CN102917185A - 固态成像装置和成像装置 - Google Patents

Abstract

提供固态成像装置，其包括像素，其被构成为将电磁波转换为电荷并输出对应于电荷量的信号；和像素单元，在其中二维地排列像素，且用于将电磁波转换为电荷的部分的配置在相邻的像素中相同，但是允许电荷量和信号量之间的关系在相邻像素之间不同。

Description

固态成像装置和成像装置

技术领域

本技术涉及固态成像装置和配备有固态成像装置的成像装置。

背景技术

作为扩大CMOS图像传感器（CMOS型固态成像装置）的动态范围的方法，已知各种方法。

例如，已经提出了提供相邻像素间在灵敏度上的差别以扩大动态范围的方法。

作为如上所述提供相邻像素间在灵敏度上的差别以扩大动态范围的方法，已知以下方法（例如，参考日本未审查专利申请公开第2005-332880号）。

根据第一方法，通过允许孔径比或透射率在相邻像素间不同来改变光线的使用效率，以便提供在灵敏度上的差别。

根据第二方法，允许存储时间在相邻像素间不同，以便提供在灵敏度上的差别。

发明内容

但是，上述两种方法具有以下问题。

根据该第一方法，当采用两类灵敏度时，实际像素的数量降低到1/2，导致分辨率的降低。而且，如同在对象的亮度上的差很小的情况一样，甚至当不需要扩大动态范围时，也可以降低分辨率。另外，在具有低孔径比或透射率的像素中，在光线入射在像素上之前的损耗很大，导致当对象暗时所获取的电荷的明显减少。

根据该第二方法，当抖动发生时或对象包括运动对象时，色偏等在边缘发生。

鉴于上述，期待提供能够扩大动态范围而无色偏的固态成像装置和配备有固态成像装置的成像装置。

本技术的固态成像装置包括像素，其被构成为将电磁波转换为电荷并输出对应于电荷量的信号。而且，固态成像装置包括像素单元，在其中二维地排列像素，用于将电磁波转换为电荷的部分的配置在相邻的像素中是相同的，但是允许电荷量和信号量之间的关系（relation）在相邻的像素之间不同。

本技术的成像装置包括本技术的固态成像装置、被构成为将入射光线引导到固态成像装置的光学单元和被构成为处理固态成像装置的输出信号的信号处理电路。

根据本技术的上述固态成像装置的配置，用于将电磁波转换为电荷的部分在相邻的像素中是相同的，但是可以允许电荷量和信号量之间的关系不同。

可以允许电荷量和信号量之间的关系（即，转换增益）在相邻的像素之间不同，以便可以从相邻像素获得具有高转换增益和高灵敏度的信号和具有低转换增益和低灵敏度的信号。因此，可以扩大动态范围。

同时，因为用于将电磁波转换为电荷的部分的配置在相邻的像素中是相同的，所以在相邻的像素中的电荷存储时间是相同的。因此，甚至当有抖动或对象的移动时，仍可以阻止色偏的发生。此外，因为在具有低转换增益的像素中所获得的电荷与在具有高转换增益的像素中所获得的电荷相同，所以获得足够的电荷量。

因为本技术的上述成像装置的配置包括本技术的固态成像装置，所以可以在固态成像装置中扩大动态范围而无装置色偏。

根据上述本技术，可以扩大动态范围而无色偏，导致动态范围的增大和装置能够获得高质量图像的固态成像装置或成像装置的实现。

而且，根据本技术，不需要两次从相同的像素中读取信号，不需要具有复杂配置的固态成像装置，且可以使用低成本配置扩大动态范围。

附图说明

图1是根据第一实施例的固态成像装置的示意配置图（方框图）；

图2是图1的像素单元的像素的电路配置图；

图3是用于驱动图2的像素的驱动脉冲的定时图；

图4是连接到图1中的每个像素的导线的示意配置图；

图5是根据第二实施例的固态成像装置的像素单元的像素的电路配置图；

图6是图示根据第二实施例的固态成像装置中的像素共享组合（pixel-sharing combination）的示图；

图7是连接到根据变型的连接到固态成像装置的每个像素的导线的示意配置图；和

图8是根据第三实施例的成像装置的示意配置图（方框图）。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本技术的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有基本相同功能和结构的结构性要素，且省略这些结构性要素的重复解释。

以下，将描述用于实现本技术的优选实施例（以下称为实施例）。另外，将以下列顺序给出描述。

1、第一实施例（固态成像装置）

2、第二实施例（固态成像装置）

3、固态成像装置的变型

4、第三实施例（成像装置）

<1、第一实施例（固态成像装置）>

图1是根据第一实施例的固态成像装置的示意配置图（方框图）。

如图1所示，固态成像装置100包括作为传感器单元的像素单元110、被构成为驱动该像素单元110的垂直驱动电路120、列处理电路130、输出电路140和控制电路150。

像素单元110具有在其中二维地排列多个像素以将入射电磁波（光线、电波等）转换为电荷的配置，从而输出对应于电荷量的信号。

配置垂直驱动电路120以驱动像素单元110的像素。

配置列处理电路130以从一行像素中接收图像信号、获得信号电平与复位电平之间的差并且进行模拟/数字转换等。

配置输出电路140以从列处理电路130接收图像信号以进行增益调整、损坏修正等，并向外部输出结果信号（resultant signal）。

配置控制电路150以向垂直驱动电路120、列处理电路130和输出电路140传送控制信号，并控制它们的操作。

另外，在像素单元110的像素中被转换为电信号的电磁波是诸如普通固态成像装置中的可见光、紫外线或红外线之类的光线。但是，在诸如图1的固态成像装置100之类的、本技术的固态成像装置中，这不被特别地限制。

可以配置本技术的固态成像装置以将预定波长范围的各种电磁波转换为电信号，各种电磁波包括诸如可见光、紫外线或红外线、电离辐射、电波、微波之类的光线。

接着，图2是图1中的固态成像装置100的像素单元110的像素的电路配置图。

图2中所示的像素10包括与具有四个晶体管的传统像素一样的电路元件。即，像素10包括光电二极管PD、传输晶体管21、浮动扩散FD、复位晶体管22、放大晶体管23和选择晶体管24。

图2中所示的像素10进一步在浮动扩散FD和复位晶体管22之间包括电容C和开关晶体管25。

该光电二极管PD是光电转换元件，其通过传输晶体管21连接到浮动扩散FD。

该浮动扩散FD连接到放大晶体管23的栅极。

该放大晶体管23的源极和漏极中的一个连接到电源线Vdd，且其另一个连接到选择晶体管24的源极和漏极中的一个。

该选择晶体管24的源极和漏极中的另一个连接到垂直信号线11。

浮动扩散FD和电容C通过开关晶体管25彼此连接。即，该开关晶体管25的源极和漏极中的一个连接到该浮动扩散FD，且另一个连接到电容Ｃ以及复位晶体管22的源极和漏极中的一个。

该复位晶体管22的源极和漏极中的另一个连接到电源线Vdd。

向传输晶体管21的栅极供应传输脉冲φTrf，向复位晶体管22的栅极供应复位脉冲φRst，且向选择晶体管24的栅极供应选择脉冲φSel。而且，向开关晶体管25的栅极供应开关脉冲φSw。

另外，图2中所示的像素10的全部晶体管21到25都是NMOS晶体管，且作为载流子的电荷是电子。

放大晶体管23生成对应于浮动扩散FD的电势的信号（图像信号）。然后，如果选择晶体管导通，则放大晶体管23向垂直信号线11输出所生成的信号（图像信号）。

当复位晶体管22导通时，该复位晶体管22向电源线Vdd释放（put）电容C和浮动扩散FD的电荷，由此将电容C和浮动扩散FD复位。

传统上已经提出了像素10的配置（例如，参考日本专利申请国家出版（特开）第2009-505498号）。

接着，图3是用于驱动图2的像素10的驱动脉冲的定时图。

如果选择脉冲φSel导通，则指示浮动扩散FD的电势的信号出现在垂直信号线11上。

如果开关脉冲φSw和复位脉冲φRst导通，则复位电容C和浮动扩散FD。如果复位脉冲φRst截止，因为复位电平出现在垂直信号线11上，所以列电路采用（take）并保持复位电平。

图3图示由实线指示的、开关脉冲φSw从导通状态截止的情况（1）和由虚线指示的、开关脉冲φSw维持在导通状态的情况（2）。

（1）当开关脉冲φSw从导通状态截止时，因为浮动扩散FD与电容C隔离，所以浮动扩散FD具有小电容量。因为浮动扩散FD具有小电容量，所以用少量电子显著地降低浮动扩散FD的电势，导致高增益的实现。从这个立足点看，输出具有高灵敏度的信号。但是，当信号电子的数量很大时，因为电子在浮动扩散FD中溢出，所以不可能获得对应于入射量的原始信号。

（2）当开关脉冲φSw保持导通状态时，因为浮动扩散FD连接到电容C，所以浮动扩散FD具有大电容量。因为浮动扩散FD具有大电容量，所以实现低增益而非接受大量电子，导致灵敏度的降低。

如上所述，改变向开关晶体管25供应的开关脉冲φSw以改变电荷保持部分的电容量，以便可以改变电荷量和信号量之间的关系（转换增益）。

此后，如果传输脉冲φTrf导通，因为从光电二极管PD向浮动扩散FD传送信号电子，所以降低浮动扩散FD的电势。因此，由于也降低了垂直信号线11的电势，所以列电路在那时采用垂直信号线11的信号电平，获得并保持该信号电平与之前采用的复位电平之间的差，并在后续定时上输出该差。

已经知道了使用具有此配置的像素，可以实现高增益操作模式、低增益操作模式和动态增益扩大模式作为固态成像装置的操作模式。在这些模式中，在动态增益扩大模式中，在从相同的像素中读取高增益信号和低增益信号之后，在后续级相互组合两次读取的这些信号。

但是，在动态增益扩大模式中，因为从相同的像素两次读取信号，所以显著地改变了操作且复杂化了对应的列电路，因此帧速率降低到1/2或列电路的大小翻倍。

即，为了使用动态增益扩大模式，需要专门设计的大规模固态成像装置。

另一方面，在本实施例中，尽管相对其中动态范围不扩大的传统配置没有很大的差别，但是可以通过具有简单配置的固态成像装置扩大动态范围。

图4是连接到图1中的固态成像装置100的像素单元110的每个像素10的导线的示意配置图。

在图4中，来自垂直驱动电路120的横向导线是用于驱动开关晶体管sw栅极的导线12（以下称为Sw导线）。另外，来自垂直驱动电路120的横向导线除了Sw导线12之外还包括用于供应复位脉冲φRst的导线、用于供应传输脉冲φTrf的导线、用于供应选择脉冲φSel的导线等等。但是，这些导线没有在图4中图示。

纵向导线是图2中所示的垂直信号线11。在每列的像素中排列每个垂直信号线11，且其连接到列处理电路130的对应处理电路13。

在像素单元110中，以矩阵式二维地排列像素10。

在像素10中，在每个行和每个列中的格状图案（checked pattern）上交替排列由白色矩形指示的像素10A和由带斜线的矩阵指示的像素10B。

从在图4中的下方起用数字12-1、12-2、12-3、12-4、……指示Sw导线12，在每个行的像素之间排列该Sw导线12。

各个Sw导线12（12-1、12-2、12-3、12-4、……）在奇数列和偶数列上连接到不同行的像素10。即，Sw导线12在左起的奇数列上连接到Sw导线12下面的行的像素10，而在偶数列上连接到Sw导线12上方的行的像素10。即，在每行的像素中，左起的奇数像素和偶数像素交替地连接到不同的Sw导线12。

此外，只有由白色矩形指示的像素10A连接到从下方起的奇数Sw导线12-1、12-3、……，而只有由带斜线的矩形指示的像素10B连接到从下方起的偶数Sw导线12-2、12-4、……。

另外，类似于Sw导线12，除Sw导线12以外的、用于像素驱动的导线在每列中可以交替地连接到下行的像素和上行的像素，或者可以不同于Sw导线12而简单地连接到水平线上的相同行的像素。

各个垂直信号线11在奇数行和偶数行上连接到不同列的像素。即，垂直信号线11在从下方起的奇数行上连接到垂直信号线11的左侧列的像素10，而在从下方起的偶数行上连接到垂直信号线11的右侧列的像素10。

此外，由白色矩形指示的像素10A连接到左起的奇数垂直信号线11，而由带斜线的矩形指示的像素10B连接到左起的偶数垂直信号线11。

在图2到图4所示的配置中，下列三种操作是可能的。（1）允许全部Sw导线12处于低电平（图3的截止状态），以便全部像素以高增益读取。（2）允许全部Sw导线12处于高电平（图3的导通状态），以便全部像素以低增益读取。（3）奇数Sw导线12-1、12-3……被固定于高电平（图3的导通状态），而偶数Sw导线12-2、12-4……被固定于低电平（图3的截止状态）。以此方式，由白色矩形指示的像素10A以低增益读取，而由带斜线的矩形指示的像素10B以高增益读取。

在本实施例中，在这些操作中，通过操作（3）扩大动态范围。

在操作（3）中，允许灵敏度在相邻像素之间不同。但是，像在允许灵敏度在相邻像素之间不同的传统上提出的配置中那样，不使用开口的大小或透射率来改变光线的使用效率，并且不允许存储时间不同。

用于将电磁波转换为电荷的部分的配置（即，光电二极管PD或传输晶体管21的配置）在相邻像素之间是相同的。以此方式，在相邻的像素中，存储时间是相同的且所获得的电荷的量也是大致相同的。

而且，在操作（3）中，允许用于保持从光电二极管PD读取的电荷的部分的电容量在相邻的像素之间不同，以便该电容量很大（FD＋C）或很小（只有FD）。以此方式，甚至当在相同像素中改变增益和不两次进行读取时，每个像素中通过一次读取在相邻像素中获得具有不同增益的信号。

正常地，如果根据对象的亮度使用操作（1）或操作（2），则可以捕获具有全分辨率的图像。

而且，只有当强调动态范围的大小时，可能使用操作（3）。

在操作（3）中，因为光电二极管PD中的存储时间在每个像素中是相同的，所以在边缘不会发生由于抖动或对象移动引起的色偏等。

此外，因为不从相同像素读取信号两次，所以也不需要专门设计的大规模固态成像装置。也容易根据摄影场景切换操作（1）至（3）。

在每个行的像素中，奇数像素和偶数像素交替地连接到不同的Sw导线12（例如，12-1和12-2），以便向具有低增益的像素和具有高增益的像素提供相同的垂直和水平分辨率。

而且，在每列的像素中，奇数像素和偶数像素交替地连接到不同的垂直信号线11。以此方式，因为每行中不向列处理电路130的处理电路13提供具有低增益的信号或具有高增益的信号且每次提供具有相同电平的信号，所以最优化简单。

根据上述实施例的固态成像装置100，在彼此相邻的像素10A和像素10B中，用于将电磁波转换为电荷的光电二极管PD和传输晶体管21的配置是相同的，但是可以允许转换增益不同。

而且，开关晶体管25的栅极导通和截止以便可以在大电容量（FD+C）和小电容量（仅FD）之间改变电荷保持部分的电容量。

以此方式，可以从相邻的像素中获得具有高转换增益和高灵敏度的信号以及具有低转换增益和低灵敏度的信号，以便可以扩大动态范围。

而且，改变电荷保持部分的电容量以改变转换增益，以便在相邻像素中，在操作（1）和（2）转换增益不出现不同而在操作（3）中转换增益不同。

另外，在彼此相邻的像素10A和像素10B中，因为用于将电磁波转换为电荷的光电二极管PD和传输晶体管21的配置是相同的，所以电荷存储时间是相同的。甚至当存在抖动或对象的移动时，也可以阻止色偏的发生。此外，因为在具有低转换增益的像素中获得的电荷与在具有高转换增益的像素中获得的电荷相同，所以获得足够的电荷量。

而且，根据本实施例，在相同的像素中改变增益之后，不两次进行读取，但是在每个像素中可以通过一次读取以在相邻的像素中获得具有不同增益的信号。

以此方式，不需要专门设计的大规模固态成像装置，相对于在其中不扩大动态范围的传统配置不存在大的不同，且可以通过具有简单配置的固态成像装置100扩大动态范围。

<2、第二实施例（固态成像装置）>

接着，将描述第二实施例的固态成像装置。

在该第二实施例中，固态成像装置的示意配置与图1所示的第一实施例的固态成像装置100的示意配置相同。但是，在像素单元110中，在两个像素中共享放大晶体管、开关晶体管等。

图5是根据第二实施例的固态成像装置的像素单元110的像素的电路配置图。

在两个像素中，在每个像素中排列光电二极管PD 1和PD2以及传输晶体管21（Trf1和Trf2），但是共享晶体管22、23、24和25以及紧接浮动扩散FD的电容C。

在传统上提出的配置（在多个像素中共享放大晶体管等）中，在相同行或相同列的像素中，或两行和两列的四个像素中共享放大晶体管等。

另一方面，在本实施例中，因为根据用于保持类似于第一实施例地从相邻像素中读取的电荷的部分的大小而改变增益，所以共享放大晶体管等的像素的组合不同于传统组合。

图6是图示根据本实施例的固态成像装置中的像素共享组合的示图。图6另外关于与图4所示的第一实施例的导线的示意配置相同的配置图示像素共享组合的一部分。

图6图示共享左起第一列的下起第5行的像素10Ｂ和第二列第6行的像素10B的组合，这两个像素从左上象限到右下象限彼此斜线相邻。而且，图6图示共享第二列第5行的像素10A和第三列第4行的像素10A的组合，这些像素从左下象限到右上象限彼此斜线相邻。对于其他像素，建立共享彼此斜线相邻的像素10A和像素10B的组合。

另外，如果如上所述地建立组合，则像素单元110的最末行或最末列保留。但是，这些像素是哑像素，它们工作但是不使用其输出信号。

类似于之前的实施例，根据上述本实施例，在彼此相邻的像素10A和像素10B中，用于将电磁波转换为电荷的光电二极管PD和传输晶体管21的配置是相同的，但是可以允许转换增益不同。

而且，开关晶体管25的栅极导通和截止以便可以在大电容量（FD+C）和小电容量（仅FD）之间改变电荷维持部分的电容量。

因此，类似于之前的实施例，可以扩大动态范围，且甚至当有对象的移动时仍可以阻止色偏的发生。而且，因为在具有低转换增益的像素中所获得的电荷与在具有高转换增益的像素中所获得的电荷相同，所以获得足够的电荷量。此外，不需要专门设计的大规模固态成像装置，相对于在其中不扩大动态范围的传统配置不存在大的不同，且可以通过具有简单配置的固态成像装置扩大动态范围。

根据上述实施例，在两个像素中共享FD、放大晶体管22等。但是，可以在四个像素中共享它们。

当在四个像素中共享它们时，优选在相同两列的（2×2）像素中共享它们。

例如，在图6中，FD、放大晶体管22等在处于相同的两列中的总计4个像素（即，第二列第5行和第三列第4行的两个像素10A（其被用线包围）以及第二列第3行和第三列第2行的两个像素10A）中共享。

对于像素B，放大晶体管22等在处于相同的两列中的像素B中共享。

<3、固态成像装置的变型>

根据上述实施例，仅像素10A或仅像素10B连接到相同的垂直信号线11，且垂直信号线11连接到奇数行和偶数行中不同列的像素10。

另一方面，可以利用在其中垂直信号线11连接到相同列的像素10的配置。

在此情况下，在图7中图示了像素单元110的像素10A和10B的电路配置。

如图7所示，垂直信号线11连接到相同列的像素，且连接到像素10A和10B。

在图7中，Sw导线12与像素10A和10B之间的连接与图4中相同。即，仅像素10A连接到奇数Sw导线12-1和12-3，并且仅像素10B连接到偶数Sw导线12-2和12-4。以此方式，类似于上述实施例，允许增益在相邻像素之间不同，以便可以扩大动态范围。

当垂直信号线11交替地连接到如图4所示的右侧列的像素和左侧列的像素时，与图7的情况相比，在最优化很容易方面有利。

这是因为当垂直信号线11连接到如图4所示的像素时，输入到列处理电路130的各个行的处理电路13的信号仅是具有低增益的信号或仅是具有高增益的信号，且每次向处理电路13输入相同电平的信号。

根据上述实施例，开关晶体管25导通和截止以便可以改变像素10的转换增益。

另一方面，也可以固定每个像素的转换增益。例如，如果电容C连接在每一个像素的浮动扩散FD与复位晶体管之间而不提供开关晶体管和Sw导线，这就足够了。

在这个配置中，不切换高分辨率操作和动态范围扩大操作。但是，可以使用简单配置而不用改变像素存储时间来扩大动态范围。

根据上述实施例，改变浮动扩散FD的电容量以改变转换增益。

另一方面，也可以改变转换增益而不管电容量上的变化。

例如，因为列处理单元130配备有作为用于在AD转换之前施加增益的电路的增益级，所以允许增益状态在像素10A和像素10B中不同，即，在每个列中改变增益状态，以便可以改变增益。

根据上述实施例，以矩阵式排列像素10（10A和10B），垂直信号线11在纵向上延伸，而Sw导线12在横向上延伸。

但是，本技术不局限于以矩阵式排列像素的配置。即，也可以应用本技术到其他在其中二维地排列像素的配置。

例如，也可以应用本技术到在其中斜向排列导线的配置、在其中像素的形状不是矩形而是蜂窝型且导线沿着像素从一边弯向另一边的配置等。

也可以应用本技术到堆叠配置，在其中堆叠光电转换单元和逻辑单元。如果电路配置与普通成像装置的配置相同，则也可以以相同的方式应用本技术。

如果有在其中允许增益在每个像素中不同的其他配置，则可以实现相同的操作和效果。

<4、第三实施例（成像装置）>

图8是根据第三实施例的成像装置的示意配置图（方框图）。

如图8所示，成像装置200包括具有透镜组等的光学单元201、固态成像装置202、作为相机信号处理电路的DSP电路203、显示装置204、存储器205、CPU 206、电源装置207和操作单元208。

光学单元201被构成为接收诸如从对象入射的光线之类的电磁波，并在固态成像装置202的成像平面上形成图像。

固态成像装置202被构成为将诸如由该光学单元201在成像平面上成像的光线之类的电磁波的量以像素为单位转换为电信号，并将该电信号作为像素信号输出。

作为固态成像装置202，使用诸如上述实施例的固态成像装置之类的、根据本技术的固态成像装置。

显示装置204包括平板型显示装置，诸如液晶显示装置或有机EL（电致发光）显示装置，并显示由固态成像装置202捕获的运动图像或静止图像。

电源装置207被构成为向DSP电路203、显示装置204、存储器205和操作单元208合适地供应各种电压作为它们的操作电压。

操作单元208被构成为基于用户操作为成像装置200的各种功能输出操作命令。

成像装置200可以通过从外部接收摄影者的意图来切换上述操作（3）。

而且，在成像装置200中，当利用在其中DSP203监视对象亮度的配置时，DPS203可以根据监视的结果自动地确定是否使用操作（1）、（2）或（3），从而设置增益。

例如，当在对象的亮度上的差很小时，可以根据亮度自动选择操作（1）或（2）。当在对象的亮度上的差很大时，可以自动选择操作（3）。

然后，固态成像装置202从DSP203接收命令以向固态成像装置202的控制电路（例如，图1的固态成像装置100的控制电路150）传送该命令。例如，DSP203接收命令并在操作（3）中进行合成处理。

另外，当依据成像人的意图切换上述操作时，操作单元208和CPU206也与DSP203一起参与这个切换操作。对于关于操作选择的外部输入，向CPU206传送来自操作单元208的输入的内容，并从CPU206向DSP203传送所选择的操作。

与根据本实施例的上述成像装置200的配置一致，作为固态成像装置202使用根据本技术的、诸如上述实施例的固态成像装置之类的固态成像装置，以便可以扩大动态范围而无色偏。此外，因为在具有低转换增益的像素中获得的电荷与在具有高转换增益的像素中获得的电荷相同，所以获得足够的电荷量。此外，不需要专门设计的大规模固态成像装置，相对于在其中未扩大动态范围的传统配置不存在大的不同，且可以通过具有简单配置的固态成像装置202扩大动态范围。

而且，与根据本实施例的成像装置200的配置一致，可以根据对象状态自动地选择在其中输出具有全（full）分辨率的正常图像的模式和动态范围扩大模式，或依据成像人的意图选择两种模式。

在本技术中，成像装置的配置不局限于图8所示的配置。例如，如果有在其中使用根据本技术的固态成像装置的配置，则本技术可使用除了图8所示配置以外的配置。

本技术也可以被构成如下。

（1）一种固态成像装置，包括：

像素，其被构成为将电磁波转换为电荷并输出对应于电荷量的信号；和

像素单元，在其中二维地排列像素，且用于将电磁波转换为电荷的部分的配置在相邻的像素中是相同的，但是允许电荷量和信号量之间的关系在相邻像素之间不同。

（2）根据（1）的固态成像装置，其中在每个像素中切换作为电荷量和信号量之间的关系的转换增益，且在相邻像素中切换在转换增益上没有差别的状态和具有不同转换增益的状态。

（3）根据（2）的固态成像装置，其中改变用于保持像素的电荷的部分的电容量以改变像素的转换增益。

（4）根据（3）的固态成像装置，其中像素单元包括以矩阵式排列的像素，且该固态成像装置进一步包括：

对应于每个像素行提供的开关导线；和

在每个像素中布置并连接到开关导线以改变电容量的开关晶体管。

（5）根据（4）的固态成像装置，其中，在每行的像素中，奇数像素和偶数像素交替地连接到不同的开关导线。

（6）一种成像装置，包括：

根据（1）到（5）中的任何一个的固态成像装置；

光学单元，其被构成为引导入射光线到固态成像装置；和

信号处理电路，其被构成为处理固态成像装置的输出信号。

（7）根据（6）的成像装置，其中依据外部输入改变在固态成像装置的像素中的电荷量和信号量之间的关系。

本技术不局限于上述实施例。例如，可以在本技术的范围之内实现各种配置。

本技术包含涉及公开在于2011年8月1日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2011-168020的主题的主题，其整体内容通过引用并入于此。

Claims (7)

1.一种固态成像装置，包括：

像素，其被构成为将电磁波转换为电荷并输出对应于电荷量的信号；和

像素单元，在其中二维地排列所述像素，且用于将所述电磁波转换为所述电荷的部分的配置在相邻的像素中是相同的，但是允许所述电荷量和所述信号量之间的关系在所述相邻像素之间不同。

2.根据权利要求1的所述固态成像装置，其中在每个像素中切换作为所述电荷量和所述信号量之间的关系的转换增益，且在所述相邻像素中切换在所述转换增益上没有差别的状态和具有不同转换增益的状态。

3.根据权利要求2的所述固态成像装置，其中改变用于保持所述像素的电荷的部分的电容量以改变所述像素的转换增益。

4.根据权利要求3的所述固态成像装置，其中所述像素单元包括以矩阵式排列的所述像素，且所述固态成像装置进一步包括：

对应于每个像素行提供的开关导线；和

在每个像素中布置并连接到开关导线以改变电容量的开关晶体管。

5.根据权利要求4的所述固态成像装置，其中，在每行的所述像素中，奇数像素和偶数像素交替地连接到不同的开关导线。

6.一种成像装置，包括：

固态成像装置，其包括被构成为将电磁波转换为电荷并输出对应于电荷量的信号的像素，以及在其中二维地排列所述像素且用于将所述电磁波转换为所述电荷的部分的配置在相邻的像素中是相同的、但是允许所述电荷量和信号量之间的关系在所述相邻像素之间不同的像素单元；

光学单元，其被构成为引导入射光线到所述固态成像装置；和

信号处理电路，其被构成为处理所述固态成像装置的输出信号。

7.根据权利要求6的所述成像装置，其中依据外部输入改变在所述固态成像装置的像素中的所述电荷量和所述信号量之间的所述比率。

Images