[发明专利]固态成像设备、驱动方法及电子设备

说明书

技术领域

本技术涉及一种固态成像设备、驱动方法及电子设备，具体地，涉及一种可以实现捕获图像的高图像质量的固态成像设备、驱动方法及电子设备。

背景技术

在现有技术中，图像传感器（固态成像设备）将在其光接收部中累积的电荷临时保持在电荷-电压转换部（所谓的浮置扩散区；下文中被称为FD）中，或者保持在诸如与每个像素中的FD分开设置的电容元件的电荷保持部中，从而减少在曝光/累积期间在连续进行信号读取操作时像素之间的差异（例如，JP2009-268083A和JP2005-328493A）。

另外，当读取信号时，图像传感器首先读取与电荷保持部中所累积的电荷对应的电压（信号电平），然后读取当电荷保持部中所累积的电荷被复位后的实际电压（复位电平）。该图像传感器基于两种电平之间的差来消除噪声。

通过这样做，优选的是，电荷保持部中的电荷在累积在光接收部中的电荷被转移（在电荷转移之前）至电荷保持部之前被复位（初始化）时的实际电压（下文中，称作转移前复位电压）应该等于信号被读取时的实际复位电压（下文中，称作读取后复位电压）。

发明内容

同时，当图像传感器执行将信号电荷累积维持在同一时间段的全局式快门操作时，如图1所示，曝光开始之前的电荷释放（如图1中的三角形所示）和曝光完成时的电荷转移（如图1中的矩形所示）在所有像素中批量（batch，成批）执行。相反，信号电平和复位电平的读取（如图1中的拉长的六边形所示）以行为单位来执行。

这里，在所有像素中批量执行电荷转移之前的电荷保持部初始化（如图1中的圆圈所示），由于被设计初始化（复位）电荷保持部的复位晶体管的电源的压降，以及由于电荷保持部与用来向各相邻的像素提供复位电压的复位信号线之间的串扰，在转移前复位电压与读取后复位电压之间存在很大的差异。另外，同时驱动全部像素所带来的负荷引起这种情况下的复位操作的过渡时间不同于信号读取时的复位操作的过渡时间从而使得在转移前复位电压与读取后复位电压之间存在很大的差别。转移前复位电压与读取后复位电压之间的这样的大的差异会产生噪声，该噪声是因为在输出过程发生的偏移而引起的（下文中，称为偏移噪声），因此使得捕获图像的图像质量劣化。

为了解决这个问题，如图2所示，电荷转移之前的电荷保持部初始化（圆圈）以行为单位连续地执行。在这种情况下，虽然可以减少偏移噪声，但是将花费较长时间来对所有行执行电荷保持部初始化。由于这个原因，帧率劣化，从而捕获图像（尤其是移动图像）的图像质量劣化。

本技术在这样的情况下提出并且可以实现捕获图像的高图像质量。

根据本技术的实施方式，提供了一种固态成像设备，包括：像素阵列部，具有在其中二维布置的多个单位像素，所述单位像素的每个至少包括：光电转换部，电荷保持部，所述电荷保持部保持在光电转换部中累积的电荷，转移部，所述转移部将在光电转换部中累积的电荷转移至电荷保持部，以及复位部，所述复位部将电荷保持部中的电荷复位；以及驱动控制部，所述驱动控制部以作为信号电平的电压和作为复位电平的电压各自被连续地按行读取的方式来控制单位像素的驱动，信号电平对应于在电荷保持部中累积的电荷，复位电平对应于在复位部复位累积的电荷之后在电荷保持部中的电荷。驱动控制部根据在转移部进行电荷转移之前复位部执行的电荷保持部的初始化来控制电荷保持部电压的读取。

驱动控制部可以以所述转移部在所述像素阵列部中的所有单位像素中批量执行电荷转移和从所述光电转换部的电荷释放中的一者或两者的方式，来控制所述单位像素的所述驱动。

驱动控制部可以以当所述像素阵列部中的初始化行的数量大于读取行的数量时，所述复位部在读取所述电荷保持部的所述电压期间对所述读取行和所述读取行以外的非读取行执行所述电荷复位的方式来控制所述单位像素的所述驱动，在所述读取行上，所述电荷保持部的电压被同时读取，在所述初始化行上，在由所述转移部进行电荷转移之前所述电荷保持部被同时初始化。

非读取行可以是所述像素阵列部中的所述电荷保持部的所述电压没有被读取的省略行、包括用于亮度校正的虚拟像素的像素行或包括OPB（光学黑色）区域中的像素的像素行。

非读取行可以包括与像素阵列部中的单位像素分开设置的虚拟像素。驱动控制部可以执行单位像素和虚拟像素的驱动。

非读取行可以布置在像素阵列部的上侧和下侧中的一侧或每侧上。

非读取行可以具有沿像素阵列部的行方向布置的虚拟像素。

非读取行可以具有沿像素阵列部的列方向布置的虚拟像素。