[发明专利]固态成像装置和电子装置

说明书

本技术涉及固态成像装置和电子装置，其能够提高电荷经由传输门从电荷累积单元传输到电荷电压转换单元的效率。本技术的一个方面提供了一种固态成像装置，其被配置为使得：在用于获取信号电平的A/D转换操作之前，切换单元切换到LG状态至少一次，并且切换到HG状态至少一次；当切换单元已经切换到LG状态和当切换单元已经切换到HG状态时，所述传输单元将电荷累积单元中累积的电荷转移到电荷/电压转换单元至少两次；并且所述电荷/电压转换单元将当切换单元已经切换到LG状态时转移的电荷和当切换单元已经切换到HG状态时转移的电荷相加，并将所得电荷转换成电压信号。例如，本技术可以应用于CMOS图像传感器。

本申请是申请日为2018年4月12日、国际申请号为PCT/JP2018/015349、发明名称为“固态成像捕捉装置和电子装置”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2019年10月18日、申请号为201880026004.3，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本技术涉及一种固态成像装置和一种电子装置，尤其涉及一种固态成像装置和一种电子装置，用于能够提高电荷经由传输门从电荷存储单元传输到电荷-电压转换单元的效率。

背景技术

传统上，在由互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器表示的固态成像装置中，将额外电容连接到作为电荷-电压转换单元的浮动扩散(FD)或从浮动扩散(FD)断开的配置称为在确保每个像素的饱和信号量的同时改善低照度特性的方法(例如，参见专利文献1)。

在将额外电容连接到FD的情况下，可存储在电荷-电压转换单元中的电荷量增加，因此，可以提高像素值的动态范围。在这种情况下，电荷-电压转换单元的转换效率降低，因此，额外电容连接到FD的状态称为低增益(LG)状态。

同时，在额外电容与FD断开的情况下，电荷-电压转换单元的转换效率变高，并且转换后的电压幅度变大，即使电荷量很小。因此，可以提高低照度下的灵敏度。额外电容与FD断开的状态称为高增益(HG)状态。

在专利文献1中描述的配置中，在以低转换效率驱动像素的情况下，状态固定到LG状态，并且在以高转换效率驱动像素的情况下，状态固定到HG状态。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2015-142114

发明内容

本发明要解决的问题

就电荷从电荷存储单元转移到电荷-电压转换单元的效率而言，在具有像素转换效率差异的LG状态和HG状态之间，LG状态与HG状态相比处于劣势。

鉴于上述情况，构成本技术，并且能够提高电荷经由传输门(transfer gate)从电荷存储单元转移到电荷-电压转换单元的效率。

问题的解决方案

根据本技术的第一方面的固态成像装置包括：电荷存储单元，其被配置为存储通过光电转换生成的电荷；电荷-电压转换单元，其被配置为将从电荷存储单元转移的电荷转换成电压信号；传输单元，其被配置为将存储在电荷存储单元中的电荷转移到电荷-电压转换单元；以及切换单元，其被配置为增大或减小电荷-电压转换单元的电容，以将状态切换到低增益(LG)状态或高增益(HG)状态，其中，在用于获取信号电平的A/D转换操作之前，所述切换单元被配置为将状态切换到LG状态至少一次并且将状态切换到HG状态至少一次，所述传输单元被配置为在所述状态切换到LG状态时和所述状态切换到HG状态时将存储在所述电荷存储单元中的电荷转移到所述电荷-电压转换单元至少两次，并且所述电荷-电压转换单元被配置为将当状态切换到LG状态时转移的电荷和当状态切换到HG状态时转移的电荷相加，并将相加的电荷转换成电压信号。