固態圖像拾取器件、照相機及固態圖像拾取器件的驅動方法
2023-05-10 01:39:01
專利名稱：固態圖像拾取器件、照相機及固態圖像拾取器件的驅動方法
技術領域：
本發明涉及固態圖像拾取器件、照相機以及該固態圖像拾取器件的驅動方法，更具體地，本發明適合用於CMOS區域傳感器中。
背景技術：
近年來，其中作為光電轉換元件的光電二極體和作為開關元件的MOS電晶體形成為一個晶片的CMOS區域傳感器被用作為固態圖像拾取器件。與CCD相比，CMOS區域傳感器具有以下優勢電功率消耗更小，驅動功率更小，可以執行更高速度的運轉等。因此認為在將來，對CMOS區域傳感器的需求將增加。
已經提出了通過使用這種CMOS區域傳感器用於擴展固態圖像拾取器件的動態範圍的技術(參考日本專利申請公開No.2001-186414(對應美國專利No.6307195))。
所提出的CMOS區域傳感器通過將多個像素形成為矩陣形狀而構建，其中每一個像素具有光電二極體；浮動擴散(此後根據需要簡稱為「FD」)區域；用於將載流子從光電二極體轉移到FD區域的轉移電晶體；以及用於將FD區域復位成預定電勢的復位電晶體。
在CMOS區域傳感器中，首先，基於積累在光電二極體中的載流子的信號被讀出，之後，基於已經從光電二極體溢出並且已經積累在FD區域中的載流子的信號被讀出。讀出的信號通過模擬放大器輸出。
在日本專利申請公開No.2004-335802中，公開了一種MOS型固態圖像拾取器件，其中多個感光單元以陣列形狀布置在半導體襯底的表面上，並且對於感光單元而言逐一地讀出每個感光單元的信號，其中，每個感光單元包括第一信號載流子檢測單元，用於檢測對應入射光量的信號；以及第二信號載流子檢測單元，用於當由第一信號載流子檢測單元檢測的檢測信號飽和時，捕獲第一信號載流子檢測單元中的過剩載流子的一部分，並且檢測對應所捕獲的載流子量的信號。
根據日本專利公開No.2004-335802，如該官方公報的圖2所示，其特徵在於包含第二信號載流子檢測單元(38)，用於當第一信號載流子檢測單元(31)中產生的電子飽和時，檢測第一信號載流子檢測單元(31)中產生的電子的一部分。它具有其中捕獲過剩載流子的一部分且剩餘的過剩載流子被丟棄到垂直溢出道中的結構。它獨立地具有第一和第二信號載流子檢測單元。
然而，根據前述常規技術，無法控制積累在FD區域中的載流子的量。因此，存在很難適當擴展CMOS區域傳感器的動態範圍的問題。
考慮了這種問題而提出了本發明，且本發明的一個目的是提供一種能夠適當擴展動態範圍的固態圖像拾取器件、其驅動方法以及使用該固態圖像拾取器件的照相機。
發明內容
根據本發明，提供了一種包括多個像素的固態圖像拾取器件，其中每個像素具有光電轉換單元；第一轉移開關，用於轉移積累在光電轉換單元中的載流子；浮動擴散區域，積累在光電轉換單元中的載流子經過第一轉移開關而流入該浮動擴散區域；橫向溢出道區域，已經從光電轉換單元溢出的載流子的至少一部分可以流入該橫向溢出道區域；以及第二轉移開關，用於將已經流入橫向溢出道區域的載流子轉移到浮動擴散區域，其中光電轉換單元和橫向溢出道區域之間的勢壘低於光電轉換單元和與該光電轉換單元相鄰的像素的光電轉換單元之間的勢壘。
根據本發明的另一個實施例，提供了一種包括多個像素的固態圖像拾取器件，其中每個像素具有光電轉換單元；第一轉移開關，用於轉移積累在光電轉換單元中的載流子；以及浮動擴散區域，積累在光電轉換單元中的載流子可以經過第一轉移開關流入該浮動擴散區域，其中光電轉換單元和浮動擴散區域之間的勢壘低於該光電轉換單元和與該光電轉換單元相鄰的像素的光電轉換單元之間的勢壘。
根據本發明，提供了一種照相機，包括以上固態圖像拾取器件中的任意一種；用於在固態圖像拾取器件上形成光學圖像的透鏡；以及用於使通過透鏡的光量可變的光圈。
根據本發明，提供了一種用於包括多個像素的固態圖像拾取器件的驅動方法，其中每個像素具有光電轉換單元；橫向溢出道區域，已經從光電轉換單元溢出的載流子的至少一部分可以流入該橫向溢出道區域中；以及浮動擴散區域，積累在光電轉換單元中的載流子和來自橫向溢出道區域的載流子流入該浮動擴散區域中，其中光電轉換單元和橫向溢出道區域之間的勢壘低於該光電轉換單元和與該光電轉換單元相鄰的像素的光電轉換單元之間的勢壘，該方法包括復位步驟，用於復位浮動擴散區域的電勢；復位電平保持步驟，用於保持基於復位步驟中復位的浮動擴散區域的電勢的信號；第一轉移步驟，用於將積累在光電轉換單元中的載流子轉移到浮動擴散區域；第二轉移步驟，用於將已經流入橫向溢出道區域中的載流子轉移到浮動擴散區域；以及信號電平保持步驟，用於保持在第一轉移步驟和第二轉移步驟中轉移到浮動擴散區域中的載流子。
根據本發明的另一個實施例，提供了一種用於包括多個像素的固態圖像拾取器件的驅動方法，其中每個像素具有光電轉換單元；以及浮動擴散區域，積累在光電轉換單元中的載流子流入該浮動擴散區域中，其中光電轉換單元和浮動擴散區域之間的勢壘低於該光電轉換單元和與該光電轉換單元相鄰的像素的光電轉換單元之間的勢壘，該方法包括轉移步驟，用於將由光電轉換單元光電轉換的載流子的至少一部分轉移到浮動擴散區域；信號電平保持步驟，用於保持在轉移步驟中轉移到浮動擴散區域的載流子；復位步驟，用於復位浮動擴散區域的電勢；以及復位電平保持步驟，用於保持基於在復位步驟中復位的浮動擴散區域的電勢的信號。
根據本發明的又一個實施例，提供了一種用於包括多個像素的固態圖像拾取器件的驅動方法，其中每個像素具有光電轉換單元；橫向溢出道區域，已經從光電轉換單元溢出的載流子的至少一部分可以流入該橫向溢出道區域中；以及浮動擴散區域，積累在光電轉換單元中的載流子和來自橫向溢出道區域的載流子流入該浮動擴散區域中，其中光電轉換單元和橫向溢出道區域之間的勢壘低於該光電轉換單元和與該光電轉換單元相鄰的像素的光電轉換單元之間的勢壘，該方法包括第一轉移步驟，用於將已經流入橫向溢出道區域中的載流子轉移到浮動擴散區域；第一信號電平保持步驟，用於保持在第一轉移步驟中轉移到浮動擴散區域的載流子；復位步驟，用於復位浮動擴散區域的電勢；復位電平保持步驟，用於保持基於在復位步驟中復位的浮動擴散區域的電勢的信號；第二轉移步驟，用於將積累在光電轉換單元中的載流子轉移到浮動擴散區域；以及第二信號電平保持步驟，用於保持在第二轉移步驟中轉移到浮動擴散區域的載流子。
從以下結合附圖的描述中，本發明的其他特徵和益處將變得明顯，在圖中，相同參考標號表示相同或相似的部分。
圖1示出了本發明的第一實施例，並且圖1是示出了固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖。
圖2示出了本發明的第一實施例，並且圖2是用於說明固態圖像拾取器件的操作例子的定時圖表；圖3A和3B示出了本發明的第一實施例，並且圖3A和3B是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的第一例子的圖；圖4A和4B示出了本發明的第一實施例，並且圖4A和4B是示出了固態圖像拾取器件中的像素的構造的第二例子的圖；圖5A和5B示出了本發明的第一實施例，並且圖5A和5B是示出了固態圖像拾取器件中的像素的構造的第三例子的圖；
圖6A和6B示出了本發明的第一實施例，並且圖6A和6B是示出了固態圖像拾取器件中的像素的構造的第四例子的圖；圖7A和7B示出了本發明的第一實施例，並且圖7A和7B是示出了固態圖像拾取器件中的像素的構造的第五例子的圖；圖8示出了本發明的第二實施例，並且圖8是示出了固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖；圖9示出了本發明的第二實施例，並且圖9是用於說明固態圖像拾取器件的操作例子的定時圖表；圖10A和10B示出了本發明的第二實施例，並且圖10A和10B是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的一個例子的圖；圖11示出了本發明的第三實施例，並且圖11是示出了固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖；圖12示出了本發明的第四實施例，並且圖12是用於說明固態圖像拾取器件的操作例子的定時圖表；圖13是本發明的另一個實施例，並且圖13是示出了靜物攝像機的構造的例子的框圖；以及圖14示出了本發明的另一個實施例，並且圖14是示出了攝像機的構造的一個例子的框圖。
併入本說明書並且組成本說明書的一部分的附圖闡釋了本發明的實施例，並且附圖與描述一起用於說明本發明的原理。
具體實施例方式
(第一實施例)現在將參考附圖描述本發明的第一實施例。
圖1是示出了本實施例的固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖。
在圖1中，本實施例的固態圖像拾取器件通過將三個像素布置為(1行×3列)的一維矩陣形狀而構造，其中每個像素包含光電二極體1003；第一轉移MOS電晶體1006；復位MOS電晶體1007；第二轉移MOS電晶體1008；選擇MOS電晶體1012；以及源極跟隨器MOS電晶體1013。
雖然在圖1中，多個像素布置為(1行×3列)的一維矩陣形狀，所布置的像素數目不限於這種值。例如，也可能將多個像素布置為(1080行×1960列)的二維矩陣形狀，並且改善解析度。
來自光電二極體1003的(作為載流子的)電荷通過第一轉移MOS電晶體1006轉移到FD區域1005。FD區域1005連接到源極跟隨器MOS電晶體1013。形成橫向溢出區域1010，以便與第二轉移MOS電晶體1008相鄰。源極跟隨器MOS電晶體1013連接到選擇MOS電晶體1012，並且放大基於轉移到FD區域1005的載流子的信號。
第一轉移電晶體1006、復位MOS電晶體1007、第二轉移MOS電晶體1008以及選擇MOS電晶體1012的每一個由提供給每個柵極的控制信號(柵極信號)進行導通/關斷控制。假設當高電平柵極信號提供給柵極時，第一轉移電晶體1006、復位MOS電晶體1007、第二轉移MOS電晶體1008以及選擇MOS電晶體1012的每一個導通(使得導通)，並且當低電平柵極信號提供給柵極時，這些電晶體的每一個關斷(斷開)。
具體來說，控制信號TX1提供給第一轉移MOS電晶體1006的柵極。控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008的柵極。控制信號SEL提供給選擇MOS電晶體1012的柵極。控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007的柵極。
控制信號TX1用於將積累在光電二極體1003中的載流子轉移到FD區域1005。控制信號TX2用於將已經從光電二極體1003溢出並且已經積累在橫向溢出區域1010中的載流子轉移到FD區域1005。控制信號SEL用於選擇像素。控制信號PRES用於將FD區域1005的電勢復位成電源電勢VDD(例如+5V)。
本實施例的固態圖像拾取器件設置有行存儲電路，該行存儲電路具有信號電平保持電容器Cs，以保持通過相加轉移到FD區域1005的信號的信號電平(S)和復位電平(N)而獲得的電平的信號；以及復位電平保持電容Cn，以保持復位電平(N)的信號。
在此實施例中，假設將信號保持到信號電平保持電容器Cs的保持操作是基於控制信號PTS執行的，並且將信號保持到復位電平保持電容器Cn的保持操作是基於控制信號PTN執行的。
水平掃描電路(HSR)1018是轉移保持在行存儲電路中的一行的信號電平(S)和復位電平(N)的電路。
差分放大器1015放大通過相加信號電平(S)和復位電平(N)獲得的且保持在信號電平保持電容器Cs中的信號與保持在復位電平保持電容器Cn中的復位電平(N)的信號之間的差分信號(信號電平(S)的信號)，並且產生輸出信號OUT。
由於對具有(1行×3列)的三個像素的固態圖像拾取器件的情況作為本實施例的例子進行說明，因此垂直掃描電路是不必要的。然而，在將像素布置為兩行或更多行的二維矩陣形狀時，自然地，以行單元為基礎順序地選擇像素的垂直掃描電路是必要的。
現在將參考圖2的定時圖表描述此實施例的固態圖像拾取器件的操作例子。
首先，在時間T1，高電平控制信號SEL提供給選擇MOS電晶體1012a到1012c的柵極。因而，選擇MOS電晶體1012a到1012c導通。即，選擇MOS電晶體1012基於矩陣的行單元被選中。由於描述了像素布置為一維矩陣形狀的情況作為本實施例的例子，因此所有選擇MOS電晶體1012被選中。
在時間T2，高電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，使得復位MOS電晶體1007a到1007c導通。因而，FD區域1005a到1005c的電勢復位成電源電勢VDD。在時間T3，低電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，從而關斷復位MOS電晶體1007a到1007c。FD區域1005a到1005c的復位操作完成。
在時間T4，高電平控制信號PTN提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體導通。通過復位操作獲得的復位電平(N)的信號分別通過源極跟隨器MOS電晶體1013a到1013c和選擇MOS電晶體1012a到1012c被傳送並且保持在復位電平保持電容器Cn中。
在時間T5，低電平控制信號PTN提供給行存儲電路，從而關斷設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體。將復位電平(N)的信號保持到復位電平保持電容器Cn中的操作完成。
在時間T6，高電平控制信號TX1提供給第一轉移MOS電晶體1006a到1006c。因而，第一轉移MOS電晶體1006a到1006c導通。因此，積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子轉移到FD區域1005a到1005c。在時間T7，低電平控制信號TX1被提供給第一轉移MOS電晶體1006a到1006c。因而，第一轉移MOS電晶體1006a到1006c關斷。積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子的轉移操作完成。
在時間T8，高電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c。因而，第二轉移MOS電晶體1008a到1008c導通。因此，已經從光電二極體1003a到1003c溢出並且已經積累在橫向溢出區域1010a到1010c中的載流子被轉移到FD區域1005a到1005c。在時間T9，低電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c，從而關斷第二轉移MOS電晶體1008a到1008c。已經從光電二極體1003a到1003c溢出的載流子的轉移操作完成。
在時間T10，高電平控制信號PTS提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和信號電平保持電容器Cs之間的MOS電晶體導通。基於轉移到FD區域1005a到1005c的載流子的信號(通過相加信號電平(S)和復位電平(N)而獲得的信號)被轉移並且保持到信號電平保持電容器Cs。在時間T11，低電平控制信號PTS提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和信號電平保持電容器Cs之間的MOS電晶體關斷。將基於轉移到FD區域100Sa到1005c的載流子的信號保持到信號電平保持電容器Cs中的操作完成。
在時間T12，高電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，並且高電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c。因而，復位MOS電晶體1007a到1007c和第二轉移MOS電晶體1008a到1008c導通。因而，FD區域1005a到1005c的電勢和橫向溢出區域1010a到1010c復位到電源電勢VDD。
在時間T13，低電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，且低電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c，從而關斷復位MOS電晶體1007a到1007c和第二轉移MOS電晶體1008a到1008c。FD區域1005a到1005c和橫向溢出區域1010a到1010c的復位操作完成。復位操作是用於適當執行下一讀出操作的操作。
在時間T14，低電平控制信號SEL提供到選擇MOS電晶體1012a到1012c的柵極。因而，選擇MOS電晶體1012a到1012c關斷。選擇MOS電晶體1012的選擇操作完成。
在時間T15，高電平控制信號B1提供給行存儲電路。因而，設置在信號電平保持電容器Cs和差分放大器1015之間的MOS電晶體，以及設置在復位電平保持電容器Cn和差分放大器1015之間的MOS電晶體導通。因而，通過相加信號電平(S)和復位電平(N)獲得的信號輸入到差分放大器1015的正側輸入端子(+)。復位電平(N)的信號輸入到差分放大器1015的負側輸入端子(-)。
在時間T16，低電平控制信號B1提供到行存儲電路，從而關斷設置在信號電平保持電容器Cs和差分放大器1015之間的MOS電晶體，以及設置在復位電平保持電容器Cn和差分放大器1015之間的MOS電晶體。第一列的像素中的讀取操作完成。
在時間T17，提供了高電平控制信號PHRES。因而，差分放大器1015在第一列的像素中產生信號電平(S)的信號OUT。在時間T18，提供低電平控制信號PHRES，並且第一列的像素中的輸出操作完成。
對於時間間隔T19到T22，以及對於時間間隔T23到T26，執行第二和第三列的像素中的信號的輸出操作。因而，在所有像素中執行讀出信號和輸出信號的操作。
根據上述實施例，已經溢出到橫向溢出區域1010a到1010c的載流子和積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子被轉移到FD區域1005a到1005c。基於這些載流子的信號被相加，保持在信號電平保持電容器Cs中，並且從中讀出，從而擴展固態圖像拾取器件的動態範圍。
現在將描述上述的用於擴展動態範圍的像素結構的具體例子。
(第一例子)圖3A示出了該實施例的第一例子，並且圖3A是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的平面圖。圖3B是在圖3A中沿線3B-3B所取的橫斷面視圖。雖然在圖3A和3B中僅示出了用於說明該實施例所必要的組成元件，也可以設置除了圖3A和3B中示出的以外的其他組成元件。雖然在圖3A和3B中僅示出了第一列和第二列的像素，自然地，與第二列的像素相鄰地設置第三列的像素。
如圖3B所示，p型阱(p阱)1004形成在n型半導體襯底1009上。構建光電二極體1003a和1003b的n型區域1011形成在p阱1004的正面側。實現嵌入光電二極體結構的p型區域1014形成在n型區域1011的表面上。
第一轉移MOS電晶體1006a和1006b如上所述形成在與光電二極體1003a和1003b相鄰的位置。諸如選擇性氧化物薄膜(SiO2膜)的由例如LOCOS(矽的局部氧化)方法形成的絕緣膜1001形成為圍繞光電二極體1003a和1003b且不包括由第一轉移MOS電晶體1006a和1006b的柵極形成的部分。
FD區域1005a和1005b形成為與光電二極體1003a和1003b相對，以便夾著第一轉移MOS電晶體1006a和1006b的柵極和與這些柵極相鄰的絕緣膜1001。其中每一個都包含形成在p阱1004的表面上的n型區域1016和p阱1004的結電容等的電容器形成在FD區域1005a和1005b中。如上所述，當第一轉移MOS電晶體1006a和1006b的柵極導通時，積累在光電二極體1003a和1003b中的載流子轉移到FD區域1005a和1005b。
復位MOS電晶體1007a和1007b以及第二轉移MOS電晶體1008a和1008b分別形成在FD區域1005a和1005b的側邊沿部分中。橫向溢出區域1010a和1010b形成為與FD區域1005a和1005b相對，以便夾著第二轉移MOS電晶體1008a和1008b的柵極。其中每一個都包含形成在p阱1004的表面上的n型區域1016和p阱1004的結電容等的電容器形成在橫向溢出區域1010a和1010b中。
如上所述，當第二轉移MOS電晶體1008a和1008b的柵極導通時，積累在橫向溢出區域1010a和1010b中的載流子被轉移到FD區域1005a和1005b。在此例中，FD區域1005a和1005b及橫向溢出區域1010a和1010b在同一步驟中形成。
作為濃度高於p阱1004的p型區域的溝道截斷環區域1002形成在絕緣膜1001的下邊沿中，其中該絕緣膜1001形成在這樣的區域，該區域不包括夾在光電二極體1003a和1003b與橫向溢出區域1010a和1010b之間的區域，以及夾在這些區域與第一轉移MOS電晶體1006a和1006b之間的區域(其斜線方向與其他區域的斜線方向不同的區域此後稱為「電荷轉移區域」)。
通過溝道截斷環區域1002，可能防止積累在光電二極體1003a和1003b中的載流子流入其他像素。
如上所述，根據此例子，由於在電荷轉移區域中形成的絕緣膜1001的下邊沿中不形成溝道截斷環區域1002，已經在光電二極體1003a和1003b中溢出的載流子可以積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中。
(第二例子)圖4A示出了本實施例的第二例子，並且圖4A是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的平面圖。圖4B是在圖4A中沿線4B-4B所取的橫斷面剖視圖。在圖4A和4B中僅以與圖3A和3B相似的方式示出了第一和第二列的像素中的必要組成元件。與第一例子中相同或相似的部分由與圖3A和3B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
在第一例子中，在形成於電荷轉移區域中的絕緣膜1001的下邊沿區域中不形成溝道截斷環區域1002。然而，在第二例子中，如圖4A和4B所示，在形成在電荷轉移區域中的絕緣膜1001的下邊沿中形成濃度高於p阱1004且低於溝道截斷環區域1002的p型區域2001。
通過如上所述地構造，已經從光電二極體1003a和1003b溢出並且積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以通過簡單地構造由p型區域2001的濃度來儘可能地控制。
(第三例子)圖5A示出了該實施例的第三例子，並且圖5A是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的平面圖。圖5B是在圖5A中沿線5B-5B所取的橫斷面剖視圖。在圖5A和5B中僅以與圖3A和3B相似的方式示出了第一和第二列的像素中的必要組成元件。與第一和第二例子中相同或相似的部分由與圖3A到4B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
在第三例子中，如圖5A和5B所示，p型區域3001形成在p阱1004中並低於溝道截斷環區域1002的區域(光電二極體1003a和1003b之間的每個區域)。如上所述，第三例子中的每個像素具有通過將p型區域3001加到第二例子的構造而獲得的構造。P型區域3001和溝道截斷環區域1002之間的濃度差可以設定為任意值。
通過如上所述地構造，由於積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以通過兩種p型區域2001和3001的濃度來控制，所以可以以比第二例子中更高的準確度控制它。
(第四例子)圖6A示出了本實施例的第四例子，並且圖6A是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的平面圖。圖6B是在圖6A中沿線6B-6B所取的橫斷面視圖。在圖6A和6B中僅以與圖3A和3B相似的方式示出了第一和第二列的像素中的必要組成元件。與第一到第三例子中相同或相似的部分由與圖3A到5B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
在第四例子中，如圖6A和6B所示，也在形成於電荷轉移區域中的絕緣膜1001的下邊沿區域中形成溝道截斷環區域3002。如上所述，第四例子的每個像素具有用溝道截斷環區域3002代替第三例子的每個像素的構造中的p型區域2001的構造。
通過如上所述地構造，積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以由溝道截斷環區域3002來控制。與第三例子相比較，不需要新形成p型區域2001。在此例子中同樣地，積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以通過簡單構造儘可能地控制。
(第五例子)圖7A示出了該實施例的第五例子，並且圖7A是示出了固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的平面圖。圖7B是在圖7A中沿線7B-7B所取的橫斷面視圖。在圖7A和7B中僅以與圖3A和3B相似的方式示出了第一和第二列的像素中的必要組成元件。與第一到第四例子中相同或相似的部分由與圖3A到6B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
在第五例子中，如圖7A和7B所示，其濃度高於p阱1004的p型區域5001形成在p阱1004中且低於n型區域1016的區域中。如上所述，第五例子中的每個像素具有通過將p型區域5001加到第四例子的像素上的構造。在第五例子中，像素構造成使得p型區域5001和存在於最接近p型區域5001的位置上的溝道截斷環區域1002之間的間隔大於p型區域3001和存在於最接近p型區域3001的位置上的溝道截斷環區域1002之間的間隔。
通過如上所述地構造，積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以由p型區域5001的濃度、尺寸以及位置來控制。因而，積累在橫向溢出區域1010a和1010b以及FD區域1005a和1005b中的一定量的載流子可以通過簡單構造以儘可能高的精確度進行控制。P型區域5001也可以形成在光電二極體1003所屬於的像素中該光電二極體1003和橫向溢出區域1010之間。
(第二實施例)現在將描述本發明的第二實施例。在第二實施例的描述中，與前述第一實施例中相同或相似的部分由與圖1到圖7B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
圖8是示出了本實施例的固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖。
如圖8所示，在第二實施例的固態圖像拾取器件中，不設置第二轉移MOS電晶體1008，並且不形成橫向溢出區域1010。其他電路的構造基本上與圖1中示出的第一實施例的固態圖像拾取器件相同。
現在將參考圖9的定時圖表描述第二實施例的固態圖像拾取器件的操作例子。
首先，在時間T1，高電平控制信號SEL提供給選擇MOS電晶體1012a到1012c的柵極，從而導通選擇MOS電晶體1012a到1012c。選擇MOS電晶體1012以矩陣的行單元為基礎而被選擇。
在時間T32，高電平控制信號PTX提供給第一轉移MOS電晶體1006a到1006c，使得第一轉移MOS電晶體1006a到1006c導通。因而，積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子轉移到FD區域1005a到1005c。在此時，在光電二極體1003a和1003b中的載流子的積累期間，已經溢出到FD區域1005a到1005c的載流子也轉移到FD區域1005a到1005c。如上所述，在此實施例中，當第一轉移MOS電晶體1006a到1006c導通時，積累在光電二極體1003a和1003b中的載流子以及已經從光電二極體1003a和1003b溢出的載流子被轉移到FD區域1005a到1005c。
在時間T33，低電平控制信號PTX提供給第一轉移MOS電晶體1006a到1006c，從而關斷第一轉移MOS電晶體1006a到1006c。來自光電二極體1003a到1003c的載流子的轉移操作完成。
在時間T34，高電平控制信號PTS提供給行存儲器電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和信號電平保持電容器Cs之間的MOS電晶體導通。基於轉移到FD區域1005a到1005c的載流子的信號(通過相加信號電平(S)和復位電平(N)而獲得的信號)被傳送並保持到信號電平保持電容器Cs中。在時間T35，低電平控制信號PTS提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和信號電平保持電容器Cs之間的MOS電晶體關斷。將基於轉移到FD區域1005a到1005c的載流子的信號保持到信號電平保持電容器Cs中的操作完成。
在時間T36，高電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c。因而，復位MOS電晶體1007a到1007c導通。因而，FD區域1005a到1005c復位成電源電勢VDD。在時間T37，低電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，從而關斷復位MOS電晶體1007a到1007c。FD區域1005a到1005c的復位操作完成。
在時間T38，高電平控制信號PTN提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體導通。通過復位操作獲得的復位電平(N)的信號分別通過源極跟隨器MOS電晶體1013a到1013c和選擇MOS電晶體1012a到1012c被傳送並保持到復位電平保持電容器Cn。在時間T39，低電平控制信號PTN提供給行存儲電路，從而關斷設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體。將復位電平(N)的信號保持到復位電平保持電容器Cn的操作完成。
在時間T40，低電平控制信號SEL提供給選擇MOS電晶體1012a到1012c的柵極，從而關斷選擇MOS電晶體1012a到1012c。選擇MOS電晶體1012的選擇操作完成。
在此之後，對於T41到T52的時間間隔，以與第一實施例中所述的圖2中的時間間隔T15到T26的情況相似的方式，對每個像素逐一地執行第一到第三列中像素中信號的輸出操作。
將描述本實施例中的每個像素的結構的例子。
圖10A是示出了第二實施例中的固態圖像拾取器件中的每個像素的構造的例子的平面視圖。圖10B是在圖10A中沿線10B-10B所取的橫斷面視圖。在圖10A和10B中也以與第一實施例中描述的圖3A和3B相似的方式示出了第一和第二列的像素中的必要組成元件。
如上所述，在第二實施例中，在像素中不設置第二轉移MOS電晶體1008，且不形成橫向溢出區域1010(參考圖10A)。
作為其濃度高於p阱1004的p型區域的溝道截斷環區域1002形成在如下區域中的絕緣膜1001的下邊沿其中該區域不包括夾在光電二極體1003a和1003b與復位MOS電晶體1007a和1007b之間的區域，以及夾在那些區域和第一轉移MOS電晶體1006a和1006b之間的區域(其斜線方向與其他區域的斜線方向不同的區域此後稱為「第二電荷轉移區域」)。
在第二電荷轉移區域中形成的絕緣膜1001的下邊沿中形成其濃度高於p阱1004且低於溝道截斷環區域1002的p型區域6001。
如上所述，在本實施例中，在第二電荷轉移區域中形成的絕緣膜1001的下邊沿中形成其濃度高於p阱1004且低於溝道截斷環區域1002的p型區域6001，並且在載流子的積累期間積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子和已經從光電二極體1003a到1003c中溢出的載流子被轉移到FD區域1005a到1005c。因此，可以通過比第一實施例簡單的構造擴展固態圖像拾取器件的動態範圍。通過應用圖9中描述的固態圖像拾取器件的驅動方法，例如，即使在與上述的日本專利申請公開No.2001-186414中公開的常規固態圖像拾取器件相同的電路中，也可以將固態圖像拾取器件的動態範圍擴展得比常規固態圖像拾取器件的動態範圍更寬。
(第三實施例)現在將描述本發明的第三實施例。在第三實施例的描述中，與前述第一實施例相同或相似的部分由與圖1到圖7B中相同的參考標號標明，並且省略其詳細描述。
圖11是示出了本實施例的固態圖像拾取器件的示意性構造的例子的圖。
在第一實施例中，積累在光電二極體1003中的載流子和已經從光電二極體1003溢出到橫向溢出區域1010的載流子已經保持在相同信號電平保持電容器Cs中(圖2中從T5到T11的時間間隔)。然而，根據本實施例的固態圖像拾取器件，分別設置用於保持積累在光電二極體1003中的載流子的電容器和用於保持已經從光電二極體1003中溢出到橫向溢出區域1010的載流子的電容器。
具體來說，如圖11所示，本實施例的固態圖像拾取器件具有第一信號電平保持電容器Cs1，它保持已經從光電二極體1003溢出到橫向溢出區域1010的載流子；以及第二信號電平保持電容器Cs2，它保持積累在光電二極體1003中的載流子。
現在將參考圖12的定時圖表描述本實施例的固態圖像拾取器件的操作例子。
首先，在時間T61，高電平控制信號SEL被提供給選擇MOS電晶體1012a到1012c，從而導通選擇MOS電晶體1012a到1012c。選擇MOS電晶體1012以矩陣的行單元為基礎被選擇。
在時間T62，高電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c，使得第二轉移MOS電晶體1008a到1008c導通。因而，已經從光電二極體1003a和1003c溢出並且已經積累在橫向溢出區域1010a到1010c中的載流子轉移到FD區域1005a到1005c。在時間T63，低電平控制信號TX2提供給第二轉移MOS電晶體1008a到1008c，從而關斷第二轉移MOS電晶體1008a到1008c。已經從光電二極體1003a到1003c溢出的載流子的轉移操作完成。
在時間T64，高電平控制信號PTS1提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c和第一信號電平保持電容器Cs1之間的MOS電晶體導通。基於轉移到FD區域1005的載流子的信號(通過相加基於已經從光電二極體1003a到1003c溢出的載流子的信號電平和復位電平(N)而獲得的信號)被傳送並保持到第一信號電平保持電容器Cs1中。
在時間T65，低電平控制信號PTS1提供到行存儲電路，從而關斷選擇MOS電晶體1012a到1012c與第一信號電平保持電容器Cs1之間的MOS電晶體。將基於轉移到FD區域1005的載流子的信號保持到第一信號電平保持電容器Cs1的操作完成。
在時間T66，高電平控制信號PRES提供到復位MOS電晶體1007a到1007c，使得復位MOS電晶體1007a到1007c導通。因而，FD區域1005a到1005c的電勢復位到電源電勢VDD。在時間T67，低電平控制信號PRES被提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，從而關斷復位MOS電晶體1007a到1007c。FD區域1005a到1005c的復位操作完成。
在時間T68，高電平控制信號PTN提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c與復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體導通。通過復位操作獲得的復位電平(N)的信號分別通過源極跟隨器MOS電晶體1013a到1013c和選擇MOS電晶體1012a到1012c被傳送並保持到復位電平保持電容器Cn中。
在時間T69，低電平控制信號PTN提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c與復位電平保持電容器Cn之間的MOS電晶體關斷。將復位電平(N)的信號保持到復位電平保持電容器Cn中的操作完成。
在時間T70，高電平控制信號TX1提供到第一轉移MOS電晶體1006a到1006c。因而，第一轉移MOS電晶體1006a到1006c導通。因此，積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子轉移到FD區域1005a到1005c。在時間T71，低電平控制信號TX1提供給第一轉移MOS電晶體1006a到1006c，從而關斷第一轉移MOS電晶體1006a到1006c。積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子的轉移操作完成。
在時間T72，高電平控制信號PTS2提供給行存儲電路。因而，設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c與第二信號電平保持電容器Cs2之間的MOS電晶體導通。基於轉移到FD區域1005的載流子的信號(通過相加基於積累在光電二極體1003a到1003c中的載流子的信號電平與復位電平(N)而獲得的信號)被傳送並且保持到第二信號電平保持電容器Cs2中。
在時間T73，低電平控制信號PTS2提供給行存儲電路，從而關斷被設置在選擇MOS電晶體1012a到1012c與第二信號電平保持電容器Cs2之間的MOS電晶體。將基於轉移到FD區域1005中的載流子的信號保持到第二信號電平保持電容器Cs的操作完成。
在時間T74，高電平控制信號PRES提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，從而導通復位MOS電晶體1007a到1007c。FD區域1005a到1005c復位成電源電勢VDD。在時間T75，低電平控制信號PRES被提供給復位MOS電晶體1007a到1007c，從而關斷復位MOS電晶體1007a到1007c。FD區域1005a到1005c的復位操作完成。
在時間T76，低電平控制信號SEL提供給選擇MOS電晶體1012a到1012c的柵極，從而關斷選擇MOS電晶體1012a到1012c。選擇MOS電晶體1012的選擇操作完成。
在時間T77，高電平控制信號B1提供給行存儲電路。因而，設置在第一信號電平保持電容器Cs1和差分放大器1015之間的MOS電晶體、設置在第二信號電平保持電容器Cs2和差分放大器1015之間的MOS電晶體以及設置在復位電平保持電容器Cn和差分放大器1015之間的MOS電晶體被導通。因而，通過相加基於積累在光電二極體1003a中的載流子和已經從光電二極體1003a溢出到橫向溢出區域1010a中的載流子的信號電平(S)與復位電平(N)而獲得的信號被輸入到差分放大器1015的正側輸入端子(+)。復位電平(N)的信號輸入到差分放大器1015的負側輸入端子(-)。
在時間T78，低電平控制信號B1提供給行存儲電路，從而關斷設置在第一信號電平保持電容器Cs1和差分放大器1015之間的MOS電晶體、設置在第二信號電平保持電容器Cs2和差分放大器1015之間的MOS電晶體以及設置在復位電平保持電容器Cn和差分放大器1015之間的MOS電晶體。第一列的像素中的讀操作完成。
在時間T79，提供高電平控制信號PHRES。因而，差分放大器1015產生第一列的像素中的信號電平(S)的信號OUT。在時間T80，提供低電平控制信號PHRES並且第一列的像素中的輸出操作完成。
在從T81到T84的時間間隔和從T85到T88的時間間隔，執行第二和第三列中的像素的輸出操作。因而，已經對所有的像素執行了用於讀出信號並輸出的操作。
現在將描述從差分放大器1015輸出的電壓。
現在假設第一信號電平保持電容器Cs1的電容等於C1[F]，復位電平保持電容器Cn的電容等於C2[F]，第二信號電平保持電容器Cs2的電容等於C3[F]，第一信號電平保持電容器Cs1的電壓等於V1[V]，復位電平保持電容器Cn的電壓等於V2[V]，並且第二信號電平保持電容器Cs2的電壓等於V3[V]。進一步地，假設連接到差分放大器1015的正側輸入端子(+)和負側輸入端子(-)的每個水平輸出線路的電容等於Ch[F]。因而，輸入到差分放大器1015的正側輸入端子(+)的電壓VS[V]和輸入到負側輸入端子(-)的電壓VN[V]由下式(1)和(2)表達。
VS＝(V1×C1+V3×C3)/Ch＝(V1+V3)×C1/Ch ...(1)VN＝V2×C2/Ch＝2×V2×C1/Ch ...(2)其中，假設第一信號電平保持電容器Cs1的電容C1等於第二信號電平保持電容器Cs2的電容C3，並且第一信號電平保持電容器Cs1的電容C1和第二信號電平保持電容器Cs2的電容C3的每一個都等於復位電平保持電容器Cn的電容C2的一半(C2＝2×C1＝2×C3)。
因此，從差分放大器1015輸出基於式(1)和(2)的電壓值VS和VN之間的差的電壓。
如上所述，根據本實施例，由於分別設置用於保持積累在光電二極體1003中的載流子的電容器(第二信號電平保持電容器Cs2)和用於保持已經從光電二極體1003溢出到橫向溢出區域1010的載流子的電容器(第一信號電平保持電容器Cs1)，因此，除了在前述第一實施例中所述的效果之外，獲得了可以進一步降低從差分放大器1015輸出的電壓(信號)的噪聲的這種效果。
此實施例中的每個像素的結構基本上與第一實施例中的相同，且可以使用前述第一到第五例子中所示的任何一種結構(參考圖3A到7B)。
(其他實施例)現在將參考圖13詳細描述前述每個實施例的固態圖像拾取器件應用於靜物照相機的情況下的實施例。
圖13是示出了前述每個實施例的固態圖像拾取器件應用於「靜物攝像機」的情況的框圖。
在圖13中，參考標號1301表示同時作為用於透鏡保護的裝置和主開關的擋板；1302表示將對象的光學圖像形成在固態圖像拾取器件1304上的透鏡；1303表示改變通過透鏡1302的光量的光圈；1304表示取得由透鏡1302形成的作為圖像信號的對象圖像的固態圖像拾取器件；並且1306表示A/D轉換器，它把從固態圖像拾取器件1304輸出的模擬圖像信號轉換為數位訊號。
參考標號1307表示對從A/D轉換器1306輸出的圖像數據進行各種校正並且壓縮數據的信號處理單元；1308表示對固態圖像拾取器件1304、圖像拾取信號處理電路1035、A/D轉換器1306以及信號處理單元1307產生各種定時信號的定時產生器；1309表示整體控制和算術運算單元，用於執行各種算術運算以及控制整體的靜物攝像機；1310表示暫時存儲圖像數據的存儲單元；1311表示向/從記錄介質記錄或讀出圖像數據的接口(I/F)單元；1312表示諸如半導體存儲器等可拆卸記錄介質，用於記錄或讀出圖像數據；以及1313表示與外部計算機等通信的接口單元。
現在將描述前述構造的靜物攝像機的拍攝操作。
當擋板1301打開時，主電源接通，控制系統的電源隨之接通，且諸如A/D轉換器1306等的圖像拾取系統電路的電源接通。
為了控制曝光量，隨後，整體控制和算術運算單元1309打開光圈1303。從固態圖像拾取器件1304輸出的信號由A/D轉換器1306轉換，並且之後，輸入到信號處理單元1307。
整體控制和算術運算單元1309基於所處理的數據執行曝光的算術運算。
基於光度測量的結果識別亮度。整體控制和算術運算單元1309基於所獲得的亮度控制光圈1303。
基於從固態圖像拾取器件1304輸出的信號，抽取高頻分量，且離對象的距離的算術運算由整體控制和算術運算單元1309執行。在此之後，透鏡被驅動，且識別對象圖像是否已經在焦點上。如果確定對象圖像離焦，則透鏡被驅動且再次測量距離。確認焦點對準狀態之後，開始主曝光。
曝光之後，從固態圖像拾取器件1304輸出的圖像信號由A/D轉換器1306進行A/D轉換。數位訊號經由信號處理單元1307傳送，並且由整體控制和算術運算單元1309寫入存儲單元。
此後，存儲在存儲單元1310中的數據經過記錄介質控制I/F單元1311，並且由整體控制和算術運算單元1309記錄到可拆卸記錄介質1312中。也可能經由外部I/F單元1313傳送數據，直接將其輸入到計算機等，以及修改圖像。
現在將參考圖14詳細描述每一個前述實施例的固態圖像拾取器件應用於攝像機的情況下的實施例。
圖14是示出了每一個前述實施例的固態圖像拾取器件應用於「攝像機」的情況下的框圖。在圖14中，參考標號1401表示攝影透鏡，其包括調整焦點的聚焦透鏡1401A；執行變焦操作的變焦透鏡1401B；以及圖像拾取透鏡1401C。
參考標號1402表示光圈；1403表示將形成在圖像拾取表面上的對象圖像光電轉換成電圖像拾取信號的固態圖像拾取器件；1404表示採樣並保持從固態圖像拾取器件1403輸出的圖像拾取信號並進一步地放大信號電平且輸出視頻信號的採樣和保持(S/H)電路。
參考標號1405表示對從S/H電路1404輸出的視頻信號執行諸如伽馬校正、彩色分離、消隱處理等的預定處理，並且輸出亮度信號Y和色度信號C的處理電路。從處理電路1405輸出的色度信號C接受彩色信號校正電路1421進行的白平衡和彩色平衡的校正，使得輸出色差信號R-Y和B-Y。
從處理電路1405輸出的亮度信號Y和從彩色信號校正電路1421輸出的色差信號R-Y和B-Y由編碼器電路(ENC電路)1424調製，並且作為標準電視信號輸出。該標準電視信號提供給視頻記錄器(未示出)或諸如監視器EVF(電取景器)等的電子取景器(未示出)。
參考標號1406表示光闌控制電路，它基於從S/H電路1404提供的視頻信號控制光闌驅動電路1407，並且自動控制ig測量計1408，以便控制光圈1402的孔徑量，使得視頻信號被設定為預定電平值。
參考標號1413和1414表示具有不同帶限頻率的帶通濾波器(BPF)，用於從輸出自S/H電路1404的視頻信號中抽取檢測焦點所必要的高頻分量。從第一帶通濾波器1413(BPF1)和第二帶通濾波器1414(BPF2)輸出的信號由門電路1415和聚焦門幀信號(focusinggate frame signal)進行選通。每個信號的峰值由峰值檢測電路1416檢測，被保存，並且輸入到邏輯控制電路1417。
邏輯控制電路1417的輸出信號稱為聚焦電壓。對象圖像基於該聚焦電壓進行焦點對準。
參考標號1418表示用於檢測聚焦透鏡1401A的移動位置的聚焦編碼器；1419表示檢測變焦透鏡1401B的焦距的變焦編碼器；1420表示檢測光圈1402的孔徑量的光闌編碼器。這些編碼器的檢測值被提供給邏輯控制電路1417以進行系統控制。
邏輯控制電路1417基於對應於所設定的聚焦檢測區域中的一個範圍的視頻信號對對象執行聚焦檢測。從而進行聚焦調整。即，邏輯控制電路1417接收從BPF 1413和1414提供的高頻分量的峰值信息，並且將關於聚焦電機1410的旋轉方向、旋轉速度、旋轉/停止等的控制信號提供給聚焦驅動電路1409，從而控制它，以便將聚焦透鏡1401A驅動到其中高頻分量的峰值變得最大的位置。
應該注意，可以僅基於溢出到存儲電容器或浮動擴散區域中的載流子來產生圖像。
前述實施例的每一個已經作為實現本發明的具體例子而示出，且本發明的技術範圍並非限定性地由上述實施例解釋。
權利要求
1.一種包括多個像素的圖像拾取器件，其中每個像素具有光電轉換單元；第一轉移電晶體，用於轉移積累在所述光電轉換單元中的載流子；電容器，已經從所述光電轉換單元溢出的載流子的至少一部分可以流入該電容器中；以及其中所述光電轉換單元和所述電容器之間的勢壘低於所述光電轉換單元和與所述光電轉換單元鄰近的相鄰像素的光電轉換單元之間的勢壘。
2.根據權利要求1所述的器件，進一步包括像素信號產生單元，用於產生基於積累在光電轉換單元中的載流子和積累在電容器中的載流子的像素信號。
3.根據權利要求1所述的器件，進一步包括浮動擴散區域，所述第一轉移電晶體將積累在所述光電轉換單元中的載流子轉移到該浮動擴散區域中，以及放大單元，用於放大基於轉移到所述浮動擴散區域中的載流子的信號。
4.根據權利要求3所述的器件，進一步包括第二轉移電晶體，用於將積累在所述電容器中的載流子轉移到所述浮動擴散區域，其中所述電容器設置成與所述浮動擴散區域相對，以便夾著所述第二轉移電晶體，並且設置成與所述光電轉換單元相對，以便夾著所述低勢壘的區域。
5.根據權利要求1所述的器件，其中所述光電轉換單元包括用於積累載流子的第一導電類型的第一半導體區域，以及與所述第一導電類型相對的第二導電類型的第二半導體區域，以及在所述光電轉換單元和與所述光電轉換單元鄰近的像素的光電轉換單元之間設置第二導電類型的第三半導體區域，作為用於載流子的勢壘。
6.根據權利要求5所述的器件，其中在所述光電轉換單元和所述電容器之間形成其濃度低於所述第三半導體區域的第二導電類型的第四半導體區域。
7.根據權利要求5所述的器件，其中在所述光電轉換單元和與所述光電轉換單元鄰近的光電轉換單元之間形成與所述第三半導體區域不同的第二導電類型的第五半導體區域。
8.根據權利要求5的器件，其中所述第三半導體區域設置在所述光電轉換單元和與所述光電轉換單元鄰近的光電轉換單元之間，以及在所述光電轉換單元和所述電容器之間。
9.根據權利要求5所述的器件，其中在低於所述電容器的地方形成與所述第三半導體區域不同的第二導電類型的第六半導體區域。
10.根據權利要求1所述的器件，其中所述像素具有復位電晶體，用於設定所述放大單元的所述輸入的電勢。
11.根據權利要求10所述的器件，其中所述像素進一步具有復位電平保持單元，用於通過所述放大單元輸入基於由所述復位單元設定的所述輸入中的載流子的信號，並且保持所述信號；以及信號電平保持單元，用於通過所述放大單元輸入基於由第一轉移電晶體轉移到所述輸入的載流子的信號，以及基於由第二轉移電晶體轉移到所述輸入的載流子的信號，並且保持所述信號。
12.根據權利要求11所述的器件，其中所述信號電平保持單元分別地保持基於由所述第一轉移電晶體轉移到所述輸入的載流子的信號，和基於由所述第二轉移電晶體轉移到所述輸入的載流子的信號。
13.一種照相機，包括根據權利要求1的圖像拾取器件；用於在所述固態圖像拾取器件上形成光學圖像的透鏡；以及用於使通過所述透鏡的光量可變的光圈。
全文摘要
本發明提供了一種可以適當擴展動態範圍的固態圖像拾取器件。已經從光電二極體1003a到1003c溢出到橫向溢出區域1010a到1010c的載流子、以及積累在光電二極體1003a和1003b中的載流子被轉移到FD區域1005a到1005c。基於這些載流子的信號相加並被保持在信號電平保持電容器Cs中，並且從中讀出，從而擴展動態範圍。
文檔編號H04N5/355GK1805508SQ20061000513
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月12日 優先權日2005年1月14日
發明者上野勇武, 小泉徹, 衝田彰, 櫻井克仁 申請人:佳能株式會社