固体摄像装置、摄像装置以及摄像方法制造方法及图纸

像素单元(101)被配置成矩阵状的固体摄像装置(100)，像素单元(101)具备：第1光电二极管(120)，蓄积通过光电转换而生成的信号电荷；作为第1保持部的第2光电二极管(126)，保持从第1光电二极管(120)溢出的信号电荷；第2保持部(127)；第1传输晶体管(130)，将第2光电二极管(126)中保持的信号电荷传输给第2保持部(127)。(127)。(127)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置、摄像装置以及摄像方法


[0001]本公开涉及固体摄像装置、摄像装置以及摄像方法。

技术介绍

[0002]在以往的固体摄像装置中，为了扩大动态范围，例如提出了专利文献1所示的方法。在专利文献1的方法中仅具有单一像素，具备对从光电二极管溢出的电荷进行传输的溢出栅极、以及在蓄积工作时对由所述溢出栅极传输的电荷进行蓄积的蓄积电容元件，通过对低照度信号与高照度信号进行合成，来扩大动态范围。
[0003](现有技术文献)
[0004](专利文献)
[0005]专利文献1日本特开2006
‑
217410号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]然而，根据该专利文献1的
技术介绍
，存在动态范围扩大与闪烁抑制不能兼具的问题。
[0008]在此，首先对闪烁抑制进行说明。近些年，LED光源(发光二极管光源)以及LD光源(激光二极管光源)正在不断地普及。这些光源大多是进行动态点灯，即以人的眼睛不能感觉到的速度反复地进行点灯与灭灯。换而言之，产生人的眼睛不能感觉到的速度的闪烁。例如，LED光源除了用于照明器具以外，还用于信号灯、车头灯、刹车灯等。
[0009]在动态点灯中，人的眼睛虽然看到的是光源一直处于点灯状态，然而在固体摄像装置中则会受到闪烁的影响。在固体摄像装置拍摄这种光源、或以使用了这种光源的照明环境来进行拍摄时，会有得到光源点灯时的图像的情况(或者得到亮的图像的情况)、和光源灭灯时的图像的情况(或者得到暗的图像的情况)。即在拍摄图像本身产生闪烁的现象。后者即得到光源灭灯时的图像的情况(或者得到暗的图像的情况)，则可以说是拍摄质量不好。以后将对这种因闪烁而造成的拍摄质量不好进行的抑制称为闪烁抑制。
[0010]在专利文献1中存在的问题是，若增长曝光时间则能够抑制闪烁信号，但是由于像素饱和，因此动态范围变窄。
[0011]于是，本公开提供一种使动态范围扩大与闪烁抑制均成立的固体摄像装置、摄像装置以及摄像方法。
[0012]解决课题所采用的手段
[0013]解决上述课题的固体摄像装置，具备被配置成矩阵状的像素单元，所述像素单元具备：第1光电二极管，蓄积通过光电转换而生成的信号电荷；作为第1保持部的第2光电二极管，保持从所述第1光电二极管溢出的信号电荷；第2保持部；以及第1传输晶体管，将所述第1保持部中保持的信号电荷传输给所述第2保持部。
[0014]解决上述课题的摄像装置具备：所述固体摄像装置、将来自被摄体的入射光导入
到所述固体摄像装置的摄像光学系统、以及对来自所述固体摄像装置的输出信号进行处理的信号处理部。
[0015]并且，解决上述课题的摄像方法是像素单元被配置成矩阵状的固体摄像装置中的摄像方法，所述像素单元具备：第1光电二极管，蓄积通过光电转换而生成的信号电荷；作为第1保持部的第2光电二极管，保持从所述第1光电二极管溢出的信号电荷；第2保持部；以及第1传输晶体管，将所述第1保持部中保持的信号电荷传输给所述第2保持部，在所述摄像方法中，对所述第1光电二极管进行曝光，将从所述第1光电二极管溢出的信号电荷传输到所述第1保持部，将所述第1保持部中保持的信号电荷传输给所述第2保持部。
[0016]专利技术效果
[0017]通过本公开的固体摄像装置、摄像装置以及摄像方法，能够使动态范围的扩大与闪烁现象的抑制均成立。
附图说明
[0018]图1是示出第1实施方式中的固体摄像装置的构成例的概略的方框图。
[0019]图2示出了第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的构成例。
[0020]图3A是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的第1例的模式截面图。
[0021]图3B是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的第2例的模式截面图。
[0022]图3C是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的第3例的模式截面图。
[0023]图3D是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的第4例的模式截面图。
[0024]图4是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素在半导体衬底内的电势的图。
[0025]图5是用于说明第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的动作的第1例的时间图。
[0026]图6是第1实施方式中的进行构成固体摄像装置的像素的信号处理的流程图。
[0027]图7是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的被摄体照度与像素的输出信号的关系的曲线图。
[0028]图8是示出第1实施方式中的构成固体摄像装置的像素的被摄体照度与像素的SN(信号与噪声的比)的关系的曲线图。
[0029]图9示出了第2实施方式中的构成固体摄像装置的像素的构成例。
[0030]图10是用于说明第2实施方式中的构成固体摄像装置的像素的动作的时间图。
[0031]图11是示出第2实施方式中的进行构成固体摄像装置的像素的信号处理的流程图。
[0032]图12是示出第2实施方式中的构成固体摄像装置的像素的被摄体照度与像素的输出信号的关系的曲线图。
[0033]图13示出了第3实施方式中的构成固体摄像装置的像素的构成例。
[0034]图14是用于说明第3实施方式中的构成固体摄像装置的像素的动作的时间图。
[0035]图15是示出第3实施方式中的进行构成固体摄像装置的像素的信号处理的流程图。
[0036]图16示出了第4实施方式中的构成固体摄像装置的像素的构成例。
[0037]图17是用于说明第4实施方式中的构成固体摄像装置的像素的动作的时间图。
[0038]图18示出了第5实施方式中的构成固体摄像装置的像素的构成例。
[0039]图19是用于说明第5实施方式中的构成固体摄像装置的像素的动作的时间图。
[0040]图20示出了适用了各实施方式中的固体摄像装置的摄像装置(相机系统)的构成例。
具体实施方式
[0041](第1实施方式)
[0042]以下参照附图对第1实施方式所涉及的固体摄像装置及其驱动方法进行说明。
[0043]另外，以下将要说明的实施方式均为一个具体例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等均为一个例子，其主旨并非是对本专利技术进行限定。并且，对于以下的实施方式的构成要素之中没有记载在示出最上位概念的独立技术方案的构成要素，作为任意的构成要素来说明。
[0044]图1是第1实施方式所涉及的固体摄像装置的构成图。
[0045]如图1所示，本实施方式所涉及的固体摄像装置100具备：像素阵列部102，在该像素阵列部102中多个像素单元(单位单元)101被配置成矩阵状，多个像素单元(单位单元)101的每一个由进行光电转换的光电转换元件和晶体管构成；垂直扫描电路103，对像素阵列部102进行驱动；恒流源电路104；列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体摄像装置，具备被配置成矩阵状的像素单元，所述像素单元具备：第1光电二极管，蓄积通过光电转换而生成的信号电荷；作为第1保持部的第2光电二极管，保持从所述第1光电二极管溢出的信号电荷；第2保持部；以及第1传输晶体管，将所述第1保持部中保持的信号电荷传输给所述第2保持部。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置进一步具备：浮动扩散部，保持信号电荷；以及第2传输晶体管，将信号电荷从所述第2保持部传输给所述浮动扩散部。3.如权利要求2所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置进一步具备位于所述第2传输晶体管与所述浮动扩散部之间的开关晶体管。4.如权利要求1至3的任一项所述的固体摄像装置，所述第2光电二极管是嵌入式光电二极管。5.如权利要求1至4的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具有光入射的入射面、以及与所述入射面相反一侧的非入射面，在所述第2光电二极管的所述非入射面一侧具备作为传输线的杂质扩散区域，用于将从所述第1光电二极管溢出的信号电荷引导到所述第2光电二极管。6.如权利要求1至4的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备溢出晶体管，将从所述第1光电二极管溢出的所述信号电荷引导到所述第2光电二极管。7.如权利要求1至6的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备对所述第2光电二极管进行遮光的遮光膜。8.如权利要求1至7的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备：电荷排出用晶体管，将所述信号电荷从所述第1保持部排出；以及垂直扫描电路，对所述电荷排出用晶体管进行控制。9.如权利要求8所述的固体摄像装置，通过以所述垂直扫描电路对所述电荷排出用晶体管和所述第1传输晶体管进行控制，从而对与所述第2保持部中保持的所述信号电荷对应的第1蓄积期间进行控制。10.如权利要求8或9所述的固体摄像装置，所述垂直扫描电路对所述第1传输晶体管进行控制，将1帧期间中由所述第1保持部保持的所述信号电荷，分多次传输给所述第2保持部。11.如权利要求1至10的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备第1校正部，对所述第1光电二极管接受光并进行光电转换的曝光期间、与所述第2保持部中保持的所述信号电荷所对应的第1蓄积期间的差分进行校正。12.如权利要求1至11的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备第1加法部，对所述第1光电二极管的所述信号电荷与所述第2
保持部中保持的所述信号电荷进行相加。13.如权利要求1至7的任一项所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置具备：电荷排出用晶体管，将所述信号电荷从所述第1保持部排出；垂直扫描电路，对所述电荷排出用晶体管进行控制；第3保持部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：网川裕之，生熊诚，小野泽和利，
申请(专利权)人：新唐科技日本株式会社，
类型：发明
国别省市：