摄像器件、摄像方法和电子设备技术

本发明专利技术涉及摄像器件、摄像方法和电子设备。所述摄像器件包括像素单元和驱动单元，所述像素单元包含布置于平面内的像素。所述像素包括：用于检测物理量并累积对应于该物理量的电荷的累积部；用于传输来自所述累积部的电荷的传输部；用于将所述电荷转换为电压的转换部；用于输出由所述转换部转换成的所述电压的信号的输出部；用于对所述转换部的电位进行复位的复位部；以及与所述转换部连接的连接部。所述驱动单元用于输出传输信号和连接信号，所述传输信号给出传输所述电荷的指令，所述连接信号控制所述转换部之间的连接和非连接。所述驱动单元在使所述转换部彼此连接的状态下使所述电荷进行传输。本发明专利技术能够获得具有优良S/N和宽动态范围的信号。

【技术实现步骤摘要】
摄像器件、摄像方法和电子设备相关申请的交叉参考本申请包含与2011年8月31日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-188993所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及摄像器件、摄像方法和电子设备，具体涉及能够获得具有优良信噪比（S/N）和宽动态范围的信号的摄像器件、摄像方法和电子设备。
技术介绍
在相关技术中，诸如电荷耦合器件（ChargeCoupledDevice；CCD）或互补型金属氧化物半导体（ComplementaryMetalOxideSemiconductor；CMOS）传感器等固体摄像器件中的各像素的光电二极管（PD）根据该PD接收到的光来生成电荷。许多固体摄像器件被构造为使得PD的电荷被传输至浮动扩散部（FloatingDiffusion；FD）并且通过测量FD的电位来取出与PD中所生成的电荷对应的电压的信号。在这样的固体摄像器件中，在FD具有低电容的情况下，在利用FD将电荷转换为电压时的增益增大，并且从像素输出的信号中所含有的噪声相对减少，因此获得了图像信号的更佳S/N（信噪比）。然而，低电容的FD减少了像素中能够处理的电荷量，并且例如使图像信号的动态范围变窄。另一方面，当FD具有高电容时，像素中能够处理的电荷量增大，并且例如能够加宽图像信号的动态范围。然而，高电容的FD减小了在利用FD将电荷转换为电压时的增益，并且当图像信号在后续阶段中的电路中被放大时噪声也被放大，因此导致了图像信号的S/N的劣化。因此，目前期望的固体摄像器件能够获得具有优良S/N和宽动态范围的图像信号。例如，日本专利特开第2009-505498号公报（下文中称为专利文献1）提出了这样的固体摄像元件：其中，FD是由两个电容形成的，并且当PD生成了少量电荷时就用一个电容来测量信号，而当PD生成了大量电荷时就用两个电容来测量信号。
技术实现思路
然而，在专利文献1中披露的固体摄像元件中，由两个电容形成的FD具有较大的面积，因此PD的面积较小，这就导致了PD的灵敏度及饱和电荷量的降低。因此，期望固体摄像元件能够在避免增大FD的面积的同时，获得具有优良S/N和宽动态范围的图像信号。本专利技术就是鉴于上述这样的情况而做出的，并且目的在于能够获得具有优良S/N和宽动态范围的信号。本专利技术一个实施例提供了一种摄像器件，所述摄像器件包括像素单元，所述像素单元包括布置于平面内的像素，所述像素包括：累积部，所述累积部被设置用于检测物理量并累积对应于所述物理量的电荷；传输部，所述传输部被设置用于传输来自所述累积部的所述电荷；转换部，所述转换部被设置用于将经由所述传输部从所述累积部传输过来的所述电荷转换为电压，所述电压对应于由所述电荷生成的电位；输出部，所述输出部被设置用于输出由所述转换部转换得到的所述电压的信号；复位部，所述复位部被设置用于对所述转换部的所述电位进行复位；以及连接部，所述连接部与所述转换部连接。所述摄像器件还包括驱动单元，所述驱动单元被设置用于输出传输信号和连接信号，所述传输信号用于给出从作为信号读出对象的所述像素的所述累积部向所述转换部传输所述电荷的指令，所述连接信号用于控制作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素的所述转换部与跟作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素相邻的行中含有的所述像素的所述转换部之间的连接和非连接。所述驱动单元在所述转换部根据所述连接信号而被彼此连接的状态下，使所述电荷根据所述传输信号而被传输。本专利技术另一实施例提供了一种由摄像器件进行的摄像方法，所述摄像器件包括像素单元，所述像素单元包括布置于平面内的像素，所述像素包括：累积部，所述累积部被设置用于检测物理量并累积对应于所述物理量的电荷；传输部，所述传输部被设置用于传输来自所述累积部的所述电荷；转换部，所述转换部被设置用于将经由所述传输部从所述累积部传输过来的所述电荷转换为电压，所述电压对应于由所述电荷生成的电位；输出部，所述输出部被设置用于输出由所述转换部转换得到的所述电压的信号；复位部，所述复位部被设置用于对所述转换部的所述电位进行复位；以及连接部，所述连接部与所述转换部连接。所述摄像器件还包括驱动单元，所述驱动单元被设置用于输出传输信号和连接信号，所述传输信号用于给出从作为信号读出对象的所述像素的所述累积部向所述转换部传输所述电荷的指令，所述连接信号用于控制作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素的所述转换部与跟作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素相邻的行中含有的所述像素的所述转换部之间的连接和非连接。所述摄像方法包括如下步骤：所述驱动单元在使所述转换部根据所述连接信号而被彼此连接的状态下，使所述电荷根据所述传输信号而被传输。本专利技术又一实施例的电子设备包括上述摄像器件。在本专利技术的各实施例中，在转换部根据连接信号而被彼此连接的状态下，电荷根据传输信号而被传输。根据本专利技术的各实施例，能够获得具有优良S/N和宽动态范围的信号。附图说明图1是示出了应用了本专利技术的固体摄像器件的实施例的结构示例的框图；图2是示出了像素单元的第一结构示例的电路图；图3A和图3B示出了当读出像素的信号时的第一驱动例的驱动时序；图4示出了当读出像素的信号时的第二驱动例的驱动时序；图5示出了当读出像素的信号时的第三驱动例的驱动时序；图6示出了当读出像素的信号时的第四驱动例的驱动时序；图7示出了当读出像素的信号时的第五驱动例的驱动时序；图8是示出了作为第二结构示例的像素单元的电路图；图9示出了当读出像素的信号时的第六驱动例的驱动时序；图10示出了当读出像素的信号时的第七驱动例的驱动时序；图11是示出了作为第三结构示例的像素单元的电路图；图12示出了当读出像素的信号时的第八驱动例的驱动时序；以及图13是示出了电子设备中所包含的摄像装置的结构示例的框图。具体实施方式下面将参照附图来详细说明应用了本专利技术的具体实施例。图1是示出了应用了本专利技术的固体摄像器件的实施例的结构示例的框图。图1所示的固体摄像器件11包括像素单元12、垂直驱动电路13、列处理电路14、输出电路15和控制电路16。像素单元12具有以矩阵形式排列的多个像素（例如图2中稍后将要说明的像素21）。这些像素各自输出复位电平信号和对应于入射光量的电平信号。垂直驱动电路13输出驱动信号（例如选择信号Sel、复位信号Rst、传输信号Trf和连接信号Cnt）从而对像素单元12中所含的各个像素行进行扫描，并由此驱动各像素。列处理电路14并行地接收从像素单元12所包含的各像素输出的信号。列处理电路14通过计算复位电平信号与对应于入射光量的电平信号之间的差分来获得图像信号。随后，列处理电路14将数字值的图像信号提供给输出电路15，所述数字值的图像信号是通过对所得到的图像信号进行A/D（模拟/数字）转换而获得的。输出电路15对从列处理电路14提供的图像信号进行增益调整和缺陷修正等，然后将该图像信号提供至图1中未图示的后续阶段中的外部电路（例如图13中的DSP(数字信号处理器)54）。控制电路16将控制信号发送至用于形成固体摄像器件11的各组成部分，从而控制固体摄像器件11的操作。图2是示出了图1中的像素单元12的第一结构示例的电路图。如图2中所示，像素单元12中的每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像器件，所述摄像器件包括像素单元和驱动单元，所述像素单元包括布置于平面内的像素，所述像素包括：累积部，所述累积部被设置用于检测物理量并累积对应于所述物理量的电荷；传输部，所述传输部被设置用于传输来自所述累积部的所述电荷；转换部，所述转换部被设置用于将经由所述传输部从所述累积部传输过来的所述电荷转换为电压，所述电压对应于由所述电荷生成的电位；输出部，所述输出部被设置用于输出由所述转换部转换得到的所述电压的信号；复位部，所述复位部被设置用于对所述转换部的所述电位进行复位；以及连接部，所述连接部与所述转换部连接，并且所述驱动单元被设置用于输出传输信号和连接信号，所述传输信号用于给出从作为信号读出对象的所述像素的所述累积部向所述转换部传输所述电荷的指令，所述连接信号用于控制作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素的所述转换部与跟作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素相邻的行中含有的所述像素的所述转换部之间的连接和非连接，其特征在于，所述驱动单元在根据所述连接信号使所述转换部彼此连接的状态下，根据所述传输信号使所述电荷进行传输。

【技术特征摘要】
2011.08.31 JP 2011-1889931.一种摄像器件，所述摄像器件包括像素单元和驱动单元，所述像素单元包括布置于平面内的像素，所述像素包括：累积部，所述累积部被设置用于检测物理量并累积对应于所述物理量的电荷；传输部，所述传输部被设置用于传输来自所述累积部的所述电荷；转换部，所述转换部被设置用于将经由所述传输部从所述累积部传输过来的所述电荷转换为电压，所述电压对应于由所述电荷生成的电位；输出部，所述输出部被设置用于输出由所述转换部转换得到的所述电压的信号；复位部，所述复位部被设置用于对所述转换部的所述电位进行复位；以及连接部，所述连接部与所述转换部连接，并且所述驱动单元被设置用于输出传输信号和连接信号，所述传输信号用于给出从作为信号读出对象的所述像素的所述累积部向所述转换部传输所述电荷的指令，所述连接信号用于控制作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素的所述转换部与跟作为信号读出对象的那一行中含有的所述像素相邻的行中含有的所述像素的所述转换部之间的连接和非连接，其特征在于，所述驱动单元在根据所述连接信号使所述转换部彼此连接的状态下，根据所述传输信号使所述电荷进行传输。2.根据权利要求1所述的摄像器件，其特征在于，所述驱动单元还输出选择信号，所述选择信号用于给出选择作为信号读出对象的那一行中的所述像素并且从所述输出部输出所述信号的指令，并且所述驱动单元在根据所述连接信号使所述转换部彼此连接的状态下，根据所述选择信号使所述信号进行输出。3.根据权利要求2所述的摄像器件，其特征在于，在根据所述连接信号使所述转换部彼此连接的状态下使所述信号进行输出之后，所述驱动单元在根据所述连接信号使所述转换部相互断开连接的状态下使所述信号进行输出。4.根据权利要求2所述的摄像器件，其特征在于，在根据所述连接信号使所述转换部相互断开连接的状态下根据所述传输信号使所述电荷进行传输、并且根据所述选择信号使所述信号进行输出之后，所述驱动单元在根据所述连接信号使所述转换部彼此连接的状态下根据所述传输信号使所述电荷进行传输，并且所述驱动单元在所述转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：马渕圭司，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：