【技术实现步骤摘要】
固态成像装置和电子装置
[0001]本申请是申请日为2018年4月12日、国际申请号为PCT/JP2018/015349、专利技术名称为“固态成像捕捉装置和电子装置”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2019年10月18日、申请号为201880026004.3，其全部内容结合于此作为参考。
[0002]本技术涉及一种固态成像装置和一种电子装置，尤其涉及一种固态成像装置和一种电子装置，用于能够提高电荷经由传输门从电荷存储单元传输到电荷
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电压转换单元的效率。
技术介绍
[0003]传统上，在由互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器表示的固态成像装置中，将额外电容连接到作为电荷
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电压转换单元的浮动扩散(FD)或从浮动扩散(FD)断开的配置称为在确保每个像素的饱和信号量的同时改善低照度特性的方法(例如，参见专利文献1)。
[0004]在将额外电容连接到FD的情况下，可存储在电荷
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电压转换单元中的电荷量增加，因此，可以提高像素值的动态范围。在这种情况下，电荷
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电压转换单元的转换效率降低，因此，额外电容连接到FD的状态称为低增益(LG)状态。
[0005]同时，在额外电容与FD断开的情况下，电荷
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电压转换单元的转换效率变高，并且转换后的电压幅度变大，即使电荷量很小。因此，可以提高低照度下的灵敏度。额外电容与FD断开的状态称为高增益(HG)状态。>[0006]在专利文献1中描述的配置中，在以低转换效率驱动像素的情况下，状态固定到LG状态，并且在以高转换效率驱动像素的情况下，状态固定到HG状态。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利申请公开号2015
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142114
技术实现思路
[0010]本专利技术要解决的问题
[0011]就电荷从电荷存储单元转移到电荷
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电压转换单元的效率而言，在具有像素转换效率差异的LG状态和HG状态之间，LG状态与HG状态相比处于劣势。
[0012]鉴于上述情况，构成本技术，并且能够提高电荷经由传输门(transfer gate)从电荷存储单元转移到电荷
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电压转换单元的效率。
[0013]问题的解决方案
[0014]根据本技术的第一方面的固态成像装置包括：电荷存储单元，其被配置为存储通过光电转换生成的电荷；电荷
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电压转换单元，其被配置为将从电荷存储单元转移的电荷转换成电压信号；传输单元，其被配置为将存储在电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转
换单元；以及切换单元，其被配置为增大或减小电荷
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电压转换单元的电容，以将状态切换到低增益(LG)状态或高增益(HG)状态，其中，在用于获取信号电平的A/D转换操作之前，所述切换单元被配置为将状态切换到LG状态至少一次并且将状态切换到HG状态至少一次，所述传输单元被配置为在所述状态切换到LG状态时和所述状态切换到HG状态时将存储在所述电荷存储单元中的电荷转移到所述电荷
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电压转换单元至少两次，并且所述电荷
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电压转换单元被配置为将当状态切换到LG状态时转移的电荷和当状态切换到HG状态时转移的电荷相加，并将相加的电荷转换成电压信号。
[0015]在本技术的第一方面中，在用于获取信号电平的A/D转换操作之前，将状态切换到LG状态至少一次并且将状态切换到HG状态至少一次，在所述状态切换到LG状态时和所述状态切换到HG状态时将存储在所述电荷存储单元中的电荷转移到所述电荷
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电压转换单元至少两次，并且将当状态切换到LG状态时转移的电荷和当状态切换到HG状态时转移的电荷相加，并将相加的电荷转换成电压信号。
[0016]根据本技术的第二方面的固态成像装置包括：共享数量的电荷存储单元，其被配置为存储由光电转换生成的电荷；电荷
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电压转换单元，其被配置为将从共享数量的电荷存储单元转移的电荷转换成电压信号；共享数量的传输单元，其被配置为将存储在共享数量的电荷存储单元中的相应电荷转移到电荷
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电压转换单元；以及切换单元，其被配置为增大或减小电荷
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电压转换单元的电容，以将状态切换到低增益(LG)状态或高增益(HG)状态，其中，当复位共享数量的电荷存储单元时，所述切换单元被配置为将状态切换到LG状态，所述共享数量的传输单元被配置为同时将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元，并且当从共享数量的电荷存储单元读取电荷时，所述切换单元被配置为将状态切换到HG状态，并且所述共享数量的传输单元被配置为将存储在相应电荷存储单元中的电荷依次转移到电荷
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电压转换单元。
[0017]在本技术的第二方面中，当复位共享数量的电荷存储单元时，将状态切换到LG状态，所述共享数量的传输单元同时将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元。此外，当从共享数量的电荷存储单元读取电荷时，将状态切换到HG状态，并且所述共享数量的传输单元将存储在相应电荷存储单元中的电荷依次转移到电荷
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电压转换单元。
[0018]根据本技术的第三方面的固态成像装置包括：共享数量的电荷存储单元，其被配置为存储由光电转换生成的电荷；电荷
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电压转换单元，其被配置为将从共享数量的电荷存储单元转移的电荷转换成电压信号；以及共享数量的传输单元，其被配置为将存储在共享数量的电荷存储单元中的相应电荷转移到电荷
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电压转换单元，其中，所述共享数量的传输单元被配置为当复位共享数量的电荷存储单元时，依次将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元，并且当从共享数量的电荷存储单元读取电荷时，依次将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元。
[0019]在本技术的第三方面，当复位共享数量的电荷存储单元时，所述共享数量的传输单元依次将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元。此外，当从共享数量的电荷存储单元读取电荷时，依次将存储在相应电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元。
[0020]本专利技术的效果
[0021]根据本技术的第一至第三方面，可以提高电荷经由传输单元从电荷存储单元转移到电荷
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电压转换单元的效率。
[0022]注意，本文描述的效果不一定受限，并且可以显示本公开中描述的任何效果。
附图说明
[0023]图1是示出应用本技术的固态成像装置的像素单元的配置实例的等效电路图；
[0024]图2是示出传统驱动时间的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固态成像装置，包括：电荷存储单元，被配置为存储通过光电转换生成的电荷；电荷
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电压转换单元，被配置为将从电荷存储单元转移的电荷转换成电压信号；传输单元，被配置为将存储在电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元；以及切换单元，被配置为增大或减小电荷
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电压转换单元的电容，以将状态切换到低增益LG状态或高增益HG状态，其中，在用于获取信号电平的A/D转换操作之前，所述切换单元被配置为将状态切换到LG状态至少一次并且将状态切换到HG状态至少一次，所述传输单元被配置为在所述状态切换到LG状态时和所述状态切换到HG状态时将存储在所述电荷存储单元中的电荷转移到所述电荷
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电压转换单元至少两次，并且所述电荷
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电压转换单元被配置为将当状态切换到LG状态时转移的电荷和当状态切换到HG状态时转移的电荷相加，并将相加的电荷转换成电压信号。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述切换单元包括额外电容和连接晶体管，所述连接晶体管相对于电荷
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电压转换单元连接或断开额外电容。3.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，在用于获取复位电平的A/D转换操作之前，所述切换单元被配置为将状态切换到HG状态至少一次，并且所述传输单元被配置为当状态切换到HG状态时，将存储在电荷存储单元中的电荷转移到电荷
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电压转换单元。4.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述传输单元由传输晶体管构成，并且所述传输晶体管的栅极和所述电荷
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电压转换单元之间的寄生电容大于所述连接晶体管的栅极和所述电荷
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电压转换单元之间的寄生电容。5.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述传输单元包括传输晶体管，并且所述传输晶体管的栅极面积大于所述连接晶体管的栅极面积。6.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述电荷存储单元的输出被配置为直接输入到比较器。7.根据权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述电荷存储单元的复位电平被配置为也用作比较器的初始化电平。8.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述传输单元由垂直晶体管构成。9.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述电荷存储单元是执行光电转换的光电二极管PD。10.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述电荷存储单元是存储由执行光电转换的光电二极管PD生成的电荷的存储单元。11.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，
所述电荷
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电压转换单元由多个电荷存储单元共享，并且所述传输单元分别设置在多个电荷存储单元和电荷
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电压转换单元之间。12.一种电子装置，其中，安装根据权利要求1所述的固态成像装置。13.一种固态成像装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：高塚举文，杉森友策，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：
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