[发明专利]固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备有效

专利信息
申请号: 201680074824.0 申请日: 2016-12-26
公开(公告)号: CN108432238B 公开(公告)日: 2020-11-24
发明(设计)人: 高根靖雄 申请(专利权)人: 普里露尼库斯日本股份有限公司
主分类号: H04N5/355 分类号: H04N5/355;H04N5/232
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 高颖
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 固体 摄像 装置 驱动 方法 以及 电子设备
【说明书】:

固体摄像装置(10)能将多个读出信号合成来扩大动态范围,具有信号处理部(710),其在进行多个读出信号的合成时,根据多个读出信号当中至少一个读出信号(高增益信号HCG、低增益信号LCG)与阈值(Joint Thresh)的比较结果来选择至少一个合成所需的信号,在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号,信号处理部能动态地变更阈值。根据该结构,能与个体偏差等无关地进行要组合的多个信号的平滑的切换,能在抑制图像劣化的同时实现高动态范围化,进而能实现高画质化。

技术领域

本发明涉及固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备。

背景技术

作为利用了检测到光而产生电荷的光电变换元件的固体摄像装置(图像传感器),有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器以供实用。

CMOS图像传感器作为数字摄像机、视频摄像机、监视摄像机、医疗用内窥镜、个人计算机(PC)、便携电话等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分而被广泛应用。

CMOS图像传感器的主流是列并列输出型,其中,使每个像素具备具有光电二极管(光电变换元件)以及浮动扩散层(FD:Floating Diffusion,浮动扩散)的FD放大器,其读出方式是,选择像素阵列当中的某一行,并将它们同时向列(column)方向读出。

但是,为了特性提升,提出有各种实现具有高动态范围(HDR:High DynamicRange)的高画质的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的方法。

过去,在固体摄像装置中,作为提高(扩大)动态范围的方法,例如已知如下等方法:从图像传感器的同一像素读出积蓄时间不同的两个种类的信号,将这两个种类的信号组合来使动态范围扩大;以及将高灵敏度的像素中动态范围小的信号和在低灵敏度下扩大了动态范围的信号组合来扩大动态范围。

例如在专利文献1中,公开了分割成短的曝光时间下与高照度侧对应的摄像和长的曝光时间下与低照度对应的摄像这样不同的两次以上的曝光时间的高动态范围化技术。

另外,在专利文献1中,公开了使浮动扩散的电容可变的高动态范围化技术。

另外,在专利文献2中公开了如下技术:在光电二极管PD连接高灵敏度低照度侧的小电容C1的浮动扩散和低灵敏度高照度侧的大电容C2的浮动扩散,并分别输出低照度侧的输出OUT1和高照度侧输出OUT2,由此进行高动态范围化。

这些信号的合成方法若在时间上看,存在跨多个帧的方式和在1帧内输出多个种类的动态范围不同的信号的方式等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP专利第3984814号公报

专利文献2:JP专利第3592106号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而,不管在哪种方法中,对于要组合的(要合成的)多个信号来说,在进行组合(信号的切换)的信号值的附近,相对于入射光量(照度)的输出电压的直线性都需要分别大致保持成同等。

由于各个信号为了扩大动态范围(D范围)而被设计成使相对于光量(照度)的增益不同,因此主要在由模拟数字转换器(ADC)进行了数字变换后的数字信号处理电路中对增益进行补正,从而保持相同的直线性(或倾斜度)。

但是,由于存在固体摄像装置的个体单位中的偏差、或一个个体当中的像素间的偏差等,因此即使用以偏差的中心值的参数为基础进行了补正的数值来切换各个信号,有时也不一定能保证该电平的附近的直线性(linearity)。

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