專利名稱：固體攝像器件和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體攝像器件和電子裝置。更加具體地，本發(fā)明涉及能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量的固體攝像器件和電子裝置。
背景技術(shù)：
一般地，普通圖像傳感器(固體攝像器件)是這樣布置的將該圖像傳感器的受光部中所累積的電荷存放到電荷電壓轉(zhuǎn)換部(所謂的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域；下文中在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候被稱為FD區(qū)域)中，或者出于暫時(shí)保持電荷的目的而將上述電荷存放到為各像素設(shè)置的除了上述FD區(qū)域之外的諸如電容元件等電荷保持部中。這樣布置的主要目的是使得在順次進(jìn)行信號(hào)讀取操作時(shí)各像素之間在曝光及電荷累積期間方面的差別最小化(例如，參見日本專利特許公報(bào)第2009-268083號(hào)和第2005-328493號(hào))。此外，當(dāng)讀取信號(hào)時(shí)，上述普通圖像傳感器首先讀取與電荷保持部中所累積的電荷對(duì)應(yīng)的電壓(被稱為信號(hào)電平)，然后讀取當(dāng)電荷保持部中所累積的電荷被復(fù)位后的實(shí)際電壓(被稱為復(fù)位電平)。該圖像傳感器基于上述兩種電平之間的差分來消除噪聲。在上述情況下，較佳的是，在受光部中所累積的電荷被傳輸至電荷保持部之前當(dāng)電荷保持部中的電荷被復(fù)位(初始化)后的實(shí)際電壓(下文中將該電壓稱為傳輸之前的復(fù)位電壓)應(yīng)當(dāng)與上述信號(hào)被讀出時(shí)的實(shí)際復(fù)位電平(下文中被稱為讀取之后的復(fù)位電壓)相一致。此外，當(dāng)圖像傳感器為了維持信號(hào)電荷累積期間的同步性而在其內(nèi)部進(jìn)行全局式快門操作時(shí)(參見圖I)，曝光開始之前的電荷排出(如圖I中的三角形所示)和曝光完成時(shí)的電荷傳輸(如圖I中的矩形所示)都是對(duì)全部像素同時(shí)進(jìn)行的。另ー方面，信號(hào)電平的讀取以及復(fù)位電平的讀取是以像素行為單位來進(jìn)行的。在電荷傳輸之前對(duì)全部像素的電荷保持部同時(shí)進(jìn)行初始化(如圖I中的圓圈所示)的情況下，由于被設(shè)計(jì)用來使電荷保持部初始化(即，復(fù)位)的復(fù)位晶體管的電源中的電壓降，以及由于電荷保持部與向相互鄰接的各行像素供給復(fù)位電壓的復(fù)位信號(hào)線之間的串?dāng)_(cross talk)，就可能使得傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間存在明顯差異。此外，當(dāng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)全部像素時(shí)所帶來的負(fù)荷可能會(huì)使這種情況下的復(fù)位操作的過渡時(shí)間(transition timing)不同于信號(hào)讀取時(shí)的復(fù)位操作的過渡時(shí)間。這就可能導(dǎo)致傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間的顯著差別。傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間的顯著差異會(huì)產(chǎn)生噪聲，該噪聲是因?yàn)樵谳敵鲞^程發(fā)生的偏移而引起的(下文中該噪聲被稱為偏移噪聲(offset noise))，因此損害了所拍攝圖像的質(zhì)量。[0009]如圖2中(圓圈)所示，如果在電荷傳輸之前以像素行為單位順次對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化，那么雖然可以減少偏移噪聲，但是將花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間來使全部像素行的電荷保持部初始化。這可能會(huì)使幀頻(frame rate)下降，從而損害所拍攝圖像的質(zhì)量(尤其是移動(dòng)圖像的質(zhì)量)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述情況而提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量的固體攝像器件和電子裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了ー種固體攝像器件，所述固體攝像器件包括像素陣列部，所述像素陣列部被配置成具有呈ニ維布置的多個(gè)單位像素，各所述單位像素至少設(shè)有光電轉(zhuǎn)換部、傳輸部和復(fù)位部，所述傳輸部被配置用來將所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷傳輸至電荷保持部，所述復(fù)位部被配置用來將所述電荷保持部的電荷復(fù)位；以及驅(qū)動(dòng)控制部，所述驅(qū)動(dòng)控制部被配置用來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)。在所述固體攝像器件中，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持 部的電荷復(fù)位。 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)所述傳輸部對(duì)所述像素陣列部中的全部所述單位像素同時(shí)進(jìn)行電荷傳輸。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)對(duì)所述像素陣列部中的全部所述單位像素同時(shí)進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)以所述像素陣列部中的彼此相鄰的多行所述單位像素為單位進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出，并且所述傳輸部以所述像素陣列部中的彼此相鄰的多行所述單位像素為單位進(jìn)行電荷傳輸。優(yōu)選地，所述復(fù)位部能夠排出所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷；并且所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述復(fù)位部進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出之后且在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。優(yōu)選地，本發(fā)明的固體攝像器件還可以包括排出部，所述排出部被配置用來排出所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述排出部進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的間隔m行所述單位像素的n行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。優(yōu)選地，上述數(shù)字m可以為I或2。優(yōu)選地，所述電荷保持部可以是浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域。優(yōu)選地，所述電荷保持部除了含有所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域之外還可以含有電容元件。優(yōu)選地，本發(fā)明的固體攝像器件還可以包括讀取部，所述讀取部被配置用來讀取與所述電荷保持部的電荷對(duì)應(yīng)的電壓。在所述固體攝像器件中，所述驅(qū)動(dòng)控制部能夠控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)，使得以每一行所述單位像素為單位順次進(jìn)行如下操作利用所述讀取部，讀取與在所述電荷傳輸之后累積于所述電荷保持部中的電荷對(duì)應(yīng)的電壓以作為信號(hào)電平；利用所述復(fù)位部，把在所述電荷傳輸之后累積于所述電荷保持部中的電荷復(fù)位；以及利用所述讀取部，讀取與經(jīng)過所述電荷復(fù)位之后的所述電荷保持部的電荷對(duì)應(yīng)的電壓以作為復(fù)位電平。優(yōu)選地，本發(fā)明的固體攝像器件還可以包括計(jì)算部，所述計(jì)算部被配置用來計(jì)算由所述讀取部讀出的所述信號(hào)電平與所述復(fù)位電平之間的差分。本發(fā)明的又一實(shí)施方案提供了一種電子裝置，所述電子裝置包括固體攝像器件，所述固體攝像器件包括像素陣列部，所述像素陣列部被配置成具有呈ニ維布置的多個(gè)單位像素，各所述單位像素至少設(shè)有光電轉(zhuǎn)換部、傳輸部和復(fù)位部，所述傳輸部被配置用來將 所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷傳輸至電荷保持部，所述復(fù)位部被配置用來將所述電荷保持部的電荷復(fù)位；以及驅(qū)動(dòng)控制部，所述驅(qū)動(dòng)控制部被配置用來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)。在所述固體攝像器件中，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。在本發(fā)明的各實(shí)施方案中，是以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)的在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位，所述多行互不相鄰。因此，根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方案，能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。

圖I是示出了普通固體攝像器件如何操作的說明圖。圖2是示出了普通固體攝像器件如何操作的另ー說明圖。圖3是示出了適用于本發(fā)明的固體攝像器件的典型結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是示出了單位像素的第一典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)上述單位像素的時(shí)序圖。圖6是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)該固體攝像器件的說明圖。圖7是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)該固體攝像器件的另ー說明圖。圖8是示出了單位像素的第二典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9是示出了單位像素的第三典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖10是示出了單位像素的第四典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖11是示出了單位像素的第五典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖12是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)上述單位像素的時(shí)序圖。圖13是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)該固體攝像器件的說明圖。圖14是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)該固體攝像器件的另ー說明圖。圖15是示出了如何典型地驅(qū)動(dòng)該固體攝像器件的又ー說明圖。圖16是示出了單位像素的第六典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖17是示出了單位像素的第七典型結(jié)構(gòu)的示意圖。[0044]圖18是示出了單位像素的第八典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖19是示出了適用于本發(fā)明的電子裝置的典型結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖來說明本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案。固體攝像器件的結(jié)構(gòu)圖3是示出了作為適用于本發(fā)明的固體攝像器件的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor ;CMOS)圖像傳感器 30 的典型結(jié)構(gòu)的框圖。 CMOS圖像傳感器30被構(gòu)造成包括像素陣列部41、垂直驅(qū)動(dòng)部42、列處理部43、水平驅(qū)動(dòng)部44和系統(tǒng)控制部45。像素陣列部41、垂直驅(qū)動(dòng)部42、列處理部43、水平驅(qū)動(dòng)部44和系統(tǒng)控制部45都被形成在未圖示的半導(dǎo)體基板(芯片)上。像素陣列部41具有以矩陣形式呈ニ維布置的単位像素(圖4中的附圖標(biāo)記50示出了其中一個(gè)單位像素)，各単位像素設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換元件，該光電轉(zhuǎn)換元件生成具有與入射光量對(duì)應(yīng)的電荷量的光電荷并且將所生成的光電荷存儲(chǔ)在內(nèi)部。在后續(xù)說明中，在下文中的適當(dāng)情況下，可將具有與入射光量對(duì)應(yīng)的電荷量的光電荷簡(jiǎn)稱為電荷，且將單位像素簡(jiǎn)稱為像素。此外，像素陣列部41具有與各像素行對(duì)應(yīng)的在水平方向上(在像素行中的像素布置方向上)形成的像素驅(qū)動(dòng)線46，并且具有與各像素列對(duì)應(yīng)的在垂直方向上(在像素列中的像素布置方向上)形成的垂直信號(hào)線47。各像素驅(qū)動(dòng)線46的一端與垂直驅(qū)動(dòng)部42中各行的輸出端相連接。CMOS圖像傳感器30還包括信號(hào)處理部48和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部49。信號(hào)處理部48和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部49可以設(shè)置成以例如數(shù)字信號(hào)處理器(digitalsignal processor ；DSP)等外部信號(hào)處理部的形式或以軟件的形式而被安裝在與CMOS圖像傳感器30的基板不同的基板上，或者被安裝在與CMOS圖像傳感器30的基板為同一基板的基板上。垂直驅(qū)動(dòng)部42可以由移位寄存器和地址解碼器構(gòu)成。這樣，垂直驅(qū)動(dòng)部42就作為對(duì)像素陣列部41中的全部像素同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或者對(duì)像素陣列部41中的像素以行為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的像素驅(qū)動(dòng)部。垂直驅(qū)動(dòng)部42 (具體結(jié)構(gòu)未圖示)包括讀取掃描系統(tǒng)、清除掃描系統(tǒng)(或同時(shí)清除系統(tǒng))和同時(shí)傳輸系統(tǒng)。讀取掃描系統(tǒng)以行為單位順次且選擇性地掃描像素陣列部41中的單位像素，由此從單位像素中讀取信號(hào)。在行驅(qū)動(dòng)(卷簾式快門操作；:rolling shutter operation)的情況下，對(duì)每行進(jìn)行的清除掃描比上述讀取掃描系統(tǒng)將要對(duì)該行進(jìn)行的讀取掃描提前ー個(gè)快門速度時(shí)間。在全局曝光(全局式快門操作；global shutter operation)的情況下,所進(jìn)行的同時(shí)清除比同時(shí)傳輸提前ー個(gè)快門速度時(shí)間。清除操作使得正被讀取的行中的各單位像素的光電轉(zhuǎn)換元件中的不必要電荷被排出(即，復(fù)位)。對(duì)不必要電荷的清除操作(即，復(fù)位操作)導(dǎo)致了所謂的電子快門操作的執(zhí)行。電子快門操作是這樣的操作該操作丟棄光電轉(zhuǎn)換元件中的光電荷并且開始新的曝光(即，開始光電荷的累積)。由讀取掃描系統(tǒng)在讀取操作中讀出的信號(hào)對(duì)應(yīng)于在上一次讀取操作或電子快門操作之后進(jìn)入的入射光量。在行驅(qū)動(dòng)的情況下，從在上一次讀取操作中對(duì)單位像素進(jìn)行讀取或用于清除的電子快門操作的時(shí)刻直到由當(dāng)前這次讀取操作對(duì)單位像素進(jìn)行讀取的時(shí)刻為止，這樣得到的期間提供了該單位像素的光電荷累積時(shí)間(即，曝光時(shí)間)。在全局曝光的情況下，從同時(shí)清除到同時(shí)傳輸?shù)钠陂g構(gòu)成了電荷累積時(shí)間(曝光時(shí)間)。從被水平驅(qū)動(dòng)部42選擇性地進(jìn)行掃描的像素行的各單位像素中輸出的像素信號(hào)通過垂直信號(hào)線47提供給列處理部43。對(duì)于像素陣列部41中的各像素列來說，列處理部43對(duì)通過垂直信號(hào)線47從所選像素行的単位像素中輸出的像素信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的信號(hào)處理。此外，列處理部43暫時(shí)保存經(jīng)過上述信號(hào)處理的像素信號(hào)。更具體地，作為列處理部43的信號(hào)處理的一部分，列處理部43至少進(jìn)行噪聲消除(例如，相關(guān)雙采樣(correlated double sampling ;Q)S))處理。由列處理部43進(jìn)行的相關(guān)雙采樣處理消除了復(fù)位噪聲以及諸如放大晶體管中的閾值差異等像素所特有的固定模式噪聲。除了具有噪聲消除功能以外，列處理部43還可以具有用于以數(shù)字信號(hào)的形式輸出信號(hào)電平的模擬數(shù)字(analog-to-digital ；AD)轉(zhuǎn)換功能。水平驅(qū)動(dòng)部44可以由移位寄存器和地址解碼器構(gòu)成。這樣，水平驅(qū)動(dòng)部44順次選擇與列處理部43中的像素列對(duì)應(yīng)的単元電路。由水平驅(qū)動(dòng)部44進(jìn)行的選擇性掃描使得已經(jīng)由列處理部43進(jìn)行過信號(hào)處理的像素信號(hào)被順次輸出至信號(hào)處理部48。系統(tǒng)控制部45由用于生成各種時(shí)序信號(hào)的時(shí)序發(fā)生器和其他元件構(gòu)成。基于由時(shí)序發(fā)生器生成的各種時(shí)序信號(hào)，系統(tǒng)控制部45向垂直驅(qū)動(dòng)部42、列處理部43和水平驅(qū)動(dòng)部44提供驅(qū)動(dòng)控制。信號(hào)處理部48至少具有相加處理功能，從而對(duì)從列處理部43輸出的像素信號(hào)進(jìn)行包括相加處理的各種信號(hào)處理。在信號(hào)處理部48進(jìn)行信號(hào)處理的期間內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部49暫時(shí)地存儲(chǔ)上述處理所需的數(shù)據(jù)。單位像素的第一典型電路結(jié)構(gòu)下面說明在圖3所示的像素陣列部41中以矩陣形式布置的単位像素50中的ー個(gè)単位像素50的第一典型電路結(jié)構(gòu)。圖4所示的単位像素50包括光電ニ極管(H))61、傳輸柵極62、浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)區(qū)域63、復(fù)位晶體管64、放大晶體管65、選擇晶體管66和垂直信號(hào)線67。光電ニ極管61的陽極接地，光電ニ極管61的陰極與傳輸柵極62的源極相連接。傳輸柵極62的漏極與復(fù)位晶體管64的漏極以及放大晶體管65的柵極相連接。復(fù)位晶體管64的漏極與放大晶體管65的柵極之間的連接點(diǎn)構(gòu)成了浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63。復(fù)位晶體管64的源極連接至預(yù)定的電源Vrst。放大晶體管65的源極連接至另ー預(yù)定的電源Vdd。放大晶體管65的漏極與選擇晶體管66的源極相連接。選擇晶體管66的漏極與垂直信號(hào)線(VSL)67相連接。垂直信號(hào)線67與源極跟隨器電路的恒定電流源相連接。傳輸柵極62的柵極、復(fù)位晶體管64的柵極和選擇晶體管66的柵極通過控制線(未圖示)與圖3中所示的垂直驅(qū)動(dòng)部42相連接。這些柵極被供給有作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖。光電ニ極管61對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,從而生成具有與入射光量對(duì)應(yīng)的電荷量的電荷，并且存儲(chǔ)所生成的具有上述電荷量的電荷。根據(jù)從垂直驅(qū)動(dòng)部42提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG，傳輸柵極62使從光電ニ極管61到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63的電荷傳輸動(dòng)作接通或斷開。例如，當(dāng)被提供有高電平(H)驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG吋，傳輸柵極62將光電ニ極管61中所累積的電荷傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63 ;當(dāng)被提供有低電平(L)驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG時(shí),傳輸柵極62停止傳輸上述電荷。在傳輸柵極62不向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63傳輸上述電荷的時(shí)候,光電ニ極管61就把因進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電荷累積起來。浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63累積通過傳輸柵極62從光電ニ極管61傳輸來的電荷，并且將所累積的電荷轉(zhuǎn)換成電壓。在CMOS圖像傳感器30進(jìn)行全局式快門操作的情況下，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63用作電荷保持部，該電荷保持部對(duì)在曝光期間內(nèi)累積于光電ニ極管61中的電荷進(jìn)行保持。根據(jù)從垂直驅(qū)動(dòng)部42提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST，復(fù)位晶體管64使浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷的排出動(dòng)作接通或斷開。例如，當(dāng)被提供有高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST吋，復(fù)位晶體 管64將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63鉗位(clamp)至電源電壓Vrst，從而使浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷排出(即，復(fù)位)。當(dāng)被提供有低電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST吋，復(fù)位晶體管64使浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63處于電浮置狀態(tài)。放大晶體管65放大與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷對(duì)應(yīng)的電壓。由放大晶體管65放大后的電壓(電壓信號(hào))通過選擇晶體管66被輸出至垂直信號(hào)線67。根據(jù)從垂直驅(qū)動(dòng)部42提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL，選擇晶體管66使來自放大晶體管65的電壓信號(hào)向垂直信號(hào)線67的輸出動(dòng)作接通或斷開。例如，當(dāng)被提供有高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL時(shí),選擇晶體管66將上述電壓信號(hào)向垂直信號(hào)線67輸出。當(dāng)被提供有低電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL時(shí),選擇晶體管66停止輸出上述電壓信號(hào)。如上面所說明的那樣，根據(jù)從垂直驅(qū)動(dòng)部42提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG、驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL，來驅(qū)動(dòng)單位像素50。單位像素的驅(qū)動(dòng)示例下面參照?qǐng)D5的時(shí)序圖來說明如何典型地驅(qū)動(dòng)單位像素50。首先，在時(shí)刻tl與時(shí)刻t2之間，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG。這就使光電ニ極管61中所累積的電荷和浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷被排出。當(dāng)光電ニ極管61中所累積的電荷被清除之后，在時(shí)刻t2與時(shí)刻t5之間將從來自新的被拍攝物體的光獲得的電荷累積到光電ニ極管61中。當(dāng)在時(shí)刻t3與時(shí)刻t4之間以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST時(shí)，用作電荷保持部的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷被初始化(即，復(fù)位)。當(dāng)在時(shí)刻t5與時(shí)刻t6之間以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG時(shí)，通過傳輸柵極62將光電ニ極管61中所累積的電荷傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63。此后，進(jìn)入時(shí)刻t6與時(shí)刻t7之間的電荷保持期間。當(dāng)在時(shí)刻t7與時(shí)刻t8之間以從低電平到高電平的方式用驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷對(duì)應(yīng)的電壓被讀出而作為信號(hào)電平，該操作一直持續(xù)到時(shí)刻t9與時(shí)刻tlO之間以高電平用驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)為止。當(dāng)在時(shí)刻t9與時(shí)刻tlO之間以高電平用驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷被復(fù)位晶體管64復(fù)位(排出)。該復(fù)位狀態(tài)一直持續(xù)到在時(shí)刻til以低電平用驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)為止。在復(fù)位狀態(tài)期間，代表著復(fù)位電平的電壓被讀出。這就是如何通過得到所讀出的復(fù)位電平與信號(hào)電平之間的差分來進(jìn)行CDS處理從而消除噪聲，由此讀出無噪聲的像素信號(hào)。固體攝像器件的一個(gè)驅(qū)動(dòng)示例下面參照?qǐng)D6來說明在CMOS圖像傳感器30中如何以行為單位典型地對(duì)單位像素50進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在圖6中，水平軸表示時(shí)間，而垂直軸表示CMOS圖像傳感器30中呈ニ維布置的單位像素50的行。在上面參照?qǐng)D5說明的單位像素50中的電荷排出(discharge)、電荷保持部初始化、電荷傳輸和信號(hào)電平讀出都是以行為單位進(jìn)行的。在圖6中，三角形表示単位像素50的電荷排出，圓圈表電荷保持部初始化，矩形表電荷傳輸，沿水平方向伸長(zhǎng)的六邊形表不信號(hào)電平讀出。如圖6所示，電荷排出和電荷傳輸都是對(duì)所有行同時(shí)進(jìn)行的。信號(hào)電平是逐行讀出的。也就是說，圖6示出了這樣的示例該示例中，以實(shí)現(xiàn)包含全部像素的同時(shí)電荷排出 和全部像素的同時(shí)電荷傳輸?shù)娜质娇扉T操作的方式，對(duì)CMOS圖像傳感器30進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。如上面參照?qǐng)D5所述的那樣，在電荷排出之后且在電荷傳輸之前對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。如圖6所示，以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化，更具體地，以由間隔兩行間距的三個(gè)行組成的組為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。當(dāng)執(zhí)行上面的操作時(shí)，在進(jìn)行全局式快門操作的CMOS圖像傳感器中，不是對(duì)全部像素的作為電荷保持部的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63同時(shí)執(zhí)行初始化的，而是以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化的。這使得能夠抑制復(fù)位晶體管的電源中的電壓降，并且能夠抑制作為一方的相鄰復(fù)位信號(hào)線與作為另一方的電荷保持部之間的串?dāng)_，上述被抑制的兩種現(xiàn)象是因?yàn)閷?duì)全部像素的電荷保持部同時(shí)執(zhí)行初始化而引起的潛在缺點(diǎn)。由于減輕了在復(fù)位操作中同時(shí)驅(qū)動(dòng)全部像素時(shí)所導(dǎo)致的負(fù)荷，所以能夠使復(fù)位操作的過渡時(shí)間與信號(hào)讀取時(shí)的復(fù)位操作同步。這就使傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間的差異最小化，從而抑制了偏移噪聲的產(chǎn)生并且提高了所拍攝圖像的質(zhì)量。當(dāng)以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化時(shí)，對(duì)所有行的電荷保持部執(zhí)行初始化所需的時(shí)間比逐行順次執(zhí)行初始化所需的時(shí)間短。這就使得能夠防止幀頻下降，并且能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。在上述全局式快門操作中，電荷排出和電荷傳輸都是對(duì)所有行同時(shí)進(jìn)行的。這就意味著向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的驅(qū)動(dòng)電路所承受的負(fù)荷比卷簾式快門操作期間的負(fù)荷大。増大的負(fù)荷導(dǎo)致了用于向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的電源中的電壓降，并且導(dǎo)致了電荷排出的過渡時(shí)間的延遲和電荷傳輸?shù)倪^渡時(shí)間的延遲的増大。這就使得必須延長(zhǎng)各驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，因而必然會(huì)阻礙從電荷排出到電荷傳輸?shù)钠陂g(即，曝光和累積期間)的縮短。接下來將要說明如何以縮短曝光和累積期間的方式典型地驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器。固體攝像器件的另ー驅(qū)動(dòng)示例圖7是以行為單位對(duì)CMOS圖像傳感器30的單位像素50進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的另一示例的說明圖。圖7所示的驅(qū)動(dòng)示例與圖6所示的驅(qū)動(dòng)示例的不同之處在于電荷排出和電荷傳輸都是以彼此相鄰的多行為單位進(jìn)行的，更具體地，是以由三個(gè)相鄰行組成的組為單位進(jìn)行的。在圖7中，如圖6的驅(qū)動(dòng)示例中那樣，在電荷排出之后且在電荷傳輸之前以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化，更具體地，以由間隔兩行間距的三個(gè)行組成的組為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。當(dāng)執(zhí)行上面的操作吋，不是對(duì)全部像素的作為電荷保持部的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63同時(shí)執(zhí)行初始化的，而是以互不相鄰的多行為單位執(zhí)行初始化的。這就使得像上面所述的那樣，能夠抑制偏移噪聲的產(chǎn)生，并且能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。另外，由于電荷排出和電荷傳輸不是對(duì)全部像素同時(shí)進(jìn)行的，而是以彼此相鄰的多行為單位進(jìn)行的，所以向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的驅(qū)動(dòng)電路所承受的負(fù)荷比全局式快門操作期間的負(fù)荷小。減小的負(fù)荷在使得電荷排出的過渡時(shí)間的延遲和電荷傳輸?shù)倪^渡時(shí)間的延遲最小化的同吋，還能夠防止用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的電源中的電壓降。這就使得能夠縮短各驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，從而能夠縮短曝光和累積期間。由于電荷排出和電荷傳輸都是以彼此相鄰的多行為單位進(jìn)行的，所以能夠使各行之間的曝光和累積期間差異小于在卷簾式快門操作中進(jìn)行電荷排出和電荷傳輸時(shí)的差異。這使得所拍攝圖像中的畸變最小化。如果電荷排出和電荷傳輸就像對(duì)電荷保持部進(jìn)行初始化時(shí)那樣是以互不相鄰的多行為單位來進(jìn)行的，那么可能會(huì)間隔著數(shù)行而發(fā)生曝光和累積期間的差異。這就會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)的被拍攝物體的所拍攝圖像在高頻范圍內(nèi)出現(xiàn)顯著畸變。為此，電荷排出和電荷傳輸是以彼此相鄰的多行為單位順次進(jìn)行的。在圖7的示例中，電荷保持部是以三行為單位同時(shí)被初始化的，并且電荷排出和電荷傳輸也都是以三行為單位同時(shí)進(jìn)行的。作為可供選擇的方案，上述所涉及的各操作可以以其他數(shù)量的行為單位來予以進(jìn)行。又或者，上述各操作可以分別以不同數(shù)量的行為單位來予以進(jìn)行。用于構(gòu)成能夠進(jìn)行上述操作的圖像傳感器的各単位像素的結(jié)構(gòu)可以不同于圖4所示的結(jié)構(gòu)。接下來說明能夠適用于本發(fā)明的其他一些單位像素結(jié)構(gòu)。在圖4和下面將要提到的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分或?qū)?yīng)的部分，并且可以省略對(duì)它們的多余說明。單位像素的第二典型電路結(jié)構(gòu)圖8是示出了單位像素50的第二典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。除了含有圖4所示的結(jié)構(gòu)之外，圖8中的単位像素50B還具有置于光電ニ極管61與傳輸柵極62之間的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部(MEM) 82。當(dāng)向傳輸柵極81的柵極電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRX時(shí)，由光電ニ極管61通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的且累積于該光電ニ極管61內(nèi)的電荷通過傳輸柵極81被傳輸。存儲(chǔ)部82把通過傳輸柵極81從光電ニ極管61傳輸來的電荷累積起來。另外，當(dāng)向傳輸柵極62的柵極電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG時(shí)，存儲(chǔ)部82中所累積的電荷通過傳輸柵極62被傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63。也就是說，在圖8的単位像素50B中，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和存儲(chǔ)部82用作電荷保持部。在以脈沖的形式施加驅(qū) 動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG吋，該電荷保持部被初始化。單位像素的第三典型電路結(jié)構(gòu)圖9是示出了單位像素50的第三典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。除了含有圖4所示的結(jié)構(gòu)之外，圖9中的単位像素50C還具有置于傳輸柵極62與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63之間的傳輸柵極91和電容元件(CAP) 92。當(dāng)向傳輸柵極91的柵極電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG吋，從光電ニ極管61經(jīng)過傳輸柵極62傳輸來的電荷通過傳輸柵極91被傳送至電容兀件92。電容兀件92把從光電ニ極管61先經(jīng)過傳輸柵極62傳輸然后通過傳輸柵極91傳送來的電荷累積起來。當(dāng)向傳輸柵極62的柵極電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG時(shí),傳輸柵極62將光電ニ極管61中所累積的電荷傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63，并且還將光電ニ極管61中所累積的電荷通過傳輸柵極91傳輸至電容兀件92。也就是說，在圖9的單位像素50C中，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92中的一者或二者用作電荷保持部。如果僅僅是浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63作為電荷保持部，那么在以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST時(shí),該電荷保持部就被初始化。如果僅僅是電容元件92作為電荷保持部，或者如果浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92 二者都作為電荷保持部，那么在以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG時(shí)，該電荷保持部就被初始化。單位像素的第四典型電路結(jié)構(gòu)圖10是示出了単位像素50的第四典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。除了含有圖4所示的結(jié)構(gòu)之外，圖10中的単位像素50D還具有置于光電ニ極管61與傳輸柵極62之間的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部(MEM) 82,并且還具有置于傳輸柵極62與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63之間的傳輸柵極91和電容元件(CAP) 92。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖10中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82與圖8中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82是相同的，并且圖10中的傳輸柵極91和電容元件92與圖9中的傳輸柵極91和電容元件92是相同的。因此，將不再討論這些組成部分。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)向傳輸柵極91的柵極電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG時(shí)，從光電ニ極管61經(jīng)過傳輸柵極81傳輸來的電荷通過傳輸柵極91被傳送至電容兀件92。電容兀件92把從光電ニ極管61先經(jīng)過傳輸柵極81傳輸然后通過傳輸柵極91傳送來的電荷累積起來。也就是說，在圖10的單位像素50D中，存儲(chǔ)部82和電容元件92中的一者或二者與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63結(jié)合起來用作電荷保持部。在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和存儲(chǔ)部82用作電荷保持部的情況下，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG就使得該電荷保持部初始化。在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92用作電荷保持部的情況下，或者在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63、存儲(chǔ)部82和電容元件92用作電荷保持部的情況下，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RSTjg動(dòng)信號(hào)TRG和驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG就使得該電荷保持部初始化。在上述對(duì)單位像素的說明中，所給出的情況是在電荷排出之后且在電荷傳輸之前對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。作為可供選擇的方案，如果新設(shè)置有排出部以用于排出光電ニ極管61中所累積的電荷，則可以在電荷排出之前對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。單位像素的第五典型電路結(jié)構(gòu)圖11是示出了單位像素的第五典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖，該單位像素被布置成在電荷排出之前將該單位像素的電荷保持部初始化。[0122]在圖11中的各組成部分之中，與圖4中的組成部分在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)的那些組成部分使用了相同的附圖標(biāo)記，并且可以省略對(duì)它們的多余說明。與圖4中所示的單位像素50相比，圖11中的單位像素100增加了溢出柵極121，溢出柵極121典型地是由晶體管構(gòu)成的。在圖11中，溢出柵極121連接在電源Vdd與光電ニ極管61之間。當(dāng)從垂直驅(qū)動(dòng)部42通過像素驅(qū)動(dòng)線46供給有驅(qū)動(dòng)信號(hào)OFG時(shí)，溢出柵極121將光電ニ極管61復(fù)位。也就是說，溢出柵極121使光電ニ極管61中所累積的電荷排出。以這樣的方式，根據(jù)從垂直驅(qū)動(dòng)部42供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG、驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST、驅(qū)動(dòng)信號(hào)SEL和驅(qū)動(dòng)信號(hào)0FG，來驅(qū)動(dòng)單位像素100。 單位像素的驅(qū)動(dòng)示例下面參照?qǐng)D12的時(shí)序圖來說明如何典型地驅(qū)動(dòng)單位像素100。首先，在時(shí)刻t21與時(shí)刻t22之間，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST。這會(huì)使得浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63中所累積的電荷被排出(即，復(fù)位)。然后，在時(shí)刻t23與時(shí)刻t24之間，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)0FG。這會(huì)使得光電ニ極管61中所累積的電荷被排出。當(dāng)光電ニ極管61中所累積的電荷被清除之后，在時(shí)刻t24與時(shí)刻t25之間將從來自新的被拍攝物體的光獲得的電荷累積到光電ニ極管61中。在時(shí)刻t25與時(shí)刻t31之間進(jìn)行的操作與在圖5中的時(shí)刻t5與時(shí)刻til之間進(jìn)行的操作相同，因此將不再對(duì)它們進(jìn)行討論。如上所述，單位像素100中可以設(shè)置有用于排出光電ニ極管61中的電荷的溢出柵極121。該布置允許在電荷排出之前將電荷保持部初始化。固體攝像器件的一個(gè)驅(qū)動(dòng)示例下面參照?qǐng)D13說明如何以行為單位典型地驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器中的単位像素100。在圖13中，如圖6和圖7中一樣，水平軸表不時(shí)間，而垂直軸表不CMOS圖像傳感器30中呈ニ維布置的單位像素100的行。在上面參照?qǐng)D12說明的單位像素100中的電荷保持部初始化、電荷排出、電荷傳輸和信號(hào)電平讀出都是以行為單位進(jìn)行的。在圖13中，圓圈表不電荷保持部初始化，三角形表不電荷排出，矩形表不電荷傳輸，沿水平方向伸長(zhǎng)的六邊形表不信號(hào)電平讀出。如圖13所示，電荷排出和電荷傳輸都是對(duì)所有行同時(shí)進(jìn)行的。信號(hào)電平是逐行讀出的。也就是說，圖13示出了這樣的示例該示例中，以實(shí)現(xiàn)包含全部像素的同時(shí)電荷排出和全部像素的同時(shí)電荷傳輸?shù)娜质娇扉T操作的方式，對(duì)CMOS圖像傳感器30進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。如上面參照?qǐng)D12所述的那樣，在電荷傳輸之前且在電荷排出之前對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。如圖13所示，以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化，更具體地，以由間隔兩行間距的三個(gè)行組成的組為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。當(dāng)執(zhí)行上面的操作時(shí)，在進(jìn)行全局式快門操作的CMOS圖像傳感器中，不是對(duì)全部像素的作為電荷保持部的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63同時(shí)執(zhí)行初始化的，而是以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化的。這使得能夠抑制復(fù)位晶體管的電源中的電壓降，并且能夠抑制作為一方的相鄰復(fù)位信號(hào)線與作為另一方的電荷保持部之間的串?dāng)_，上述被抑制的兩種現(xiàn)象是因?yàn)閷?duì)全部像素的電荷保持部同時(shí)執(zhí)行初始化而引起的潛在缺點(diǎn)。由于減輕了在復(fù)位操作中同時(shí)驅(qū)動(dòng)全部像素時(shí)所導(dǎo)致的負(fù)荷，所以能夠使復(fù)位操作的過渡時(shí)間與信號(hào)讀取時(shí)的復(fù)位操作同步。這就使傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間的差異最小化，從而抑制了偏移噪聲的產(chǎn)生并且提高了所拍攝圖像的質(zhì)量。當(dāng)以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化時(shí)，對(duì)所有行的電荷保持部執(zhí)行初始化所需的時(shí)間比逐行順次執(zhí)行初始化所需的時(shí)間短。這就使得能夠防止幀頻下降并且能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。在上述全局式快門操作中，如圖6 的不例中一祥，電荷排出和電荷傳輸都是對(duì)所有行同時(shí)進(jìn)行的。這就意味著向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的驅(qū)動(dòng)電路所承受的負(fù)荷比卷簾式快門操作期間的負(fù)荷大。増大的負(fù)荷導(dǎo)致了用于向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的電源中的電壓降，并且導(dǎo)致了電荷排出的過渡時(shí)間和電荷傳輸?shù)倪^渡時(shí)間的延遲的増大。這使得必須延長(zhǎng)各驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，就必然會(huì)阻礙從電荷排出到電荷傳輸?shù)钠陂g(即，曝光和累積期間)的縮短。接下來將要說明如何以縮短曝光和累積期間的方式典型地驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器。固體攝像器件的另一驅(qū)動(dòng)示例圖14是以行為單位對(duì)CMOS圖像傳感器30的單位像素100進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的另一示例的說明圖。圖14所示的驅(qū)動(dòng)示例與圖13所示的驅(qū)動(dòng)示例的不同之處在于電荷排出和電荷傳輸都是以彼此相鄰的多行為單位順次進(jìn)行的，更具體地，是以由三個(gè)相鄰行組成的組為單位進(jìn)行的。在圖14中，如圖13的驅(qū)動(dòng)示例中一祥，在電荷傳輸之前且在電荷排出之前以互不相鄰的多行為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化，更具體地，以由間隔兩行間距的三個(gè)行組成的組為單位對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63執(zhí)行初始化。當(dāng)執(zhí)行上面的操作吋，不是對(duì)全部像素的作為電荷保持部的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63同時(shí)執(zhí)行初始化的，而是以互不相鄰的多行為單位執(zhí)行初始化的。這就使得像上面所述的那樣，能夠抑制偏移噪聲的產(chǎn)生，并且能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。另外，由于電荷排出和電荷傳輸不是對(duì)全部像素同時(shí)進(jìn)行的，而是以彼此相鄰的多行為單位進(jìn)行的，所以向傳輸柵極62提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和向復(fù)位晶體管64提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的驅(qū)動(dòng)電路所承受的負(fù)荷比全局式快門操作期間的負(fù)荷小。減小的負(fù)荷在使得電荷排出的過渡時(shí)間和電荷傳輸?shù)倪^渡時(shí)間的延遲最小化的同吋，還能夠防止用于提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST的電源中的電壓降。這使得能夠縮短各驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，從而能夠縮短曝光和累積期間。由于電荷排出和電荷傳輸都是以彼此相鄰的多行為單位順次進(jìn)行的，所以能夠使各行之間的曝光和累積期間差異小于在卷簾式快門操作中進(jìn)行電荷排出和電荷傳輸時(shí)的差異。這使得所拍攝圖像中的畸變最小化。在圖13和圖14的驅(qū)動(dòng)示例中，電荷保持部(浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63)是以由間隔兩行間距的三個(gè)行組成的組為單位順次被初始化的。作為可供選擇的方案，可以以由間隔所需數(shù)量行間距的其他數(shù)量行為單位執(zhí)行初始化。例如，如圖15所示，電荷保持部是以由間隔一行間距的三個(gè)行組成的組為單位順次被初始化的。當(dāng)以這種方式減少了被初始化的那些行的間隔行數(shù)并且電荷排出和電荷傳輸都是以彼此相鄰的多行為單位順次進(jìn)行時(shí)，能夠縮短從電荷保持部被初始化的時(shí)刻到電荷排出(或電荷傳輸)被執(zhí)行的時(shí)刻的期間。這能夠減少電荷保持部中的暗電流的累積。然而，如果電荷保持部被初始化時(shí)的間隔行數(shù)太少，那么作為一方的相鄰復(fù)位信號(hào)線與作為另一方的電荷保持部之間的串?dāng)_就會(huì)產(chǎn)生偏移噪聲。因此，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選通過均衡如下兩方面的因素來設(shè)定當(dāng)像素被驅(qū)動(dòng)時(shí)的最佳間隔行數(shù)一方面是從電荷保持部的初始化直到電荷排出(或電荷傳輸)為止的期間，另一方面是被驅(qū)動(dòng)行的相鄰復(fù)位信號(hào)線與電荷保持部之間的串?dāng)_。上面參照?qǐng)D15說明的是這樣的驅(qū)動(dòng)示例在該驅(qū)動(dòng)示例中，在電荷排出之前，以間隔更小行數(shù)的復(fù)數(shù)行為單位對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。顯然，如同上面參照?qǐng)D6和圖7說明的那樣，可以在電荷排出之后且在電荷傳輸之前也以間隔更小行數(shù)的復(fù)數(shù)行為單位對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。用于構(gòu)成能夠進(jìn)行上述操作的圖像傳感器的各単位像素的結(jié)構(gòu)可以不同于圖11所示的結(jié)構(gòu)。下面說明能夠適用于本發(fā)明的其他一些單位像素結(jié)構(gòu)。在圖11和下面將要提到的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分或?qū)?yīng)的部分，并且可以省略對(duì)它們的多余說明。單位像素的第六典型電路結(jié)構(gòu)圖16是示出了單位像素100的第六典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。除了含有圖11所示的結(jié)構(gòu)之外，圖16中的単位像素100B還具有置于光電ニ極管61與傳輸柵極62之間的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部(MEM) 82。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖16中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82與圖8中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82是相同的。因此，將不再討論這些組成部分。也就是說，在圖16的單位像素100B中，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和存儲(chǔ)部82用作電荷保持部。在以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG吋，該電荷保持部被初始化。單位像素的第七典型電路結(jié)構(gòu)圖17是示出了單位像素100的第七典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。除了含有圖11所示的結(jié)構(gòu)之外，圖17中的単位像素100C還具有置于傳輸柵極62與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63之間的傳輸柵極91和電容元件(CAP)92。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖17中的傳輸柵極91和電容元件92與圖9中的傳輸柵極91和電容元件92是相同的。因此，將不再討論這些組成部分。也就是說，在圖17的單位像素100C中，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92中的一者或二者用作電荷保持部。如果僅僅是浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63作為電荷保持部，那么在以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST時(shí),該電荷保持部被初始化。如果僅僅是電容元件92作為電荷保持部，或者如果浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92 二者都作為電荷保持部，那么在以脈沖的形式施 加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG時(shí)，該電荷保持部被初始化。單位像素的第八典型電路結(jié)構(gòu)圖18是示出了單位像素100的第八典型電路結(jié)構(gòu)的示意圖。[0163]除了含有圖11所示的結(jié)構(gòu)之外，圖18中的単位像素100D還具有置于光電ニ極管61與傳輸柵極62之間的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82,并且還具有置于傳輸柵極62與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63之間的傳輸柵極91和電容元件92。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖18中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82與圖10中的傳輸柵極81和存儲(chǔ)部82是相同的，并且圖18中的傳輸柵極91和電容元件92與圖10中的傳輸柵極91和電容元件92也是相同的。因此，將不再討論這些組成部分。也就是說，在圖18的單位像素100D中，存儲(chǔ)部82和電容元件92中的一者或二者與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63結(jié)合起來用作電荷保持部。在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和存儲(chǔ)部82用作電荷保持部的情況下，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST和驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG就使該電荷保持部初始化。在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63和電容元件92用作電荷保持部的情況下，或者在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域63、存儲(chǔ)部82和電容元件92用作電荷保持部的情況下，以脈沖的形式施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)RST、驅(qū)動(dòng)信號(hào)TRG和驅(qū)動(dòng)信號(hào)CRG就使該電荷保持部初始化。在上述對(duì)單位像素的說明中，所給出的情況是設(shè)置有溢出柵極121，并且如參照?qǐng)D12至圖14說明的那樣，在電荷排出之前對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。作為可供選擇的方案，在不設(shè)置溢出柵極121的情況下，可以如上面參照?qǐng)D5至圖7說明的那樣，在電荷排出之后且在電荷傳輸之前對(duì)電荷保持部執(zhí)行初始化。適用于本發(fā)明的電子裝置的典型結(jié)構(gòu)本發(fā)明不限于作為固體攝像器件而被實(shí)施。作為可供選擇的方案，本發(fā)明可以作為如下各種電子裝置中的任意ー種而被實(shí)施這些電子裝置在它們的攝像部(光電轉(zhuǎn)換部)中采用了固體攝像器件，且這些電子裝置例如是諸如數(shù)碼照相機(jī)和攝像機(jī)等攝像裝置；具有攝像功能的便攜終端裝置；以及在圖像讀取部中使用了固體攝像器件的復(fù)印機(jī)，等等。該固體攝像器件可以被形成為單芯片元件，或者可以被形成為具有攝像功能并且將攝像部及信號(hào)處理部或光學(xué)系統(tǒng)集成于ー個(gè)封裝體中的模塊。圖19是示出了作為適用于本發(fā)明的電子裝置的攝像裝置600的典型結(jié)構(gòu)的框圖。圖19中的攝像裝置600包括典型地由透鏡組構(gòu)成的光學(xué)部601 ;采用了具有任ー種上述結(jié)構(gòu)的単位像素的固體攝像器件(攝像器件)602 ;以及用作相機(jī)信號(hào)處理電路的DSP電路603。攝像裝置600還包括幀存儲(chǔ)器604、顯示部605、記錄部606、操作部607和電源部608。DSP電路603、幀存儲(chǔ)器604、顯示部605、記錄部606、操作部607和電源部608通過總線609相互連接。光學(xué)部601獲取來自被拍攝物體的入射光(圖像光)從而在固體攝像器件602的攝像區(qū)域上形成圖像。固體攝像器件602將通過光學(xué)部601在上述攝像區(qū)域上成像的入射光的光量轉(zhuǎn)換成各像素的電信號(hào)，并且將該信號(hào)作為像素信號(hào)輸出。此時(shí)，作為固體攝像器件602，可以使用例如具有已經(jīng)在上文中說明過的結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器30等固體攝像器件(即，允許基于全局曝光來拍攝無畸變圖像的固體攝像器件)。例如，顯示部605可以由諸如液晶顯示面板或有機(jī)電致發(fā)光面板等面板型顯示器件構(gòu)成，該顯示部605用于顯示由固體攝像器件602拍攝到的移動(dòng)圖像或靜止圖像。記錄部606將由固體攝像器件602拍攝到的移動(dòng)圖像或靜止圖像記錄到諸如錄像帶或DVD (Digital Versatile Disk ;數(shù)字多功能光盤)等適當(dāng)?shù)挠涗浢浇橹?。在使用者的操作下，操作?07發(fā)出操作指令從而啟動(dòng)攝像裝置600所具有的各種功能。電源部608作為視需要向DSP電路603、幀存儲(chǔ)器604、顯示部605、記錄部606和操作部607供電的電源。如上所述，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明且被用作固體攝像器件602的CMOS圖像傳感器30允許它的電荷保持部以互不相鄰的多行為單位被初始化。這種結(jié)構(gòu)能夠使傳輸之前的復(fù)位電壓與讀取之后的復(fù)位電壓之間的差異最小化，并且能夠防止偏移噪聲的產(chǎn)生。這就提高了由例如相機(jī)模塊(其用于包括攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)和手機(jī)等的移動(dòng)裝置)等攝像裝置600拍攝的圖像的質(zhì)量。在前面的說明中，所給出的情況是將本發(fā)明實(shí)施為這樣的CMOS圖像傳感器該CMOS圖像傳感器具有按照行和列布置的単位像素，各単位像素將與可見光的光量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷大小作為物理量來檢測(cè)。然而，本發(fā)明不限于作為CMOS傳感器的實(shí)施例。本發(fā)明也 可以作為任何一種列型固體攝像器件而被實(shí)施，該列型固體攝像器件具有被分配給構(gòu)成該列型固體攝像器件的像素陣列部的各像素列的列處理部。本發(fā)明不限于被應(yīng)用到用于檢測(cè)可見光的入射量分布并將所檢測(cè)到的光分布轉(zhuǎn)換成圖像的固體攝像器件。作為可供選擇的方案，本發(fā)明可以被應(yīng)用到用于檢測(cè)紅外線、X射線或粒子的入射量分布并將所檢測(cè)到的分布轉(zhuǎn)換成圖像的固體攝像器件。本發(fā)明還可被應(yīng)用到任意一種在更廣泛意義上用作物理量分布檢測(cè)裝置的固體攝像器件，該物理量分布檢測(cè)裝置例如是用于檢測(cè)包括壓カ和靜電電容大小的其他物理量的分布并將所檢測(cè)到的分布轉(zhuǎn)換成圖像的指紋傳感器等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求1.ー種固體攝像器件，所述固體攝像器件包括 像素陣列部，所述像素陣列部被配置成具有呈ニ維布置的多個(gè)單位像素，各所述單位像素至少設(shè)有光電轉(zhuǎn)換部、傳輸部和復(fù)位部，所述傳輸部被配置用來將所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷傳輸至電荷保持部，所述復(fù)位部被配置用來將所述電荷保持部的電荷復(fù)位；以及 驅(qū)動(dòng)控制部，所述驅(qū)動(dòng)控制部被配置用來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)， 其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)所述傳輸部對(duì)所述像素陣列部中的全部所述單位像素同時(shí)進(jìn)行電荷傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)對(duì)所述像素陣列部中的全部所述單位像素同時(shí)進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)以所述像素陣列部中的彼此相鄰的多行所述單位像素為單位進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出，并且所述傳輸部以所述像素陣列部中的彼此相鄰的多行所述單位像素為單位進(jìn)行電荷傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，其特征在干， 所述復(fù)位部將所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷排出，并且 所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述復(fù)位部進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出之后且在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，所述固體攝像器件還包括排出部，所述排出部被配置用來排出所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體攝像器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述排出部進(jìn)行所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷排出之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的間隔m行所述單位像素的n行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體攝像器件，其特征在干，m為I或2。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)所述的固體攝像器件，其特征在于，所述電荷保持部是浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固體攝像器件，其特征在于，所述電荷保持部除了含有所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域之外還含有電容元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，所述固體攝像器件還包括讀取部，所述讀取部被配置用來讀取與所述電荷保持部的電荷對(duì)應(yīng)的電壓， 其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制部控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)，使得以每一行所述單位像素為單位順次進(jìn)行如下操作 利用所述讀取部，讀取與在所述電荷傳輸之后累積于所述電荷保持部中的電荷對(duì)應(yīng)的電壓以作為信號(hào)電平； 利用所述復(fù)位部，把在所述電荷傳輸之后累積于所述電荷保持部中的電荷復(fù)位；以及利用所述讀取部，讀取與經(jīng)過所述電荷復(fù)位之后的所述電荷保持部的電荷對(duì)應(yīng)的電壓以作為復(fù)位電平。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體攝像器件，所述固體攝像器件還包括計(jì)算部，所述計(jì)算部被配置用來計(jì)算由所述讀取部讀出的所述信號(hào)電平與所述復(fù)位電平之間的差分。
14.一種電子裝置，其包括如權(quán)利要求I至13任一項(xiàng)所述的固體攝像器件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了固體攝像器件和電子裝置。所述固體攝像器件包括像素陣列部，所述像素陣列部被配置成具有呈二維布置的多個(gè)單位像素，各所述單位像素至少設(shè)有光電轉(zhuǎn)換部、傳輸部和復(fù)位部，所述傳輸部被配置用來將所述光電轉(zhuǎn)換部中所累積的電荷傳輸至電荷保持部，所述復(fù)位部被配置用來將所述電荷保持部的電荷復(fù)位；以及驅(qū)動(dòng)控制部，所述驅(qū)動(dòng)控制部被配置用來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)。在所述固體攝像器件中，所述驅(qū)動(dòng)控制部以如下方式來控制所述單位像素的驅(qū)動(dòng)在所述傳輸部進(jìn)行電荷傳輸之前，所述復(fù)位部以所述像素陣列部中的互不相鄰的多行所述單位像素為單位將所述電荷保持部的電荷復(fù)位。根據(jù)本實(shí)用新型，能夠提高所拍攝圖像的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L27/146GK202395873SQ20112050164
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者大池祐輔, 山村育弘, 高塚挙文 申請(qǐng)人:索尼公司