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摄像装置

阅读：861发布：2021-06-06

专利汇可以提供摄像装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开的摄像装置具备像素，像素包含：介电常数调制元件，包含第1、第2 端子及第1与第2端子之间的介电常数因光照而变化的介电常数调制构造；电容元件，包含第1 电极和与所述第2端子电连接的第2电极；及检测电路，输出与第2端子的电位相应的信号。摄像装置还具备：电压供给电路，对所述第1端子和所述第1电极中的一方，在第1期间施加第1电压，在与第1期间不同的第2期间施加第2电压；及信号处理电路，生成作为在第1期间从检测电路输出的第1信号和在第2期间从检测电路输出的第2信号之差的第3信号，第2电压施加于所述一方时的第1端子和第1电极间的电位差比第1电压施加于所述一方时的第1端子和第1电极间的电位差小。，下面是摄像装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种摄像装置，具备1个以上的像素，其中，
所述1个以上的像素分别具有：
介电常数调制元件，其包含第1端子、第2端子以及介电常数调制构造，所述介电常数调制构造位于所述第1端子与所述第2端子之间，介电常数由于光的照射而变化；
电容元件，其包含第1 电极和第2电极，所述第2电极与所述介电常数调制元件的所述第
2端子电连接；以及
检测电路，其输出与所述第2端子的电位相应的信号，
所述摄像装置还具备：
电压供给电路，其对所述介电常数调制元件的所述第1端子和所述电容元件的所述第1电极中的一方，在第1期间施加第1电压，在与所述第1期间不同的第2期间施加第2电压；以及
 信号处理电路，其生成第3信号，所述第3信号是在所述第1期间从所述检测电路输出的第1信号和在所述第2期间从所述检测电路输出的第2信号之差，
所述第2电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差，比所述第1电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差小。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述信号处理电路输出从所述第3信号减去对应于偏移电平的第4信号后的第5信号。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述第4信号是在所述第1端子和所述第1电极中的所述一方被施加所述第1电压且未对所述介电常数调制构造照射光的状态下从所述检测电路输出的信号。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，
所述1个以上的像素是多个像素，
所述多个像素包含虚拟像素，所述虚拟像素还具有覆盖所述介电常数调制构造的遮光层，
所述第4信号是从所述第1端子和所述第1电极中的所述一方被施加了所述第1电压的状态下的所述虚拟像素的所述检测电路输出的信号。
5.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，
还具备机械快门，所述机械快门切换光向所述介电常数调制构造的入射和切断，所述第1信号是在所述机械快门打开的状态下从所述检测电路输出的信号，所述第4信号是在所述第1端子和所述第1电极中的所述一方被施加所述第1电压且所述机械快门被关闭的状态下从所述检测电路输出的信号。
6.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述第4信号是在施加于所述第1端子和所述第1电极中的所述一方的电压刚从所述第
2电压切换为所述第1电压后从所述检测电路输出的信号。
7.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
还具备光源，
所述光源在所述第1期间以规定的波长区域的光照射被摄体，
所述第4信号是在所述第1端子和所述第1电极中的所述一方被施加所述第1电压且所述光源被设为熄灭状态的状态下从所述检测电路输出的信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像装置，其中，
在连续的2个以上的帧期间内，由所述检测电路进行的所述第2信号的读出次数比由所述检测电路进行的所述第1信号的读出次数少。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述第1端子和所述第2端子是夹着所述介电常数调制构造的像素电极和具有透光性的对置电极的组，
所述介电常数调制构造包含：
光电转换层；以及
电荷阻挡层，其位于所述像素电极与所述光电转换层之间、或所述对置电极与所述光电转换层之间。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，
所述光电转换层包含有机材料。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述第1端子和所述第2端子是夹着所述介电常数调制构造的像素电极和具有透光性的对置电极的组，
所述介电常数调制构造包含：
包含由于光的照射而产生电荷对的量子点的层；以及
电荷阻挡层，其位于所述像素电极或所述对置电极与包含量子点的所述层之间。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述第1端子和所述第2端子是夹着所述介电常数调制构造的像素电极和透光性的对置电极的组，
所述介电常数调制构造具有包含介电常数由于光的照射而变化的材料的层。
13.根据权利要求9或10所述的摄像装置，其中，
所述介电常数调制构造包含：
第1电荷阻挡层，其位于所述对置电极与所述光电转换层之间；以及
第2电荷阻挡层，其位于所述像素电极与所述光电转换层之间。
14.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，
所述介电常数调制构造包含：
第1电荷阻挡层，其位于所述对置电极与包含量子点的所述层之间；以及第2电荷阻挡层，其位于所述像素电极与包含量子点的所述层之间。
15.根据权利要求13或14所述的摄像装置，其中，
所述第1电荷阻挡层和所述第2电荷阻挡层是绝缘层。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的摄像装置，其中，
还具备复位晶体管，所述复位晶体管的源极和漏极中的一方与所述像素电极电连接，所述复位晶体管将对所述像素电极的电位进行复位的复位电压在所述第2期间向所述像素电极供给。
17.根据权利要求16所述的摄像装置，其中，
所述检测电路在所述复位晶体管对所述像素电极的电位进行了复位后，进行所述第2信号的读出。
18.根据权利要求16或17所述的摄像装置，其中，
所述电压供给电路在所述第2期间对所述介电常数调制元件的所述第1端子施加所述第2电压，
所述复位电压与所述第2电压相等。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的摄像装置，其中，还具备：
第1基板，其形成有各像素的所述检测电路，并支承所述介电常数调制元件；以及第2基板，其形成有所述信号处理电路，并与所述第1基板不同。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的摄像装置，其中，所述第1期间和所述第2期间包含在相同的1个帧期间内。

说明书全文

摄像装置

技术领域

[0001] 本公开涉及摄像装置。

背景技术

[0002] 以往，在光检测装置、图像传感器等中使用光检测元件。光检测元件的典型例是光电二极管、光电晶体管等光电转换元件。众所周知，通过检测由于光的照射而在光电转换元件中产生的光电流，能够检测光。

[0003] 下述的专利文献1公开了在图2中具有将规定的化合物分散于有机聚合物中的有机膜作为栅极绝缘膜的薄膜晶体管(TFT)。作为构成有机膜的规定的化合物，选择由于光的照射而极化的状态变化的化合物。在专利文献1的薄膜晶体管中，若对栅极绝缘膜照射光，则栅极绝缘膜的介电常数变化。因此，通过向栅极绝缘膜照射光，在源极-漏极间流动的电流变化。在专利文献1中，记载了能够将这样的薄膜晶体管用于光传感器的情况。

[0004] 下述的专利文献2和专利文献3公开了能够通过由光的照射所产生的、夹着光电转换层的2个电极之间的电容的变化或者光电转换层的介电常数的变化来检测光的装置。为了参考，将国际公开第2017/081847号的公开内容的全部和国际公开第2017/081831号的公开内容全部引用在本说明书中。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2011-60830号公报

[0008] 专利文献2：国际公开第2017/081847号

[0009] 专利文献3：国际公开第2017/081831号发明内容

[0010] 本发明提供具有新的结构的摄像装置。

[0011] 根据本公开的非限定性的某一例示性的实施方式，提供以下内容。

[0012] 一种摄像装置，具备1个以上的像素，其中，所述1个以上的像素分别具有：介电常数调制元件，其包含第1端子、第2端子以及介电常数调制构造，所述介电常数调制构造位于所述第1端子与所述第2端子之间，介电常数由于光的照射而变化；电容元件，其包含第1电极和第2电极，所述第2电极与所述介电常数调制元件的所述第2端子电连接；以及检测电路，其输出与所述第2端子的电位相应的信号，所述摄像装置还具备：电压供给电路，其对所述介电常数调制元件的所述第1端子和所述电容元件的所述第1电极中的一方，在第1期间施加第1电压，在与所述第1期间不同的第2期间施加第2电压；以及信号处理电路，其生成第3信号，所述第3信号是在所述第1期间从所述检测电路输出的第1信号和在所述第2期间从所述检测电路输出的第2信号之差，所述第2电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差，比所述第1电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差小。

[0013] 根据本公开的1个方式，提供具有新的结构的光传感器。附图说明

[0014] 图1是示意性地表示本公开的第1实施方式的摄像装置的结构的图。

[0015] 图2是表示像素的例示性的器件构造的示意性截面图。

[0016] 图3是关于像素10Aa中的介电常数调制元件20a和作为电容元件30的杂质区域30a的等效电路图。

[0017] 图4是表示VIN＝5V、Cref＝1.2fF时的、相对于电容值CPC的变化的VOUT的计算结果的图。

[0018] 图5是用于说明根据本公开的实施方式的摄像装置的例示性的动作的时序图。

[0019] 图6是用于说明跨多个帧的摄像动作的一例的时序图。

[0020] 图7是用于说明包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的一例的图。

[0021] 图8是用于说明包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的另一例的图。

[0022] 图9是用于说明包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的又一例的图。

[0023] 图10是用于说明包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的又一例的图。

[0024] 图11是表示具有帧存储器的像素的例子的图。

[0025] 图12是用于说明取得对应于偏移电平的信号的第1方法的示意性的剖面图。

[0026] 图13是用于说明取得对应于偏移电平的信号的第2方法的图。

[0027] 图14是用于说明取得对应于偏移电平的信号的第3方法的图。

[0028] 图15是表示在像素内设置了复位晶体管的变形例的图。

[0029] 图16是表示像素的器件构造的其他例子的示意性剖视图。

[0030] 图17是表示介电常数调制元件20的其他例子的示意性剖视图。

[0031] 图18是示意性地表示本公开的第2实施方式的摄像装置的结构的图。

[0032] 图19是用于说明图18所示的摄像装置100E中的读出动作的一例的图。

[0033] 图20是概略性地表示本公开的第3实施方式的摄像装置的例示性结构的图。

[0034] 图21是示意性地表示作为实施例1制作的样品的构造的图。

[0035] 图22是表示与实施例1的样品有关的、针对各偏置使照度变化时的电容值的变化的测定结果的图。

具体实施方式

[0036] 本公开的1个方式的概要如下。

[0037] [技术方案1]

[0038] 一种摄像装置，具备1个以上的像素，其中，

[0039] 所述1个以上的像素分别具有：

[0040] 介电常数调制元件，其包含第1端子、第2端子以及介电常数调制构造，所述介电常数调制构造位于所述第1端子与所述第2端子之间，介电常数由于光的照射而变化；

[0041] 电容元件，其包含第1电极和第2电极，所述第2电极与所述介电常数调制元件的所述第2端子电连接；以及

[0042] 检测电路，其输出与所述第2端子的电位相应的信号，

[0043] 所述摄像装置还具备：

[0044] 电压供给电路，其对所述介电常数调制元件的所述第1端子和所述电容元件的所述第1电极中的一方，在第1期间施加第1电压，在与所述第1期间不同的第2期间施加第2电压；以及

[0045] 信号处理电路，其生成第3信号，所述第3信号是在所述第1期间从所述检测电路输出的第1信号和在所述第2期间从所述检测电路输出的第2信号之差，

[0046] 所述第2电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差，比所述第1电压施加于所述一方时的所述第1端子和所述第1电极间的电位差小。

[0047] 根据技术方案1的结构，通过由光的照射引起的介电常数调制元件的介电常数的变化，能够检测光。例如，电压供给电路在曝光期间向各像素供给例如高电平的第1电压，在基准电平的读出的期间向各像素供给低电平的第2电压。通过信号检测电路，生成在供给第1电压的第1期间取得的信号和在供给第2电压的第2期间取得的信号之差。由此，能够抑制噪声成分而确保SN比。

[0048] [技术方案2]

[0049] 根据技术方案1所述的摄像装置，其中，信号处理电路输出从所述第3信号减去对应于偏移电平的第4信号后的第5信号。

[0050] 根据技术方案2的结构，不管在初始状态下蓄积于介电常数调制元件的第2端子与电容元件的第2电极之间的节点的电荷量如何，都能够取得相当于由光的照射引起的介电常数的变化的有效的电压电平的变化。由此，能够减少由于每个像素的偏移电平的偏差引起的固定图案噪声。

[0051] [技术方案3]

[0052] 根据技术方案2所述的摄像装置，其中，第4信号是在第1端子和第1电极中的一方被施加第1电压且未对介电常数调制构造照射光的状态下从检测电路输出的信号。

[0053] 根据技术方案3的结构，能够取得对应于偏移电平的信号作为第4信号。

[0054] [技术方案4]

[0055] 根据技术方案3所述的摄像装置，其中，

[0056] 1个以上的像素是多个像素，

[0057] 多个像素包含虚拟像素，虚拟像素还具有覆盖介电常数调制构造的遮光层，[0058] 第4信号是从第1端子和第1电极中的一方被施加了第1电压的状态下的虚拟像素的检测电路输出的信号。

[0059] 根据技术方案4的结构，能够利用虚拟像素的检测电路的输出作为第4信号，因此能够通过比较简单的结构得到对应于偏移电平的信号。

[0060] [技术方案5]

[0061] 根据技术方案3所述的摄像装置，其中，

[0062] 还具备机械快门，机械快门切换光向介电常数调制构造的入射和切断，第1信号是在机械快门打开的状态下从检测电路输出的信号，

[0063] 第4信号是在第1端子和第1电极中的一方被施加第1电压且机械快门被关闭的状态下从检测电路输出的信号。

[0064] 根据技术方案5的结构，在第1端子和第1电极中的一方被施加第1电压且机械快门被关闭的状态下从检测电路输出的信号呈现对应于偏移电平的信号。由此，偏移电平按每个像素设为不同，能够准确地求出偏移。

[0065] [技术方案6]

[0066] 根据技术方案2所述的摄像装置，其中，第4信号是在施加于第1端子和第1电极中的一方的电压刚从第2电压切换为第1电压后从检测电路输出的信号。

[0067] 根据技术方案6的结构，取得在第1期间的初期从检测电路输出的信号作为对应于偏移电平的信号，因此能够不设置特别的构造就取得对应于偏移电平的信号。

[0068] [技术项目7]

[0069] 根据技术方案2所述的摄像装置，其中，

[0070] 还具备光源，

[0071] 光源在第1期间以规定的波长区域的光照射被摄体，

[0072] 第4信号是在第1端子和第1电极中的一方被施加第1电压且光源被设为熄灭状态的状态下从检测电路输出的信号。

[0073] 根据技术方案7的结构，通过用包含于环境光的强度小的波长区域的光照射被摄体并检测其波长区域的光，能够求出与各像素相应的准确的偏移电平。

[0074] [技术方案8]

[0075] 根据技术方案1至7中任一项所述的摄像装置，其中，在连续的2个以上的帧期间内，由检测电路进行的第2信号的读出次数比由检测电路进行的第1信号的读出次数少。

[0076] 根据技术方案8的结构，省略每个帧期间的第2信号的取得，因此能够缩短信号的读出所需要的期间而执行高速地摄像。或者，扩大曝光时间能够实现更高的SN比。

[0077] [技术方案9]

[0078] 根据技术方案1至8中任一项所述的摄像装置，其中，

[0079] 第1端子和第2端子是夹着介电常数调制构造的像素电极和具有透光性的对置电极的组，

[0080] 介电常数调制构造包含：

[0081] 光电转换层；以及

[0082] 电荷阻挡层，其位于像素电极与光电转换层之间、或对置电极与光电转换层之间。

[0083] 根据技术方案9的结构，能够抑制光电转换层与像素电极和对置电极之间的电荷的移动。因此，能够将由光电转换产生的电荷停留在光电转换层内，使电极处的电荷密度增大，能够通过介电常数调制构造的介电常数的变化检测光。

[0084] [技术方案10]

[0085] 根据技术方案9所述的摄像装置，其中，光电转换层包含有机材料。

[0086] [技术方案11]

[0087] 根据技术方案1至8中任一项所述的摄像装置，其中，

[0088] 第1端子和第2端子是夹着介电常数调制构造的像素电极和具有透光性的对置电极的组，

[0089] 介电常数调制构造包含：

[0090] 包含由于光的照射而产生电荷对的量子点的层；以及

[0091] 电荷阻挡层，其位于像素电极或对置电极与包含量子点的层之间。

[0092] [技术方案12]

[0093] 根据技术方案1至8中任一项所述的摄像装置，其中，

[0094] 第1端子和第2端子是夹着介电常数调制构造的像素电极和透光性的对置电极的组，

[0095] 介电常数调制构造具有包含介电常数由于光的照射而变化的材料的层。

[0096] 根据技术方案12的结构，与应用于具有光电转换层的介电常数调制元件的情况同样地，能够通过由光的照射引起的介电常数调制元件的介电常数的变化来检测光。

[0097] [技术方案13]

[0098] 根据技术方案9或10所述的摄像装置，其中，

[0099] 介电常数调制构造包含：

[0100] 第1电荷阻挡层，其位于对置电极与光电转换层之间；以及

[0101] 第2电荷阻挡层，其位于像素电极与光电转换层之间。

[0102] 根据技术方案13的结构，能够可靠地抑制光电转换层与电极之间的电荷的移动。

[0103] [技术方案14]

[0104] 根据技术方案11所述的摄像装置，其中，

[0105] 介电常数调制构造包含：

[0106] 第1电荷阻挡层，其位于对置电极与包含量子点的层之间；以及

[0107] 第2电荷阻挡层，其位于像素电极与包含量子点的层之间。

[0108] 根据技术方案14的结构，能够可靠地抑制包含量子点的层与电极之间的电荷的移动。

[0109] [技术方案15]

[0110] 根据技术方案13或14所述的摄像装置，其中，第1电荷阻挡层和第2电荷阻挡层是绝缘层。

[0111] [技术方案16]

[0112] 根据技术方案9至15中任一项所述的摄像装置，其中，

[0113] 还具备复位晶体管，复位晶体管的源极和漏极中的一方与像素电极电连接，[0114] 复位晶体管将对像素电极的电位进行复位的复位电压在第2期间向像素电极供给。

[0115] 根据技术方案16的结构，通过使复位晶体管导通，能够使各像素的像素电极的电位与复位电压一致，因此能够消除每个像素的基准电平的偏差。

[0116] [技术方案17]

[0117] 根据技术方案16所述的摄像装置，其中，检测电路在复位晶体管对像素电极的电位进行了复位后，进行第2信号的读出。

[0118] [技术方案18]

[0119] 根据技术方案16或17所述的摄像装置，其中，

[0120] 电压供给电路在第2期间对介电常数调制元件的第1端子施加第2电压，[0121] 复位电压与第2电压相等。

[0122] 根据技术方案18的结构，能够使复位动作后施加于介电常数调制构造的电位差大致为0V，例如，能够使特定的像素的灵敏度在任意的定时为零。

[0123] [技术方案19]

[0124] 根据技术方案1至18中任一项所述的摄像装置，其中，还具备：

[0125] 第1基板，其形成有各像素的检测电路，并支承介电常数调制元件；以及[0126] 第2基板，其形成有信号处理电路，与第1基板不同。

[0127] [技术方案20]

[0128] 根据技术方案1至19中任一项所述的摄像装置，其中，所述第1期间和所述第2期间包含在相同的1个帧期间内。

[0129] 以下，将参照附图详细说明本公开的实施方式。另外，以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例，并非旨在限定本公开。在本说明书中说明的各种方式只要不产生矛盾就能够相互组合。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中的、未记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。在以下的说明中，具有实质上相同的功能的构成要素用共通的参照附图标记表示，有时省略说明。

[0130] (第1实施方式)

[0131] 图1示意性地表示根据本公开的第1实施方式的摄像装置的结构。图1所示的摄像装置100A具有多个像素10A、与这些像素10A电连接的电压供给电路50、以及接受来自像素10A的输出的信号处理电路60。像素10A例如通过二维排列而形成摄像区域。在此，为了简单起见，将摄像装置100A所具有的多个像素10A中的4个取出来表示。在图1所示的例子中，这4个像素10A具有2行2列的矩阵状的配置。此外，摄像装置100A中的像素10A的数量和配置是任意的，像素10A的数量也可以是1个。另外，例如，在像素10A具有一维排列的情况下，能够使摄像装置100A作为线传感器发挥功能。

[0132] 如图1示意性所示，各像素10A概略地包含介电常数调制元件20、电容元件30以及检测电路40。介电常数调制元件20是在其一部分包含表示介电常数由于光的照射而变化的性质的介电常数调制构造的元件，具有第1端子21和第2端子22。介电常数调制元件20受到光的照射，例如使第1端子21与第2端子22之间的电容值变化。介电常数调制元件20的结构的例子将后述。

[0133] 如图所示，电容元件30的一方的电极与第2端子22电连接。在图1所例示的结构中，电容元件30的另一方的电极的电位固定为接地。电容元件30的具体结构并不限定于特定的结构。电容元件30可以构成为多个电容元件的合成电容，也可以是1个以上的电容元件以及配线等寄生电容的并联连接或者串联连接的合成电容。电容元件30可以设计为，在光没有入射到像素10A的暗时的状态下进行比较时，具有与介电常数调制元件20同等或其以上的电容值。

[0134] 检测电路40与第2端子22电连接，输出与第2端子22的电位相应的信号。在该例中，检测电路40具有信号检测晶体管41和地址晶体管42。信号检测晶体管41和地址晶体管42典型地是场效应晶体管(FET)。以下，作为信号检测晶体管41和地址晶体管42，例示N沟道MOS。

[0135] 如图所示，信号检测晶体管41的栅极与第2端子22连接。在动作时，信号检测晶体管41通过向其漏极供给例如电源电压而作为源极跟随器动作。根据这样的结构，即使通过从像素10A读出信号，第2端子22的电位也不变化。即，能够非破坏性地读出信号。

[0136] 信号检测晶体管41的源极经由地址晶体管42与输出信号线74连接。地址晶体管42的导通和截止例如可以通过未图示的行扫描电路，经由按多个像素10A的每个行设置的地址信号线来控制。通过以行单位或列单位控制地址晶体管42，能够任意决定从多个像素10A中的哪个像素10A以怎样的定时读出信号。

[0137] 输出信号线74按多个像素10A的每个列设置，与信号处理电路60连接。信号处理电路60对从像素10A读出的输出信号进行以相关双采样为代表的噪声抑制信号处理、模拟-数字转换等。在该例中，信号处理电路60包含多个模拟-数字转换电路62(以下，简称为“AD转换电路62”)。如图所示，AD转换电路62按每个输出信号线74而设置。换言之，各AD转换电路62与对应的输出信号线74连接。

[0138] 信号处理电路60的输出例如经由输出电路被读出到摄像装置100A的外部。另外，AD转换电路62可以按多个像素10A的每个行或每个列配置，也可以按每个像素10A配置。

[0139] 在图1所例示的结构中，电压供给电路50经由电源线70与各像素10A的介电常数调制元件20的第1端子21连接。电压供给电路50在动作时向各像素10A供给规定的电压。电压供给电路50至少具有能够向各像素10A切换供给2个不同的电压的结构。如后面详细说明的那样，电压供给电路50在第1期间对介电常数调制元件20施加第1电压，在与第1期间不同的第2期间对介电常数调制元件20施加与第1电压不同的第2电压。电压供给电路50并不限定于特定的电源电路，可以是生成规定的电压的电路，也可以是将从其他电源供给的电压转换为规定的电压的电路。

[0140] (像素的器件构造)

[0141] 图2示意性地表示本公开的摄像装置所具有的像素的例示性的器件构造。图2所示的像素10Aa是上述的像素10A的一例。另外，图2仅示意性地表示了构成像素10A的各部的配置，图2所示的各部的尺寸不一定反映现实的器件中的尺寸。这在本公开的其他附图中也是同样的。

[0142] 图2所示的像素10Aa概略地包含半导体基板80、覆盖半导体基板80的绝缘层90以及支承于绝缘层90的介电常数调制元件20a。绝缘层90典型地包含由二氧化硅形成的2个以上的绝缘层。介电常数调制元件20a是上述的介电常数调制元件20的一例。如图所示，在介电常数调制元件20a的上方，可以配置滤色器等光学滤波器86、微透镜88等。

[0143] 在图2所例示的结构中，介电常数调制元件20a包含支承于绝缘层90的像素电极22e、位于比像素电极22e更远离半导体基板80的对置电极21e、以及位于像素电极22e与对置电极21e之间的介电常数调制构造26a。在此，对置电极21e相当于上述的介电常数调制元件20的第1端子21，像素电极22e相当于第2端子22。

[0144] 像素电极22e通过在与相邻的其他像素10Aa之间进行空间分离，从而与相邻的其他像素10Aa的像素电极22e电分离。作为像素电极22e的材料，例如能够使用稳定且表示高遮光性的TiN、TaN等导电材料。

[0145] 另一方面，对置电极21e例如由ITO等透光性的导电材料形成。另外，本说明书中的“透光性”的用语意味着透过想要检测的波长范围的光的至少一部分，并非必须遍及可见光的整个波长范围地使光透过。由本公开的摄像装置检测出的光并不限定于可见光的波长范围的光、即具有380nm以上780nm以下的波长的光。在本说明书中，为了方便，将包含红外线和紫外线的全部电磁波表现为“光”。

[0146] 典型地，对置电极21e以遍及多个像素10Aa而连续的单一的电极的形式形成。因此，通过在对置电极21e上连接电源线70，能够经由电源线70一并对多个像素10Aa的对置电极21e施加期望的电压。当然，在所有像素10Aa之间，对置电极21e不是必须连续的，例如，在多个像素10Aa之间，对置电极21e也可以按每个行或每个列分离。

[0147] 通过了对置电极21e的光入射到介电常数调制构造26a。介电常数调制构造26a受到光的照射而使其介电常数变化。通过在像素电极22e与对置电极21e之间赋予了规定的电位差的状态下使光入射到介电常数调制构造26a，能够通过介电常数调制构造26a中的介电常数的变化来检测光。关于介电常数调制构造26a的结构的详细情况以及利用了介电常数调制构造26a中的介电常数的变化的光检测的机构的详细情况，将后述。

[0148] 在该例中，像素电极22e经由配置于绝缘层90的内部的连接部95a与形成于半导体基板80的杂质区域30a电连接。在此，作为半导体基板80例示P型硅基板。杂质区域30a例如是N型的扩散区域。通过包含杂质区域30a的pn结形成的结电容能够作为上述的电容元件30发挥功能。半导体基板80并不限定于其整体为半导体的基板，也可以是在配置有介电常数调制元件20a的一侧的表面设置有半导体层的绝缘基板等。

[0149] 如图所示，在半导体基板80上还可以形成信号检测晶体管41和地址晶体管42。在信号检测晶体管41的栅极电极41g上连接有插头91。插头91经由配线92与连接于上述杂质区域30a的插头93a连接。即，连接部95a还具有与信号检测晶体管41的栅极电极41g的连接。典型地，插头91和插头93a是多晶硅插头。配线92例如是多晶硅配线，将配线92与像素电极
22e彼此连接的插头94例如是由铜等形成的金属插头。

[0150] 半导体基板80还具有杂质区域81、82、83以及元件分离区域84。杂质区域81具有作为信号检测晶体管41的漏极区域的功能，杂质区域82具有作为信号检测晶体管41的源极区域的功能。在该例中，地址晶体管42与信号检测晶体管41共用杂质区域82，杂质区域82还作为地址晶体管42的漏极区域发挥功能。杂质区域83作为地址晶体管42的源极区域发挥功能。在杂质区域83连接上述的输出信号线74。输出信号线74在图2中省略图示。地址晶体管42的栅电极42g与连接于行扫描电路的地址信号线连接。另外，在绝缘层90内配置有配线层
96。配线层96在其一部分中包含上述的输出信号线74、地址信号线等。

[0151] (介电常数调制元件的例示性的结构和光检测的机构)

[0152] 如上所述，介电常数调制元件20a包含夹在像素电极22e与对置电极21e之间的介电常数调制构造26a。在图2所示的结构中，介电常数调制构造26a具有层叠构造，该层叠构造包含第1电荷阻挡层23、第2电荷阻挡层24和位于这些阻挡层之间的光电转换层25。

[0153] 光电转换层25受到光的照射而在内部生成激子。光电转换层25的材料的典型例是半导体材料。以下，作为构成光电转换层25的材料，例示有机半导体材料。例如，也可以将以氢化非晶硅、CdSe等为代表的化合物半导体材料或ZnO等金属氧化物半导体材料用于光电转换层25的材料。

[0154] 在光电转换层25由有机半导体材料构成的情况下，光电转换层25可以包含施主性有机化合物和受主性有机化合物的层叠构造，换言之，可以包含异质结。或者，也可以包含具有体异质结构造的混合层。光电转换层25也可以是它们的组合。入射到光电转换层25的光可以由施主性有机化合物和受主性有机化合物中的任一方或它们双方吸收。

[0155] 第1电荷阻挡层23位于对置电极21e与光电转换层25之间，并且抑制对置电极21e与光电转换层25之间的电荷的交换。即，第1电荷阻挡层23具有抑制电荷从光电转换层25向对置电极21e的移动以及电荷从对置电极21e向光电转换层25的移动的功能。同样地，第2电荷阻挡层24位于像素电极22e与光电转换层25之间，抑制电荷从光电转换层25向像素电极22e的移动以及电荷从像素电极22e向光电转换层25的移动。

[0156] 如后面详细说明的那样，在光的检测中，电压供给电路50例如通过对对置电极21e施加规定的电压，由此在对置电极21e与像素电极22e之间赋予电位差。因此，介电常数调制构造26a成为从外部施加电场的状态。因此，假设若在介电常数调制构造26a中没有设置例如第1电荷阻挡层23，则能够在对置电极21e相对于像素电极22e为高电位的情况下，负电荷从光电转换层25向对置电极21e移动，正电荷从对置电极21e向光电转换层25移动。

[0157] 与此相对，通过在对置电极21e与光电转换层25之间设置第1电荷阻挡层23，能够抑制光电转换层25与对置电极21e之间的电荷的移动，将光电转换层25内的电荷停留在光电转换层25。例如，在对置电极21e相对于像素电极22e为高电位的情况下，通过将电子阻挡层配置为第1电荷阻挡层23，能够限制电子从光电转换层25向对置电极21e的移动。同样地，通过配置空穴阻挡层作为第2电荷阻挡层24，能够限制空穴从光电转换层25向像素电极22e的移动。

[0158] 在此，光电转换层25通过经由对置电极21e的光的入射，在光电转换层25内生成激子。当在光电转换层25与电极之间的电荷的移动被抑制的状态下生成激子时，对置电极21e和像素电极22e中的电荷密度增大。在对置电极21e与像素电极22e之间赋予电位差的状态下的激子的生成有助于介电常数调制构造26a中的极化的变化。因此，作为结果，电极中的电荷密度的增大导致对置电极21e与像素电极22e之间的介电常数的增大，换言之，导致介电常数调制构造26a的介电常数的增大。也可以说，由于光的照射，对置电极21e与像素电极22e之间的电容值变化。通过利用检测电路40例如以电压的变化的形式检测介电常数调制构造26a的介电常数的变化，能够检测光。

[0159] 作为第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24的材料，例如，能够使用有机材料。如上所述，光电转换层25可以主要由有机半导体材料构成。即，介电常数调制构造26a可以是本质上由有机材料构成的构造。

[0160] 第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24的材料不限定于绝缘材料。如以下说明的那样，通过适当地选择相邻的层或电极的材料，通过电压的施加来输送一方的极性的电荷，但能够将表示不输送反极性的电荷的性质的材料用作第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24的材料。

[0161] 例如，在对置电极21e相对于像素电极22e为高电位的情况下，作为第1电荷阻挡层23的材料，能够使用空穴输送性有机化合物。此时，作为对置电极21e的材料，能够使用通过使用具有比第1电荷阻挡层23的最高被占分子轨道的能级(energy level)浅的费米能级的导电性材料，利用与电极之间的肖特基势垒来抑制空穴从对置电极21e向第1电荷阻挡层23的移动以及电子从第1电荷阻挡层23向对置电极21e的移动这双方。同样地，在使对置电极
21e相对于像素电极22e为高电位的情况下，作为第2电荷阻挡层24的材料，能够使用电子输送性有机化合物。此时，作为像素电极22e的材料，能够通过使用具有比第2电荷阻挡层24的最低未占分子轨道的能级深的费米能级的导电性材料，抑制电子从像素电极22e向第2电荷阻挡层24的移动以及空穴从第2电荷阻挡层24向像素电极22e的移动这双方。以下，有时将最高被占分子轨道的能级简称为“HOMO能级”，将最低未占分子轨道的能级简称为“LUMO能级”。

[0162] 例如，假设光电转换层25具有4.0eV的LUMO能级且像素电极22e由具有5.1eV的费米能级的电极材料形成的结构中的电荷的移动。例如，上述TiN是具有5.1～5.2eV左右的费米能级的电极材料，能够应用于像素电极22e的材料。

[0163] 在该情况下，可以将由电子输送性有机化合物形成的空穴阻挡层用于第2电荷阻挡层24。在这样的能量能级的组合中，若第2电荷阻挡层24的HOMO能级比5.1eV深，则光电转换层25与第2电荷阻挡层24之间的空穴输送过程中的能量势垒变大，因此对空穴的移动的阻碍能力提高。例如，富勒烯的LUMO能级为4.0eV，HOMO能级为6.4eV。因此，能够应用于该情况的第2电荷阻挡层24的材料。另外，第2电荷阻挡层24的LUMO能级与4.0eV同等或比其越深则电子输送过程中的能量势垒降低，从光电转换层25向像素电极22e的电子的输送效率提高。但是，在此，假设对置电极21e相对于像素电极22e为高电位的情况，也可以不考虑这样的电子的移动。

[0164] 构成第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24的材料可以考虑与相邻的层之间的结强度、稳定性、电离电位的差以及电子亲和力的差等而从公知的材料中选择。电荷保持在光电转换层25中的效果可以通过在介电常数调制构造26a中设置第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24中的至少一方来得到。在上述例子中，对第1电荷阻挡层23、第2电荷阻挡层24以及光电转换层25为有机材料的情况进行了叙述，但在这些层为无机化合物的情况下，将HOMO设为价电子带，将LUMO置换为导带即可。另外，有机材料的HOMO能级例如能够通过光电子分光法、光电子能谱法等求出。另外，LUMO能级能够通过逆光电子分光法或从HOMO能级减去吸收光谱末端的能量来求出。

[0165] 或者，也可以代替第1电荷阻挡层23和第2电荷阻挡层24中的一方或双方而配置绝缘层。在该情况下，绝缘层可以配置于对置电极21e与光电转换层25之间、以及像素电极22e与光电转换层25之间的任一个。另外，绝缘层也可以配置于对置电极21e与光电转换层25之间、以及像素电极22e与光电转换层25之间的双方。作为绝缘层的材料，可以广泛使用SiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2等氧化物、由SiN等氮化物或它们的组合得到的化合物、或聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)，聚酰亚胺、聚苯乙烯等有机材料。

[0166] 以下，说明根据第2端子22的电位的变化来检测照度的原理。图3是关于像素10Aa中的介电常数调制元件20a和作为电容元件30的杂质区域30a的等效电路图。

[0167] 如参照图2说明的那样，介电常数调制元件20a中的介电常数调制构造26a根据入射光量使其介电常数变化。另外，通过使介电常数调制构造26a包含电荷阻挡层或绝缘层，在介电常数调制构造26a与像素电极22e之间基本上不流过直流电流。因此，在图3中，使用与可变电容同样的电路记号来方便地表现介电常数调制元件20a。

[0168] 在图3所示的等效电路中，将从电压供给电路50对介电常数调制元件20a的第1端子21侧、即对置电极21e施加的电压设为VIN。另外，将介电常数调制元件20a的第2端子22侧，换言之，将介电常数调制元件20a与电容元件30(例如，杂质区域30a)之间的节点M的电压设为VOUT。上述的检测电路40与节点M连接。因此，上述的检测电路40输出与电压VOUT相应的信号。此外，图1所示的信号检测晶体管41和地址晶体管42的组只不过是检测电路40的一例，只要具有同样的功能，则检测电路40的结构不限于图1所示的结构。

[0169] 若将介电常数调制元件20a中的介电常数调制构造26a的电容值设为CPC，将作为电容元件30的杂质区域30a的电容值设为Cref，则节点M的电压VOUT由下述的式(1)表示。

[0170] [数学式1]

[0171]

[0172] 当光入射到光电转换层25时，由于激子的生成而使对置电极21e和像素电极22e中的电荷密度增大，对置电极21e与像素电极22e之间的电容值变化。即，电容值CPC由于光的照射而变化。此时，电容元件30的电容值Cref通过向像素10Aa的光的照射而几乎不变化，由光的照射引起的电容值Cref的变化与电容值CPC的变化相比足够小。在该情况下，节点M的电压VOUT随着介电常数调制构造26a的电容值CPC的变化而变化。

[0173] 图4表示作为VIN而施加5V的电压、Cref为1.2fF时的、相对于电容值CPC的变化的VOUT的变化。从图4可知，由于光的照射，电容值CPC增大，从而作为第2端子22的电位的VOUT的值也上升。因此，通过在节点M连接检测电路40，能够以对作为源极跟随器的信号检测晶体管41的输入电压的变化的形式来检测相对于像素10Aa的照度的变化。此外，从式(1)可知，若电容值CPC的初始值、例如未照射光的状态下的介电常数调制构造26a的电容值CPC相对于电容值Cref为大的值，则相对于由光的照射引起的电容值CPC的增大的电压VOUT的变化变小。因此，电容元件30相对于电容值CPC的初始值具有较大的电容值是有益的。

[0174] 这样，根据本公开的实施方式，能够通过由光的照射引起的介电常数调制元件20的介电常数的变化来检测光。并且，在本公开的实施方式中，与将通过光电转换产生的空穴或电子作为信号电荷取出并读出其电荷量的结构不同，不从介电常数调制元件20取出电荷。因此，控制从电压供给电路50对介电常数调制元件20施加的电压，例如使对置电极21e与像素电极22e之间的电位差接近0V。这样，介电常数调制构造26a中的正电荷和负电荷迅速地再结合，由于光的照射而上升的介电常数调制构造26a的介电常数降低。即，根据本公开的实施方式，能够基本上不需要由复位电压的供给引起的复位动作。

[0175] (摄像装置的例示性的动作)

[0176] 接着，说明本公开的实施方式的摄像装置的例示性的动作。图5是表示本公开的实施方式的摄像装置的例示性的动作的时序图。在图5中，最上段的曲线图表示从电压供给电路50向电源线70供给的电压VIN的变化，正中的曲线图表示与地址晶体管42的栅极连接的地址信号线的电位VSEL的变化。最下段的曲线图表示用于控制AD转换电路62的驱动的电压VAD的变化。

[0177] 如上所述，电压供给电路50具有能够切换至少2个不同的电压的结构。在此，电压供给电路50能够将高电平的第1电压和比第1电压低的低电平的第2电压中的任一个选择性地供给到电源线70。从上述的式(1)可知，施加于检测电路40的信号检测晶体管41的栅极的电压VOUT与施加于介电常数调制元件20的第1端子21的电压VIN、换言之电压供给电路50施加于电源线70的电压成比例。如上所述，介电常数调制构造26a的电容值CPC根据照度而变化，电压VOUT也随之变化，但若电压VIN小，则伴随照度的变化的电压VOUT的变化也小。如图3所示，在此，电容元件30的未与节点M连接的一侧的电极的电位接地。因此，若将低电平的第2电压设为例如接地、即0V，则无论照度如何，施加于信号检测晶体管41的栅极的电压VOUT基本上都为0V。因此，可以说电压供给电路50对电源线70施加有低电平的第2电压的期间相当于非曝光期间。

[0178] 在图5所示的例子中，在初始状态下，在电源线70上施加有第2电压。在此，设第2电压为0V。

[0179] 电压供给电路50在时刻t1处将施加于电源线70的电压设为高电平的第1电压。通过将施加于介电常数调制元件20a的对置电极21e的电压VIN设为第1电压，从式(1)和图4可知，电压VOUT伴随与照度相应的电容值CPC的变化而变化。即，成为与照度相应的电压VOUT施加于信号检测晶体管41的栅极的状态。

[0180] 接着，在时刻t2处，将地址信号线的电位VSEL设为高电平，使地址晶体管42导通。由于地址晶体管42被导通，从所选择的像素10A的检测电路40向输出信号线74输出与照度相应的信号。在该例中，与照度相应的电压信号向输出信号线74输出。

[0181] 在图5所示的例子中，在时刻t3，AD转换电路62的驱动脉冲上升。即，在电压供给电路50向电源线70供给高电平的第1电压、且地址晶体管42被导通的状态下，AD转换电路62进行动作。通过AD转换电路62的动作而此时得到的数字值是该例中的与照度相应的像素信号。

[0182] 接着，在时刻t4处，电压供给电路50将向电源线70供给的电压切换为低电平的第2电压。通过将向电源线70供给的电压切换为第2电压，对置电极21e与像素电极22e之间的电位差缩小，由于光的照射而在光电转换层25内生成的正电荷和负电荷的对迅速地再结合。特别地，在此，由于第2电压为0V，因此电压VOUT为0V。即，施加于信号检测晶体管41的栅极的电压VOUT恢复为向电源线70供给高电平的第1电压前的状态。即，在本公开的实施方式中，能够将电压供给电路50对各像素10A供给相对高的电压的期间视为曝光期间。图5中的双箭头EXP示意性地表现该曝光期间。

[0183] 在向电源线70供给的电压被切换为第2电压后，在时刻t5处，AD转换电路62的驱动脉冲再次上升。通过AD转换电路62的动作，得到与向电源线70供给高电平的第1电压前的基准电平的信号相当的数字值。通过在向电源线70供给有第2电压的第2期间执行读出，能够不受照度的大小的影响地读出基准电平的信号。

[0184] 信号处理电路60生成并输出在时刻t3得到的数字值与在时刻t5得到的数字值之差。即，信号处理电路60生成在向电源线70供给有高电平的第1电压的期间得到的像素信号和在向电源线70供给有低电平的第2电压的期间得到的基准电平的信号之差，作为表示被摄体的照度的信号。然后，在时刻t6处，地址晶体管42被截止。

[0185] 电压供给电路50对第1端子21施加第1电压的第1期间和施加与第1电压不同的第2电压的第2期间分别由检测电路40检测电压VOUT，取得各期间的检测电路40的输出之差。这样得到的信号成分与将对第1端子21施加有高电平的电压时得到的信号成分直接作为表示被摄体的照度的信号输出的情况相比，噪声成分被抑制。此外，像素信号的检测和基准电平的信号的检测的顺序不限定于图5所示的例子，也可以先执行基准电平的信号的检测。另外，检测电路40的输出之差也不限定于数字值彼此之差的形式，例如也可以是模拟波形的振幅之差的形式。

[0186] 图6表示跨多个帧的摄像动作的一例。在图6所示的例子中，首先，从电压供给电路50施加于电源线70的电压在时刻t11处成为高电平的第1电压。由电压供给电路50进行的第
1电压的施加的开始相当于第0个帧期间的曝光期间的开始。在经过规定的期间后，例如在时刻t12使地址晶体管42导通。进而，通过在时刻t13处使AD转换电路62动作，得到与照度相应的像素信号。

[0187] 在得到与照度相应的像素信号后，在时刻t14处，从电压供给电路50施加于电源线70的电压被切换为低电平的第2电压。如参照图5所说明的那样，向第2电压的切换的定时相当于第0个帧期间内的曝光期间的结束。

[0188] 接着，在从电压供给电路50供给有第2电压的状态下，在时刻t15处再次使AD转换电路62动作，取得基准电平的信号。然后，在时刻t16处，地址晶体管42被截止，第0个帧期间结束。信号处理电路60生成像素信号与在时刻t15得到的基准电平的信号之差作为表示被摄体的照度的信号。

[0189] 然后，在时刻t21，电压供给电路50将施加于电源线70的电压再次切换为高电平的第1电压，由此，开始下一帧期间、即第1个帧期间。

[0190] 在开始第1个帧期间后，在时刻t22，地址晶体管42被导通，在时刻t23使AD转换电路62动作，由此取得与第1个帧有关的与照度相应的像素信号。

[0191] 在取得与第1帧有关的像素信号后，在该例中，在时刻t24，施加于电源线70的电压切换为低电平的第2电压，并且地址晶体管42被截止。进而，不执行基准电平的信号的取得，施加于电源线70的电压在时刻t31处再次切换为第1电压。换言之，开始第2个帧期间。

[0192] 在此，信号处理电路60生成在时刻t23得到的像素信号与在第0帧期间内的时刻t15得到的基准电平的信号之差，作为表示被摄体的照度的信号。根据本公开的典型的实施方式，通过使施加于第1端子21的电压VIN恢复为初始状态，换言之，电压供给电路50将施加于电源线70的电压恢复为低电平的第2电压，由此能够使介电常数调制元件20的状态恢复为照射光前的状态。即，即使不执行通过向像素供给复位电压而进行的复位动作，也能够实质性地复位节点M的电位。因此，能够避免伴随复位动作的复位噪声的混入，能够避免因复位噪声的混入而引起的帧间的基准电平的变动。这从在低照度的情况下确保SN比的观点出发是特别有利的点。由于不会产生帧间的基准电平的变动，所以若在连续的帧期间的最初的帧期间取得一次基准电平的信号，则对于然后的帧期间也能够使用该基准电平的信号。

[0193] 接着的第2帧期间内的动作也可以与第1帧期间内的动作同样。在该例中，在时刻t32使地址晶体管42导通，在时刻t33使AD转换电路62动作，取得与第2个帧有关的与照度相应的像素信号。在取得像素信号后，在时刻t34将电压VIN切换为第2电压，使地址晶体管42截止，由此第2个帧期间结束。信号处理电路60生成在时刻t33得到的像素信号与在第0个帧期间内得到的基准电平的信号之差作为表示被摄体的照度的信号，这一点与第1个帧同样。

[0194] 这样，在连续的2个以上的帧期间内，在电压供给电路50向各像素10A供给第2电压的期间经由检测电路40读出信号的次数有时比在电压供给电路50供给第1电压的期间经由检测电路40读出信号的次数少。即，基准电平的信号的读出的次数也可以比与照度相应的像素信号的读出的次数少。根据这样的动作，由于省略每个帧期间的基准电平的信号的取得，所以能够缩短读出信号所需的期间而高速地执行摄像。或者，能够将曝光时间延长与省略每个帧期间的基准电平的信号的取得相应的量，能够实现更高的SN比。

[0195] 图7示意性地表示包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的一例。在图7中，最上段的白色矩形H表现电压供给电路50对第1端子21施加高电平的第1电压的第1期间，标注了阴影线的矩形L表现电压供给电路50对第1端子21施加低电平的第2电压的第2期间。另外，在此，对各像素10Aa的对置电极21e施加共通的电压。

[0196] 在图7中，为了简单起见，以多个行之中属于第i行的像素、属于第(i+1)行的像素以及属于第(i+2)行的像素的动作为代表来表示。在图7中，白色矩形Exp表现各行中的曝光期间，阴影的矩形Rd表现信号的读出期间。在此，在由矩形Rd表示的定时，执行像素信号的读出和基准电平的信号的读出。像素信号的读出在第1期间执行，基准电平的信号的读出在第2期间执行。如上所述，根据本公开的实施方式，可以省略按每个帧期间的基准电平的信号的取得。在该例中，以行单位使定时错开地依次执行像素信号和基准电平的信号的读出。

[0197] 图8示意性地表示包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的另一例。在图8中，阴影的矩形Rd1表现像素信号的读出期间，阴影的矩形Rd2表现基准电平的信号的读出期间。在该例中，在第1期间内以行单位依次执行像素信号的读出，另外，在第2期间内以行单位依次执行基准电平的信号的读出。如该例所示，也可以在1帧期间，各进行1次从第1电压向第2电压的电压切换和从第2电压向第1电压的切换。

[0198] 图9和图10示意性地表示包含二维排列的多个像素的摄像装置的读出动作的另一例。在图9所示的例子中，在各帧期间内，针对全部行在共通的定时执行信号的读出，曝光期间的开始和结束在全部的像素中是共通的。即，实现了所谓的全局快门。

[0199] 这样的读出动作能够通过如下方式来实现：在与形成有摄像区域的芯片不同的芯片配置信号处理电路60和指定摄像区域中的特定的像素的XY解码器，例如层叠这些芯片并将多个像素的各行与信号处理电路60电连接。也可以在各像素配置模拟-数字转换电路。根据芯片层叠技术，能够在避免像素的大型化的同时实现适合于这样的读出方式的摄像装置。

[0200] 在图10所示的例子中也同样，曝光期间的开始和结束在全部的像素中是共通的。图10是能够应用于具有帧存储器的像素的动作例。在图10中，阴影的矩形Trs表现将与信号电平有关的信息传送到帧存储器的期间。图10是将在曝光期间得到的像素信号的电压电平预先传送到帧存储器，在下一帧期间的曝光期间内从帧存储器读出像素信号的电压电平的例子。另外，基准电平的信号的读出只要在某一帧期间内的第2期间执行即可。

[0201] 图11表示具有帧存储器的像素的示例。图11所示的像素10B包含连接在节点M与信号检测晶体管41的栅极之间的传送晶体管45和一方电极与信号检测晶体管41的栅极连接的电容元件44的组。电容元件44的另一方电极例如与未图示的电源连接，由此构成为在摄像装置100A的动作时能够施加规定的电压VG。

[0202] 通过在从第1期间的开始起经过规定的期间后使传送晶体管45导通，并再次截止，能够通过电容元件44暂时保持曝光后的节点M的电压电平。在使电压电平保持在电容元件44后，通过使地址晶体管42导通，能够在期望的定时将与保持于电容元件44的电压电平对应的信号读出到输出信号线74。传送晶体管45的和截止例如可以由未图示的行扫描电路控制。另外，从高灵敏度化的观点出发，若电容元件44具有比电容元件30(例如，杂质区域30a)的电容值小的电容值，则是有益的。

[0203] (偏移电平的去除)

[0204] 如上所述，根据本公开的实施方式，通过使第1端子21与第2端子22之间的电位差接近0V，无论光的照射如何都能够使节点M的电位大致为0V，所以基本上不需要一般的摄像装置所要求的复位动作。但是，例如设为赋予到电容元件30的电极中的未与节点M连接的一侧的电极的电压与电压供给电路50施加于介电常数调制元件20的第2电压不一致。在这样的情况下，当施加于介电常数调制元件20的电压切换为第1电压时，即使未照射光，节点M的电位也可以从0V上升。若将从电压供给电路50施加于对置电极21e的第2电压与电容元件30的电极中的赋予到未与节点M连接的一侧的电压之间的差设为ΔV，将暗时的介电常数调制构造26a的电容值设为Cini，则通过切换为第1电压而产生的电压VOUT的偏移Voffset由下述的式(2)给出。

[0205] [数学式2]

[0206]

[0207] 在存在这样的电压的偏移的情况下，与由光的照射引起的介电常数的变化量对应的本来的输出由减去偏移部分后的下述的式(3)给出。

[0208] [数学式3]

[0209]

[0210] 即，通过从像素信号与基准电平的信号之差进一步减去对应于上述的偏移电平的信号，不管在初始状态下蓄积于节点M的电荷量如何，都能够取得相当于由光的照射引起的介电常数的变化的有效的电压电平的变化。例如，信号处理电路60也可以根据在向电源线70供给有高电平的第1电压的期间得到的像素信号和在向电源线70供给有低电平的第2电压的期间得到的基准电平的信号之差，将进一步减去对应于偏移电平的信号而得到的信号作为表示被摄体的照度的信号而输出。对应于偏移电平的信号的减法可以以数字信号彼此的减法的形式来执行，也可以以模拟信号彼此的减法的形式来执行。通过减去对应于偏移电平的信号，可以减少由于每个像素的偏移电平的偏差而引起的固定模式噪声。

[0211] (对应于偏移电平的信号的取得)

[0212] 对应于偏移电平的信号是在未对介电常数调制元件20照射光、且从电压供给电路50向电源线70供给有高电平的第1电压的状态下检测电路40输出的信号。如以下说明的那样，对应于偏移电平的信号能够通过各种方法取得。

[0213] 图12表示了能够取得对应于偏移电平的信号的结构的第1例。在图12所例示的结构中，摄像装置除了上述的像素10Aa以外还具有包含虚拟像素10Dm的多个像素的排列。在虚拟像素10Dm中，遮光层28覆盖介电常数调制元件20a，切断光向介电常数调制元件20a的入射。虚拟像素10Dm的基本器件构造除了具有遮光层28这一点之外，与像素10Aa相同。此外，由于不需要光向虚拟像素10Dm的介电常数调制元件20a入射，因此如图12所示，在虚拟像素10Dm中能够省略光学滤波器86和微透镜88。

[0214] 通过遮光层28防止光向虚拟像素10Dm的介电常数调制元件20a入射。因此，通过读出处于对对置电极21e施加了第1电压的状态的虚拟像素10Dm的检测电路40的输出，能够通过比较简易的结构得到对应于偏移电平的信号。这样的虚拟像素10Dm可以配置于由像素10Aa的排列形成的摄像区域的外侧的周边区域。特别是，在每个像素的偏移电平的偏差的影响小的情况下，这样的结构是有效的。

[0215] 图13表示能够取得对应于偏移电平的信号的结构的第2例。在图13所例示的结构中，摄像装置具有对光向各像素10Aa的入射和切断进行切换的机械快门110。

[0216] 若在对对置电极21e施加了第1电压的状态下打开机械快门110，则经由检测电路40得到像素信号。另一方面，通过在对对置电极21e施加了第1电压的状态且机械快门110被关闭的状态下取得来自检测电路40的输出，能够得到对应于偏移电平的信号。这样，也可以利用与信号处理电路60同步动作的机械快门110来取得对应于偏移电平的信号。根据在此说明的第2例，即使按每个像素偏移电平不同，也能够准确地求出偏移。

[0217] 图14表示能够取得对应于偏移电平的信号的结构的第3例。图14所示的摄像装置100B包含光源120和同步地驱动光源120和多个像素10Aa的控制电路130。光源120在对对置电极21e施加有高电平的第1电压的第1期间，以规定的波长区域的光例如红外线照射被摄体Ob。多个像素10Aa输出基于来自被摄体Ob的规定波长区域的反射光的信号。

[0218] 在这样的结构中，在光源120为熄灭状态且对对置电极21e施加高电平的第1电压的状态下由像素10Aa的检测电路40检测的信号相当于对应于偏移电平的信号。在想要得到基于特定的波长区域的光的图像的情况下，图14所例示的结构也是有用的。

[0219] 特别是，图14所例示的结构在进行环境光所包含的强度小的波长区域的光的检测的情况下有用。例如，能够将在室内的摄影中具有超过900nm、若在室外的摄影则具有1400nm左右的波长的红外线作为从光源120发出的光来加以利用。在从光源120发出的光的波长不包含于环境光的光谱的情况下，在光源120为熄灭状态且对对置电极21e施加了高电平的第1电压的状态下，由各像素10Aa的检测电路40检测的信号赋予对应于偏移电平的信号的准确的值。

[0220] 这些第1例～第3例都是作为对应于偏移电平的信号，利用与暗时的信号电平相当的输出的例子。或者，也可以不设置专用于取得对应于偏移电平的信号的构造，而得到对应于偏移电平的信号。例如，也可以在电压供给电路50刚将施加于电源线70的电压从低电平的第2电压切换为高电平的第1电压后，换言之，将在与曝光期间相当的第1期间的极初期从检测电路40输出的信号作为对应于偏移电平的信号来取得。在该例中，也能够取得与各像素相应的偏移电平。

[0221] 以这种方式，可以在与像素信号的读出不同的定时一次读出每个像素的对应于偏移电平的信号。另外，也可以在暗时的条件下预先按每个像素求出节点M的电位，将对应于此时得到的电位的信号用作对应于偏移电平的信号。另外，也可以在信号处理电路60中设置存储器，在存储器内预先保持偏移电平的值。也可以采用通过在任意的定时执行校准来更新存储器内的偏移电平的值的结构。此外，在每个像素的偏移电平的偏差小的情况下，也可以对全部像素一律应用共通的偏移电平。

[0222] (变形例)

[0223] 图15表示在像素内设置复位晶体管的变形例。图15中例示的像素10C具有与节点M连接的复位晶体管46。在图示的例子中，复位晶体管46的源极和漏极的一方与连接于介电常数调制元件20a的节点M的端子(例如，像素电极22e)电连接。在动作时，规定的复位电压VRef被提供到复位晶体管46的源极和漏极中的另一方。通过导通复位晶体管46，像素电极22e的电位，换言之，节点M的电位复位为VRef。复位晶体管46的导通和截止例如通过从未图示的行扫描电路对复位晶体管46的栅极施加复位信号VRST而被控制。

[0224] 根据本公开的实施方式，不会将通过光电转换而生成的电荷取出至节点M而蓄积于节点M。如已经说明的那样，通过使对与介电常数调制元件20a的节点M相反的一侧的端子(例如，对置电极21e)施加的电压VIN为例如0V，能够使节点M的电压VOUT换言之对检测电路40的输入为0V。因此，只要电压供给电路50将施加于电源线70的电压从高电平的第1电压切换为低电平的第2电压，就能够在不进行对节点M施加复位电压的情况下开始下一帧的曝光。因此，即使在例如向介电常数调制元件20始终照射光的状态下，通过电压供给电路50在第1电压与第2电压之间切换施加于第1端子21的电压，在向各像素供给第1电压的第1期间和供给第2电压的第2期间的各个期间内，检测电路40检测节点M的电位，由此能够检测光。这样，根据本公开的典型的实施方式，基本上不需要用于节点M的复位的电路。

[0225] 但是，通过在各像素内设置复位晶体管46那样的复位电路，能够使节点M中的电荷量在多个像素之间一致。换言之，能够使曝光前的节点M的电位在多个像素之间一致为任意的值，消除每个像素的基准电平的偏差。因此，可以得到能够有效地使用电压范围的优点。另外，通过使用适当的复位电压VRef，也能够使复位后的像素电极22e的电位与对置电极21e的电位一致。例如，复位电压VRef可以是与第2电压相同的电压。在电压供给电路50在第2期间对对置电极21e施加第2电压，且复位电压VRef与第2电压相等的情况下，能够在复位动作后使施加于介电常数调制构造26a的电位差大致为0V。因此，也能够使特定的像素的灵敏度在任意的定时成为零等。

[0226] 在具有像素10C的摄像装置中，典型地，通过在向像素10C供给第2电压的第2期间导通复位晶体管46，将复位电压VRef供给到像素电极22e，执行像素电极22e的电位的复位。经由检测电路40的基准电平的信号的读出在复位晶体管46对像素电极22e的电位的复位后执行。如上所述，基准电平的信号的读出例如只要在连续的多个帧中最初的帧期间开始前的第2期间、或者最初的帧期间内的第2期间执行1次即可。通过将向像素10C供给的电压切换为第1电压，开始最初的帧期间的曝光期间。若向像素10C供给的电压恢复至第2电压，则节点M的电位恢复至VRef。

[0227] 图16表示像素的器件构造的另一例。图16所示的像素10Ab与图2所示的像素10Aa之间的不同点在于，像素10Ab具有配置在绝缘层90内的MIM(metal-insulator-metal)构造的电容元件30b来代替作为电容元件30的杂质区域30a。

[0228] 在图16所例示的结构中，电容元件30b具有上部电极33、位于上部电极33与半导体基板80之间的下部电极34、以及被上部电极33和下部电极34夹着的电介质层35。像素10Ab中的连接部95b包含将上部电极33与配线92相互电连接的插头93b。下部电极34通过连接未图示的配线，在动作时，其电位例如被固定为接地。

[0229] 这样，与节点M连接的电容元件30并不限定于通过pn结形成的结电容的形状，也可以如电容元件30b那样以MIM构造的形式实现，也可以以将一方的电极作为半导体层的MOS电容的形式实现。在应用MIM构造的情况下，也可以将配线层96的一部分利用作为上部电极33和下部电极34中的一方或者双方。作为电介质层35的材料，例如除了SiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2等氧化物或SiN等氮化物、或者通过它们的组合而得到的化合物之外，还能够广泛使用PMMA、聚酰亚胺、聚苯乙烯等有机材料。也可以通过不同种材料的组合，实质上形成1个电容元件。或者，也可以将绝缘层90的一部分利用作为电介质层35。在该情况下，电容元件30b的MIM构造也被称为MOM构造。

[0230] 电容元件30b形成为即使光入射电容值也几乎不变化、或者由光的入射引起的电容值的变化与介电常数调制元件20a中的电容值的变化相比足够小的构造。例如，作为电介质层35的材料，可以选择如SiO2那样介电常数相对于光的入射几乎不变化的材料。或者，作为上部电极33和/或下部电极34的材料，能够应用具有高遮光性的TiN。也可以以周围被遮光材料覆盖的方式将电容元件30b配置在绝缘层90中，抑制光向电容元件30b的入射。

[0231] 典型地，上述的杂质区域30a通过离子注入而形成，相对于此，根据将电容元件30设为MIM构造的形式的结构，节点M不包含硅基板与接触插头的界面。因此，能够避免由界面能级引起的暗电流的影响。若将复位晶体管46形成为薄膜晶体管，则即使在与包含复位晶体管46的复位电路组合的情况下，也能够避免由界面能级引起的暗电流的产生。

[0232] 介电常数调制元件20的结构也不限定于参照图2说明的结构。例如，也可以代替图2所示的介电常数调制构造26a中的光电转换层25而应用包含量子点的层。量子点受到光的入射而产生电荷对。在该情况下也与图2所示的例子同样地，在包含量子点的层与对置电极
21e之间、以及包含量子点的层与像素电极22e之间的至少一方设置有抑制绝缘层或电荷的移动的电荷阻挡层。

[0233] 另外，介电常数调制元件20包含通过光的入射而生成电荷或激子的构造不是必须的。图17表示介电常数调制元件20的其他例子。图17所示的像素10D具有包含对置电极21e、像素电极22e、以及位于对置电极21e与像素电极22e之间的介电常数调制构造26d的介电常数调制元件20d。在该例中，介电常数调制构造26d是包含如氧化铪那样介电常数由于光的照射而变化的材料的层。通过这样的结构，也能够通过由光的照射引起的介电常数调制元件20d的介电常数的变化来检测光。

[0234] 相对于光的入射，介电常数调制元件20中的介电常数的响应相对于入射光的强度或时间可以是非线性的，也可以是线性的。无论在哪种情况下，都能够进行光的检测。通过采用对置电极21e与像素电极22e之间的电位差越大则相对于光的照射示出更大的介电常数的变化的介电常数调制构造，像素信号的检测时与基准电平的信号的检测时之间的介电常数的变化量扩大，因此能够进行更高灵敏度的检测。在采用了这样的介电常数调制构造的情况下，若从电压供给电路50施加的第2电压是对置电极21e与像素电极22e之间的电位差大致为0V那样的电压，则能够扩大曝光期间内的输出与非曝光期间内的输出之差，因此是有益的。

[0235] (第2实施方式)

[0236] 图18示意性地表示本公开的第2实施方式的摄像装置的结构。与图1所示的摄像装置100A相比，图18所示的摄像装置100E具有多个像素10E来代替多个像素10A。

[0237] 如图18所示，在该例中，电容元件30的电极中的未与介电常数调制元件20的第2端子22连接的一侧的电极经由电源线71、72与电压供给电路50电连接。即，在该例中，电压供给电路50构成为能够经由电容元件30向介电常数调制元件20的第2端子22切换供给第1电压和第2电压。另一方面，第1端子21的电位在动作时共通地例如固定为接地。

[0238] 若将经由电容元件30从电压供给电路50对介电常数调制元件20的第2端子22侧施加的电压设为VIN，则这样的电路结构中的节点M的电压VOUT由下述的式(4)代替上述的式(1)来表示。

[0239] [数学式4]

[0240]

[0241] 从式(4)可知，在图18所例示的电路结构中，若由于光的照射而电容值CPC增大，则电压VOUT表示减少的变化。即使是通过电压供给电路50改变第1端子21侧的电位的结构、以及改变第2端子22侧的电位的结构中的任意结构，由于通过光的照射，向作为源极跟随器的信号检测晶体管41的输入电压变化，因此检测电路40能够以电压变化的形式检测介电常数调制元件20中的介电常数变化。

[0242] 在第1实施方式中，构成为以介电常数调制元件20的第2端子22侧的电位为基准，通过电压供给电路50变更第1端子21侧的电位，但如该例所示，也可以是以介电常数调制元件20的第1端子21侧的电位为基准，变更电容元件30的电极中的未与第2端子22连接的一侧的电极的电位那样的结构。电压供给电路50构成为能够以介电常数调制元件20的第1端子21或第2端子22中的任一方为基准对另一方端子施加规定的电压即可。通过由电压供给电路50向第1端子21侧或电容元件30的电极中的未与第2端子22连接的一侧的电极中的任一方供给电压，能够唯一地决定第1端子21与第2端子22之间的电位差。因此，例如，施加于介电常数调制构造26a或26d的电位差也被唯一确定。在图18所例示的电路结构中，电容元件
30介于各像素10E的第2端子22与电压供给电路50之间，但也可以说由电压供给电路50供给的电压来实质性地控制第1端子21与第2端子22之间的电位差。

[0243] 在此，电源线71连接于图18所示的4个像素10E中的属于第1行的2个像素10E的电容元件30，电源线72连接于属于第2行的2个像素10E的电容元件30。因此，根据这样的连接方式，能够以行单位个别地控制节点M的电位。

[0244] 图19示意性地表示图18所示的摄像装置100E中的读出动作的一例。在图19中，对于多行中的属于第i行的像素、属于第(i+1)行的像素以及属于第(i+2)行的像素的每一个，一并示出了施加于第2端子22侧的电压VIN的变化与曝光期间以及读出期间的关系。与图7所示的例子同样，阴影的矩形Rd表现执行像素信号的读出和基准电平的信号的读出的期间。在第1期间执行像素信号的读出，在第2期间执行基准电平的信号的读出这一点与参照图7说明的例子相同。

[0245] 如图18所示，根据经由电容元件30来变更第2端子22侧的电位的结构，例如能够按每个行在任意的定时执行第1电压与第2电压之间的切换。因此，如图19所示，能够对每个行错开第1电压与第2电压之间的切换以及信号的读出的期间，应用与所谓的卷帘快门同样的读出动作。这样，通过例如按每个行执行第1电压与第2电压之间的切换，能够丢掉在图7和图8中用浓的阴影的矩形表示的、无助于介电常数的变化也不进行信号的读出的期间。因此，例如能够扩大曝光期间，实现SN比进一步提高的摄像。此外，这样的行单位的电压的切换也可以通过在将电源线70与对置电极21e连接的结构中，按多个像素的各行被分离的方式将对置电极21e图案化来实现。但是，在该情况下，需要考虑由对置电极21e的配线电阻引起的延迟，图18所例示的结构对于动作的高速化是有利的。

[0246] 在此，说明了对多个像素10E的每个行独立地设置电源线71、72，以行单位独立地执行第1电压与第2电压之间的切换的例子，但也可以不限定于该例，与多个像素10E的每个列或像素10E的每一个独立地与连接于电压供给电路50的电源线连接。即，电压供给电路50构成为能够以列单位或像素单位独立地供给不同的电压，也可以以列单位或像素单位个别地控制节点M的电位。

[0247] (第3实施方式)

[0248] 图20概略性地表示本公开的第3实施方式的摄像装置的例示性结构。图20所示的摄像装置100F包含摄像元件200和对来自摄像元件200的电信号进行信号处理的信号处理电路60F。

[0249] 如图20示意性所示，摄像元件200与上述的摄像装置100A同样，例如具有多个像素10A，将入射光转换为电信号并向信号处理电路60F输出。可以应用上述像素10B、10C、10D、
10E中的任一个来代替像素10A。在图20所例示的结构中，摄像元件200还具有向各个像素
10A供给规定的电压的电压供给电路50。电压供给电路50能够切换第1电压和第2电压而向各像素10A供给这一点、以及对各像素10A在第1期间供给第1电压，向与第1期间不同的第2期间供给第2电压这一点与上述各例同样。

[0250] 信号处理电路60F与上述的各例中的信号处理电路60同样，生成并输出在向与电压供给电路50连接的电源线供给有高电平的第1电压的期间得到的像素信号和在向电源线供给有低电平的第2电压的期间得到的基准电平的信号之差。此外，在信号处理电路60F中，典型地，设置有与多个像素10A的列的数量相同数量的AD转换电路62。在图20中，为了简单起见，示出了其中2个AD转换电路62作为代表。

[0251] 在摄像元件200中，多个像素10A形成于半导体基板80，电压供给电路50也设置于半导体基板80，而在该例中，信号处理电路60F设置于与半导体基板80不同的电路基板89。如该例那样，也可以将包含AD转换电路62的一部分电路形成在与配置有像素的基板不同的基板上。例如，通过将这2个基板层叠并相互电连接，能够构筑1个相机系统。

[0252] 如以上说明的那样，在本公开的实施方式中，电压供给电路50以介电常数调制元件20的第1端子21和第2端子22中的一方为基准，对另一方选择性地施加第1电压和第2电压中的任一个。例如，电压供给电路50在曝光期间内向各像素供给高电平的第1电压，在基准电平的读出的期间向各像素供给低电平的第2电压。另外，检测电路40在电压供给电路50供给第1电压的第1期间执行对应于照度的电平的像素信号的读出，在电压供给电路50供给第2电压的第2期间执行基准电平的信号的读出。由此，能够在确保SN比的同时，通过介电常数调制元件20的介电常数的变化来检测光。另外，第1电压和/或第2电压可以作为脉冲施加，也可以周期性或准周期地反复施加。

[0253] 实施例

[0254] (实施例1)

[0255] 制作模拟了上述的介电常数调制元件20的样品，使偏置变化来测定电容值，由此对制作出的样品中的相对于照度的介电常数的变化进行了评价。图21示意性地表示作为实施例1制作的样品的结构。样品如下制作。

[0256] 首先，准备玻璃基板90S。接着，分别通过溅射法和原子层沉积法(ALD)在玻璃基板上依次沉积ITO和Al2O3，由此在玻璃基板上形成下表面电极22S和绝缘层24S。接着，通过蒸镀依次沉积萘酞菁锡(SnNc)和富勒烯(C60)，由此形成了光电转换层25S。在此，萘酞菁锡层和富勒烯层的厚度均约为75nm。

[0257] 在形成光电转换层25S后，通过ALD和溅射在光电转换层25S上进一步依次沉积Al2O3和ITO，由此形成了绝缘层23S和上表面电极21S的层叠构造。通过以上的步骤，得到实施例1的样品。在此，绝缘层24S、23S的厚度约为20nm，光电转换层25S的厚度约为150nm，上表面电极21S的厚度约为50nm。

[0258] 接着，从上表面电极21S侧照射波长为940nm的光的同时，改变施加于下表面电极22S和上表面电极21S之间的偏置Vbias来测定对交流电压的电流响应，由此测定了下表面电极22S与上表面电极21S之间的电容值。在测定中，使用HEWLETT PACKARD公司制造的精密LCR测试仪4284A，将交流电压振幅设为100mV，将测定频率设为100Hz，以序列模式进行电容值的测定。

[0259] 图22对各偏置表示与实施例1的样品有关的、使照度变化时的电容值的变化的测定结果。图22所示的曲线图的横轴表示照射至样品的光的强度，纵轴表示下表面电极22S与上表面电极21S之间的电容值。另外，图22所示的光的强度的单位是任意单位。

[0260] 在此，分别测定了将偏置Vbias设为0V、3V、5V以及10V时的电容值相对于照度的变化。从图22可知，在偏置Vbias为0V时，即使照射光，电容值也几乎不表示变化，但在偏置Vbias为3V、5V以及10V时，电容值都随着照度增大而增大。另外，也可知施加于绝缘层24S、光电转换层25S以及绝缘层23S的层叠构造的电位差越大，介电常数相对于照度的变化越大。这样，通过采用例如用绝缘层夹着光电转换层的构造作为介电常数调制构造，能够通过介电常数的变化来检测照度的变化。

[0261] 产业上的可利用性

[0262] 本公开的摄像装置可应用于图像传感器等。特别是，对于用于检测容易受到暗电流的影响的红外区域的光的图像传感器是有用的。本公开的摄像装置能够用于数码相机、医疗用相机、机器视觉用相机(例如机器人用相机)等。机器视觉用相机例如能够利用于用于通过图像识别来进行生产工厂中的生产物的状态的判断、分类、或者不良的检测等的输入。本公开的实施方式对于保全相机、搭载于车辆上使用的相机等也是有用的。车辆搭载用相机例如能够作为用于使车辆安全行驶的、针对控制装置的输入来加以利用。或者，能够利用于用于使车辆安全行驶的、操作人员的辅助。红外图像能够利用于例如距离检测、物体识别等的感测。

[0263] 附图标记说明

[0264] 10A、10Aa、10Ab 像素

[0265] 10B～10E 像素

[0266] 10Dm 虚拟像素

[0267] 20、20a、20d 介电常数调制元件

[0268] 21 第1端子

[0269] 21e 对置电极

[0270] 22 第2端子

[0271] 22e 像素电极

[0272] 23 第1电荷阻挡层

[0273] 24 第2电荷阻挡层

[0274] 25 光电转换层

[0275] 26a、26d 介电常数调制构造

[0276] 28 遮光层

[0277] 30、30b 电容元件

[0278] 40 检测电路

[0279] 41 信号检测晶体管

[0280] 44 电容元件

[0281] 45 传送晶体管

[0282] 46 复位晶体管

[0283] 50 电压供给电路

[0284] 60、60F 信号处理电路

[0285] 62 模拟-数字转换电路

[0286] 70～72 电源线

[0287] 74 输出信号线

[0288] 80 半导体基板

[0289] 89 电路基板

[0290] 90 绝缘层

[0291] 95a、95b 连接部

[0292] 100A、100B、100E、100F 摄像装置

[0293] 110 机械快门

[0294] 120 光源

[0295] 200 摄像元件

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