摄像单元、摄像装置以及控制程序制造方法及图纸

本发明专利技术提供摄像单元、摄像装置以及控制程序。存在使摄像单元的动态范围扩大的要求。因此，提供一种摄像单元，其具备：像素部，该像素部输出与重置后的重置电位和电荷积累后的信号电位对应的像素信号；放大器部，该放大器部将像素信号以第一放大率或与第一放大率不同的第二放大率放大；以及控制部，该控制部使放大器部在将与从重置电位向信号电位的变动对应的像素信号以第一放大率放大后，将与从信号电位向重置电位的变动对应的像素信号以第二放大率放大。

【技术实现步骤摘要】
摄像单元、摄像装置以及控制程序本申请是中国专利申请号为201380021039.5、进入国家阶段日期为2014年10月21日、国际申请日为2013年2月25日、PCT国际申请号为PCT/JP2013/001055、专利技术名称为“摄像单元、摄像装置以及控制程序”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及摄像单元、摄像装置以及控制程序。
技术介绍
已知有将根据入射光而由像素部生成的像素信号由按每条垂直信号线设置的放大电路放大并读出的CMOS型的摄像单元。(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2004－15701号公报
技术实现思路
与入射光相应的电荷在积累于浮置扩散单元(floatingdiffusion)后向垂直信号线输出，并读出由放大电路放大后的信号。因为在读出来自浮置扩散单元的电荷后浮置扩散单元被重置，所以相对于一次光入射，放大电路的放大率被限制为一种。若与入射光较强从而积累于浮置扩散单元的电荷多的情况相配合地降低放大率，则从入射光较弱的区域读出的信号变弱。相反地，若配合入射光较弱的区域而提高放大率，则从入射光较强的区域读出的信号会饱和。因此，摄像单元的动态范围受限，期望更广的动态范围。在本专利技术的第一方案中提供一种摄像单元，其具备：像素部，该像素部输出与重置后的重置电位和电荷积累后的信号电位对应的像素信号；放大器部，该放大器部将像素信号以第一放大率或与第一放大率不同的第二放大率放大；以及控制部，该控制部使放大器部在将与从重置电位向信号电位的变动对应的像素信号以第一放大率放大后，将与从信号电位向重置电位的变动对应的像素信号以第二放大率放大。在本专利技术的第二方案中，提供一种控制程序，该控制程序用于摄像单元，该摄像单元具备：光电转换部；传输门，该传输门将由光电转换部产生的电荷向浮置扩散单元传输；像素重置开关，该像素重置开关将积累于所述浮置扩散单元的所述电荷排除，从而将所述浮置扩散单元的电位从所述信号电位重置为所述重置电位；以及放大器部，该放大器部将基于所述浮置扩散单元的电位而输出的像素信号放大，所述控制程序使计算机执行如下步骤：通过使传输门断开并使重置开关接通而使浮置扩散单元的电位成为重置电位的步骤；通过使重置开关断开并使传输门在接通一定期间后断开而使所述浮置扩散单元的电位成为信号电位，并输出与从重置电位向信号电位的变动对应的像素信号即第一像素信号的步骤；使放大器部将第一像素信号通过第一放大率放大的步骤；通过再次使重置开关接通而使浮置扩散单元的电位成为重置电位，并输出与从信号电位向重置电位的变动对应的像素信号即第二像素信号的步骤；以及使放大器部将第二像素信号通过第二放大率放大的步骤。此外，上述专利技术的概要并没有列举本专利技术的全部的必要特征。另外，这些特征组的子组合(sub-combination)也能够成为专利技术。附图说明图1是说明本专利技术的实施方式的摄像装置的构成的图。图2是说明本专利技术的实施方式的摄像单元的构成的图。图3是将摄像单元的构成的一部分放大进行说明的图。图4是表示摄像单元的1水平期间的动作定时的时序图。图5是说明摄像装置的图像处理的图。图6是说明摄像单元的构成的另外一例的图。图7是说明由摄像装置进行的图像处理的流程图。附图标记说明100单位像素，101光电转换部，102传输门，103浮置扩散单元，104像素重置开关，105像素放大器，106选择开关，110像素部，200垂直信号线，201负载电流源，202控制线，220判定部，300列增幅放大器部，301输入电容器，302列增幅放大器重置开关，303第一反馈电容器，304第一反馈电容器选择开关，305第二反馈电容器，306第二反馈电容器选择开关，308放大器，400电位保持部，402重置电位输入开关，403信号电位输入开关，404重置电位保持电容器，405信号电位保持电容器，406重置电位输出开关，407信号电位输出开关，500读出电路，600垂直扫描部，700控制部，710AFE，720ADC，900摄像装置，910摄像单元，912图像处理部，914受理部，916AE传感器，918工作存储器，920显示部，922摄像存储器，924摄像系统控制部，926总线具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式来说明本专利技术，但以下的实施方式并不限定权利要求书涉及的专利技术。另外，实施方式中说明的特征组合对于专利技术的解决方法不一定全部是必须的。图1是说明本专利技术的实施方式的摄像装置900的构成的图。摄像装置900具备摄像单元910、图像处理部912、工作存储器918、显示部920、摄像存储器922、总线926、摄像系统控制部924、AE传感器916以及受理部914。摄像单元910、图像处理部912、显示部920、工作存储器918、摄像存储器922以及摄像系统控制部924与总线926连接，并经由总线926相互地发送接收信号。摄像单元910具备二维地排列有多个光电转换元件的CMOS传感器等图像传感器。摄像单元910具备控制部700。摄像单元910被摄像系统控制部924控制，输出将从被摄物体像得到的像素信号放大后的放大信号。摄像系统控制部924以及控制部700可以共同作为摄像单元910的控制部发挥功能。图像处理部912将工作存储器918作为工作区而实施各种图像处理，生成图像数据。生成的图像数据通过图像处理部912而被转换为显示信号，能够显示在显示部920中。另外，图像数据能够记录于摄像存储器922。AE传感器916是针对被摄物体空间设定有多个测光区域的测光传感器，在各个测光点检测被摄物体像的亮度。一系列摄影过程通过受理部914受理使用者的操作并向摄像系统控制部924输出操作信号而开始。另外，受理部914受理由使用者进行的ISO感光度的选择，并将其向摄像系统控制部924发送。摄像系统控制部924将与受理部914所受理的ISO感光度对应的放大率向控制部700发送。摄影过程所附带的AF、AE等各种动作由摄像系统控制部924控制并执行。例如，摄像系统控制部924解析AE传感器916的检测信号，将与最佳的ISO感光度对应的像素信号的放大率向控制部700发送。图2是说明本专利技术的实施方式的摄像单元910的构成的图。摄像单元910具备像素部110、负载电流源201、列增幅放大器部300、电位保持部400、读出电路500、垂直扫描部600、控制部700、AFE710以及ADC720。摄像单元910在像素部110具备多个单位像素100。多个单位像素100矩阵状地配置。各个单位像素100与垂直信号线200以及控制线202连接。控制线202也可以由多根信号线构成来提高信号的传输效率。配置于同一行的单位像素100与共用的控制线202连接。控制线202与垂直扫描部600连接。配置于同一列的单位像素100与共用的垂直信号线200连接。像素信号从单位像素100向垂直信号线200的读出，经由控制线202而由垂直扫描部600控制。垂直信号线200经由列增幅放大器部300以及电位保持部400而与读出电路500连接。负载电流源201向垂直信号线200供给电流。列增幅放大器部300将从单位像素100读出的像素信号放大，并将被放大后的像素信号即放大信号发送至电位保持部400。电位保持部400保持放大信号，并在控制部70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像单元，其特征在于，具备：像素部，该像素部输出与重置后的重置电位和电荷积累后的信号电位对应的像素信号；放大器部，该放大器部将所述像素信号以第一放大率或与第一放大率不同的第二放大率放大；以及控制部，该控制部使所述放大器部在将与从所述重置电位向所述信号电位的变动对应的所述像素信号以所述第一放大率放大后，将与从所述信号电位向所述重置电位的变动对应的所述像素信号以所述第二放大率放大。

【技术特征摘要】
2012.02.24 JP 2012-0387561.一种摄像单元，其特征在于，具备：像素部，该像素部输出与重置后的重置电位和电荷积累后的信号电位对应的像素信号；放大器部，该放大器部将所述像素信号以第一放大率或与第一放大率不同的第二放大率放大；以及控制部，该控制部使所述放大器部在将与从所述重置电位向所述信号电位的变动对应的所述像素信号以所述第一放大率放大后，将与从所述信号电位向所述重置电位的变动对应的所述像素信号以所述第二放大率放大。2.根据权利要求1所述的摄像单元，其特征在于，所述像素部具有：光电转换部；传输门，该传输门将由所述光电转换部产生的电荷向浮置扩散单元传输；以及像素重置开关，该像素重置开关将积累于所述浮置扩散单元的所述电荷排除，从而将所述浮置扩散单元的电位从所述信号电位重置为所述重置电位。3.根据权利要求1或2所述的摄像单元，其特征在于，所述第一放大率比所述第二放大率大。4.根据权利要求3所述的摄像单元，其特征在于，所述控制部在通过所述放大器部以所述第一放大率被放大后的所述像素信号未饱和的情况下，不执行基于所述第二放大率进行的所述像素信号的放大。5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像单元，其特征在于，具备判定部，该判定部判定通过所述放大器部而被放大后的所述像素信号是否处于饱和状态，所述控制部使基于所述判定部的判定结果与以所述第一放大率被放大后的所述像素信号以及以所述第二放大率被放大后的所述像素信号的至少一方建立关联。6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像单元，其特征在于，所述放大器部具有：用于规定所述第一放大率的第一电路；与所述第一电路并联地设置并用于规定所述第二放大率的第二电路；以及与所述第一电路以及所述第二电路并联地设置并包含用于将所述放大器部重置的重置开关的重置电路，所述控制部在使所述重置开关接通的状态下选择所述第一电路或所述第二电路后，使所述重置开关断开。7.根据权利要求2所述的摄像单元，其特征在于，所述控制部进行如下处理：在通过使所述传输门断开并使所述像素重置开关接通而使所述浮置扩散单元的电位成为所述重置电位后，通过使所述像素重置开关断开并将所述传输门在接通一定期间后断开而使所述浮置扩散单元的电位成为所述信号电位，并使所述像素部输出与从所述重置电位向所述信号电位的变动对应的所述像素信号，另外，通过再次使所述像素重置开关接通而使所述浮置扩散单元的电位成为所述重置电位，并使所述像素部输出与从所述信号电位向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：船水航，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本,JP