[發(fā)明專利]固態(tài)攝像元件和電子裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680029000.1
• 申請(qǐng)日: 2016-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN107615751B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金子和明;高木芳徳;山岸克己;河津直樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼半導(dǎo)體解決方案公司
• 主分類號(hào): H04N5/355
• 分類號(hào): H04N5/355;H01L27/146;H04N5/225;H04N5/369;H04N9/07
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 曹正建;陳桂香

本發(fā)明涉及能夠在抑制圖像質(zhì)量劣化的同時(shí)擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的固態(tài)攝像元件和電子裝置。固態(tài)攝像元件包括布置有基本圖案像素組的像素單元和信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元配置為用于從具有相同顏色和不同尺寸的多個(gè)輸出像素執(zhí)行多個(gè)像素信號(hào)的執(zhí)行過程，每個(gè)所述基本圖案像素組具有根據(jù)預(yù)定圖案布置的多種顏色的輸出像素，所述輸出像素是基于像素信號(hào)的輸出單元的像素，所述輸出像素中至少一種顏色的輸出像素具有三種或更多種尺寸。例如，本發(fā)明應(yīng)用于CMOS攝像元件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)攝像元件和電子裝置，并尤其涉及能夠在抑制圖像質(zhì)量劣化的同時(shí)擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的固態(tài)攝像元件和電子裝置。

背景技術(shù)

通常，在采用拜爾陣列(Bayer array)的固態(tài)攝像元件中，提出了如下一種技術(shù)：使兩個(gè)布置有綠色濾色器的像素的光接收元件的尺寸存在差異，并根據(jù)入射光的量選擇性地使用這兩個(gè)具有不同靈敏度的像素的像素信號(hào)，以擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_第10-189930號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

然而，在專利文獻(xiàn)1所描述的技術(shù)中，兩個(gè)像素的靈敏度大體上不同。因此，在對(duì)所使用的像素信號(hào)進(jìn)行切換時(shí)的入射光量附近可能發(fā)生顏色和亮度在空間方向和時(shí)間方向上的不自然變化的現(xiàn)象。

此外，在采用拜耳陣列的固態(tài)攝像元件中，在每個(gè)像素中利用周圍像素的顏色信息插值出不同于待被檢測(cè)的顏色的顏色信息。因此，可能出現(xiàn)偽色(false color)。

本發(fā)明是鑒于以上原因提出的，并且旨在在抑制圖像質(zhì)量劣化的同時(shí)擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。

技術(shù)方案

本發(fā)明的第一方面的固態(tài)攝像元件包括：像素單元，在所述像素單元中布置有基本圖案像素組，每個(gè)所述基本圖案像素組具有根據(jù)預(yù)定圖案布置的多種顏色的輸出像素，所述輸出像素是基于像素信號(hào)的輸出單位的像素，所述輸出像素之中的至少一種顏色的輸出像素具有三種以上的尺寸；和信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元用于對(duì)來自具有相同顏色和不同尺寸的多個(gè)所述輸出像素的多個(gè)像素信號(hào)執(zhí)行合成處理。

每種顏色的所述輸出像素分別可以具有兩種以上的尺寸，并且在所述圖案中，由多個(gè)第一輸出像素構(gòu)成的第一像素組的顏色陣列和由多個(gè)第二輸出像素構(gòu)成的第二像素組的顏色陣列可以不同，所述第二輸出像素與所述第一輸出像素具有不同的尺寸。

所述第一像素組可以環(huán)繞所述第二像素組的外圍。

至少一個(gè)所述第一輸出像素可以環(huán)繞一個(gè)所述第二輸出像素的外圍。

每種顏色的所述輸出像素可以分別具有三種以上的尺寸，并且在所述圖案中，由多個(gè)第一輸出像素構(gòu)成的第一像素組可以環(huán)繞由多個(gè)第二輸出像素構(gòu)成的第二像素組的外圍，所述第二輸出像素與所述第一輸出像素具有不同的尺寸，并且所述第二像素組可以環(huán)繞由多個(gè)第三輸出像素構(gòu)成的第三像素組的外圍，所述第三輸出像素與所述第二輸出像素具有不同的尺寸。

每個(gè)所述輸出像素可以由一個(gè)以上的單位像素構(gòu)成，所述單位像素分別包括具有相同尺寸的光接收元件。

最小的所述輸出像素可以由一個(gè)所述單位像素構(gòu)成，并且具有其他尺寸的像素可以由多個(gè)所述單位像素構(gòu)成。

每個(gè)所述輸出像素可以通過所述單位像素與布線的組合形成。

在所述信號(hào)處理單元合成來自具有相同顏色和三種以上的尺寸的多個(gè)所述輸出像素的多個(gè)像素信號(hào)的情況下，所述信號(hào)處理單元可以根據(jù)入射光量選擇所述多個(gè)像素信號(hào)中的一個(gè)像素信號(hào)并輸出所選擇的像素信號(hào)，并且所述信號(hào)處理單元可以使具有另外尺寸和后續(xù)尺寸的所述輸出像素的像素信號(hào)與預(yù)定系數(shù)相乘并輸出相乘后的像素信號(hào)。