[发明专利]固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备

说明书

本发明提供固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备，其在将相异的多个曝光时间中拍摄的图像合成的多重曝光处理中，防止运动伪影或LED闪烁的发生并谋求高动态范围化。像素PXL20构成为，例如分割为4个子像素SPXL_0,SPXL_1,SPXL_2,SPXL_3，全部的子像素为同色的第1色(例如G(绿色))Color1的4:0构造，存取控制部80，将多个子像素SPXL的各光电转换部PD的电荷积累期间TE以及电荷积累开始时间STE设定为相异且重叠。也就是说，存取控制部80，将数量相应于全部的同色子像素数量的时间相异的多个电荷积累期间TE以及电荷积累开始时间STE设定为相异且重叠。

技术领域

本发明涉及一种固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备。

背景技术

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器已作为使用有光电转换元件的固态摄像装置(图像传感器)而被实际运用,该光电转换元件检测光并产生电荷。

CMOS图像传感器已广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(Personal Computer,PC)、车用相机、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。

CMOS图像传感器在每个像素中带有包括光电二极管(光电转换元件)及浮动扩散层(FD:Floating Diffusion,浮置扩散层)的FD放大器,该CMOS图像传感器的主流读取类型为列并联输出型,即,选择像素阵列中的某一行,同时向列(column)输出方向对这些行进行读取。

一般来说,CMOS图像传感器的各像素构成为,例如对应于1个光电二极管,包括作为传输元件的传输晶体管、作为复位元件的复位晶体管、作为源极跟随元件(放大元件)的源极跟随晶体管、以及作为选择元件的选择晶体管的4元件作为有源元件。

另外,为了提升其性能,已提出了各种实现具有高动态范围(HDR)的高画质的CMOS图像传感器的方法(例如参照专利文献1、2)。

专利文献1记载了区分(分割)为以短曝光时间对应于高照度侧的拍摄以及以长曝光时间对应于低照度侧的拍摄的相异的两回以上的曝光时间的高动态范围技术。

专利文献2中记载了通过采用将不同的多个曝光时间中拍摄的图像合成的多次曝光扩大动态范围的技术。

图1为显示一像素的例子,和对于一像素设定长时间曝光期间和短时间曝光期间的多重曝光序列的一例的图。

在此多重曝光序列中,首先于长时间曝光期间TLE的开始端STLE开始长时间曝光TLE,经过长时间曝光期间TLE,于长时间曝光期间TLE的结束端ETLE结束长时间曝光LE。

与长时间曝光LE的结束平行,于短时间曝光期间TSE的开始端STSE开始短时间曝光SE，经过短时间曝光期间TSE，于短时间曝光期间TSE的结束端ETSE结束短时间曝光SE。

在专利文献3中提出一种方法，其应用的技术为各像素包含分割为光敏感性或电荷积累量相异区域的多个例如4个子像素，将4个子像素视为1像素，改变4个子像素的各积累时间以实现高动态范围。在此技术中，将4个子像素的读取信号相加计算。

图2为显示设定了超长时间曝光期间TVLE、长时间曝光期间TLE、中时间曝光期间TME、以及短时间曝光期间TSE的多重曝光序列的一例的图。

在此多重曝光序列中，首先于超长时间曝光期间TVLE的开始端STVLE开始超长时间曝光VLE，经过超长时间曝光期间TVLE，于超长时间曝光期间TVLE的结束端ETVLE结束超长时间曝光VLE。

与超长时间曝光VLE的结束平行，于长时间曝光期间TLE的开始端STLE开始长时间曝光LE，经过长时间曝光期间TLE，于长时间曝光期间TLE的结束端ETLE结束长时间曝光LE。