技术特征：
1.固态摄像元件，包括：第一电容元件和第二电容元件；上游电路，其依次生成预定的复位电平及与曝光量相对应的信号电平，并且致使所述第一电容元件和所述第二电容元件各者保持所述复位电平和所述信号电平；选择电路，其依次执行将所述第一电容元件和所述第二电容元件中的一者连接到预定的下游节点的控制、将所述第一电容元件和所述第二电容元件两者都与所述下游节点断开的控制、以及将所述第一电容元件和所述第二电容元件中的另一者连接到所述下游节点的控制；下游复位晶体管，当所述第一电容元件和所述第二电容元件两者都与所述下游节点断开时，所述下游复位晶体管使所述下游节点的电平初始化；以及下游电路，其经由所述下游节点从所述第一电容元件和所述第二电容元件依次读出所述复位电平和所述信号电平，并且输出所读出的所述复位电平和所述信号电平。2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，还包括：上游选择晶体管，其用于打开和关闭所述上游电路与预定的上游节点之间的路径；和上游复位晶体管，其用于使所述上游节点的电平初始化，其中，所述第一电容元件和所述第二电容元件各自具有共同连接到所述上游节点的第一端且各自具有连接到所述选择电路的第二端。3.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，在所述上游电路致使所述第一电容元件和所述第二电容元件各者保持所述复位电平和所述信号电平的期间内，所述上游选择晶体管转变为闭路状态，并且在所述下游电路从所述第一电容元件和所述第二电容元件依次读出所述复位电平和所述信号电平的期间内，所述上游复位晶体管使所述上游节点的电平初始化。4.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述上游电路包括：光电转换元件；上游传输晶体管，其将电荷从所述光电转换元件传输到浮动扩散层；第一复位晶体管，其使所述浮动扩散层初始化；和上游放大晶体管，其放大所述浮动扩散层的电压且将放大后的所述电压输出到预定的上游节点，并且所述第一电容元件和所述第二电容元件各自具有共同连接到所述上游节点的第一端且各自具有连接到所述选择电路的第二端。5.根据权利要求4所述的固态摄像元件，还包括：切换部，其调整将要被提供至所述上游放大晶体管的源极的源极电压，其中，所述上游电路还包括与所述上游放大晶体管的漏极连接的电流源晶体管，并且在曝光期间结束之后，所述电流源晶体管从接通状态转变为关断状态。6.根据权利要求5所述的固态摄像元件，其中，在曝光期间内，所述切换部提供预定的电源电压以作为所述源极电压，并且在曝光期间结束之后，所述切换部提供与所述电源电压不同的生成电压以作为所述源极电压。
7.根据权利要求6所述的固态摄像元件，其中，所述电源电压和所述生成电压之间的差与下列两者的和是基本一致的：一者是由所述第一复位晶体管的复位馈通引起的变动量，另一者是所述上游放大晶体管的栅极-源极间电压。8.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，在预定的曝光开始时刻，所述上游传输晶体管将所述电荷传输至所述浮动扩散层，且所述第一复位晶体管使所述光电转换元件与所述浮动扩散层一起初始化，并且在预定的曝光结束时刻，所述上游传输晶体管将所述电荷传输至所述浮动扩散层。9.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，所述上游电路还包括：用于将所述电荷从所述光电转换元件排出的排出晶体管。10.根据权利要求9所述的固态摄像元件，其中，在预定的曝光开始时刻之前，所述第一复位晶体管使所述浮动扩散层初始化，且所述排出晶体管将所述电荷从所述光电转换元件排出，并且在预定的曝光结束时刻，所述上游传输晶体管将所述电荷传输至所述浮动扩散层。11.根据权利要求4所述的固态摄像元件，还包括：控制电路，其控制所述上游电路的复位电源电压，其中，所述第一复位晶体管将所述浮动扩散层的电压初始化为所述复位电源电压，并且在用于读出所述复位电平和所述信号电平的读出期间内，所述控制电路将所述复位电源电压设定为与曝光期间的电压不同的电压。12.根据权利要求11所述的固态摄像元件，其中，所述读出期间内的所述复位电源电压和所述曝光期间内的所述复位电源电压之间的差与由所述第一复位晶体管的复位馈通引起的变动量是基本一致的。13.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，第一复位信号被输入到所述第一复位晶体管的栅极，并且所述第一复位信号的振幅是通过在与动态范围相对应的值上添加预定裕量而获得的值。14.根据权利要求1所述的固态摄像元件，还包括：数字信号处理部，其将连续的一对帧相加，其中，所述上游电路在所述一对帧中的一者的曝光期间内致使所述第一电容元件和所述第二电容元件中的一者保持所述复位电平，然后致使所述第一电容元件和所述第二电容元件中的另一者保持所述信号电平，并且所述上游电路在所述一对帧中的另一者的曝光期间内致使所述第一电容元件和所述第二电容元件中的所述另一者保持所述复位电平，然后致使所述第一电容元件和所述第二电容元件中的所述一者保持所述信号电平。15.根据权利要求1所述的固态摄像元件，还包括：模数转换器，其将所述输出的复位电平和所述输出的信号电平依次转换为数字信号。16.根据权利要求15所述的固态摄像元件，其中，所述模数转换器包括：
比较器，其将用于传送所述复位电平和所述信号电平的垂直信号线的电平与预定的斜坡信号进行比较，且输出比较结果；以及计数器，其在直到所述比较结果被反转为止的期间内对计数值进行计数，且输出表示所述计数值的所述数字信号。17.根据权利要求16所述的固态摄像元件，其中，所述比较器包括：比较部，其比较一对输入端子各自的电平，且输出比较结果；以及输入侧选择器，其选择所述垂直信号线和具有预定参照电压的节点中的任何一者，且将所选择的所述垂直信号线或所述节点连接到所述一对输入端子中的一者，并且所述斜坡信号被输入到所述一对输入端子中的所述一者。18.根据权利要求17所述的固态摄像元件，还包括：控制部，其基于所述比较结果来判定照度是否高于预定值，且输出判定结果；相关双采样(cds)处理部，其对所述数字信号实施相关双采样处理；和输出侧选择器，其基于所述判定结果来输出被实施了所述相关双采样处理的所述数字信号或具有预定值的数字信号。19.根据权利要求1所述的固态摄像元件，还包括：垂直扫描电路，对于在每一行中都布置有预定数量的像素的多行，所述垂直扫描电路执行用于将所述多行控制为同时开始曝光的控制，其中，在每个所述像素中都布置有所述第一电容元件、所述第二电容元件、所述上游电路、所述选择电路、所述下游复位晶体管和所述下游电路。20.根据权利要求19所述的固态摄像元件，其中，所述垂直扫描电路还执行用于将所述多行控制为依次开始曝光的控制。21.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述上游电路被设置在第一芯片上，并且所述第一电容元件、所述第二电容元件、所述选择电路、所述下游复位晶体管和所述下游电路被设置在第二芯片上。22.根据权利要求21所述的固态摄像元件，还包括：模数转换器，其将所述输出的复位电平和所述输出的信号电平依次转换为数字信号，其中，所述模数转换器被设置在所述第二芯片上。23.根据权利要求21所述的固态摄像元件，还包括：模数转换器，其将所述输出的复位电平和所述输出的信号电平依次转换为数字信号，其中，所述模数转换器被设置在第三芯片上。24.固态摄像元件，包括：光电转换部，其将入射光转换为电荷；第一放大晶体管，其将所述电荷转换为电压；信号线，其输出像素信号；第一电容元件，所述第一电容元件的第一端连接到第一节点，所述第一节点是所述第一放大晶体管的输出目的地；第二电容元件，其与所述第一电容元件并联地设置在所述第一放大晶体管和所述信号
线之间，所述第二电容元件的第一端连接到所述第一节点；第一选择晶体管，其在所述第一电容元件的第二端处连接到所述第一电容元件；第二选择晶体管，其在所述第二电容元件的第二端处连接到所述第二电容元件；复位晶体管，所述复位晶体管的源极或漏极连接到第二节点，在所述第二节点处连接有所述第一选择晶体管和所述第二选择晶体管；以及第二放大晶体管，所述第二放大晶体管的栅极连接到所述第二节点，且所述第二放大晶体管输出所述像素信号。
技术总结
本发明在让所有像素同时进行曝光的固态摄像元件中提高了图像质量。上游电路依次生成预定的复位电平及与曝光量相对应的信号电平，并且致使第一和第二电容元件各者保持复位电平和信号电平。选择电路依次执行用于将第一和第二电容元件中的一者连接到预定的下游节点的控制、用于将第一和第二电容元件两者都与下游节点断开的控制、以及用于将第一和第二电容元件中的另一者连接到下游节点的控制。当第一和第二电容元件两者都与下游节点断开时，下游复位晶体管使下游节点的电平初始化。下游电路经由下游节点从第一和第二电容元件依次读出复位电平和信号电平，并且输出所读出的复位电平和信号电平。平和信号电平。平和信号电平。
技术研发人员：朝仓伦丰 稲田喜昭
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2022/11/25