固态成像设备、其驱动方法、成像系统和可移动物体技术方案

本发明专利技术涉及固态成像设备、其驱动方法、成像系统和可移动物体。一种固态成像设备包括：像素，所述像素中的每一个包含被配置为通过光电转换产生电荷的光电转换器、被配置为保持通过光电转换器产生的电荷的保持单元和被配置为将电荷从光电转换器传送到保持单元的传送单元，并且输出基于保持单元中的电荷的信号；被配置为控制传送单元以通过为1或更大的可变次数的传送动作将在一个曝光时段中由光电转换器产生的电荷传送到保持单元的传送控制单元；被配置为放大信号的放大器单元；和被配置为当传送动作的次数为第一次数时将放大器单元的增益控制为第一增益并且当传送动作的次数为第二次数时将放大器单元的增益控制为与第二增益的控制单元。

Solid-state imaging devices, their driving methods, imaging systems, and removable objects

The present invention relates to a solid-state imaging device, a driving method, an imaging system and a removable object. A solid-state imaging device includes a pixel, the pixel in each one contains is configured as a photoelectric converter, charge generated by the photoelectric conversion unit is configured to maintain and configured to charge from the photoelectric converter is transmitted to the transmitting unit keep holding unit charge generated by the photoelectric converter, and the output signal is maintained charge the unit is configured to control based on; charge transfer unit to transfer through the action of 1 or more variable number will be in a period of exposure produced by photoelectric converter to maintain unit transmission control unit configured to amplifier unit; signal amplification; and the number is configured to transmit when the action for the first times the number of amplifier unit gain control for the first gain and when the transmission is second times when the action of the amplifier unit The gain control is the control unit with the second gain.

【技术实现步骤摘要】
固态成像设备、其驱动方法、成像系统和可移动物体
本专利技术涉及固态成像设备和固态成像设备的驱动方法。
技术介绍
近年，已经提出具有全局电子快门功能的CMOS图像传感器。全局电子快门指的是使得曝光时段在多个像素之间相同的、拍摄动作的电控制。全局电子快门的使用具有即使当拍摄快速移动的物体时物体图像也不太可能畸变的优点。日本专利申请公开No.2015-177349公开了具有全局电子快门功能的固态成像设备被配置为在曝光时段中多次将电荷从光电转换器传送到保持部分，这导致像素的饱和电荷量的增加，同时抑制像素尺寸的增加。但是，在在曝光时段中多次将电荷从光电转换器传送到保持部分的构造中，图像质量可能降低。在日本专利申请公开No.2015-177349中没有考虑这样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供可抑制被配置为在曝光时段中多次将电荷从光电转换器传送到保持部分时的图像质量降低的固态成像设备和固态成像设备的驱动方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种固态成像设备，所述固态成像设备包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含被配置为通过光电转换产生电荷的光电转换器、被配置为保持通过光电转换器产生的电荷的保持单元和被配置为将电荷从光电转换器传送到保持单元的传送单元，并且，所述多个像素中的每一个输出基于保持在保持单元中的电荷的信号；输出线，输出线连接到所述多个像素，所述信号从所述多个像素输出到输出线；传送控制单元，传送控制单元被配置为控制传送单元以通过可变次数的传送动作将在一个曝光时段中由光电转换器产生的电荷传送到保持单元，所述可变次数为1或更大；放大器单元，放大器单元被配置为放大所述信号；和控制单元，控制单元被配置为：当传送动作的次数为第一次数时将放大器单元的增益控制为第一增益，并且，当传送动作的次数为与第一次数不同的第二次数时将放大器单元的增益控制为与第一增益不同的第二增益。并且，根据本专利技术的另一方面，提供一种固态成像设备的驱动方法，所述固态成像设备包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含被配置为通过光电转换产生电荷的光电转换器、被配置为保持通过光电转换器产生的电荷的保持单元和被配置为将电荷从光电转换器传送到保持单元的传送单元，并且所述多个像素中的每一个输出基于保持在保持单元中的电荷的信号；连接到所述多个像素的输出线，所述信号从所述多个像素被输出到输出线；以及，放大所述信号的放大器单元，该方法包括：通过可变次数的传送动作将在一个曝光时段中由光电转换器产生的电荷传送到保持单元，所述可变次数为1或更大；以及，当传送动作的次数为第一次数时，将放大器单元的增益控制为第一增益，并且，当传送动作的次数为与第一次数不同的第二次数时，将放大器单元的增益控制为与第一增益不同的第二增益。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的一般构造的框图。图2是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的像素的示例性构造的电路图。图3是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的信号处理单元的示例性构造的框图。图4是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的驱动方法的定时图。图5是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的驱动方法中的传送次数和增益的示例性设定的示图。图6是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的驱动方法中的传送次数和增益的另一示例性设定的示图。图7是示出传送次数为2时的固态成像设备的示例性驱动动作的定时图。图8是示出图7的示例性驱动动作中的传送次数和增益的示例性设定的示图。图9是示出根据本专利技术的第二实施例的固态成像设备的驱动方法的定时图。图10是示出根据本专利技术的第二实施例的固态成像设备的驱动方法中的传送次数和增益的示例性设定的示图。图11是示出根据本专利技术的第三实施例的固态成像设备的驱动方法的定时图。图12是示出根据本专利技术的第四实施例的固态成像设备的像素的示例性构造的电路图。图13是示出根据本专利技术的第四实施例的固态成像设备的驱动方法的示图。图14是示出根据本专利技术的第五实施例的成像系统的一般构造的框图。图15A是示出根据本专利技术的第六实施例的成像系统的示例性构造的示图。图15B是示出根据本专利技术的第六实施例的可移动物体的示例性构造的示图。具体实施方式现在将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。[第一实施例]将参照图1～6描述根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备及其驱动方法。图1是示出根据本实施例的固态成像设备的一般构造的框图。图2是示出根据本实施例的固态成像设备的像素的示例性构造的电路图。图3是示出根据本实施例的固态成像设备的列信号处理单元的示例性构造的框图。图4是示出根据本实施例的固态成像设备的驱动方法的定时图。图5和图6是示出根据示出本实施例的固态成像设备的驱动方法中的传送次数和增益的示例性设定的示图。首先，将参照图1～3描述根据本实施例的固态成像设备的构造。如图1所示，根据本实施例的固态成像设备100包括像素阵列10、像素驱动单元20、信号处理单元30、水平扫描单元50、信号输出单元60以及驱动信号产生单元70。像素阵列10包括布置于多个行和多个列上的多个像素12。像素12中的每一个包括根据入射光的光量将入射光转换成电荷并输出根据入射光量的像素信号的光电转换器。在行方向上延伸的像素驱动信号线14被布置于像素阵列10的各行上。各行上的像素驱动信号线14是共用于属于相应行的像素12的信号线。像素驱动信号线14连接到像素驱动单元20。在列方向上延伸的像素输出线16被布置于像素阵列10的各列上。各列上的像素输出线16是共用于属于相应列的像素12的信号线。像素输出线16连接到信号处理单元30。像素驱动单元20是通过经由像素驱动信号线14供给的驱动信号控制像素12的光电转换动作、电荷传送动作和读出动作的控制单元。虽然在图1中用单个信号线描绘像素驱动信号线14，但是，在实际的实现中包括多个驱动信号线。由像素驱动单元20选择的行上的像素12将像素信号同时输出到像素输出线16。信号处理单元30包括设置在像素阵列10的每一列上的多个列信号处理单元32。列信号处理单元32中的每一个连接到相应列上的像素输出线16。列信号处理单元32是对经由像素输出线16从像素12读出的像素信号执行预定的信号处理的电路单元。列信号处理单元32至少具有放大像素信号的功能，并且，如果必要，可以具有其他功能，诸如模拟数字(A/D)转换等。水平扫描单元50被设置为用于以列为单位依次将在信号处理单元30中处理的像素信号传送到信号输出单元60。水平扫描单元50依次向各列上的列信号处理单元32供给选择信号。由此，在列信号处理单元32中处理的像素信号以列为单位被依次输出到共用输出线52。水平扫描单元50由解码器或移位寄存器等形成。信号输出单元60是用于将从像素12读出的像素信号输出到固态成像设备的外部的电路。信号输出单元60可以具有放大信号处理单元30的输出信号的功能。在信号处理单元30包括A/D转换器的配置中，像素信号作为数字信号从信号处理单元30被输出并被传送到信号输出单元60。在这种情况下，信号输出单元60可以具有数字信号处理功能。可以对信号输出单元60提供的数字信号处理功能包括数字增益处理或偏移加算处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像设备，其特征在于，包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含被配置为通过光电转换产生电荷的光电转换器、被配置为保持通过光电转换器产生的电荷的保持单元和被配置为将电荷从光电转换器传送到保持单元的传送单元，并且，所述多个像素中的每一个输出基于保持在保持单元中的电荷的信号；输出线，输出线连接到所述多个像素，所述信号从所述多个像素输出到输出线；传送控制单元，传送控制单元被配置为控制传送单元以通过可变次数的传送动作将在一个曝光时段中由光电转换器产生的电荷传送到保持单元，所述可变次数为1或更大；放大器单元，放大器单元被配置为放大所述信号；和控制单元，控制单元被配置为：当传送动作的次数为第一次数时将放大器单元的增益控制为第一增益，并且，当传送动作的次数为与第一次数不同的第二次数时将放大器单元的增益控制为与第一增益不同的第二增益。

【技术特征摘要】
2016.10.07 JP 2016-1991291.一种固态成像设备，其特征在于，包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含被配置为通过光电转换产生电荷的光电转换器、被配置为保持通过光电转换器产生的电荷的保持单元和被配置为将电荷从光电转换器传送到保持单元的传送单元，并且，所述多个像素中的每一个输出基于保持在保持单元中的电荷的信号；输出线，输出线连接到所述多个像素，所述信号从所述多个像素输出到输出线；传送控制单元，传送控制单元被配置为控制传送单元以通过可变次数的传送动作将在一个曝光时段中由光电转换器产生的电荷传送到保持单元，所述可变次数为1或更大；放大器单元，放大器单元被配置为放大所述信号；和控制单元，控制单元被配置为：当传送动作的次数为第一次数时将放大器单元的增益控制为第一增益，并且，当传送动作的次数为与第一次数不同的第二次数时将放大器单元的增益控制为与第一增益不同的第二增益。2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，控制单元控制增益，使得对应于根据所述次数的像素的饱和电荷量的信号电平被包含在放大器单元的输入范围或输出范围中。3.根据权利要求2所述的固态成像设备，其中，所述次数对应于光电转换器的饱和电荷量与保持单元的饱和电荷量的比率。4.根据权利要求2所述的固态成像设备，其中，随着所述次数减小，控制单元增大增益。5.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，当所述次数等于或大于对应于光电转换器的饱和电荷量与保持单元的饱和电荷量的比率的次数、并且所述信号小于对应于像素的最大饱和电荷量的信号电平时，随着所述次数增加，控制单元增大增益。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的固态成像设备，其中，分别设置在曝光中的传送动作之间的用于电荷蓄积的蓄积时段是不均等的。7.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，控制单元控制传送动作的定时，以使蓄积时段不均等。8.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，所述多个像素中的每一个还包含被配置为复位光电转换器的电荷的复位单元，以及其中，控制单元控制复位单元以在传送动作中的连续的两个传送动作之间复位光电转换器，使得蓄积时段不均等。9.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，所述多个像素被布置在多个行上，以及其中，蓄积时段的定时对于各个行是不同的。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林大祐，小泉徹，齐藤和宏，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP