[發(fā)明專利]固態(tài)成像設(shè)備、驅(qū)動方法及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310030026.6
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103248834B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武田健
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼半導(dǎo)體解決方案公司
• 主分類號: H04N5/361
• 分類號: H04N5/361;H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 黃小臨

提供了一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備，其包括其中排列多個像素的像素區(qū)。所述像素包括：累積部分，用于累積通過光電轉(zhuǎn)換獲取的電荷；多個檢測部分，用于檢測所述累積部分中累積的電荷；連接分離控制部分，用于控制所述多個檢測部分的連接或分離；輸出部分，用于輸出第一信號或輸出第二信號，所述第一信號對應(yīng)于在所述連接分離控制部分分離所述多個檢測部分的分離狀態(tài)中的每個檢測部分的電位，所述第二信號對應(yīng)于在所述連接分離控制部分連接所述多個檢測部分的連接狀態(tài)中的每個檢測部分的電位；和輸出選擇部分，用于基于所述第一信號的值選擇是從所述輸出部分輸出所述第一信號還是從所述輸出部分輸出所述第二信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及固態(tài)成像設(shè)備、驅(qū)動方法及電子設(shè)備。具體地，本公開涉及能夠不降低圖像質(zhì)量地抑制諸如圖像傳感器之類的設(shè)備中的功耗的固態(tài)成像設(shè)備、驅(qū)動方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，以讀取速度的高速性能為理由，已經(jīng)進(jìn)步到利用CMOS圖像傳感器代替CCD。然而，在CMOS圖像傳感器中，通常整齊地每像素進(jìn)行讀取，因此在整個圖像中無法實現(xiàn)同步。

也就是，CMOS圖像傳感器執(zhí)行每像素或每行依次掃描和讀取光電轉(zhuǎn)換部件中生成并累積的光電荷的操作。在這種依次掃描的情況下，即，在采用卷簾快門作為電子快門的情況下，在全部像素中，無法共享曝光起始時間和曝光結(jié)束時間以便累積光電荷。因此，在依次掃描的情況下，會存在以下問題，即，在拍攝運動物體的圖像的時刻會造成失真。

在拍攝高速運動的物體（其中不允許那種圖像失真）的圖像的情況下，或者在請求拍攝圖像中的同步的感測使用的情況下，將針對像素陣列部分中的全部像素在相同定時執(zhí)行曝光起始和曝光結(jié)束的全局快門采用為電子快門。

全局快門器件是一種采用全局快門作為電子快門的器件，例如包括在像素中通過半導(dǎo)體存儲器的電荷累積部分。在全局快門器件中，將電荷從光電二極管同時傳送到半導(dǎo)體存儲器，累積并依次讀取電荷，從而維持整個圖像中的同步。

而且，除了累積電荷以便擴(kuò)展圖像傳感器的動態(tài)范圍的半導(dǎo)體存儲器以外，建議一種安裝電容器的設(shè)備。在這樣的設(shè)備中，由于能夠通過在電容器中累積電荷而累積大量電荷，因此能夠提高動態(tài)范圍并且同時實現(xiàn)圖像同步和動態(tài)范圍改進(jìn)（例如，參見日本專利特開No.2011-199816）。

例如，在日本專利特開No.2011-199816的情況下，提供了兩個累積部分。一個累積部分由Si襯底中的嵌裝溝道組成，另一個累積部分由電容器組成。

該嵌裝溝道在SG部件下形成并且具有如下特征，即，由于可能的累積容量小且該累積是在Si中進(jìn)行的，因此它不太受接口狀態(tài)影響并且暗電流較小。同時，與該嵌裝溝道相比，電容器可以累積大量電荷。

發(fā)明內(nèi)容

然而，盡管電容器能夠累積大量電荷，但是由于它們在從光電二極管轉(zhuǎn)移到累積部分時要通過接觸或痕跡聯(lián)合部分，因此通過接口的連接狀態(tài)會激勵電子，并且很可能造成暗電流。

為了避免于此，例如，日本專利特開No.2011-199816的技術(shù)建議，在低亮度，電荷僅僅在嵌裝溝道中累積，并在在高亮度，從嵌裝溝道溢出的電荷被累積在電容器中且在嵌裝溝道和電容器兩者中累積的電荷在讀取時輸出。

然而，如此做，要求僅讀取嵌裝溝道中的電荷并且讀取嵌裝溝道和電容器中累積的電荷。也就是，由于從一個像素兩次讀取累積的電荷并且輸出信號，因此列處理部分的功耗、尤其是負(fù)荷MOS晶體管的功耗增加。

鑒于上述狀態(tài)公開了本公開，能夠不降低圖像質(zhì)量地抑制在諸如圖像傳感器之類的設(shè)備中的功耗。