[发明专利]摄像装置

说明书

摄像装置(20)具备将多个像素单元(100)以矩阵状配置而成的固体摄像元件、以及对固体摄像元件进行控制的控制部。像素单元(100)具备APD(雪崩光电二极管)(101)、积蓄电荷的浮动扩散部(110)、转送晶体管(103)、以及用于将浮动扩散部(110)中积蓄的电荷复位的FD复位晶体管(104)。控制部对FD复位晶体管(104)进行控制，使从APD(101)的阴极经由转送晶体管(103)积蓄至浮动扩散部(110)的电荷之中的超过规定的电荷量的电荷排出。

技术领域

本发明涉及使用固体摄像元件的摄像装置。

背景技术

以往，使用固体摄像元件的摄像装置在医疗或放射线计测等各种领域中得到使用。最近，在向目标区域投射光并基于其反射光有无来检测在目标区域中有无物体的物体检测装置中，也使用摄像装置。在该情况下，基于光向目标区域的投射定时与反射光的受光定时之间的时间差，测定距物体的距离。按固体摄像元件的每个像素，检测有无反射光，测定距物体的距离。通过将测定的距离映射至各像素位置，能够生成与目标区域对应的距离图像。

在需要检测微弱的光的设备中，可以使用将雪崩光电二极管(以下称为“APD”)以阵列状配置而成的固体摄像元件。例如，在上述物体检测装置中，由于反射光的强度与距物体的距离的平方成反比，因此如果测距范围变长，则由固体摄像元件接受的反射光的强度大为衰减。在这样的情况下，使用将APD以阵列状配置而成的固体摄像元件是有利的。APD利用雪崩倍增使由于光子的碰撞而产生的电子(电荷)放大。由此，能够检测微弱的光。在这种固体摄像元件中，按每个像素单元配置有APD及其处理电路。

在以下的专利文献1中，记载了按每个像素单元配置有APD及其处理电路的固体摄像元件。在该处理电路中，如果由于曝光而光子向APD入射，则由于雪崩倍增而被放大的电荷向APD的阴极集电。APD的阴极中集电的电荷经由转送晶体管被分配给浮动扩散部。其后，电荷经由计数晶体管被再分配给存储器部(电容器)。这样，在各时序中光子每次向APD入射时，在存储器部中积累电荷。然后，在进行了规定次数的时序之后，存储器部中积累的电荷被转换为电压并向垂直信号线输出。

在专利文献1的构成中可能发生如下情况：电荷超过基于雪崩倍增的饱和电荷量而向APD的阴极蓄电。为了防止这样的过多的电荷的积蓄，在专利文献1的构成中，介于APD的阴极与复位漏极电源之间的复位晶体管的势垒被设定得比转送晶体管的势垒低。由此，在曝光时APD的阴极中产生了过多的电荷的情况下，电荷的过多部分被引导至复位漏极电源。通过该动作，将APD的阴极中积蓄的电荷量维持为大致一定。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公布第2018/216400号

发明内容

本发明所要解决的课题

但是，如上述那样，在将APD中产生的过多的电荷向复位漏极引导的构成中，从APD的阴极分配给浮动扩散部的电荷不限于必然成为一定量。例如，在从APD的阴极向浮动扩散部分配电荷的期间，如果由于雪崩倍增而电荷进一步增加，则在分配后浮动扩散部中积蓄的电荷量可能产生偏差。该偏差例如在基于来自各像素单元的信号生成距离图像的情况下可能成为偏差(测距误差)。

鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供能够减小浮动扩散部中积蓄的电荷量的偏差的摄像装置。

用于解决课题的手段

本发明的主要方式所涉及的摄像装置具备将多个像素单元以矩阵状配置而成的固体摄像元件、以及对所述固体摄像元件进行控制的控制部。在此，所述像素单元具备雪崩光电二极管、积蓄电荷的浮动扩散部、将所述雪崩光电二极管的阴极与所述浮动扩散部连接的转送晶体管、以及用于将所述浮动扩散部中积蓄的电荷复位的复位晶体管。另外，所述控制部对所述复位晶体管进行控制，使从所述雪崩光电二极管的阴极经由所述转送晶体管积蓄至所述浮动扩散部的电荷之中的超过规定的电荷量的电荷排出。以下，将其记作“找平”。