[发明专利]固体摄像装置、其驱动方法以及电子设备

说明书

相关文件的交叉引用

本申请包含与2009年8月10日向日本专利局提交的日本专利申请JP2009-185534中公开的相关主题并要求其优先权，将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及摄像装置、该固体摄像装置的驱动方法以及使用该固体摄像装置的电子设备。

背景技术

在固体摄像装置中，从单位像素获得了相对于通过光电转换累积的电荷量几乎呈线性的输出信号。固体摄像装置的动态范围由噪声电平和累积在单位像素中的电荷量(饱和电荷量)唯一地确定。即，固体摄像装置的输出电平的下限由噪声电平限定，而其上限由饱和电平限定。因此，固体摄像装置的动态范围由饱和电荷量和噪声电平唯一地确定。

为了扩展该动态范围，通常采用以下技术。即，通过将具有不同灵敏度的信号合成，例如将具有通过长时间电荷累积获取的相对清楚的低亮度部分的图像和具有通过短时间电荷累积获取的相对清楚的高亮度部分的图像合成，以使固体摄像装置获得较宽的动态范围。

作为获得具有不同灵敏度的信号的技术，将彼此邻近的两个以上单位像素组合成一组，以便在该组中的单位像素具有不同灵敏度的同时，使该组像素对应于输出图像中的一个像素(例如参见日本专利申请公开公报2005-065082号)。

然而，在日本专利申请公开公报2005-065082号所公开的技术中，组合的多个单位像素被设计成对应于一个像素，以获得具有不同灵敏度的信号。于是，与成像表面上的单位像素一一对应于输出图像的像素的技术相比，该技术中输出图像的分辨率有所下降。

此外，存在另一种技术，其中在行扫描的不同时刻从两个以上行读出具有不同灵敏度的两个以上信号的同时，从同一像素(一个像素)获得所述具有不同灵敏度的两个以上信号(例如参见日本专利申请公开公报2003-198948号)。

然而，在日本未审查的专利申请公开公报2003-198948号的第一例子中，在行扫描运动中的不同时间点从一个像素输出具有不同灵敏度的多个信号。因此，需要设有帧存储器，以用于具有不同灵敏度的信号的同步，因而使该装置的尺寸和成本增加。此外，上述专利文件的第二例子的缺点在于，因为在从一个像素输出在前的信号之后输出复位电平，故在前的信号上叠加有复位噪声。

发明内容

这里公开了一个以上发明，其提供了一种固体摄像装置、这种固体摄像装置的驱动方法以及使用这种固体摄像装置的电子设备，在所述固体摄像装置中，不需要使用任何帧存储器，并且在前的输出信号上未重叠有复位信号，便可以从一个像素获得具有不同灵敏度的信号。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种固体摄像装置的控制方法。该方法包括从电荷累积区读出第一信号。所述第一信号对应于在第一时段期间的信号电荷的累积。该方法还包括从电荷累积区读出第二信号。第二信号对应于在第二时段期间的信号电荷的另一累积。第一时段是从执行第一快门操作的时刻到执行第二快门操作的时刻。第二时段是从执行第二快门操作的时刻到在扫描读出行的时段之前或期间出现的时刻。

根据一个实施方式，固体摄像装置具有多个像素和一个扫描单元。每个像素包括光电转换元件和电荷累积区。扫描单元配置为从电荷累积区读出第一信号。扫描单元还配置为从电荷累积区读出第二信号。第一信号对应于在第一时段期间的信号电荷的累积，而第二信号对应于在第二时段期间的信号电荷的另一累积。第一时段是从执行第一快门操作的时刻到执行第二快门操作的时刻。第二时段是从执行第二快门操作的时刻到在扫描读出行的时段之前或期间出现的时刻。

根据一个实施方式，电子设备包括固体摄像装置。该固体摄像装置包括多个像素和一个扫描单元。每个像素包括光电转换元件和电荷累积区。扫描单元配置为从电荷累积区读出第一信号。扫描单元还配置为从电荷累积区读出第二信号。第一信号对应于在第一时段期间的信号电荷的累积。第二信号对应于在第二时段期间的信号电荷的另一累积。第一时段是从执行第一快门操作的时刻到执行第二快门操作的时刻。第二时段是从执行第二快门操作的时刻到在扫描读出行的时段之前或期间出现的时刻。