[發明專利]固態成像裝置、用于驅動其的方法以及電子裝置

無效

• 申請號: 201310430719.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103716552A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 森山祐介;高橋知宏
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/355;H04N5/3745;H04N5/378;H04N9/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本公開涉及固態成像裝置、用于驅動該固態成像裝置的方法以及電子裝置，更具體地，涉及允許利用更合適的光敏感度進行拍攝的固態成像裝置、用于驅動該固態成像裝置的方法以及電子裝置。

背景技術

迄今為止，在包含圖像傳感器的成像裝置中，為拍攝平滑的動態圖像，通常增加累積時間。此外，為拍攝具有較淺景深的圖像，要減小透鏡的F值（光圈被打開）。

然而，當增加累積時間或減小透鏡的F值時，可能存在積累在固態成像裝置的光電二極管中的電荷量達到電荷的飽和量的情況。因此，將用于調整光量的中性密度（ND）濾光器附接至透鏡以減少入射在固態成像裝置上的光量，從而使積累在光電二極管中的電荷量不會達到電荷的飽和量。

然而，用這幾種方式對用戶來說是不方便的。例如，用戶必需準備具有與透鏡直徑相對應的尺寸的ND濾光器，用戶必需在將ND濾光器附接到透鏡上或將其從透鏡移除時停止拍攝等。

針對這種不便，已提出了一種固態成像裝置，在該裝置中，單個像素被分成多個分隔的像素，且針對每個分隔的像素改變靈敏度或者累積時間，從而從分隔的像素中讀取不同的像素信號（例如，見日本待審查專利申請公開第2010-28423號）。因此，類似于使用ND濾光器的情況，即使當不使用ND濾光器時，也可進行具有低靈敏度的拍攝。

然而，在根據日本待審查專利申請公開第2010-28423號的技術中，從通過分割單個像素而獲得的的各個分隔像素中讀取像素信號，且因此，減小了每個單獨的分隔像素的靈敏度。因此，該技術不適用于在暗處拍攝。

鑒于上述論點，已設計了本技術來實現具有更加合適的靈敏度的拍攝。

發明內容

本文描述了一種驅動像素陣列部的固態成像裝置和方法。舉例來說，該固態成像裝置包括：像素陣列部，包括共享像素塊，所述共享像素塊包括多個像素，所述多個像素中的每一個包括光電轉換區，且所述共享像素塊的所述多個像素中的每一個共享浮置擴散區；以及驅動器部，被配置成驅動所述像素陣列部，使得積累在所述共享像素塊的一個或多個但少于所有的所述光電轉換區中的電荷經歷像素相加并被讀出。

作為第二實例，在驅動像素陣列部的方法中，所述像素陣列部包括共享像素塊，所述共享像素塊包括多個像素，所述多個像素中的每一個包括光電轉換區，且所述共享像素塊的所述多個像素中的每一個共享浮置擴散區。驅動像素陣列部的方法包括驅動所述像素陣列部，使得積累在所述共享像素塊的一個或多個但少于所有的所述光電轉換區中的電荷經歷像素相加并被讀出。

附圖說明

圖1是示出應用本技術的固態成像裝置的配置實例的框圖；

圖2是示出固態成像裝置的更加詳細的配置實例的框圖；

圖3是示出鎖存電路的輸出與驅動器的驅動信號之間的關系的圖表；

圖4是示出被驅動的像素數量與所相加的像素的數量之間的關系的圖表；

圖5是示出所相加的像素的模式的示圖；

圖6是示出共享像素塊的配置實例的示圖；

圖7是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖8是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖9是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖10是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖11是示出累積時間與信號量之間的關系的圖表；

圖12是示出累積時間與信號量之間的關系的圖表；

圖13是示出透鏡F值與信號量之間的關系的圖表；

圖14是描述獲得寬動態范圍的圖表；

圖15是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖16是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖17是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖18是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖19是示出固態成像裝置的另一配置實例的框圖；

圖20是示出共享像素塊的另一配置實例的示圖；

圖21是示出共享像素塊的又一配置實例的示圖；

圖22是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖23是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖24是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖25是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖26是描述獲得寬動態范圍的圖表；

圖27是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖28是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖29是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖30是示出像素驅動的實例的時序圖；

圖31是示出彩色濾光器的布置實例的示圖；以及