掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

固态摄像元件和电子设备

文献发布时间:2023-06-19 16:08:01



技术领域

本技术涉及固态摄像元件。更具体地,本技术涉及用于处理经过像素相加的信号的固态摄像元件以及电子设备。

背景技术

过去,在固态摄像元件中,为了提高灵敏度和降低噪声的目的,已经使用了一种用于将多个像素信号相加的像素相加技术。例如,已经提出了这样一种固态摄像元件:其中,在垂直方向上相邻的两个浮动扩散层(FD)之间设置有用于把这两个FD连接起来的连接晶体管(例如,参见专利文献1)。

[引用文献列表]

[专利文献]

[专利文献1]:JP 2013-197989 A

发明内容

[要解决的技术问题]

在上述相关技术中,在垂直方向上相邻的两个FD之间设置有连接晶体管,由此将布置于垂直方向上的两个像素的像素信号相加。然而,上述固态摄像元件难以对布置于除垂直方向以外的其他方向上的多个像素执行像素相加。例如,在拜耳阵列中,多个绿色(G)像素布置于对角线方向上,但是上述固态摄像元件难以将这些像素的像素信号相加。于是,在上述固态摄像元件中,存在着像素相加的对象的布置方向被限制于垂直方向并且缺乏灵活性的问题。

本技术是鉴于上面这种状况而创建出来的,并且本技术期望在用于执行像素相加技术的固态摄像元件中能够提高相加对象的布置方向的灵活性。

[解决问题的技术方案]

根据本技术的第一方面,提供了一种固态摄像元件,其包括:一对第一浮动扩散层,它们布置在与预定方向垂直的垂直方向上;一对第二浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第一浮动扩散层在所述预定方向上相邻;第一连接电路,其被构造为选择所述一对第一浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第一浮动扩散层连接到预定的第一配线;第二连接电路,其被构造为选择所述一对第二浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第二浮动扩散层连接到所述第一配线;和输出电路,其被构造为输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。这带来了能够提高像素相加的对象的灵活性的效果。

此外,在第一方面中,所述第一连接电路可以包括:第一连接晶体管,其被构造为根据第一控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的一者连接到所述第一配线;和第二连接晶体管,其被构造为根据第二控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的另一者连接到所述第一配线。而且,所述第二连接电路可以包括:第三连接晶体管,其被构造为根据第三控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到所述第一配线;和第四连接晶体管,其被构造为根据第四控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的另一者连接到所述第一配线。这带来了四个浮动扩散层能够根据控制信号分别连接到第一配线的效果。

此外,在第一方面中,在所述预定方向上在所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管之间可以设置有复位晶体管,并且在所述垂直方向上在所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管之间可以设置有选择晶体管。这带来了连接晶体管能够连接到安装于垂直方向上的第一配线的效果。

此外,在第一方面中,所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管可以被设置为在所述预定方向上彼此邻接,并且在所述垂直方向上在所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管之间可以设置有选择晶体管。这带来了能够减少配线数量的效果。

此外,在第一方面中,在所述预定方向上在所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管之间可以设置有复位晶体管,并且所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管可以被设置为在所述垂直方向上彼此邻接。这带来了能够减少垂直方向上的配线距离的效果。

此外,在第一方面中,所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管可以被设置为在所述预定方向上彼此邻接,并且所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管可以被设置为在所述垂直方向上彼此邻接。这带来了能够减少水平方向上的配线距离的效果。

此外,在第一方面中,所述第二连接电路还可以包括:第五连接晶体管,其被构造为根据第五控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到预定的第二配线;和第六连接晶体管,其被构造为根据第六控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的另一者连接到预定的第三配线。这带来了能够增加相加对象的像素数量的效果。

此外,在第一方面中,可以与所述第五连接晶体管在所述预定方向上邻接地设置有复位晶体管。这带来了能够让连接晶体管连接到安装于垂直方向上的第一、第二和第三配线的效果。

此外,在第一方面中,预定数量的所述第五连接晶体管可以被布置为在所述预定方向上彼此邻接。这带来了能够减少配线数量的效果。

此外,在第一方面,所述输出电路还可以包括:第一复位晶体管,其被构造为根据第一复位信号将预定的电源节点连接到所述第一配线;和第二复位晶体管,其被构造为根据第二复位信号将预定的电源节点连接到所述第一配线。这带来了在将左侧和右侧初始化时能够维持电路对称性的效果。

此外,在第一方面中,还可以包括:一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第三浮动扩散层在所述预定方向上相邻;第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到所述第一配线;和第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第一配线。这带来了能够增加相加对象的像素数量的效果。

此外,在第一方面中,还可以包括:信号处理部,其被构造为基于所述输出信号执行与光的飞行时间相对应的距离的测量处理。这带来了能够测量距物体的距离的效果。

此外,在第一方面中,还可以包括:一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到预定的第二配线;和第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第二配线。而且,所述输出电路可以输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号以及与所述一对第三浮动扩散层和所述一对第四浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。这带来了能够测量距物体的距离的效果。

此外,在第一方面中,还可以包括:一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到所述第一配线;和第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第一配线。而且,所述输出电路可以输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号以及与所述一对第三浮动扩散层和所述一对第四浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。这带来了能够将具有不同相位差的信号相加的效果。

此外,在第一方面中,还可以包括:第一传输晶体管,其被构造为将电荷从第一光电转换元件传输到所述一对第一浮动扩散层中的一者;第二传输晶体管,其被构造为将电荷从所述第一光电转换元件传输到所述一对第一浮动扩散层中的另一者;第三传输晶体管,其被构造为将电荷从第二光电转换元件传输到所述一对第二浮动扩散层中的一者;和第四传输晶体管,其被构造为将电荷从所述第二光电转换元件传输到所述一对第二浮动扩散层中的另一者。这带来了能够将具有不同相位差的信号传输到布置于垂直方向上的各浮动扩散层的效果。

此外,在第一方面中,第一连接电路可以包括:第一连接晶体管,其被构造为根据第一控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的一者连接到与所述第一配线连接的第二配线;第二连接晶体管,其被构造为根据第二控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的另一者连接到第三配线;和第三连接晶体管,其被构造为根据第三控制信号将所述第一配线连接到所述第三配线。而且,所述第二连接电路可以包括:第四连接晶体管,其根据第四控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到所述第二配线。这带来了能够让FD共用范围(FD sharing range)可变的效果。

此外,根据本技术的第二方面,提供了一种电子设备,包括:一对第一浮动扩散层,它们布置在与预定方向垂直的垂直方向上;一对第二浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第一浮动扩散层在所述预定方向上相邻;第一连接电路,其被构造为选择所述一对第一浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第一浮动扩散层连接到预定的第一配线;第二连接电路,其被构造为选择所述一对第二浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第二浮动扩散层连接到所述第一配线;输出电路,其被构造为输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号;以及模数转换部,其被构造为对所述输出信号执行模数转换处理。这带来了能够提高像素相加的对象的灵活性并且能够将相加信号转换为数字信号的效果。

[发明的有益效果]

行选择部能够提高相加对象的布置方向的灵活性。

附图说明

图1是示出了本技术第一实施方案中的摄像装置的一个构造例的框图。

图2是示出了本技术第一实施方案中的固态摄像元件的层叠结构的一个示例的图。

图3是示出了本技术第一实施方案中的固态摄像元件的一个构造例的框图。

图4是示出了本技术第一实施方案中的像素阵列部的一个构造例的图。

图5是示出了本技术第一实施方案中的像素块内的左上FD共用块的一个构造例的电路图。

图6是示出了本技术第一实施方案中的像素块内的左下FD共用块的一个构造例的电路图。

图7是示出了本技术第一实施方案中的像素块内的右上FD共用块的一个构造例的电路图。

图8是示出了本技术第一实施方案中的像素块内的右下FD共用块的一个构造例的电路图。

图9是示出了本技术第一实施方案中的模数转换部的一个构造例的框图。

图10是示出了本技术第一实施方案中的正常模式和转换效率改变模式中的控制方法的一个示例的图。

图11是示出了本技术第一实施方案中的像素相加模式中的控制方法的一个示例的图。

图12是示出了本技术第一实施方案中的像素阵列部的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图13是示出了本技术第一实施方案中的拜耳阵列的一个示例的平面图。

图14是示出了本技术第一实施方案中的除拜耳阵列以外的其他布置的一个示例的平面图。

图15是示出了本技术第一实施方案中的包括红外(IR)像素的布置的一个示例的平面图。

图16是示出了本技术第一实施方案中的像素块的一个构造例的电路图。

图17是本技术第一实施方案中的像素块的电路图的简化图。

图18是用于说明本技术第一实施方案中的正常模式中的读出方法的图。

图19是用于说明本技术第一实施方案中的16个像素的像素相加模式中的读出方法的图。

图20是示出了本技术第一实施方案的第一变形例中的像素阵列部中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图21是示出了本技术第一实施方案的第二变形例中的像素阵列部中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图22是示出了本技术第一实施方案的第三变形例中的像素阵列部中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图23是示出了本技术第二实施方案中的像素阵列部的一个构造例的电路图。

图24是示出了本技术第二实施方案中的像素阵列部中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图25是示出了本技术第二实施方案的变形例中的像素阵列部中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

图26是示出了本技术第三实施方案中的像素阵列部的一个构造例的电路图。

图27是示出了本技术第四实施方案中的像素阵列部的一个构造例的电路图。

图28是示出了本技术第五实施方案中的电子设备的一个构造例的框图。

图29是示出了本技术第五实施方案中的像素块内的左侧两个像素的一个构造例的电路图。

图30是示出了本技术第五实施方案中的像素块内的右侧两个像素的一个构造例的电路图。

图31是示出了本技术第五实施方案中的电子设备的操作的一个示例的时序图。

图32是示出了本技术第五实施方案的第一变形例中的像素块内的左侧两个像素的一个构造例的电路图。

图33是示出了本技术第五实施方案的第二变形例中的像素块的一个构造例的电路图。

图34是示出了本技术第六实施方案中的上部FD共用块的一个构造例的电路图。

图35是示出了本技术第六实施方案中的下部FD共用块的一个构造例的电路图。

图36是示出了车辆控制系统的示意性构造例的框图。

图37是示出了摄像部的安装位置的一个示例的说明图。

具体实施方式

下面将会说明用于实施本技术的模式(在下文中,称为实施方案)。将按以下顺序进行说明。

1.第一实施方案(将多个FD连接到FD配线的示例)

2.第二实施方案(添加FD配线并且将多个FD连接到FD配线的示例)

3.第三实施方案(将复位晶体管及多个FD连接到FD配线的示例)

4.第四实施方案(将8个FD连接到FD配线的示例)

5.第五实施方案(将多个FD连接到FD配线并且执行距离测量的示例)

6.第六实施方案(将多个FD连接到FD配线并且使得FD共用范围可变的示例)

7.移动体的应用例

<1.第一实施方案>

[摄像装置的构造例]

图1是示出了本技术第一实施方案中的摄像装置100的一个构造例的框图。摄像装置100是用于摄取图像数据(帧)的装置,并且包括光学部110、固态摄像元件200和数字信号处理(DSP:digital signal processing)电路120。此外,摄像装置100还包括显示部130、操作部140、总线150、帧存储器160、存储部170和电源部180。作为摄像装置100,例如,假定除了可以是诸如数码相机等数字照相机以外,还可以是具有摄像功能的智能手机、个人计算机、车载相机等。注意,摄像装置100是权利要求中所记载的电子设备的一个示例。

光学部110聚集来自物体的光并且将所聚集的光引导到固态摄像元件200。固态摄像元件200通过与垂直同步信号同步的光电转换来生成帧。这里,垂直同步信号是具有用于表示摄像时序的预定频率的周期信号。固态摄像元件200将所生成的图像数据经由信号线209提供给DSP电路120。

DSP电路120对来自固态摄像元件200的帧进行预定的信号处理。DSP电路120将处理后的帧经由总线150输出到帧存储器160等。

显示部130用于显示帧。作为显示部130,例如,假定可以是液晶面板或有机电致发光(EL:electro luminescence)面板。操作部140根据用户操作来产生操作信号。

总线150是光学部110、固态摄像元件200、DSP电路120、显示部130、操作部140、帧存储器160、存储部170和电源部180的公共路径,用于相互交换数据。

帧存储器160用于保持图像数据。存储部170存储着诸如帧等各种数据。电源部180向固态摄像元件200、DSP电路120、显示部130等供电。

[固态摄像元件的构造例]

图2是示出了本技术第一实施方案中的固态摄像元件200的层叠结构的一个示例的图。固态摄像元件200包括电路芯片202和层叠在电路芯片202上的像素芯片201。这些芯片经由诸如VIA(垂直互连通道:Vertical Interconnect Access)等连接部而相互电连接。注意,这些芯片除了可以通过VIA进行连接以外,还可以通过Cu-Cu结合或凸块进行连接。这些芯片也可以通过其他方法(诸如磁结合等)进行连接。此外,虽然这里显示了将两个芯片层叠起来,但也可以将三层或更多层层叠起来。

图3是示出了本技术第一实施方案中的固态摄像元件200的一个构造例的框图。固态摄像元件200包括行选择部210、数模转换器(DAC:digital-to-analog converter)220以及时序控制电路230。此外,固态摄像元件200还包括像素阵列部300、模数转换部240、水平传输扫描部250和信号处理部260。此外,在像素阵列部300中以二维格子状布置有多个像素。

时序控制电路230与垂直同步信号Vsync同步地控制行选择部210、DAC 220、模数转换部240和水平传输扫描部250各者的操作时序。

行选择部210对各行依次进行选择和驱动,并且将模拟像素信号输出到模数转换部240。

DAC 220通过数模(DA:digital-to-analog)转换来生成参考信号,并且将参考信号提供给模数转换部240。作为参考信号,例如,可以使用锯齿形斜坡信号。

模数转换部240通过使用参考信号将各列的模拟像素信号转换为数字信号。模数转换部240在水平传输扫描部250的控制下将数字信号提供给信号处理部260。

水平传输扫描部250控制模数转换部240以使其依次输出数字信号。

信号处理部260对布置有上述数字信号的帧执行预定的图像处理。信号处理部260将处理后的帧提供给DSP电路120。

此外,固态摄像元件200中的上述这些电路被分散布置于像素芯片201和电路芯片202中。例如,像素阵列部300被设置在像素芯片201中,并且除像素阵列部300以外的其他电路(诸如模数转换部240等)被布置在电路芯片202中。注意,布置在像素芯片201中的电路和布置在电路芯片202中的电路不限于上述这种组合。例如,像素阵列部300可以与模数转换部240中的比较器一起被布置在像素芯片201中,并且其他电路可以被布置在电路芯片202中。

[像素阵列部的构造例]

图4是示出了本技术第一实施方案中的像素阵列部300的一个构造例的图。在像素阵列部300中,多个像素块310以二维格子状布置着。在各像素块310中,多个FD共用块以二维格子状布置着。例如,在每个像素块310中布置有FD共用块320、330、340和350。

在FD共用块320中,共用一个FD的多个像素311以二维格子状布置着。例如,在FD共用块320中布置有四行×两列的八个像素。在FD共用块330、340和350中,同样地布置有八个像素。

注意,布置于各个FD共用块中的像素数量不限于八个像素,也可以是两个像素或其他数量。

[像素块的构造例]

图5是示出了本技术第一实施方案中的像素块310中的左上FD共用块320的一个构造例的电路图。

这里,在像素阵列部300中,垂直信号线是针对FD共用块的各列而安装于垂直方向上的,并且各列分别连接到相应的垂直信号线。例如,包括FD共用块320和FD共用块330在内的左侧FD共用块的列连接到垂直信号线309-1。此外,包括FD共用块340和FD共用块350在内的右侧FD共用块的列连接到垂直信号线309-2。此外,在像素块310中安装有FD配线308,并且FD共用块320、330、340和350连接到FD配线308。

现在关注左上FD共用块320。FD共用块320包括连接晶体管401、复位晶体管402、传输晶体管403至410、光电转换元件411至418、以及FD 321。此外,FD共用块320还包括放大晶体管419和选择晶体管420。

连接晶体管401根据来自行选择部210的控制信号FDG_b0将FD321连接到FD配线308。

复位晶体管402根据来自行选择部210的复位信号RST_b0,将电源节点连接到FD321并且将FD 321的电荷量初始化。

传输晶体管403根据来自行选择部210的传输信号TRG_(0,0),将电荷从光电转换元件411传输到FD 321。传输晶体管404根据来自行选择部210的传输信号TRG_(0,1),将电荷从光电转换元件412传输到FD321。传输晶体管405根据来自行选择部210的传输信号TRG_(1,0),将电荷从光电转换元件413传输到FD 321。传输晶体管406根据来自行选择部210的传输信号TRG_(1,1),将电荷从光电转换元件414传输到FD321。

传输晶体管407根据来自行选择部210的传输信号TRG_(2,0),将电荷从光电转换元件415传输到FD 321。传输晶体管408根据来自行选择部210的传输信号TRG_(2,1),将电荷从光电转换元件416传输到FD321。传输晶体管409根据来自行选择部210的传输信号TRG_(3,0),将电荷从光电转换元件417传输到FD 321。传输晶体管410根据来自行选择部210的传输信号TRG_(3,1),将电荷从光电转换元件418传输到FD321。

光电转换元件411至418通过光电转换来生成电荷。FD 321对传输过来的电荷进行累积并且根据电荷量产生电压。放大晶体管419将FD321的电压信号放大。选择晶体管420根据来自行选择部210的选择信号SEL_b0,将放大后的模拟信号经由垂直信号线309-1输出到模数转换部240。

传输晶体管403至410中的任选者、光电转换元件411至418中的任选者、以及被共用的晶体管(诸如复位晶体管401等)一起发挥图4所示的一个像素311的作用。

图6是示出了本技术第一实施方案中的像素块310中的左下FD共用块330的一个构造例的电路图。

FD共用块330包括连接晶体管421、复位晶体管422、传输晶体管423至430、光电转换元件431至438、以及FD 331。此外,FD共用块330还包括放大晶体管439和选择晶体管440。

FD共用块330中的各元件的连接结构类似于FD共用块320中的连接结构。此外,行选择部210将控制信号FDG_b1、复位信号RST_b1、诸如传输信号TRG_(4,0)等用于八个像素的传输信号、以及选择信号SEL_b1提供给FD共用块330。

图7是示出了本技术第一实施方案中的像素块310中的右上FD共用块340的一个构造例的电路图。

FD共用块340包括连接晶体管441、复位晶体管442、传输晶体管443至450、光电转换元件451至458、以及FD 341。此外,FD共用块340还包括放大晶体管459和选择晶体管460。

FD共用块340中的各元件的连接结构类似于FD共用块320中的连接结构。此外,行选择部210将控制信号FDG_b2、复位信号RST_b2、诸如TRG_(0,2)等用于八个像素的传输信号、以及选择信号SEL_b2提供给FD共用块340。

图8是示出了本技术第一实施方案中的像素块310中的右下FD共用块350的一个构造例的电路图。

FD共用块350包括连接晶体管461、复位晶体管462、传输晶体管463至470、光电转换元件471至478、以及FD 351。此外,FD共用块350还包括放大晶体管479和选择晶体管480。

FD共用块350中的各元件的连接结构类似于FD共用块320中的连接结构。此外,行选择部210将控制信号FDG_b3、复位信号RST_b3、诸如传输信号TRG_(4,2)等用于八个像素的传输信号、以及选择信号SEL_b3提供给FD共用块350。

如图5至图8所示,行选择部210可以个别地控制连接晶体管401、421、441和461以将FD 321、331、341和351个别地连接到FD配线308。因此,行选择部210可以把布置于水平方向或垂直方向上的两个FD连接起来,并且也可以把布置于对角线方向上的两个FD连接起来。因此,行选择部210可以对布置于水平方向或垂直方向上的两个像素执行像素相加,也可以对布置于对角线方向上的两个像素执行像素相加。因此,行选择部210能够提高相加对象的布置方向的灵活性。

[模数转换部的构造例]

图9是示出了本技术第一实施方案中的模数转换部240的一个构造例的框图。在模数转换部240中,针对各条垂直信号线都布置有模数转换器(ADC:analog-to-digitalconverter)241和锁存电路244。

ADC 241将模拟像素信号转换为数字信号。ADC 241包括比较器242和计数器243。这种ADC 241被称为单斜率型ADC。

比较器242将来自DAC 220的参考信号与相应的来自垂直信号线的像素信号进行比较。比较器242将比较结果提供给计数器243。

响应于时序控制电路230的控制,计数器243在直到比较结果被反转为止的期间内对计数值进行计数。计数器243将表示计数值的信号作为数字信号输出到锁存电路244。

锁存电路244保持该数字信号。锁存电路244与来自水平传输扫描部250的同步信号同步地将数字信号输出到信号处理部260。

注意,可以使用除单斜率型ADC以外的其他ADC。例如,可以使用逐次逼近寄存器型模数转换器(SARADC:successive approximation register analog to digitalconverter)、Δ-Σ(delta-sigma)型ADC、流水线型ADC或双积分型ADC。

[固态摄像元件的操作示例]

图10是示出了本技术第一实施方案中的正常模式和转换效率改变模式中的控制方法的一个示例的图。这里,固态摄像元件200的模式被设定为包括正常模式、转换效率改变模式和像素相加模式在内的多种模式之中的一者。正常模式是如下这样的模式:其中,像素阵列部300在既不执行像素相加也不执行转换效率改变的情况下,将像素信号输出到模数转换部240。图10假定了当关注与控制信号FDG_b0相对应的FD 321且FD 321的转换效率被改变时的情况。

转换效率改变模式是如下这样的模式:其中,像素阵列部300在不执行像素相加的情况下,通过改变用于将电荷转换为电压的转换效率来生成像素信号,并且将像素信号输出到模数转换部240。此外,像素相加模式是如下这样的模式:其中,像素阵列部300在不改变转换效率的情况下,将多个像素信号相加,并且将相加结果输出到模数转换部240。

在正常模式中,行选择部210利用控制信号FDG_b0、FDG_b1、FDG_b2和FDG_b3将所有连接晶体管401、421、441和461关断。

而且,行选择部210选择FD共用块的一行,且选择该行中的每个FD共用块内的一个像素,并且将所选择的像素设定为读出对象。假定读出对象是第n行第m列的像素(m和n是整数),行选择部210向该像素提供传输信号TRG_(m,n)。此外,行选择部210向包括作为读出对象的像素的FD共用块提供复位信号或选择信号。模数转换部240针对每列的FD共用块对像素信号执行模数(AD)转换。行选择部210依次选择FD共用块中的各个像素,并且依次选择FD共用块的各行,由此输出像素阵列部300中的各个图像信号。

另一方面,在转换效率改变模式中,转换效率被设定为C1至C4中的一者。在转换效率被设定为C1的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3仅将连接晶体管401接通。在转换效率被设定为C2的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3仅将连接晶体管401和421接通。此外,在转换效率被设定为C3的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3将连接晶体管401、421和441接通并且将剩余的连接晶体管461关断。在转换效率被设定为C4的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3将所有连接晶体管401和421、441和461接通。

在转换效率改变模式中,所要提供的传输信号、复位信号和选择信号类似于正常模式中的信号。

如上所述,通过将连接晶体管401、421、441和461接通或关断,能够把任意数量的FD 321、331、341和351连接到FD配线308。取决于连接数量,用于累积电荷的FD或FD配线的总电容会发生变化。因此,如图10所示,通过控制要接通的连接晶体管401、421、441和461的数量,就能够改变将电荷转换为电压时的转换效率。注意,当关注与控制信号FDG_b1、FDG_b2和FDG_b3相对应的FD 331、341和351时,也能够控制各个FD的转换效率。例如,在关注FD331的情况下,只需要仅将与控制信号FDG_b1相关的连接晶体管421接通并且将转换效率设定为C1。在关注FD 341的情况下,只需要仅将与控制信号FDG_b2相关的连接晶体管441接通并且将转换效率设定为C1,或者只需要将包括连接晶体管441在内的两个连接晶体管接通并且将转换效率设定为C2。在关注FD 351的情况下,只需要仅将与控制信号FDG_b3相关的连接晶体管461接通并且将转换效率设定为C1。此外,在这种情况下,可以只需要将包括连接晶体管461在内的两个连接晶体管接通并且将转换效率设定为C2,也可以只需要将包括连接晶体管441在内的三个连接晶体管接通并且将转换效率设定为C3。

图11是示出了本技术第一实施方案中的像素相加模式中的控制方法的一个示例的图。在像素相加模式中,像素块310中的能够相加的像素数量被设定为8个像素、16个像素、24个像素和32个像素中的任一者。

在像素数量被设定为8个像素的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3将所有连接晶体管401、421、441和461关断。此外,行选择部210将传输信号TRG提供给FD共用块320中的所有像素。在图11中,FD共用块#0表示FD共用块320。

在像素数量被设定为16个像素的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3仅将连接晶体管401和421接通。此外,行选择部210将传输信号TRG提供给FD共用块320和330中的所有像素。在图11中,FD共用块#1表示FD共用块330。

在像素数量被设定为24个像素的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3将连接晶体管401、421和441接通并且将剩余的连接晶体管461关断。此外,行选择部210将传输信号TRG提供给FD共用块320、330和340中的所有像素。在图11中,FD共用块#2表示FD共用块340。

在像素数量被设定为32个像素的情况下,行选择部210利用控制信号FDG_b0至FDG_b3将所有连接晶体管401、421、441和461接通。此外,行选择部210将传输信号TRG提供给FD共用块320、330、340和350中的所有像素。在图11中,FD共用块#3表示FD共用块350。

如上所述,通过将连接晶体管401、421、441和461接通或关断,FD 321、331、341和351中的任意两者以上可以经由FD配线308而被连接起来。因此,如图11所示,通过控制要接通的连接晶体管401、421、441和461的数量,能够改变作为相加对象的像素的数量。

注意,尽管前面以8个像素为单位来切换作为相加对象的像素的数量,但是通过以1个像素为单位来改变要被提供传输信号的像素的数量,也能够以1个像素为单位进行切换。

图12是示出了本技术第一实施方案中的像素阵列部300的元件和配线的布局的一个示例的平面图。图12是从光轴方向观察时的平面图。在FD共用块320中,光电转换元件411至418被布置成四行×两列。

传输晶体管403至406被布置在光电转换元件411至414的中心节点周围。传输晶体管407至410被布置在光电转换元件415至418的中心节点周围。这两个节点都连接到FD321。

此外,放大晶体管419和选择晶体管420被布置在水平方向上且位于光电转换元件411至414与光电转换元件415至418之间。在图12中,“AMP”表示放大晶体管419,并且“SEL”表示选择晶体管420。

复位晶体管402和连接晶体管401被布置在水平方向上且位于光电转换元件415至418与FD共用块330之间。复位晶体管402被布置在左侧,并且连接晶体管401被布置在右侧。在图12中,“RST”表示复位晶体管402,并且“FDG”表示连接晶体管401。

此外,电源线307安装在FD共用块320的左侧上,并且垂直信号线309-1安装在FD共用块320的右侧上。FD共用块330、340和350各者的布局都类似于FD共用块320的布局。此外,各个FD共用块的连接晶体管都经由FD配线308而被连接起来。由于FD配线308会影响像素的特性,因此在某些情况下可能需要屏蔽。

如图12所示,在水平方向上,复位晶体管(RST)布置于FD共用块320的连接晶体管(FDG)和FD共用块340的连接晶体管(FDG)之间。此外,在垂直方向上,选择晶体管(SEL)布置于FD共用块320的连接晶体管(FDG)和FD共用块330的连接晶体管(FDG)之间。

图13是示出了本技术第一实施方案中的拜耳阵列的一个示例的平面图。绿色滤波器被设置在光电转换元件411、414、415和418之上。图13中的“G(绿色)”表示绿色滤波器。蓝色滤波器被设置在光电转换元件412和416之上。图13中的“B(蓝色)”表示蓝色滤波器。红色滤波器被设置在光电转换元件413和417之上。图13中的“R(红色)”表示红色滤波器。除FD共用块320以外的其他FD共用块中的颜色滤波器的布置类似于FD共用块320中的颜色滤波器的布置。图13所示的颜色滤波器的布置构成了拜耳阵列。注意,颜色滤波器的颜色不限于R、G和B,并且可以是互补色。

即使在如图13所示的拜耳阵列中,也可能需要诸如斜向相加等灵活操作。例如,在FD没有被共用的结构中,在期望提高转换效率的情况下或者在像素尺寸较大的情况下对于像素相加都有着强烈的约束。然而,图5至图8所示的电路能够实现灵活的像素相加。

此外,可以使用除拜耳阵列以外的其他布置。例如,如图14所示,也可以在对角线方向上布置2行×2列的G像素块,并且在其他区域中布置2行×2列的B像素块和2行×2列的R像素块。此外,如图15所示,可以进一步布置设置有近红外光滤波器的IR像素。如图15所示,由于IR像素有时被布置在对角线方向上,因此就具有尤其在对角线方向上能够执行像素相加的优势。

图16是示出了本技术第一实施方案中的像素块310的一个构造例的电路图。当关注FD时,FD 321和FD 331被布置在垂直方向上。此外,FD 341和FD 351被布置在垂直方向上且位于与FD 321和FD 331在水平方向上相邻的位置处。注意,FD 321和FD 331是权利要求中所记载的一对第一浮动扩散层的一个示例,并且FD 341和FD 351是权利要求中所记载的一对第二浮动扩散层的一个示例。

此外,连接晶体管401根据控制信号FDG_b0将FD 321连接到FD配线308。连接晶体管421根据控制信号FDG_b1将FD 331连接到FD配线308。连接晶体管441根据控制信号FDG_b2将FD 341连接到FD配线308。连接晶体管461根据控制信号FDG_b3将FD 351连接到FD配线308。

注意,连接晶体管401是权利要求中所记载的第一连接晶体管的一个示例,并且连接晶体管421是权利要求中所记载的第二连接晶体管的一个示例。另外,连接晶体管441是权利要求中所记载的第三连接晶体管的一个示例,并且连接晶体管461是权利要求中所记载的第四连接晶体管的一个示例。

注意,如前所述,各个FD共用块的像素数量不限于8个像素,也可以是2个像素等等。此外,FD 321、FD 331、FD 341和FD 351每一者都由多个像素共用,但是也可以采用其中FD未被共用的结构。在这种情况下,针对FD 321、FD 331、FD 341和FD 351每一者,都仅设置有一套光电转换元件和传输晶体管。此外,在FD未被共用的情况下,像素块310中的像素数量为2行×2列的4个像素。

图17是本技术第一实施方案中的像素块310的简化电路图。包括连接晶体管401和421在内的连接电路490根据控制信号FDG_b0和FDG_b1来选择FD 321和FD 331中的至少一者并且将所选择的FD连接到FD配线308。

包括连接晶体管441和461在内的连接电路491根据控制信号FDG_b2和FDG_b3来选择FD 341和FD 351中的至少一者并且将所选择的FD连接到FD配线308。此外,包括放大晶体管419、439、459和479以及选择晶体管420、440、460和480在内的输出电路492输出与FD321、331、341和351中的至少一个FD的电荷量相对应的输出信号。

图18是用于说明本技术第一实施方案中的正常模式中的读出方法的图。在正常模式中,行选择部210关断各个FD共用块320、330、340和350中的所有连接晶体管(FDG)。

此外,行选择部210选择FD共用块的一行,且选择该行中的每个FD共用块内的一个像素(左上角的像素等),并且将所选择的像素设定为读出对象。行选择部210向该像素提供传输信号TRG。通过该操作,像素信号就从垂直信号线309-1或309-2输出。

图19是用于说明本技术第一实施方案中的16个像素的像素相加模式中的读出方法的图。

例如,行选择部210仅将左上FD共用块320和右下FD共用块350中的连接晶体管(FDG)接通。此外,行选择部210将传输信号TRG提供给FD共用块320和350中的所有像素。通过该操作,例如,16个像素的相加信号就从垂直信号线309-2输出。通过像素相加,能够提高读出速度并且能够缩短垂直消隐期间。此时,FD共用块350的选择晶体管被接通。此外,可以把没有跟相邻的FD共用块320至350一起共用FD的FD共用块360(参见图23)的选择晶体管接通。在这种情况下,能够同时从垂直信号线309-1读出FD共用块360的信号。通过这一操作,能够利用未使用的垂直信号线,并且能够提高读出速度。

这样,根据本技术的第一实施方案,由于四个FD晶体管将相应的四个FD分别地连接到FD配线308,因此除了布置于水平方向和垂直方向上的像素可以被设定为相加对象之外,布置于对角线方向上的两个像素也可以被设定为相加对象。因此,行选择部210能够提高相加对象的布置方向的灵活性。

<第一变形例>

在上述第一实施方案中,复位晶体管是被布置在水平方向上的两个连接晶体管之间的。在这种布局中,需要针对FD共用块的各列都安装有FD配线308。第一实施方案的第一变形例中的固态摄像元件200与第一实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,改变了晶体管在水平方向上的布局并且减少了配线数量。

图20是示出了本技术第一实施方案的第一变形例中的像素阵列部300的元件和配线的布局的一个示例的平面图。第一实施方案的第一变形例的布局与第一实施方案的布局的不同之处在于,第一实施方案的布局中的右侧块的列被左右翻转。在这样左右翻转后得到的像素阵列部300中,两个连接晶体管(FDG)在水平方向上邻接地布置着。通过该结构,在垂直方向上,FD共用块的两列可以共用安装在这两列之间的一条FD配线308。因此,在垂直方向上的配线数量可以少于其中针对各列都安装有FD配线308的第一实施方案。于是,通过减少配线数量,就能够减小屏蔽面积并且能够提高转换效率。注意,由于并非总是需要高转换效率,因此可以在设计期间设定最佳值。

这样,在本技术第一实施方案的第一变形例中,由于两个连接晶体管在水平方向上邻接地布置着,因此两列可以共用一条FD配线308。通过该结构,能够减少在垂直方向上的配线数量。

<第二变形例>

在上述第一实施方案中,选择晶体管是被布置在垂直方向上的两个连接晶体管之间的。通过该布局,难以减小FD配线308的配线距离。第一实施方案的第二变形例中的固态摄像元件200与第一实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,改变了晶体管在垂直方向上的布局,并且减少了配线距离。

图21是示出了在本技术第一实施方案的第二变形例中的像素阵列部300中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。第一实施方案的第二变形例的布局与第一实施方案的布局的不同之处在于,第一实施方案的布局中的下侧块的行被上下翻转。在这样上下翻转后得到的像素阵列部300中,两个连接晶体管(FDG)在垂直方向上邻接地布置着。通过该结构,能够减小FD配线308的垂直配线距离。

这样,在本技术第一实施方案的第二变形例中,由于两个连接晶体管在垂直方向上邻接地布置着,因此能够减小FD配线308在垂直方向上的配线距离。

<第三变形例>

在上述第一实施方案的第二变形例中,复位晶体管是被布置在水平方向上的两个连接晶体管之间的。通过该布局,难以减小FD配线308的配线距离。第一实施方案的第三变形例中的固态摄像元件200与第一实施方案的第二变形例中的固态摄像元件200的不同之处在于,改变了晶体管在水平方向上的布局,并且减小了配线距离。

图22是示出了本技术第一实施方案的第三变形例中的像素阵列部300中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。第一实施方案的第三变形例的布局与第一实施方案的第二变形例的布局的不同之处在于,第一实施方案的第二变形例的布局中的右侧块的列被左右翻转。在这样左右翻转后得到的像素阵列部300中,两个连接晶体管(FDG)在水平方向上邻接地布置着。通过该结构,能够进一步减小FD配线308的水平配线距离。

这样,在本技术第一实施方案的第三变形例中,由于两个连接晶体管在水平方向上邻接地布置着,因此能够减小FD配线308在水平方向上的配线距离。

<2.第二实施方案>

在上述第一实施方案中,最多对32个像素执行像素相加。然而,在某些情况下可能需要更多像素相加。第二实施方案的固态摄像元件200与第一实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,通过添加连接晶体管来增加能够相加的像素数量。

图23是示出了本技术第二实施方案中的像素阵列部300的一个构造例的电路图。假定FD共用块360、370、380和390被布置在FD共用块320、330、340和350下方。

第二实施方案中的左侧FD共用块320和330的结构类似于第一实施方案中的结构。同时,第二实施方案中的右侧FD共用块340和350与第一实施方案中的FD共用块340和350的不同之处在于,设置了连接晶体管494和495来代替复位晶体管442和462。

此外,FD共用块340和位于FD共用块340上方的FD共用块(未示出)连接到FD配线308-1。FD共用块320、330、340和350连接到FD配线308-2。FD共用块350和FD共用块370连接到FD配线308-3。FD共用块360、370、380和390连接到FD配线308-4。FD共用块390和位于FD共用块390下方的FD共用块(未示出)连接到FD配线308-5。

连接晶体管494根据来自行选择部210的控制信号FDG_b2v将FD341连接到FD配线308-1。此外,控制信号FDG_b2h被提供给第二实施方案的连接晶体管441。注意,连接晶体管494是权利要求中所记载的第五连接晶体管的一个示例。

连接晶体管495根据来自行选择部210的控制信号FDG_b3v将FD351连接到FD配线308-3。此外,控制信号FDG_b3h被提供给第二实施方案的连接晶体管461。注意,连接晶体管495是权利要求中所记载的第六连接晶体管的一个示例。

注意,复位晶体管402由FD共用块320和340共用。复位晶体管422由FD共用块330和350共用。

FD共用块360、370、380和390的结构类似于FD共用块320、330、340和350的结构。

通过将连接晶体管494接通,可以将FD共用块340中的像素和位于FD共用块340上方的FD共用块中的像素相加。此外,通过将连接晶体管495接通,可以将FD共用块350中的像素和位于FD共用块350下方的FD共用块370中的像素相加。通过该结构,可以将超过32个像素数量的像素相加。例如,可以将FD共用块320、330、340、350、360、370、380和390中的所有像素(64个像素)相加。此外,由于可以将诸如FD共用块360、370、380和390等四个块中的像素添加至这四个块之外的像素,因此可以进一步提高像素相加的灵活性。

图24是示出了本技术第二实施方案中的像素阵列部300中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。

如图24所示,在垂直方向上,诸如FD配线308-2、308-3和308-4等多条FD配线以Z字形方式安装着。在FD配线308-2右侧的FD共用块所在的列中,连接晶体管441和495(FDG)布置于水平方向上。注意,连接晶体管494(未示出)被布置在连接晶体管495上方。此外,在水平方向上,与添加的连接晶体管494(FDG)邻接的块中的复位晶体管(RST)被布置在连接晶体管494(FDG)的右侧。

这样,根据本技术的第二实施方案,由于设置有连接到FD配线308-1的连接晶体管494和连接到FD配线308-3的连接晶体管495,因此可以增加能够相加的像素数量。

<变形例>

在上述第二实施方案中,复位晶体管是被布置在连接晶体管494的水平方向上的右侧的。通过该布局,难以减少垂直方向上的配线数量。第二实施方案的变形例中的固态摄像元件200与第二实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,改变了晶体管在水平方向上的布局,并减少了配线数量。

图25是示出了本技术第二实施方案的变形例中的像素阵列部300中的元件和配线的布局的一个示例的平面图。第二实施方案的变形例的布局与第二实施方案的布局的不同之处在于,第二实施方案的布局中的右侧块的两列被左右翻转。在这样左右翻转后得到的像素阵列部300中,添加于左侧FD共用块中的连接晶体管495和添加于右侧FD共用块中的连接晶体管495在水平方向上邻接地布置着。通过该结构,FD配线308-3可以在左侧和右侧之间被共用。除FD配线308-3以外的其他FD配线也可以同样被共用。如图25所示,由于邻接的两个列可以共用一条FD配线,因此能够减少垂直方向上的配线数量。

这样,根据本技术第二实施方案的变形例,由于左侧FD共用块中的连接晶体管495和右侧FD共用块中的连接晶体管495在水平方向上邻接地布置着,因此FD配线308-3可以在左侧和右侧之间被共用。通过该结构,可以减少垂直方向上的配线数量。

<3.第三实施方案>

在上述第二实施方案中,复位晶体管用于将电源节点连接到相应的FD。根据该结构,在左侧FD共用块被初始化的情况下和在右侧FD共用块被初始化的情况下电路是不对称的。例如,当右侧被初始化时,与左侧被初始化时所不同的是,电源节点除了经过复位晶体管之外还需要经过两个连接晶体管。第三实施方案的固态摄像元件200与第二实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,通过改变复位晶体管的连接目的地来提供电路对称性。

图26是示出了本技术第三实施方案中的像素阵列部300的一个构造例的电路图。第三实施方案的复位晶体管402根据复位信号RST_b0将电源节点连接到FD配线308-2。此外,复位晶体管422根据复位信号RST_b1将电源节点连接到FD配线308-2。通过该连接,在左侧FD共用块被初始化的情况下和在右侧FD共用块被初始化的情况下,电源节点经过的晶体管的数量相同,并且保持了电路对称性。

注意,第二实施方案的变形例可以应用于第三实施方案。

这样,根据本技术的第三实施方案,由于复位晶体管402将电源节点连接到FD配线308-2,因此在初始化左侧FD共用块时和在初始化右侧FD共用块时,电源节点经过的晶体管的数量可以是相同的。

<4.第四实施方案>

在上述第一实施方案中,最多对32个像素执行像素相加。然而,在某些情况下可能需要更多像素相加。第四实施方案的固态摄像元件200与第一实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,增加了连接到FD配线308的块的数量,并且增加了能够相加的像素数量。

图27是示出了本技术第四实施方案中的像素阵列部300的一个构造例的电路图。假定在第四实施方案的像素块310中,FD共用块360、370、380和390被进一步布置在FD共用块320、330、340和350下方。

FD共用块360、370、380和390的结构类似于FD共用块320、330、340和350的结构。此外,FD共用块360、370、380和390与FD共用块320、330、340和350一起都连接到FD配线308。

注意,FD共用块360和380各者中的FD是权利要求中所记载的一对第三浮动扩散层的一个示例,并且FD共用块370和390各者中的FD是权利要求中所记载的一对第四浮动扩散层的一个示例。

如图27所示,由于8个FD共用块连接到FD配线308,因此与其中连接有4个FD共用块的第一实施方案相比,能够相加的像素数量可以更多。

注意,尽管已说明了连接到FD配线308的块的数量在垂直方向上增加的情况,但是块的数量也可以在水平方向上增加。在这种情况下,FD共用块360、370、380和390可以布置在FD共用块320、330、340和350的右侧或左侧。连接到FD配线308的块的数量可以在垂直方向和水平方向上都增加。此外,虽然已说明了八个FD共用块连接到FD配线308的情况,但是可以连接更多的FD共用块。通过增加垂直方向或水平方向上的块的数量,也能够把直到全部为止的FD共用块都连接起来。

这样,根据本技术的第四实施方案,由于连接到FD配线308的块的数量增加了,因此能够相加的像素数量就可以增加。

<5.第五实施方案>

在上述第一实施方案中,固态摄像元件200通过执行像素相加来生成图像数据。然而,通过该结构,难以测量距物体的距离。第五实施方案的电子设备与第一实施方案的电子设备的不同之处在于,通过飞行时间(ToF:time of flight)方法来测量距物体的距离。

图28是示出了本技术第五实施方案中的电子设备101的一个构造例的框图。电子设备101是可以通过ToF方法来测量距物体的距离的设备,并且电子设备101包括发光部191、固态摄像元件200和控制部192。

发光部191与具有由控制部192设定的频率的同步信号同步地发出间歇光。例如,作为发射光,可以使用近红外光等。此外,作为同步信号,可以使用矩形波时钟信号。注意,作为同步信号,也可以使用正弦波信号。

第五实施方案的固态摄像元件200接收上述间歇光的反射光,并且生成图像数据。固态摄像元件200与垂直同步信号Vsync同步地生成图像数据,并且将图像数据提供给控制部192。例如,垂直同步信号Vsync的频率是30Hz。注意,在固态摄像元件200的上游阶段设置有光学部,该光学部用于收集反射光并且将反射光引导到固态摄像元件200,但是为了便于说明,在图28中省略了该光学部。

控制部192控制发光部191和固态摄像元件200。控制部192将同步信号提供给发光部191。此外,控制部192也将同步信号传送给固态摄像元件200。这些同步信号的频率高于垂直同步信号的频率,其中垂直同步信号的频率例如为10MHz至20MHz。

然后,控制部192从固态摄像元件200接收图像数据。控制部192基于图像数据来测量距物体的距离,并且生成和输出用于表示测量值的深度数据。

图29是示出了本技术第五实施方案中的像素块310中的左侧两个像素的一个构造例的电路图。在第五实施方案中,在各个像素块310中,像素510、530、550和570被布置成2行×2列。此外,在像素块310中安装有FD配线508和509,并且针对各列像素都安装两条垂直信号线。例如,垂直信号线309-1和309-2被安装在左侧列的两侧,并且垂直信号线309-3和309-4被安装在右侧列的两侧。

在像素510中,设置有连接晶体管511和512、复位晶体管513和514、放大晶体管515和516、以及传输晶体管517和518。此外,在像素510中,还设置有选择晶体管519和520、FD521和522、以及光电转换元件523。

连接晶体管511根据来自行选择部210的控制信号FDGA_0将FD521连接到FD配线508。连接晶体管512根据来自行选择部210的控制信号FDGB_0将FD 522连接到FD配线509。

复位晶体管513根据来自行选择部210的复位信号RSTA_0将FD521的电荷量初始化。复位晶体管514根据来自行选择部210的复位信号RSTB_0将FD 522的电荷量初始化。

放大晶体管515放大FD 521的电压信号。放大晶体管516放大FD522的电压信号。

传输晶体管517根据来自行选择部210的传输信号TGA_0将电荷从光电转换元件523传输到FD 521。传输晶体管518根据来自行选择部210的传输信号TGB_0将电荷从光电转换元件523传输到FD 522。

选择晶体管519根据来自行选择部210的选择信号SELA_0将放大后的模拟信号经由垂直信号线309-1输出到模数转换部240。选择晶体管520根据来自行选择部210的选择信号SELB_0将放大后的模拟信号经由垂直信号线309-2输出到模数转换部240。

FD 521和FD 522分别对传输过来的电荷进行累积,并且产生与电荷量相对应的电压。光电转换元件523通过光电转换来产生电荷。

在像素530中,设置有连接晶体管531和532、复位晶体管533和534、放大晶体管535和536、以及传输晶体管537和538。此外,在像素530中,还设置有选择晶体管539和540、FD541和542、以及光电转换元件543。这些元件的连接结构类似于像素510中的连接结构。

此外,行选择部210向像素530提供控制信号FDGA_1和FDGB_1、复位信号RSTA_1和RSTB_1、传输信号TGA_1和TGB_1、以及选择信号SELA_1和SELB_1。

注意,FD 521和FD 541是权利要求中所记载的一对第一浮动扩散层的一个示例,并且FD 522和FD 542是权利要求中所记载的一对第三浮动扩散层的一个示例。

图30是示出了本技术第五实施方案中的像素块310中的右侧两个像素的一个构造例的电路图。在像素550中,设置有连接晶体管551和552、复位晶体管553和554、放大晶体管555和556、以及传输晶体管557和558。此外,在像素550中,还设置有选择晶体管559和560、FD 561和562、以及光电转换元件563。这些元件的连接结构类似于像素510中的连接结构。

此外,行选择部210向像素550提供控制信号FDGA_2和FDGB_2、复位信号RSTA_2和RSTB_2、传输信号TGA_2和TGB_2、以及选择信号SELA_2和SELB_2。

在像素570中,设置有连接晶体管571和572、复位晶体管573和574、放大晶体管575和576、以及传输晶体管577和578。此外,在像素570中,还设置有选择晶体管579和580、FD581和582、以及光电转换元件583。这些元件的连接结构类似于像素510中的连接结构。

此外,行选择部210向像素570提供控制信号FDGA_3和FDGB_3、复位信号RSTA_3和RSTB_3、传输信号TGA_3和TGB_3、以及选择信号SELA_3和SELB_3。

注意,FD 561和581是权利要求中所记载的一对第二浮动扩散层的一个示例,并且FD 562和582是权利要求中所记载的一对第四浮动扩散层的一个示例。

图31是示出了本技术第五实施方案中的电子设备101的操作的一个示例的时序图。控制部192将同步信号提供给发光部191以使其发出光。例如,发光部191在从时刻T0至时刻T1的期间内发出光,并且在从时刻T1至时刻T2的期间内关闭光。

此外,行选择部210还提供相对于上述同步信号具有0度相位差的传输信号TGA以及相对于上述同步信号具有180度相位差的传输信号TGB。通过该操作,与在从时刻T0至时刻T1的期间内接收到的反射光的光量相对应的电荷被传输到FD 521,并且与在从时刻T1至时刻T2的期间内接收到的反射光的光量相对应的电荷被传输到FD 522。控制部192基于从固态摄像元件200输出的信号,执行与光的飞行时间相对应的距离的测量处理。注意,固态摄像元件200中的电路(诸如信号处理部260等)可以代替控制部192来测量距离。

此外,通过控制连接晶体管511等,可以把具有0度相位差的信号和具有180度相位差的信号单独地相加。

这样,根据本技术的第五实施方案,由于相对于同步信号具有不同相位差的信号被传输到各个FD 521和522,因此基于这些信号,可以通过ToF方法测量距物体的距离。

<第一变形例>

在上述第五实施方案中,已经针对各像素块310都安装了两条FD配线508和509。然而,通过该结构,难以减少配线数量。第五实施方案的第一变形例的固态摄像元件200与第五实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,四个像素共用一条FD配线,并且减少了配线数量。

图32是示出了本技术第五实施方案的第一变形例中的像素块310中的左侧两个像素的一个构造例的电路图。第五实施方案的第一变形例的像素块310与第五实施方案的像素块310的不同之处在于,没有安装FD配线509。此外,连接晶体管512和532被连接到FD配线508而不是被连接到FD配线509。像素550和570也同样构造而成。通过该结构,可以去除FD配线509。

这样,在本技术第五实施方案的第一变形例中,由于四个像素各者的连接晶体管都连接到FD配线508,因此可以去除FD配线509。

<第二变形例>

在上述第五实施方案中,传输晶体管517和518分别将电荷传输到布置于水平方向上的FD 521和522。传输目的地FD的布置方向也可以是垂直方向。第五实施方案的第二变形例的固态摄像元件200与第五实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,电荷被传输到布置于垂直方向上的FD 521和522。

图33是示出了本技术第五实施方案的第二变形例中的像素块310的一个构造例的电路图。第五实施方案的第二变形例的像素块310与第五实施方案的像素块310的不同之处在于,仅布置了两个像素510和530。

此外,FD 521和522被布置于垂直方向上,并且FD 541和542被布置于垂直方向上。

注意,FD 521和522是权利要求中所记载的一对第一浮动扩散层的一个示例,并且FD 541和542是权利要求中所记载的一对第二浮动扩散层的一个示例。

此外,FD配线509被去除,并且连接晶体管512和532被连接到FD配线508。

行选择部210将连接晶体管511、512、531和532接通或关断,并且在水平方向、垂直方向或对角线方向上把FD 521、FD 522、FD 541、FD 542连接起来。通过该结构,在像素510和530中可以将具有不同相位差的信号相加,并且可以将具有相同相位差的信号相加。例如,可以将像素510中具有0度相位差的信号与像素530中具有180度相位差的信号相加。可供替代地,可以将像素510中具有0度相位差的信号与像素530中具有0度相位差的信号相加。

这样,在本技术第五实施方案的第二变形例中,由于FD 521和522在垂直方向上布置着并且FD 541和542在垂直方向上布置着,因此具有不同相位差的信号和具有相同相位差的信号中的任选者都可以任意地被选择和相加。

<6.第六实施方案>

在上述第一实施方案中,最多把2×2个FD共用块连接起来,并且FD由这些块共用。然而,FD共用范围是可以任意地改变的。第六实施方案的固态摄像元件200与第一实施方案的固态摄像元件200的不同之处在于,FD共用范围是可变的。

图34是示出了本技术第六实施方案中的上部FD共用块320、330、340和350的一个构造例的电路图。布置在各FD共用块中的元件类似于图26中所示的元件。然而,右上FD共用块340和其下方的FD共用块350经由FD配线308-3连接起来,并且FD共用块350和其下方的FD共用块370经由FD配线308-5连接起来。此外,FD配线308-2没有安装为到达其下方的FD共用块,并且FD配线308-4安装在FD共用块330和350之间。

此外,FD配线308-2连接到FD配线308-3,并且FD配线308-4也连接到FD配线308-5。连接晶体管494根据控制信号FDG_b2v将FD配线308-1连接到FD配线308-3。连接晶体管495根据控制信号FDG_b3v将FD配线308-3连接到FD配线308-5。

通过把图34中的连接晶体管401和421以及连接晶体管495接通,左侧FD 321和331可以经由FD配线308-2和308-4连接到FD配线308-3。此外,通过将连接晶体管441接通,右侧FD 341可以经由FD配线308-2连接到FD配线308-3。注意,包括连接晶体管401、421和495在内的电路是权利要求中所记载的第一连接电路的一个示例,并且包括连接晶体管441在内的电路是权利要求中所记载的第二连接电路的一个示例。连接晶体管401、421、495是权利要求中所记载的第一、第二和第三连接晶体管的一个示例,并且连接晶体管441是权利要求中所记载的第四连接晶体管的一个示例。FD配线308-3是权利要求中所记载的第一配线的一个示例。FD配线308-2是权利要求中所记载的第二配线的一个示例。FD配线308-4是权利要求中所记载的第三配线的一个示例。

图35是示出了本技术第六实施方案中的下部FD共用块360、370、380和390的一个构造例的电路图。这些FD共用块的结构类似于上部FD共用块320、330、340和350的结构。然而,右上FD共用块370和其下方的FD共用块390经由FD配线309-7连接起来。此外,FD配线309-6安装在FD共用块360和370之间,并且FD配线309-8安装在FD共用块380和390之间。此外,FD配线309-6连接到FD配线309-7。

通过图34和图35所示的结构,固态摄像元件200可以容易地改变FD共用范围。例如,所有的2×4个FD共用块(FD共用块320至390)可以连接起来,并且FD可以由这些FD共用块共用。上部四个FD共用块可以经由FD配线308-1进一步连接进来,并且4×4个FD共用块可以共用FD。更多的FD共用块也可以连接起来,并且4×N(N为整数)个FD共用块可以共用FD。

这样,根据本技术的第六实施方案,由于设置有连接晶体管494和495,并且FD共用块通过连接晶体管494和495在垂直方向上连接起来,因此可以任意地改变FD共用范围。

<7.移动体的应用例>

根据本公开各实施方案的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如,根据本公开各实施方案的技术可以被实现为安装于包括汽车、电动汽车、混合动力汽车、自动二轮车、自行车、个人机动载具、飞机、无人飞行器、船舶、机器人等在内的任何类型的移动体上的装置。

图36是车辆控制系统的示意性构造例的框图,该车辆控制系统是根据本公开各实施方案的技术可以适用的移动体控制系统的一个示例。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001相互连接的多个电子控制单元。在图36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、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外,作为综合控制单元12050的功能构造,示出了微型计算机12051、声音图像输出部12052和车载网络接口(I/F:interface)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆驱动系统有关的设备的操作。例如,驱动系统控制单元12010起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用:诸如内燃机或驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置;用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构;用于调节车辆的转向角的转向机构;以及用于产生车辆制动力的制动装置。

车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车身上的各种设备的操作。例如,车身系统控制单元12020起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用:无钥匙进入系统;智能钥匙系统;电动车窗装置;或者包括前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、或雾灯等在内的各种车灯。在这种情况下,可以向车身系统控制单元12020输入从代替钥匙的便携装置发送的无线电波或来自各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入,并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、或车灯等。

车外信息检测单元12030检测其中安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如,摄像部12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030致使摄像部12031摄取车辆外部的图像,并接收所摄取的图像。车外信息检测单元12030可以基于所接收到的图像对人、车、障碍物、标志、路面上的文字等执行物体检测处理或距离检测处理。

摄像部12031是接收光且输出与所接收到的光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031可以将电气信号作为图像而输出,或者将电气信号作为测距信息而输出。此外,由摄像部12031接收的光可以是可见光或者是诸如红外线等非可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如,用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041连接到车内信息检测单元12040。例如,驾驶员状态检测单元12041可以包括对驾驶员进行摄像的相机。车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来计算出驾驶员的疲劳程度或专注程度,或者判别出驾驶员是否在打瞌睡。

基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆内部或外部的信息,微型计算机12051可以计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值,并且向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如,微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS:advanced driver assistance system)的功能的协调控制,该ADAS的功能包括车辆碰撞规避、车辆冲击减缓、基于车间距离的追随行驶、车辆定速行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。

此外,基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆周围的信息,微型计算机12051可以通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等,来执行旨在实现使车辆无需依赖于驾驶员的操作就能自主行驶的自动驾驶等的协调控制。

此外,基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息,微型计算机12051可以将控制指令输出到车身系统控制单元12020。例如,根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或迎面来车的位置,微型计算机12051可以执行旨在实现通过诸如控制前照灯并且从远光切换为近光等来达到防眩目的的协调控制。

声音图像输出部12052将声音和图像中至少一者的输出信号发送到可以在视觉上或听觉上把信息通知给车辆乘客或车辆外部的输出装置。在图36所示的示例中,作为输出装置,示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如,显示部12062可以包括板载显示器和平视显示器中的至少一种。

图37是示出了摄像部12031的安装位置的一个示例的图。

在图37中,作为摄像部12031,设置有摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

例如,摄像部12101、12102、12103、12104和12105设置在车辆12100的诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后备箱门和车厢内挡风玻璃的上部等位置处。设置在前鼻处的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置在后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用来检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、或车道等。

注意,图37示出了摄像部12101至12104的摄像范围的一个示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如,由摄像部12101至12104摄取的图像数据被叠加,从而获得车辆12100的从上方观看的俯瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如,摄像部12101至12104中的至少一者可以是包括多个摄像元件的立体相机,或者是具有相位差检测用像素的摄像元件。

例如,基于从摄像部12101至12104获得的距离信息,微型计算机12051可以确定与摄像范围12111至12114内的各立体物相距的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度),从而特别地将如下立体物作为前车提取出来:其作为车辆12100的行驶路径上的最近立体物,是在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如,0km/h以上)行驶的立体物。此外,微型计算机12051可以设定关于前车的近前要预先确保的车间距离,并且执行自动制动控制(包括追随停止控制)、自动加速控制(包括追随启动控制)等。这样,就能够执行旨在实现使车辆无需依赖于驾驶员的操作就能够自主行驶的自动驾驶等的协调控制。

例如,基于从摄像部12101至12104获得的距离信息,微型计算机12051可以将与立体物有关的立体物数据分类为两轮车、普通汽车、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据,且对所分类的立体物数据进行提取,并且可以将该数据用于自动规避障碍物。例如,微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为可以由车辆12100的驾驶员在视觉上识别的障碍物和难以在视觉上识别的障碍物。然后,微型计算机12051判断用于表示与各障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。如果碰撞风险等于或大于设定值并有可能发生碰撞,微型计算机12051就可以通过经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员发出警告,或者通过经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或规避转向,由此提供用于规避碰撞的驾驶辅助。

摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如,微型计算机12051可以通过判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中是否存在行人来识别行人。这种对行人的识别例如是通过如下的过程来执行的:从作为红外相机的摄像部12101至12104的所摄取图像中提取特征点的过程;以及对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以判定该物体是否为行人的过程。当微型计算机12051通过判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中存在行人而识别出该行人时,声音图像输出部12052控制显示部12062使其在识别出来的行人上叠加地显示用于强调的方形轮廓配线。此外,声音图像输出部12052可以控制显示部12062使其在期望位置处显示出用于表示行人的图标等。

上面已经说明了根据本公开各实施方案的技术可以适用的车辆控制系统的一个示例。根据本公开各实施方案的技术可以适用于例如上述构造之中的摄像部12031。具体地,例如,图1的摄像装置100可以应用于摄像部12031。通过将根据本公开各实施方案的技术应用于摄像部12031,可以执行具有高灵活性的像素相加,并且可以获得更容易观看的所摄取图像,从而可以减轻驾驶员的疲劳。

注意,上述各实施方案示出了用于实现本技术的一个示例。各实施方案中的事项和各权利要求中的用于规定本发明的事项具有关联性。同样地,各权利要求中的用于规定本发明的事项与本技术各实施方案中的具有相同名称的事项具有关联性。然而,本技术不限于各实施方案,并且可以在不脱离本发明主旨的情况下通过对各实施方案进行各种变形来得以实施。

注意,本说明书中所记载的效果仅是说明性的而非限制性的,并且可以产生其他效果。

注意,本技术还可以具有以下构造。

(1)一种固态摄像元件,包括:

一对第一浮动扩散层,它们布置在与预定方向垂直的垂直方向上;

一对第二浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第一浮动扩散层在所述预定方向上相邻;

第一连接电路,其被构造为选择所述一对第一浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第一浮动扩散层连接到预定的第一配线;

第二连接电路,其被构造为选择所述一对第二浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第二浮动扩散层连接到所述第一配线;以及

输出电路,其被构造为输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。

(2)根据(1)所述的固态摄像元件,其中

所述第一连接电路包括:

第一连接晶体管,其被构造为根据第一控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的一者连接到所述第一配线;和

第二连接晶体管,其被构造为根据第二控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的另一者连接到所述第一配线,并且

所述第二连接电路包括:

第三连接晶体管,其被构造为根据第三控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到所述第一配线;和

第四连接晶体管,其被构造为根据第四控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的另一者连接到所述第一配线。

(3)根据(2)所述的固态摄像元件,其中

在所述预定方向上在所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管之间设置有复位晶体管,并且

在所述垂直方向上在所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管之间设置有选择晶体管。

(4)根据(2)所述的固态摄像元件,其中

所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管被设置为在所述预定方向上彼此邻接,并且

在所述垂直方向上在所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管之间设置有选择晶体管。

(5)根据(2)所述的固态摄像元件,其中

在所述预定方向上在所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管之间设置有复位晶体管,并且

所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管被设置为在所述垂直方向上彼此邻接。

(6)根据(2)所述的固态摄像元件,其中

所述第一连接晶体管和所述第三连接晶体管被设置为在所述预定方向上彼此邻接,并且

所述第一连接晶体管和所述第二连接晶体管被设置为在所述垂直方向上彼此邻接。

(7)根据(2)所述的固态摄像元件,其中

所述第二连接电路还包括:

第五连接晶体管,其被构造为根据第五控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到预定的第二配线;和

第六连接晶体管,其被构造为根据第六控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的另一者连接到预定的第三配线。

(8)根据(7)所述的固态摄像元件,其中

与所述第五连接晶体管在所述预定方向上邻接地设置有复位晶体管。

(9)根据(7)所述的固态摄像元件,其中

预定数量的所述第五连接晶体管被设置为在所述预定方向上彼此邻接。

(10)根据(7)或(8)所述的固态摄像元件,其中

所述输出电路还包括:

第一复位晶体管,其被构造为根据第一复位信号将预定的电源节点连接到所述第一配线;和

第二复位晶体管,其被构造为根据第二复位信号将预定的电源节点连接到所述第一配线。

(11)根据(1)所述的固态摄像元件,还包括:

一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;

一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第三浮动扩散层在所述预定方向上相邻;

第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到所述第一配线;和

第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第一配线。

(12)根据(1)所述的固态摄像元件,还包括:

信号处理部,其被构造为基于所述输出信号执行与光的飞行时间相对应的距离的测量处理。

(13)根据(12)所述的固态摄像元件,还包括:

一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;

一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;

第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到预定的第二配线;和

第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第二配线,

其中,所述输出电路输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号以及与所述一对第三浮动扩散层和所述一对第四浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。

(14)根据(12)所述的固态摄像元件,还包括:

一对第三浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;

一对第四浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上;

第三连接电路,其被构造为选择所述一对第三浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第三浮动扩散层连接到所述第一配线;和

第四连接电路,其被构造为选择所述一对第四浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第四浮动扩散层连接到所述第一配线,

其中,所述输出电路输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号以及与所述一对第三浮动扩散层和所述一对第四浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号。

(15)根据(12)所述的固态摄像元件,还包括:

第一传输晶体管,其被构造为将电荷从第一光电转换元件传输到所述一对第一浮动扩散层中的一者;

第二传输晶体管,其被构造为将电荷从所述第一光电转换元件传输到所述一对第一浮动扩散层中的另一者;

第三传输晶体管,其被构造为将电荷从第二光电转换元件传输到所述一对第二浮动扩散层中的一者;和

第四传输晶体管,其被构造为将电荷从所述第二光电转换元件传输到所述一对第二浮动扩散层中的另一者。

(16)根据(1)所述的固态摄像元件,其中

所述第一连接电路包括:

第一连接晶体管,其被构造为根据第一控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的一者连接到与所述第一配线连接的第二配线;

第二连接晶体管,其被构造为根据第二控制信号将所述一对第一浮动扩散层中的另一者连接到第三配线;和

第三连接晶体管,其被构造为根据第三控制信号将所述第一配线连接到所述第三配线,

并且所述第二连接电路包括:

第四连接晶体管,其根据第四控制信号将所述一对第二浮动扩散层中的一者连接到所述第二配线。

(17)一种电子设备,包括:

一对第一浮动扩散层,它们布置在与预定方向垂直的垂直方向上;

一对第二浮动扩散层,它们布置在所述垂直方向上,并且与所述一对第一浮动扩散层在所述预定方向上相邻;

第一连接电路,其被构造为选择所述一对第一浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第一浮动扩散层连接到预定的第一配线;

第二连接电路,其被构造为选择所述一对第二浮动扩散层中的至少一者并且将所选择的第二浮动扩散层连接到所述第一配线;

输出电路,其被构造为输出与所述一对第一浮动扩散层和所述一对第二浮动扩散层中的至少一个浮动扩散层的电荷量相对应的输出信号;以及

模数转换部,其被构造为对所述输出信号执行模数转换处理。

本领域技术人员应当理解,根据设计要求和其他因素,可以进行各种变形、组合、子组合和变化,只要它们落入所附权利要求或其等同物的保护范围内即可。

[附图标记列表]

100:摄像装置

101:电子设备

110:光学部

120:DSP电路

130:显示部

140:操作部

150:总线

160:帧存储器

170:存储部

180:电源部

191:发光部

192:控制部

200:固态摄像元件

201:像素芯片

202:电路芯片

210:行选择部

220:数模转换器(DAC)

230:时序控制电路

240:模数转换部

241:模数转换器(ADC)

242:比较器

243:计数器

244:锁存电路

250:水平传输扫描部

260:信号处理部

300:像素阵列部

307:电源线

308、508、509:FD配线

309:垂直信号线

310:像素块

311、510、530、550、570:像素

320、330、340、350、360、370、380、390:FD共用块

321、331、341、351、521、522、541、542、561、562、581、582:FD

401、421、441、461、494、495、511、512、531、532、551、552、571、572:连接晶体管

402、422、442、462、513、514、533、534、553、554、573、574:复位晶体管

403至410、423至430、443至450、463至470、517、518、537、538、557、558、577、578:传输晶体管

411至418、431至438、451至458、471至478、523、543、563、583:光电转换元件

419、439、459、479、515、516、535、536、555、556、575、576:放大晶体管

420、440、460、480、519、520、539、540、559、560、579、580:选择晶体管

490、491:连接电路

492:输出电路

12031:摄像部

技术分类

06120114712720