板12之表面側相反側之背面側入射光之背面照射型固態攝像裝置。
圖3係顯示像素陣列部3中之微透鏡26與彩色濾光片25之配置例之俯視圖。
微透鏡26如圖3所示，形成為對垂直方向及水平方向各2像素(2×2)之4像素形成1個。
又，彩色濾光片25亦以共用1個微透鏡26之2×2之4像素之光電二極體PD接受同一波長光之方式配置。彩色濾光片25之顏色排列例如以2×2之4像素單位設為拜耳排列。
以下之說明中，將具有綠色之彩色濾光片25，接受綠色光之像素稱為G像素，將具有紅色之彩色濾光片25，接受紅色光之像素稱為R像素，將具有藍色之彩色濾光片25，接受藍色光之像素稱為B像素。又，將沿水平方向排列R像素與G像素之像素列稱為RG像素列，將沿水平方向排列G像素與B像素之像素列稱為GB像素列。再者，將共用1個微透鏡26之2×2之4像素之單位稱為OCL單位，將圖3所示之8×8之64像素之單位稱為像素單元31。
＜3.共用像素構造之基本電路例＞ 接著，針對圖1之固態攝像裝置1中採用之共用像素構造進行說明，但於其之前，參照圖4，針對成為固態攝像裝置1之像素電路之前提之共用像素構造之基本電路進行說明。
圖4係顯示以垂直方向4像素及水平方向2像素(4×2)之合計8像素共用1個FD之共用像素構造之基本電路。
區分共用1個FD之4×2之各像素2之情形時，如圖5所示，區分顯示為像素2a 至像素2h 。以下，亦將共用1個FD之4×2之合計8像素稱為FD共用單位。
各像素2個別地保有光電二極體PD、與傳送蓄積於光電二極體PD之電荷之傳送電晶體TG。且，FD35、重設電晶體36、放大電晶體37及選擇電晶體38之各者於共用單位即8像素中共通使用。
另，於以下，亦將共用單位即8像素中共通使用之重設電晶體36、放大電晶體37及選擇電晶體38之各者稱為共用像素電晶體。又，為了區分配置於共用單位內之像素2a 至像素2h 各者之光電二極體PD與傳送電晶體TG，如圖5所示，稱為光電二極體PDa 至PDh 及傳送電晶體TGa 至TGh 。
光電二極體PDa 至PDh 之各者接受光並進行光電轉換，產生信號電荷並予以蓄積。
若經由信號線41a 供給於閘極電極之驅動信號TRGa 變為高(High)，則響應於此，傳送電晶體TGa 成為主動狀態(接通(ON))，而將蓄積於光電二極體PDa 之信號電荷傳送至FD35。若經由信號線41b 供給於閘極電極之驅動信號TRGb 變為高，則響應於此，傳送電晶體TGb 成為主動狀態，而將蓄積於光電二極體PDb 之信號電荷傳送至FD35。若經由信號線41c 供給於閘極電極之驅動信號TRGc 變為高，則響應於此，傳送電晶體TGc 成為主動狀態，而將蓄積於光電二極體PDc 之信號電荷傳送至FD35。若經由信號線41d 供給於閘極電極之驅動信號TRGd 變為高，則響應於此，傳送電晶體TGd 成為主動狀態，而將蓄積於光電二極體PDd 之信號電荷傳送至FD35。關於光電二極體PDe 至PDh 與傳送電晶體TGe 至TGh ，亦與光電二極體PDa 至PDd 與傳送電晶體TGa 至TGd 同樣地動作。
FD35暫時保持自光電二極體PDa 至PDh 供給之信號電荷。
若經由信號線42供給於閘極電極之驅動信號RST變為高，則響應於此，重設電晶體36成為主動狀態(接通)，而將FD35之電位重設為特定之位準(重設電壓VDD)。
放大電晶體37藉由將源極電極經由選擇電晶體38連接於垂直信號線9，而與連接於垂直信號線9之一端之恆定電流源電路部之負載MOS(未圖示)構成源極隨耦電路。
選擇電晶體38連接於放大電晶體37之源極電極與垂直信號線9之間。若經由信號線43供給於閘極電極之選擇信號SEL變為高，則響應於此，選擇電晶體38成為主動狀態(接通)，將共用單位設為選擇狀態，而將自放大電晶體37輸出之共用單位內之像素2之像素信號輸出至垂直信號線9。
共用單位內之複數個像素2可根據來自垂直驅動電路4(圖1)之驅動信號，以1像素單位輸出像素信號，亦可以複數個像素單位同時輸出像素信號。
例如，以1像素單位輸出像素信號之情形時，垂直驅動電路4藉由使傳送電晶體TGa 至TGh 依序接通，而將蓄積於光電二極體PD之電荷傳送至FD35，並經由選擇電晶體38輸出至垂直信號線9即可。
例如，以2×2之4像素之OCL單位輸出像素信號之情形時，垂直驅動電路4藉由使OCL單位之4像素之傳送電晶體TG同時接通，而將4像素所有之電荷傳送至FD35，並經由選擇電晶體38輸出至垂直信號線9即可。
如圖3所示，將1個微透鏡26配置成2×2之4像素之情形時，例如，於2×2之左側2像素之光電二極體PD與右側2像素之光電二極體PD中，因光電二極體PD相對於微透鏡26之形成位置不同，故自2個光電二極體PD產生之像中發生偏差(相位差)。又，上側2像素之光電二極體PD與下側2像素之光電二極體PD亦因光電二極體PD相對於微透鏡26之形成位置不同，而於自2個光電二極體PD產生之像中發生偏差(相位差)。
因此，藉由將共用1個微透鏡26之4像素作為左右或上下之2像素單位之像素信號輸出，可檢測相位差，可作為組入有固態攝像裝置1之攝像裝置之自動聚焦之控制信號使用。
然而，圖4之像素電路構成中，為了取得OCL單位之左右或上下之2像素單位之像素信號，需要以左右或上下之2像素單位依序讀出，故引起訊框率降低。
因此，圖1之固態攝像裝置1中，構成為可不降低訊框率，換言之，可對OCL單位之4像素，以1次讀出輸出相位差信號。以下，針對該構成進行說明。
＜4.相位差像素之配置例＞ 圖5係顯示固態攝像裝置1之像素陣列部3中之像素配置例之俯視圖。
像素陣列部3中，沿垂直方向及水平方向重複排列圖3所示之包含8×8之64像素單位之像素單元31。
此處，以像素單元31單位觀察像素陣列部3時，於像素陣列部3中，以特定規則或隨機配置有相位差像素單元31A及31B、與通常像素單元31T。相位差像素單元31A及31B係於像素單元31之一部分像素2配置有可輸出相位差信號之相位差像素之像素單元31。相位差像素單元31A係配置有輸出OCL單位之左側一半之相位差信號之相位差像素之像素單元31，相位差像素單元31B係配置有輸出OCL單位之右側一半之相位差信號之相位差像素之像素單元31。通常像素單元31T係未配置相位差像素之像素單元31。
圖5所示之通常像素單元31T以及相位差像素單元31A及31B中，記述為「G」之像素2為G像素，記述為「R」之像素2為R像素，記述為「B」之像素2為B像素。
又，相位差像素單元31A及31B中，記述為「G1」之像素2為可輸出左側2像素之相位差信號之相位差像素之G像素，記述為「G2」之像素2為可輸出右側2像素之相位差信號之相位差像素之G像素。圖5中，省略標註有通常像素單元31T以及相位差像素單元31A及31B之符號之像素2以外之「R」、「G」、「B」、「G1」、「G2」之圖示。
另，本實施形態中，已說明將R像素、G像素及B像素中之可輸出相位差信號之相位差像素配置於G像素之例，但亦可配置於G像素或B像素。
圖6係顯示相位差像素單元31A中之向各像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRG之信號線41之配線例之俯視圖。
另，圖6至圖8中，為了易於觀察圖式，以共用FD35之4×2之8像素之FD共用單位分開顯示像素單元31。
以4×2之8像素單位共用1個FD35之像素電路中，如圖4之基本電路所說明，只要於各列配置2條信號線41，於FD共用單位之4列配置合計8條信號線41，則可進行以像素單位讀出像素信號、或以OCL單位讀出像素信號之控制。
相對於此，相位差像素單元31A中，FD共用單位之4列中，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，還追加2條信號線41x 及41y 。
信號線41x 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGx 。信號線41y 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGy 。各像素2之信號線41(41a 至41y )上之特定位置處所標註之圓形標記(○)表示傳送電晶體TG之閘極電極與信號線41之接點。
如圖6之圓形標記所示，相位差像素單元31A中，OCL單位之4個G1像素中之右側2個G1像素之傳送電晶體TG之閘極電極連接於信號線41x 或41y 而非信號線41f 或41h 。其他FD共用單位之傳送電晶體TG之閘極電極與信號線41之連接與圖4同樣。
相位差像素單元31A中，若將配置有3條信號線41e 、41f 及41x 之GB像素列之2個B像素設為第1像素及第2像素，將2個G1像素設為第3像素及第4像素，則第1像素(左側之B像素)之傳送電晶體TG與第4像素(左側之G1像素)之傳送電晶體TG藉由同一信號線41e 之驅動信號TRGe 控制。第2像素(右側之B像素)之傳送電晶體TG藉由信號線41f 之驅動信號TRGf 控制，第3像素(右側之G1像素)之傳送電晶體TG藉由信號線41x 之驅動信號TRGx 控制。關於配置有3條信號線41g 、41h 及41y 之GB像素列亦同樣。
針對圖6之相位差像素單元31A中，以2×2之OCL單位將像素信號相加(FD加算)並輸出之動作進行說明。
首先，垂直驅動電路4將相位差像素單元31A上側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之傳送電晶體TGe 至TGd 接通，而將蓄積於光電二極體PD之信號電荷傳送至FD35，並將其作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31A上側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G1像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。此時，OCL單位之4個G1像素中之右側2個G1像素係由於傳送電晶體TG之閘極電極未連接於信號線41e 至41h 之任一者，故右側2個G1像素之蓄積電荷未被傳送至FD35，僅左側2個G1像素之蓄積電荷被傳送至FD35。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31A下側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31A下側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G1像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。此時，OCL單位之4個G1像素中之右側2個G1像素係由於傳送電晶體TG之閘極電極未連接於信號線41e 至41h 之任一者，故右側2個G1像素之蓄積電荷未被傳送至FD35，僅左側2個G1像素之蓄積電荷被傳送至FD35。
若進行如上之驅動，則固態攝像裝置1如圖9A所示，可就相位差像素單元31A之R像素、G像素及B像素，取得將OCL單位之4像素之像素信號累加的信號，可就G1像素，取得將OCL單位之左側一半之2像素之像素信號累加的信號。即，相位差像素單元31A中，可對OCL單位之4像素以一次讀出輸出相位差信號。
圖9係顯示固態攝像裝置1以輸出將OCL單位之4像素累加之信號作為像素信號之驅動模式(OCL單位輸出模式)動作時之像素單元單位之像素信號的輸出影像之圖。
圖7係顯示相位差像素單元31B中之向各像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRG之信號線41之配線例之俯視圖。
相位差像素單元31B中，對於FD共用單位之4列，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，亦追加2條信號線41x 及41y 。
如圖7之圓形標記所示，相位差像素單元31B中，OCL單位之4個G2像素中之左側2個G2像素之傳送電晶體TG之閘極電極連接於信號線41x 或41y 而非信號線41e 或41g 。
相位差像素單元31B中，若將配置有3條信號線41e 、41f 及41x 之GB像素列之2個B像素設為第1像素及第2像素，將2個G2像素設為第3像素及第4像素，則第1像素(右側之B像素)之傳送電晶體TG與第4像素(右側之G2像素)之傳送電晶體TG藉由同一信號線41f 之驅動信號TRGf 控制。第2像素(左側之B像素)之傳送電晶體TG藉由信號線41e 之驅動信號TRGe 控制，第3像素(左側之G2像素)之傳送電晶體TG藉由信號線41x 之驅動信號TRGx 控制。關於配置有3條信號線41g 、41h 及41y 之GB像素列亦同樣。
針對圖7之相位差像素單元31B中，以2×2之OCL單位將像素信號相加(FD加算)並輸出之動作進行說明。
首先，垂直驅動電路4將相位差像素單元31B上側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31B上側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G2像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。此時，OCL單位之4個G2像素中之左側2個G2像素係由於傳送電晶體TG之閘極電極未連接於信號線41e 至41h 之任一者，故左側2個G2像素之蓄積電荷未被傳送至FD35，僅右側2個G2像素之蓄積電荷被傳送至FD35。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31B下側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將相位差像素單元31B下側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G2像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。此時，OCL單位之4個G2像素中之左側2個G2像素係由於傳送電晶體TG之閘極電極未連接於信號線41e 至41h 之任一者，故左側2個G2像素之蓄積電荷未被傳送至FD35，僅右側2個G2像素之蓄積電荷被傳送至FD35。
若進行如上之驅動，則固態攝像裝置1如圖9B所示，可就相位差像素單元31B之R像素、G像素及B像素，取得將OCL單位之4像素之像素信號累加的信號，可就G2像素，取得將OCL單位之右側一半之2像素之像素信號累加的信號。即，相位差像素單元31B中，可對OCL單位之4像素以一次讀出輸出相位差信號。
圖8係顯示通常像素單元31T中之向各像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRG之信號線41之配置例之俯視圖。
通常像素單元31T中，FD共用單位之4列中，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，還追加2條信號線41x 及41y 。
然而，通常像素單元31T中，無將傳送電晶體TG之閘極電極連接於追加之信號線41x 或41y 之像素2。換言之，所有R像素、G像素及B像素之傳送電晶體TG之閘極電極皆與信號線41a 至41h 之任一者連接。
針對圖8之通常像素單元31T中，以2×2之OCL單位將像素信號相加(FD加算)並輸出之動作進行說明。
首先，垂直驅動電路4將通常像素單元31T上側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷，被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將通常像素單元31T上側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷，被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將通常像素單元31T下側之FD共用單位之2個RG像素列之驅動信號TRGa 至TRGd 控制為高。藉此，連接於信號線41a 至41d 之OCL單位之R像素及G像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷，被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
接著，垂直驅動電路4將通常像素單元31T下側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高。藉此，連接於信號線41e 至41h 之OCL單位之G像素及B像素之光電二極體PD所蓄積之信號電荷，被傳送至FD35，並作為像素信號輸出。
若進行如上之驅動，則固態攝像裝置1如圖9C所示，就通常像素單元31T之所有之R像素、G像素及B像素，可取得將OCL單位之4像素之像素信號累加的信號。即，通常像素單元31T中，所有之像素信號為將OCL單位即4像素之像素信號累加的信號。
另，固態攝像裝置1不欲在相位差像素單元31A及31B中輸出相位差信號之情形時，換言之，於不輸出相位差信號之驅動模式中，如下進行驅動。
垂直驅動電路4於相位差像素單元31A及31B中，於將上側之FD共用單位之2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高之時序，經由2條信號線41x 及41y 供給之驅動信號TRGx 及TRGy 亦同時控制為高。藉此，由於蓄積於OCL單位之4個G1像素或G2像素之光電二極體PD之信號電荷被傳送至FD35，故輸出將2×2之OCL單位之像素信號相加(FD加算)之信號。
即，固態攝像裝置1之垂直驅動電路4於不輸出相位差信號之驅動模式(第1驅動模式)下，將2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 與驅動信號TRGx 及TRGy 全部控制為高，將所有傳送電晶體TGe 至TGh 控制為主動狀態。另一方面，於輸出相位差信號之驅動模式(第2驅動模式)下，垂直驅動電路4僅將2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高，僅將OCL單位之左側一半之傳送電晶體TGe 及TGg 、或右側一半之傳送電晶體TGf 及TGh 控制為主動狀態。藉此，可不降低訊框率，而就各像素以1次讀出動作輸出相位差信號。
另，根據圖6至圖8所示之信號線41之配線構成，關於不輸出相位差信號之GR像素列，將每1列信號線41之條數設為2條，但亦可配合輸出相位差信號之GB像素列，關於GR像素列，亦可每1列配線3條信號線41。
＜5.行AD轉換部之構成例＞ 圖10係顯示行AD轉換部5之構成例之方塊圖。
於行AD轉換部5中，如圖10所示，與垂直信號線9一一對應地設置有ADC52。且，於像素陣列部3之垂直信號線9與向ADC52之輸入信號線56間，設置有MUX(多工器)51。
MUX51根據驅動模式等，適當選擇對應於像素單元31之4條垂直信號線9與對應於4條垂直信號線9之4個ADC52之連接，而將經由垂直信號線9輸入之像素信號輸出至期望之ADC52。
此時，將連接於MUX51之輸入段之4條垂直信號線區分為垂直信號線9A至9D，並將對應於垂直信號線9A至9D之ADC52設為ADC52A至52D。
例如，MUX51於某驅動模式下，將垂直信號線9與ADC52一一對應地連接，並將經由垂直信號線9輸入之像素信號輸出至對應之ADC52。
又，例如，MUX51於某驅動模式下，將經由特定之2條垂直信號線9輸入之像素信號相加，並輸出至特定之1個ADC52。
另，本實施形態中，設為MUX51可連接控制之垂直信號線9及ADC52之個數為4個之情形之例，但MUX51可連接控制之個數亦可為4個以外。
ADC52具有比較器(comparator)53，其將自MUX51輸入之特定像素之像素信號與來自DAC55之斜波信號進行比較；及可逆計數器(counter)54，其計數比較器之比較時間。
比較器53將比較像素信號與斜坡信號所得之差信號輸出至可逆計數器54。例如，於斜坡信號大於像素信號之情形時，將Hi(高)之差信號供給於可逆計數器54，於斜坡信號小於像素信號之情形時，將Lo(低(Low))之差信號供給於可逆計數器54。
可逆計數器54於P相(預設相位(Preset Phase))AD轉換期間，僅於被供給Hi之差信號期間倒計數，且於D相(資料相位(Data Phase))AD轉換期間，僅於被供給Hi之差信號期間正計數。且，可逆計數器54輸出P相AD轉換期間之倒計數值與D相AD轉換期間之正計數值之加算結果，作為CDS處理及AD轉換處理後之像素資料。藉此，可進行像素信號之AD轉換且將重設雜訊去除。另，亦可於P相AD轉換期間正計數，於D相AD轉換期間倒計數。
DAC(Digital to Analog Converter：數位轉類比轉換器)55產生根據時間經過位準(電壓)階梯狀變化之斜坡信號，並供給於行AD轉換部5之各ADC52。DAC55設置於例如控制電路8(圖1)內。
＜7.V2H2加法模式＞ 固態攝像裝置1具有驅動模式(第3驅動模式)，其使用圖10所示之行AD轉換部5之構成，產生將以OCL單位為1像素之像素信號於垂直方向及水平方向上各相加2像素之像素信號(以下，稱為V2H2信號)並輸出。將該驅動模式稱為V2H2加法模式。
圖11係說明V2H2加法模式中之行AD轉換部5之處理之圖。
相位差像素單元31A中，如圖9A所示，就R像素、G像素及B像素，取得將OCL單位即4像素之像素信號累加的信號，就G1像素，取得將OCL單位之左側一半之2像素之像素信號累加的信號。
行AD轉換部5如圖11A所示，對以OCL單位為1像素之R像素、G像素、B像素及G1像素之各者，將包含垂直方向及水平方向各2像素之2×2之4像素相加，並輸出R像素、G像素、B像素及G1像素之V2H2信號。
關於相位差像素單元31B亦同樣，行AD轉換部5如圖11B所示，對以OCL單位為1像素之R像素、G像素、B像素及G2像素之各者，將垂直方向及水平方向各2×2之4像素相加，並輸出R像素、G像素、B像素及G2像素之V2H2信號。
關於通常像素單元31T亦同樣，行AD轉換部5如圖11C所示，對以OCL單位為1像素之R像素、G像素、B像素及G像素之各者，將垂直方向及水平方向各2×2之4像素相加，並輸出R像素、G像素、B像素及G像素之V2H2信號。
參照圖12，以相位差像素單元31A之例中，進而對V2H2加法模式時之行AD轉換部5之處理進行說明。
垂直驅動電路4將相位差像素單元31A之OCL單位設為1像素，將2×2之4個R像素之蓄積電荷經由垂直信號線9A及9C輸出至MUX51，且將2×2之4個G像素之蓄積電荷經由垂直信號線9B及9D輸出至MUX51。
MUX51將來自相位差像素單元31A之4條垂直信號線9A至9D中之垂直信號線9A之R像素之像素信號、與來自垂直信號線9C之R像素之像素信號相加，並輸出至例如ADC52A。又，MUX51將來自垂直信號線9B之G像素之像素信號與來自垂直信號線9D之G像素之像素信號相加，並輸出至例如ADC52D。於垂直信號線9A至9D各者，以沿垂直方向排列之OCL單位，2像素量之像素信號流向MUX51，MUX51中，將2條量之垂直信號線9中流動之像素信號相加，並供給於ADC52。藉此，以OCL單位為1像素，對ADC52A輸入2×2之4像素之R像素之像素信號，以OCL單位為1像素，對ADC52D輸入2×2之4像素之G像素之像素信號。
於下一次之像素信號讀出中，將相位差像素單元31A之OCL單位設為1像素，將2×2之4個G1像素之蓄積電荷經由垂直信號線9A及9C輸出至MUX51，且將2×2之4個B像素之蓄積電荷經由垂直信號線9B及9D輸出至MUX51。
MUX51將來自相位差像素單元31A之4條垂直信號線9A至9D中之垂直信號線9A之G1像素之像素信號、與來自垂直信號線9C之G1像素之像素信號相加，並輸出至例如ADC52A。又，MUX51將來自垂直信號線9B之B像素之像素信號與來自垂直信號線9D之B像素之像素信號相加，並輸出至例如ADC52D。於垂直信號線9A至9D各者，以沿垂直方向排列之OCL單位，2像素量之像素信號流向MUX51，MUX51中，將2條量之垂直信號線9中流動之像素信號相加，並供給於ADC52。藉此，以OCL單位為1像素，對ADC52A輸入2×2之4像素之G1像素之像素信號，以OCL單位為1像素，對ADC52D輸入2×2之4像素之B像素之像素信號。
如上所述，將輸入至ADC52A或ADC52D之像素信號與斜坡信號相比並轉換成計數值，藉此產生圖12所示之數位之R像素、G像素、B像素及G1像素之V2H2信號。
根據上述之相位差像素單元31A及相位差像素單元31B之像素配置，即使使用V2H2加法模式，將以OCL單位為1像素之像素信號於垂直方向及水平方向各相加2像素之情形時，亦可輸出相位差信號。由於相位差信號不使用(丟棄)OCL單位之4像素之單側一半(2像素)之信號電荷，故亦可能存在像素信號之信號位準較低之情形，但根據V2H2加法模式，將以OCL單位為1像素之4像素之像素信號相加，藉此，即使於1個OCL單位中信號位準較低之情形時，亦可確保充足之信號量。
＜6.相位差像素之另一配置例＞ 如參照圖11及圖12所說明，若於相位差像素單元31A及31B中，以OCL單位像素於2×2之同色位置配置相位差像素，則即使使用V2H2加法模式，將2×2之OCL單位相加之情形時，亦有能獲得相位差信號之優點。
然而，由於相位差像素之受光區域為通常之一半，故作為影像用像素信號成為缺陷像素。因此，被輸入AD轉換後之像素信號之輸出電路7中，需要使用周邊像素之同色之像素信號，進行修正相位差像素之處理，以產生影像用像素信號。
然而，若如圖11所示之以OCL單位像素於2×2之同色位置配置相位差像素，則用於修正相位差像素之周邊像素亦成為相位差像素，故無法獲得用以產生影像用像素信號之充足之信號。
因此，於以下，作為相位差像素之另一配置例，針對適於用以產生影像用像素信號之修正之相位差像素之配置例進行說明。
圖13係顯示相位差像素單元之另一配置例之俯視圖。
圖13之相位差像素單元31A及31B中，以OCL單位像素，僅於垂直方向2像素之G像素之位置配置有相位差像素。藉此，由於相位差像素單元31A及31B內之相位差像素之個數自4個變為2個，且相位差像素周邊可用於相位差像素之修正之G像素增加，故可獲得用以產生影像用像素信號之充足的信號。
另一方面，圖13之配置中，若如圖11所示，於V2H2加法模式中，將OCL單位像素中2×2之同色像素信號相加，則將OCL單位之單側一半之相位差像素之像素信號、與OCL單位(4像素)之像素信號累加，而無法取得正常之相位差信號。
因此，採用圖13所示之相位差像素之配置之情形時，採用圖14所示之電路構成。
圖14係顯示採用圖13所示之相位差像素之配置時之像素陣列部3及行AD轉換部5之構成例之方塊圖。
圖14與圖10之方塊圖對應，且對與圖10共通之部分標註同一符號，適當省略該部分之說明。
若與圖10之電路構成相比，則圖14之電路構成中，於相位差像素單元31A之部分追加新的開關71與信號線72。具體而言，於包含R像素與G1像素之FD共用單位之像素電路與垂直信號線9之連接部分，設置有開關71a ，於包含R像素與G像素之FD共用單位之像素電路與垂直信號線9之連接部分，設置有開關71b 。
開關71以例如N型MOS電晶體構成，且控制是否將自包含R像素與G1像素之FD共用單位輸出之G1像素之OCL單位之像素信號、與包含R像素與G像素之FD共用單位之G像素之OCL單位之像素信號相加。開關71a 根據經由信號線72a 自垂直驅動電路4供給之控制信號FDSEL1而接通斷開。開關71b 根據經由信號線72b 自垂直驅動電路4供給之控制信號FDSEL2而接通斷開。
於V2H2加法模式中，要檢測相位差之情形時，垂直驅動電路4將開關71b 設為斷開，不檢測相位差之情形時，將開關71b 設為接通。藉此，於要檢測相位差之情形時，由於不將自包含R像素與G1像素之FD共用單位輸出之G1像素之OCL單位之像素信號、與包含R像素與G像素之FD共用單位之G像素之OCL單位之像素信號累加，故可取得正常之相位差信號。
圖14係像素陣列部3內之相位差像素單元31A之電路構成，但關於相位差像素單元31B亦同樣，設置有開關71與信號線72。
雖省略圖示，但於包含R像素與G2像素之FD共用單位之像素電路與垂直信號線9之連接部分，設置有開關71a ，於包含R像素與G像素之FD共用單位之像素電路與垂直信號線9之連接部分，設置有開關71b 。V2H2加法模式中，垂直驅動電路4供給使包含相位差像素單元31B之R像素與G2像素之FD共用單位之開關71a 接通，使包含相位差像素單元31B之R像素與G像素之FD共用單位之開關71b 斷開之控制信號FDSEL1及FDSEL2。
另，上述之圖14之說明中，已針對開關71控制是否將水平方向之2個OCL單位之像素信號相加之例進行說明，但開關71亦可控制是否將垂直方向之2個OCL單位之像素信號相加。該情形時，將垂直方向上相鄰之2個FD共用單位之一開關71控制為接通，將另一開關71控制為斷開。又，亦可控制是否將水平方向及垂直方向之兩方向之2個OCL單位(即，2×2之OCL單位)之像素信號相加。
對具有G1像素或G2像素之每FD共用單位設置之信號線72a 及72b 可僅於配置有相位差像素單元31A或31B之區域配線，但亦可不論相位差像素單元31A及31B之有無，皆配線於像素陣列部3全體。
＜7.上下分割之相位差像素之構成例＞ 圖6至圖8等所示之上述實施形態中，構成為相位差像素單元31A及31B輸出相位差信號之情形時，輸出分割為OCL單位之左側一半或右側一半之左右(水平方向)之相位差信號。
於以下，針對相位差像素單元31A及31B輸出相位差信號之情形時，輸出分割為OCL單位之上側一半或下側一半之上下(垂直方向)之相位差信號之構成進行說明。
圖15係顯示輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元31A之信號線41之配線例之俯視圖。
另，上述之圖式中，記述為「G1」之像素2為可輸出左側2像素之相位差信號之G像素，記述為「G2」之像素2為可輸出右側2像素之相位差信號之G像素，但圖15至圖18中，記述為「G1」之像素2為可輸出上側2像素之相位差信號之G像素，記述為「G2」之像素2為可輸出下側2像素之相位差信號之G像素。
圖6所示之輸出左右分割之相位差信號之相位差像素單元31A中，於FD共用單位之4列，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，還追加有2條信號線41x 及41y 。
另一方面，圖15所示之輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元31A中，於FD共用單位之4列，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，還追加有4條信號線41p 至41s 。
信號線41p 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGp 。信號線41q 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGq 。信號線41r 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGr 。信號線41s 向GB像素列之特定之像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGs 。標註於各像素2之信號線41(41a 至41h 、41p 至41s )上之特定位置之圓形標記(○)表示傳送電晶體TG之閘極電極與信號線41之接點。
如圖15之圓形標記所示，OCL單位之4個G1像素中下側之2個G1像素之傳送電晶體TG之閘極電極連接於信號線41r 或41s 而非信號線41g 或41h 。若將配置有4條信號線41g 、41h 、41r 及41s 之GB像素列之2個B像素設為第1像素及第2像素，將2個G1像素設為第3像素及第4像素，則第1像素及第2像素分別藉由信號線41g 及41h 之驅動信號TRG控制，第3像素及第4像素分別藉由信號線41r 及41s 之驅動信號TRG控制。
圖16係顯示輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元31B之信號線41之配線例之俯視圖。
圖16所示之輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元31B中，於FD共用單位之4列，除了基本電路之信號線41a 至41h 外，亦追加有4條信號線41p 至41s 。
信號線41p 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGp 。信號線41q 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGq 。信號線41r 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGr 。信號線41s 向GB像素列之特定像素2之傳送電晶體TG傳送驅動信號TRGs 。標註於各像素2之信號線41(41a 至41h 、41p 至41s )上之特定位置之圓形標記(○)表示傳送電晶體TG之閘極電極與信號線41之接點。
圖16之相位差像素單元31B與圖15之相位差像素單元31A之不同點在於，OCL單位之4個G2像素中，上側之2個G2像素之傳送電晶體TG之閘極電極連接於信號線41p 或41q 而非信號線41e 或41f ，下側之2個G2像素之傳送電晶體TG之閘極電極連接於信號線41g 或41h 而非信號線41r 或41s 。若將配置有4條信號線41e 、41f 、41p 及41q 之GB像素列之2個B像素設為第1像素及第2像素，將2個G2像素設為第3像素及第4像素，則第1像素及第2像素分別藉由信號線41e 及41f 之驅動信號TRG控制，第3像素及第4像素分別藉由信號線41p 及41q 之驅動信號TRG控制。
圖17係顯示圖15之相位差像素單元31A中輸出相位差信號之驅動例。
圖15之相位差像素單元31A輸出相位差信號之情形時，垂直驅動電路4將連接於圖17中以黑色圓所示之接點之信號線41中傳送之驅動信號TRG控制為高。
於1列配線有4條信號線41之GB像素列中，垂直驅動電路4將上側2條信號線41之驅動信號TRG，即驅動信號TRGe 及TGf 與驅動信號TRGg 及TGh 控制為高。藉此，如圖17之下段所示，可就G1像素，取得將OCL單位之上側一半之2像素之像素信號累加的信號。
圖18係顯示圖16之相位差像素單元31B中輸出相位差信號之驅動例。
圖16之相位差像素單元31B輸出相位差信號之情形時，垂直驅動電路4將連接於圖18中以黑色圓所示之接點之信號線41中傳送之驅動信號TRG控制為高。
於1列配線有4條信號線41之GB像素列中，垂直驅動電路4將上側2條信號線41之驅動信號TRG，即驅動信號TRGe 及TGf 與驅動信號TRGg 及TGh 控制為高。藉此，如圖18之下段所示，可就G2像素取得將OCL單位之下側一半之2像素之像素信號累加的信號。
不輸出相位差信號之情形時，只要將GB像素列之4條驅動信號TRG，即驅動信號TRGe 至TRGh 與驅動信號TRGp 至TRGs 控制為高即可。該情形時，可取得將OCL單位(4像素)之像素信號累加之與通常像素單元31T同樣之像素信號。
即，固態攝像裝置1之垂直驅動電路4於不輸出相位差信號之驅動模式(第1驅動模式)下，將2個GB像素列之所有驅動信號TRGe 至TRGh 與驅動信號TRGp 至TRGs 控制為高，將所有傳送電晶體TGe 至TGh 控制為主動狀態，於輸出相位差信號之驅動模式(第2驅動模式)下，僅將2個GB像素列之驅動信號TRGe 至TRGh 控制為高，僅將OCL單位之上側一半之傳送電晶體TGe 及TGf 、或下側一半之傳送電晶體TGg 及TGh 控制為主動狀態。藉此，可不降低訊框率，而對各像素以1次讀出動作輸出相位差信號。
因此，根據圖15及圖16之相位差像素單元31A及31B之構成，可對OCL單位之4像素以1次讀出輸出上下分割之相位差信號。
另，圖15及圖16之相位差像素單元31A及31B之構成需要將可輸出OCL單位之上側一半之相位差信號之像素單元31、與可輸出OCL單位之下側一半之相位差信號之像素單元31分開，但藉由將GB像素列之4條信號線41與傳送電晶體TG之閘極電極如圖19所示般連接，可藉由僅控制驅動信號TRG，輸出上側一半之相位差信號與下側一半之相位差信號之任一者。
圖19中記述為「G1G2」之G像素之傳送電晶體TG之閘極電極皆連接於GB像素列之4條信號線41中下側之信號線41p 、41q 、41r 或41s 之任一者。藉由將驅動信號TRGp 及TRGq 控制為高，將驅動信號TRGr 及TRGs 控制為低，可取得上側一半之相位差信號。另一方面，藉由將驅動信號TRGp 及TRGq 控制為低，將驅動信號TRGr 及TRGs 控制為高，可取得下側一半之相位差信號。
＜8.固態攝像裝置之信號輸出＞ 參照圖20及圖21，針對固態攝像裝置1之信號輸出進行說明。
不具有如固態攝像裝置1之相位差信號輸出用之驅動信號線(信號線41x 及41y )之固態攝像裝置中，如上所述，需要進行左右任一單側2像素之像素信號之讀出、與OCL單位像素之像素信號之讀出之2次讀出動作。藉此，雖訊框率降低，但如圖20所示，可於像素陣列部3之所有像素區域取得影像用之像素信號與相位差用像素信號之兩者。
圖20之例係顯示作為影像用像素信號，輸出OCL單位之R、G、G、B之各像素之像素信號，且作為相位差用像素信號，根據OCL單位之R、G、G、B之4像素之相位差信號，算出亮度信號Y之左側相位差信號YL 及右側相位差信號YR 並輸出之例。
另一方面，固態攝像裝置1如上所述，像素陣列部3之所有像素區域之一部分作為相位差用之像素信號輸出，且以1次(1訊框)讀出，取得影像用像素信號與相位差用像素信號之兩者。相位差像素之影像用之像素信號以修正處理而產生。
因此，固態攝像裝置1如圖21所示，輸出像素陣列部3之所有像素區域之影像用像素信號與僅像素陣列部3之一部分像素(相位差像素)之相位差用像素信號。圖21中，由於將G像素設為相位差像素，故輸出G像素之左側相位差信號GL 及右側相位差信號GR 。
如此，使用本實施形態之構成之情形時，輸出個數與影像用像素信號相比較少之相位差信號。
＜9.其他＞ 上述之實施形態中，作為配置於像素陣列部3之像素單元31，已針對輸出OCL單位之左側一半或右側一半之相位差信號之相位差像素單元31A及31B、與輸出OCL單位之上側一半或下側一半之相位差信號之相位差像素單元31A及31B之構成進行說明。
亦可使像素陣列部3中，混存配置輸出左側一半或右側一半之相位差信號之相位差像素單元31A及31B、與輸出OCL單位之上側一半或下側一半之相位差信號之相位差像素單元31A及31B。
上述之實施形態中，已說明固態攝像裝置1具有如圖4所示之以4×2之合計8像素共用1個FD35之共用像素構造，但亦可為以8像素以外之像素數(例如2像素、4像素、16像素等)共用之構造，又可為不與FD共用共用像素電晶體之構造。
＜10.對電子機器之適用例＞ 本技術並非限定於適用於固態攝像裝置者。即，本技術亦可適用於數位靜態相機或攝像機等之攝像裝置、具有攝像功能之攜帶式終端裝置、或對圖像讀取部使用固態攝像裝置之複印機等對圖像提取部(光電轉換部)使用固態攝像裝置之所有電子機器。固態攝像裝置可為以單晶片形成之形態，亦可為將攝像部與信號處理部或光學系統統一封裝之具有攝像功能之模組狀形態。
圖22係顯示作為適用本技術之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
圖22之攝像裝置100具備包含透鏡群等之光學部101、採用圖1之固態攝像裝置1之構成之固態攝像裝置(攝像裝置)102、及相機信號處理電路即DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)電路103。又，攝像裝置100亦具備訊框記憶體104、顯示部105、記錄部106、操作部107及電源部108。DSP電路103、訊框記憶體104、顯示部105、記錄部106、操作部107及電源部108經由匯流排線109互相連接。
光學部101提取來自被攝體之入射光(像光)使之成像於固態攝像裝置102之攝像面上。固態攝像裝置102將藉由光學部101成像於攝像面上之入射光之光量以像素單位轉換成電性信號，並作為像素信號輸出。作為該固態攝像裝置102，可使用圖1之固態攝像裝置1，即能以1訊框之讀出，同時取得影像用像素信號與相位差信號之固態攝像裝置。
顯示部105以例如LCD(Liquid Crystal Display：液晶顯示器)或有機EL(Electro Luminescence：電致發光)顯示器等薄型顯示器構成，且顯示固態攝像裝置102所拍攝之動態圖像或靜態圖像。記錄部106將固態攝像裝置102所拍攝之動態圖像或靜態圖像記錄於硬碟或半導體記憶體等記錄媒體。
操作部107在使用者之操作下，對攝像裝置100具有之各種功能發出操作指令。電源部108將成為DSP電路103、訊框記憶體104、顯示部105、記錄部106及操作部107之動作電源之各種電源適當供給至該等供給對象。
如上所述，藉由使用適用上述之實施形態之固態攝像裝置1作為固態攝像裝置102，可以1訊框之讀出，同時取得影像用像素信號與相位差信號。因此，於面向攝像機或數位靜態相機，進而攜帶式電話機等移動機器之相機模組等之攝像裝置100中，可謀求高速聚焦控制與攝像圖像之高畫質化。
＜影像感測器之使用例＞ 圖23係顯示上述固態攝像裝置1之使用例之圖。
使用上述固態攝像裝置1之影像感測器例如可如下用於感測可見光、或紅外光、紫外光、X射線等光之各種實例。
·數位相機、或附相機功能之攜帶式機器等之拍攝供鑒賞用之圖像之裝置 ·為了自動停止等安全駕駛、或辨識駕駛者之狀態等，而拍攝汽車之前方或後方、周圍、車內等之車載用感測器、監視行駛車輛或道路之監視相機、進行車輛間等之測距之測距感測器等之供交通用之裝置 ·為了拍攝使用者之手勢進行依循該手勢之機器操作，而供TV、或冰箱、空調等之家電之裝置 ·內視鏡、或利用紅外光之受光進行血管拍攝之裝置等之供醫療或保健用之裝置 ·預防犯罪用途之監視相機、或人物認證用途之相機等之供保全用之裝置 ·拍攝皮膚之皮膚檢測器、或拍攝頭皮之顯微鏡等之供美容用之裝置 ·面向運動用途等之運動相機或穿戴式相機等之供運動用之裝置 ·用於監視農田或作物之狀態之相機等之供農業用之裝置
＜11.對內視鏡手術系統之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可應用於內視鏡手術系統。
圖24係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
圖24中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖所示，內視鏡手術系統11000由內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置器具11122等其他手術器械11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之台車11200構成。
內視鏡11100由將距離前端特定長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。圖示之例中，圖示作為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡構成之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可作為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒11101之前端，設置嵌入有接物透鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光藉由於鏡筒11101內部延設之導光件而被導光至該鏡筒之前端，並經由接物透鏡朝患者11132之體腔內之觀察對象照射。另，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件將觀察光進行光電轉換，產生對應於觀察光之電性信號，即對應於觀察像之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料被發送至相機控制器單元(CCU：Camera Control Unit)11201。
CCU11201由CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)等構成，總括性控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯像處理(解馬賽克處理)等之用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。
光源裝置11203由例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等光源構成，並將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204為針對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204，對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之主旨的指示等。
處置器具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之封閉等之能量處置器具11112之驅動。氣腹裝置11206基於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔鼓起，而經由氣腹管11111對該體腔內送入氣體。記錄器11207係可記錄手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖表等各種形式印刷手術相關之各種資訊之裝置。
另，對內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可由LED、雷射光源或藉由該等之組合構成之白色光源構成。藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，該情形時，亦可藉由分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即使不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以每隔特定時間變更要輸出之光的強度之方式控制其驅動。藉由與該光強度之變更時序同步控制相機頭11102之攝像元件之驅動，分時取得圖像，再合成該圖像，而可產生不存在所謂欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可以能夠供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光之方式構成。特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶成像(Narrow Band Imaging)，即，利用身體組織之光吸收之波長依存性，照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比窄頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，特殊光觀察中，亦可進行藉由因照射激發光所產生之螢光來獲得圖像之螢光觀察。螢光觀察中，可對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)，或將靛氰綠(ICG)等試劑局部注射於身體組織，並對該身體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光，來獲得螢光像等。光源裝置11203可以能夠供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光之方式構成。
圖25係顯示圖24所示之相機頭11102及CCU11201之功能構成之一例之方塊圖。
相機頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404、及相機頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU11201藉由傳送纜線11400可互相通信地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端取得之觀察光，被導光至相機頭11102，入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402係以攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。攝像部11402以多板式構成之情形時，例如亦可藉由以各攝像元件產生與RGB之各者對應之圖像信號，並將該等合成而獲得彩色圖像。或，攝像部11402亦可構成為具有用於分別取得對應於3D(Dimensional：維)顯示之右眼用及左眼用圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，施術者11131可更準確地掌握手術部之身體組織之深度。另，攝像部11402以多板式構成之情形時，亦可對應於各攝像元件，設置複數系統之透鏡單元11401。
又，攝像部11402未必需要設置於相機頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部，設置於接物透鏡之緊接後方。
驅動部11403由致動器構成，且根據來自相機頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAM資料，經由傳送纜線11400發送至CCU11201。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機頭11102之驅動之控制信號，並供給至相機頭控制部11405。該控制信號中包含例如指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊、指定攝像時之曝光值之主旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨之資訊等之攝像條件相關之資訊。
另，上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等之攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於取得之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。後者之情形時，將所謂AE(Auto Exposure：自動曝光)功能、AF(Auto Focus：自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance：自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
相機頭控制部11405基於經由通信部11404接收之來自CCU11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通信部11411由用以與相機頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411接收自相機頭11102經由傳送纜線11400發送之圖像信號。
又，通信部11411對相機頭11102發送用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電性通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAM資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行利用內視鏡11100之手術部等之攝像、及藉由拍攝手術部等獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號，使顯示裝置11202顯示手術部等映射之攝像圖像。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等，可辨識鉗子等手術器械、特定之身體部位、出血、使用能量處置器具11112時之霧等。控制部11413使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，亦可使用該辨識結果，使各種手術支援資訊與該手術部之圖像重疊顯示。藉由重疊顯示手術支援資訊，並對施術者11131提示，可減輕施術者11131之負擔，施術者11131可確實進行手術。
連接相機頭11102及CCU11201之傳送纜線11400係對應於電性信號通信之電性信號纜線、對應於光通信之光纖、或該等之複合纜線。
此處，圖示之例中，使用傳送纜線11400以有線進行通信，但亦可以無線進行相機頭11102與CCU11201之間的通信。
以上，已針對可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之相機頭11102之攝像部11402。具體而言，可適用固態攝像裝置1作為攝像部11402。藉由對攝像部11402適用本揭示之技術，可同時取得影像用像素信號與相位差信號。藉此，可取得高畫質之攝影圖像或距離資訊，可獲得更清晰之手術部圖像。
另，此處，已針對內視鏡手術系統作為一例進行說明，但本揭示之技術亦可應用於其他之例如顯微鏡手術系統等。
＜12.對移動體之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、腳踏車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置而實現。
圖26係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖26所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface：介面)12053。
驅動系統控制單元12010根據各種程式，控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等之用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等之控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020根據各種程式，控制車體所裝備之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙進入系統、智能鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛的外部資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接受光且輸出對應於該光之受光量的電性信號之光感測器。攝像部12031可將電性信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031接受之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040連接有例如檢測駕駛者的狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或注意力集中程度，亦可判斷駕駛者是否在打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含避開車輛碰撞或緩和衝擊、基於車間距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告或車輛偏離車道警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不依據駕駛者之操作而自控行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置控制頭燈，進行將遠光燈切換成近光燈等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少任一者之輸出信號。於圖26之例中，作為輸出裝置，例示有擴音器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖27係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖27中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100後方之圖像。攝像部12101及12105所取得之前方圖像主要使用於檢測前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等。
另，圖27中顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設置於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由使攝像部12101至12104所拍攝之圖像資料重疊，而獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少一者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少一者可為包含複數個攝像元件之攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得攝像範圍12111至12114內與各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此可擷取尤其於車輛12100之行進路上某最近之立體物且在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如為0 km/h以上)行駛之立體物，作為前方車。再者，微電腦12051可設定前方車之近前應預先確保之車間距離，進行自動剎車控制(亦包含追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨起動控制)等。可如此地進行以不依據駕駛者之操作而自控行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將關於立體物之立體物資料分類成2輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物並擷取，用於自動避開障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛者可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當碰撞風險為設定值以上有可能碰撞之狀況時，經由擴音器12061或顯示部12062對駕駛者輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避開轉向，藉此可進行用以避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係根據例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之順序、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序進行。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識為行人，則聲音圖像輸出部12052以對該經辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，已針對可適用本揭示技術之車輛控制系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之攝像部12031。具體而言，作為攝像部12031，可適用上述之實施形態之固態攝像裝置1。藉由對攝像部12031適用本揭示之技術，可同時取得影像用像素信號與相位差信號。藉此，可取得高畫質之攝影圖像或距離資訊，可提高駕駛者或車輛之安全度。
本技術之實施形態並非限定於上述之實施形態者，可於不脫離本技術之主旨之範圍內進行各種變更。
例如，可採用組合上述之複數個實施形態之全部或一部分之形態。
另，本說明書所記載之效果僅為例示而非限定者，亦可具有本說明書所記載者以外之效果。
另，本技術可採取以下之構成。 (1) 一種固態攝像裝置，其具備： 像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且 上述像素陣列部之至少一部分之像素列具有： 第1信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號； 第2信號線，其傳送驅動不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及 第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。 (2) 如上述(1)記載之固態攝像裝置，其進而具備： 驅動電路，其控制上述傳送電晶體；且 上述驅動電路於第1驅動模式下，將所有之上述第1傳送電晶體至上述第3傳送電晶體控制為主動狀態，於第2驅動模式下，將上述第1傳送電晶體及上述第2傳送電晶體控制為主動狀態。 (3) 如上述(1)或(2)記載之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡單位係垂直方向及水平方向各2像素之4像素，且 上述第1像素至上述第3像素為同一像素列。 (4) 如上述(3)記載之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第3像素之第4像素之傳送電晶體藉由上述第1信號線之上述驅動信號控制。 (5) 如上述(3)或(4)記載之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位之複數個像素係檢測將微透鏡單位沿水平方向分割之相位差之像素。 (6) 如上述(1)至(5)中任一項記載之固態攝像裝置，其進而具備： 第3驅動模式，其將垂直方向及水平方向各2個之微透鏡單位之像素信號相加。 (7) 如上述(6)記載之固態攝像裝置，其進而具備： 開關，其於上述第3驅動模式下，控制是否將水平方向或垂直方向之2個微透鏡單位之像素信號相加。 (8) 如上述(7)記載之固態攝像裝置，其進而具備： 驅動電路，其控制上述開關；且 上述驅動電路於要檢測相位差之情形時，將上述開關設為斷開，不檢測相位差之情形時，將上述開關設為接通。 (9) 如上述(2)記載之固態攝像裝置，其中 上述像素陣列部之至少一部分之像素列進而具備： 第4信號線，其傳送驅動具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第4像素之第4傳送電晶體之驅動信號；且 上述驅動電路於上述第1驅動模式下，將所有之上述第1傳送電晶體至上述第4傳送電晶體控制為主動狀態，於上述第2驅動模式下，將上述第1傳送電晶體及上述第2傳送電晶體控制為主動狀態。 (10) 如上述(9)記載之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡單位係垂直方向及水平方向各2像素之4像素，且 上述第1像素至上述第4像素為同一像素列。 (11) 如上述(9)或(10)記載之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位之複數個像素係檢測將微透鏡單位沿垂直方向分割之相位差之像素。 (12) 如上述(1)至(11)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述第1色為紅色或藍色，上述第2色為綠色。 (13) 一種固態攝像裝置之驅動方法，其係具備像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數像個素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；及第1信號線至第3信號線，其等位於上述像素陣列部之至少一部分之像素列；的固態攝像裝置 經由上述第1信號線，驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體， 經由上述第2信號線，驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體， 經由上述第3信號線，驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體。 (14) 一種電子機器，其具備： 固態攝像裝置，該固態攝像裝置具備： 像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且 上述像素陣列部之至少一部分之像素列具有： 第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號； 第2信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及 第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
1:固態攝像裝置 2:像素 2a :像素 2b :像素 2c :像素 2d :像素 2e :像素 2f :像素 2g :像素 2h :像素 3:像素陣列部 4:垂直驅動電路 5:行AD轉換部 6:水平驅動電路 7:輸出電路 8:控制電路 9:垂直信號線 9A:垂直信號線 9B:垂直信號線 9C:垂直信號線 9D:垂直信號線 10:像素驅動配線 11:水平信號線 12:半導體基板 13:輸入輸出端子 21:P型半導體區域 22:N型半導體區域 23:氧化膜 24:遮光膜 25:彩色濾光片 26:微透鏡 31:比較器 31A:相位差像素單元 31B:相位差像素單元 31T:通常像素單元 32:可逆計數器 35:FD(浮動擴散區) 36:重設電晶體 37:放大電晶體 38:選擇電晶體 41:信號線 41a :信號線 41b :信號線 41c :信號線 41d :信號線 41e :信號線 41f :信號線 41g :信號線 41h :信號線 41p :信號線 41q :信號線 41r :信號線 41s :信號線 41x :信號線 41y :信號線 42:信號線 43:信號線 51:MUX 52:ADC 52A:ADC 52B:ADC 52C:ADC 52D:ADC 53:比較器(comparator) 54:可逆計數器(counter) 55:DAC 56:輸入信號線 71(71a ,71b ):開關 72(72a ,72b ):信號線 100:攝像裝置 101:光學部 102:固態攝像裝置 103: DSP電路 104:訊框記憶體 105:顯示部 106:記錄部 107:操作部 108:電源部 109:匯流排線 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器械 11111:氣腹管 11112:能量處置器具 11120:支持臂裝置 11131:施術者 11132:患者 11133:病床 11200:台車 11201:CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置器具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳送纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:擴音器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101~12105:攝像部 12111~12114:攝像範圍 FDSEL1:控制信號 FDSEL2:控制信號 B:像素 G:像素 G1:像素 G2:像素 PD:光電二極體 PDa :光電二極體 PDb :光電二極體 PDc :光電二極體 PDd :光電二極體 PDe :光電二極體 PDf :光電二極體 PDg :光電二極體 PDh :光電二極體 R:像素 RST:驅動信號 SEL:選擇信號 TG:傳送電晶體 TGa :傳送電晶體 TGb :傳送電晶體 TGc :傳送電晶體 TGd :傳送電晶體 TGe :傳送電晶體 TGf :傳送電晶體 TGg :傳送電晶體 TGh :傳送電晶體 TRG:驅動信號 TRGa :驅動信號 TRGb :驅動信號 TRGc :驅動信號 TRGd :驅動信號 TRGe :驅動信號 TRGf :驅動信號 TRGg :驅動信號 TRGh :驅動信號 TRGp :驅動信號 TRGq :驅動信號 TRGr :驅動信號 TRGs :驅動信號 TRGx :驅動信號 TRGy :驅動信號 VDD:重設電壓
圖1係顯示適用本技術之固態攝像裝置之概略構成之圖。 圖2係像素陣列部內之像素之剖視圖。 圖3係顯示微透鏡與彩色濾光片之配置例之俯視圖。 圖4係顯示共用像素構造之基本電路之圖。 圖5係顯示固態攝像裝置之像素配置例之俯視圖。 圖6係顯示相位差像素單元中之信號線之配線例之俯視圖。 圖7係顯示相位差像素單元中之信號線之配線例之俯視圖。 圖8係顯示通常像素單元中之信號線之配線例之俯視圖。 圖9A～C係顯示像素單元單位之像素信號之輸出影像之圖。 圖10係顯示行AD轉換部之構成例之方塊圖。 圖11A～C係說明V2H2加法模式中之行AD轉換部之處理之圖。 圖12係說明V2H2加法模式中之行AD轉換部之處理之圖。 圖13係顯示相位差像素單元之另一配置例之俯視圖。 圖14係顯示採用圖13之相位差像素時之像素陣列部及行AD轉換部之構成例之方塊圖。 圖15係顯示輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元之信號線之配線例的俯視圖。 圖16係顯示輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元之信號線之配線例的俯視圖。 圖17係顯示相位差像素單元中輸出相位差信號之驅動例之圖。 圖18係顯示相位差像素單元中輸出相位差信號之驅動例之圖。 圖19係顯示輸出上下分割之相位差信號之相位差像素單元之信號線之另一配線例的俯視圖。 圖20係說明固態攝像裝置之信號輸出之圖。 圖21係說明固態攝像裝置之信號輸出之圖。 圖22係顯示作為適用本技術之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。 圖23係說明影像感測器之使用例之圖。 圖24係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖25係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。 圖26係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖27係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。
1:固態攝像裝置
2:像素
3:像素陣列部
4:垂直驅動電路
5:行AD轉換部
6:水平驅動電路
7:輸出電路
8:控制電路
9:垂直信號線
10:像素驅動配線
11:水平信號線
12:半導體基板
13:輸入輸出端子

Claims (14)

  1. 一種固態攝像裝置，其包含： 像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且 上述像素陣列部之至少一部分像素列包含： 第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號； 第2信號線，其傳送驅動具有上述第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體的驅動信號；及 第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
  2. 如請求項1之固態攝像裝置，其進而包含： 驅動電路，其控制上述傳送電晶體；且 上述驅動電路於第1驅動模式下，將上述第1傳送電晶體至上述第3傳送電晶體全部控制為主動狀態，於第2驅動模式下，將上述第1傳送電晶體及上述第2傳送電晶體控制為主動狀態。
  3. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡單位係垂直方向及水平方向各2像素之4像素，且 上述第1像素至上述第3像素為同一像素列。
  4. 如請求項3之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的不同於上述第3像素之第4像素之傳送電晶體，藉由上述第1信號線之上述驅動信號控制。
  5. 如請求項3之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位之複數個像素，係檢測將微透鏡單位沿水平方向分割之相位差之像素。
  6. 如請求項1之固態攝像裝置，其進而包含： 第3驅動模式，其將垂直方向及水平方向各2個之微透鏡單位之像素信號相加。
  7. 如請求項6之固態攝像裝置，其進而包含： 開關，其於上述第3驅動模式下，控制是否將水平方向或垂直方向之2個微透鏡單位之像素信號相加。
  8. 如請求項7之固態攝像裝置，其進而包含： 驅動電路，其控制上述開關；且 上述驅動電路於要檢測相位差之情形時，將上述開關設為斷開，於不檢測相位差之情形時，將上述開關設為接通。
  9. 如請求項2之固態攝像裝置，其中 上述像素陣列部之至少一部分之像素列進而包含： 第4信號線，其傳送驅動具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第4像素之第4傳送電晶體之驅動信號；且 上述驅動電路於上述第1驅動模式下，將上述第1傳送電晶體至上述第4傳送電晶體全部控制為主動狀態，於上述第2驅動模式下，將上述第1傳送電晶體及上述第2傳送電晶體控制為主動狀態
  10. 如請求項9之固態攝像裝置，其中 上述微透鏡單位係垂直方向及水平方向各2像素之4像素，且 上述第1像素至上述第4像素為同一像素列。
  11. 如請求項9之固態攝像裝置，其中 具有上述第2色之彩色濾光片之微透鏡單位之複數個像素，係檢測將微透鏡單位沿垂直方向分割之相位差之像素。
  12. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述第1色為紅色或藍色，上述第2色為綠色。
  13. 一種固態攝像裝置之驅動方法，該固態攝像裝置係具備像素陣列部，其係矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；及第1信號線至第3信號線，其等位於上述像素陣列部之至少一部分之像素列；且該固態攝像裝置係 經由上述第1信號線，驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體， 經由上述第2信號線，驅動不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體， 經由上述第3信號線，驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體。
  14. 一種電子機器，其包含： 固態攝像裝置，該固態攝像裝置包含： 像素陣列部，其矩陣狀二維配置有對複數個像素配置同色之彩色濾光片與1個微透鏡之微透鏡單位之複數個像素；且 上述像素陣列部之至少一部分之像素列具有： 第1信號線，其傳送驅動具有第1色之彩色濾光片之微透鏡單位的第1像素之第1傳送電晶體之驅動信號； 第2信號線，其傳送驅動不同於上述第1像素之第2像素之第2傳送電晶體之驅動信號；及 第3信號線，其傳送驅動具有不同於上述第1色之第2色之彩色濾光片之微透鏡單位的第3像素之第3傳送電晶體之驅動信號。
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