[發(fā)明專利]固態(tài)攝像器件、其驅(qū)動方法和電子裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110208114.1
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102347341A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 出羽恭子;原田耕一
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11290
• 代理人: 武玉琴;陳桂香

相關(guān)申請的交叉參考

本申請包含與分別在2010年7月30日和2010年9月17日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP?2010-172755和JP?2010-209113的公開內(nèi)容相關(guān)的主題，在這里將該在先申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)攝像器件、其驅(qū)動方法和電子裝置，尤其涉及具有R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)濾色器的固態(tài)攝像器件、其驅(qū)動方

法和電子裝置。

背景技術(shù)

諸如數(shù)碼攝像電子器件或數(shù)碼相機電子器件等電子裝置包括諸如CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器或CMOS(互補金屬氧化物硅晶體管)圖像傳感器等固態(tài)攝像器件。

在固態(tài)攝像器件中，多個像素在半導體基板上的水平和垂直方向上布置成矩陣形狀。此外，在半導體基板上形成光接收表面。在光接收表面中，例如，各個像素設(shè)置有傳感器，傳感器是諸如光電二極管等光電轉(zhuǎn)換部。

在光接收表面上形成有集光結(jié)構(gòu)，該集光結(jié)構(gòu)將物體圖像的光聚集到各個像素的傳感器。在此，集光結(jié)構(gòu)接收物體圖像的光，并將所接收的光進行光電轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生信號電荷，從而獲得像素信號。

在現(xiàn)有技術(shù)的CCD或CMOS圖像傳感器中，光電二極管對入射到傳感器部件的光進行光電轉(zhuǎn)換，從而將入射光轉(zhuǎn)換為電荷，由此獲得圖像信號。此類器件具有如下結(jié)構(gòu)，即，該結(jié)構(gòu)將在一定曝光時間內(nèi)入射的光轉(zhuǎn)換為電荷，并進行累積。

由于累積的電荷量是有限的，所以例如當入射光為強時，電荷飽和，使得黑白灰度變得不充分。也就是說，固態(tài)攝像器件具有一定的入射光量范圍，以便獲得合適的輸出信號，但該范圍顯著窄于攝像目標。

因此，期望提供一種能擴大固態(tài)攝像器件的動態(tài)范圍的技術(shù)。

在現(xiàn)有技術(shù)中的擴大動態(tài)范圍的技術(shù)中，“2005IEEE?Workshop?on?Charge-Coupled?Devices?and?Advanced?Image?Sensors?P.169，P.173”公開了一種根據(jù)入射光量改變光電轉(zhuǎn)換的增量的技術(shù)。此外，日本專利文獻JP-A-2008-167004公開了一種根據(jù)入射光量來設(shè)定增益的方法。

此外，日本專利文獻JP-A-2006-333439公開了一種固態(tài)攝像器件，該固態(tài)攝像器件包括用于為光電轉(zhuǎn)換部遮光的遮光部件和用于使用MEMS驅(qū)動該遮光部件的致動器。

除了這些嘗試使用器件配置來擴大動態(tài)范圍的技術(shù)之外，還提出了通過使用材料來擴大動態(tài)范圍的技術(shù)。

例如，日本專利文獻JP-A-1-75602和JP-A-9-129859公開了在封裝(package)上設(shè)置電致變色(electrochromic)材料的器件。

此外，日本專利文獻JP-A-8-294059公開了一種在像素的整個表面上方設(shè)置電致變色材料并控制各個像素的透射率的器件。

此外，日本專利文獻JP-A-2008-124941公開了一種如下技術(shù)，即，該技術(shù)在像素區(qū)中設(shè)置用于改變透射率的電致變色材料，以便改變可見光和近紅外光情況下的透射率。

此外，在透射率控制的方面，日本專利文獻JP-A-11-234575公開了一種通過改變累積時間來增加視在動態(tài)范圍(apparent?dynamic?range)的技術(shù)。

日本專利文獻JP-A-2001-352490公開了一種通過重復讀取長曝光時間信號和短曝光時間信號來增加動態(tài)范圍的技術(shù)。

日本專利文獻JP-A-2007-329721公開了一種通過將多個具有不同像素靈敏度的信號進行組合來擴大動態(tài)范圍的技術(shù)。

例如，在如日本專利文獻JP-A-11-234575、JP-A-2001-352490和JP-A-2007-329721所披露的技術(shù)中，即，在信號處理時使用高靈敏度信號和低靈敏度信號來擴大動態(tài)范圍的技術(shù)中，由于使用累積時間差異來獲得該高靈敏度信號和低靈敏度信號，所以移動物體的圖像會變得不自然。

此外，如日本專利文獻JP-A-2008-124941所披露的使用中性密度濾光器(ND?filter)的技術(shù)中，難以改變動態(tài)范圍的擴大因數(shù)。

在日本專利文獻JP-A-8-294059中，公開了一種通過反饋各個像素的像素輸出信號來調(diào)節(jié)電致變色材料的透射率的方法。根據(jù)此技術(shù)，能夠解決上述問題。

但是，在此技術(shù)中，由于能夠向各個像素的電致變色材料施加電壓的時間僅是與數(shù)據(jù)速率相對應(yīng)的時間，所以需要將反饋系統(tǒng)的頻率特性增強至上述程度。因此，難以實現(xiàn)這類器件。即使能夠?qū)崿F(xiàn)這類設(shè)備，但也增加了功耗。

發(fā)明內(nèi)容