【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法、以及电子设备。
技术介绍
1、cmos(complementary metal oxide semiconductor)图像传感器已作为使用了检测光并产生电荷的光电转换元件的固体摄像装置(图像传感器)投入实际使用。
2、cmos图像传感器已被广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(pc)、车载用相机、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。
3、cmos图像传感器包括在每个像素中具有光电二极管(光电转换元件)及浮动扩散层(fd:floating diffusion，浮置扩散层)的fd放大器，该cmos图像传感器的主流读取类型为列并列输出型，即，选择像素阵列中的某一行，同时向列(column)输出方向对这些行进行读取。
4、一般而言，cmos图像传感器的各个像素例如针对一个光电二极管包括作为传输元件的传输晶体管、作为复位元件的复位晶体管、作为源极跟随元件(放大元件)的源极跟随晶体管以及作为选择元件的选择晶体管这四个元件作为有源元件而构成。
5、传输晶体管在规定的传输期间被选择而成为导通状态，并将由光电二极管光电转换而存储的电荷(电子)传输到浮置扩散层fd。
6、复位晶体管在规定的复位期间被选择而成为导通状态，并将浮置扩散层fd复位为电源线的电位。
7、选择晶体管在读取扫描时被选择而成为导通状态。由此，源极跟随晶体管将由浮置扩散层fd转换为电压信号的列输出的读取信号输出到垂
8、例如，在读取扫描期间，浮置扩散层fd在复位期间例如被复位为电源线的电位(基准电位)，之后，根据与fd电容对应的增益将浮置扩散层fd的电荷转换为电压信号，并作为基准电平的读取复位信号(基准电平信号)vrst而输出到垂直信号线。
9、接着，在规定的传输时间，由光电二极管光电转换而存储的电荷(电子)被传输到浮置扩散层fd。然后，根据与fd电容对应的增益将浮置扩散层fd的电荷转换为电压信号，并作为信号电平的读取信号(信号电平的信号)vsig而输出到垂直信号线。
10、像素的输出信号在列读取电路中作为差分信号(vsig-vrst)进行cds(相关双采样)处理。
11、由此，通常的像素读取信号(以下，有时也称为像素信号)ps由一个基准电平的读取复位信号vrst和一个信号电平的读取信号vsig形成。
12、然而，在cmos图像传感器中，会依次对由光电二极管产生并存储的光电荷进行逐像素或逐行的扫描来进行读取动作。
13、在该依次扫描、即采用滚动快门作为电子快门的情况下，无法在全部像素中使存储光电荷的曝光的开始时间及结束时间一致。因此，在进行依次扫描的情况下，存在在拍摄动态被摄体时拍摄图像失真的问题。
14、因此，在不容许图像失真且需要对高速移动的被摄体进行拍摄、或对拍摄图像的同步性有要求的传感应用中，采用全局快门来作为电子快门，所述全局快门对像素阵列部中的所有像素以相同的定时执行曝光开始和曝光结束。
15、采用了全局快门作为电子快门的cmos图像传感器，在像素内例如设置有信号保持部，所述信号保持部将从读取部读取的信号保持在信号保持电容器中。
16、在采用了全局快门的cmos图像传感器中，通过模拟样本保持动作将电荷作为电压信号从光电二极管一齐存储到信号保持部的信号保持电容器中，然后通过依次读取，来确保图像整体的同步性(例如，参照非专利文献1)。
17、又，作为各像素的构成，作为代表性的构成，已知有四晶体管(4tr)aps像素(例如，参照专利文献1)，或电容反馈跨阻放大器(ctia：capacitive trans-impedanceamplifier)像素(例如，参照专利文献2、3)。
18、并且，作为具备具有高动态范围的高画质的cmos图像传感器的全局快门功能的像素，已知有vmgs(电压模式全局快门)像素以及cmgs(电荷模式全局快门)像素。
19、其中，相较于cmgs像素，vmgs像素具有快门效率高、寄生光灵敏度(parasiticlight sensitivity:pls)低的优点。
20、近年来，对全局快门(gs)cmos图像传感器(cis)的需求不断增加，尤其是在机器视觉和iot(物联网)领域。
21、在这些领域中，不仅需要gs功能，对单次曝光(single exposure)高动态范围(sehdr)性能也有着强烈需求。
22、现有技术文献
23、专利文献
24、专利文献1:日本特开2005-65074号公报图2
25、专利文献2:日本特表2006-505975号公报
26、专利文献3:日本特表2002-501718号公报
27、专利文献4:日本特开2005-328493号公报
28、非专利文献
29、非专利文献1：j.aoki,et al.,“a rolling-shutter distortion-free3dstacked image sensor with-160db parasitic light sensitivity in-pixelstorage node”isscc 2013/session 27/image sensors/27.3.
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题
2、如上所述，cmos图像传感器(cis)可以采用提高像素的动态范围的各种特殊结构来构成。
3、作为高动态范围化的方法之一，可以例举出横向溢出积分电容(lofic：lateraloverflow integration capacitor)结构(例如，参照专利文献4)。
4、lofic结构的像素在上述基本构成上增加了作为存储电容元件的存储电容器以及作为存储连接元件的存储晶体管，在相同的曝光时间内，将从光电二极管溢出的过饱和电荷存储到存储电容器中而不丢弃。
5、该lofic像素可具有两种转换增益，即浮置扩散层的电容cfd1的转换增益(高增益端：与1/cfd1成正比)，及浮置扩散层的电容cfd1与存储电容器c2的lofic电容clofic之和的转换增益(低增益端：与1/(cfd1+clofic)成正比)。
6、即，在lofic像素中，分别使用低转换增益(lcg)信号和高转换增益(hcg)信号来实现大饱和及小暗噪声。
7、然而，lofic中存在一个重要的问题，即在高转换增益(hcg)信号和低转换增益(lcg)信号的耦合(接合)点处，snr会下降。
8、即，仅使用lofic结构无法消除lcg信号的ktc噪声，因此在hcg信号和lcg信号的耦合点处，snr会下降。
9、高转换增益(hcg)信号和低转换增益(lcg)信号的信号方向彼此为相反方向，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体摄像装置，其特征在于，具有:
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的固体摄像装置，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其特征在于，
10.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的固体摄像装置，其特征在于，
12.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的固体摄像装置，其特征在于，
14.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
15.根据权利要求14所述的固体摄像装置，其特征在于，
16.根据权利要求4所述的
17.根据权利要求16所述的固体摄像装置，其特征在于，
18.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
19.根据权利要求18所述的固体摄像装置，其特征在于，
20.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
21.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
22.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
23.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
24.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
25.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
26.根据权利要求20所述的固体摄像装置，其特征在于，
27.根据权利要求26所述的固体摄像装置，其特征在于，
28.一种固体摄像装置的驱动方法，其特征在于，
29.一种电子设备，其特征在于，具有：
...【技术特征摘要】
1.一种固体摄像装置，其特征在于，具有:
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的固体摄像装置，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其特征在于，
10.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的固体摄像装置，其特征在于，
12.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的固体摄像装置，其特征在于，
14.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
15.根据权利要求14所述的固体摄像装...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫内健，大和田英树，盛一也，高柳功，
申请(专利权)人：普里露尼库斯新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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