[发明专利]固态成像设备及其驱动方法、信号处理方法和成像装置

权利要求书

1.一种固态成像设备，包括：

像素阵列单元，通过以矩阵排列单位像素而形成，每个所述单位像素包括被配置用于将光信号转换成信号电荷的光电转换单元、被配置用于转移通过所述光电转换单元中的光电转换而获得的所述信号电荷的转移元件、以及被配置用于输出通过所述转移元件所转移的信号电荷的输出部件；

第一驱动部件，被配置用于通过使用第一控制电压来驱动所述转移元件，其中在一个单位的累积时间段内在所述光电转换单元中累积的信号电荷的一部分被保持在所述光电转换单元中，其中所述转移元件根据所述第一控制电压来转移具有超过所保持的信号电荷量的量的累积电荷；

第二驱动部件，被配置用于通过使用第二控制电压来驱动所述转移元件，其中所述转移元件根据所述第二控制电压来转移在所述光电转换单元中所保持的所有信号电荷；以及

第三驱动部件，被配置用于驱动所述输出部分以便读出通过所述第一驱动部件和所述第二驱动部件连续进行驱动而转移的信号电荷。

2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，所述第一驱动部件将具有不同电压值的控制电压作为第一控制电压供应给所述转移元件两次或更多次，并且以两批或更多批转移所述光电转换单元中累积的信号电荷。

3.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括：

加法部件，被配置用于在由所述第一和第二驱动部件对所述转移元件的驱动下，将通过所述第三驱动部件的驱动而从所述输出部件连续读出的多个输出信号相加。

4.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括：

模拟-数字转换部件，被配置用于在由所述第一和第二驱动部件对所述转移元件的驱动下将通过所述第三驱动部件的驱动而从所述输出部件连续读出的多个输出信号相加的同时，执行模拟-数字转换。

5.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括：

模拟-数字转换部件，被配置用于对在由所述第一和第二驱动部件对所述转移元件的驱动下、通过所述第三驱动部件的驱动而从所述输出部件连续读出的多个输出信号执行具有不同转换精度的模拟-数字转换。

6.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括：

模拟-数字转换部件，被配置用于在由所述第一和第二驱动部件对所述转移元件的驱动下将通过所述第三驱动部件的驱动而从所述输出部件连续读出的多个输出信号相加的同时，执行具有不同转换精度的模拟-数字转换。

7.根据权利要求5所述的固态成像设备，其中所述模拟-数字转换部件对应于多个输出信号从所述输出部件的读出而逐渐增加转换精度。

8.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中所述单位像素包括：

多个转移元件，被配置用于以多批转移通过所述光电转换单元中的光电转换而获得的信号电荷；以及

多个输出部件，被配置用于输出由所述多个转移元件转移到其处的信号电荷。

9.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中所述单位像素还包括：

电荷-电压转换单元，由所述转移元件将通过所述光电转换单元中的光电转换而获得的信号电荷的一部分从所述光电转换单元转移到该电荷-电压转换单元；以及

被配置用于以下的部件：在由所述输出部件从所述电荷-电压转换单元中读出通过所述光电转换单元中的光电转换而获得的信号电荷的所述一部分之后，以预定电势复位所述电荷-电压转换单元。

10.一种驱动通过排列单位像素而形成的固态成像设备的方法，每个所述单位像素包括被配置用于将光信号转换成信号电荷的光电转换单元、被配置用于转移通过所述光电转换单元中的光电转换而获得的所述信号电荷的转移元件、以及被配置用于输出由所述转移元件所转移的信号电荷的输出部件，所述方法包括步骤：

通过使用第一控制电压来驱动所述转移元件，其中在一个单位的累积时间段内在所述光电转换单元中累积的信号电荷的一部分被保持在所述光电转换单元中，其中所述转移元件根据所述第一控制电压来转移具有超过所保持的信号电荷量的量的累积电荷；

通过使用第二控制电压来驱动所述转移元件，其中所述转移元件根据所述第二控制电压来转移在所述光电转换单元中所保持的所有信号电荷；以及

读出通过连续进行使用所述第一控制电压的驱动和使用所述第二控制电压的驱动而转移的信号电荷。