[发明专利]成像设备及其驱动方法、以及成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及成像设备及其驱动方法、以及成像系统。

背景技术

近来，随着HDTV(高清晰度电视)的普及，已存在对于用16∶9的长宽比摄取活动图像的成像设备的需求。另一方面，希望用4∶3的长宽比摄取静止图像，这是因为相纸具有大约4∶3的长宽比。因而，为了实现同时支持活动图像和静止图像的成像设备，需要能够在16∶9模式和4∶3模式之间切换长宽比。这种成像装置具有总体上4∶3的长宽比的成像区域并且在4∶3模式下读出所有的像素信号。在16∶9模式下，成像设备仅读出中央(从像素中读出信号的读出区)的像素的信号，并且不读出顶部和底部(不从像素中读出信号的非读出区)的像素的信号。

日本专利特开No.2000-350103公开了一种用于通过对非读出区中的像素的光电转换元件进行复位来防止光电电荷从非读出区中的像素溢出到读出区中的像素的技术。依据日本专利特开No.2000-350103，所有的像素具有垂直切换MOS。

另一方面，为了减小像素大小，需要通过削减垂直切换MOS来减小每一像素的MOS晶体管的数量。为此，日本专利特开No.11-112018公开了一种用于通过改变信号放大单元的输入端子(浮动扩散：FD单元)的工作点来选择像素的技术。也就是说，所选像素的FD单元被设为接通状态的电位，而未选像素的FD单元被设为关断状态的电位。这使得仅把所选像素的输出读出到列信号线上成为可能。

在使用日本专利特开No.11-112018中描述的像素电路和日本专利特开No.2000-350103中描述的驱动方法执行16∶9模式操作时，两种技术的简单组合并不能使得进行正确的操作。当在16∶9模式中对非读出区中的像素的光电转换元件进行复位时，需要把像素的FD单元预置到对光电转换元件进行复位所需的电位。同样，因为在16∶9模式中不选择非读出区的像素，所述像素中的FD单元必须被设置为关断状态的电位。

当放大器晶体管例如是N-MOSFET时，如果关断状态的电位低于对光电转换元件进行复位所需的电平，则非读出区中的像素的FD单元的电位设置在16∶9模式中导致不一致。如果把像素的FD单元设为对光电转换元件进行复位所需的电位，则FD单元的电位不可避免地被设为高于关断状态的电位。这使得非读出区中的放大器晶体管接通，导致像素信号从非读出区读出到列信号线。

相反，如果在16∶9模式中把非读出区中的像素的FD单元设为关断状态的电位，则FD单元的电位不可避免地被设为低于对光电转换元件复位所需的电平。这使得不可能对非读出区中的像素的光电转换元件进行复位。这又会导致光电电荷从非读出区中的像素泄漏到读出区中的像素中。

发明内容

本发明提供了用于减小光电电荷从成像设备的非读出区中的像素的泄漏，其中该成像设备使用放大单元的输入单元的电位来选择或不选择像素。

依据本发明的第一方面，提供有一种成像设备，其包括：像素阵列，其中，多个像素排列在行方向和列方向上，每一个像素包括光电转换单元、放大单元、放大单元的输入单元、传输单元、以及设置单元，其中所述放大单元对基于光电转换单元中产生的电荷的信号进行放大，所述传输单元把光电转换单元中累积的电荷传输到输入单元，所述设置单元对于要被选择的像素把输入单元设置为第一电位，或者对于不要被选择的像素把输入单元设置为第二电位；以及驱动单元，其驱动像素阵列中的所述多个像素，其中，在第一模式中，像素阵列包括从像素中读出信号的读出区和不从像素中读出信号的非读出区，并且驱动单元在第一模式中驱动非读出区中的每一个像素，使得在第一时段中，设置单元在传输单元准备好传输电荷的状态下把输入单元设置为第三电位以对光电转换单元进行复位，并使得在晚于第一时段的第二时段中，设置单元对于不要被选择的像素把输入单元设置为第四电位。