JP2010522479A - 可変感度画素を用いたダイナミックレンジの拡大 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (48)
- イメージセンサを読み出す方法であって、
(a)光検出器内の電荷を、前記光検出器が第一の容量を有する状態で積分するステップと、
(b)第一の時点で、前記光検出器が前記第一の容量を有する状態で、結果として得られる信号レベルを読み取るステップと、
(c)前記光検出器の容量を第二の容量に変更するステップと、
(d)前記第二の容量を有する前記光検出器に関わる信号レベルを読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
さらに、前記光検出器をリセットするステップと、
その結果として得られる第一のリセット信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
さらに、前記光検出器が前記第二の容量を有する状態で、前記光検出器をリセットするステップと、
結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
前記光検出器の容量を前記第一の容量に変更するステップと、
結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記光検出器は、前記第一または第二の容量の一方でリセットされ、第二のリセット信号は、前記第一のリセット信号と、前記第一と第二の容量の数値に基づいて計算されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より低い容量の第二の容量を提供するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記容量は、前記光検出器に隣接するゲートの電位を変化させることによって変更されることを特徴とする方法。 - イメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第一の容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(b)電荷を、第一の時点で、感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(c)第二の時点で、前記第一の容量を第二の容量に変更し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
さらに、前記第二の容量をリセットするステップと、
前記第二の容量の、結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
前記第二の容量を第一の容量に変更するステップと、
前記第一の容量の、結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記光検出器は、前記第一または第二の容量の一方でリセットされ、第二のリセット信号は、前記第一のリセット信号と、前記第一と第二の容量の数値に基づいて計算されることを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より低い容量の前記第二の容量を提供するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
さらに、1つまたは複数の隣接するコンデンサの容量を選択的に接続することによって、前記第一または第二の容量を変更するステップを含むことを特徴とする方法。 - イメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第一の容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(b)電荷を、第一の時点で、感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(c)電荷を、第二の時点で、前記感光領域から第二の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より高い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
さらに、前記第二の容量として、相互に接続された2つまたはそれ以上の電荷電圧変換領域を設けることにより、前記第二の容量を創出するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
さらに、画素アレイを設けるステップを含み、各画素は感光領域と、転送ゲートと、少なくとも2つの選択可能な容量を有する電荷電圧変換領域を有することを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
ステップ(a)は第一の時点で実行され、ステップ(b)は第二の時点で実行され、ステップ(c)は第三の時点で実行されることを特徴とする方法。 - イメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第二の容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(b)前記第二の容量を第一の容量に変更し、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(c)電荷を、第一の時点で、感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(d)前記第一の容量を第二の容量に変更するステップ、
(e)電荷を、第二の時点で、前記感光領域から前記第二の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より高い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
さらに、相互に接続された2つまたはそれ以上の電荷電圧変換領域を設けることによって、前記第二の容量を創出するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
さらに、画素のアレイを設けるステップを含み、各画素は、感光領域と、転送ゲートと、少なくとも2つの選択可能な容量を有する電荷電圧変換領域を有することを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
ステップ(a)は第一の時点で実行され、ステップ(b)は第二の時点で実行され、ステップ(c)は第三の時点で実行され、ステップ(d)は第四の時点で実行され、ステップ(e)は第五の時点で実行されることを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
さらに、ステップ(e)で得られる前記信号からステップ(a)で得られる前記リセット信号を差し引くステップと、ステップ(d)で得られる前記信号からステップ(b)で得られる前記リセット信号を差し引くステップを含むことを特徴とする方法。 - イメージセンサを読み出す方法であって、
(a)記憶された電荷に関して非線形である容量を設けるステップと、
(b)前記容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(c)電荷を感光領域から前記容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項23に記載の方法であって、
前記容量は、前記非線形容量に隣接するゲートの電位を変化させることによって変更されることを特徴とする方法。 - デジタルカメラのイメージセンサを読み出す方法であって、
(a)前記デジタルカメラの光検出器内の電荷を、前記光検出器が第一の容量を有する状態で積分するステップと、
(b)第一の時点で、前記光検出器が前記第一の容量を有する状態で、結果として得られる信号レベルを読み取るステップと、
(c)前記光検出器の容量を第二の容量に変更するステップと、
(d)前記第二の容量を有する前記光検出器に関わる前記信号レベルを読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項25に記載の方法であって、
さらに、前記光検出器をリセットするステップと、
結果として得られる第一のリセット信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法であって、
さらに、前記光検出器が前記第二の容量を有する状態で、前記光検出器をリセットするステップと、
結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
前記光検出器の容量を前記第一の容量に変更するステップと、
結果として得られる信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法であって、
前記光検出器は、前記第一または第二の容量の一方でリセットされ、第二のリセット信号は、前記第一のリセット信号と、前記第一と第二の容量の数値に基づいて計算されることを特徴とする方法。 - 請求項25に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より低い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項25に記載の方法であって、
前記容量は、前記光検出器に隣接するゲートの電位を変化させることによって変更されることを特徴とする方法。 - デジタルカメラのイメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第一の容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(b)電荷を、第一の時点で、前記デジタルカメラの感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(c)第二の時点で、前記第一の容量を第二の容量に変更し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項31に記載の方法であって、
さらに、前記第二の容量をリセットするステップと、
前記第二の容量の、結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
前記第二の容量を第一の容量に変更するステップと、
前記第一の容量の、結果として得られるリセット信号を読み取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項31に記載の方法であって、
前記光検出器は、前記第一または第二の容量の一方でリセットされ、第二のリセット信号は、前記第一のリセット信号と、前記第一と第二の容量の数値に基づいて計算されることを特徴とする方法。 - 請求項31に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より低い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項31に記載の方法であって、
さらに、1つまたは複数の隣接するコンデンサの容量を選択的に接続することにより、前記第一または第二の容量を変更するステップを含むことを特徴とする方法。 - デジタルカメラのイメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第一の容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(b)電荷を、第一の時点で、前記デジタルカメラの感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(c)電荷を、第二の時点で、前記感光領域から第二の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項36に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より低い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項37に記載の方法であって、
さらに、前記第二の容量として、相互に接続された2つまたはそれ以上の電荷電圧変換領域を設けることにより、前記第二の容量を創出するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項37に記載の方法であって、
さらに、画素のアレイを設けるステップを含み、各画素は、感光領域と、転送ゲートと、少なくとも2つの選択可能な容量を有する電荷電圧変換領域を有することを特徴とする方法。 - 請求項36に記載の方法であって、
ステップ(a)は第一の時点で実行され、ステップ(b)は第二の時点で実行され、ステップ(c)は第三の時点で実行されることを特徴とする方法。 - デジタルカメラのイメージセンサを読み出す方法であって、
(a)第二の容量をリセットし、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(b)前記第二の容量を第一の容量に変更し、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(c)電荷を、第一の時点で、前記デジタルカメラの感光領域から前記第一の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
(d)前記第一の容量を第二の容量に変更するステップと、
(e)電荷を、第二の時点で、前記感光領域から前記第二の容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項41に記載の方法であって、
さらに、前記第一の容量より高い容量の前記第二の容量を設けるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項41に記載の方法であって、
さらに、相互に接続された2つまたはそれ以上の電荷電圧変換領域を提供することにより、前記第二の容量を創出するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項41に記載の方法であって、
さらに、画素のアレイを設けるステップを含み、各画素は、感光領域と、転送ゲートと、少なくとも2つの選択可能な容量を有する電荷電圧変換領域を含むことを特徴とする方法。 - 請求項41に記載の方法であって、
ステップ(a)は第一の時点で実行され、ステップ(b)は第二の時点で実行され、ステップ(c)は第三の時点で実行され、ステップ(d)は第四の時点で実行され、ステップ(e)は第五の時点で実行されることを特徴とする方法。 - 請求項41に記載の方法であって、
さらに、ステップ(e)で得られた前記信号をステップ(a)で得られた前記リセット信号を差し引くステップと、
ステップ(d)で得られた前記信号をステップ(b)で得られた前記リセット信号を差し引くステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - デジタルカメラのイメージセンサを読み出す方法であって、
(a)記憶された電荷に関して非線形である容量を提供するステップと、
(b)前記容量をリセットし、結果として得られるリセット信号を記憶するステップと、
(c)電荷を前記イメージセンサの感光領域から前記容量に転送し、結果として得られる信号を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項47に記載の方法であって、
前記容量は、前記非線形容量に隣接するゲートの電位を変化させることによって変更されることを特徴とする方法。
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