固体摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固体摄像装置，维持固体摄像装置的低照度时的感度并且扩大动态范围，而且抑制高光溢出。读出定时控制部（7E）控制像素（PC）中蓄积的电荷的读出定时，第1曝光用复位定时控制部（7C）控制像素阵列部（1）的第1线上的像素（PC）中蓄积的电荷的复位定时，第2曝光用复位定时控制部（7D）以曝光期间比像素阵列部（1）的第1线上的像素（PC）短的方式，控制第2线上的像素（PC）中蓄积的电荷的复位定时，辅助复位定时控制部（7F）控制像素阵列部（1）的第2线上的像素（PC）的非曝光期间中在第2线上的像素（PC）中蓄积的电荷的复位定时。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及固体摄像装置。
技术介绍
在固体摄像装置中，有如下的固体摄像装置：为了维持低照度时的感度（灵敏度）并且扩大动态范围，交替设定被短时间曝光的线和被长时间曝光的线，并合成从短时间曝光的线的像素得到的图像信号和从长时间曝光的线的像素得到的图像信号。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题在于，提供一种固体摄像装置，能够维持低照度时的感度并且扩大动态范围，并且抑制高光溢出（blooming）。实施方式的固体摄像装置的特征在于，具备：像素阵列部，以矩阵状配置像素而成，该像素蓄积通过光电变换而得到的电荷；垂直扫描电路，在垂直方向上对所述像素进行扫描；水平扫描电路，在水平方向上对所述像素进行扫描；垂直信号线，在垂直方向上传送从所述像素读出的像素信号；负载电路，通过在与所述像素之间进行源极跟随动作，从所述像素向所述垂直信号线按每列读出信号；曝光期间控制部，按每条线（line，行）控制所述像素的曝光期间；电荷排出控制部，按每条线进行在所述像素的非曝光期间中蓄积在所述像素中的电荷的排出控制；以及图像处理装置，合成从所述像素读出的所述曝光期间不同的信号；所述曝光期间控制部具备：读出定时控制部，控制蓄积在所述像素中的电荷的读出定时；第1曝光用复位定时控制部，控制蓄积在第1线上的所述像素中的电荷的复位定时；以及第2曝光用复位定时控制部，以所述曝光期间比所述第1线上的所述像素短的方式，控制蓄积在第2线上的所述像素中的电荷的复位定时；所述电荷排出控制部具备：辅助复位定时控制部，控制在所述第2线上的所述像素的非曝光期间中蓄积在所述第2线上的所述像素中的电荷的复位定时。其他实施方式的固体摄像装置的特征在于，具备：像素阵列部，以矩阵状配置像素而成，该像素蓄积通过光电变换而得到的电荷；曝光期间控制部，按每条线控制所述像素的曝光期间；以及电荷排出控制部，按每条线进行在所述像素的非曝光期间中蓄积在所述像素中的电荷的排出控制。根据上述构成的固体摄像装置，能够维持低照度时的感度并且扩大动态范围，而且抑制高光溢出。附图说明图1是表示第1实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。图2是表示图1的固体摄像装置的像素的构成例的电路图。图3（a）是表示第1曝光期间中的图2的像素的各部的电压波形的时间图，图3（b）是表示第2曝光期间中的图2的像素的各部的电压波形的时间图。图4（a）是表示第1曝光期间中的PD电荷量的时间图，图4（b）是表示第2曝光期间中的PD电荷量的时间图，图4（c）是按每条线表示像素的复位定时和读出定时的时间图。图5是表示对第1曝光期间以及第2曝光期间中读出的信号进行合成的图像处理装置的概略构成的框图。图6（a）是表示第2实施方式的固体摄像装置的第1曝光期间中的PD电荷量的时间图，图6（b）是表示第2实施方式的固体摄像装置的第2曝光期间中的PD电荷量的时间图，图6（c）是按每条线表示第2实施方式的固体摄像装置的像素的复位定时和读出定时的时间图。具体实施方式以下参照附图，详细说明实施方式的固体摄像装置。但是，本专利技术不限于这些实施方式。（第1实施方式）图1是表示第1实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。在图1中，在固体摄像装置中设有像素阵列部1。在像素阵列部1中，蓄积通过光电变换而得到的电荷的像素PC在行方向RD及列方向CD上以矩阵状配置。另外，在该像素阵列部1中，在行方向RD上设有进行像素PC的读出控制的水平控制线Hlin，在列方向CD上设有传送从像素PC读出的信号的垂直信号线Vlin。另外，在固体摄像装置中设有：垂直扫描电路2，在垂直方向上对作为读出对象的像素PC进行扫描；负载电路3，通过在像素PC之间进行源极跟随动作，按每列从像素PC向垂直信号线Vlin读出信号；列ADC电路4，通过CDS按每列检测各像素PC的信号成分；水平扫描电路5，在水平方向上对作为读出对象的像素PC进行扫描；基准电压发生电路6，向列ADC电路4输出基准电压VREF；以及定时控制电路7，控制各像素PC的读出或蓄积的定时。其中，基准电压VREF可以使用斜波。另外，在像素阵列部1中，为了使摄像图像彩色化，可以构成以4个像素PC为1组的拜耳排列HP。在该拜耳排列HP中，在一方的对角方向上配置2个绿色用像素g，在另一方的对角方向上配置一个红色用像素r和一个蓝色用像素b。在定时控制电路7中，设有曝光期间控制部7A及电荷排出控制部7B。在曝光期间控制部7A中，设有第1曝光用复位定时控制部7C、第2曝光用复位定时控制部7D及读出定时控制部7E。在电荷排出控制部7B中，设有辅助复位定时控制部7F。曝光期间控制部7A按每条线控制像素PC的曝光期间。电荷排出控制部7B按每条线进行在像素PC的非曝光期间蓄积在像素PC中的电荷的排出控制。读出定时控制部7E控制蓄积在像素PC中的电荷的读出定时。第1曝光用复位定时控制部7C控制蓄积在像素阵列部1的第1线上的像素PC中的电荷的复位定时。第2曝光用复位定时控制部7D以曝光期间比像素阵列部1的第1线上的像素PC短的方式，控制蓄积在第2线上的像素PC中的电荷的复位定时。辅助复位定时控制部7F控制在像素阵列部1的第2线上的像素PC的非曝光期间蓄积在第2线上的像素PC中的电荷的复位定时。其中，第1线和第2线能够在像素阵列部1上交替设定。例如，在拜耳排列HP中，第1线能够设定为像素阵列部1的第4n＋1（n为0以上的整数）行和第4n＋2行，第2线能够设定为像素阵列部1的第4n＋3行和第4n＋4行。另外，由垂直扫描电路2在垂直方向上扫描像素PC，由此在行方向RD上选择像素PC。另外，在负载电路3中，通过在与该像素PC之间进行源极跟随动作，从像素PC读出的信号经由垂直信号线Vlin被传送，并被发送至列ADC电路4。另外，在基准电压发生电路6中，设定斜波作为基准电压VREF，并将其发送至列ADC电路4。另外，在列ADC电路4中，进行时钟的计数动作，直到从像素PC读出的信号电平和复位电平与斜波的电平一致，取得此时的信号电平与复位电平的差量，从而由CDS检测各像素PC的信号成分，并作为输出信号S1输出。在此，通过以曝光期间比像素阵列部1的第1线上的像素PC短的方式，控制第2线上的像素PC中蓄积的电荷的复位定时，能够使第1线上的像素PC的感度比第2线上的像素PC高。因此，通过合成从第1线上的像素PC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其特征在于，具备：像素阵列部，以矩阵状配置像素而成，该像素蓄积通过光电变换而得到的电荷；垂直扫描电路，在垂直方向上对所述像素进行扫描；水平扫描电路，在水平方向上对所述像素进行扫描；垂直信号线，在垂直方向上传送从所述像素读出的像素信号；负载电路，通过在与所述像素之间进行源极跟随动作，从所述像素向所述垂直信号线按每列读出信号；曝光期间控制部，按每条线控制所述像素的曝光期间；电荷排出控制部，按每条线进行在所述像素的非曝光期间中蓄积在所述像素中的电荷的排出控制；以及图像处理装置，合成从所述像素读出的所述曝光期间不同的信号；所述曝光期间控制部具备：读出定时控制部，控制蓄积在所述像素中的电荷的读出定时；第1曝光用复位定时控制部，控制蓄积在第1线上的所述像素中的电荷的复位定时；以及第2曝光用复位定时控制部，以所述曝光期间比所述第1线上的所述像素短的方式，控制蓄积在第2线上的所述像素中的电荷的复位定时；所述电荷排出控制部具备辅助复位定时控制部，该辅助复位定时控制部控制在所述第2线上的所述像素的非曝光期间中蓄积在所述第2线上的所述像素中的电荷的复位定时。

【技术特征摘要】
2013.01.22 JP 2013-0096441.一种固体摄像装置，其特征在于，具备：
像素阵列部，以矩阵状配置像素而成，该像素蓄积通过光电变换而得
到的电荷；
垂直扫描电路，在垂直方向上对所述像素进行扫描；
水平扫描电路，在水平方向上对所述像素进行扫描；
垂直信号线，在垂直方向上传送从所述像素读出的像素信号；
负载电路，通过在与所述像素之间进行源极跟随动作，从所述像素向
所述垂直信号线按每列读出信号；
曝光期间控制部，按每条线控制所述像素的曝光期间；
电荷排出控制部，按每条线进行在所述像素的非曝光期间中蓄积在所
述像素中的电荷的排出控制；以及
图像处理装置，合成从所述像素读出的所述曝光期间不同的信号；
所述曝光期间控制部具备：
读出定时控制部，控制蓄积在所述像素中的电荷的读出定时；
第1曝光用复位定时控制部，控制蓄积在第1线上的所述像素中的电
荷的复位定时；以及
第2曝光用复位定时控制部，以所述曝光期间比所述第1线上的所述
像素短的方式，控制蓄积在第2线上的所述像素中的电荷的复位定时；
所述电荷排出控制部具备辅助复位定时控制部，该辅助复位定时控制
部控制在所述第2线上的所述像素的非曝光期间中蓄积在所述第2线上的
所述像素中的电荷的复位定时。
2.如权利要求1记载的固体摄像装置，其特征在于，
在所述曝光期间中，所述第1线上的所述像素的所述读出定时与所述
复位定时的时间间隔比所述第2线上的所述像素的所述读出定时与所述复
位定时的时间间隔长。
3.如权利要求2记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述曝光期间的所述第2线上的所述像素的所述读出定时与所述非曝
光期间的所述第2线上的所述像素的所述复位定时的时间间隔，等于所述
曝光期间的所述第1线上的像素的所述读出定时与所述曝光期间的所述第1
线上的所述像素的所述复位定时的时间间隔。
4.如权利要求2记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述非曝光期间的所述第2线上的像素的复位定时设定在所述非曝光
期间的中央。
5.如权利要求1记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述像素具备：
光电二极管，进行光电变换；
读出晶体管，基于读出信号从所述光电二极管向浮动扩散区传送信号；
复位晶体管，基于复位信号将所述浮动扩散区中蓄积的信号复位；以
及
放大晶体管，检测所述浮动扩散区的电位。
6.如权利要求1记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述像素呈拜耳排列；
所述第1线及所述第2线每两条线交替设定。
7.如权利要求1记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述图像处理装置具备合成处理部，该合成处理部对从所述第1线上
的像素得到的长时间曝光的输出信号与从所述第2线上的像素得到的短时
间曝光的输出信号进行合成。
8.如权利要求7记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述图像处理装置具备线存储器，该线存储器按每个曝光期间分离从
所述像素阵列部输出的输出信号，使每个所述曝光期间的输出信号的定时
一致并输出。
9.如权利要求1记载的固体摄像装置，其特征在于，
所述电荷排出控制部按每条线多次进行在所述像素的非曝光期间中蓄
积在所述像素中的电荷的排出控制。
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：三原隆彦，立泽之康，芦谷达治，八并由実，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP