图像传感器和摄像设备制造技术

本发明专利技术涉及一种图像传感器和摄像设备。该图像传感器包括单位像素和校正器，其中该单位像素包括光电转换器和电荷保持器，所述光电转换器被配置为累积基于入射光所产生的电荷，以及所述电荷保持器被配置为存储从所述光电转换器传输的电荷；以及所述校正器被配置为基于从所述光电转换器向所述电荷保持器传输所述电荷时的传输条件来校正与从所述电荷保持器输出的电荷相对应的信号。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和摄像设备
本专利技术涉及一种图像传感器和摄像设备。
技术介绍
最近的数字单镜头反光照相机和摄像机经常使用CMOS图像传感器。已经开发了CMOS图像传感器并且CMOS图像传感器需要许多像素、高速摄像和高ISO感光度。大多数最近的CMOS图像传感器具有超过一千万像素。CMOS图像传感器针对各个像素具有光电二极管(以下称为“PD”)，并且将存储在PD中的电荷传输到电荷保持器并且经由该电荷保持器的输出线顺次读取电荷。当从PD向电荷保持器传输电荷时，可能发生不能传输全部电荷的不完全传输。对于完全传输，需要诸如电荷传输路径的集中等的制造条件的优化。然而，由于像素间距因像素数量的增加而减小，因此优化控制变得非常困难，并且由于轻微的误差而可能发生一些电子的不完全传输。不完全传输使原本应当与入射光量成比例的输出值特性(线性)劣化。日本专利4678824公开了如下的摄像设备，其中该摄像设备用于将用于校正由不完全传输引起的电荷损失的偏移校正量添加到从图像传感器生成的电信号。日本特开2002-27326公开了如下的数字照相机，其中该数字照相机通过重复从PD向电荷保持器的传输以及从电荷保持器的非破坏性读出而使得能够实时查看确认拍摄状态。日本专利4678824公开的摄像设备考虑到不完全传输与摄像感光度不同的影响，根据摄像感光度来改变偏移校正值。由于不完全传输的影响根据传输时的电压值、传输脉冲斜率和摄像时的温度而不同，因此仅基于摄像感光度来改变偏移校正值是不充分的。在日本特开2002-27326公开的数字照相机中，与单次电荷传输相比，从PD的多次电荷传输增加了不完全传输的影响。例如，与两次电荷传输相关联的电荷剩余量是单次电荷传输的两倍。结果，传输次数的增加使获得的图像质量劣化。
技术实现思路
本专利技术提供可以抑制图像质量劣化的图像传感器和摄像设备。根据本专利技术的方面的一种图像传感器，其包括单位像素，该单位像素包括光电转换器和电荷保持器，所述光电转换器被配置为累积基于入射光所产生的电荷，以及所述电荷保持器被配置为存储从所述光电转换器传输的电荷，其特征在于，所述图像传感器还包括校正器，所述校正器被配置为基于从所述光电转换器向所述电荷保持器传输电荷时的传输条件来校正与从所述电荷保持器输出的电荷相对应的信号。根据本专利技术的方面的一种摄像设备，其包括图像传感器，所述图像传感器包括光电转换器和电荷保持器，所述光电转换器被配置为累积基于入射光所产生的电荷，以及所述电荷保持器被配置为存储从所述光电转换器传输的电荷，其特征在于，所述摄像设备还包括校正器，所述校正器被配置为基于从所述光电转换器向所述电荷保持器传输电荷时的传输条件来校正与从所述电荷保持器输出的电荷相对应的信号。根据本专利技术的方面的一种摄像设备，其特征在于，包括：图像传感器，其包括多个像素和多个电容器，所述像素具有用于累积基于入射光所产生的电荷的光电转换器，以及所述电容器存储从所述光电转换器传输的电荷；以及至少一个处理器或至少一个电路，其用于基于从所述光电转换器向所述电容器传输电荷时的传输条件来校正与从所述电容器输出的电荷相对应的信号。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的摄像设备的框图。图2是图像传感器的框图。图3示出根据第一实施例的图像传感器中的单位像素的电路结构。图4示出图像传感器中的列电路的结构。图5是单次传输模式中的电荷读取操作的时序图。图6是多次传输模式中的电荷读取操作的时序图。图7示意性示出根据第一实施例的多次传输的驱动操作。图8A和8B示出信号输出特性示例和校正后的输出示例。图9示出根据第二实施例的图像传感器的单位像素的电路结构。图10示意性示出根据第二实施例的多次传输的驱动操作。图11示出根据第二实施例的变形例的图像传感器中的单位像素的电路结构。图12是根据第二实施例的变形例的电荷累积操作的示意图。具体实施方式现在参考附图，将给出本专利技术的实施例的详细描述。相应的元件将由相同的附图标记指定，并且将省略其重复描述。图1是根据本专利技术的实施例的摄像设备100的框图。摄像设备100在摄像光学系统中包括摄像透镜101和光圈(孔径光阑)102。已经通过摄像透镜101和光圈102的光在摄像透镜101的焦点位置附近形成图像。摄像透镜101被示出为单个透镜，但实际上可以包括多个透镜。摄像光学系统可以固定到摄像设备100上，但是可以相对于摄像光学系统拆卸和安装。图像传感器103是用于根据光量将由摄像透镜101形成的被摄体图像转换为电信号和可处理的图像信号的CMOS图像传感器。信号处理电路104对从图像传感器103输出的图像信号进行诸如信号放大和基准电平调整等的各种校正以及数据排序。定时生成电路105将驱动定时信号输出到图像传感器103和信号处理电路104。整体控制/计算电路106一体地驱动并控制包括图像传感器103和信号处理电路104的摄像设备100整体。整体控制/计算电路106对从信号处理电路104输出的图像信号进行预定的图像处理和缺陷校正。存储器电路107和记录电路108包括用于存储从整体控制/计算电路106输出的图像信号等的非易失性存储器或诸如存储卡等的记录介质。操作电路109接受来自设置于摄像设备100的操作构件的信号，并反映用户对整体控制/计算电路106的命令。显示电路110显示拍摄图像、实时取景图像和各种设置画面等。图2是图像传感器103的框图。图像传感器103具有被布置成矩阵形状的多个单位像素200。图2示出4×4或16个单位像素200，但实际上布置了数百万个单位像素200。单位像素200包括拜尔阵列中的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的滤色器。单位像素200中的字母和数字表示像素的颜色和地址。例如，G01表示在第0行和第1列中的G(绿色)像素。单位像素200将图像信号输出到列输出线201。列输出线201连接到电流源202。读取电路203具有多个列电路211。列电路211对从列输出线201输入的图像信号进行模数转换(AD转换)。斜坡电压生成电路204生成电位随着在列电路211中的AD转换所使用的时间的经过而以恒定变化率变化的斜坡电压。当水平扫描电路205被驱动时，由列电路211进行AD转换后的信号经由水平输出线209和数字输出处理电路210被顺次输出到图像传感器103的外部。垂直扫描电路206选择行并经由针对单位像素200的各行连接的信号线207来驱动单位像素200。在图2中，信号线207仅连接到第0行的单位像素200，但是实际上连接到各行。定时发生器(TG)208向诸如读取电路203、斜坡电压生成电路204、水平扫描电路205、垂直扫描电路206和数字输出处理电路210等的各种电路发送信号，并控制这些电路的驱动。第一实施例图3示出图像传感器103中的单位像素200的说明性电路结构。光电二极管(以下称为光电转换器或“PD”)301基于入射光产生电荷，并且累积产生的电荷。根据本实施例，PD301响应于由摄像透镜101形成的被摄体图像而产生电荷并且累积所产生的电荷。由PD301累积的电荷经由传输MOS晶体管(以下称为“传输开关”)302而传输到作为电荷保持器的浮动扩散部(以下称为“FD”)304。当选择开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其包括单位像素，该单位像素包括光电转换器和电荷保持器，所述光电转换器被配置为累积基于入射光所产生的电荷，以及所述电荷保持器被配置为存储从所述光电转换器传输的电荷，其特征在于，所述图像传感器还包括校正器，所述校正器被配置为基于从所述光电转换器向所述电荷保持器传输电荷时的传输条件来校正与从所述电荷保持器输出的电荷相对应的信号。

【技术特征摘要】
2017.07.21 JP 2017-1421061.一种图像传感器，其包括单位像素，该单位像素包括光电转换器和电荷保持器，所述光电转换器被配置为累积基于入射光所产生的电荷，以及所述电荷保持器被配置为存储从所述光电转换器传输的电荷，其特征在于，所述图像传感器还包括校正器，所述校正器被配置为基于从所述光电转换器向所述电荷保持器传输电荷时的传输条件来校正与从所述电荷保持器输出的电荷相对应的信号。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述传输条件包括从所述光电转换器向所述电荷保持器的传输次数。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述传输条件包括从所述光电转换器向所述电荷保持器传输时的电压。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述传输条件包括从所述光电转换器向所述电荷保持器传输时的传输脉冲的斜率。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述传输条件包括从所述光电转换器向所述电荷保持器传输时的温度。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述校正器基于所述传输条件来改变用于校正所述信号的校正系数。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述校正系数是用于校正所述信号的增益的增益值。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述校正系数是用于校...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井美绘，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP