[发明专利]图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像拾取装置，更具体地，本发明涉及扩展动态范围 的技术。

背景技术

存在在图像拾取装置中扩展动态范围的多种技术。日本专利申请 公开No.2006-197382(此后称为专利文档1)公开了一种目的在于扩 展动态范围而不降低图像质量的图像拾取装置。具体来说，该图像拾 取装置包括转移栅极控制部分和图像信号产生部分，转移栅极控制部 分控制转移栅极的电位以便将从光电转换单元流出的一部分电荷引 入浮动扩散部分，并且图像信号产生部分基于存储在光电转换部分中 的电荷和流入浮动扩散部分中的电荷产生图像信号。

日本专利申请公开No.2008-099158(此后称为专利文档2)公开 了一种结构，其中，具有相同电压值的中间电压被作为控制电压与列 选择同步地从驱动电路多次提供给转移晶体管的栅电极，并且在那时 候，由转移晶体管转移的信号电荷被至少读出两次。提供给转移晶体 管的每一个中间电压均被转移到浮动扩散(FD)区域，并且在FD区 域中的电位被作为信号电平读出。在不同的实施例中，公开了使用机 械快门的结构。在该种结构中，在机械快门打开期间，执行伪转移 (dummy transfer)，并且在机械快门关闭期间，中间电压被转移并 读出。

一种用于在图像拾取装置中扩展动态范围的可能的方法是提高 光电转换部分的饱和电荷量。但是，如果简单地增加光电转换部分的 饱和电荷量，则并非所有电荷都在置于光电转换部分的下游的读出电 路中读出，或者，基于读出的电荷的信号可能不能用于图像形成。

在专利文档1中，光入射在光电转换部分上，在光电转换部分中 产生用于图像形成的信号电荷的时段(曝光时段)期间从光电转换部 分流出的电荷被转移到FD区域。即，假设在曝光时段期间电荷的产 生超过了光电转换部分的饱和电荷量，则在曝光时段期间电荷被转 移。因此，如果在曝光时段期间最后一次读出操作之后给出强光，并 且电荷被存储接近光电转换部分的饱和电荷量，则取决于下游读出电 路的动态范围，并非所有电荷可在图像形成时使用。

在专利文档2中，如果输入强光，则执行伪转移，并且一部分产 生的电荷通过复位开关被排出。因此，在信号连续性方面可能存在问 题。此外，未对依赖于外部的温度条件和置于光电转换部分下游的读 出电路的增益从光电转换部分的转移效率上的变化进行讨论。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种装置包括：多个像素、放大单元、 扫描单元、产生单元、检测单元和控制单元。所述多个像素中的每一 个均具有光电转换单元和转移光电转换单元的电荷的转移晶体管。放 大单元被配置成接收转移的电荷。扫描单元被配置成把导通脉冲、非 导通脉冲和具有导通脉冲和非导通脉冲之间的峰值的中间电平脉冲 提供到转移晶体管的栅极。产生单元被配置成使用基于响应于导通脉 冲和中间电平脉冲转移的电荷的信号产生图像信号。检测单元被配置 成检测温度。控制单元被配置成根据关于所检测的温度的信息改变中 间电平脉冲的脉冲宽度和峰值其中至少一个。导通脉冲和中间电平脉 冲在光电转换单元的光屏蔽时段期间被提供到转移晶体管。

从下面参考附图对示范性实施例的描述，本发明的进一步的特征 将变得清楚，其中，贯穿这些附图，相似的附图标记指示相同或者类 似的部件。

附图说明

图1是固态图像拾取装置的框图。

图2是固态图像拾取装置的像素的等效电路图。

图3是根据本发明的第一实施例的图像拾取装置的框图。

图4示出了根据第一实施例的驱动脉冲。

图5A到图5C示出了根据第一实施例的电位。

图6是根据本发明的第二实施例的图像拾取装置的框图。

图7A到图7H示出了根据第二实施例的表面照度和输出之间的 关系。

图8A到图8E示出了根据本发明第三实施例的像素信号的分布。

图9示出了根据第三实施例的像素信号和噪声之间的关系。

图10A到图10D根据本发明的第四实施例示出了如何执行信号 处理。

图11是根据本发明的第五实施例的固态图像拾取装置的等效电 路图。

图12示出了根据第五实施例的驱动脉冲。

图13A到图13E示出了根据第五实施例的电位。