DE102014207782A1 - Bildgebungsvorrichtung und bildgebungssystem - Google Patents

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Masahiro Kobayashi
Yoichi Wada
Akira Okita
Yu Arishima
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Abstract

Eine Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Das Bildelement enthält eine erste und eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, einen Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einen ersten und einen zweiten Transfertransistor. Der erste und der zweite Transfertransistor sind zum Übertragen von jeweils an der ersten und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägern zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential eingerichtet. Die Bildgebungsvorrichtung enthält ein mit der Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenes erstes leitendes Bauelement, ein mit der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenes zweites leitendes Bauelement, und eine Steuereinheit. Die kürzeste Entfernung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist größer als die kürzeste Entfernung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildgebungsvorrichtung und ein Bildgebungssystem.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Eine Bildgebungsvorrichtung zur Durchführung sowohl einer Fokuserfassung als auch einer Bildgebung wurde bereits vorgeschlagen. Gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-124984 enthält ein Bildelement der Bildgebungsvorrichtung eine fotoelektrische Wandlereinheit A und eine fotoelektrische Wandlereinheit B. Jede der fotoelektrischen Wandlereinheiten ist derart angeordnet, dass sie mit der Pupille der Linse konjugiert ist. Zur Zeit einer Fokuserfassung wird ein Signal individuell aus jeder der fotoelektrischen Wandlereinheiten A und B einer Vielzahl von Bildelementen ausgelesen, und zwei Bilder werden entsprechend Lichtstrahlen erzeugt, die durch gegenseitig verschiedene Positionen der Pupille der Linse hindurchgelassen werden. Es kann auch ein Fotografiesubjektbild durch Addieren der Signale von den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten erhalten (abgebildet) werden.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-134867 offenbart eine Bildgebungsvorrichtung mit einer Konfiguration mit einem gemeinsamen Verstärker für eine Vielzahl von Bildelementen. In einer derartigen Bildgebungsvorrichtung wurde auch vorgeschlagen, Signale, die in Fotodioden in einer ersten Reihe akkumulierten elektrischen Trägern entsprechen, und Signale auszugeben, die addierten Signalen der in den Fotodioden in der ersten und der zweite Reihe akkumulierten elektrischen Träger entsprechen.
  • KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung stellt die Erfindung eine Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement bereit. Das Bildelement enthält zumindest eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, einen Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einen ersten Transfertransistor und einen zweiten Transfertransistor. Der erste Transfertransistor transferiert einen an dem ersten fotoelektrischen Wandlerabschnitt erzeugten elektrischen Träger zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential. Der zweite Transfertransistor transferiert einen an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential. Ein erstes leitendes Bauelement ist mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbunden. Ein zweites leitendes Bauelement ist mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbunden. Eine Steuereinheit ist mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbunden. Die Distanz nächster Nähe zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist nicht größer als die Distanz nächster Nähe zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential. Die Steuereinheit führt einen ersten Steuervorgang durch, bei dem aus einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor aus sind, ein Zustand eingestellt wird, in dem lediglich der erste Transistor ein ist, während der zweite Transfertransistor aus bleibt. Und die Steuereinheit führt einen zweiten Steuervorgang zur Einstellung eines Zustands durch, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ein sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Darstellung einer Äquivalenzschaltung einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 2 zeigt eine Darstellung einer Ersatzschaltung einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines planaren Aufbaus der Bildgebungsvorrichtung.
  • 4 zeigt eine Darstellung eines Ansteuerzeitverlaufs der Bildgebungsvorrichtung.
  • 5 zeigt eine Darstellung eines Ansteuerzeitverlaufs der Bildgebungsvorrichtung.
  • 6 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Vorteils der Bildgebungsvorrichtung.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung eines planaren Aufbaus einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines planaren Aufbaus einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung eines planaren Aufbaus einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 10 zeigt eine schematische Darstellung eines planaren Aufbaus einer Bildgebungsvorrichtung.
  • 11 zeigt ein Blockschaltbild eines Bildgebungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Es besteht das Bedürfnis nach einer Bildgebungsvorrichtung, die Signale mit höherer Geschwindigkeit ausliest. Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine Bildgebungsvorrichtung zur Durchführung sowohl einer Fokuserfassung als auch einer Bildgebung durch Durchführen eines Auslesens von Signalen entsprechend dem Layout der Bildelemente Signale mit höherer Geschwindigkeit auslesen kann.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen einer Bildgebungsvorrichtung das Auslesen von Signalen mit höherer Geschwindigkeit.
  • Nachstehend wird eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein in der Bildgebungsvorrichtung enthaltenes Bildelement enthält eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, einen ersten Transfertransistor, einen zweiten Transfertransistor und einen Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential (der nachstehend als FD-Abschnitt bezeichnet wird). Der erste Transfertransistor transferiert an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugte elektrische Träger zu dem FD-Abschnitt. Der zweite Transfertransistor transferiert an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugte elektrische Träger zu dem FD-Abschnitt. Es wird angemerkt, dass 3 eine erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A und die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A veranschaulicht.
  • Die erste und zweite fotoelektrische Wandlereinheit sind konjugiert zu der Pupille der Linse angeordnet. Die erste und zweite fotoelektrische Wandlereinheit empfangen durch gegenseitig verschiedene Positionen der Pupille der Linse transmittierte Lichtstrahlen. Dieser Aufbau ermöglicht eine Fokuserfassung. Es wird angemerkt, dass die Verwendung der Bildgebungsvorrichtung zur Durchführung der Fokuserfassung eines einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen darstellt. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Vorgang zum Auslesen individueller Signale und eines addierten Signals aus den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten für eine andere Verwendung durchgeführt werden.
  • Der FD-Abschnitt enthält beispielsweise eine Halbleiterregion mit einem Leitfähigkeitstyp, der der Polarität eines Signalträgers entspricht (die nachstehend als FD-Region bezeichnet wird), und ein mit der FD-Region elektrisch verbundenes leitendes Bauelement. Der FD-Abschnitt bildet in manchen Ausführungsbeispielen der Erfindung den Eingangsknoten eines Verstärkungsabschnitts des Bildelements. Das heißt, diese Ausführungsbeispiele sind Bildgebungsvorrichtungen vom Bildelementverstärkertyp (Activ Pixel Sensor (APS)). In diesem Fall kann der FD-Abschnitt die Gateelektrode eines Verstärkertransistors enthalten. In manchen Ausführungsbeispielen enthält der FD-Abschnitt eine Vielzahl von FD-Regionen, die einer Vielzahl fotoelektrischer Wandlereinheiten entsprechen, und ein die FD-Regionen untereinander verbindendes leitendes Bauelement. Der FD-Abschnitt kann einen Steckkontakt zur elektrischen Verbindung der Halbleiterregion und des leitenden Bauelements enthalten. Es wird angemerkt, dass FD-Regionen 107A und 108A und ein die FD-Regionen 107A und 108A gegenseitig verbindendes leitendes Bauelement 109A, die den FD-Abschnitt bilden, in 3 als Beispiel veranschaulicht sind.
  • Ein leitendes Bauelement zum Zuführen eines Steuersignals ist mit dem Gate jedes Transfertransistors elektrisch verbunden. Das leitende Bauelement wird zum Bilden oder Aufbauen einer auf einem Halbleitersubstrat angeordneten Verdrahtungsschicht verwendet. Das leitende Bauelement und die Halbleiteregion oder Gateelektrode sind über einen Steckkontakt elektrisch verbunden. Die an unterschiedlichen Verdrahtungsschichten angeordneten leitenden Bauelemente sind miteinander über einen Steckkontakt elektrisch verbunden. Der Steckkontakt kann aus einem zu dem leitenden Bauelement verschiedenen Material gebildet sein. Das leitende Bauelement und der Steckkontakt können auch aus demselben Material aufgebaut sein, wie in einem Fall, in dem das leitende Bauelement und der Steckkontakt durch das Dualtauschierungsverfahren oder dergleichen gebildet sind.
  • Die Gateelektroden der Transfertransistoren und das damit elektrisch verbundene leitende Bauelement werden beruhend auf dem allgemeinen technischen Wissen auf dem Halbleitergebiet unterschieden. Beispielsweise werden die Gateelektroden und das damit elektrisch verbundene leitende Bauelement durch Unterschiede in ihren Materialien unterschieden. Insbesondere enthalten die Transfertransistoren eine Gateelektrode aus Polysilizium. Das leitende Bauelement aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, einer Kupferlegierung oder dergleichen ist mit dieser Gateelektrode elektrisch verbunden. Das leitende Bauelement ist mit der Gateelektrode über den Steckkontakt aus Wolfram oder dergleichen elektrisch verbunden.
  • Alternativ dazu werden die Gateelektrode und das mit ihr elektrisch verbundene leitende Bauelement durch einen Unterschied in Erzeugungsprozessen unterschieden. Normalerweise wird nach einem Vorgang zur Erzeugung einer Gateelektrode eine Isolierschicht auf dieser Gateelektrode gebildet. Dann wird eine Öffnung in der Isolierschicht gebildet und darin ein Steckkontakt geformt, der mit der Gateelektrode elektrisch zu verbinden ist. Danach wird ein mit der Gateelektrode elektrisch zu verbindendes leitendes Bauelement gebildet.
  • In dem Fall der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele ist das mit dem zweiten Transfertransistor elektrisch verbundene leitende Bauelement (das nachstehend als zweites leitendes Bauelement bezeichnet wird) näher an dem FD-Abschnitt angeordnet als das mit dem ersten Transfertransistor elektrisch verbundene leitende Bauelement (das nachstehend als erstes leitendes Bauelement bezeichnet wird).
  • Beispielsweise ist in manchen Ausführungsbeispielen eine Distanz d1 von dem ersten leitenden Bauelement zu dem FD-Abschnitt größer als eine Distanz d2 von dem zweiten leitenden Bauelement zu dem FD-Abschnitt. Hier ist die Distanz von einem leitenden Bauelement zu dem FD-Abschnitt eine Distanz, wo sich das mit dem Gate des Transfertransistors elektrisch verbundene leitende Bauelement und die in dem FD-Abschnitt enthaltene Halbleiterregion oder das in dem FD-Abschnitt enthaltene leitende Bauelement in nächster Nähe zueinander befinden. Diese Entfernung ist durch die Pfeile d1 und d2 in 3 veranschaulicht. Enden der FD-Region sind durch eine PN-Verbindungsoberfläche und eine Grenzoberfläche zwischen der FD-Region und einem anderen Material definiert.
  • In manchen anderen Ausführungsbeispielen sind das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement auf derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Zumindest ein Teil einer orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements auf eine vorbestimmte Ebene ist in einer Region zwischen einer orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements auf diese vorbestimmte Ebene und einer orthogonalen Projektion der in dem FD-Abschnitt enthaltenen Halbleiterregion auf diese vorbestimmte Ebene positioniert. Die vorbestimmte Ebene ist beispielsweise eine Schnittstelle zwischen der in dem ersten fotoelektrischen Wandlerabschnitt enthaltenen Halbleiterregion und einer auf der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordneten Isolierschicht, d. h., eine Ebene parallel zu der Oberfläche der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit. Dieselbe Verdrahtungsschicht ist eine Gruppe leitender Bauelemente, die an der grundsätzlich gleichen Höhe von der Oberfläche der fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind. Im Allgemeinen werden die in derselben Verdrahtungsschicht enthaltenen leitenden Bauelemente im selben Prozess erzeugt.
  • In manchen anderen Ausführungsbeispielen sind das erste leitende Bauelement, das zweite leitende Bauelement und das in dem FD-Abschnitt enthaltene leitende Bauelement in derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Zumindest ein Abschnitt des zweiten leitenden Bauelements ist zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem in dem FD-Abschnitt enthaltenen leitenden Bauelement positioniert.
  • Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird der elektrische Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit zuerst zu dem FD-Abschnitt übertragen. Als Nächstes werden beide Transfertransistoren, die jeweils der ersten und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit entsprechen, parallel zueinander eingeschaltet. Gemäß diesem Vorgang werden der elektrische Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der elektrische Träger der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit im FD-Abschnitt addiert. Das Einschalten der zwei Transfertransistoren parallel zueinander oder das Einstellen der zwei Transfertransistoren, das sie eingeschaltet sind, parallel zueinander, bedeutet, dass es einen Zeitabschnitt gibt, in dem beide der zwei Transfertransistoren sich in einem ”Ein”-Zustand befinden. Die Zeitverläufe für die zwei Transfertransistoren, die den Übergang von aus nach ein durchlaufen, sind nicht notwendigerweise die gleichen, und können verschieden sein. Auch sind die Zeitverläufe für die zwei Transfertransistoren, die den Übergang von ein zu aus durchlaufen, nicht notwendigerweise dieselben, und können verschieden sein. Gleichermaßen bedeutet das Ausschalten der zwei Transfertransistoren parallel zueinander oder das Einstellen der zwei Transfertransistoren, dass sie aus sind, parallel zueinander, dass es einen Zeitabschnitt gibt, in dem beide der zwei Transfertransistoren sich in einem ”Aus”-Zustand befinden.
  • Insbesondere enthalten Bildgebungsvorrichtungen gemäß einigen Ausführungsbeispielen eine Steuereinheit zur Steuerung des Ein- oder Ausschaltens der Transfertransistoren. Die Steuereinheit führt einen ersten Steuervorgang zum Einschalten des ersten Transfertransistors aus einem Zustand durch, in dem sowohl der erste als auch der zweite Transfertransistor aus sind, während der zweite Transfertransistor aus gelassen wird. Somit überträgt die Steuereinheit einen an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger zu dem FD-Abschnitt. Die Steuereinheit führt einen zweiten Steuervorgang zum Einschalten des ersten und zweiten Transfertransistors parallel zueinander durch, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrische Träger im FD-Abschnitt gehalten wird. Somit addiert die Steuereinheit den an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger und den an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger im FD-Abschnitt.
  • Die Steuereinheit ist beispielsweise als Schaltung wie ein Schieberegister oder ein Dekoder oder dergleichen aufgebaut. In diesem Fall bedeutet ein Steuervorgang die Ausgabe eines Ansteuerimpulses, wie eines Einschaltens oder Ausschaltens des jeweiligen Transfertransistors. Außerdem können verschiedene Schaltungstypen als Steuereinheit verwendet werden, die die Transfertransistoren steuern können.
  • Mit dem vorstehenden Vorgang wird ein erstes Signal beruhend auf elektrischen Trägern von einem der zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten ausgelesen, und danach wird ein addiertes Signal ausgelesen, das auf einer Summe elektrischer Träger von den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten beruht. Durch die Durchführung einer Differenzverarbeitung zwischen dem ersten Signal und dem addierten Signal, das nach dem ersten Signal ausgelesen wird, kann ein zweites Signal beruhend auf elektrischen Trägern der anderen fotoelektrischen Wandlereinheit erhalten werden.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen das Auslesen von Signalen mit hoher Geschwindigkeit. Nachstehend wird ein Vorteil dieses Hochgeschwindigkeitssignalsauslesens beschrieben.
  • Wenn sich das Potential des Gates eines Transfertransistors von einem Aus entsprechendem Pegel in einen Ein entsprechenden Pegel ändert, kann das Potential des FD-Abschnitts durch kapazitive Kopplung zwischen dem mit dem Gate des Transfertransistors elektrisch verbundenen leitenden Bauelement und dem FD-Abschnitt geändert werden. Somit wird das Auslesen eines Signals beruhend auf dem übertragenen elektrischen Träger durchgeführt, nachdem eine Änderung des Potentials des FD-Abschnitts ausreichend konvergiert, d. h., nachdem das Potential des FD-Abschnitts stabil ist, wodurch die Signalgenauigkeit verbessert werden kann. Ist aber die Potentialänderung des FD-Abschnitts groß, dauert es, bis sich das Potential des FD-Abschnitts stabilisiert hat. Demnach dauert das Auslesen eines genauen Signals länger.
  • Wie vorstehend beschrieben wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Signal beruhend auf dem elektrischen Träger einer der zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten ausgelesen. Daher wird eine Steuerung zur Änderung des anderen Transfertransistors von Aus in Ein durchgeführt, während einer der zwei Transfertransistoren aus bleibt.
  • Hier ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das erste leitende Bauelement weiter weg vom FD-Abschnitt als das zweite leitende Bauelement angeordnet. Insbesondere ist die Kopplungskapazität zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem FD-Abschnitt kleiner als die Kopplungskapazität zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem FD-Abschnitt. Demnach ist die Potentialänderung des FD-Abschnitts, wenn der erste Transfertransistor einschaltet, geringer als eine Potentialänderung des FD-Abschnitts, wenn der zweite Transfertransistor einschaltet.
  • Daher ist bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der erste Transfertransistor, dessen Gate mit dem leitenden Bauelement verbunden ist, das an einer Position weit weg vom FD-Abschnitt angeordnet ist, eingeschaltet, während der zweite Transfertransistor aus bleibt. So kann die Potentialänderung des FD-Abschnitts reduziert werden. Demnach kann ein Zeitabschnitt von der Übertragung eines elektrischen Trägers bis zum Auslesen eines Signals verringert werden, und das Signal kann mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen werden.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele allein beschränkt. Auch Beispiele sind Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen eine Teilkonfiguration eines der folgenden Ausführungsbeispiele zu einem anderen Ausführungsbeispiel hinzugefügt oder durch eine Teilkonfiguration eines anderen Ausführungsbeispiels ersetzt wird.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt ein Ersatzschaltungsdiagramm einer Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Ein Bildelement 100 enthält eine Vielzahl fotoelektrischer Wandlereinheiten, und enthält hier eine erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A und eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A. Fotodioden können als fotoelektrische Wandlereinheiten verwendet werden.
  • Transfertransistoren 103A und 104A sind entsprechend jeder der Vielzahl der fotoelektrischen Wandlereinheiten vorgesehen, und sind zum Übertragen eines Signals der entsprechenden fotoelektrischen Wandlereinheit zu einem FD-Abschnitt 110 aufgebaut. Der FD-Abschnitt 110 ist der Eingangsknoten eines Verstärkungstransistors.
  • Ein Verstärkungstransistor 201 verstärkt ein zu dem FD-Abschnitt 110 übertragenes Signal zur Ausgabe zu einer Ausgangsleitung 207. Ein MOS-Transistor kann als Verstärkungstransistor 201 verwendet werden.
  • Ein Rücksetztransistor 202 führt dem Eingangsknoten des Verstärkungstransistors 201 eine Rücksetzspannung zu. Ein Auswahltransistor 203 steuert eine elektrische Verbindung zwischen dem Verstärkungstransistor 201 und der Ausgangsleitung 207.
  • Eine Stromquelle 208 ist mit der Ausgangsleitung 207 elektrisch verbunden. Die Stromquelle 208 führt dem Verstärkungstransistor 201 einen Bias-Strom zu. Der Verstärkungstransistor 201 und die Stromquelle 208 bilden einen Source-Folger.
  • Eine Ansteuerleitung 211A, eine Ansteuerleitung 212A, eine Ansteuerleitung 209 und eine Ansteuerleitung 210 sind jeweils mit den Gates des ersten Transfertransistors 103A, zweiten Transfertransistors 104A, Rücksetztransistors 202 und Auswahltransistors 203 verbunden. Jedem der Gates wird ein Ansteuerimpuls von einer Vertikalabtastschaltung 112 für jede Reihe sequentiell oder zufällig zugeführt. Die Vertikalabtastschaltung 112 dient bei diesem Ausführungsbeispiel als Steuereinheit.
  • Eine Spaltenschaltung 113 empfängt ein Signal von der Ausgangsleitung 207. Die Spaltenschaltung 113 ist mit der Ausgangsleitung 207 direkt oder über einen Schalter verbunden. An der Spaltenschaltung 113 verarbeitete Signale werden durch eine Horizontalabtastschaltung 114 sequentiell zu einem Ausgangsverstärker 115 ausgegeben und extern ausgegeben.
  • Der prinzipielle Betrieb der Spaltenschaltung 113 besteht in der inversen Verstärkung des Signals der Ausgangsleitung 207 unter Verwendung einer durch den Kapazitanzwert eines Eingangskondensators 116 und den Kapazitanzwert eines Rückkopplungskondensators 117 bestimmten Verstärkung. Ferner kann die Spaltenschaltung 113 einen virtuellen Massebetrieb durchführen, und kann auch eine Korrelationsdoppelabtastung (CDS) durch einen Klemmbetrieb unter Verwendung des Eingangskondensators 116 durchführen.
  • Als Nächstes wird ein Beispiel einer bestimmten Schaltung der Spaltenschaltung 113 beschrieben. Der erste Knoten des Eingangskondensators 116 ist mit der Ausgangsleitung 207 am ersten Knoten elektrisch verbunden, und sein zweiter Knoten ist mit einem invertierenden Eingangsknoten eines Operationsverstärkers 119 elektrisch verbunden. Der erste Knoten des Rückkopplungskondensators 117 ist mit dem invertierenden Eingangsknoten des Operationsverstärkers 119 und dem zweiten Knoten des Eingangskondensators 116 elektrisch verbunden. Der zweite Knoten des Rückkopplungskondensators 117 ist mit dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers 119 elektrisch verbunden.
  • Ein Schalter 118 ist in einem Rückkopplungspfad zwischen dem invertierenden Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers 119 zur Steuerung deren elektrischer Verbindung vorgesehen. Der Rückkopplungskondensator 117 und der Schalter 118 sind parallel geschaltet.
  • Eine Spannungsquelle 120 führt einem nicht invertierenden Eingangsknoten des Operationsverstärkers 119 eine Bezugsspannung Vref zu. Haltekondensatoren 121 bis 124 sind Kondensatoren, die ein Ausgangssignal von dem Operationsverstärker 119 halten. Schalter 125 bis 128 sind in einem elektrischen Pfad zwischen den Haltekondensatoren 121 bis 124 und dem Operationsverstärker 119 vorgesehen, und steuern die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Ausgangsknoten des Operationsverstärkers 119 und den Haltekondensatoren 121 bis 124. Schalter 129 bis 132 empfangen ein Signal von der Horizontalabtastschaltung 114 und geben die an den Haltekondensatoren 121 bis 124 gehaltenen Signale zu Horizontalausgangsleitungen 139 und 140 aus. Der Ausgangsverstärker 115 nimmt die Differenz zwischen zu den Horizontalausgangsleitungen 139 und 140 ausgegeben Signalen an und gibt die Differenz nach außen aus.
  • Dem Schalter 118 wird ein Ansteuerimpuls PC0R zugeführt. Den Schaltern 126 und 128 wird ein Ansteuerimpuls PTN hinzugeführt. Dem Schalter 125 wird ein Ansteuerimpuls PTSA zugeführt. Einem Schalter 127 wird ein Ansteuerimpuls PTSAB zugeführt.
  • Der Verstärkungstransistor 201 ist in jedem der Vielzahl der Bildelemente 100 in 1 enthalten. Wie in 2 gezeigt, können sich die Vielzahl der Bildelemente 100A und 100B den einzelnen Verstärkungstransistor 201 teilen. In 2 sind die Abschnitte mit derselben Funktion wie in 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Ein Buchstabe im Alphabet, der an das Ende eines Bezugszeichens angehängt ist, gibt an, dass dieser Abschnitt in einem anderen Bildelement enthalten ist.
  • Die in 2 veranschaulichte Bildgebungsvorrichtung enthält ein erstes Bildelement 100A mit fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A und ein zweites Bildelement 100B mit fotoelektrischen Wandlereinheiten 101B und 102B. Durch eine erste Mikrolinse kondensiertes Licht wird in die im ersten Bildelement 100A enthaltenen vielfachen fotoelektrischen Wandlereinheiten eingegeben, und durch eine zweite Mikrolinse kondensiertes Licht wird in die in dem zweiten Bildelement 100B enthaltenen vielfachen fotoelektrischen Wandlereinheiten eingegeben.
  • Transfertransistoren 103A, 104A, 103B und 104B sind jeweils entsprechend den fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A, 102A, 101B und 102B angeordnet. Ansteuerleitungen 211A, 212A, 211B und 212B sind jeweils als Leitungen zum Zuführen eines Ansteuerimpulses zu den Transfertransistoren 103A, 104A, 103B und 104B angeordnet.
  • Mit dieser Anordnung können sich viele Bildelemente den Verstärkungstransistor 201, Rücksetztransistor 202 und Auswahltransistor 203 zur Bildgebung teilen. So kann die Anzahl an Transistoren pro einem Bildelement verringert werden. Demnach können die Bereiche der fotoelektrischen Wandlereinheiten erweitert werden.
  • Als Nächstes wird eine planare Struktur der Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. 3 zeigt eine schematische Darstellung der planaren Struktur der in 2 veranschaulichten Bildgebungsvorrichtung. Den in 2 veranschaulichten Einrichtungen entsprechende Abschnitte sind mit denselben Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet.
  • Die Bildgebungsvorrichtung ist auf einem Halbleitersubstrat wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat gebildet. Das Halbleitersubstrat enthält eine Vielzahl aktiver Regionen. Die zwei in dem ersten Bildelement 100A enthaltenen fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A sind in einer ersten aktiven Region 301 angeordnet. Auch die in dem zweiten Bildelement 100B enthaltenen zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101B und 102B sind in einer von der ersten aktiven Region 301 verschiedenen zweiten aktiven Region 302 angeordnet. Die fotoelektrischen Wandlereinheiten enthalten eine Halbleiterregion vom N-Typ zum Akkumulieren eines elektrischen Signalträgers.
  • In der ersten aktiven Region sind eine erste FD-Region 107A und eine zweite FD-Region 108A angeordnet. Der elektrischen Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A wird zu der ersten FD-Region 107A übertragen. Der elektrische Träger der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit 102A wird zu der zweiten FD-Region 108A übertragen. Die zwei FD-Regionen 107A und 108A sind durch einen Steckkontakt und ein leitendes Bauelement 109A elektrisch miteinander verbunden. Die erste FD-Region 107A, die zweite FD-Region 108A und das leitende Bauelement 109A bilden den FD-Abschnitt 110. Es wird angemerkt, dass die durch das Bezugszeichen 310 bezeichnete Form den Steckkontakt veranschaulicht. Ähnliche Zeichnungselemente sind alle Steckkontakte. Allerdings sind die Bezugszeichen der weiteren Steckkontakte für eine Vereinfachung von 3 weggelassen. Dies gilt auch für andere Zeichnungen.
  • Die Gateelektroden des Transistors in 3 sind mit denselben Bezugszeichen wie die in 2 veranschaulichten entsprechenden Einrichtungen bezeichnet. Beispielsweise bildet die Gateelektrode 103A das Gate des ersten Transfertransistors 103A in 2. Dies gilt auch für die anderen Gateelektroden.
  • Wie in 3 gezeigt, ist die Gateelektrode 103A in der Draufsicht zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A und der FD-Region 107A angeordnet. Auch ist die Gateelektrode 104A in der Draufsicht zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit 102A und der FD-Region 103A angeordnet.
  • Der Verstärkungstransistor 201, Rücksetztransistor 202 und Auswahltransistor 203 sind in einer dritten aktiven Region 303 angeordnet, die von den aktiven Regionen 301 und 302 verschieden ist, in denen die fotoelektrischen Wandlereinheiten angeordnet sind. Diese Transistoren teilen sich eine Sourceregion und eine Drainregion mit einem anderen Transistor. Die von dem Verstärkungstransistor 201 und Rücksetztransistor 202 gemeinsam genutzte Drainregion ist mit einem leitenden Material 206 zum Zuführen einer Betriebsspannung über einen Steckkontakt elektrisch verbunden. Ferner ist die Sourceregion des Auswahltransistors 203 mit einem leitenden Bauelement, das die Ausgangsleitung 207 bildet, über einen Steckkontakt elektrisch verbunden.
  • Der FD-Abschnitt 110 ist mit der Gateelektrode des Verstärkungstransistors 207 über einen Steckkontakt elektrisch verbunden. Insbesondere ist das leitende Bauelement 109A zum wechselseitig elektrisch Verbinden der zwei FD-Regionen 107A und 108A über einen Steckkontakt mit der Gateelektrode des Verstärkungstransistors 201 elektrisch verbunden. Es wird angemerkt, dass die FD-Regionen 107B und 108B, die dem zweiten Bildelement 100B entsprechen, auch mit der Gateelektrode des Verstärkungstransistors 201 über ein nicht dargestelltes leitendes Bauelement und einen Steckkontakt elektrisch verbunden sind.
  • Die Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A ist über einen Steckkontakt mit einem leitenden Bauelement 105A elektrisch verbunden, das die entsprechende Ansteuerleitung 211A bildet. Die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A ist über einen Steckkontakt mit einem leitenden Bauelement 106A verbunden, das die entsprechende Ansteuerleitung 212A bildet. Die Gateelektrode des Rücksetztransistors 202 ist über einen Steckkontakt mit einem leitenden Bauelement 204 elektrisch verbunden, das die entsprechende Ansteuerleitung 209 bildet. Die Gateelektrode des Auswahltransistors 203 ist über einen Steckkontakt mit einem leitenden Bauelement 205 elektrisch verbunden, das die entsprechende Ansteuerleitung 210 bildet.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die leitenden Bauelemente 105A, 106A, 109A, 105B, 106B, 109B, 204 und 205 in derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Natürlich können diese leitenden Bauelemente in verschiedenen Verdrahtungsschichten angeordnet sein. Auch sind leitende Bauelemente, die die Ausgangsleitung 207, Energiezufuhrleitung, GND-Leitung, Lichtabschirmleitung usw. bilden, in einer in 3 nicht dargestellten Verdrahtungsschicht enthalten.
  • Es wird angemerkt, dass ein (nicht gezeigtes) Linsenarray mit einer Vielzahl von Linsen, die jeweils entsprechend der Vielzahl der Bildelemente angeordnet sind, in den oberen Abschnitten der fotoelektrischen Wandlereinheiten angeordnet sind. Eine einzelne Linse in dem Linsenarray kondensiert Licht auf den vielfachen fotoelektrischen Wandlereinheiten in demselben Bildelement. Die in jedem Bildelement enthaltene Vielzahl fotoelektrischer Wandlereinheiten sind in der Draufsicht an einer anderen Position angeordnet.
  • Nun werden Merkmalspunkte in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 3 gezeigt, ist das mit der Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A elektrisch verbundene erste leitende Bauelement 105A weiter weg von dem FD-Abschnitt 110 angeordnet als das mit der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A verbundene zweite leitende Bauelement 106A. Das heißt, eine Entfernung d1 eines Abschnitts, wo sich das erste leitende Bauelement 105A und der FD-Abschnitt 110 in nächster Nähe zueinander befinden, ist größer als eine Entfernung d2 eines Abschnitts, wo sich das zweite leitende Bauelement 106A und der FD-Abschnitt 110 in nächster Nähe zueinander befinden. Enthält der FD-Abschnitt 110 wie bei diesem Ausführungsbeispiel die Halbleiterregion (FD-Region), gibt es die folgenden Fälle als Abschnitt, wo beide in nächster Nähe zueinander sind. Ein erster Fall ist der, bei dem die Entfernung d1 von dem ersten leitenden Bauelement 105A zu der FD-Region 107A länger als die Entfernung d2 von dem zweiten leitenden Bauelement 106A zu der FD-Region 108A ist. Ein zweiter Fall ist einer, in dem die Entfernung d1 von dem ersten leitenden Bauelement 105A zu dem leitenden Bauelement 109A kürzer als die Entfernung d2 von dem zweiten leitenden Bauelement 106A zu dem leitenden Bauelement 109A ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind das erste leitende Bauelement 105A und das zweite leitende Bauelement 106A auf derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Zumindest ein Abschnitt einer orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements 106A bezüglich einer vorbestimmten Ebene ist zwischen einer orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements 105A bezüglich dieser vorbestimmten Ebene und einer orthogonalen Projektion der FD-Region 107A oder 108A in dem FD-Abschnitt 110 bezüglich dieser vorbestimmten Ebene positioniert. Die vorbestimmte Ebene ist beispielsweise eine Schnittstelle zwischen einer in der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A enthaltenen Halbleiterregion und einer auf der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A angeordneten Isolierschicht, d. h., eine Ebene parallel zur Oberfläche der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind das erste leitende Bauelement 105A, das zweite leitende Bauelement 106A und das in dem FD-Abschnitt 110 enthaltene leitende Bauelement 109A auf derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Zumindest ein Abschnitt des zweiten leitenden Bauelements 106A ist zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem im FD-Abschnitt 110 enthaltenen leitenden Bauelement 109A positioniert.
  • Mit einem derartigen Aufbau sind kapazitive Komponenten zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 kleiner als kapazitive Komponenten zwischen dem zweiten leitenden Bauelement 106A und dem FD-Abschnitt 110. Im Fall dieses Ausführungsbeispiels beträgt eine Entfernung d3, wo die leitenden Bauelemente 105A und 106A und der FD-Abschnitt 110 parallel laufen, um die 2,4 Mikrometer, und ein Verdrahtungsintervall zwischen den ersten leitenden Bauelementen 105A und 106A beträgt um die 0,3 Mikrometer. In diesem Fall liegen die kapazitiven Komponenten zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 bei ungefähr der Hälfte der kapazitiven Komponenten zwischen dem zweiten leitenden Bauelement 106A und dem FD-Abschnitt 110. Auch betragen die gesamten kapazitiven Komponenten zwischen den ersten und zweiten leitenden Bauelementen 105A und 106A um die 20% der gesamten Kapazitanz des FD-Abschnitts 110. Die vorstehenden numerischen Werte sind lediglich ein Beispiel, und können geeignet modifiziert werden.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel umfasst die folgenden Sekundärmerkmale. Als erstes Merkmal sind die erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A und die erste FD-Region 107A in einer ersten Richtung als Array angeordnet. Die zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A, die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A und die zweite Halbleiterregion 108A sind in der ersten Richtung als Array angeordnet. Andererseits erstrecken sich das erste leitende Bauelement 105A und das zweite leitende Bauelement 106A jeweils in einer die erste Richtung kreuzenden Richtung (zweite Richtung in 3). Gemäß diesem Layout können die Ansteuerleitungen der Transfertransistoren effektiv angeordnet werden, und dementsprechend Öffnungen auf den fotoelektrischen Wandlereinheiten vergrößert werden. Demnach kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Empfindlichkeit verbessert werden.
  • Als zweites Merkmal der Sekundärmerkmale dieses Ausführungsbeispiels wird eine orthogonale Projektion der Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A bezüglich einer vorbestimmten Ebene teilweise durch zumindest jede orthogonale Projektion des ersten leitenden Bauelements 105A und des zweiten leitenden Bauelements 106A bezüglich dieser vorbestimmten Ebene überlappt. Auch wird eine orthogonale Projektion der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A bezüglich einer vorbestimmten Ebene teilweise durch zumindest jede orthogonale Projektion des ersten leitenden Bauelements 105A und des zweiten leitenden Bauelements 106A bezüglich dieser vorbestimmten Ebene überlappt. Mit diesem Layout können die Ansteuerleitungen der Transfertransistoren effektiv angeordnet werden, und demnach Öffnungen in den fotoelektrischen Wandlereinheiten erweitert werden. Demnach kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Empfindlichkeit verbessert werden.
  • Als Nächstes wird die Ansteuerung der Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die in 4 veranschaulichten Ansteuerimpulse beschrieben. Nun wird der Betrieb der in 1 veranschaulichten Bildgebungsvorrichtung beschrieben. Bezüglich der Ansteuerimpulse wird der entsprechende Transistor bei einem Impuls mit hohem Pegel eingeschaltet, und der entsprechende Transistor mit einem Impuls auf niedrigem Pegel ausgeschaltet.
  • Zu einer Zeit T = t1 gehen Ansteuerimpulse PTXA und PTXB, die den Ansteuerleitungen 211A und 212A zuzuführen sind, auf hohen Pegel. Da zu diesem Zeitpunkt ein der Ansteuerleitung 209 zuzuführender Ansteuerimpuls PRES auf hohem Pegel ist, werden die fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A rückgesetzt.
  • Zu T = t2 gehen die Ansteuerimpulse PTXA und PTXB auf niedrigen Pegel. Zu diesem Zeitpunkt wird an den fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A eine elektrische Trägerakkumulationsperiode gestartet. Da der Ansteuerimpuls PRES auf hohem Pegel gehalten wird, wird der Rücksetzbetrieb des FD-Abschnitts 110 fortgesetzt, der den Eingangsknoten des Verstärkungstransistors 201 darstellt. Nachdem die Akkumulation eine vorbestimmte Periode lang durchgeführt wurde, wird für jede Reihe oder für jede bestimmte Vielzahl von Reihen ein Auslesen von Signalen zu der Ausgangsleitung 207 sequentiell durchgeführt.
  • Zur Zeit T = t3 geht der der Ansteuerleitung 210 des Auswahltransistor 203 zuzuführende Ansteuerimpuls PSEL auf hohen Pegel, um den Auswahltransistor 203 einzuschalten. Somit wird das Potential des FD-Abschnitts 110, d. h., ein dem Potential des Eingangsknotens des Verstärkungstransistors 201 entsprechendes Signal zu der Ausgangsleitung 207 ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird das Signal beruhend auf einem Zustand ausgegeben, in dem der FD-Abschnitt 110 rückgesetzt wird (Rücksetzsignalpegel).
  • Zur Zeit T = t4 wird der der Ansteuerleitung 209 des Rücksetztransistors 202 zuzuführende Ansteuerimpuls PRES auf niedrigen Pegel geschaltet, wodurch der Rücksetzbetrieb des Eingangsknotens des Verstärkungstransistors 201 freigegeben wird. Als Nächstes wird der Rücksetzsignalpegel zu der Ausgangsleitung 207 ausgelesen und in die Spaltenschaltung 113 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Operationsverstärker 119 der Spaltenschaltung 113 in einem virtuell geerdeten Zustand. Insbesondere geht der Ansteuerimpuls PC0R auf hohen Pegel, und der Schalter 118 befindet sich in einem Durchlasszustand. Der Operationsverstärker 119 befindet sich in einem Zustand zur Pufferung der Ausgabe von Vref, und in diesem Zustand wird dem Eingangskondensator 116 der Rücksetzsignalpegel zugeführt.
  • Als Nächstes wird der Ansteuerimpuls PC0R zur Zeit T = t5 auf einen niedrigen Pegel geschaltet, und zur Zeit T = t6 wird der Ansteuerimpuls PTN mit einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel zum Einschalten der Schalter 126 und 128 geschaltet. Zur Zeit T = t7 wird der Ansteuerimpuls PTN von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel zum Ausschalten der Schalter 126 und 128 geschaltet. Mit diesem Betrieb wird das Ausgangssignal von ungefähr Vref den Haltekondensatoren 122 und 124 zugeführt, worauf die Haltekondensatoren 122 und 124 folgen, und der Ausgangsknoten des Operationsverstärkers 119 geht in einen Nichtdurchlasszustand über.
  • Danach wird der Ansteuerimpuls PTXA zur Zeit T = t8 auf einen hohen Pegel geschaltet, der elektrische Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A wird zu dem FD-Abschnitt 110 übertragen, und zur Zeit T = t9 wird der Ansteuerimpuls PTXA auf niedrigen Pegel geschaltet. Mit dieser Arbeitsweise wird der elektrische Träger der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A zu dem FD-Abschnitt 110 übertragen. Somit wird der Spaltenschaltung 113 über den Verstärkungstransistor 201 und die Ausgangsleitung 207 ein Signal beruhend auf dem an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A erzeugten elektrischen Träger zugeführt. Gemäß diesem Betrieb kann an der Ausgangsleitung 207 ein Signal für eine Fokuserfassung erzeugt werden.
  • Da sich der Ansteuerimpuls PTXB während der Zeit T = t8 bis zur Zeit T = t9 auf niedrigem Pegel befindet, bleibt der zweite Transfertransistor 104A aus. Zur Zeit T = t8 wird der erste Transfertransistor 103A von einem Zustand, in dem sowohl der erste als auch der zweite Transfertransistor 103A und 104A in einem Aus-Zustand sind, eingeschaltet, während der zweite Transfertransistor 104A aus bleibt.
  • Ein Wert, der durch Multiplizieren einer Spannungsänderung durch Invertieren der Verstärkung mit einem Verhältnis zwischen dem Kapazitanzwert C0 des Eingangskondensators 116 und dem Kapazitanzwert Cf des Rückkopplungskondensators 117 erhalten wird, wird an der Spaltenschaltung 113 ausgegeben. Ist die Spannungsänderung der Ausgangsleitung 207 ΔVa (negativ), und ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 119 V(A), gilt folgender Ausdruck (1). V(A) = Vref + ΔVa × (–C0/Cf) (1)
  • Als Nächstes wird der Ansteuerimpuls PTSA zu T = t10 von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel zum Einschalten des Schalters 125 geschaltet. Zu T = t11 wird der Ansteuerimpuls PTSA von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel zum Ausschalten des Schalters 125 geschaltet. Mit dieser Arbeitsweise wird das Signal am Haltekondensator 121 gehalten.
  • Danach wird der Ansteuerimpuls PTXA zu T = t12 in einen hohen Pegel geschaltet, und der Ansteuerimpuls PTXB wird während zumindest eines Teils der Hochpegelperiode des Ansteuerimpulses PTXA auf einen hohen Pegel geschaltet. Somit sind beide, der erste Transfertransistor 103A und der zweite Transfertransistor 104A, parallel eingeschaltet. Mit dieser Arbeitsweise können die elektrischen Träger beider fotoelektrischer Wandlereinheiten 101A und 102A gleichzeitig zu dem FD-Abschnitt 110 übertragen werden. Dieser Vorgang ermöglicht es der Ausgangsleitung 207, ein Signal für eine Bilderzeugung zu erzeugen. Der Ansteuerimpuls PTXA und der Ansteuerimpuls PTXB können gleichzeitig von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geändert werden. Alternativ dazu kann der Ansteuerimpuls PTXA vor dem Ansteuerimpuls PTXB von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geändert werden. Alternativ dazu, kann der Ansteuerimpuls PTXA nach dem Ansteuerimpuls PTXB von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geändert werden.
  • Bis die elektrischen Träger beider fotoelektrischer Wandlereinheiten 101A und 102A nach der Übertragung des elektrischen Trägers der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A zu dem FD-Abschnitt 110 parallel übertragen sind, wird das Potential des FD-Abschnitts 110, das heißt, das Potential des Eingangsknotens des Verstärkungstransistors 201 nicht rückgesetzt. Insbesondere bis sowohl der erste als auch der zweite Transfertransistor 103A und 104A nach dem Einschalten des ersten Transfertransistors 103A eingeschaltet werden, wird der Transistor 202 nicht rückgesetzt.
  • Zur Zeit der Übertragung lediglich des elektrischen Trägers der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A wird der Spaltenschaltung 113 auf die gleiche Weise ein Signal beruhend auf dem zu dem FD-Abschnitt 110 übertragenen elektrischen Träger zugeführt. Ist die Spannungsänderung der Ausgangsleitung 207 ΔVa + b (negativ), und ist das Ausgangspotential des Operationsverstärkers 119 V(A + B), gilt folgender Ausdruck (2). V(A + B) = Vref + ΔVa + b × (–C0/Cf) (2)
  • Zu T = t14 wird der Ansteuerimpuls PTSAB von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel zum Einschalten des Schalters 122 geschaltet. Zu T = t15 wird der Ansteuerimpuls PTSAB von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel zum Ausschalten des Schalters 122 geschaltet. Dieser Vorgang ermöglicht das Schreiben des Potentials V(A + B) des Ausgangsknotens des Operationsverstärkers 119 in den Haltekondensator 123.
  • Somit wird die Differenzspannung zwischen der Kapazitanz CTSAB und CTN durch den folgenden Ausdruck (3) erhalten. V(A + B) – Vref = ΔVa + b × (–C0/Cf) (3)
  • Dies gleicht einem Ergebnis, das durch Addieren der Signale der zwei in dem Bildelement enthaltenen fotoelektrischen Wandlereinheiten erhalten wird. Es wird ein Signal erhalten, das gleich einem Bildelement zur Zeit der Durchführung einer Bildgebung an den vielfachen fotoelektrischen Wandlereinheiten ist, die in dem Bildelement enthalten sind.
  • Unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (4) wird auch eine Potentialdifferenz zwischen den Haltekondensatoren 121 und 122 erhalten, wodurch das Signal der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A alleine erhalten werden kann. V(A) – Vref = ΔVa × (–C0/Cf) (4)
  • Ein durch die erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A erhaltenes Signal ist äquivalent zu Informationen eines durch einen Teil der Pupille der Fotografierlinse transmittierten kondensierten Lichtstrahls. Eine Potentialdifferenz dieser wird durch den folgenden Ausdruck (5) erhalten, wodurch das Signal der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit 102A alleine erhalten werden kann. (ΔVa + b × (–C0/Cf)) – (ΔVa × (–C0/Cf)) = (ΔVa + b – ΔVa) × (–C0/Cf) (5)
  • Das durch die zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A erhaltene Signal ist äquivalent zu Informationen eines durch einen anderen Teil der Pupille der Fotografierlinse transmittierten kondensierten Lichtstrahls. Die mehrfachen zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten in jedem Bildelement sind in der Draufsicht an verschiedenen Positionen angeordnet. Aus den Informationen der zwei Lichtstrahlen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A kann auch eine Fokuserfassung durchgeführt werden.
  • Die vorstehende Berechnung kann in der Bildgebungsvorrichtung durchgeführt werden, oder kann durch einen Signalprozessor nach der Ausgabe aus der Bildgebungsvorrichtung durchgeführt werden. Allerdings werden das Signal der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A alleine und das Signal nach der Addition der zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A in der Bildgebungsvorrichtung erhalten.
  • Zu T = t16 wird der Ansteuerimpuls PRES auf hohen Pegel geschaltet, der Rücksetztransistor 202 eingeschaltet, und das Potential des FD-Abschnitts 110 rückgesetzt.
  • Die an den Haltekondensatoren 121 bis 124 gehaltenen Signale werden durch die mit dem Impuls PH synchronisierten Ansteuerimpulse 133 und 134 ausgelesen, der T = t17 folgend und danach elektrisch zugeführt wird. Da der Ausgangsverstärker 115 bei diesem Ausführungsbeispiel zur Durchführung einer Differenzverarbeitung an der folgenden Stufe der horizontalen Ausgangsleitungen 139 und 140 vorgesehen ist, kann eine Differenz der an den Haltekondensatoren 121 und 122 gehaltenen Signale zu der Außenseite der Bildgebungsvorrichtung ausgegeben werden. Ferner kann eine Differenz der an den Haltekondensatoren 123 und 124 gehaltenen Signale zu der Außenseite der Bildgebungsvorrichtung ausgegeben werden. Auf den horizontalen Ausgangsleitungen 139 und 140 erzeugtes Rauschen kann demnach verringert werden. Allerdings muss der Ausgangsverstärker 115 nicht unbedingt einen Aufbau zum Erhalten einer Differenzausgabe haben, und kann eine einfache Pufferstufe sein. Danach werden die Signale in jeder Spalte durch die Horizontalabtastschaltung 114 sequenziell abgetastet und zu den horizontalen Ausgangsleitungen 139 und 140 ausgelesen.
  • Obwohl ein Beispiel der Auslesereihenfolge beschrieben wurde, bei dem nach dem Auslesen des Signals der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A allein das addierte Signal der ersten und zweiten fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A ausgelesen wird, kann die Reihenfolge vertauscht werden. Das Signal der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A alleine wird zuvor ausgelesen, wodurch ein geeigneteres Signal erhalten wird. Der Grund dafür ist, dass, je länger Signale in den Haltekondensatoren 121 bis 124 gehalten werden, desto leichter der Einfluss von Verluststrom aufgrund eines Kondensators und eines Schalters ist.
  • Vorstehend wurde die Arbeitsweise der in 1 veranschaulichten Bildgebungsvorrichtung beschrieben. Die in 2 veranschaulichte Bildgebungsvorrichtung führt auch denselben Auslesevorgang mit der in 4 veranschaulichten Ansteuerungszeitgebung durch. Die in 2 veranschaulichte Bildgebungsvorrichtung kann Signale aus den fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A und die Signale aus den fotoelektrischen Wandlereinheiten 101B und 102B als Signale in verschiedenen Reihen auslesen.
  • Nach dem Auslesen des Signals der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A addiert das erste Bildelement 100A die elektrischen Träger der fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A am FD-Abschnitt 110. Somit können sowohl ein Signal für ein Fokuserfassungsausmaß und ein Signal für eine Bildgebung erzeugt werden. Nach dem Auslesen des Signals der fotoelektrischen Wandlereinheit 101B addiert das zweite Bildelement 100B die elektrischen Träger der fotoelektrischen Wandlereinheiten 101B und 102B am FD-Abschnitt 110. Somit können sowohl ein Signal für ein Fokuserfassungsausmaß als auch ein Signal für eine Bildgebung erzeugt werden.
  • Im Fall der in 2 veranschaulichten Bildgebungsvorrichtung teilen sich die zwei verschiedenen Bildelemente den Verstärkungstransistor 201. Demnach können die elektrischen Träger der fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 101B auch an dem FD-Abschnitt 110 berechnet werden, und die Signale der fotoelektrischen Wandlereinheiten 102A und 102B können auch am FD-Abschnitt 110 addiert werden.
  • Nachstehend wird ein Beispiel der Ansteuerungszeitgebung im Fall des Addierens und Lesens der Signale von zwei Bildelementen anhand von 5 veranschaulicht. Ein dem Transfertransistor 103A zuzuführender Ansteuerimpuls wird PTXA (103A) genannt, und ein dem Transfertransistor 104A zuzuführender Ansteuerimpuls wird PTXB (104A) genannt. Ein dem Transfertransistor 103B zuzuführender Ansteuerimpuls wird PTXA (103B) genannt, und ein dem Transfertransistor 104 zuzuführender Ansteuerimpuls wird PTXB (104B) genannt.
  • Zur Zeit T = t8 werden die Ansteuerimpulse PTXA (103A) und PTXA (103B) von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geschaltet. Danach, zur Zeit T = t9, werden die Ansteuerimpulse PTXA (103A) und PTXA (103B) von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel geschaltet. Mit diesem Betrieb werden die elektrischen Träger der in einem unterschiedlichen Bildelement enthaltenen fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 101B am FD-Abschnitt 110 addiert. Dieses Signal wird als Signal für eine Fokuserfassung verwendet.
  • Zur Zeit T = t12 werden die Ansteuerimpulse PTXA (103A), PTXA (103B), PTXA (104A) und PTXB (104B) von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geschaltet. Danach, zur Zeit T = t13, werden die Ansteuerimpulse PTXA (103A), PTXA (103B), PTXA (104A) und PTXB (104B) von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel geschaltet. Mit diesem Betrieb werden die elektrischen Träger aller in einem unterschiedlichen Bildelement enthaltenen fotoelektrischen Wandlereinheiten (101A, 202A, 101B und 102B) am FD-Abschnitt 110 addiert. Dieses Signal wird als Signal zur Bildgebung verwendet.
  • Anhand dieser Arbeitsweise wird das Signal für eine Fokuserfassung durch Addieren der elektrischen Träger der in einem unterschiedlichen Bildelement enthaltenen vielfachen fotoelektrischen Wandlereinheiten erhalten. Daher kann das S/N-Verhältnis verbessert werden. Infolgedessen wird eine Fokuserfassung mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
  • Die Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann Signale mit hoher Geschwindigkeit auslesen. Dieser Vorteil wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wenn das Potential des Gates eines Transfertransistors sich von einem Pegel, der Aus entspricht, in einen Pegel ändert, der Ein entspricht, kann das Potential des FD-Abschnitts aufgrund einer kapazitiven Kopplung zwischen einem leitenden Bauelement, das elektrisch mit dem Gate des Transfertransistors verbunden ist, und dem FD-Abschnitt geändert werden. Daher wird das Auslesen eines Signals beruhend auf dem übertragenen elektrischen Träger durchgeführt, nachdem die Potentialänderung des FD-Abschnitts ausreichend konvergiert ist, d. h., nachdem sich das Potential des FD-Abschnitts stabilisiert hat, wodurch die Signalgenauigkeit verbessert werden kann. Ist allerdings die Potentialänderung des FD-Abschnitts groß, braucht es einige Zeit, bis sich das Potential des FD-Abschnitts stabilisiert hat. Demnach dauert es länger, bis ein genaues Signal ausgelesen wird.
  • Ein Signal beruhend auf dem elektrischen Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A der zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten wird bei diesem Ausführungsbeispiel unabhängig ausgelesen. Daher wird von den zwei Transfertransistoren 103A und 104A der erste Transfertransistor 103A von Aus nach Ein gesteuert, während der zweite Transfertransistor 104A aus gelassen wird. Daher kann die Potentialänderung des FD-Abschnitts 110 verkleinert werden. Infolgedessen kann ein Zeitabschnitt von der Übertragung eines elektrischen Trägers bis zum Signalauslesen verringert werden, und das Signal kann mit höherer Geschwindigkeit ausgelesen werden.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung der Potentialänderung des FD-Abschnitts 110 während einer Ausleseperiode in der Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Ein der Ansteuerleitung 211A des ersten Transfertransistors 103A zuzuführender Ansteuerimpuls ist PTXA, und ein der Ansteuerleitung 212A des zweiten Transfertransistors 104A zuzuführender Ansteuerimpuls ist PTXB. Das Potential des FD-Abschnitts 110 wird durch VFD dargestellt. Eine durchgezogene Linie gibt eine Änderung des Potentials des FD-Abschnitts 110 gemäß dem Ausführungsbeispiel an, und eine gepunktete Linie gibt eine Änderung des Potentials des FD-Abschnitts gemäß einem Vergleichsbeispiel an. Die Zeiten T = t1, T = t2, T = t3 und T = t4 in 6 entsprechen jeweils den Zeiten T = t8, T = t9, T = t12 und T = t13 in den 4 und 5.
  • Zurzeit T = t1 in 6 wird der Ansteuerimpuls PTXA von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel geschaltet. Dieser Vorgang veranlasst das Auslesen des in der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A akkumulierten elektrischen Trägers zu dem FD-Abschnitt 110. Dieses Signal wird beispielsweise als Signal zur Fokuserfassung verwendet. Das Änderungsausmaß im Potential des FD-Abschnitts 110 zu diesem Zeitpunkt wird als a bezeichnet, und das Änderungsausmaß im Potential des FD-Abschnitts im Fall des Schaltens des Ansteuerimpulses PTXB allein von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel wird mit b bezeichnet, was durch eine gepunktete Linie veranschaulicht ist.
  • Das mit der Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A elektrisch verbundene leitende Bauelement 105A ist bei diesem Ausführungsbeispiel weiter weg von dem FD-Abschnitt 110 angeordnet als das mit der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A verbundene zweite leitende Bauelement 106A. Daher sind die kapazitiven Komponenten zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 geringer als die kapazitiven Komponenten zwischen dem zweiten leitenden Bauelement 106A und dem FD-Abschnitt 110. Daher ist die Potentialänderung des FD-Abschnitts 110 beim Einschalten des ersten Transfertransistors 103A kleiner als die Potentialänderung des FD-Abschnitts 110 beim Einschalten des zweiten Transfertransistors 104A. Entsprechend gilt a < b.
  • Die Zeit bis sich das Potential des FD-Abschnitts 110 bezüglich der Potentialänderung aufgrund des Anlegens der Ansteuerimpulse stabilisiert hat, ist t1 bis t1', wenn sich der Ansteuerimpuls PTXA allein ändert, und ist t1 bis t1'', wenn sich der Ansteuerimpuls PTXB allein ändert. Wie in 6 gezeigt, kann ein Signal früher ausgelesen werden, da die Periode t1 bis t1' kleiner als die Periode t1 bis t1'' ist. Das heißt, die Periode für die gesamte Signalausleseoperation kann verringert werden. Beim Schalten von PTXA von einem hohen Pegel in einen niedrigen Pegel zur Zeit T = t2 kann der Zeitabschnitt, bis sich das Potential des FD-Abschnitt 110 stabilisiert hat, gleichermaßen verringert werden.
  • Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet die folgenden Sekundärvorteile. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-124984 offenbart die folgende Arbeitsweise. Ein Signal einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit wird in einen Haltekondensator geschrieben, eine Horizontaltransferoperation wird zum Auslesen des Signals zu der Außenseite einer Bildgebungsvorrichtung durchgeführt. Als Nächstes führt ein Rücksetztransistor eine Rücksetzoperation durch. Danach wird ein Signal einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit in einen Haltekondensator geschrieben, eine Horizontaltransferoperation wird durchgeführt, und das Signal wird zu der Außenseite eines Sensors ausgelesen. Der Rücksetztransistor führt erneut eine Rücksetzoperation durch.
  • In diesem Fall tritt eine Ausleseperiodendifferenz (mehrere zehn bis mehrere hundert Mikrosekunden) gleich einer Reihe zwischen dem Auslesen des Signals der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und dem Auslesen des Signals der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit auf.
  • Im Fall des Ausführungsbeispiels wird zuerst das Signal der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A in den Haltekondensator zu T = t11 geschrieben. Während der von der fotoelektrischen Wandlereinheit 101A übertragene elektrische Träger am FD-Abschnitt 110 gehalten wird, werden die elektrischen Träger beider fotoelektrischer Wandlereinheiten 101A und 102A zu T = t12 übertragen. Somit wird die Ausleseperiode deutlich verringert (mehrere Mikrosekunden). Ferner wird die Signalauslesezeitperiodendifferenz zwischen den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A verringert, woraus sich ein Vorteil der verbesserten Genauigkeit der Fokuserfassung ergibt.
  • Das Schalten beider Ansteuerimpulse PTXA und PTXB parallel auf hohen Pegel ermöglicht folgenden Vorteil.
  • Im Allgemeinen wird das Potential des FD-Abschnitts 110 durch kapazitive Kopplung zwischen der Ansteuerleitung des Transfertransistors und dem FD-Abschnitt 110 erhöht, wenn sich das Potential des Gates eines Transfertransistors von niedrigem Pegel in hohen Pegel ändert. Die Potentiale der Gates der zwei Transfertransistoren 103A und 104A ändern sich bei diesem Ausführungsbeispiel von einem niedrigen Pegel in einen hohen Pegel. Der erhöhte Betrag des Potentials des FD-Abschnitts 110 steigt mehr an als in einem Fall, in dem lediglich ein Transfertransistor eingeschaltet wird. Nach der Erhöhung des Potentials des FD-Abschnitts 110 werden die elektrischen Träger der fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A leicht zu dem FD-Abschnitt 110 übertragen. Demnach kann die Übertragungsleistung verbessert werden. Die Vorteile dieser verbesserten Übertragungsleistung können erhalten werden, wenn zumindest zwei Transfertransistoren parallel eingeschaltet sind. Die zwei Transfertransistoren werden gleichzeitig eingeschaltet, wodurch die Übertragungsleistung weiter verbessert werden kann.
  • Auf die gleiche Weise wie bei diesem Ausführungsbeispiel kann im Fall der Bildgebungsvorrichtung, bei der das eine Bildelement 100 zur Bildgebung aus den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A aufgebaut ist, häufig eine Potentialgrenze zwischen den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A vorgesehen sein. Diese Potentialgrenze kompliziert die Potentialverteilung der fotoelektrischen Wandlereinheiten. Entsprechend treten zur Zeit der Übertragung leicht verbleibende elektrische Träger auf, und es kann Rauschen mit festem Muster oder weißes Rauschen auftreten. Andererseits werden die Ansteuerimpulse PTXA und PTXB gleichzeitig in einen hohen Pegel geschaltet, was die Übertragung elektrischer Träger in einem Zustand ermöglicht, in dem das Potential des FD-Abschnitts 110 hoch ist, und liefert einen Vorteil der Verringerung von Rauschen mit einem festen Muster oder von weißem Rauschen.
  • Auch kann der Unterschied zwischen den Akkumulationsperioden der zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A verringert werden. Im Fall der Konfiguration der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-124984 sind die Akkumulationsperioden in den zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten verschoben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zu der Zeit der Addition elektrischer Träger am FD-Abschnitt 110 eine Zeitsteuerung zum Ausschalten jedes der mehreren Transfertransistoren, die einer fotoelektrischen Wandlereinheit zur Durchführung einer Addition entsprechen, auf im Allgemeinen dieselbe eingestellt. Somit können die Akkumulationsperioden ausgerichtet werden. Dies ist insbesondere bei einer Konfiguration zum Erhalten eines Signals für eine Fokuserfassung an der Bildaufnahmeoberfläche der Bildgebungsvorrichtung effektiv.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Nun wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass ein drittes leitendes Bauelement 701 zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 vorgesehen ist. Daher werden lediglich vom ersten Ausführungsbeispiel verschiedene Punkte beschrieben, und auf die Beschreibung von Abschnitten ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird verzichtet.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer planaren Struktur einer Bildgebungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels. Abschnitte mit denselben Funktionen wie in 3 sind mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 7 gezeigt, ist das dritte leitende Bauelement 701 zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 angeordnet. Insbesondere sind das erste leitende Bauelement 105A, das dritte leitende Bauelement 701 und das im FD-Abschnitt 110 enthaltene leitende Bauelement 109A in derselben Verdrahtungsschicht angeordnet, und das dritte leitende Bauelement 701 ist zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem leitenden Bauelement 109A positioniert.
  • Es kann eine Anordnung getroffen werden, bei der das dritte leitende Bauelement 701 mit der Gateelektrode eines Transistors elektrisch verbunden ist, und die Ansteuerleitung dieses Transistors bildet. Alternativ dazu kann das dritte leitende Bauelement 701 eine Versorgungszuführleitung oder GND-Leitung sein. Alternativ dazu kann sich das dritte leitende Bauelement 701 in einem schwebenden Potentialzustand befinden.
  • Alternativ dazu kann das dritte leitende Bauelement 701 zwischen zumindest einem Teil des ersten leitenden Bauelements 105A und zumindest einem Teil des leitenden Bauelements 109A angeordnet sein. Das dritte leitende Bauelement 701 kann zwischen dem gesamten ersten leitenden Bauelement 105A und dem gesamten leitenden Bauelement 109A angeordnet sein.
  • Das erste leitende Bauelement 105A, das leitende Bauelement 109A und das dritte leitende Bauelement 701 sind bei diesem Ausführungsbeispiel auf derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Allerdings kann eines dieser auf einer verschiedenen Verdrahtungsschicht angeordnet sein. Alternativ dazu kann das dritte leitende Bauelement 701 zwischen dem zweiten leitenden Bauelement 106A und dem leitenden Bauelement 109A angeordnet sein.
  • Der folgende Vorteil wird bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Vorteilen des ersten Ausführungsbeispiels erhalten. Die Bereitstellung des dritten leitenden Bauelements 701 ermöglicht eine Verringerung der kapazitiven Komponenten zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110. Demnach kann die Potentialänderung des FD-Abschnitts 110 verringert werden, wenn sich der erste Transfertransistor von Ein nach Aus ändert. Infolgedessen kann das Auslesen von Signalen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der elektrische Träger der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A und der elektrische Träger der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit 102A zur selben Halbleiterregion 801 übertragen werden. Es werden daher lediglich zum ersten Ausführungsbeispiel verschiedene Punkte beschrieben, und auf die Beschreibung von Abschnitten ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird verzichtet.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung einer planaren Struktur einer Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Abschnitte mit denselben Funktionen wie in 3 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 8 gezeigt, sind die zwei fotoelektrischen Wandlereinheiten 101A und 102A über die Gateelektroden 103A und 104B der entsprechenden Transfertransistoren jeweils mit der Halbleiterregion 801 elektrisch verbunden. Das heißt, der FD-Abschnitt 110 ist aus der einen Halbleiterregion 801 gebildet.
  • Die Halbleiterregion 801 kann durch ein nicht veranschaulichtes leitendes Bauelement mit dem Eingangsknoten eines Verstärkungstransistors elektrisch verbunden sein. Alternativ dazu kann die Halbleiterregion 801 aus einem Steuerknoten wie einem Bipolartransistor oder JFET oder dergleichen gebildet sein.
  • Der folgende Vorteil wird bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Vorteilen des ersten Ausführungsbeispiels erhalten. Der FD-Abschnitt 110 ist aus der einen Halbleiterregion 801 aufgebaut. Somit kann die Kapazitanz des FD-Abschnitts 110 verringert werden. Demnach kann die Ladung-Spannung-Umwandlungsleistung am FD-Abschnitt 110 verbessert werden.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Layout der Bildelemente sich vom Layout der Bildelemente des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet. Daher werden lediglich vom ersten Ausführungsbeispiel verschiedene Punkte beschrieben, und auf die Beschreibung von Abschnitten ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird verzichtet.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer planaren Struktur einer Bildgebungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Abschnitte mit denselben Funktionen wie in 3 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 9 gezeigt, sind im Fall dieses Ausführungsbeispiels die erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A und die FD-Region 107A in der zweiten Richtung als Array angeordnet. Auch erstreckt sich das mit der Gateelektrode 103A verbundene erste leitende Bauelement 105A in der zweiten Richtung. Die zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A, die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A und die FD-Region 108A sind in der zweiten Richtung als Array angeordnet. Das mit der Gateelektrode 104A elektrisch verbundene zweite leitende Bauelement 106A erstreckt sich in der zweiten Richtung.
  • Die Gateelektrode 103A und das erste leitende Bauelement 105A sind über ein leitendes Bauelement 901 elektrisch verbunden. Die Gateelektrode 104A und das zweite leitende Bauelement 106A sind über ein leitendes Bauelement 902 elektrisch verbunden. Die leitenden Bauelemente 105A, 106A und 109A sind auf einer ersten Verdrahtungsschicht angeordnet. Die leitenden Bauelemente 901 und 902 sind auf einer zweiten Verdrahtungsschicht über der ersten Verdrahtungsschicht angeordnet.
  • Zur Verbesserung der Spiegelsymmetrie sind die zwei FD-Regionen 107A und 108A bei diesem Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass eine fotoelektrische Wandlereinheit dazwischen angeordnet ist. Daher ist das in dem FD-Abschnitt 110 enthaltene leitende Bauelement 109A dazu geneigt, länger zu werden. Ein derartiges Layout hebt den Vorteil des ersten Ausführungsbeispiels weiter hervor, da die Entfernung d1 zwischen dem ersten leitenden Bauelement 105A und dem FD-Abschnitt 110 größer als die Entfernung d2 zwischen dem zweiten leitenden Bauelement 106A und dem FD-Abschnitt 110 ist. Insbesondere weist dieses Ausführungsbeispiel den großen Vorteil der Beschleunigung der Signalauslesegeschwindigkeit auf.
  • Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Entfernung zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht relativ groß ist, befindet sich das erste leitende Bauelement 105A näher am FD-Abschnitt 110, insbesondere an dem leitenden Bauelement 109A des FD-Abschnitts 110 als das mit der Gateelektrode 103A verbundene leitende Bauelement 901 nahe am FD-Abschnitt 110 ist. Gleichermaßen ist das zweite leitende Bauelement 106A von den mit der Gateelektrode 104A verbundenen leitenden Bauelementen am nächsten zu dem FD-Abschnitt 110, insbesondere zu dem leitenden Bauelement 109A angeordnet.
  • Gemäß der Modifikation dieses Ausführungsbeispiels können die leitenden Bauelemente 901 und 902 dem FD-Abschnitt 110 am nächsten sein, da die Entfernung zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht relativ klein ist. Allerdings erstrecken sich die leitenden Bauelemente 901 und 902 in einer Richtung, die das in dem FD-Abschnitt 110 enthaltene leitende Bauelement 109A kreuzt. Daher sind von der Kapazitanz des FD-Abschnitts 110 kapazitive Komponenten entsprechend den leitenden Bauelementen 901 und 902 gering. Daher ändern sich die kapazitiven Komponenten bezüglich des FD-Abschnitts 110 erheblich in Abhängigkeit vom Layout der leitenden Bauelemente 105A und 106A, die sich in derselben Richtung wie das leitende Bauelement 109A des FD-Abschnitts 110 erstrecken.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Nun wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass sich das Layout der Bildelemente vom Layout der Bildelemente des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet. Es werden daher lediglich vom ersten Ausführungsbeispiel verschiedene Punkte beschrieben, und auf eine Beschreibung von Abschnitten ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird verzichtet.
  • 10 zeigt eine schematische Darstellung einer planaren Struktur einer Bildgebungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel. Abschnitte mit denselben Funktionen wie in 3 sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 10 gezeigt, sind im Fall dieses Ausführungsbeispiels die erste fotoelektrische Wandlereinheit 101A, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors 103A und die FD-Region 107A in der zweiten Richtung als Array angeordnet. Auch erstreckt sich das mit der Gateelektrode 103A elektrisch verbundene erste leitende Bauelement 105A in der zweiten Richtung. Ferner sind die zweite fotoelektrische Wandlereinheit 102A, die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors 104A und die FD-Region 108A in der zweiten Richtung als Array angeordnet. Das mit der Gateelektrode 104A elektrisch verbundene zweite leitende Bauelement 106A erstreckt sich in der zweiten Richtung.
  • Die leitenden Bauelemente 105A, 106A und 109A sind auf derselben Verdrahtungsschicht angeordnet. Daher kann der gleiche Vorteil wie mit dem ersten Ausführungsbeispiel ohne Einschränkung der Flexibilität des Layouts anderer Verdrahtungsschichten erzielt werden.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Nachstehend wird ein Bildgebungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Beispiele des Bildgebungssystems beinhalten digitale Stehbildkameras, digitale Camcorder, Kopierer, Faksimileeinrichtungen, Mobiltelefone, Kameras im Fahrzeug und Satelliten im Orbit. 11 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer digitalen Stehbildkamera, die als ein Beispiel des Bildgebungssystems dient.
  • In 11 bezeichnet das Bezugszeichen 1001 eine Abdeckung für einen Objektivschutz, 1002 ein Objektiv, das die Bildgebungsvorrichtung 1004 zur Durchführung einer Fokussierung auf ein optisches Bild eines Fotografiersubjekts veranlasst, und 1003 eine Blende zur Änderung der durch das Objektiv 1002 fallenden Lichtmenge. Das Bezugszeichen 1004 bezeichnet eine in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebene Bildgebungsvorrichtung und ist zum Umwandeln des durch das Objektiv 1002 gebildeten optischen Bildes in Bilddaten eingerichtet. Nun wird angenommen, dass eine AD-Umwandlungseinheit auf einem Halbleitersubstrat der Bildgebungsvorrichtung 1004 gebildet ist. Das Bezugszeichen 1007 bezeichnet einen Signalprozessor, der dazu eingerichtet ist, durch die Bildgebungsvorrichtung 1004 ausgegebene Subjektbilddaten verschiedenen Korrekturtypen zu unterziehen, oder die Abbildungsdaten zu komprimieren. In 11 bezeichnet das Bezugszeichen 1008 eine Zeitgebungserzeugungseinheit zur Ausgabe verschiedener Arten von Zeitsignalen zu der Bildgebungsvorrichtung 1004 und dem Signalprozessor 1007, und 1009 bezeichnet eine Gesamtsteuereinheit zur Steuerung der gesamten digitalen Stehbildkamera. Das Bezugszeichen 1010 bezeichnet eine Bildspeichereinheit zur vorübergehenden Speicherung von Bilddaten, 1011 eine Schnittstelleinheit zur Durchführung einer Aufzeichnung oder eines Auslesens auf/von einem Aufzeichnungsmedium und 1012 ein Aufzeichnungsmedium, das mit der Bildgebungsvorrichtung 1004 verbunden und von dieser getrennt werden kann, wie einen Halbleiterspeicher oder dergleichen, zur Durchführung einer Aufzeichnung oder eines Auslesens von Abbildungsdaten. Das Bezugszeichen 1013 bezeichnet eine Schnittstelleneinheit zur Kommunikation mit einem externen Computer oder dergleichen. Ein Zeitgebungssignal oder dergleichen kann hier von außen in das Bildgebungssystem eingegeben werden. Das Bildgebungssystem soll zumindest die Bildgebungsvorrichtung 1004 und den Signalprozessor 1007 zur Verarbeitung des von der Bildgebungsvorrichtung 1004 ausgegebenen Abbildungssignals enthalten.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Aufbau beschrieben, in dem die Bildgebungsvorrichtung 1004 und die AD-Umwandlungseinheit auf verschiedenen Halbleitersubstraten vorgesehen sind. Allerdings können die Bildgebungsvorrichtung 1004 und die AD-Umwandlungseinheit auf demselben Halbleitersubstrat gebildet sein. Auch die Bildgebungsvorrichtung 1004 und der Signalprozessor 1007 können auf demselben Halbleitersubstrat gebildet sein.
  • Der Signalprozessor 1007 kann zur Verarbeitung eines Signals beruhend auf einem an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit 101A erzeugten elektrischen Träger und eines Signals beruhend auf einem an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit 102A erzeugten elektrischen Träger zum Erhalten von Distanzinformationen von der Bildgebungsvorrichtung 1004 zu einem Subjekt eingerichtet sein.
  • Die Bildgebungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel oder zweiten Ausführungsbeispiel wird bei diesem Ausführungsbeispiel als Bildgebungsvorrichtung 1004 in dem Bildgebungssystem angewendet. Somit kann das Auslesen von Signalen mit hoher Geschwindigkeit durch Anwenden eines Ausführungsbeispiels der Erfindung bei einem Bildgebungssystem durchgeführt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Patentansprüche soll die breiteste Interpretation zum Umfassen aller Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zukommen.
  • Eine Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Das Bildelement enthält eine erste und eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, einen Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einen ersten und einen zweiten Transfertransistor. Der erste und der zweite Transfertransistor sind zum Übertragen von jeweils an der ersten und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägern zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential eingerichtet. Die Bildgebungsvorrichtung enthält ein mit der Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenes erstes leitendes Bauelement, ein mit der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenes zweites leitendes Bauelement, und eine Steuereinheit. Die kürzeste Entfernung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist größer als die kürzeste Entfernung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001-124984 [0002, 0108, 0114]
    • JP 2004-134867 [0003]

Claims (21)

  1. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zur Übertragung eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zur Übertragung eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement, einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement und einer mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei die kürzeste Entfernung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential größer als die kürzeste Entfernung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Durchführen eines ersten Steuervorgangs zum Einstellen von einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind, eines Zustands, in dem der erste Transfertransistor eingeschaltet ist, während der zweite Transfertransistor ausgeschaltet bleibt, und Durchführen eines zweiten Steuervorgangs zum Einstellen eines Zustands, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor eingeschaltet sind, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrische Träger an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential gehalten wird.
  2. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential enthält eine in einem Halbleitersubstrat angeordnete und zum Halten eines übertragenen elektrischen Trägers eingerichtete Halbleiterregion und ein mit der Halbleiterregion elektrisch verbundenes drittes leitendes Bauelement.
  3. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Halbleiterregion enthält eine entsprechend der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnete erste Halbleiterregion und eine entsprechend der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnete zweite Halbleiterregion, wobei das dritte leitende Bauelement die erste Halbleiterregion und die zweite Halbleiteregion gegenseitig elektrisch verbindet.
  4. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors und die erste Halbleiteregion in einer ersten Richtung als Array angeordnet sind, wobei die zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors und die zweite Halbleiteregion in der ersten Richtung als Array angeordnet sind, und wobei sich das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement jeweils in einer die erste Richtung schneidenden zweiten Richtung erstrecken.
  5. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die Gateelektrode des ersten Transfertransistors und die erste Halbleiteregion in einer ersten Richtung als Array angeordnet sind, wobei die zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die Gateelektrode des zweiten Transfertransistors und die zweite Halbleiteregion in der ersten Richtung als Array angeordnet sind, und wobei sich das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement jeweils in einer Richtung parallel zu der ersten Richtung erstrecken.
  6. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei zumindest ein Teil einer orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements in eine Ebene parallel zu einer Oberfläche der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit in einer Region zwischen einer orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements in die Ebene und einer orthogonalen Projektion der in dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential enthaltenen Halbleiteregion in die Ebene positioniert ist.
  7. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil einer orthogonalen Projektion der Gateelektrode des ersten Transfertransistors in eine Ebene parallel zu einer Oberfläche der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit jeweils einer orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements in die Ebene und einer orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements in die Ebene überlagert ist, und wobei zumindest ein Teil einer orthogonalen Projektion der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors in die Ebene jeweils der orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements und der orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements überlagert ist.
  8. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit zwischen dem ersten Steuervorgang und dem zweiten Steuervorgang zum Einstellen eines Zustands eingerichtet ist, in dem der erste Transfertransistor und der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind.
  9. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildelemente ferner enthalten einen Verstärkungsabschnitt zur Ausgabe eines Signals beruhend auf einem elektrischen Träger des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential, wobei der Verstärkungsabschnitt zur Ausgabe eines ersten Signals beruhend auf einem an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger während einer Periode von einem Start des ersten Steuervorgangs bis zu einem Start des zweiten Steuervorgangs und zur Ausgabe eines zweiten Signals beruhend auf einem an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential addierten elektrischen Träger nach dem Start des zweiten Steuervorgangs eingerichtet ist.
  10. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine kapazitive Kopplung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential geringer als eine kapazitive Kopplung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist.
  11. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine durch eine Potentialänderung des ersten leitenden Bauelements verursachte Potentialänderung des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential geringer als eine durch eine entsprechende Potentialänderung des zweiten leitenden Bauelements verursachte Potentialänderung des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential ist.
  12. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem vierten leitenden Bauelement, das zwischen zumindest einem Teil des ersten leitenden Bauelements und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential angeordnet ist.
  13. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich ein Material der Gateelektrode von einem Material des ersten leitenden Bauelements und des zweiten leitenden Bauelements unterscheidet.
  14. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement jeweils mit der Gateelektrode des ersten Transfertransistors und der Gateelektrode des zweiten Transfertransistors über Steckkontakte elektrisch verbunden sind.
  15. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zum Übertragen eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zum Übertragen eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement, einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement und einer mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement in derselben Verdrahtungsschicht angeordnet sind, wobei in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit zumindest ein Teil einer orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements in die Ebene in einer Region zwischen einer orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements in die Ebene und einer orthogonalen Projektion des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential in die Ebene positioniert ist, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Durchführen eines ersten Steuervorgangs zur Einstellung von einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind, eines Zustands, in dem der erste Transfertransistor eingeschaltet ist, während der zweite Transfertransistor ausgeschaltet bleibt, und eines zweiten Steuervorgangs zur Einstellung eines Zustands, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor eingeschaltet sind, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrische Träger an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential gehalten wird.
  16. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential eine Halbleiterregion enthält, und wobei zumindest der Teil der orthogonalen Projektion des zweiten leitenden Bauelements in einer Region zwischen der orthogonalen Projektion des ersten leitenden Bauelements und einer orthogonalen Projektion der in dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential enthaltenen Halbleiterregion in die Ebene positioniert ist.
  17. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zur Übertragung eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zur Übertragung eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement, einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement und einer mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement in derselben Verdrahtungsschicht angeordnet sind, wobei der Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ein in der Verdrahtungsschicht angeordnetes drittes leitendes Bauelement enthält, wobei zumindest ein Teil des zweiten leitenden Bauelements zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem in dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential enthaltenen dritten leitenden Bauelement positioniert ist, und wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist zum Durchführen eines ersten Steuervorgangs zur Einstellung aus einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind, eines Zustands, in dem der erste Transfertransistor eingeschaltet ist, während der zweite Transfertransistor ausgeschaltet bleibt, und eines zweiten Steuervorgangs zur Einstellung eines Zustands, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor eingeschaltet sind, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrische Träger an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential gehalten wird.
  18. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zur Übertragung eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zur Übertragung eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement, einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement und einer mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei eine durch eine Potentialänderung des ersten leitenden Bauelements verursachte Potentialänderung des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential kleiner als eine durch eine entsprechende Potentialänderung des zweiten leitenden Bauelements verursachte Potentialänderung des Diffusionsabschnitts mit schwebendem Potential ist, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Durchführen eines ersten Steuervorgangs zur Einstellung aus einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind, eines Zustands, in dem der erste Transfertransistor eingeschaltet ist, während der zweite Transfertransistor ausgeschaltet bleibt, und eines zweiten Steuervorgangs zur Einstellung eines Zustands, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor eingeschaltet sind, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrischen Träger an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential gehalten wird.
  19. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zur Übertragung eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zur Übertragung eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement, einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement und einer mit dem ersten Transfertransistor und dem zweiten Transfertransistor jeweils über das erste leitende Bauelement und das zweite leitende Bauelement elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei eine kapazitive Kopplung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential geringer als eine kapazitive Kopplung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Durchführen eines ersten Steuervorgangs zur Einstellung aus einem Zustand, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor ausgeschaltet sind, eines Zustands, in dem der erste Transfertransistor eingeschaltet ist, während der zweite Transfertransistor ausgeschaltet bleibt, und eines zweiten Steuervorgangs zur Einstellung eines Zustands, in dem sowohl der erste Transfertransistor als auch der zweite Transfertransistor eingeschaltet sind, während der durch den ersten Steuervorgang übertragene elektrische Träger an dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential gehalten wird.
  20. Bildgebungsvorrichtung mit einem Bildelement mit zumindest einer ersten fotoelektrischen Wandlereinheit, einer zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit, einem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einem ersten Transfertransistor zur Übertragung eines an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential und einem zweiten Transfertransistor zur Übertragung eines an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Trägers zu dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential, einer entsprechend dem Bildelement angeordneten Linse, einem mit einer Gateelektrode des ersten Transfertransistors elektrisch verbundenen ersten leitenden Bauelement und einem mit einer Gateelektrode des zweiten Transfertransistors elektrisch verbundenen zweiten leitenden Bauelement, wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit derart angeordnet sind, dass sie durch gegenseitig verschiedene Positionen einer Pupille der Linse fallendes Licht empfangen, wodurch ein Signal zur Fokuserfassung von der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit ausgegeben wird, und wobei die kürzeste Entfernung zwischen dem ersten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential größer als die kürzeste Entfernung zwischen dem zweiten leitenden Bauelement und dem Diffusionsabschnitt mit schwebendem Potential ist.
  21. Bildgebungssystem mit der Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1 und einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines Signals von der Bildgebungsvorrichtung, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines Signals beruhend auf einem an der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten und aus der Bildgebungsvorrichtung ausgegebenen elektrischen Träger und eines Signals beruhend auf einem an der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit erzeugten elektrischen Träger eingerichtet ist, und Entfernungsinformationen von der Bildgebungsvorrichtung zu einem Objekt erhält.
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