[发明专利]固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备

说明书

本发明提供可实质上实现大动态范围化、高帧率化且可高效地访问存储器的固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法及电子设备。比较器221可进行：将与在积累期间从PD1溢出至FD1的溢流电荷对应的数字化后的第一比较结果信号输出的第一比较处理，将与在传输期间传输至FD1的PD1的积累电荷对应的数字化后的第二比较结果信号输出的第二比较处理，将与在传输期间传输至FD1的PD1的积累电荷及电荷积累部的积累电荷对应的数字化后的第三比较结果信号输出的第三比较处理，且存储器控制部240根据第一及第二比较结果信号的状态，控制是否将与第三比较结果信号对应的数据写入存储器部230。

技术领域

本发明涉及一种固态摄像装置、固态摄像装置的驱动方法、以及电子设备。

背景技术

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor， CMOS)图像传感器已作为使用有光电转换元件的固态摄像装置(图像传感器) 而被实际运用，该光电转换元件检测光并产生电荷。

CMOS图像传感器已广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(PC)、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。

CMOS图像传感器在每个像素中带有包括光电二极管(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联输出类型，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。

而且，为了提高特性，已提出了实现具有大动态范围的高画质的CMOS 图像传感器的各种方法(例如参照专利文献1)。

专利文献1中记载有如下固态摄像装置，其包括光电二极管PD与积累电容Cs，通过在电容密度比光电二极管PD更高的积累电容Cs中保持信号电荷，能够使最大信号增大而扩大动态范围。

该固态摄像装置将在高亮度时从光电二极管PD溢出的电荷保持于积累电容Cs。以低转换增益(LCG(FD电容CFd+Cs)读取溢出至积累电容Cs 的高亮度信号。利用高转换增益(HCG(FD电容CFd)对低亮度信号进行高增益读取。

另外，实际上已提出了列并联输出型CMOS图像传感器的各种像素信号读取(输出)电路。

其中，最先进的电路之一是每列(column)包括模拟-数字转换器(ADC (Analogdigital converter))，将像素信号作为数字信号取出的电路(例如参照专利文献2、3)。

在该搭载有列并联ADC的CMOS图像传感器(列AD方式CMOS图像传感器)中，比较器(comparator)对所谓的RAMP波与像素信号进行比较，并利用后段的计数器进行数字关双采样(Correlated Double Sampling，CDS)，由此，进行AD转换。

但是，此种CMOS图像传感器可高速传输信号，但存在无法进行全局快门(globalshutter)读取的缺点。

相对于此，已提出了数字像素(pixel)传感器，其在各像素中配置包含比较器的ADC(还配置存储器部)，可实现以同一时序对像素阵列部中的所有像素开始曝光与结束曝光的全局快门(例如参照专利文献4、5)。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利4317115号公报

[专利文献2]日本专利特开2005-278135号公报

[专利文献3]日本专利特开2005-295346号公报

[专利文献4]US 7164114B2 FIG，4

[专利文献5]US 2010/0181464 A1