固体摄像元件与电子信息设备的制作方法

本发明涉及一种以CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等放大型图像传感器为代表的固体摄像元件以及具备该固体摄像元件的电子信息设备。

背景技术：

CMOS图像传感器等放大型图像传感器与CCD(Charge Coupled Device)图像传感器等电荷传输型图像传感器相比，因为具有低电压工作，低耗电，周边电路的一体成型容易，低价等优点，被配备在例如数码相机，监视摄像机，手机摄像头等各种电子设备中。

固体摄像元件具有由利用光电转换生成电荷的像素电路排列而成的像素阵列。此处，关于典型的像素阵列将参照附图进行说明。图30即关于典型像素阵列的示意图。

如图30所示，在典型的像素阵列100中，像素电路呈矩阵状(队列状)排列。此外，典型的像素阵列100不仅具备光照射(被曝光)的有效像素的像素电路(以下称为有效像素电路)P_N，还具备被遮光的光学黑体的像素电路(以下称为OB像素电路)的P_OB。然而，由于从OB像素电路P_OB得到的信号或数据含有的仅仅是暗电流或噪音等不需要的成分，所以从该OB像素电路P_OB中得到的信号或数据，被用于执行从有效像素电路P_N得到的信号或者数据中去除暗电流或噪音的偏移修正处理时等。

在电荷传输型图像传感器中，由各个像素电路生成的电荷被依次传输到在既定的传输方向相邻的像素电路(例如，图30的像素阵列100中，图中上下方向上相邻的同一列像素电路)之后，与该电荷对应的信号被依次获得。与此相对的是，在放大型图像传感器中，可以选择性的获取与任意像素电路生成的电荷相对应的信号。但是，在一般的放大型图像传感器中，从追求构造和控制的简洁化以及动作的快速化的观点出发，将多个像素电路(例如，图30的像素阵列100内，在图中的左右方向上并排的同一行像素电路)的信号线共通化，并以这多个像素电路的单元(以下称(控制组))来控制动作。

在电荷传输型图像传感器中，若强光照射一部分像素电路，则由于该像素电路内多余产生的电荷沿着传输方向溢出，该传输方向上并排的像素电路的电荷数总体上变多。因此，在最终得到的图像数据上，沿传输方向会生成白色条纹(拖尾)。与此相对的，在放大型图像传感器中，强光照射一部分像素电路的情况下，即便发生向周围的像素电路溢出电荷的情况(高光溢出)，沿特定方向溢出电荷的事情也不会发生，所以原则上不会产生拖尾。

然而，在放大型图像传感器中，强光照射一部分像素电路时，由于与该像素电路属于相同控制组的像素电路会受到影响，最终得到的图像数据上，会产生如上述拖尾那样的缺陷(以下称为伪拖尾)。

关于该伪拖尾的产生原因，参照附图进行说明。图31是对传统的固体摄像装置生成的伪拖尾的产生原因进行说明的像素电路的电路图。图32是表示图31所示的像素电路被弱光照射情况下的动作时序图。图33是表示图31所示像素电路被强光照射情况下的动作时序图。

如图31所示，有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB具有同样的电路构造。有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB分别包括基于光电转换生成电荷的光电二极管PD，保存从光电二极管PD传输的电荷的浮置扩散区域FD，从光电二极管PD传输电荷到浮置扩散区域FD的传输门101，输出与浮置扩散区域FD所保存的电荷量相对应的信号(电压)的输出晶体管102，以及将光电二极管PD和浮置扩散区域FD内的电荷排出到有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB的外部的复位晶体管103。此外，图31所示有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB中，由光电二极管PD累积且由浮置扩散区域FD保存的电荷为电子，各晶体管为N沟道型FET(Field Effect Transistor)。

光电二极管PD阳极接地。传输门101被连接到传输控制线TX，并构成了以漏极作为浮置扩散区域FD、以源极作为光电二极管PD的阴极的晶体管的栅极。输出晶体管102的栅极连接浮置扩散区域FD，漏极连接共通电源线VD，源极连接输出信号线VS。复位晶体管103的栅极连接复位控制线RST，漏极连接复位电源线VR，源极连接浮置扩散区域FD。

此处，图31所示有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB属于同一控制组。因此，在这些像素电路P_N、P_OB中，传输控制线TX、复位控制线RST及复位电源线VR是共通的。此外，在像素阵列100内的全部像素电路P_N、P_OB中，共通电源线VD是共通的。

如图31所示，有效像素电路P_N具有输出信号线VS和传输控制线TX之间的寄生电容CP1。此外，OB像素电路P_OB具有于浮置扩散区域FD和传输控制线TX之间的寄生电容CP2。此外，图31中只显示出了与上述问题特别关联的寄生电容CP1、CP2，关于其他寄生电容的图示则省略。

此外，有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB中，为求得复位浮置扩散区域FD时的输出信号线VS的电压与从光电二极管PD传输电荷到浮置扩散区域FD时的输出信号线VS的电压之间的差的相关双重采样(Correlated Double Sampling：CDS)被执行。此外，通过对有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB中分别得到的差进行A/D(Analog to Digital)转换，可以得到构成图像数据的有效像素及OB像素的数据。

具体来说，如图32和图33所示，首先，于时间段T₁₀₁，由于复位控制线RST变为高电压H，复位晶体管103变为开启状态(栅极源极间电压变为大于阈值电压的状态。以下相同。)，通过作为高电压H的复位电源线VR，浮置扩散区域FD所保存的电荷被排出到像素电路P_N、P_OB的外部。其次，在时间段T₁₀₂，由于复位控制线RST变为低电压L，复位晶体管103变为关闭状态(与开启状态相反，栅极源极间的电压低于阈值电压的状态，可以包括漏电流等流动的状态。以下相同。)，该时间段T₁₀₂结束时，有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD处电荷没有被保存的状态时的输出信号线VS的电压V_rN，以及OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD处电荷没有被保存状态时的输出信号线VS的电压V_rOB，分别被取样。之后，在时间段T₁₀₃，由于传输控制线TX变为高电压H，由传输门101构成栅极的晶体管变为开启状态，光电二极管PD内的电荷被传输至浮置扩散区域FD。之后，在时间段T₁₀₄，由于传输控制线TX变为低电压L，由传输门101构成栅极的晶体管变为关闭状态，该时间段T₁₀₄结束时，与被保存在有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD的电荷相对应的输出信号线VS的电压V_SN，及与被保存在OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD的电荷相对应的输出信号线VS的电压V_sOB，分别被取样。此种情况下，有效像素电路P_N处的相关双重采样后的差为V_rN-V_sN，OB像素电路P_OB处的相关双重采样后的差分为V_rOB-V_sOB。此外，通过对各个差进行A/D转换，可得到构成图像数据的有效像素以及OB像素的数据。

此处，在图32及图33中，OB像素电路P_OB的输出信号线VS的电压在时间段T₁₀₄变动。这是因为有效像素电路P_N处的输出信号线VS的电压变动通过寄生电容CP1、传输控制线TX以及寄生电容CP2，向OB像素电路P_OB处的浮置扩散区域FD传播。此外，图32及图33中，着重显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与传输控制线TX及复位控制线RST重叠的噪音等。

如图32所示，射入有效像素电路P_N的光较弱，输出信号线VS的电压变动较小的话，OB像素电路P_OB处的输出信号线VS的电压变动也变小。因此，相关双重采样后的差V_rOB-V_sOB的值变得接近0，得到的OB像素数据变得接近最小值。此外，OB像素数据因为是从如上所述被遮光的OB像素电路P_OB中得到的数据，所以在无暗电流或噪声等理想状态下，其应为最小值的数据。

另一方面，如图33所示，射入有效像素电路P_N的光较强，有效像素电路P_N处的输出信号线VS的电压变动较大的话，OB像素电路P_OB处的输出信号线VS的电压变动也变大。因此，相关双重采样后的差V_rOB-V_sOB增大，得到的OB像素数据也就增大。

此处，虽然图33着眼于OB像素电路P_OB进行说明，但与强光射入过的有效像素电路P_N同属一个控制组的无强光射入的其他有效像素电路P_N也和OB像素电路P_OB受到同样的影响。即，从其他的有效像素电路P_N得到的有效像素数据也由原来的值增大。因此，从和强光射入过的有效像素电路P_N同属一个控制组的像素电路P_N、P_OB得到的有效像素及OB像素数据整体上增加。而且，随同此控制组的有效像素及OB像素的数据的增大，显现为图像数据中白色的(明亮的)伪拖尾。

但是，如上所述发生伪拖尾的情况下，因为有效像素及OB像素的数据分别增大，通过以OB像素的数据为基准，对有效像素数据进行偏移修正处理，有可能降低或消除伪拖尾。关于此偏移修正处理，参照附图进行说明。图34和图35是显示在伪拖尾发生的情况下的偏移修正处理的示意图。此外，图34(a)及图35(a)显示偏移修正处理前的图像数据，图34(b)及图35b显示偏移修正处理后的图像数据。

图34(a)中所示的图像数据，是像素阵列100中央的有效像素电路P_N处因有强光射入，图像数据处与该有效像素电路P_N对应的位置(中央)有高亮度区域产生，因而在图中的左右方向(行方向)处有伪拖尾产生时的图像数据。此时，为了使图34(a)所示的包含伪拖尾的OB像素变为黑像素，若对包含伪拖尾的有效像素的数据进行偏移修正处理(例如，从有效像素的数据中减去OB像素的数据的修正处理)后，则如图34(b)所示，可以抵消伪拖尾使其减少或消除。

然而，进行如上所述的偏移修正处理的情况下，不但无法减少或消除伪拖尾，反而产生负面影响的情况也是存在的。图35(a)示例的图像数据虽然和图34(a)所示的图像数据在同样的位置具有高亮度区域，但相比图34(a)所示的图像数据，其伪拖尾被重点显现(即，因伪拖尾产生的数据增加量较大)。此种情况下，进行上述偏移修正处理的话，就会因为以过度增大的OB像素的数据为基准对有效像素进行了过度修正，反而留下了比周围都要黑(暗)的伪拖尾，从而形成问题(此外，关于此黑色伪拖尾，之后会参照图3进行说明)。

因此，为了抑制伪拖尾，专利文献1中有提出，AGC增益比既定值大，且在高亮度被摄物检测电路中，高亮度被摄物被检测出的情况下，通过将OB钳制时间常数变小，将OB像素电路的输出变动迅速吸收并进行修正的固体摄像元件。此外，专利文献2中有提出，为了将垂直信号线的电势的下限钳制在略低于饱和电势的钳制电势，进行以像素复位电势为基准的电压设定后，对应构成控制手段的元件的阈值电压进行修正的固体摄像元件。

此外，在专利文献3中有提出，不仅是依次进行电子快门(电荷的累积开始)、电荷的累积、电荷的读取(将光电二极管积累的电荷向浮置扩散区域传输)，且在电荷读取后且在电子快门前的待机期间内，为了防止光电二极管积累的电荷向邻近的像素电路等溢出(高光溢出)，对光电二极管积累的电荷进行清除的固体摄像元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2009-5169号公报

专利文献2：JP特开2009-278454号公报

专利文献3：JP特开2009-19492号公报

发明的概要

发明要解决的问题

然而，在专利文献1提出的固体摄像元件中，因为用于检测高亮度被摄物的电路需要另外配置，其构造和工作原理就会复杂化。进一步，此固体摄像元件中，即便OB钳制时间常数变小，也有无法完全吸收OB像素电路的输出变动的情况，此情况下，过度补正被执行，会产生黑色条纹(伪拖尾)。即，在专利文献1提出的固体摄像元件中，构造和工作原理复杂化的同时，也有无法有效抑制伪拖尾的问题。此外，在专利文献2提出的固体摄像元件中，由于用以对垂直信号线进行钳制的电路也需要另外配置，元件构造和工作原理就复杂化了。进一步的，通常摄像时垂直信号线的电压降到接近钳制电压后，由于钳制电路有电流泄漏，相关双重采样不会被恰当地执行，得到的图像数据有劣化的问题。

此外，在专利文献3中提出的固体摄像元件中，虽然有可能防止待机期间产生的高光溢出，但电子快门之后电荷就会生成并被累积。因此，强光射入的话，光电二极管会产生大量电荷，这些大量电荷全部被传输到了浮置扩散区域。因此，在此固体摄像元件中，要抑制伪拖尾这件事本身是不可能的。

此处，本发明的目的即提供以简单的构成及工作原理可以有效抑制伪拖尾的固体摄像元件和电子信息设备。

解决课题的手段

为了达成以上的目的，本发明提供一种固体摄像元件，其特征在于：包括多个像素电路部和A/D转换部，每个像素电路部分别包括根据光电转换产生并累积电荷的光电转换部、保存从所述光电转换部传输的电荷的浮置扩散区、将所述光电转换部积累的电荷传输至所述浮置扩散部的传输部、将所述浮置扩散部保存的电荷向外排出的复位部、输出与所述浮置扩散部保存的电荷量相对应的信号的输出部。所述A/D转换部获取所述输出部输出的信号并根据被设定的增益进行A/D转换。至少一个所述像素电路被构成为用以限制使从所述光电转换部被传输到所述浮置扩散部并被保存的电荷不超过被设定成所述增益越大而变小的上限量。

进一步的，在上述特征的固体摄像元件中，至少一个所述像素电路部可以被构成为执行限制所述浮置扩散部保存的电荷不超过所述上限量的第一上限量限制动作、及限制所述光电转换部积累的电荷不超过所述上限量的第二上限量限制动作中的至少一个。

此外，在上述特征的固体摄像元件中，还包括将从所述光电转换部被传输的电荷在传输至所述浮置扩散部之前进行临时保存的电荷保存部。所述传输部包括将所述光电转换部累积的电荷传输至所述电荷保存部的第一传输部、以及将所述电荷保存部所保存的电荷传输至所述浮置扩散部的第二传输部。至少一个所述像素电路部可以被构成为执行限制所述浮置扩散部所保存的电荷不超过所述上限量的第一上限量限制动作、限制所述光电转换部所累积的电荷不超过所述上限量的第二上限量限制动作、及限制所述电荷保存部所保存的电荷不超过所述上限量的第三上限量限制动作中的至少一个。

此外，在上述特征的固体摄像元件中，至少一个所述像素电路部可以被构成为通过所述传输部将超过所述上限量的电荷由所述光电转换部传输至所述浮置扩散部，并通过所述复位部将由所述光电转换部传输至所述浮置扩散部的电荷排出，从而执行所述第二上限量限制动作。

进一步的，优选地，在上述特征的固体摄像元件中，还包括将第一电压及第二电压之间的大小的中间电压生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部。在至少一个所述像素电路部中，所述传输部构成被给予所述第一电压就处于开启状态且被给予所述第二电压就处于关闭状态的晶体管的控制端，执行所述第二上限量限制动作时，所述传输部被给予所述中间电压。

此外，在上述特征的固体摄像元件中，至少一个所述像素电路部可以被构成为通过所述第二传输部将超过所述上限量的电荷从所述电荷保存部传输至所述浮置扩散部，并通过所述复位部将由所述电荷保存部传输至所述浮置扩散部的的电荷排出，从而进行第三上限量限制动作。

进一步的，优选的，在上述特征的固体摄像元件中，还包括将第一电压及第二电压之间的大小的中间电压生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部。至少一个所述像素电路部中，所述第二传输部构成被给予所述第一电压就处于开启状态且被给予所述第二电压就处于关闭状态的晶体管的控制端，执行所述第三上限量限制动作时，所述第二传输部被给予所述中间电压。

此外，在上述特征的固体摄像元件中，至少一个所述像素电路部可以被构成为通过所述复位部将超过所述上限量的电荷从所述浮置扩散部排出，并通过所述传输部将所述光电转换部累积的电荷传输至所述浮置扩散部，从而执行所述第一上限量限制动作。

进一步的，优选的，在上述特征的固体摄像元件中，进一步包括将第一电压及第二电压之间的大小的中间电压生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部。至少一个所述像素电路部中，所述复位部包括控制端被给予所述第一电压就变为开启状态且所述控制端被给予所述第二电压就变为关闭状态的晶体管，执行所述第一上限量限制动作时，所述复位部所具备的所述晶体管的所述控制端被给予所述中间电压。

此外，在上述特征的固体摄像元件中，至少一个所述像素电路部具备将所述光电转换部累积的电荷向外部排出的排出部，所述排出部通过将超过所述上限量的电荷从光电转换部排出以执行所述第二上限量限制动作。

进一步的，优选的，在上述特征的固体摄像元件中，进一步包括将第一电压及第二电压之间的大小的中间电压生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部。至少一个所述像素电路部中，所述排出部包括控制端被给予所述第一电压就变为开启状态且所述控制端被给予所述第二电压就变为关闭状态的晶体管，执行所述第二上限量限制动作时，所述排出部具备的所述晶体管的所述控制端被给予所述中间电压。

进一步的，优选的，在上述特征固体摄像元件中，全部所述晶体管被构成为所述第一电压、所述中间电压、所述第二电压被选择性地给予所述控制端。

进一步的，优选的，在上述特征的固体摄像元件中，进一步包括偏移修正处理部，所述偏移修正处理部以所述A/D转换部对被遮光的所述像素电路部输出的信号进行所述A/D转换而得到的数据作为基准，将对被曝光的所述像素电路部输出的信号由所述A/D转换部进行所述A/D转换而得到的数据进行偏移修正处理。

进一步的，在上述特征的固体摄像元件中，在所述晶体管的所述控制端被施予所述第二电压的时间段和所述晶体管的所述控制端被施予所述中间电压的时间段合计而得的时间段中，所述晶体管的所述控制端被施予所述第二电压的时间段占到总时间段的九成以上为佳。

进一步，优选地，在上述特征的固体摄像元件中，所述第二电压的极性与所述第一电压的极性不同。

进一步的，优选地，在上述特征的固体摄像元件，所述中间电压生成部对应所述增益的大小生成和所述第一电压的极性不同极性的所述中间电压。

进一步的，优选地，在上述特征的固体摄像元件中，所述上限量为所述A/D转换部利用所述增益执行所述A/D转换时得到的数据为最大值的电荷的下限量以上且为该下限量的1.5倍以下。

此外，本发明的电子信息设备具备上述固体摄像元件。

发明效果

根据上述特征的固体摄像元件及电子信息设备，通过限制从光电转换部传输至浮置扩散部且被保存的电荷的上限量，直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部输出的变动本身。从而，最终通过限制在浮置扩散部内保存的电荷的上限量这种简单的构造和动作，可以有效抑制伪拖尾。

进一步的，通过上述特征的固体摄像元件及电子信息设备，在A/D转换的增益大且伪拖尾容易显现的状况下，最终将浮置扩散部保存的电荷的上限量变小以充分抑制伪拖尾。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

附图说明

[图1]为表示本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件的构造的模块图。

[图2]为图1所示的固体摄像元件所具备的像素电路的电路图。

[图3]为表示示A/D转换时的增益影响的一个示例的图。

[图4]为表示设定的增益小的情况下有强光射入过的像素电路的动作的时序图。

[图5]为进行图4所示动作的有效像素电路的电势图。

[图6]为表示设定的增益大的情况下有强光射入过的像素电路的动作的时序图。

[图7]为进行图6所示动作的有效像素电路的电势图。

[图8]为表示本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图9]为进行图8所示动作的有效像素电路的电势图。

[图10]为表示本发明的第三实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图11]为本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件具备的像素电路的电路图。

[图12]为表示本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图13]为进行图12所示动作的有效像素电路的电势图。

[图14]为表示本发明的第五实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图15]为表示本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的电路图。

[图16]为表示图15的像素电路的一部分的构成例的截面示意图。

[图17]为表示本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图18]为进行图17所示动作的有效像素电路的电势图。

[图19]为进行图17所示动作的有效像素电路的电势图。

[图20]为表示本发明第七实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图21]为进行图20所示动作的有效像素电路的电势图。

[图22]为进行图20所示动作的有效像素电路的电势图。

[图23]为表示本发明第九实施方式相关固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。

[图24]为表示本发明第十实施方式相关固体摄像元件所具备的像素电路的动作时序图。

[图25]为进行图24所示动作的有效像素电路的电势图。

[图26]为进行图24所示动作的有效像素电路的电势图。

[图27]为表示本发明实施方式相关的固体摄像元件的变形例的构成的模块图。

[图28]为表示本发明实施方式相关的固体摄像元件的其他的变形例的构成的模块图。

[图29]为表示本发明的实施方式相关的电子信息设备的构成的模块图。

[图30]为表示典型的像素阵列的示意图。

[图31]为针对由现有固体摄像装置产生的伪拖尾的发生原因进行说明的像素电路的电路图。

[图32]为表示图31所示像素电路处有弱光射入的情况下的动作的时序图。

[图33]为表示图31所示像素电路处有强光射入过的情况下的动作的时序图。

[图34]为表示伪拖尾生成时的偏移修正处理的示意图。

[图35]为表示伪拖尾生成时的偏移修正处理的示意图。

具体实施方式

《固体摄像元件》

以下，对本发明各实施方式相关的固体摄像元件参照附图进行说明。此外，因为说明的具体化，以下将举例说明本发明各实施方式相关的固体摄像元件为生成并累积电子的同时，具备多个含N沟道型FET的像素电路的CMOS图像传感器的情况。

<第一实施方式>

关于本发明第一实施方式相关的固体摄像元件，将参照附图进行说明。图1是显示本发明第一实施方式相关的固体摄像元件的构成的模块图。此外，图2是图1所示固体摄像元件所具有的像素电路的电路图。

如图1所示，固体摄像元件1具备像素阵列10、垂直扫描电路21、像素电源调节器22、A/D转换电路(A/D转换部)23、斜坡波生成电路24、中间电压生成电路(中间电压生成部)25、控制电路26、水平扫描电路27、偏移修正处理电路(偏移修正处理部)28。

像素阵列10具备矩阵状(行列状)排列的多个像素电路(像素电路部)P_N、P_OB。具体地，像素阵列10含有多个有效像素电路P_N及各个OB像素电路P_OB。有效像素电路P_N是有光线射入的(被曝光的)有效像素的像素电路，OB像素电路P_OB是被遮光的光学黑体的像素电路。此外，在图1中，为了便于图示和说明，像素阵列10具备的像素电路P_N、P_OB被极大且少数地显示出来。

有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB都具有图2所示的电路构成。此外，如图31所示，属于同一控制组的有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB至少传输控制线TX共通。此外，在属于同一控制组的有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB中，复位控制线RST及复位电源线VR也可共通。

如图2所示，有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB分别具备：经由光电转换生成电荷的光电二极管(光电转换部)PD，保存从光电二极管PD被传输的电荷的浮置扩散区域(浮置扩散部)FD，从光电二极管PD向浮置扩散区域FD传输电荷的传输门(传输部)11，输出对应浮置扩散区域FD所保存的电荷量的信号的输出晶体管(输出部)12，将光电二极管PD及浮置扩散区域FD内的电荷排出到有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB外部的复位晶体管(复位部)13。

光电二极管PD的阳极被接地。传输门11连接传输控制线TX，并构成了漏极是浮置扩散区域FD、源极是光电二极管PD的阴极的晶体管的栅极。输出晶体管12中，栅极连接浮置扩散区域FD，漏极连接共通电源线VD，源极连接输出信号线VS。复位晶体管13中，栅极连接复位控制线RST，漏极连接复位电源线VR，源极连接浮置扩散区域FD。

垂直扫描电路21输出控制像素阵列10内的像素电路P_N、P_OB的动作的信号(电压)。如上所述，控制像素电路P_N、P_OB动作的信号线(例如，传输控制线TX，复位控制线RST及复位电源线VR)，在属于像素阵列10内同一控制组的像素电路P_N、P_OB(例如像素阵列10内如图中左右方向并排的同一行的像素电路P_N、P_OB)中共通，若垂直扫描电路21给予共通的信号线信号(电压)，属于同一控制组的像素电路P_N、P_OB被控制在同一时间点做相同的动作。

像素电源调节器22对像素阵列10内的全部像素电路P_N、P_OB的动作进行供电。例如，共通电源线VD在像素阵列10内的全部像素电路P_N、P_OB共通，像素电源调节器22对共通电源线VD提供既定大小的电压。此外，像素电源调节器22，对垂直扫描电路21供电以生成控制像素电路P_N、P_OB的动作的电压。

A/D转换电路23取得输出信号线VS的电压，进行基于被设定的增益的A/D转换。例如，A/D转换电路23在进行求取复位浮置扩散区域FD时的输出信号线VS的电压与从光电二极管PD向浮置扩散区域FD传输电荷的时间点的输出信号线VS的电压之间的差的相关双重采样的基础上，对此电压的差进行A/D转换。

斜坡波生成电路24生成对应控制电路26设定的增益的倾斜的斜坡波(锯齿波)并施予A/D转换电路23。A/D转换电路23，例如通过计数从自斜坡波生成电路24得到的斜坡波的起点开始到A/D转换对象的电压(相关双重采样后的差)以上的时间来进行A/D转换。此种情况下，增益越小(斜坡波的倾斜度很陡)，计算数目会越少，因此A/D转换后的数据值会变小。相反，增益越大(斜坡波的倾斜度舒缓)，计算数目越多，A/D转换后的数据值也就变大。

中间电压生成电路25生成对应控制电路26设定的增益大小的中间电压并施予垂直扫描电路21。垂直扫描电路21使用从中间电压生成电路25得到的中间电压控制像素电路P_N、P_OB具备的至少一部分的晶体管的动作。(详细内容后文叙述)。

控制电路26设定增益并将显示该增益的大小的信号或者数据传输给斜坡波生成电路24及中间电压生成电路25。例如，控制电路26设定为被摄物越暗(即像素阵列10上的射入光线整体较弱，由光电二极管PD生成并保存在浮置扩散区域FD的电荷量越少)增益就变得越大。或例如，控制电路26按照配置有固体摄像元件1的电子信息设备的用户的指示设定增益(例如，对应用户选择的[晴天]或[夜景]等摄像模式的增益或用户直接用数值指定的增益等)。

水平扫描电路27控制A/D转换电路23输出A/D转换后的数据的时间点。具体来说，水平扫描电路27控制A/D转换电路23上该数据的输出时间点，以使该数据一个一个或多个多个地选择性的被传输到偏移修正处理电路28。

偏移修正处理电路28对A/D转换电路23输出的数据进行偏移修正处理。具体的，偏移修正处理电路28以OB像素电路P_OB输出的信号(电压)被A/D转换电路23进行A/D转换后得到的数据为基准，对有效像素电路P_N输出的信号(电压)被A/D转换电路23进行A/D转换后得到的数据进行偏移修正处理。具体举例的话，偏移修正处理电路28，进行将OB像素电路P_OB输出的信号(电压)的A/D转换后的数据从与该OB像素电路P_OB属于同一控制组的有效像素电路P_N输出的信号(电压)的A/D转换后的数据中减去的处理。

此处，关于A/D转换的增益和伪拖尾的关系，将参照附图进行说明。图3是说明A/D转换的增益和伪拖尾关系的图。此外，图3并列展示了A/D转换前的信号(电压)，将此信号增益1倍进行A/D转换的情况下所得的数据，在4倍增益的A/D转换的情况下所得的数据。此外，图3中举例显示的是A/D转换后的数据为2比特这样极为简单的情况。

如图3所示，即使A/D转换前的电压增益1倍进行A/D转换后的数据是最小值[00]的低电平，若将增益加大到4倍进行A/D转换的话，数据变为最大值[11]。如此，加大增益后，即便A/D转换前的电压为低电平，A/D转换后的数据也会明显变大。

因此，加大增益后，强光射入有效像素电路P_N，与该有效电路P_N属于同一控制组的其他像素电路P_N、P_OB输出的信号(电压)增大的情况下(参照图31及图33)，从该像素电路P_N、P_OB得到的数据会明显增大。

并且，如上所述，有强光射入过的有效像素电路P_N给予其他像素电路P_N、P_OB的影响变大后，因为将这种影响较好的抵消将变得困难，因此像素内的伪拖尾就容易表现出来并成为问题(参照图34及图35)。

以下，对于此问题，继续参照图3进行说明。此外，在以下，图3所示A/D转换前的电压是从受到强光射入过的有效像素电路P_N影响的OB像素电路P_OB处得到的信号(电压)的相关双重采样后的差(V_rOB-V_sOB，参照图32和图33)。此外，在各个增益下进行A/D转换后的数据是针对此相关双重采样后的差以各自的增益进行A/D转换所得的数据。

如图3所示，在1倍增益时，从OB像素电路P_OB得到的上述差的A/D转换之后的数据为最小值[00]。因此，即便进行以此数据为基准的偏移修正处理，从有效像素电路P_N得到的上述差的A/D转换后的数据完全没有被修正，或只不过是被修正了一点点而已。即，增益较小的情况下，图像数据内伪拖尾难以显现(参照图34)。

与此相对，增益4倍的情况下，从OB像素电路得到的上述差的A/D转换后的数据为最大值[11]。因此，进行基于此数据的偏移修正处理后，从有效像素电路P_N得到的上述差的A/D转换后的数据被较大的修正。即，增益较大的情况下，图像数据内的伪拖尾变得容易显现。特别是，在如图3所示的极端例子中，从有效像素电路P_N得到的上述差的A/D转换后的数据中减去从OB像素电路P_OB得到的上述差的A/D转换后的数据的最大值[11]的偏移修正处理被执行。因此，无关于从有效像素电路P_N得到的上述差的A/D转换后的数据值，由于被强制修正为最小值[00]，图像数据内会有黑色的伪拖尾显现出来。(参照图35)

因此，本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件1中，为能执行以下说明的动作而构成像素电路P_N、P_OB，以此来有效抑制如上述发生的伪拖尾。

下一步，关于像素电路P_N、P_OB的具体动作将参照附图进行说明。特别的，虽然此处举出被设定的增益较小和较大的两种相对的例子，但本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件1的动作并不限于两类。

图4为表示被设定的增益较小的情况下的被强光入射过的像素电路的动作的时序图，图5是进行图4所示动作的有效像素电路的电势图。此外，图6是表示被设定的增益较大的情况下的强光射入过的像素电路的动作的时序图。图7是进行图6所示动作的有效像素电路的电势图。然而，图5和图7虽然是表示有效像素电路P_N的电势图，但有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB的差异仅是通过光电转换所生成的电荷E的有无，因此，图5和图7所示的电势图除去电荷E的存在之后也适用于OB像素电路P_OB。此外，图4和图6中，重点表示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与传输控制线TX或复位控制线RST重叠的噪音。

在图4到图7中，虽然从时间段T₁开始记载，但可当做是在比时间段T₁更早的既定时间点，光电二极管PD中的电荷E的累积已开始(电子快门)。例如此时，最先是传输控制线TX及复位控制线RST都是高电压H(第一电压)，传输门11构成栅极的晶体管及复位晶体管13都变为开启状态，从而光敏二级管PD内的电荷通过浮置扩散区域FD和复位电源线VR排出像素电路P_N、P_OB的外部。并且，传输控制线TX变为低电压L(第二电压)，由传输门11构成栅极的晶体管变为关闭状态的同时，复位控制线RST开始变为中间电压，光电二极管PD中的电荷E的累积开始。此外，由于OB像素电路P_OB没有光的射入，因此在光电二极管PD中由光电转换而得的电荷不会被生成并被累积，而是由暗电流等产生的电荷被累积。

最先是，关于被设定的增益较小的情况，参照图4及图5进行说明。如图4及图5所示，首先，在时间段T₁中，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过处于高电压H的复位电源线VR，浮置扩散区域FD内的电荷被排出到像素电路P_N、P_OB的外部。

接下来，在时间段T₂，复位控制线RST变为中间电压M₁。此中间电压M₁即上述中间电压生成部25生成的电压，是介于高电压H和低电压L之间大小的电压。此时，复位控制线RST变为中间电压M₁后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升到介于开启状态和关闭状态之间的高度。

并且，在该时间段T₂结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23，对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中电荷未被保存的状态下的输出信号线VS的电压V_rN和OB像素电路P_OB中的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行取样。

然后，在时间段T₃中，传输控制线TX变为高电压后，传输门11下的势垒下降，由传输门11构成栅极的晶体管变为开启状态，光电二极管PD内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此时，超过复位晶体管13栅极下的势垒(即，浮置扩散区域FD保存的电荷的上限量)的电荷E通过为高电压H的复位电源线VR被排出到有效像素电路P_N的外部。如此，栅极被施予中间电压M₁后，复位晶体管13可以对应源极(浮置扩散区域FD)的电荷变化得到开启状态及关闭状态这两个状态(以下，在中间电压被施予栅极的其他晶体管中也同样如此)。此外，由于OB像素电路P_OB中光电转换没有被执行导致电荷几乎没有被传输，受到传输控制线TX变为高电压的影响，输出信号线VS的电压上升(参照图4)。

接下来，在时间段T₄中，传输控制线TX变为低电压L后，传输门11下的势垒上升，由传输门11构成栅极的晶体管变为关闭状态，从光电二极管PD到浮置扩散区域FD的电荷传输停止。并且，在该时间段T₁₄结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23，对对应有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中被保存的电荷的输出信号线VS的电压V_sN和对应OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中被保存的电荷的输出信号线VS的电压V_sOB分别进行采样。

而且，A/D转换电路23对有效像素电路P_N中的相关双重采样后的差V_rN-V_sN进行A/D转换，以生成组成图像数据的有效像素数据。进一步的，A/D转换电路23对OB像素电路P_OB中的相关双重采样后的差分V_rOB-V_sOB进行A/D转换，以生成构成像素数据的OB像素数据。

此外，关于被设定的增益较大的情况，参照图6和图7进行说明。此处，图6及图7所示增益较大的情况下的像素电路P_N、P_OB的动作与图4和图5所示增益较小的情况下的像素电路P_N、P_OB的动作相比，仅是中间生成电压的大小不同。因此，此处，对基于此中间生成电压的差异所产生的动作的差异进行说明。此外，图6及图7中，为明确与图4及图5所示动作的差异，图4及图5所示增益较小的情况下的中间电压或势垒用符号[M₁]来表示的同时，增益较大情况下的中间电压或势垒用符号[M₂]来表示。

如图6和图7所示，较大增益被设定的情况下，在时间段T₂～T₄期间，复位控制线RST变为中间电压M₂。中间电压M₂是比中间电压M₁大的电压。因此，复位晶体管13的栅极下的势垒，比中间电压M₁时更小。即，浮置扩散区域FD保存的电荷的上限量比在中间电压M₁的情况下更小。

如图4～图7所示，在固体摄像元件1中，中间电压生成部25对应控制电路26设定的A/D转换的增益越大相应生成越大的中间电压。由此，小增益被设定的情况下，最终浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量会变大，但大的增益被设定的情况下，最终浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量会变小。

如参照图3进行的说明一样，小增益被设定的情况下，图像数据内伪拖尾难以显现。因此，如图4所示，OB像素电路P_OB中的相关双重采样后的差V_rOB-V_sOB可以被容许变大。因此，此情况下，通过生成一定程度的较小中间电压M₁，即便最终浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量一定程度上变大，伪拖尾也可以被充分抑制。

与此相对，大的增益被设定的情况下，图像数据内伪拖尾容易显现。因此，如图6所示，最好将OB像素电路P_OB中的相关双重采样后的差V_rOB-V_sOB尽可能变小为佳。因此，此情况下，通过生成大的中间电压M₂，最终浮置扩散区域FD保存的电荷E的上限量变小，伪拖尾被充分抑制。

如上所述，本发明的第一实施例相关的固体摄像元件1中，通过限制浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量，直接抑制作为伪拖尾产生原因的属于同一控制组的像素电路P_N及P_OB的输出的变化本身。由此，最终通过限制浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量这样简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步说，本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件1中，对应A/D转换的增益大到伪拖尾容易显现的状况，最终使浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量变小。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

<第二实施方式>

接下来，针对本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件，与上述本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件相比，仅仅是像素电路P_N、P_OB的动作的一部分不同。因此，此处关于本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件，针对其与上述本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件间的不同点，将参照附图进行说明。

图8是表示本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。图9是执行图8动作的有效像素电路的电势图。此外，图8及图9是与表示设定增益值较大情况下的本发明第一实施方式相关固体摄像元件的动作的图6和图7相对应的图，和图6和图7一样，增益较小情况下的中间电压或势垒用[M₁₁]的符号来表示，增益较大情况下的中间电压或势垒用[M₁₂]的符号来表示。此外，图8中，强调并显示输出信号线VS的变化的同时，省略表示与传输控制线TX或复位控制线RST重叠的噪音等。

在图8和图9中，虽然是从时间段T₁₁开始记载，但可当做是在时间段T₁₁之前的既定时间点，光电二极管PD中的电荷E的累积已开始行(电子快门)。例如此时，最先是传输控制线TX和复位控制线RST一起变为高电压H，由传输门11构成栅极的晶体管及复位晶体管13一起变为开启状态，据此，光电二极管PD内的电荷通过浮置扩散区域FD及复位电源线VR被排出到像素电路P_N、P_OB的外部。并且，由于传输控制线TX变为中间电压M₁₂，复位控制线RST变为低电压L，光电二极管PD中的电荷E的累积开始。并且，由于OB像素电路P_OB中没有光线射入，虽然在光电二极管PD中由光电转换产生的电荷不会被生成并累积，但由暗电流等造成的电荷则被累积。

此时，因为传输控制线TX变为中间电压M₁₂，传输门11下的势垒变为开启状态和关闭状态之间的状态。因此，光电二极管PD内的电荷虽然在累积下去，但超过传输门11下的势垒(即，光电二极管PD累积电荷的上限量)的电荷在光电二极管PD内不被累积而是直接流入浮置扩散区域FD。并且，被设定的增益较小的情况下，传输控制线TX变为比中间电压M₁₂小的中间电压M₁₁，传输门11下的势垒比中间电压M₁₂时大。

并且，如图8及图9所示，在时间段T₁₁，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过为高电压H的复位电源线VR，浮置扩散区域FD内的电荷被排出像素电路P_N、P_OB的外部。

然后，在时间段T₁₂中，复位控制线RST变为低电压L。并且，此时间段T₁₂结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23对有效像素电路P_N的在浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rN，以及OB像素电路P_OB的在浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行采样。

然后，在时间段T₁₃中，传输控制线TX变为高电压H后，传输门11下的势垒下降，由传输门11构成栅极的晶体管变为开启状态，光电二极管PD内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此时，由光电二极管PD被传输至浮置扩散区域FD的电荷E，如上所述，是通过使传输控制线TX变为中间电压M₁₂，在光电二极管PD中限制上限量并累积的电荷E。并且，由于OB像素电路P_OB中光电转换无法被进行，电荷几乎不被传输，受到传输控制线TX变为高电压H的影响，输出信号线VS的电压上升(参照图8)。

然后，在时间段T₁₄，传输控制线TX变为中间电压M₁₂，传输门11下的势垒上升到开启状态和关闭状态之间，从光电二极管PD向浮置扩散区域FD的电荷传输停止。并且，此时间段T₁₄终止时(稳定时间过了之后)，A/D转换电路23对与有效像素电路P_N的在浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_sN和与OB像素电路P_OB的在浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_s0B分别采样。

如上所述，本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件1中，通过限制在光电二极管PD中被累积的电荷E的上限量，来直接抑制成为伪拖尾产生原因的属于同一控制组的像素电路P_N、P_OB的输出的变动本身。因此，最终通过限制浮置扩散区域FD中被保存的电荷E上限量这种简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步的，本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件1中，对应A/D转换的增益较大而伪拖尾较容易显现的状况，最终使浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量变小。因此，可视需要来抑制伪拖尾。

<第三实施方式>

接下来，针对本发明的第三实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明的第三实施方式相关的固体摄像元件相当于上述本发明的第二实施方式相关的固体摄像元件的变形例。因此，在此关于本发明第三实施方式相关的固体摄像元件，针对其与上述本发明第二实施方式所述的固体摄像元件的区别点，将参照附图进行说明。

图10是表示本发明的第三实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作时序图。并且，图10是与表示本发明第二实施方式相关的固体摄像元件的动作的图8相对应的图，和图8一样，增益较小的情况下的中间电压用[M₁₁]的符号表示的同时，增益较大的情况下的中间电压用[M₁₂]的符号表示。此外，图10中，强调显示输出信号线VS的变动的同时省略显示与传输控制线TX或复位控制线RST中重叠的噪音。

如图10所示，本发明的第三实施方式相关的固体摄像元件1中，传输控制线TX在变为高电压H时间段之外的时间段内会变为低电压L或中间电压M₁₂。特别是，在时间段T₁₁～T₁₄以外的时间段内，由于传输控制线TX为低电压L，由传输门11构成栅极的晶体管处于关闭状态。

像这样，使由传输门11构成栅极的晶体管处于关闭状态后，在传输门11下，可提高与光电二极管PD中被累积的电荷(电子)相反极性的电荷(空穴)的浓度。因此，可以抑制由暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

另外，传输控制线TX变为低压L的时间段(传输门11被施予低电压L的时间段)和传输控制线TX变为中间电压M₁₁、M₁₂的时间段(传输门11被施予中间电压M₁₁、M₁₂的时间段)的合计时间段中，传输控制线TX的电压变为低压L的时间段(传输门11被施予低压L的时间段)也可占到9成以上。

如此这般地构造，使得以中间电压M₁₁、M₁₂替代低电压L而增加的暗电流可抑制在十分之一以下。

<第四实施方式>

接下来，关于本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明第四实施方式相关的固体摄像元件与上述本发明第一实施方式相关的固体摄像元件相比，仅是像素电路P_N、P_OB的构成及动作的一部分不同。因此，此处关于本发明的第四实施方式的固体摄像元件，针对其与上述本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件的不同点，参照附图进行说明。

图11即本发明第四实施方式相关的固体摄像元件具备的像素电路的电路图。如图11所示，有效像素电路P_N和OB像素电路P_OB分别具备：光电二极管PD，浮置扩散区域FD，传输门11，输出晶体管12，复位晶体管13，与输出晶体管12串联的选择晶体管14，将光电二极管PD中的电荷排出到有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB外部的排出晶体管15。

光电二极管PD阳极接地。传输门11连接传输控制线TX并构成漏极是浮置扩散区域FD、源极是光电二极管PD阴极的晶体管的栅极。输出晶体管12的栅极连接浮置扩散区域FD，漏极连接共通电源线VD，源极连接选择晶体管14的漏极。复位晶体管13的栅极连接到复位控制线RST，漏极连接到共通电源线VD，源极连接到浮置扩散区域FD。选择晶体管14的栅极连接选择控制线SEL，源极连接输出信号线VS。排出晶体管15的栅极连接排出控制线OFG，漏极连接共通电源线VD，源极连接光电二极管PD的阴极。

此处，例如，复位控制线RST和选择控制线SEL在属于像素阵列10内的同一控制组的像素电路P_N，P_OB中共通。另外，传输控制线TX、排出控制线OFG及共通电源线VD在像素阵列10内的全部的像素电路P_N，P_OB中共通。

图12为表示本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。图13是执行图12所示动作的有效像素电路的电势图。并且，图12及图13是与表示被设定的增益较大的情况下本发明第一实施方式相关的固体摄像元件的动作的图6和图7相对应的图。与图6和图7一样，增益小的情况下中间电压或势垒用[M₂₁]的符号进行表示的同时，增益大的情况下中间电压或势垒用[M₂₂]的符号进行表示。此外，图12中，强调显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与传输控制线TX或复位控制线RST重叠的噪音。

在图12和图13中，虽然是从时间段T₂₁开始描述，但可以当做是在比时间段T₂₁更早的的既定时间点光电二极管PD中的电荷E的累积已开始(电子快门)。例如此时，最先是排出控制线OFG变为高电压H，排出晶体管15变为开启状态，因此，光电二极管PD内的电荷通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。而且，因为排出控制线OFG变为中间电压M₂₂，光电二极管PD内的电荷E的累积开始。此外，因为OB像素电路P_OB没有光射入，在光电二极管PD中由光电转换产生的电荷不会被生成和累积，但是由暗电流等造成的电荷会被累积。

此时，因为排出控制线OFG变为中间电压M₂₂，排出晶体管15的栅极下的势垒变为介于开启状态和关闭状态之间。因此，虽然在光电二极管PD内电荷在累积下去，但超越排出晶体管15的栅极下的势垒(即，光电二极管PD累积电荷的上限量)的电荷不在光电二极管中累积而是通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。并且，被设定增益小的情况下，排出控制线OFG变为比中间电压M₂₂小的中间电压M₂₁，排出晶体管15的栅极下的势垒变得比中间电压M₂₂时大。

如上所述的例子，使用排出晶体管15的电子快门和浮置扩散区域FD可以分别独立工作，因此针对像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB是可以同时工作的(全局快门)。此种情况下，像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中，虽然从光电二极管PD到浮置扩散区域FD电荷E可以同时被传输，但通过将像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB的选择晶体管14就每个控制组依次设置为开启状态，可取得像素阵列10内全部的像素电路P_N，P_OB的信号(电压)。

而且，如图12及图13所示，时间段T₂₁中，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过共通电源线VD，浮置扩散区域FD内的电荷被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。

然后，在时间段T₂₂中，复位控制线RST变为低电压L之后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位晶体管13变为关闭状态。

然后，在时间段T₂₃期间，传输控制线TX变为高电压H后，传输门11下的势垒下降，由传输门11构成栅极的晶体管变为开启状态，光电二极管PD内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此时，从光电二极管PD被传输至浮置扩散区域FD的电荷E，如上所述，是通过使排出控制线OFG变为中间电压M₂₂，从而在光电二极管PD中限制上限量并累积的电荷E。并且，因为OB像素电路P_OB中没有进行光电转换，所以电荷几乎没有被传输。

然后，在时间段T₂₄中，传输控制线TX变为低电压L后，传输门11下的势垒上升，由传输门11构成栅极的晶体管变为关闭状态，从光电二极管PD向浮置扩散区域FD的电荷传输停止。

然后，在时间段T₂₅期间，排出控制线OFG变为高电压H后，排出晶体管15的栅极下的势垒下降而排出晶体管14变为开启状态，通过共通电源线VD，光电二极管PD内的电荷E被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。并且，上述的时间段T₂₁～T₂₅期间为止的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N、P_OB中同时被执行。

然后，在时间段T₂₆中，选择控制线SEL变为高电压H后，选择晶体管14变为开启状态，输出晶体管12输出的信号(电压)被给予输出信号线VS。并且，该期间T₂₆终止时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23对与有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_sN和与OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_sOB分别进行采样。

然后，在时间段T₂₇期间，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过共通电源线VD，浮置扩散区域FD内的电荷被排出像素电路P_N，P_OB的外部。

然后，在时间段T₂₈期间，复位控制线RST变为低电压L后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位晶体管13变为关闭状态。而且，该时间段T₂₈结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23分别对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rN，以及OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB进行采样。

然后，在时间段T₂₉期间，选择控制线SEL变为低电压L时，选择晶体管14变为关闭状态。并且，上述时间段T₂₆～T₂₉为止的动作在像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB中就每一个控制组执行。

然后，在时间段T₃₀中，排出控制线OFG变为中间电压M₂₂后，排出晶体管15的栅极下的势垒上升到开启状态和关闭状态之间，光电二极管PD内的电荷排出停止。并且，此时间段T₃₀的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中同时被进行。此外，从此期间T₃₀可开始光电二极管内的电荷累积。此种情况下，时间段T₃₀中排出控制线OFG变为中间电压M₂₂的时间点即作为电子快门(特别是全局快门)的时间。进一步的，在此种情况下，全部控制组中，如图12及图13中举例所示的，不需在时间段T₂₆～T₂₉的动作后开始时间段T₃₀，时间段T₂₆～T₂₉的动作开始之前或者时间段T₂₆～T₂₉的动作的过程中也可有开始时间段T₃₀的控制组。

如上述，本发明第四实施方式相关的固体摄像元件1中，通过限制光电二极管PD中被累积的电荷E的上限量，可以直接控制成为伪拖尾产生原因的属于同一控制组的像素电路P_N，P_OB中的输出的变化本身。因此，通过最终限制浮置扩散区域FD内被保存的电荷E的上限量这样简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步，本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件1中，针对A/D转换的增益大而伪拖尾容易显现的状况，最终将浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量变小。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

<第五实施方式>

接下来，针对本发明的第五实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明的第五实施方式相关的固体摄像元件相当于上述本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件的变形例。因此，此处关于本发明第五实施方式相关的固体摄像元件，针对其与上述本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件的不同点，将参照附图进行说明。

图14是表示本发明的第五实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图。并且，图14是与表示本发明第四实施方式相关固体摄像元件的动作的图12相对应的图，和图12一样，增益小的情况下的中间电压用[M₂₁]来表示的同时，增益大的情况下的中间电压用符号[M₂₂]来表示。此外，图14中，强调显示输出信号线VS的变动的同时，与传输控制线TX或复位控制线RST重叠的噪音等则省略显示。

如图14所示，在本发明的第五实施方式相关的固体摄像元件1中，排出控制线OFG在变为高电压H的时间段以外的时间段变为低电压L或中间电压M₂₂。特别的，在时间段T₂₁～T₂₉以外的时间段，由于排出控制线OFG变为低电压L，排出晶体管15变为关闭状态。

像这样，将排出晶体管15设为关闭状态后，在排出晶体管15的栅极下，可提高与光电二极管PD中被累积的电荷的极性相反的电荷(空穴)的浓度提高。因此，可抑制由暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

并且，排出控制线OFG变为低电压L的时间段(排出晶体管15的栅极被施予低电压L的时间段)和排出控制线OFG变为中间电压M₂₁，M₂₂的时间段(排出晶体管15的栅极被施予中间电压M₂₁，M₂₂的时间段)合计的时间段中，排出控制线OFG变为低电压L的时间段(排出晶体管15的栅极被施予低电压L的时间段)占到9成以上也是可以的。

如此这般地构造，可使得用中间电压M₂₁，M₂₂代替低电压L所增加的暗电流被抑制在十分之一以下。

<第六实施方式>

接下来，关于本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件与上述本发明的第四实施方式相关固体摄像元件相比较，仅是像素电路P_N，P_OB的构造及动作的一部分不同。因此，此处关于本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件，针对其与上述本发明的第四实施方式相关的固体摄像元件的不同点将参照附图进行说明。

图15是本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件具备的像素电路的电路图。如图15所示，有效像素电路P_N及OB像素电路P_OB分别具备：光电二极管PD，浮置扩散区域FD，输出晶体管12，复位晶体管13，选择晶体管14，排出晶体管15，将从光电二极管PD被传输的电荷在向浮置扩散区域FD传输之前临时保存的存储区域(电荷保存部)MEM，从光电二极管PD向储存区域MEM传输电荷的第一传输门(第一传输部)16，将存储区域MEM保存的电荷传输给浮置扩散区域FD的第二传输门(第二传输部)17。

因为第一传输门16及第二传输门17是将光电二极管PD存储的电荷传输至浮置扩散区域FD的部件，可以说是相当于上述第一～第五实施方式相关的固体摄像元件中的传输门11。只是，第一传输门16及第二传输门17可以单独控制，所以从光电二极管PD向浮置扩散区域FD传输电荷过程中，将电荷临时保存在存储区域MEM这一点与上述第一～五实施方式相关的固体摄像元件中的传输门11不同。

光电二极管PD阳极接地。第一传输门16连接第一传输控制线TRX。第二传输门17连接第二传输控制线TRG。输出晶体管12栅极连接浮置扩散区域FD，漏极连接共通电源线VD，源极连接选择晶体管14的漏极。复位晶体管13栅极连接复位控制线RST，漏极连接共通电源线VD，源极连接浮置扩散区域FD。选择晶体管14栅极连接选择控制线SEL，源极连接输出信号线VS。排出晶体管15栅极连接排出控制线OFG，漏极连接共通电源线VD，源极连接光电二极管PD的阴极。

此处，例如复位控制线RST、选择控制线SEL及第二传输控制线TRG在像素阵列10内的属于同一控制组的像素电路P_N，P_OB中共通。此外，例如第一传输控制线TRX、排出控制线OFG以及共通电源线VD在像素阵列10内的全部的像素电路P_N，P_OB中共通。

图16是表示图15的像素电路的一部分的构成例的截面示意图。并且，图16是表示了图15所示的像素电路中从排出晶体管15至浮置扩散区域FD的路径的截面的图。

如图16所示，构成像素电路的各部分被设置在形成于N型基板S的内部及上表面侧(图中为上侧，以下称为[上侧])的P阱W。基板S(阱W)的上表面设有栅极氧化膜X，此栅极氧化膜X的上表面上设置有排出晶体管的栅极15G、第一传输门16及第二传输门17等各种栅极。

光电二极管PD包括于P阱W内部形成的N型(N-)区域，并在此区域内累积通过光电转换生成的电荷(电子)。并且，严格来讲，通过作为阴极的P阱和作为阳极的N型(N-)区域的组合，构成光电二极管，但此处仅指电荷被累积的N型(N-)的区域来说明光电二极管PD。

此外，光电二极管PD的上侧并位于基板S(阱W)的内部的上表面附近，P型(P+)的埋入区B被形成。通过形成此埋入区B，因为光电二极管PD在与缺陷较多的基板S的上表面间隔一段距离的位置累积电荷，暗电流被抑制。

排出晶体管的漏极15D及浮置扩散区域FD是在基板S(阱W)的内部的上表面附近被形成的N型(N+)的区域。排出晶体管的栅极15G是被形在在栅极氧化膜X的上表面的覆盖排出晶体管的漏极15D和光电二极管PD之间的区域的位置处。并且，光电二极管PD相当于排出晶体管的源极。

存储区域MEM是在基板S(阱W)的内部的上表面附近被形成的N型(N)区域。此外，存储区域MEM被设置于光电二极管PD和浮置扩散区域FD之间的区域。

第一传输门16是被形成在栅极氧化膜X的上表面上的覆盖光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域以及存储区域MEM的一部分或全部区域的位置处。另外，第二传输门17是被形成在栅极氧化膜X的上表面上的覆盖了存储区域MEM和浮置扩散区域FD之间的区域的位置处。

图17是表示本发明第六实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图，图18及图19是执行图17动作的有效像素电路的电势图。并且，图17、图18以及图19与表示本发明第四实施方式相关的固体摄像元件的动作的图12及图13相对应，和图12和图13同样，在增益小的情况下给中间电压或势垒予符号[M₃₁]来表示的同时，增益大的情况下给中间电压或势垒予符号[M₃₂]来表示。此外，图17中，强调并显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与第二传输控制线TRG或复位控制线RST重叠的噪音。

在图17、图18及图19中，虽然是从时间段T₃₁开始记载，但当做是在比时间段T₃₁更早的既定时间点，光电二极管PD中的电荷E的累积已被开始(电子快门)。例如此时，最开始是排出控制线OFG变为高电压H，由于排出晶体管15变为开启状态，光电二极管PD内的电荷通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。而且，由于排出控制线OFG变为低电压L，在光电二极管PD中的电荷E的累积开始。并且，因为OB像素电路P_OB没有光射入，光电二极管PD中由光电转换生成的电荷不会被生成并累积，但是由暗电流造成的电荷则被累积。

如图17，图18及图19中所示，首先，在时间段T₃₁中，第二传输控制线TRG及复位控制线RST一起变为高电压H，由第二传输门17构成栅极的晶体管及复位晶体管13一起变为开启状态，由此，存储区域MEM及浮置扩散区域FD内的电荷被排出到共通电源线VD。

然后，在时间段T₃₂中，复位控制线RST变为低电压L后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位晶体管13变为关闭状态。此外，与此同时，第二传输控制部TRG变为中间电压M₃₂后，第二传输门17下的势垒变为开启状态和关闭状态之间。

然后，在时间段T₃₃中，第一传输控制线TRX变为高电压H后，第一传输门16下的势垒下降。即，光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域的势垒下降的同时，存储区域MEM的势垒下降。由此，光电二极管PD内的电荷E被传输至存储区域MEM。此外，因为OB像素回路P_OB中光电转换没有被进行，因此电荷几乎没有被传输至存储区域MEM。

然后，在时间段T₃₄中，第一传输控制线TRX变为低电压L后，第一传输门16下的势垒上升。即，光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域的势垒上升的同时，存储区域MEM的势垒也上升。由此，从光电二极管PD到存储区域MEM的电荷E传输停止。此时，超过第二传输门17下势垒(即，存储区域MEM所保存的电荷的上限量)的电荷E从存储区域MEM中溢出并被排出至浮置扩散区域FD。并且，被设定的增益小的情况下，第二控制线TRG变为比中间电压M₃₂小的中间电压M₃₁，第二传输门17下的势垒比中间电压为M₃₂时大。

然后，在时间段T₃₅中，排出控制线OFG变为高电压H后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒下降而排出晶体管15变为开启状态，通过共通电源线VD，光电二极管PD内的电荷E被排出至像素电路P_N，P_OB的外部。并且，上述时间段T₃₁～T₃₅期间的动作，在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中被同时执行。

然后，在时间段T₃₆中，选择控制线SEL变为高电压H后，选择晶体管14变为开启状态，输出晶体管12输出的信号(电压)被给予输出信号线VS。

然后，在时间段T₃₇中，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过共通电源线VD，浮置扩散区域FD内的电荷被排出像素电路P_N，P_OB的外部。

然后，在时间段T₃₈中，复位控制线RST变为低电压L后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位晶体管13变为关闭状态。并且，此时间段T₃₈结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rN，以及OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行采样。

然后，在时间段T₃₉中，第二传输控制线TRG变为高电压H后，第二传输门17下的势垒下降，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为开启状态，存储区域MEM内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此时，从存储区域MEM被传输至浮置扩散区域FD的电荷E，如上所述，是通过将第二传输控制线TRG设置为中间电压M₃₂，从而在存储区域MEM内限制上限量并累积的电荷E。并且，在OB像素电路P_OB中，如上所述，因为几乎没有对存储区域MEM传输并累积的电荷，所以向浮置扩散区域FD传输的电荷几乎没有。

然后，在时间段T₄₀中，第二传输控制线TRG变为中间电压M₃₂后，第二传输门17下的势垒上升至开启状态和关闭状态之间，从存储区域MEM向浮置扩散区域FD的电荷传输停止。而且，此期间T₄₀结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23对对应有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中被保存的电荷的输出信号线VS的电压V_sN，和对应OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中被保存的电荷的输出信号线VS的电压V_sOB分别进行采样。

然后，在时间段T₄₁中，选择控制线SEL变为低电压后，选择晶体管14变为关闭状态。并且，上述时间段T₃₆～T₄₁为止的动作，在像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB中就每一个控制组执行。

然后，在时间段T₄₂中，排出控制线OFG变为低电压L后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒上升，排出晶体管15变为关闭状态，光电二极管PD内的电荷排出停止。并且，此时间段T₄₂的动作在像素阵列10内的全部的像素电路P_N，P_OB中可以被同时执行。此外，从此时间段T₄₂开始，可开始光电二极管PD中的电荷累积。此种情况下，在时间段T₄₂中，排出控制线OFG变为低电压L的时间点即成为电子快门(特别是全局快门)的时间点。进一步的，在此情况下，在全部控制组中，如图17、图18及图19举例所示，在时间段T₃₆～T₄₁的动作之后开始时间段T₄₂是没有必要的，时间段T₃₆～T₄₁的动作开始前或时间段T₃₆～T₄₁的动作的过程中也可有开始时间段T₄₂的控制组存在。

如上所述，在本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件1中，通过限制存储区域MEM中被保存的电荷E的上限量，可以直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路P_N，P_OB中的输出变动本身。因此，最终通过限制浮置扩散区域FD内被保存的电荷E的上限量这种简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步，本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件1中，针对在A/D转换的增益大到伪拖尾容易显现的状况，最终将浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量变小。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

<第七实施方式>

接下来，针对本发明的第七实施方式相关的固体摄像元件进行说明。并且，本发明第七实施方式相关的固体摄像元件，与上述本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件相比，仅是动作的一部分存在差异。因此，此处关于本发明第七实施方式相关固体摄像元件，针对其与上述本发明第六实施方式相关的的固体摄像元件的不同点，将参照附图进行说明。

图20是表示本发明的第七实施方式相关的固体摄像元件所具备的像素电路的动作的时序图，图21和图22是执行图20所示动作的有效像素电路的电势图。并且，图20、图21及图22是与表示被设定的增益大的情况下的本发明第六实施方式相关的固体摄像元件的动作的图17、图18和图19相对应的图，和图17、图18、图19一样，增益小的情况下的中间电压或势垒用[M₄₁]的符号来表示的同时，增益大的情况下的中间电压或势垒用符号[M₄₂]来表示。此外，图20中，强调显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与第二传输控制线TRG或复位控制线RST中重叠的噪音等。

在图20、图21及图22中，虽然从时间段₅₁开始记载，但当做是在比时间段T₅₁更早的时间点，光电二极管PD中的电荷E的累积已开始进行(电子快门)。例如此时，最开始是排出控制线OFG变为高电压H，排出晶体管15变为开启状态，因此光电二极管PD内的电荷通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。此外，由于排出控制线OFG变为中间电压M₄₂，光电二极管PD中电荷E开始累积。并且，由于OB像素电路P_OB中没有光射入，光电二极管PD中通过光电转换生成的电荷不会被生成并被累积，但由暗电流产生的电荷可以被累积。

此时，由于排出控制线OFG变为中间电压M₄₂，排出晶体管15的栅极15G下的势垒变为开启状态和关闭状态之间。因此，虽然光电二极管PD内的电荷会累积下去，但超过排出晶体管15的栅极15G下的势垒(即，光电二极管PD累积电荷的上限量)的电荷不在光电二极管PD中被累积而是通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。并且，被设定的增益小的情况下，排出控制线OFG变为比中间电压M₄₂小的中间电压M₄₁，排出晶体管15的栅极15G下的势垒变得比中间电压M₄₂时大。

并且，如图20、图21及图22所示，在时间段T₅₁中，第二传输控制线TRG及复位控制线RST共同变为高电压H，因为由第二传输门17组成栅极的晶体管和复位晶体管13共同变为开启状态，由此存储区域MEM及浮置扩散区域FD内的电荷在被排出到共同电源线VD。

然后，在时间段T₅₂中，复位控制线RST变为低电压L后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位控制线13变为关闭状态。此外，与此同时，第二传输控制线TRG变为低电压L后，第二传输门17下的势垒上升，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为关闭状态。

然后，在时间段T₅₃中，第一传输控制线TRX变为高电压H后，第一传输门16下的势垒下降。即，光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域的势垒下降的同时，存储区域MEM的势垒下降。由此，光电二极管PD内的电荷E被传输至存储区域MEM。此时，从光电二极管PD被传输至存储区域MEM的电荷E，如上所述，是通过将排出控制线OFG设置为中间电压M₄₂，从而在光电二极管PD中限制上限量并累积的电荷E。并且，因为OB像素电路P_OB中光电转换没有被进行，所以电荷几乎不被传输到存储区域MEM。

然后，在时间段T₅₄中，第一传输控制线TRX变为低电压L后，第一传输门16下的势垒上升。即，光电二极管PD和存储区域MEM间的区域的势垒上升的同时，存储区域MEM的势垒也上升。由此，从光电二极管PD到存储区域MEM的电荷E的传输停止。

然后，在时间段T₅₅中，排出控制线OFG变为高电压H后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒下降而排出晶体管15变为开启状态，通过共通电源线VD，光电二极管PD内的电荷E被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。并且，上述的时间段T₅₁～T₅₅的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中被同时执行。

然后，在时间段T₅₆中，选择控制线SEL变为高电压H后，选择晶体管14变为开启状态，输出晶体管12输出的信号(电压)被给予输出信号线VS。

然后，在时间段T₅₇中，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过共通电源线VD，浮置扩散区域FD内的电荷被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。

然后，在时间段T₅₈中，复位控制线RST变为低电压L后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升，复位晶体管13变为关闭状态。而且，该时间段T₅₈终止时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23将对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rN及OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行采样。

然后，在时间段T₅₉中，第二传输控制线TRG变为高电压H后，第二传输门17下的势垒下降，由第二传输门17组成栅极的晶体管变为开启状态，存储区域MEM内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此外，在OB像素电路P_OB中，如上所述，由于被传输至存储区域MEM并被累积的电荷几乎没有，所以电荷几乎不会被传输至浮置扩散区域FD。

然后，在时间段T₆₀中，第二传输控制线TRG变为低电压L后，第二传输门17下的势垒上升，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为关闭状态，由存储区域MEM向浮置扩散区域FD的电荷传输停止。此外，此时间段T₆₀结束后(稳定时间经过后)，A/D转换电路23将对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中被保存的电荷所对应的输出信号线VS的电压V_rN及OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中被保存的电荷所对应的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行采样。

然后，在时间段T₆₁中，选择控制线SEL变为低电压后，选择晶体管14变为关闭状态。并且，上述时间段T₅₆～T₆₁为止的动作在像素阵列10内的像素电路P_N、P_OB中被就每一个控制组执行。

然后，在时间段T₆₂中，排出控制线OFG变为中间电压M₄₂后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒上升至开启状态和关闭状态之间，光电二极管PD内的电荷的排出停止。并且，此时间段T₆₂的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中同时被执行。此外，从此时间段T₆₂开始，也可开始在光电二极管PD中的电荷累积。此种情况下，在时间段T₆₂中排出控制线OFG变为中间电压M₄₂的时间点即成为电子快门(特别是全局快门)的时间点。进一步的，此情况下，全部的控制组中，如图20、图21及图22中示例的一样，没有必要在时间段T₅₆～T₆₁的动作后开始时间段T₆₂，时间段T₅₆～T₆₁的动作开始前或时间段T₅₆～T₆₁的动作的过程中也可有开始时间段T₆₂的控制组存在。

如上所述，本发明的第七实施方式相关的固体摄像元件1中，通过限制光电二极管PD中被累积的电荷E的上限量来直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路P_N，P_OB中的输出变化本身。因而，最终通过限制浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量这样简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步的，本发明第七实施方式相关的固体摄像元件1中，针对A/D转换的增益大到伪拖尾容易显现的状况，最终将浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量变小。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

<第八实施方式>

接下来，针对本发明的第八实施方式相关的的固体摄像元件进行说明。并且，本发明第八实施方式相关的固体摄像元件相当于上述本发明第七实施方式相关的固体摄像元件的变形例。因此，此处关于本发明第八实施方式相关的固体摄像元件，针对其和上述本发明第七实施方式相关的固体摄像元件的区别点将参照附图进行说明。

图23是表示本发明第八实施方式相关的固体摄像元件具备的像素电路的动作的时序图。此外，图23是与表示本发明第七实施方式相关的固体摄像元件的动作的图20相对应的图。与图20一样，增益小的情况下给中间电压以符号[M₄₁]来表示的同时，增益大的情况下给中间电压以符号[M₄₂]来表示。此外，图23中，强调显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与传输控制线TX或复位控制线RST中重叠的噪音。

如图23所示，本发明的第八实施方式相关的固体摄像元件1中，排出控制线OFG在变为高电压H的时间段以外的时间段中变为低电压L或中间电压M₄₂。特别的，在时间段T₅₁～T₆₁以外的时间段中，由于排出控制线OFG变为低电压L，排出晶体管15变为关闭状态。

如此，将排出晶体管15设置为关闭状态后，排出晶体管15的栅极15G下，可提高与光电二极管PD中被累积的电荷(电子)极性相反的电荷(空穴)的浓度。因此，可抑制由暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

此外，排出控制线OFG变为低电压L的时间段(排出晶体管15的栅极15G被给予低电压L的时间段)与排出控制线OFG变为中间电压M₄₁，M₄₂的时间段(排出晶体管15的栅极15G中被给予中间电压M₄₁，M₄₂的时间段)合计的时间段内，排出控制线OFG变为低电压L的时间段(排出晶体管15的栅极15G中被给予低电压L的时间段)也可占到9成以上。

如此这般地构成，代替低电压L通过使用中间电压M₄₁，M₄₂而增加的暗电流被抑制在十分之一以下是可能的。

<第九实施方式>

接下来，针对本发明的第九实施方式相关的的固体摄像元件进行说明。并且，本发明第九实施方式相关的固体摄像元件与上述本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件相比，仅是动作的一部分不同。因此，此处关于本发明第九实施方式相关的固体摄像元件，针对其与上述本发明第六实施方式相关的固体摄像元件的不同点将参照附图进行说明。

图24为表示本发明的第九实施方式相关的固体摄像元件具备的像素电路的动作的时序图，图25及图26是表示执行图24所示动作的有效像素电路的电势图。并且，图24、图25及图26是与表示被设定的增益大的情况下本发明第六实施方式相关的固体摄像元件的动作的图17、图18、图19相对应的图，与图17、图18、图19一样，增益小的情况下的中间电压或势垒用符号[M₅₁]来表示的同时，增益大的情况下的中间电压或势垒用符号[M₅₂]来表示。此外，图24中，强调显示输出信号线VS的变动的同时，省略显示与第二传输控制线TRG或复位控制线RST重叠的噪音等。

在图24、图25和图26中，虽然是从时间段71开始记载，但是当做是在比时间段T₇₁更早的既定的时间点，光电二极管PD中的电荷E的累积开始(电子快门)。例如此时，最开始是排出控制线OFG中的电压变为高电压H，排出晶体管15变为开启状态，由此光电二极管PD内的电荷通过共通电源线VD被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。此外，由于排出控制线OFG变为低电压L，光电二极管PD中电荷E的累积开始。并且，OB像素电路P_OB中没有光射入，因此光电二极管PD中由光电转换生成的电荷不会被生成并被累积，但是由暗电流产生的电荷被累积。

如图24、图25及图26中所示，首先，在时间段T₇₁中，第二传输控制线TRG及复位控制线RST共同变为高电压H，通过由第二传输门17构成栅极的晶体管及复位晶体管13一起变为开启状态，存储区域MEM及浮置扩散区域FD内的电荷被排出到共通电源线VD。

然后，在时间段T₇₂中，第二传输控制线TRG变为低电压L后，第二传输门17下的势垒上升，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为关闭状态。此外，与此同时，复位控制线RST变为中间电压M₅₂后，复位晶体管13的栅极下的势垒变为开启状态和关闭状态之间。

然后，在时间段T₇₃中，第一传输控制线TRX变为高电压H后，第一传输门16下的势垒下降。即，光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域的的势垒下降的同时，存储区域MEM的势垒下降。由此，光电二极管PD内的电荷E被传输至存储区域MEM。此外，因为在OB像素电路P_OB中光电转换没有被进行，因此几乎没有电荷被传输至存储区域MEM。

然后，在时间段T₇₄中，第一传输控制线TRX变为低电压L后，第一传输门16下的势垒上升。即，光电二极管PD和存储区域MEM之间的区域的势垒上升的同时，存储区域MEM中的势垒也上升。由此，从光电二极管PD向存储区域MEM的电荷传输停止。

然后，在时间段T₇₅中，排出控制线OFG变为高电压H后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒下降，排出晶体管15变为开启状态，通过共通电源线VD，光电二极管PD内的电荷E被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。此外，上述时间段T₇₁～T₇₅为止的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中同时被执行。

然后，在时间段T₇₆中，选择控制线SEL变为高电压H后，选择晶体管14变为开启状态，输出晶体管12输出的信号(电压)被给予输出信号线VS。

然后，在时间段T₇₇中，复位控制线RST变为高电压H后，复位晶体管13的栅极下的势垒下降，复位晶体管13变为开启状态，通过共通电源线VD，浮置扩散区域FD内的电荷被排出到像素电路P_N，P_OB的外部。

然后，在时间段T₇₈中，复位晶体管RST变为中间电压M₅₂后，复位晶体管13的栅极下的势垒上升至开启状态和关闭状态之间。并且，此时间段T₇₈结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23将对有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中电荷未被保存的状态下的输出信号线VS的电压V_rN和OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中电荷未被保存状态下的输出信号线VS的电压V_rOB分别进行采样。

然后，在时间段T₇₉中，第二传输控制线TRG变为高电压H后，第二传输门17下的势垒下降，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为开启状态，存储区域MEM内的电荷E被传输至浮置扩散区域FD。此时，超过复位晶体管13的栅极下的势垒(即，浮置扩散区FD保存电荷的上限量)的电荷E通过共通电源线VD被排出至像素电路P_N，P_OB的外部。并且，被设定的增益小的情况下，复位控制线RST变为比中间电压M₅₂小的中间电压M₅₁，复位晶体管13的栅极17下的势垒比中间电压M₅₂时大。

然后，在时间段T₈₀中，第二传输控制线TRG变为低电压L后，第二传输门17下的势垒上升，由第二传输门17构成栅极的晶体管变为关闭状态，从存储区域MEM向浮置扩散区域FD的电荷传输停止。并且，此时间段T₈₀结束时(稳定时间经过后)，A/D转换电路23将对与有效像素电路P_N的浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_sN，及与OB像素电路P_OB的浮置扩散区域FD中被保存的电荷对应的输出信号线VS的电压V_sOB分别进行采样。

然后，在时间段T₈₁中，选择控制线SEL变为低电压后，选择晶体管14变为关闭状态。并且，上述时间段T76～T81时间段内的动作，在像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB中可就每一个控制组执行。

然后，在时间段T₈₂中，排出控制线OFG变为低电压L后，排出晶体管15的栅极15G下的势垒上升，排出晶体管15变为关闭状态，光电二极管PD内的电荷排出停止。并且，此时间段T₈₂的动作在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中同时被执行。并且，从此时间段T₈₂开始，也可开始光电二极管PD内电荷的累积。此种情况下，在时间段T₈₂中，排出控制线OFG变为低电压L的时间点即是电子快门(特别是全局快门)的时间点。进一步的，在此种情况下，在全部的控制组中，如图24、图25及图26举例所示，没必要在时间段T₇₈～T₈₁的动作后开始时间段T₈₂，时间段T₇₆～T₈₁的动作开始前或时间段T₇₆～T₈₁的动作的过程中也可有开始时间段T₈₂的控制组存在。

如上所述，本发明的第九实施方式相关的固体摄像元件1中，通过限制浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量，直接限制作为伪拖尾的原因的属于同一控制组的像素电路P_N，P_OB中的输出的变动本身。因此，最终通过限制在浮置扩散区域FD中被保存的电荷E的上限量这种简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步的，在本发明的第九实施方式相关的固体摄像元件1中，针对A/D转换的增益大到伪拖尾容易显现的状况，最终将浮置扩散区域FDFD中被保存的电荷E的上限量减小。因此，可视需要有效抑制伪拖尾。

<变形等>

上述各实施方式相关的固体摄像元件1，例如，如下所述地将其中一部分变形之后再实施是可能的。

[1]垂直扫描电路21给予像素电路P_N，P_OB的中间电压M₁、M₂、M₁₁、M₁₂～M₅₁、M₅₂，根据增益的大小，也可以存在是负电压的情况。关于此情况下的此固体摄像元件的构成例将参照附图进行说明。图27是表示本发明的实施方式相关的固体摄像元件的变形例构成的模块图。

图27所示的固体摄像元件1A在具备生成负电压并将其给予中间电压生成电路25的负电压生成电路29这一点来说，与图1所示固体摄像元件1是不同的。此种情况下，中间电压生成电路25对应增益的大小，可以生成为负电压的中间电压M₁、M₂、M₁₁、M₁₂～M₅₁、M₅₂。

此外，垂直扫描电路21给予像素电路P_N，P_OB的低电压L也可以变为负电压。关于此种情况下的固体摄像元件的构成例，参照附图进行说明。图28是表示本发明的实施方式相关的固体摄像元件其他变形例构成的模块图。

图28所示固体摄像元件1B在具备生成负电压并将其给予中间电压生成电路25及垂直扫描电路21的负电压生成电路29这一点来说，与图1所示固体摄像元件1不同。此种情况下，中间电压生成电路25对应增益大小可以生成为负电压的中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁、M₅₂。此外，垂直扫描电路21将从负电压生成电路28得到的负电压作为上述低电压L给予像素电路P_N，P_OB。

如这些变形例这般，将垂直扫描电路21设为给予像素电路P_N，P_OB作为中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂或低电压L的负电压(即，与高电压H的极性相异的电压)的结构，则在传输门、或传输晶体管15的栅极下，可提高与光电二极管中所累积的电荷(电子)极性相反的电荷(空穴)的浓度。因此，可抑制暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

并且，将作为负电压的中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂或低电压L，给予图2、图11及图15所示的像素电路P_N，P_OB内的任何一个晶体管的栅极(每一个晶体管12～15的栅极、传输门11、第一传输门16、第二传输门17)皆可。特别的，如上所述，构成为至少对传输门11或排出晶体管15的栅极给予负电压后，因为可以抑制暗电流产生的电荷流入光电二极管PD，所以是优选的。

[2]本发明的第三实施方式相关的的固体摄像元件是能够给予本发明第二实施方式相关的固体摄像元件的像素电路P_N，P_OB所具备的传输门11低电压L而使由传输门11构成栅极的的晶体管处于关闭状态的元件。此外，本发明第五实施方式相关的固体摄像元件是能够给予本发明第四实施方式相关的固体摄像元件的像素电路P_N，P_OB所具备的排出晶体管15的栅极低电压L而使其变为关闭状态的元件。与这些一样，本发明的第一实施方式相关的固体摄像元件也可以以能够给予像素电路P_N，P_OB所具备的复位晶体管13的栅极低电压L而使其处于关闭状态的方式构成。

此外，本发明的第八实施方式相关的固体摄像元件能够给予本发明第七实施方式相关的固体摄像元件的像素线路P_N，P_OB所具备的排出晶体管15的栅极15G低电压L而使其成为关闭状态。与此相同，关于本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件，也可构成为对像素电路P_N，P_OB所具备的第二传输门17给予低电压L，使由第二传输门17构成栅极的晶体管处于关闭状态。此外，与这些一样，关于本发明第九实施方式相关的固体摄像元件，也可构成为对像素电路P_N,P_OB所具备的复位晶体管13的栅极给予低电压L而使其处于关闭状态。

[3]电荷E的上限量过小的话，电荷E无法充分累积，A/D转换后的数据无法取得最大值。此外，电荷E的上限量过大的话，伪拖尾的抑制变得困难。

因此，作为电荷E的上限量的设定方法(即，中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂的设定方法)，将其设在由A/D转换电路23根据被设定的增益来进行A/D转换的情况下所得数据为最大值时的电荷下限量以上，并为该下限量的1.5倍以下为佳。

用此设定方法设定了电荷E的上限量后，使A/D转换后的数据可以得到最大值同时，也可有效抑制伪拖尾。

[4]被设定的增益和中间电压生成电路25生成的中间电压之间的关系是只要增益越大中间电压越大的关系性被满足，不管是什么样的关系皆可。例如，伴随增益的增大，中间电压呈线性或非线性增大(即，电荷E的上限量呈线性或非线性增大)这样的关系是可以的，而伴随增益的增大，中间电压呈阶梯性增大(即，电荷E的上限量呈阶梯性增大)这样的关系也是可以的。

[5]关于图2所示像素电路，虽然已说明了复位电源线VR于每个控制组都是共通的，但也可以构成为在像素阵列10内的全部像素电路P_N，P_OB中共通，进一步的，复位电源线VR和共通电源线VD共通也可(复位晶体管13的漏极连接到共通电源线VD也可)。但是，复位电源线VR在像素电路P_N，P_OB中共通的情况，即构成为如图11及图15所示的具备选择晶体管14。

此外，图11及图15所示像素电路中，虽然复位晶体管13的漏极被连接到共通电源线VD，但也可将复位晶体管13的漏极连接于和独立于共通电源线VD设置的复位电源线VR，进一步地，也是可以构成为每个控制组中复位电源线VR共通(和第一～第三实施方式相同，参照图2)。

[6]图2所示像素电路和图11及图15所示像素电路一样，可以是具备选择晶体管14的构造，也可以是具备选择晶体管14及排出晶体管15的构造。

此外，图11及图15所示像素电路与图11所示像素电路一样，作为不具备选择晶体管14的构造也是可以的。但是，此种情况下，与本发明的第一～第三实施方式相关的固体摄像元件1一样，会优选地进行诸如构成为像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB就每个控制组顺次动作(参照图4～图10)或具备替代选择晶体管14的选择性输出信号的手段等变形。

[7]图1、图27及图28中，关于A/D转换电路23利用斜坡波生成电路24生成的斜坡波进行A/D转换的构造虽然已经举例说明，但此构造不过是其中一示例，A/D转换电路23采取什么样的方法进行A/D转换皆可。但是，如图1、图27及图28所示，优选的是使A/D转换的增益易于改变成为可能的构成。

[8]图1、图27及图28,中，关于仅在像素阵列10的左端设置OB像素电路P_OB(遮光膜)的构造虽然进行了示例，但此构成只不过是其中一示例，在像素阵列10的任何位置设置OB像素电路P_OB皆可。例如，在像素阵列10的两端(例如，左端和右端)设置OB像素电路P_OB是可以的，在像素阵列10的周围(例如，左端，上端，右端及下端)设置像素电路P_OB也是可以的。

此外，图1、图27及图28中，关于在像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB排列为矩阵状(沿图中上下方向及左右方向排列)的构造虽然已举例说明，但此构成只不过是其中一示例，在像素阵列10内的像素电路P_N，P_OB怎么排列都是可以的。例如，在像素阵列10内，像素电路P_N，P_OB沿图1、图27图28的倾斜方向(例如相对图中的左右方向±45°的方向)排列也是可以的。

[9]关于图1的左右方向上并排的同一行的像素电路P_N，P_OB属于同一控制组的情况虽然进行了示例和说明，但此控制组的设定方法仅是一个例子，采用任何方法设定控制组都是可以的。例如，可以是不相邻的间隔的像素电路P_N，P_OB被包含于同一控制组，可以多行像素电路被包含在同一控制组，也可以是行外的既定区域的像素电路被包含于同一控制组。

[10]关于A/D转换电路对相关双重采样后的差分进行A/D转换的情况虽然进行了示例和说明，但A/D转换电路23对像素电路P_N，P_OB的浮置扩散区域FD中电荷被保存的状态下得到的输出信号线VS的信号(电压V_sN，V_sOB)直接进行A/D转换也是可以的。

[11]关于生成并累积电子的同时，各个像素电路具备N沟道型FET的固体摄像元件虽然已经举例说明，但本发明所适用的固体摄像元件不仅限于这个例子。例如，对于累积空穴且各个像素电路具备P沟道型FET的固体摄像元件，本发明也是适用的。但是，提供给各个像素电路P_N，P_OB具备的晶体管的电压的极性或大小关系，为使与上述例子相同的动作被执行，需要根据适用的形态作适当变更。

[12]上述各实施例相关的的固体摄像元件只要没有矛盾，将它们的特征部分进行组合实施是可能的。

例如，虽然本发明的第一及第九实施方式相关的固体摄像元件进行限制浮置扩散区域FD保存的电荷E不超过上限量的动作(第一上限量限制动作)，本发明的第二～第五，第七及第八实施方式相关的固体摄像元件进行限制光电二极管PD所累积的电荷E不超过上限量的动作(第二上限量限制动作)，本发明的第六实施方式相关的固体摄像元件进行限制存储区域MEM累积的电荷E不超过上限量的动作(第三上限量限制动作)，但也可以以这些动作的任意组合可以同时执行的方式构成。

《电子信息设备》

关于具备了上述的固体摄像元件1、1A、1B的本发明实施方式相关的电子信息设备的构成例，参照图29进行说明。图29是本发明的实施方式相关的电子信息设备的构成例的模块图。并且，图29所示的电子信息设备50，例如，不局限于以固体摄像元件1,1A，1B的摄像功能为核心功能的数码相机或数码摄像机一类的摄像装置，也可以包括能够以固体摄像元件1,1A，1B的摄像功能为附属功能的手机、平板电脑、笔记本电脑等的各种设备。

如图29所示，本发明的实施方式相关的电子信息设备50包括：相当于上述固体摄像元件1,1A，1B的摄像部51，由在摄像部51上进行光学成像的光学部件(例如，镜头或光圈)构成的光学系统52，由对摄像部51生成的数据进行各种处理(例如，去马赛克)并生成图像数据的DSP(数字信号处理器)等构成的数据处理部53，数据处理部53处理数据时存储数据的帧存储器54，显示数据处理部53生成的图像或操作用的图像等的显示装置55，视需要记录数据处理部53生成的图像数据的记录部56，由接受用户操作的按钮或触摸屏构成的操作部57，供给电子信息设备50动作用电力的电源部58，控制电子信息设备50的动作的控制部59，连接上述各部的总线60。

并且，固体摄像元件1，1A，1B中的控制电路26的一部分或全部也可作为电子信息设备50的控制部59的一部分。此外，偏移修正处理不由摄像部51(固体摄像元件1，1A，1B的偏移修正处理电路28)，而是由数据处理部53来执行也可。

此外，图29所示的电子信息设备50只不过是适用固体摄像元件1，1A，1B的一个例子。上述的固体摄像元件1，1A，1B对和电子信息设备50是不同构成的电子信息设备同样适用。

《总结》

本发明的实施方式相关的固体摄像元件1，1A，1B，可以被理解为如下。

本发明的实施方式相关的固体摄像元件1，1A，1B，包括多个像素电路部P_N，P_OB和A/D转换部23，每个像素电路部P_N，P_OB分别包括根据光电转换产生并累积电荷E的光电转换部PD、保存从所述光电转换部PD传输的电荷E的浮置扩散区FD、将所述光电转换部PD积累的电荷E传输至所述浮置扩散部FD的传输部11、输出与所述浮置扩散部FD保存的电荷量相对应的信号的输出部12、将所述浮置扩散部FD保存的电荷E向外排出的复位部13。所述A/D转换部23获取所述输出部12输出的信号并根据被设定的增益进行A/D转换。至少一个所述像素电路P_N，P_OB被构成为用以限制使从所述光电转换部PD被传输到所述浮置扩散部FD并被保存的电荷E不超过被设定成所述增益越大而变小的上限量。

在此固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制从光电转换部PD被传输到浮置扩散部FD并被保存的电荷E的上限量，来直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB的输出的变动本身。因此，最终通过限制浮置扩散部FD中被保存的电荷E的上限量这种简单的构造和动作，可有效抑制伪拖尾。

进一步地，在此固体摄像元件1，1A，1B中，针对A/D转换的增益大到伪拖尾容易显现的状况，最终将浮置扩散部FD中被保存的电荷E的上限量变小以充分抑制伪拖尾。因此，可视需要高效抑制伪拖尾。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，至少一个所述像素电路部P_N，P_OB被构成为执行限制所述浮置扩散部FD保存的电荷E不超过所述上限量的第一上限量限制动作、和限制所述光电转换部PD累积的电荷不超过所述上限量的第二上限量限制动作中的至少一个。

在此固体摄像元件1，1A，1B中，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB的输出的变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括将从所述光电转换部PD被传输电荷E在被传输至所述浮置扩散部FD之前进行临时保存的保存部MEM；所述传输部包括将所述光电转换部PD累积的电荷E传输至所述电荷保存部MEM的第一传输部16，和将所述电荷保存部MEM保存的电荷E传输给所述浮置扩散部FD的第二传输部17；至少一个所述像素电路部P_N，P_OB被构成为执行限制所述浮置扩散部FD保存的电荷E不超过所述上限量的第一上限量限制动作、限制所述光电转换部PD累积的电荷E不超过所述上限量的第二上限量限制动作、及限制所述电荷保存部MEM累积的电荷不超过所述上限量的第三上限量限制动作中的至少一个。

在此固体摄像元件1，1A，1B中，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB的输出的变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，至少一个所述像素电路部P_N，P_OB被构成为通过所述传输部11将超过所述上限量的电荷E从所述光电转换部PD向所述浮置扩散部FD传输，并由所述复位部13将从所述光电转换部PD中被传输至所述浮置扩散部的电荷排出，从而执行所述第二上限量限制动作。

特别的，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括将第一电压H及第二电压L之间的大小的中间电压M₁₁，M₁₂生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部25。在至少一个所述像素电路部P_N，P_OB中，所述传输部11构成被给予所述第一电压H就处于开启状态且被给予所述第二电压L就处于关闭状态的晶体管的控制端11，执行所述第二上限量限制动作时，所述传输部被给予所述中间电压M₁₁，M₁₂

在此固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制光电转换部PD中被累积的电荷E的上限量，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB中的输出的变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，至少一个所述像素电路部P_N，P_OB被构成为通过所述第二传输部17将超过所述上限量的电荷E从所述电荷保存部MEM传输至所述浮置扩散部FD，并通过所述复位部13将从所述电荷保存部MEM被传输至所述浮置扩散部FD的电荷E排出，从而执行所述第三上限量限制动作。

特别的，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括将第一电压H及第二电压L之间的大小的中间电压M₃₁，M₃₂生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部25。至少一个所述像素电路部P_N，P_OB中，所述第二传输部17构成被给予所述第一电压H就处于开启状态且被给予所述第二电压L就处于关闭状态的晶体管的控制端，执行所述第三上限量限制动作时，所述第二传输部17被给予所述中间电压M₃₁，M₃₂。

在此固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制电荷累积部MEM中被累积的电荷E的上限量，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB的输出变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，至少一个所述像素电路P_N，P_OB被构成为所述复位部将超过所述上限量的电荷E从所述浮置扩散部FD中排出，所述传输部11将所述光电转换部PD所累积的电荷E传输至所述浮置扩散部FD，从而执行上述第一上限量限制动作。

特别的，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括将第一电压H及第二电压L之间的大小的中间电压M₁，M₂，M₅₁，M₅₂生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部25。至少一个所述像素电路部P_N，P_OB中，所述复位部13包括控制端被给予所述第一电压H就变为开启状态且所述控制端被给予所述第二电压L就变为关闭状态的晶体管13，执行所述第一上限量限制动作时，所述复位部13所具备的所述晶体管的所述控制端被给予所述中间电压M₁，M₂，M₅₁，M₅₂。

在此固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制浮置扩散部FD中被保存的电荷E的上限量，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB输出的变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，至少一个所述像素电路部P_N，P_OB被构成为具备将所述光电转换部PD累积的电荷E向外部排出的排出部15，所述排出部15通过将超过所述上限量的电荷E从所述光电转换部PD中排出以执行所述第二上限量限制动作。

特别的，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括将第一电压H及第二电压L之间的大小的中间电压M₂₁，M₂₂，M₄₁，M₄₂生成为对应所述增益的大小的中间电压生成部25。至少一个所述像素电路部P_N，P_OB中，所述排出部15包括控制端被给予所述第一电压H就变为开启状态且所述控制端被给予所述第二电压L就变为关闭状态的晶体管15，执行所述第二上限量限制动作时，所述晶体管15的所述控制端被给予所述中间电压M₂₁，M₂₂，M₄₁，M₄₂。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制光电转换部PD中被累积的电荷量E的上限量，可直接抑制作为伪拖尾原因的属于同一控制组的像素电路部P_N，P_OB的输出变动本身。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，全部的所述晶体管(晶体管13，15，由传输门11构成栅极的晶体管，由第二传输门17构成栅极的晶体管)被构成为所述第一电压H，所述中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂和所述第二电压L被选择性地提供给所述控制端(晶体管13，15的栅极、传输门11、第二传输门17)。

此固体摄像元件1，1A，1B中，特别是晶体管的栅极(晶体管15的栅极，传输门11)下，可提高与光电转换部PD中被累积的电荷极性相反的电荷的浓度。因此，可抑制由暗电流产生的电荷流入光电转换部PD。

此外，在上述固体摄像元件1，1A，1B中，进一步包括偏移修正处理部28，所述偏移修正处理部28以所述A/D转换部23对被遮光的所述像素电路部P_OB输出的信号进行所述A/D转换而得到的数据作为基准，将对被曝光的所述像素电路部P_N输出的信号由所述A/D转换部23进行所述A/D转换而得到的数据进行偏移修正处理。

此固体摄像元件1，1A，1B中，通过限制从光电转换部PD被传输至浮置扩散部FD并被保存的电荷的上限量，从而可经过偏移修正处理进一步减少和消除虽然已经减少但还有残留的伪拖尾。

此外，在上述的固体摄像元件1，1A，1B中，所述晶体管的所述控制端(晶体管13、15的栅极，传输门11，第二传输门17)被给予所述第二电压L的时间段，以及所述晶体管的所述控制端被给予所述中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂的时间段二者合计的时间段中，所述晶体管的所述控制端(晶体管13，15的栅极，传输门11，第二传输门17)被给予所述第二电压L的时间段占到9成以上。

此固体摄像元件1，1A，1B中，可将因代替第二电压L使用中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂而增加的暗电流抑制在十分之一以下。

此外，上述固体摄像元件1，1A，1B中，所述第二电压L的极性与所述第一电压H的极性不同。

此固体摄像元件1，1A，1B中，特别是在晶体管的栅极(晶体管15的栅极，传输门11)下，可提高与光电二极管PD中被累积的电荷呈相反极性的电荷的浓度。因此，可抑制由暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

此外，上述固体摄像元件1，1A，1B中，所述中间电压生成部25对应所述增益的大小生成极性不同于所述第一电压H的极性的所述中间电压M₁，M₂，M₁₁，M₁₂～M₅₁，M₅₂。

此固体摄像元件1，1A，1B中，特别是在晶体管的栅极(晶体管15的栅极，传输门11)下，可提高与光电二极管PD中被累积的电荷呈相反极性的电荷的浓度。因此，可抑制由暗电流产生的电荷流入光电二极管PD。

此外，上述固体摄像元件1，1A，1B中，所述上限量为所述A/D转换部23利用所述增益进行所述A/D转换时得到的数据为最大值的电荷E的下限量以上且为该下限量的1.5倍以下。

此固体摄像元件1，1A，1B中，使A/D转换后的数据可以取得最大值成为可能的同时，可有效抑制伪拖尾。

此外，本发明的实施方式相关的电子信息设备50具备上述固体摄像元件1、1A、1B。

产业上的利用可能性

本发明适用于以CMOS图像传感器等放大型图像传感器为代表的固体摄像元件和具备该固体摄像元件的电子信息设备。

符号说明

1，1A，1B 固体摄像元件

10 像素阵列

11 传输门(传输部)

12 输出晶体管(输出部)

13 复位晶体管(复位部)

14 选择晶体管

15 排出晶体管(排出部)

15G 栅极

15D 漏极

16 第一传输门(第一传输部)

17 第二传输门(第二传输部)

21 垂直扫描电路

22 像素电源调节器

23 A/D转换电路(A/D转换部)

24 斜坡波生成电路

25 中间电压生成电路(中间电压生成部)

26 控制电路

27 水平扫描电路

28 偏移修正处理电路(偏移修正处理部)

29 负电压生成电路

50 电子信息设备

51 摄像部

52 光学系统

53 数据处理部

54 帧存储器

55 显示部

56 记录部

57 操作部

58 电源部

59 控制部

60 总线

P_N 有效像素电路(像素电路部)

P_OB OB像素电路(像素电路部)

PD 光电二极管(光电转换部)

B 埋入区

FD 浮置扩散区域(浮置扩散部)

MEM 存储区域(电荷保存部)

TX 传输控制线

TRX 第一传输控制线

TRG 第二传输控制线

RST 复位控制线

SEL 选择控制线

OFG 排出控制线

VR 复位电源线

VD 共通电源线

VS 信号输出线

S 基板

W 阱

X 栅极绝缘膜

H 高电压(第一电压)

L 低电压(第二电压)

M₁，M₂，M₁₁，M₁₂，M₂₁，M₂₂ 中间电压

M₃₁，M₃₂，M₄₁，M₄₂，M₅₁，M₅₂ 中间电压