專利名稱：固體攝像裝置的制作方法
固條絲置
本申請是以申請?zhí)枮镴P2006-307257，于2006年11月13日申請的在先日 本專利申請為^出，并且要求絲先權(quán)，該后者的^P內(nèi)^ilE供參考而引 用。
技賴域
本發(fā)明涉及固^m^^置，比如，涉及帶有圖象傳感器的便攜電話、數(shù)字 照相機(jī)、攝^^所^M1的CMOS型圖象傳感器。
背景技術(shù)：
在過去，比如，JP特開2001—189893、 JP特開2000~23044中記載有擴(kuò) 大CMOS型圖象傳感器的動(dòng)態(tài)范圍的方法。JP特開2001—189893將擴(kuò)大動(dòng)態(tài) 范圍的方法用于不完4^送型的光電^ L管，但是，具有產(chǎn)生殘留圖象、白色 缺陷(白傷)等的危險(xiǎn)，難以實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)。相對該情況，JP特開2000~23044 的方法對應(yīng)于完4^送型的光電^^l管。但是，由于^fM檢測部而擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范 圍，故具有產(chǎn)生檢測部的泄漏it^的暗時(shí)不均勻、KTC^"，因不同于JP特 開2001—189893的原因，產(chǎn)生畫質(zhì)變差的可能性。而且，由于任意方法均對曝 光時(shí)間長的信號(hào)和短的信號(hào)進(jìn)4沐法運(yùn)算，將絲出，故具有難以將啄光時(shí)間 長的信號(hào)和短的信號(hào)分離的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)形式的固僻凝像裝置包括象素部，在該象素部中，將單元 按照^^列的二維方式配置在半"!^H"底上，上述單元包括光電變換部；讀 出電路，該讀出電i^lf通itJi絲電變換部對A40tii行光電變換而獲得的信 號(hào)電員出到檢測部中；放大電路，該放大電路對與蓄積于上述檢測部中的信 號(hào)電荷相對應(yīng)的電壓進(jìn)4豫大并輸出；復(fù)位電路，該復(fù)位電膽上述檢測部的 信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位；曝光時(shí)間控制電路，該曝光時(shí)間控制電#制由上述光電變換部進(jìn)行光電變換的膝光時(shí)間，在4^象素部中，佳Jlii膝光時(shí)間相同；AD 變換電路，該AD變換電路以使信號(hào)電平的辦率不同的方iC^AUi述象素部 輸出的信號(hào)進(jìn)行AD變換；^ft器，該^m器機(jī)由上述AD變換電路變 換出的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路進(jìn)行處理，以使得對來自上雄 M器的輸出信號(hào)，與上述AD變換電路后的象素輸出信號(hào)的辨率相一致地
控制放大率，相對ib^r入信號(hào)量成為線性的傾斜。
4^發(fā)明的另一形式的固^^聶<象裝置包括象素部，該象素部包舍以二維 方式配置于半"Wt底上的光電^管；將上iiit電二極管的信號(hào)電荷讀出到 檢測部中的讀出電路；輸出上ii^測部的電荷的輸出電路；用于將上述檢測部 進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位電路；啄光時(shí)間控制電路，該膝光時(shí)間控制電路檢制由上iiit 電二4l管i^f亍光電變換的瀑光時(shí)間；列放大電路，對通itJi逸渝出電路渝出的 信號(hào)進(jìn)4力改大；蓄積電路，該蓄積電路對由上述列防大電路所放大的信號(hào)進(jìn)行 蓄積，AD變換電路，對上述蓄積電路戶糟積的信號(hào)進(jìn)行AD變換；多個(gè)^## 器，絲由上述AD變換電路變^r的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路 對來自上述多個(gè)^ft器的多個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行處理；其中，將在上^t電^ 管中蓄積的信號(hào)分割為多M由上述讀出電路進(jìn)4t^出，通iUi述列放大電路 ^it大率不同,由上述輸出電,出的信號(hào)進(jìn)^f械大，通iiJi述AD變換電 路進(jìn)行多次AD變換，將多次AD變換過的上述信號(hào)4#^上述多個(gè)旨賭器 中；上述信號(hào)處理電路包括線性變換合成電路，該線性變^^成電路為了使從 上述多個(gè)^ft器中同時(shí)讀出的多個(gè)輸出信號(hào)的傾斜相同，與上述列放大電路 的放大率相一致#制信號(hào)放大電路的放大率，并J^目對^r入信號(hào)量設(shè)為相 同的傾斜、通過切換電5$^成為1 ^H言號(hào)。
本發(fā)明的又一形式的固體攝^^置包括象素部，該象素部包含以二維方 式配置于半"!^H7lUi的光電^l管；將上絲電^l管的信號(hào)電絲出到檢 測部中的讀出電路；將上述信號(hào)電荷變M電壓的檢測電路；輸出上ii^測電 路的電壓的輸出電路；用于將上述^r測電i^進(jìn)^f亍復(fù)位的復(fù)位電路；膝光時(shí)間控 制電路，該膝光時(shí)間控制電膽制由上iiit電^fel管進(jìn)行光電變換的瀑光時(shí)間； 蓄積電路，該蓄積電路蓄積由上述輸出電5 出的信號(hào)；AD變換電路，該AD 變換電路對在上述蓄積電路中蓄積的信號(hào)進(jìn)行AD變換；多個(gè)^ft器，絲 由上述AD變換電路變絲的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對來自上 述多個(gè)^^器的多個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行處理，其中，上述膝光時(shí)間控制電刷吏由上述電二極管進(jìn)行光電變換的啄光時(shí)間在4^象素中相同；上述AD變換電 i^吏輸入信號(hào)電平的，率不同iik^^yjiii象素部輸出的信號(hào)進(jìn)行AD變換； 上述信號(hào)處理電路包括線性變換電路，該線性變換電路進(jìn)行處理，以使得對于 來自上5^##器的輸出信號(hào)，與JJ^ AD變換電路的，率相一致J4^制信 號(hào)放大電路的iU^率，相對ife^入信號(hào)量變?yōu)榫€形的傾斜。


圖1為用于表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的低照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的to結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的放大型CMOS圖象傳感器中的象素 部，CDS和ADC的M結(jié)構(gòu)例子的電路圖。
圖3為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的第1動(dòng)作定時(shí) 的波形圖。
圖4為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的第2動(dòng)作定時(shí) 的波形圖。
圖5為本發(fā)明的第1實(shí)施形式的象素部的單元(cell)的剖面圖和電勢 (potential)圖。
圖6為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的WDM電路的另一結(jié)構(gòu)的圖。 圖7a和圖7b為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的WDM電路的動(dòng)作的圖。 圖8為用于表示本發(fā)明的第2實(shí)施形式的4^E度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^E^構(gòu)的方框圖。
圖9為表示本發(fā)明的第2實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖10為本發(fā)明的第2實(shí)施形式的象素部的單元(cell)的剖面圖和電勢 (potential)圖。
圖11為用于表示本發(fā)明的第3實(shí)施形式的^m度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的旨結(jié)構(gòu)的方4匡圖。
圖12為表示本發(fā)明的第4實(shí)施形式的低肌變時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò);^法的圖， 為表示放大型CMOS圖象傳感器的^L^構(gòu)的方框圖。
圖13為表示本發(fā)明的第2實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖14為用于表示本發(fā)明的第5實(shí)施形式的^M度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖15為用于表示本發(fā)明的第6實(shí)施形式的^^、度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^t^構(gòu)的方框圖。
圖16為用于表示本發(fā)明的第7實(shí)施形式的高照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖17為表示本發(fā)明的第7實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖18為用于說明本發(fā)明的第7實(shí)施形式的光電J1^L管PD的信號(hào)電荷的蓄 積的圖。
圖19a和圖19b為本發(fā)明的第7實(shí)施形式的象素部的單元(cell)的剖面圖 和電勢(potential)圖。
圖20為表示顯示本發(fā)明的第7實(shí)施形式的WDM電路的動(dòng)作的數(shù)字信號(hào)的圖。
圖21a，圖21b，圖21c和圖21d為表示本發(fā)明的第7實(shí)施形式的WDC 電路的^t^構(gòu)的方框圖和表示動(dòng)作的圖。
圖22為用于表示本發(fā)明的第8實(shí)施形式的高照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的g結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖23為表示本發(fā)明的第8實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖24為用于表示本發(fā)明的第9實(shí)施形式的從^f^f、度到高 的寬范圍的動(dòng) 態(tài)范圍擴(kuò)大方法的圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖25為表示本發(fā)明的第9實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖26為表示本發(fā)明的第10實(shí)施形式的WDM電路的變形例子的圖。 圖27a，圖27b，圖27c和圖27d為表示本發(fā)明的第10實(shí)施形式的控制方 法的圖。
圖28為表示本發(fā)明的第11實(shí)施形式的從^^度到高照度的寬范圍的動(dòng)態(tài) 范圍擴(kuò)大方法的圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的g結(jié)構(gòu)的方框圖。圖29為表示本發(fā)明的第11實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。
圖30為表示本發(fā)明的第11實(shí)施形式的控制方法的圖。
圖31為表示本發(fā)明的第12實(shí)施形式的從^^、度到高照度的寬范圍的動(dòng)態(tài)
范圍擴(kuò)大方法的圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^L^構(gòu)的方框圖。 圖32為表示本發(fā)明的第12實(shí)施形式的控制方法的圖。 圖33為本發(fā)明的第13實(shí)施形式的放大型CMOS圖象傳感器的旨結(jié)構(gòu)
的方?jīng)_匡圖。
圖34為表示本發(fā)明的第13實(shí)施形式的CMOS圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的 波形圖。
圖35a，圖35b,圖35c和圖35d為表示本發(fā)明的第14實(shí)施形式的CMOS 圖象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的變形例子的波形圖。
M實(shí)施方式
下面參照附圖;jMt實(shí)施形i^ii^ti兌明。
圖1為用于表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的^^、度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，為表示放大型CMOS圖象傳感器的^^構(gòu)的方框圖。在傳感器芯部A 中配置有象素部l、列型噪音消除電路(CDS)2、列型樹^lt字轉(zhuǎn)換器(ADC) 3、閂鎖電路4、 2個(gè)旨賭器(MSGH、 MSGHL)5， 6和水平移位寄存器7 等。
ife^由透鏡10而A4t到象素部l中，通狄電變換，形成與A4t光對目應(yīng) 的電荷。在該象素部1中，單元(cell)(象素)11按照行和列2 ^ 己置于 半"f^H7lUi。 1個(gè)單元(cell) 11由4個(gè)晶體管(Ta, Tb， Tc， Td)和光電 ^L管(PD)構(gòu)成，分別將樂辦信號(hào)ADDRESSn、 RESETn、 READn供給各 單元(cell) 11。在該象素部11的下部，沿7JC平方向配置源4 W1器(follower) 電路用的負(fù)載晶體管TLM，這些負(fù)載晶體管TLM的電^ii^的一端分別與垂 直4言號(hào)線VLIN連接，另一端與接地泉連接。垂直信號(hào)線VLIN通過開關(guān)S1， 與CDS2連接。
與由象素部1產(chǎn)生的信號(hào)電 目對應(yīng)的樹以信號(hào)經(jīng)由CDS2被，ADC3， i變換為數(shù)字信號(hào)，被鎖存在閂鎖電路4中。在該閂鎖電路4中鎖存的數(shù)字信號(hào)經(jīng)由^4^器(MSGH， MSGHL)5、 6，由水平移位寄存器7，從傳感器芯部 A4^l讀出，^^ft器(MSGH， MSGHL) 5、 6讀出的數(shù)辨號(hào)OUT0~ OUT9被^^寬動(dòng)態(tài)范圍混合(WDM)電路20，將2*號(hào)合成，經(jīng)過后級 的寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮(WDC)電路30而輸出*感器的夕|^。
另外，與象素部1々條，分別配U3^t選擇電路(選擇器)12、信辯出 用的垂直寄存器(VR寄存器)13、蓄積時(shí)間控制用的垂直寄存器(ES寄存器) 14。
從象素部1進(jìn)行的讀出、CDS2的控制^^錢時(shí)^jl器(TG) 40輸出的 斷信號(hào)S1 S4、 RESET/ADDRESS/READ、 VRR、 ESR而進(jìn)行。斷信號(hào) S2 S4被供給CDS2。 J3^f信號(hào)RESET/ADDRESS/READ被供給樂辦選擇電 路12。
斷信號(hào)VRR被供給VR寄存器13,脈沖信號(hào)ESR被供給ES寄存器14。 通itJi述寄存器，選擇象素部l的垂直線，經(jīng)由斷選擇電路12，將樂辦信號(hào) RESET/ADDRESS/READ (在圖1中，通過RESETn、 ADDRESSn、 READn 錄'lli^行表示)供給象素部1。斷信號(hào)( l*t) ADDRESSn供給單 元(cell) 11中的行選擇晶體管Ta的柵恢，樂辦信號(hào)(復(fù)^^沖)RESETn供 給單元(cell) 11中的復(fù)位晶體管Tc的lfc，步辦信號(hào)("^IOjOt) READn 供給單元(cell) 11中的讀出晶體管Td的WL在象素部1上，從偏I(xiàn)^A電 路(偏置器1) 15 ^p偏置電壓WL。該偏置電壓WL被供給源feW器 (follower)電路用的負(fù)載晶體管TLM的Wl。
VREF發(fā)生電路50為對主時(shí)鐘信號(hào)MCK進(jìn)行應(yīng)答絲作，產(chǎn)生AD變換 (ADC)用的絲波形的電路。該絲波形的振幅通it^AJiJ串行接口 (串行 I/F) 60中的數(shù)據(jù)DATA 4U^誰制。輸A^該串行接口 60中的命4^^^令 解碼器61 ，進(jìn)^1^碼處理，與JJi^時(shí)鐘信號(hào)MCK ""^被^^態(tài)^A器40。
在VREF^A電路50中，為了在1個(gè)水平掃描期間進(jìn)行2次AD變換， 而產(chǎn)生三角形波VREFGH和VREFGL，將^#給ADC3,通過使前半的VREF 振幅的傾斜為GH，按照10bit共1023電平，對輸入信號(hào)電平的小的信號(hào)范圍 進(jìn)行AD變m理。即、獲得與才對以GAIN放大的情yU目同的^:。在后半， 通過使VREF振幅的傾斜為GL，按照10bit共1023電平，對輸入的大的信號(hào) 范圍進(jìn)行AD變換。即，獲得與使衞以信號(hào)GAIN變小的情;;U目同的絲。比如，如果將VREFGL振幅i議為480mV，則獲得與輸入信號(hào)480mV相對應(yīng)的 10bit數(shù)據(jù)1023LSB電平。如果將VREFGH振幅設(shè)定為120mV，則獲^得與輸 入信號(hào)120mV相對應(yīng)的10bit數(shù)據(jù)1023LSB電平。即，具有與將衞以信號(hào)GAIN 放大了 4倍的情^L^目同的^。在以往，比如，在^M度攝像的GAIN為4倍 設(shè)定的場合，將VREF振幅^^為120mV，不iMI輸入信號(hào)大于120mV的信 號(hào)，
寬動(dòng)態(tài)范圍濕合(WDM)電路20由對黑電平的dark信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算 處理的減法運(yùn)算電路(-dark) 201， 202、對減法運(yùn)算電路201， 202的輸出進(jìn) 行故大的增益電路(GA )203、開關(guān)204構(gòu)成。在后級，寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮(WDC) 電路30包括白色平l^處理電路(WB) 31和壓縮電路32。
同時(shí)>^##器5， 6中讀出4^于^ft器5， 6中的樹以信號(hào)GAIN為 4倍的信號(hào)SGH和才對以GAIN為1倍的信號(hào)SGHL，將它們輸A^ WDM電 路20中。首先，在減法運(yùn)算電路201中，從信號(hào)SGH中，減去黑電平(dark) 的64LSB電平，形成信號(hào)SA。同樣，在減法運(yùn)算電路202中，從信號(hào)SGHL 中，減去黑電平(dark)的64LSB電平，生成信號(hào)SB。接著，通過增益電路 (GA) 203,對信號(hào)SB進(jìn)4沐大，生成信號(hào)SD。該增益量為信號(hào)SGH和信 號(hào)SGHL的4勤以GAIN比GH/GL。通ii^H言號(hào)SB進(jìn)^^益倍數(shù)的處理，即 寸^;傾斜不同的光電變換特性曲線，仍可形成等價(jià)地與信號(hào)SGH相同的傾斜。 在本W(wǎng)DM電路20中，為了減少低信號(hào)電平的^t，對信號(hào)SD和信號(hào)SA進(jìn) 4沐法運(yùn)算，生成信號(hào)SC。對于該信號(hào)SC,通#法運(yùn)算，信號(hào)電平變?yōu)? 倍，由此，在后級，進(jìn)行l(wèi)/2處理，生成信號(hào)SE。通過該處理，可減少噪音3dB。 作為信號(hào)SF，在SGH信號(hào)小于1023LSB電平時(shí)，選^ft號(hào)SE，按照在1023LSB 以上時(shí)，選#1言號(hào)SD的方式(在圖中未示出的判定電路中)，切換開關(guān)204。 其結(jié)果是，能夠平滑賺SE信號(hào)和進(jìn)行GAIN倍了的SD信號(hào)合成，獲得相對 ;5b^T入信號(hào)而直離變化的信號(hào)作為SF信號(hào)。在WDM電路20中，使比特?cái)?shù) 增加，按照最大16比特進(jìn)4豫出。另外，在白平衡(WB)處理電路31中，按 照相同方式對R， G， B信號(hào)的電平進(jìn)行處理，可通過壓縮電路32，將信號(hào)壓 縮成12比特而輸出。雖然不iM)大于過去120mV的信號(hào)，但是，可有^kii 行再生至傳感器的雄和信號(hào)電平480mV，可擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，
圖2為表示圖1所示的放大型CMOS圖象傳感器的象素部1， CDS2和ADC3的M結(jié)構(gòu)例子的電路圖，象素部1中的^^單元(cell)(象素)11由 行選擇晶體管Ta、放大晶體管Tb、復(fù)位晶體管Tc、讀出晶體管Td和光電二 極管PD構(gòu)成。晶體管Ta、 Tb的電ait^串^i^接于電源VDD和垂直信號(hào)線 VLIN之間。將務(wù)辦信號(hào)ADDRESSn供給晶體管Ta的#^1。晶體管Tc的電路 iti^連接于電源VDD和晶體管Tb的柵極(檢測部FD )之間，務(wù)辦信號(hào)RESETii 被供給該Wl,另夕卜，晶體管Td的電^Et^的一端與檢測部FD連接，將樂jOf 信號(hào)READn^H玄Wl。另夕卜，在晶體管Td的電^JW的另一端，連接有光 電4管PD的陰極，該光電^ l管PD的陽極接地。
上述結(jié)構(gòu)中的單元(cell) U按照行和列二^k^g&置地構(gòu)成象素部l。在 象素部1的下部，源秘P1器(follower)電路用的負(fù)載晶體管TLM沿7jC平方 向配置。這些負(fù)栽晶體管TLM的電^i^C^接于垂直信號(hào)線VLIN^^地 點(diǎn)之間，在該;MUi^偏JJL生電路15脅偏置電壓WL,在CDS2和ADC3 中，配置噪音消除用的電容C1， C2，并JJ&置有用于傳遞垂直信號(hào)線VLIN的 信號(hào)的晶體管TS1 ，用于輸入AD變換用的絲波形的晶體管TS2和2級的比 較器電路COMPl, COMP2。在比較器電路COMPl, COMP2之間，連接有 電絲C3。
t嫩器電路COMPl由反相器INV1;在該反相器INV1的輸入端和輸出 端之間連接有電流通路的晶體管TS3構(gòu)成。比較器電路COMP2由及j目器 INV2;與在該反相器INV2的輸入端和輸出端之間連接有電^^￡路的晶體管 TS4構(gòu)成。M時(shí)^jl器40輸出的Ji^t信號(hào)Sl^晶體管TSl的^1，務(wù)辦 信號(hào)S2供給晶體管TS2的柵恢，步辦信號(hào)S3供給晶體管TS3的柵級，脈沖信 號(hào)S4供給晶體管TS4的 1。從t嫩器電路COMP2輸出的數(shù)字信號(hào)通過閂 鎖電路4被鎖存，輸AJ"個(gè)^m器5, 6中。^ftll^號(hào)使移位寄存器7 動(dòng)作，從2個(gè)^f^器5， 6中，^L輸出6 ~ 10比特的數(shù)^ft號(hào)OUT0 ~ OUT9。
在上iii^樣的結(jié)構(gòu)中，比如，為了讀取垂直信號(hào)線VLIN的n條線的信號(hào)， 通過^^辦信號(hào)ADDRESSn為"H"電平，從而使由放;W晶體管Tb和負(fù)載用 晶體管TLM組成的源極多M器(follower)電路動(dòng)作。而且，為了對由光電二 極管PD進(jìn)行光電變換得到的信號(hào)電絲積一定期間，^i^fti亥讀出之前，去 !^^測部FD中的暗電流等'^rf信號(hào)，將樂辦信號(hào)RESETni5^"H"電平， 使晶體管Tc導(dǎo)通，將檢測部FD i議為VDD電壓=2.8V。由此，向垂直信號(hào)線VLIN，輸出構(gòu)g準(zhǔn)的在檢測部FD中沒有信號(hào)的狀態(tài)的電壓(復(fù)位電平)。 此時(shí)，脈沖信號(hào)S1， S3， S4分別設(shè)為"H"電平，使晶體管TS1， TS3， TS4導(dǎo) 通，由此，設(shè)定ADC3的》嫩器電路COMPl和COMP2的AD變換電平，并 iUt電容Cl中蓄積與垂直信號(hào)線VLIN的復(fù)位電平相對應(yīng)的量的電荷。
接著，^Ji^t信號(hào)(讀出務(wù)辦)READn為"H"電平，使讀出晶體管Td導(dǎo) 通，^itit^電^l管PD產(chǎn)生而蓄積的信號(hào)電，出到;^測部FD中。由此， 在垂直信號(hào)線VLIN中，讀出檢測部FD的電壓(信號(hào)+復(fù)位)電平.此時(shí)， 步辦信號(hào)Sl iWH"電平，步辦信號(hào)S3設(shè)為"L"電平，,信號(hào)S4設(shè)為"L" 電平，務(wù)辦信號(hào)S2iU"H"高電平，由此，晶體管TS1導(dǎo)通，晶體管TS3截 止，晶體管TS4截止，晶體管TS2導(dǎo)通，與"垂直信號(hào)線VLIN的信號(hào)+復(fù)位 電平"相對應(yīng)的電a積于電容C2中。此時(shí)，由于t嫩器電路COMPl的輸入 端處于高P且抗?fàn)顟B(tài)，故電容C1處于^^復(fù)位電平的狀態(tài)。
然后，通過使從VREFJ^電路50輸出的M波形的電平增加Ub角 形波VREF從低電平，變?yōu)楦唠娖?，經(jīng)電容C1和C2的合成電容，通過tb^ 器電路CO證l，COMP2而進(jìn)行AD變換。上t角形波按照10比樹0~ 1023 電平)產(chǎn)生，通過10比特的計(jì)數(shù)器判斷AD變換電平，通過閂鎖電路4保持?jǐn)?shù) 據(jù)。在1023電平的AD變換^，將閂鎖電路4的數(shù)據(jù)傳i^^^器5， 6。 由于在電容C1中蓄積的復(fù)位電平的極性與在電容C2中蓄積的復(fù)位電平相反， 故取消復(fù)位電平，實(shí)質(zhì)上按照電容C2的信號(hào)^f:進(jìn)行AD變換。去RH亥復(fù)位電 平的動(dòng)作稱為低^"處理動(dòng)作(CDS動(dòng)作Correlated Double Sampling、相關(guān) ^#)。為了在l個(gè)7jc平掃描期間，進(jìn)行2次的該AD變換動(dòng)作，通過VREF 發(fā)生電路50，產(chǎn)生三角形波VREFGH和VREFGL，將它們*晶體管TS2 的電流iW的一端。按照前半的VREFGH而進(jìn)行AD變換得到的數(shù)字信號(hào)由 ^睹器MSGH5保持。另一方面，按照后半的VREFGL進(jìn)行AD變換得到 的數(shù)字信號(hào)由^##線MSGHL6保持。該2個(gè)信號(hào)在下一水平掃描期間同時(shí)
圖3為表示圖1所示的CMOS圖像傳感器的第1動(dòng)作定時(shí)的波形圖。由 于本傳感器的象素?cái)?shù)量為VGA, TfetjM^實(shí)例中，將由垂直的n條線的光電^L 管PD進(jìn)行光電變換而蓄積電荷的蓄積時(shí)間設(shè)為最大的蓄積時(shí)間TL = 525H，以 便實(shí)現(xiàn)^^度4甜聶，用光電二極管PD對光信號(hào)進(jìn)行光電變換，蓄積信號(hào)電荷。將讀出射神READ的振幅控制在高電平(2.8V )。蓄積時(shí)間TL可通過ES寄存 器14按照每1H進(jìn)4誰制。另外，蓄積時(shí)間TL可通過ES晶體管14按照每1 H進(jìn)4誰制，進(jìn)而通it^選擇電路12的輸A^沖位置，進(jìn)行1H以下的控制。 在來自象素部l的第l次的讀出動(dòng)作時(shí)(t4)，與7K平同步J3^tHP同步， 將務(wù)辦信號(hào)RESETn、 READn、 ADDRESSn >(^給象素部1,讀出通狄電二 極管PD進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷。首先，將導(dǎo)通RESETn然后停止時(shí) 的復(fù)位電平^AJ1)圖2的電容C1中。此時(shí)，M波形的振幅"&^在中間電平， 進(jìn)4橫出處理。該中間電平按照象素部1的擋光象素(OB)部為64LSB的方 iC^傳感器的內(nèi)部自動(dòng)調(diào)整。接著，導(dǎo)通READn，輸出信號(hào)，對已讀出的信號(hào) 的信號(hào)^*^復(fù)位電平進(jìn)4沐法運(yùn)算而形成的信號(hào)##在圖2的電容C2中。相 對該已讀出的信號(hào)，在水平掃描期間的前半的0.511期間，產(chǎn)生作為絲波形的 三角形波GH，實(shí)施10比特的AD變換。已進(jìn)行了 AD變換的信號(hào)(數(shù)字?jǐn)?shù)塘) ##在閂鎖電路4中，在AD變換結(jié)束之后，輸A^^ft器MSGH5中。
在來自象素部l的第2次的讀出動(dòng)作時(shí)(t5)，在第1次0.紐后，未在象 素部1 Ji^口Ji^t信號(hào)RESETn， READn，僅^^ADDRESSn，將^ff"積 #測部FD中的復(fù)位電平和信號(hào)電平進(jìn)4沐法運(yùn)算而形成的信號(hào)再次輸A^ 圖2的電容C2中，并將其保持。電容C1的復(fù)位電平再次^fM按照前半的t4 ^#的信號(hào)。在水平掃描期間的后半0.511期間，產(chǎn)生作為^波形的三角形波 GL，由此，實(shí)施10比特的AD變換。經(jīng)脂變換的信號(hào)##在閂鎖電路4中， 在AD變換結(jié)束之后，輸AJij旨賭器MSGHL6中。在下一水平掃描期間， 從2個(gè)^ft器MSGH5， MSGHL6同時(shí)輸出，通過WDM電路20，對以象 素為單位的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)合成。象圖1所示的那樣，通過寬動(dòng)態(tài)范圍混合 (WDM)電路20，對2^Ht號(hào)進(jìn)^f餓性變^^成，產(chǎn)生最大16bit的信號(hào)。由
白平衡電路31，對16bit信號(hào)的高亮部^i行壓縮處理，形成12bit，并從傳感 器輸出。
在本動(dòng)作中，在后半，再次輸出檢測部FD的信號(hào)，由此，可減小開關(guān)S1 的KTC'喿音、源WM器(follower) M的熱噪奮、1/f"^等的隨機(jī)噪音。 另外，可在圖1的WDM電路20中，對低信號(hào)電平進(jìn)#^口絲算，由此，可降 低3dB噪音。圖4表示第2動(dòng)作定時(shí)。與圖3不同^t fc于在時(shí)刻t5，使ADDRESSn 脈沖中斷，不輸出^r測部FD的信號(hào)，再次使用在圖2的電容C1和C2中蓄積 的信號(hào)，對其進(jìn)行AD變換?？赏ㄟ^4M圖1的WDM電路20，減少在AD變 換動(dòng)作中駄的械
圖5表示圖3、圖4所示的動(dòng)作定時(shí)圖的時(shí)刻tl ~ (5的象素部1的單iU cell) 11的剖面圖和電勢圖。
在p型半Wt底中設(shè)置n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，形^UL電二極管PD，該n 型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的表面在p型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)^^蔽。由此，形狄泉、暗時(shí)不 均勻的小的iSX型光電^l管PD。檢測部PD由n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成，與上 絲電^ L管PD的n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域-"^，用作讀出晶體管(讀MN5J Td 的源極、漏極區(qū)i^i行工作。^it些n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域間的襯^Ji,經(jīng)圖中未 示出的^i^M&X由多晶硅形成的Wl電極。絲出樂辦READ供給該柵 極電極。與作為檢測部FD的n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域々P^地iU n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域。 該n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域月作復(fù)位晶體管(復(fù) 恢)Tc的漏極區(qū)域，檢測部FD 的n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域用作源極區(qū)域。在上述漏極區(qū)J^^漏極電壓VD( = 2.8V，
比如，VDD)。在這些n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的襯^Ji，經(jīng)過圖中未示出的 1^ 膜，iU由多晶珪形成的敝電極。在該艦電紅，4^"復(fù)4i^辦RESET。 另外，可通過該復(fù)位晶體管Tc，將;I^測部FD復(fù)^^漏極電壓VD。
對于信號(hào)蓄積，從時(shí)刻tO，通過PD對光輸入信號(hào)進(jìn)行光電變換，開始蓄 積信號(hào)電荷。在時(shí)刻tl、 t2、 t3連續(xù)進(jìn)^f積動(dòng)作。在時(shí)刻t4，由于讀出通過 光電^^l管PD部蓄積的信號(hào)，故首;5b^ RESET ，將^"測部FD復(fù)^J'j 電源電壓VD的電位。接著，在READ電^Lhife加電壓Vn，將PD部的信號(hào) 電荷4^P讀出到^"測部FD中。在時(shí)刻t5,由于在RESET與READ上均;^fe 加脈沖，M于^r測部FD中，保持在時(shí)刻t4讀出的信號(hào)電荷Q的狀態(tài)。
圖6表示W(wǎng)DM電路20的另一結(jié)構(gòu)。首先，通it^法運(yùn)算電路201，從信 號(hào)SGH中減去黑電平(dark)的64LSB電平，生成信號(hào)SA。同樣，在減法運(yùn) 算電路202中，從信號(hào)SGHL中減去黑電平(dark)的64LSB電平，生成信 號(hào)SB。接著，通i^t益電路(GA)23對信號(hào)SB進(jìn)4械大，生成信號(hào)SD。以 作為信號(hào)SF,在SGH信號(hào)小于1023LSB電平時(shí)選^f言號(hào)SA，在1023LSB以 上時(shí)選#1言號(hào)SD的方式,在圖中未示出的判定電路中切換開關(guān)204。其結(jié)果是，可平滑^Mf SA信號(hào)和進(jìn)行GAIN倍后的SD信號(hào)兩^HI"號(hào)合成，獲得相對皿 入信號(hào)以直線變化的信號(hào)作為SF信號(hào)。
圖7a表示圖l的WDM電路20的動(dòng)作。為了簡^^L，黑電平(dark) 為OLSB,由于信號(hào)SGHL進(jìn)4沐大4倍，故信號(hào)SD變得與信號(hào)SGH相同的 傾斜。對于信號(hào)SC，由于對信號(hào)SA和SD進(jìn)^^口法運(yùn)算處理，故傾斜變?yōu)? 倍。對于信號(hào)SE，由于使GAIN進(jìn)行1/2處理，故傾斜與SGH信號(hào)變得相同。 如果信號(hào)SGH在1023LSB電平飽和，則切換為信號(hào)SGHL進(jìn)行了 4倍處g 得到的信號(hào)SD作為1023以上的大的信號(hào)，并生成SF信號(hào)。其結(jié)果是，相對 過去的SGH信號(hào)，信號(hào)SF將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大約4倍。進(jìn)而，在小于1023的電 平下，改善約3dB^"。
圖7b表示圖6的WDM電路20的動(dòng)作。相對信號(hào)SGHL，由于信號(hào)SGHL 的GAIN變?yōu)?倍，故傾斜變大4倍。如果信號(hào)SGH在1023LSB電平飽和， 則切換到信號(hào)SGHL進(jìn)行了 4倍處新得到的信號(hào)SD作為1023以上的大的信 號(hào)，生成SF信號(hào)。其結(jié)果是，相對過去的SGH信號(hào)，信號(hào)SF將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò) 大約4倍。
圖8為表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的^M;1時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法，表示放 大型CMOS圖象傳感器的;fl^構(gòu)的方框圖。在圖8中，與圖1相同的部分采 用相同標(biāo)號(hào)。
在圖8中，相對圖l，將VREF電路50的前半的VREF振幅i^ 與后半 相同的GL的傾斜。在傳感器芯部A的內(nèi)部，在垂直信號(hào)線VLIN和Sl開關(guān) 之間，設(shè)置列放大AMP16。在水平掃描期間的1tPH吏GAIN變?yōu)?倍，在后半 使GAIN切換到1倍。在絲構(gòu)中，可將Sl開關(guān)以后的輛:^AJ:I11^^ 1/GAIN。列放大AMP16也可;5jUI^i目型的AMP作為源鄉(xiāng)隨器(follower)。 另外，列放大AMP16還可iMl反轉(zhuǎn)型。但是，需要進(jìn)行將VREF波形反將 的應(yīng)對艦。斷READn 4^言號(hào)狄時(shí)U器40供給斷振幅控制電路70, 通過該樂辦振幅控制電路70控制振幅，由此生成3值的脈沖信號(hào)VREAD，將 其供向選擇器12。采用該3值的信號(hào)，從光電二極管PD^[言號(hào)2分割地瀆出。
圖9表示動(dòng)作定時(shí)。首先，設(shè)蓄積時(shí)間TL-525H，用光電二極管PD蓄 積信號(hào)電荷。在時(shí)刻t4施加中間電壓Vm的READn脈沖，^^f信號(hào)電 a出到^r測部FD中。列AMP16的GAIN變?yōu)?倍，進(jìn)行AD變換，作為SGH信號(hào)，從閂鎖電路4輸出給^^器5。在l個(gè)7jC平掃描期間的后半的時(shí) 刻t5時(shí)，^it過RESETn對檢測部FD進(jìn)行復(fù)位之后，在READnJi^加高電 壓Vn， 4^讀出剩^l電荷。此時(shí)的列AMP16的GAIN為1倍。進(jìn)行了 AD 變換的信號(hào)經(jīng)過閂鎖電路4，作為SGHL信"fi^Ht于^ft器6中。
圖IO表示電勢圖。在時(shí)刻t4時(shí)，使READ電壓為Vm,將大于電勢cpVm 的信號(hào)電荷QGH信，出到檢測部FD中。在時(shí)刻t5，將剩余的信號(hào)電M 出到檢測部FD中，將與之前的QGH進(jìn)O法運(yùn)算而形成的信號(hào)作為QGHL 而輸出。
圖11為用于表示本發(fā)明的第3實(shí)施形式的低照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法， 表示放大型CMOS圖象傳感器的^L^構(gòu)的方框圖。在圖11中，與圖1相同 的部分釆用相同標(biāo)號(hào)。
在圖11中，相對圖1，將VREF電路50的后半的VREFGL波形的傾斜 i議為與VREFGH相同的GH。 M過VREFGL獲得的信號(hào)^#^^##器 MSGHL6中，從傳感器芯部A作為信號(hào)SGHL而輸出。WDM電路20單艦 對減去黑電平(dark)的信號(hào)SA和信號(hào)SB進(jìn)O法運(yùn)算處理，并進(jìn)行l(wèi)/2處
理，由此信號(hào)SF的bit^t^增加，獲得iobit信號(hào)，^a卻與圖i的情;;U目同，
可減小隨機(jī)p絲3dB。如絲WDM電路20中^ii行l(wèi)/2處理，則信號(hào)SF獲 得llbit。信"f^出定時(shí)可iMl圖3或圖4。
圖12為用于表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的^^、度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法， 表示放大型CMOS圖象傳感器的^L^構(gòu)的方框圖。在圖12中，與圖l相同 的部分采用同一標(biāo)號(hào)。
在圖12中，相對圖l，在VREF電路50中，設(shè)VFREF波形為1個(gè)。線 絲器51 ^^5l僅為1個(gè)線。在VREF電路50中，按照財(cái)2^H^斜的折線產(chǎn) 生VREF波形。在511LSB之前設(shè)傾斜為GH，在KP點(diǎn)以上時(shí)，設(shè)傾斜為GL。 傳感器芯部A的輸出信號(hào)SGHL輸A5，j WDM電路20中。在WDM電路20 中，扭大電路205中，使大于VREF波形的KP點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行GA倍處理。 該放大^fe照VREF波形的傾斜的比GH/GL而計(jì)算。在開關(guān)電路204中，在 大于KP電平時(shí)切換到SA信號(hào)，在不超過KP電平時(shí)切換到SGHL,進(jìn)行直線 化處理。然后，在減法運(yùn)算電路206中，減去黑電平(dark),生成信號(hào)SF。
圖13表示動(dòng)作定時(shí)圖。首先，設(shè)蓄積時(shí)間TL-525H，在光電二極管PD中，蓄積信號(hào)電荷。在時(shí)刻t4脅READn斷，#4^的信號(hào)電絲出到檢 須'J部FD中'對該信號(hào)進(jìn)行AD變換，作為信號(hào)SGHL而輸出，此時(shí)的VREF 波形的傾4^F^初在GH上升，從KP點(diǎn)，變?yōu)镚L。傾斜GH使小的信號(hào)電平 的緒械高?？唇z，與才勤以GAIN增加的狀態(tài)相同。傾斜GL與減小才勤以 GAIN的狀態(tài)相同。
圖，表示放大型CMOS圖象傳感器的^#構(gòu)的方框圖，在圖14中，與圖1 相同的部分采用相同標(biāo)號(hào)。
在圖14中，相對圖12，在VREF電路50中，按照具有3 ^5斜的折^ 生VREF波形。在KP1點(diǎn)511LSB之前，傾斜為GH，接著，在KP2點(diǎn)767LSB 之前，傾斜為GL1。然后，GL2，增加到1023LSB。在WDM電 路20中，在放大電路207中，使大于VREF波形的KP1點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行GA倍 處理，生成信號(hào)SA。另夕卜，扭大電路208中，使大于KP2點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行GB 倍處理，生成信號(hào)SB。而且，分別由KP1、 KP2切換SGHL和SA、 SB，生 成線性變換的SF信號(hào)。
圖15為用于表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式的^^、度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，表示放大型CMOS圖象傳感器的圖。在圖15中，與圖1相同的部分輛 同一標(biāo)號(hào)。
在圖15中，相對圖14，按照相對具有3 ^HS斜的折線，以平滑地變化的 曲線的傾斜GC產(chǎn)生VREF波形'該傾斜4Wi十?dāng)?shù)器數(shù)而便IWf加?？雌館, 輸入信號(hào)為小信號(hào)時(shí)GAIN增加，在大信號(hào)時(shí)GAIN減小。在WDM電路20 中，對應(yīng)于VREF波形的曲線GC，放大電路(GC1) 209的GAIN曲錄照 圖15的GC1的方式i議。輸入信號(hào)SGHL越大，GAIN越高。該輸出信號(hào)SE 相對輸入信號(hào)直^ 出。另外，相對過去的10bit輸出，線'眺變^4倍的 12bit。即，相對過去，對動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)4沐大4倍。該GC的傾斜可自由地設(shè)定。 通常，相對輸入信號(hào)進(jìn)行平方，或乘以冪的倒數(shù)等的系數(shù)而運(yùn)算，或制作絲 行變販理。
圖16為用于表示本發(fā)明的第7實(shí)施形式的高照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，表示放大型CMOS圖象傳感器的^#構(gòu)的方框圖。在圖16中，與圖8 相同的部分采用相同標(biāo)號(hào)。在圖16中，在傳感器芯部A中，iU象素部1、列型噪會(huì)消除電路(CDS) 2、列型;f^^t字轉(zhuǎn)換器(ADC)3、閂鎖電路4、 2個(gè)^^器(MSTLS， MSTS) 5、 6和水平移位寄存器7等。
在象素部l中，通itit鏡10 A^J"光，通狄電變換，生成與A4t光對目對 應(yīng)的電荷。在該象素部1中，單元(cell)(象素)11按照行和列的二維的方式 配置于半"f^Mt;Ui。 1個(gè)單元(cell) 11由4個(gè)晶^^管(Ta， Tb， Tc， Td ) 和光電^ l管(PD)構(gòu)成，分別將樂辦信號(hào)ADDRESSn， RESETn， READn 供給輯元(cell) 11。在象素部1的底部，源WM器(follower)電路用的負(fù) 載晶體管TLM沿水平方向^Cg己置，這些負(fù)載晶體管的電^iW"的一端分別與 垂直信號(hào)線VLIN連接，另一端與接地點(diǎn)連接。
與由象素部1產(chǎn)生的信號(hào)電樹目對應(yīng)的;^^信號(hào)通過CDS2，供給ADC3， 變換為數(shù)字信號(hào)，在鎖閂電路4中被鎖存。在該鎖閂電路4中被鎖存的數(shù)字信 號(hào)通it^t器(MSTLS， MSTS) 5， 6，借助水平移位寄存器7，由傳感器 芯部A^C讀出。M^^t器(MSTLS， MSTS)5， 6讀出的數(shù)字信號(hào)OUT0~ OUT9被供給寬動(dòng)態(tài)范圍混合(WDM)電路20，將2個(gè)信號(hào)合成，經(jīng)過后級 的寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮(WDC)電路30，輸出到傳感器的夕f^。
另外，與象素部1々!5#粉別配置有務(wù)辦選擇電路(選擇器)12、信賴 出用的垂直寄存器(VR寄存器)13、蓄積時(shí)間控制用的垂直寄存器(ES寄存 器，長蓄積時(shí)間控制用的寄存器)14、蓄積時(shí)間控制用的垂直寄存器(WD寄 存器，短蓄積時(shí)間控制用的寄存器)17。
來自象素部1的讀取、CDS電路2的控制通it^時(shí)發(fā)生器(TG) 40輸 出的斷信號(hào)SI ~S4、 READ、 RESET/ADDRESS/READ、 VRR、 ESR、 WDR 而進(jìn)行。脈沖信號(hào)S1 S4供給CDS電路2。脈沖信號(hào)READ被供給財(cái)振幅 控制電路70，該脈沖振幅控制電路70的輸出信號(hào)VREAD被^#^選擇電 路12。另夕卜，樂辦信號(hào)RESET/ADDRESS/READ均#^斷選擇電路12。脈 沖信號(hào)VRR供給VR寄存器13,脈沖信號(hào)ESR供給ES寄存器14，脈沖信號(hào) WDR^(^給WD寄存器17。通itJi述寄存器選擇象素部1的垂直線，通itJ3^t 選擇電路12，將樂辦信號(hào)RESET/ADDRESS/READ(在圖16中，以RESETn， ADDRESSn ， READii條hi^示)條象素部1。斷信號(hào)Wjh^f) ADDRESSn供給單元(cell)中的行選擇晶體管Ta的柵敗，斷信號(hào)(復(fù)^i^沖)RESETn供給單元(cell)中的復(fù)位晶體管Tc的艦，財(cái)信號(hào)(讀出脈 沖)READn供給單元(cell)中的讀出晶體管Td的 1。在該象素部1中， 從偏l:l生電路(偏置1) 15 ;^o偏置電壓WL。該偏置電壓WL被#^源 MM器(follower)電路用的負(fù)載晶體管TLM的Wl。
VREF發(fā)生電路50為應(yīng)答主時(shí)鐘信號(hào)MCK而動(dòng)作，生成AD變換(ADC) 用的絲波形的電路。該絲波形的振幅被輸AJ'j串行接口 (串行I/F)60中的 數(shù)據(jù)DATA控制。輸入到該串行接口60中的命令被供i^^令解碼器61，進(jìn)行 解碼處理，與主時(shí)鐘信號(hào)MCK-^，共給定時(shí)發(fā)生器40。在VREF發(fā)生電路 50中，為了在1個(gè)7JC平掃描期間進(jìn)行2次的AD變換，而產(chǎn)生三角形波VREFTS 和VREFTLS，將^^給ADC3。 M時(shí)^A器40輸出的樂辦信號(hào)READ供 給樂辦振幅控制電路70，通過該樂辦振幅控制電路70控制振幅，由此，生成3 值的斷信號(hào)VREAD，供絲擇器12。
WDM電路20由對黑電平的dark信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算處理的減^t算電路 (-dark ) 201, 202;對減法運(yùn)算電路202的輸出進(jìn)4豫大的增益電路(GA) 203; t嫩A電路210;開關(guān)204構(gòu)成。在后級，具有WDC電路30，包括白平 衡處理電路(WB) 31和壓縮電路32。該WDM電路30同時(shí)輸入，于絲 儲(chǔ)器6中的膝光時(shí)間(電荷的蓄積時(shí)間)短的時(shí)間STS、對，于^4^器5 中的曝光時(shí)間短的信號(hào)STS和長的信號(hào)STL進(jìn)0法運(yùn)^f到的信號(hào)STLS。
首先，由于扭過ADC3的樹W數(shù)字變換動(dòng)作中，將黑電平(darkH議 為64LSB電平，錄減法運(yùn)算電路201, 202中，分別^J^fH器5, 6的輸出 信號(hào)中減去黑電平64。接著，通過增益電路(GA) 23，對通it^法運(yùn)算電路 202進(jìn)行減絲算處理得到的信號(hào)SB進(jìn)行故大，生成信號(hào)SC。如果信號(hào)STL 和信號(hào)STS的啄光時(shí)間分別為TL和TS，則可才娥該比T1/TS,計(jì)算該增益量。 通iW"信號(hào)SB進(jìn)4辨益倍艦理，即^^傾斜不同的光電變換特性曲線，仍可 等同itM吏傾斜相同。在t嫩電路A210中，對該信號(hào)SC和從信號(hào)STLS中減去 黑電平(dark)而得到的信號(hào)SA進(jìn)行t嫩，在閂鎖電路204中選#^大的信 號(hào)。其結(jié)果是，可平滑ilMW號(hào)SA和進(jìn)行了 GAIN倍處理的信號(hào)SC合成。該 線性變^^縫出信號(hào)SF使比特?cái)?shù)增加，以最大16比特綠出。另外，在后 級的WDC電路30中，在白平衡(WB)處理電路31中，按照3目同方靖R， G, B信號(hào)的電平進(jìn)行處理，通iti縮電路32, #(言號(hào)壓縮為12比特并將藩出。
圖17為表示圖16所示的CMOS圖〗象傳感器的動(dòng)作定時(shí)的波形圖。# 實(shí)例中，該通過垂直的n根線的光電^r^L管PD進(jìn)行光電變換而蓄積電荷的蓄 積時(shí)間為TL-525H。另外，設(shè)^M的蓄積時(shí)間為TS-66H,較長的蓄積時(shí)間 TL通過使瀆出^H7 READ的招i幅為高電平(2.8V)的方式;^Mi^^制。^ 的蓄積時(shí)間TS通過使瀆出脈沖READ的揭*幅以4氐電平=IV的方i^制。為了 產(chǎn)生該讀出樂辦READ,通ii^辦振幅控制電路70控制讀出斷READ的振 幅。蓄積時(shí)間TL可通過ES寄存器14按照每lHiM^誰制。另外，蓄積時(shí) 間TS也可通過借助WD寄存器17按照每1H進(jìn)一步妙選澤電路12的輸入 樂辦位置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)1H以下的控制。
在由光電二極管PD蓄積的信號(hào)電荷的第1次的讀出動(dòng)作時(shí)(t4),與水平 同步樂jOfHP同步，將務(wù)辦信號(hào)RESETn、 READn、 ADDRESSn供給象素部 1，讀初通it^電^ l管PD進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷，此時(shí)的讀出樂jOf READ的振幅i^^在低電平Vm電壓。對于第1次讀出的信號(hào)電荷，在蓄積時(shí) 間525H的中途的時(shí)刻t2,輸入低電平的讀出脈沖READ，讀出光電^^L管PD 的一^分的信號(hào)電荷并將^#出。在時(shí)刻t4，減電^T^L管PD讀出在<2~t4 的時(shí)刻為止再次蓄積的信號(hào)。
在使信號(hào)RESETn導(dǎo)通然后停止時(shí)的復(fù)位電平的獲取時(shí)，將絲波形的振 幅i5^中間電平，進(jìn)行瀆出。該中間電平按照象素部l的擋光象素(OB)部 為64LSB的方^^傳感器內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。接著，使信號(hào)READn導(dǎo)通，輸出 信號(hào)。相Xti亥已讀出的信號(hào)，在7K平掃描期間的前半的0,5H期間，產(chǎn)生三角形 波作為J^波形，實(shí)施10比特的AD變換。進(jìn)行了 AD變換的信號(hào)(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)) ^#在閂鎖電路4中，在AD變換結(jié)束之昏，輸AJ，j缺賭器(MSTS) 6中。
在來自光電^2L管PD的第2次的讀出動(dòng)作時(shí)(t5),在第1次的0.5H之 后，向象素部1中輸AJ3^t信號(hào)RESETn， READn， ADDRESSn，讀出通過 光電^fel管PD對其進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷。此時(shí)的讀出樂辦READ 的4^幅"&^在高電平電壓Vn。
殘留于光電^ L管PD中的信號(hào)電荷不;^ RESETn脈沖而輸入READn 和ADDRESSn而讀出。RESET電平^MI t4時(shí)的信號(hào)。使READn導(dǎo)通，與在 檢測部FD中蓄積的STS信號(hào)進(jìn)O法運(yùn)算，然后輸出。相對該已讀出的信號(hào)，在7^平掃描期間的后半0.511期間，產(chǎn)生三角形波作為J^波形，由此，實(shí)施IO 比特的AD變換。已進(jìn)行AD變換的信號(hào)^Mt在閂鎖電路4中，在AD變換結(jié) 束之后，輸Af'^^器(MSTLS) 5中。在下一水平掃描期間，從2個(gè)絲 儲(chǔ)器(MSTS， MSTLS) 6， 5中同時(shí)輸出，將象素扭的信號(hào)在WDM電路 20中進(jìn)^^性變^^成。象圖16所示的那樣，在寬動(dòng)態(tài)范圍混合(WDM)電 路20中，將2 ^MT號(hào)進(jìn)行線性變^^成，生成最大16bit的信號(hào)。^級的 WDC電路30中，經(jīng)過將白色4甜聶物4射聶時(shí)的RGB的信號(hào)電平合成的白平衡 電路31，由壓縮電路32，對16bit信號(hào)的高亮部^ii行壓縮，形成12bit，從傳 感器中輸出。
圖18為用于說明圖17的動(dòng)作的光電二極管PD的信號(hào)電荷的蓄積的圖。 在時(shí)刻t0，通it^口作為樂辦信號(hào)READ的2.8V, 4^，出光電^l管PD的 信號(hào)電荷。在時(shí)刻仏蓄積逸過光電二極管PD進(jìn)行光電變m到的信號(hào)。在 時(shí)刻仏M電^l管PD讀出并排出^l^t信號(hào)READ的Vm電壓=1.0V下 ^H言號(hào)cpVp的約1/2的信號(hào)。將信號(hào)STS2的過大信號(hào)切為(pVm。信號(hào)STL 由于信號(hào)量少，故^Nt排出。在時(shí)刻t3，通狄電^ l管PD，實(shí)絲次蓄積。 在時(shí)刻t4，在樂辦信號(hào)READ的電壓=1.0V下將大于(pVm的信號(hào)電荷作為信 號(hào)STS來讀出。由此，輸出大于(pVm的信號(hào)STSl、 STS2等。此時(shí)，由于電 平充分小，故信號(hào)STL;Nric讀出。在下一時(shí)刻t5，將光電二極管PD的(pVm 以下的信號(hào)電荷作為STL讀出，與^M^測部FD中在時(shí)刻t4讀出的信號(hào)STS 進(jìn)O法運(yùn)算，作為信號(hào)STLS而輸出。在時(shí)刻t4時(shí)，拐點(diǎn)(Knee)以下的信 號(hào)STSl或STL因在時(shí)刻t2不從光電二極管PD被排出，由此，形M續(xù)地蓄 積的信號(hào)電荷。另一方面，由于在時(shí)刻t2^電^T^l管PD排出的信號(hào)STS2 按照cpVm電平被切，M^處于蓄積時(shí)間停止的狀態(tài)。光電變^#性的傾斜 以抵泉(Knee)為邊界而變化。即，輸出在時(shí)刻t4讀出的倌號(hào)STS中具有拐 點(diǎn)(Knee)的信號(hào)。
才M^上述那樣的結(jié)構(gòu)，在1個(gè)水平掃描期間，分別對瀑光時(shí)間短的信號(hào) STS、與對啄光時(shí)間長的信號(hào)與短的信號(hào)進(jìn)O法運(yùn)，到的信號(hào)STLS進(jìn)行 AD變^輸出，對已讀出的2個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)4沐法運(yùn)算，由此，可不導(dǎo)致畫質(zhì) 的f^f^r大動(dòng)態(tài)范圍。
圖19a，圖19b表示圖18所示的動(dòng)作定時(shí)圖的時(shí)刻tl ~15的象素部1的剖面圖和電勢圖，圖19a表示蓄積大信號(hào)時(shí)的的剖面圖和電勢圖，圖19b表示蓄 積小信號(hào)時(shí)的剖面圖和電勢圖。
在p型半"Wt底中i線n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，形絲電^T^L管PD,該n 型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的表面在p型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域受到屏蔽。由此，形狄存、、暗 時(shí)不均勻的小的iEA^型光電^L管PD。檢測部FD在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)^Ji被 形成，與光電^^L管PD的n型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域一^作讀出晶體管(讀WHJ^L) Td的源極、漏極區(qū)域。"些n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域間的襯底上，經(jīng)由未圖示的 l^^， i^有由多晶硅形成的艦電極。讀^^辦READ被供^i亥^L 電極。按照與作為檢測部FD的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域鄰接的方式，設(shè)置n型的 雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域。該n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域用作復(fù)位晶體管(復(fù)自玟)Tc的漏極 區(qū)域，檢測部FD的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū),作源極區(qū)域。在 區(qū)^^>漏 極電壓VD( =2.8V，比如，VDD)。在這些n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的襯底上，經(jīng) 由圖中未示出的Wl^M，詔！由多晶桂形成的WL電極。復(fù)^J^tRESET ,皮供給該柵歐電極。另外，可通過該復(fù)位晶體管Tc，將檢則部FD復(fù)魁，j漏極 電壓VD。
在蓄積大信號(hào)時(shí)，象圖19a所示的那樣，在時(shí)刻tl，光電二極管PD的信 號(hào)電荷#。另夕卜，通錄時(shí)刻t2在讀W^Lb^a低電平的讀取電壓(= l.OV)，排出在光電^L管PD中飽和的信號(hào)電荷的一部分。在下一時(shí)刻t3，再 次4ff言號(hào)蓄積于光電^ L管PD中。在時(shí)刻t4,由i^出在光電^^ L管PD中 再次蓄積的信號(hào)，所以通it^H氐電平的讀取電壓(=1.0V)，將信號(hào)讀出到檢 測部FD中。在時(shí)刻f5，通it^加高電平的讀取電壓(-2.8V),將剩余的光電 ^ l管PD的信號(hào)電荷讀出到抬r測部FD中。襝側(cè)部FD的信號(hào)與在時(shí)刻t4已 讀出的信號(hào)電荷QTS進(jìn)^^口法運(yùn)算，作為QTLS而輸出。即，在光電^ L管 PD飽和的情況下，可在時(shí)刻t4，讀出蓄積時(shí)間短的信號(hào)。
相對該情況，在蓄積小信號(hào)時(shí)，象圖19b所示的那樣，在時(shí)刻tl，光電二 極管PD的信號(hào)電荷不#。在時(shí)刻t2以^f氐電平的讀取電壓(=1.0V)絲取 ^feiT開，但是，由于在光電二極管PD中信號(hào)電荷未飽和，故電荷不從光電 -^ 1管PD排出。在下一時(shí)刻t3，絲脈光電^L管PD中蓄積信號(hào)電荷。 由于在時(shí)刻t4讀出光電二極管PD的信號(hào)電荷，ifefc^H氐電平的讀取電壓(=
i.ov)。但是，由于光電x^i管pd的信號(hào)電荷少，故; _讀出到檢測部fd中。在時(shí)刻t5，通it^加高電平的讀取電壓(-2.8V),將光電二極管PD的信號(hào)電 荷^5地讀出到^T測部FD中。
圖20表示W(wǎng)DM電路20的動(dòng)作的數(shù)字輸出信號(hào)。橫軸表示光量，縱軸表 示數(shù)字輸出電平。信號(hào)STLS相對光量，按照魏于蓄積時(shí)間TL的傾斜而增 加。如絲加直到拐點(diǎn)(Knee)處，則傾斜才條蓄積時(shí)間TS而緩'ltW加。 然后，增加至光電二極管PD的雄和信號(hào)。另一方面，STS信號(hào)在比由讀出電 壓Vm所 艮制的蓄積>^量大的光量時(shí)，信號(hào)開始輸出。傾斜與蓄積時(shí)間TL相 對應(yīng)。如果為大于Knee點(diǎn)的光量，則傾斜對應(yīng)于蓄積時(shí)間TS而緩lt^t加。 WDM電路20的輸出信號(hào)SF在光量Knee點(diǎn)之前，為STLS信號(hào)線。大于Knee 點(diǎn)的信號(hào)切換到按照GA放大STS信號(hào)而形成的信號(hào)。通iif吏該放大電路203 的GMN為蓄積時(shí)間比TI/TS，信號(hào)SF可1^變^直線。在實(shí)際測量中， 對于STS信號(hào)，由于來自光電二極管PD的信號(hào)讀出沒變?yōu)橥?^送模式，故 對殘余圖象信號(hào)進(jìn)^*口'絲算。由此，STS信號(hào)稍稍增加。相對放大率GA倍， 通過將GAIN 0.85倍左右，由此，可進(jìn)一步改善直線性。在Knee點(diǎn)處， SA信號(hào)-SB信號(hào)。SA信號(hào)為從STLS信號(hào)中減去黑電平(dark)而形成的信 號(hào)，SC信號(hào)為從STS信號(hào)中減去黑電平(dark)，并進(jìn)行了放大率GA倍處理 后得到的信號(hào)。黑電平(dark) 4M^i殳置于水平線的開始端側(cè)的擋光象素(OB) 的平均佳JM十算。
圖21a，圖21b,圖21c和圖21d為表示W(wǎng)DC電路30的^t^構(gòu)的方框 圖和表示動(dòng)作的圖。圖21a為電路結(jié)構(gòu)圖，在WDC電路30中，以16bit輸入 被線性變^的信號(hào)SF。對于該信號(hào)，在象圖21b所示的那樣，對白色的才甜聶 物進(jìn)4tt聶像時(shí)，GRB的信號(hào)電平不同。由于在WB電路31中，將GRB的信 號(hào)電平^來，故分別對R信號(hào)和B信號(hào)進(jìn)布改大。于是，象圖21c所示的那 樣，SWB信號(hào)與GRB的信號(hào)電平相同。通過壓縮電路32將該16bit信號(hào)中的 高亮信號(hào)壓縮成最大12bit電平。象圖21d所示的那樣，作為壓縮模式l，按照 與在舉逸的信號(hào)處理中使用的Y修iM目同的曲線進(jìn)行壓縮。M縮模式2的場 合，由于使高亮信號(hào)部分的A^增加，ifcii行2點(diǎn)折線的壓縮。動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大 量在16bit信號(hào)的場合，相對過去的10bit信號(hào)，可擴(kuò)大到64倍。
圖22為用于表示本發(fā)明的第8實(shí)施形式的高照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大方法的 圖，表示放大型CMOS圖象傳感器的^#構(gòu)的方框圖。在圖22中，與圖16相同的部分采用同一標(biāo)號(hào)。
在圖22中，相對圖16，，對象素部1的2才戰(zhàn)(行)的信號(hào)，絲態(tài) 范圍擴(kuò)大。該2才峰以按照蓄積時(shí)間可控制的方式分別^i控制用寄存IK ESA， ESB)141， 142。將第1才戰(zhàn)的蓄積時(shí)間作為TL而讀出，^ft號(hào)作為STL而 讀出。在第2才戰(zhàn)的光電^ L管PD中，輸出使蓄積時(shí)間變短的STS信號(hào)。在 WDM電路20中，減去STS信號(hào)的黑電平(dark)，進(jìn)##積時(shí)間比TL/TS 的G倍處理，生成SB信號(hào)。從STL信號(hào)中減去黑電平(dark)，將其與SB 信號(hào)進(jìn)4沐法運(yùn)算，生成SA信號(hào)。使該信號(hào)變?yōu)?/2，生成SC信號(hào)。在后級 的閂鎖電路204中，通it^ STL信號(hào)不超過1023LSB時(shí)，選擇SC信號(hào)，在 1023LSB以上時(shí)，選擇SB信號(hào)，由膽蓄積時(shí)間不同的2才^的信號(hào)線性變 換為1個(gè)信號(hào)，生成SF信號(hào)。
圖23表示動(dòng)作定時(shí)。在本動(dòng)作中，由于進(jìn)行2才iWp';^算微出，故垂
直W^ 1/2的263H。設(shè)n才戰(zhàn)的蓄積時(shí)間TL = 263H， m才嫂的蓄積時(shí)間 TS = 33H。在時(shí)刻t4，輸出在n才峰中蓄積的信號(hào)，對其進(jìn)行AD變歸為STL 信號(hào)。在1/2H后的時(shí)刻t5,將在蓄積定時(shí)TS中蓄積的信號(hào)AD變換為讀出STS 信號(hào)。
圖24為用于表示本發(fā)明的第9實(shí)施形式的從^M度到高照度的寬范圍的動(dòng) 態(tài)范圍擴(kuò)^r法的圖，表示放大型CMOS圖象傳感器的^t^構(gòu)的方框圖。在 圖24中，與圖16相同的部分采用同一標(biāo)號(hào)。
在圖24中，相對圖16，在l個(gè)7jC平掃描期間，進(jìn)行3次VREF^Lt處理。 對于傳感器芯部A的^ft器，M加l才戰(zhàn)，形成3才峰。WDM電路2輸 AJ(t自傳感器芯部A的3 ^Ht號(hào)SGH， SGL， STS。 WDM電路2為將圖16 和圖l合成的電路。在VREF^jt電路50中，在最初的1/3H期間，按照傾斜 GL產(chǎn)生VREFTS。接著，VREFTL按照相同的傾斜GL而產(chǎn)生。最后,VREFGH 平緩而形成傾斜GH，看^Mt于樹以GAIN上升的狀態(tài)。通過VREFTS和 VREFTL，將第6實(shí)施形式的高照度時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大，通過VREFTL和 VREFGH，將第1實(shí)施形式的4^ 渡時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大。在WDM電路20中， 將蓄積時(shí)間短的信號(hào)作為STS而從傳感器芯部A輸入。信號(hào)SGL作為將蓄積 時(shí)間短的信號(hào)和長的信號(hào)進(jìn)4沐法運(yùn)將到的信號(hào)^^入，信號(hào)SGH作為對信 號(hào)SGL進(jìn)^^大得到的信號(hào);iNr入。首先，在ADC3的才對^t字變換動(dòng)作中，將黑電平(dark) i議為64LSB 電平。在減法運(yùn)算電路2U， 201， 202中，從各自的^##器5, 6， 8的輸出 信號(hào)中減去黑電平64。接著，通過增益電路(GA)2(B，對通 、減算電路 202而進(jìn)行減法處理得到的信號(hào)SB進(jìn)行故大，產(chǎn)生信號(hào)SC1。如果信號(hào)STL 和ft號(hào)STS的膝光時(shí)間分別為TL和TS，則該增益量GA可#|^亥比TI7TS 而計(jì)算。在比較電路A210中，對該信號(hào)SC1、與通iM法運(yùn)算電路201從SGL 信號(hào)中減去黑電平(dark)而得到的信號(hào)SA進(jìn)行t嫩，通過開關(guān)電路204,選 械大的信號(hào)。其結(jié)果是，平滑Wff號(hào)SA和進(jìn)行GAIN艦理得到的信號(hào) SC1合成，生成信號(hào)SC2。接著，在減'絲算電路211中，從信號(hào)SGH中減去 黑電平(dark)的64LSB電平，生成信號(hào)SD1。生成對信號(hào)SC2進(jìn)行GC倍 放;^h理而形成的信號(hào)SC3。該放大率GC可,VREF振幅的傾斜GH/GL 而計(jì)算。對信號(hào)SD1和信號(hào)SC3進(jìn)^f沐、;^算，生成信號(hào)SD2,對于信號(hào)SD2， 通#法運(yùn)算，信號(hào)電平變?yōu)?倍，由此，在后Mii行l(wèi)/2處理，生成信號(hào)SE。 通過該處理，可減小3dB^"。按照作為信號(hào)SF，在SGH信號(hào)小于1023LSB 電平時(shí)選#1言號(hào)SE,在1023LSB電平以上時(shí)選擇信號(hào)SC3的方式(在圖中未 示出的判斷電路中)，切換開關(guān)212。其結(jié)果是，可平滑,SE信號(hào)和進(jìn)行了 GAIN倍得到的SC3信號(hào)合成，獲得相對;Jtir入信號(hào)從^M^^高照;lJ:g 變化的信號(hào)作為SF信號(hào)。在WDM電路20中，增加比特?cái)?shù)，按照最大16比 特絲出。接著，可在白平衡(WB)處理電路31中，對R, G, B信號(hào)的電 平進(jìn)行同樣^t理，^縮電路32中，^ft號(hào)壓縮為12比特，將其渝出。
圖25表示動(dòng)作定時(shí)。在時(shí)刻t4,輸出在高亮度蓄積時(shí)間TS蓄積的信號(hào) STS。由于在下一時(shí)刻t5詔力沒有RESETn脈沖，故將^HI"積時(shí)間TL和TS 進(jìn)^^口法運(yùn)算而得到的信號(hào)作為SGL ,出。此時(shí)VREF振幅"&^傾斜為GL 這樣大的振幅。在下一時(shí)刻(6,再次讀出^r測部FD中蓄積的信號(hào)。如果使 VREF振幅的傾斜為GH，則增加;^以GAIN，使低電平的信號(hào)的辨械高。 該讀出也可iM)圖3的動(dòng)作。
第9實(shí)施形式的變形例子表示在第10實(shí)施形式中。
圖26表示W(wǎng)DM電路的變形實(shí)例。在^I4貞內(nèi)，對3 ^H言號(hào)的^Lt頻率 KSGH， KSGL， KSTS進(jìn)^^、分，辦MM言號(hào)電平的^A頻率多的情況進(jìn)^^ 取，在電平判定電路213中，判斷這些信號(hào)的的電平，將其結(jié)^映在下一幀中，^a縮電路214中，對信號(hào)進(jìn)4沐^t理。
圖27a,圖27b，圖27c和圖27d表示絲制方法。為了簡4^L，設(shè)dark 量為0LSB。圖27a表示3個(gè)信號(hào)^^成方法。生成對信號(hào)SGL和STS進(jìn)#^< 性變^^^得到的信號(hào)SC2。接著，錄大電路中，使SC2信號(hào)進(jìn)行GC倍 處理，生成信號(hào)SC3，將其與信號(hào)SD1進(jìn)41^法運(yùn)算，生成SD2。該信號(hào)因?qū)?SGL和SGH進(jìn)O法運(yùn)算處理，而成為2倍的信號(hào)電平。)^亥信號(hào)進(jìn)行1/2 處理，作為SF信號(hào)的低電平側(cè)。高電平側(cè)切換到對信號(hào)SC2進(jìn)行GC倍處理 后得到的信號(hào)。通過對3個(gè)信號(hào)進(jìn)4餓性合成，最終形^Jl線的SF信號(hào)。圖 27b表示W(wǎng)DM電路20的輸出信號(hào)DOUT，表示按照全部均等的方式對3個(gè) 信號(hào)進(jìn)行再生的狀態(tài)。由于4^ 、度的信號(hào)的，率高，故為了容易，M^M度 的信號(hào)，增加GAIN。在圖27c中，以^^、度側(cè)的信號(hào)為重點(diǎn)，增加^M^側(cè) 的GAIN。在圖27d中，按照以高照度側(cè)為重點(diǎn)，以使高亮度的圖^易看到 的方i^t加高亮;l側(cè)的再生電平的范圍。
圖28表示M4^ 、度到高照度在寬范圍將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大的另一第11實(shí)施形 式。在圖28中，與圖24相同的部分采用同一標(biāo)號(hào)。
在圖28中，相對圖24， 2次產(chǎn)生VREF，按照具有2 ^N5斜的折線產(chǎn)生后 半的VREFGHL。詔j^初的上升的傾斜為GH，從中it^，傾斜為GL。麟 絲器(MSGHL) 5中讀出該信號(hào)，作為SGHL信"f^皮輸AJiJ WDM電路20 中。M大電路中，使VREFGHL中的大于KP點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行GA倍處理。該 放大率才娘VREF的傾斜的比GH/GL來計(jì)算。將大于KP電平的信號(hào)切換為 SA信號(hào)，由此，產(chǎn)狄SGHL信號(hào)進(jìn)行直線處理得到的SB信號(hào)。SC信號(hào)為 通it^法運(yùn)算電路202，從STS信號(hào)中減去黑電平(dark)，接著按照蓄積時(shí)間 的比TI/TS進(jìn)行GB倍放大，然后，形員照GH/GS的比進(jìn)行GC倍放大了 的信號(hào)。對該SB信號(hào)和SC信號(hào)進(jìn)行》嫩，在閂鎖電路216中切換到大的信號(hào) 而生^i^f^性變^^^的SF信號(hào)。
圖29表示動(dòng)作定時(shí)圖。在時(shí)刻t4，輸出在高亮度蓄積時(shí)間TS中蓄積的信 號(hào)STS。在下一時(shí)刻t5，將^tt積時(shí)間TL和TS進(jìn)4沐法運(yùn)算而形成的信號(hào)作 為SGHL而輸出。此時(shí)的VREF的傾斜按照最初GH上升，從KP點(diǎn)，變化為 GL。即，提高小信號(hào)的電平的緒率。
圖30表示，制方法。信號(hào)SGHL按照與最初傾斜GH相對應(yīng)的傾斜輸出，從KP電"f^傾斜緩',變?yōu)镚L。接著，從按照讀出電壓Vm與蓄積時(shí)間 比確定的KPm點(diǎn)，進(jìn)一步變化為按照通過蓄積時(shí)間TS確定的傾斜STS的信 號(hào)。首先，按照放大率GA-GH/GL，對SGHL信號(hào)的KP電平以上的信號(hào)進(jìn) 行故大。對于大于KPm的信號(hào)，通過切換到將STS放;U，JGB^GC倍的 信號(hào)，對最終的SF信號(hào)進(jìn)行直線她理。
圖31為表示對從^^渡到高照度在寬范圍將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大的另一第12實(shí) 施方式。在圖31中，與圖28相同的部分采用同一標(biāo)號(hào)。
在圖31中，相對圖28， ^A2次VREF，按照平滑地變化的曲線的傾斜 GC來產(chǎn)生后半的VREFGC。該傾斜才Wi十?dāng)?shù)器數(shù)而慢,變大?？碸^入 信號(hào)為小信號(hào)時(shí)的GAIN大，大信號(hào)時(shí)的GAIN小。在WDM電路20中，才目 對輸入信號(hào)SGC，象圖34的GC1那樣，對應(yīng)于VREF發(fā)生電路50的曲線GC， i^^L大電路GCl的GAIN曲線。即、輸入信號(hào)SGC越大，GAIN越高。該 輸出信號(hào)SE相對輸入信號(hào)直^W出。對于過去的10bit輸出線性變換變?yōu)? 倍的12bit輸出。即，相對過去，將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大4倍。該GC的傾斜可自由地 設(shè)定。通常，對于輸入信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算，或乘以冪的倒數(shù)等的系數(shù)而運(yùn)算， 或制作4iMi行變換。從該SE信號(hào)中減去黑電平(dark),生成信號(hào)SB。另 一方面，從STS信號(hào)中減去黑電平(dark)，接著，按照蓄積時(shí)間的比TL/TS， 進(jìn)行GB倍放大，接著，按照與VREF的GC曲斜目對應(yīng)的最大GAIN系數(shù) GC2，進(jìn)行倍數(shù)放大，生成信號(hào)SC。對該SB信號(hào)和SC信號(hào)進(jìn)行比較，在開 關(guān)電路216中，切換到較大的信號(hào)，由此，產(chǎn)生線形變^^^的SF信號(hào)。
圖32表示絲制方法。信號(hào)SGC初始傾斜大，伴l5!3t量的增加，傾斜變 小，上升到由讀出電壓Vm和蓄積時(shí)間比確定的KPm點(diǎn)為止。從該點(diǎn)，由于 STS信號(hào)變，蓄積，所以以i^緩的傾^"上升。線性變^^成首it^信號(hào)SGC 按照GAIN曲線GC1進(jìn)4汰大。接著，生頗過直^k^性變換得到的信號(hào) SE。對于大于KPm的信號(hào)，通過切換到將STS放;U'J GB # GC2倍得到 的信號(hào)，對最終的SF信號(hào)進(jìn)行直線4狄理。
圖33表示本發(fā)明的第13的實(shí)施形式。在圖33中，與圖ll相同的部分采 用同一標(biāo)號(hào)。
在圖33中，相對圖11，翻象素部1的2才峻(行)的信號(hào)，對信號(hào)進(jìn) ^*口，^1算。對于蓄積時(shí)間，2才Mi均設(shè)為相同。在WDM電路20中，對STA信號(hào)的黑電平(dark )ii行減法運(yùn)算，生成SA信號(hào)，對STB信號(hào)的黑電平(dark) 進(jìn)行減法運(yùn)算，生成SB信號(hào)。接著，將對這些信號(hào)進(jìn)#^^*而形成的信號(hào) 作為SF信號(hào)。通過該動(dòng)作，獲得對垂直2根線的信號(hào)進(jìn)4,絲算而形成的信 號(hào)。該方式可適用于使垂直m約為l/2的監(jiān)^!^式。由于實(shí)質(zhì)上，信號(hào)變?yōu)? 倍，it^^yt提高。"^"也可斷氐3dB。
圖34表示動(dòng)作定時(shí)。由于在本動(dòng)作中，對2才峰的信號(hào)進(jìn)4沐，減算并輸 出，垂Jjyft設(shè)為1/2的263H。 n才戰(zhàn)的蓄積時(shí)間為TL-263H， m才械的蓄 積時(shí)間也設(shè)為相同的TS-263H。在時(shí)刻t4，輸出在n根線中蓄積的信號(hào)，將 其AD變m理為STA信號(hào)。在1/2H后的時(shí)刻t5，讀出在蓄積時(shí)間TS中蓄積 的信號(hào)，將其AD變^t理為STB信號(hào)。絲色傳感器中，由于通常色濾色器 為拜爾(Bayer)(弋4^一)朝剛，紗,目同色的1才戰(zhàn)，進(jìn)O法運(yùn)算的 動(dòng)作。
圖35a，圖35b,圖35c和圖35d表示動(dòng)作定時(shí)的變形實(shí)例。圖35a表示標(biāo) 準(zhǔn)的動(dòng)作。在本動(dòng)作中，為了在CDS時(shí)不會(huì)》VV^數(shù)字輸出DOUT噪音，在來 自象素的信辯出期間，不輸出傳感器輸出信號(hào)DOUT。圖35b為本發(fā)明的實(shí) 施形式的動(dòng)作，但是，枯1/2后半的CDS讀出期間，進(jìn)行CDS動(dòng)作。為了 應(yīng)Xt^混入，按照象圖35c所示的那樣，使7JC平掃描期間變?yōu)榧s2倍，以在 后半的CDS動(dòng)作期間，數(shù)字輸出DOUT不動(dòng)作的方式來應(yīng)對。由于^M^動(dòng)作 中，幀頻處于2^1#[氐速，故在圖35d中，將數(shù)字輸出DOUT分割成7jC平掃 描期間的前半和后半2部分;^出。在分割的中間，i5^半的CDS動(dòng)作期間。 如果使數(shù)字輸出為LVDS輸出或串4憤出，則由于數(shù)字絲減小，故即使按照 圖35b方式動(dòng)作，仍可減小絲的&認(rèn)。另夕卜，也可將VREF的AD變換bit 數(shù)從10bit斷^'j9bit，縮短水平掃描期間，增加幀動(dòng)作頻率。
如果Ui鄉(xiāng)樣，賴本發(fā)明的實(shí)施形式，在列ADC型CMOS圖象傳感 器中，實(shí),出相對于;5fe^r入信號(hào)不同的傾斜的信號(hào)的AD變m理，通過以 使傾斜相同的方式來實(shí)施GAIN調(diào)整的線性變換電路中，使該AD變換的不同 的傾斜的輸出信號(hào)為1個(gè)線性信號(hào)，由此，可提供動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大、S/N :善 的高畫質(zhì)CMOS傳感器。
即，輸出相對ibir入信號(hào)量使傾斜不同的信號(hào)，在信號(hào)處理電路中，將不
同的傾斜變換為同一傾斜^^行直線^^:理，由此，可與拍攝物的照度相對應(yīng) 絲暗的場景到亮的場景擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。進(jìn)而，通ii^"信號(hào)進(jìn)行直線化處理，
31可改善高^變的4財(cái)聶物的色再現(xiàn)性。另夕卜，按照本方式，可實(shí);^以受到電源 電壓、傳感器的動(dòng)作溫度的影響的穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大動(dòng)作。 按照本實(shí)施形式，構(gòu)成下iiil樣的固^t聶^^置'
按照本實(shí)施形式，可提供擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，并且謀求畫質(zhì)的提高的固^a像 裝置。
對于^4頁域的"fit^^A員來說，容易得出其它的優(yōu)點(diǎn)和^iW式。于是， 更寬方面的本發(fā)明并不限于在iU^示和描述的M細(xì)節(jié)和^R^性的實(shí)施例。
于是，可在不脫離由后附的^U'虔求所限定的基本發(fā)明構(gòu)思，等同方案的實(shí)質(zhì) 或范圍的情況下作出^t^。
權(quán)利要求
1、一種固體攝像裝置，該固體攝像裝置包括象素部，在該象素部中，將單元按照行和列的二維方式配置在半導(dǎo)體襯底上，上述單元包括光電變換部；讀出電路，該讀出電路將通過上述光電變換部對入射光進(jìn)行光電變換而獲得的信號(hào)電荷讀出到檢測部中；放大電路，該放大電路對與蓄積于上述檢測部中的信號(hào)電荷相對應(yīng)的電壓進(jìn)行放大并輸出；復(fù)位電路，該復(fù)位電路將上述檢測部的信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位；曝光時(shí)間控制電路，該曝光時(shí)間控制電路控制由上述光電變換部進(jìn)行光電變換的曝光時(shí)間，在全部象素部中，使上述曝光時(shí)間相同；AD變換電路，該AD變換電路以使信號(hào)電平的分辨率不同的方式對從上述象素部輸出的信號(hào)進(jìn)行AD變換；線存儲(chǔ)器，該線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由上述AD變換電路變換出的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路進(jìn)行處理，以使得對來自上述線存儲(chǔ)器的輸出信號(hào)，與上述AD變換電路后的象素輸出信號(hào)的分辨率相一致地控制放大率，相對光輸入信號(hào)量成為線性的傾斜。
2、 ##^']^^1所述的固^^聶#^置，其中上述AD變換電路對^Ji述象素"W出的信號(hào)進(jìn)行多次AD變換； 多個(gè)JJ^^器^ii行多次AD變^的Jiii信號(hào)； 上述信號(hào)處理電5^P從多個(gè)Jiii^賭器同時(shí)讀出的多個(gè)信號(hào)合成為1個(gè) 信號(hào)。
3、 才賺W，J要求1所述的固^^聶像裝置，其中 上述信號(hào)處理電i^^llM^的信號(hào)電平，切鄉(xiāng)1信號(hào)和第2信號(hào)并輸出，該第1信號(hào)為對來自多個(gè)上i^m器的第1輸出信號(hào)減去黑電平、并控制上 M大率而得的信號(hào)，該第2信號(hào)為對來自多個(gè)上ii^^器的第2輸出信號(hào) 減去黑電平、并加JiJi述第1信號(hào)而得的信號(hào)。
4、 才緣;M'J要求1所述的固^^射^^置，其中上述信號(hào)處理電糾W^L的信號(hào)電平，切絲1信號(hào)和第2信號(hào)并輸出， 該第1信號(hào)為對于來自多個(gè)上iiM^器的第1輸出信號(hào)減去黑電平、并控制 上ii^大率而得的信號(hào)，該第2信號(hào)為對來自多個(gè)上ii^^器的第2輸出信號(hào)減去黑電平而得的信號(hào)。
5、 #^似'溪求1所述的固#^像裝置，其中，還包拾 振幅控制電路，該振幅控制電驗(yàn)制為了通iihi^讀出電路讀出信號(hào)電荷而向上述讀出電i^^的信號(hào)的振幅。
6、 一種固^^聶^^置，該固#^聶#^置包拾象素部，該象素部包舍.以4方式配置于半"f^t底上的光電二極管； 將上^t電^r^L管的信號(hào)電^出到檢測部中的讀出電路；將上述信號(hào)電荷變 ^電壓的檢測電路；輸出上i^i^測電路的電壓的輸出電路；用于將上^~測 電路進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位電路；曝光時(shí)間控制電路，該曝光時(shí)間控制電，制由上述光電二極管進(jìn)行光電 變換的爆光時(shí)間；蓄積電路，該蓄積電路蓄積逸iiJi^出電膽出的信號(hào)；AD變換電路，該AD變換電路對在上述蓄積電路中蓄積的信號(hào)進(jìn)行AD 變換；多個(gè)^##器，絲由上述AD變換電路變換得出的信號(hào)； 信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對來自上述多個(gè)^4#器的多個(gè)輸出信號(hào) 進(jìn)行處理；其中，&述讀出電路中讀出由上^電二極管進(jìn)行光電變換而蓄積的信 號(hào)，^#在_]1^檢測電路或上述蓄積電路中，^K辦的上述信號(hào)通itJi述AD 變換電路進(jìn)行多次AD變換，將進(jìn)行多次AD變換的上述信號(hào)^^上述多個(gè)上述信號(hào)處理電路包括合成電路，該合成電^#^11述多個(gè)^#器同時(shí) 讀出的多個(gè)輸出信號(hào)合成為1 *號(hào)。
7、 #^^'漆求6所述的固^#^置，其中上述AD變換電路通過控制絲電壓，使輸入信號(hào)電平的緒率不同艦 行多次AD變換；上述信號(hào)處理電路包M性變^^成電路，該線性變^^成電路對于上述 多個(gè)輸出信號(hào)，與上述AD變換電路的緒率相對應(yīng)雌制信號(hào)放大電路的放 大率，并J^目對;fe^入信號(hào)量設(shè)為相同的傾斜、通過切換電路合成為1個(gè)度號(hào)。
8、 #^ '漆求6所述的固>^聶像裝置，其中上述瀆出電iW多^^上逸&電^l管作為1組，按照行^來讀出； 上述AD變換電躲照J(rèn)i^行^i行AD變換；JJ4信號(hào)處理電路包括合成電路，該合成電5^1^UJi多個(gè)^^器同時(shí) 輸出的多^ft號(hào)^^成為1 "言號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固^^聶^^置，其中上述曝光時(shí)間控制電踏按照行^i使由上i^電二極管進(jìn)行光電變換的曝 光時(shí)間不同；上述AD變換電絲照J(rèn)Ji行^iii行AD變換；Ji^多個(gè)^W絲按照J(rèn)iit行^Nm行AD變^的信號(hào)分別34##;上述信號(hào)處理電路包M性變^^成電路，該線性變^^成電路對于^Ji 述多個(gè)^m器同時(shí)輸出的多^f言號(hào)，與上述行#的曝光時(shí)間對應(yīng)#制信 號(hào)放大電路的放大率，并JbN對ib^入信號(hào):i^為相同的傾斜、通過切換電路 合成為l ^Ht號(hào)n
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固^^聶^^置，其中 JJi曝光時(shí)間控制電路對于在上ii^電二極管進(jìn)行光電變換的曝光時(shí)間，通過控制上述讀出電路的讀出電壓，使得在單一象素中進(jìn)行多次膝光；上述讀出電iW上^電^L管的信號(hào)電荷與膝光時(shí)間對應(yīng)i(k^割成多次 來讀出；上述AD變換電路進(jìn)行多次AD變換；上述信號(hào)處理電路包M性變^^成電路，該線性變^^成電路對于vyji 述多個(gè)^^器同時(shí)輸出的多^f言號(hào)，與曝光時(shí)間對應(yīng)雌制信號(hào)放大電路的 ibt率，并iU目對;Jb^入信號(hào)J^^相同的傾斜、通過切換電^^成為1 ^ft 號(hào)。
11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的固^^聶像裝置，其中上述讀出電i^P上^電^^^l管的信號(hào)電荷與膝光時(shí)間相對應(yīng)J4^割為多 狄讀出；上，測電i^^割為多次來讀出的丄Ji信號(hào)電荷進(jìn)^(fa法運(yùn)算。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固^t聶^^置，其中 上述曝光時(shí)間控制電路對于在上it^電二報(bào)管進(jìn)行光電變換的曝光時(shí)間，通過控制上述讀出電路的讀出電壓，使得在單一象素中進(jìn)行多次膝光；JJi讀出電5^JJiit電^r^L管的信號(hào)電荷與曝光時(shí)間對應(yīng)^^割成多次 來讀出；JJiAD變換電i^吏輸入信號(hào)電平的^f率不同地進(jìn)行多次AD變換； 上迷信號(hào)處理電路包絲性變^^成電路，該線性變^^成電路對于上述多個(gè)輸出信號(hào)，與上述AD變換的，率相對應(yīng)#制信號(hào);^電路的;^_率，并ibf目對it^入信號(hào)li殳為相同的傾斜、通過切換電路合成為1憤號(hào)。
13. D、 #^擬，溪求6所述的固#^聶^^置，其包括白平衡電路，該白平衡電路單獨(dú),vyji述信號(hào)處理電路渝出的線性信號(hào)的RGB的信號(hào)電平進(jìn)4亍GAIN調(diào)整。
14、 才Mt^M'決求i3所述的固^m^^:置，其包括電平抑制電路，該電平抑制電路通itl^氐由上述白平衡電路調(diào)整后的信號(hào)的高亮信號(hào)分量的GAIN來抑制電平。
15、 才N^5U'決求14所述的固^^聶^^置，其中，上述信號(hào)處理電路包括 控制電路，該控制電^4十對傾斜不同的上述多個(gè)輸出信號(hào)中的每個(gè)，在幀內(nèi)對 信號(hào)的;^1頻率進(jìn)#^分，才Nli亥結(jié)果，控制壓縮電路的GAIN量。
16、 #^權(quán)利要求6所述的固>^聶像裝置，其中，包括在由JJiAD變換 電路進(jìn)行多次AD變換的動(dòng)作時(shí)增加7jC平掃描期間的"ML的模式。
17、 一種固^W聶^^置，該固^^聶^^置包括象素部，該象素部包^:以二維方式配置于半^H"底上的光電^^L管；將上^電4管的信號(hào)電#^出到檢測部中的讀出電路；輸出上述檢測部的電荷的輸出電路；用于將Jiii^測部進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位電路；曝光時(shí)間控制電路，該曝光時(shí)間控制電，制由上絲電1管進(jìn)行光電變換的曝光時(shí)間；列放大電路，對通iih微出電驗(yàn)出的信號(hào)進(jìn)^i丈大；AD變換電路，對通iUi必'J放大電路所放大的信號(hào)進(jìn)行AD變換；多個(gè)^#器，，由JiiiAD變換電路變^的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對來自上述多個(gè)^4^器的多個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行處理；其中，將在上i^t電^^l管中蓄積的信號(hào)分割為多;^由上述讀出電路進(jìn) #^出，通itJi述列放大電5^fe^大率不同^由上i^r出電^r出的信號(hào)進(jìn)^i丈大，通iiJi述AD變換電路進(jìn)行多次AD變換，將多次AD變換過的JJi 信號(hào)^i"上述多個(gè)^##器中；Jiii信號(hào)處理電路包^^性變^^成電路，該線性變^^成電路為了使從 上述多個(gè)^#器中同時(shí)讀出的多個(gè)輸出信號(hào)的傾鄉(xiāng)目同，與上述列放大電路 的放大率相一致⑩制信號(hào)放大電路的放大率，并iL^目對光腧入信號(hào)量設(shè)為相 同的傾斜、通過切換電i^^成為1 #號(hào)。
18、 #^^'漆求17所述的固^^聶^^置，其包括扭itJJi AD變換電 路進(jìn)行多次AD變換的動(dòng)作時(shí)，增加水平掃描期間的狄的模式。
19、 #^^'漆求17所述的固#41^^置，其中，上述讀出電^MMi^電^l管的信號(hào)電荷與曝光時(shí)間相對應(yīng)地分割為多 狄讀出；上i^r測電路對分割為多歡來讀出的上述信號(hào)電荷進(jìn)4沐法運(yùn)算。
20、 一種固>^聶^^置，該固^(^聶^^置包拾象素部，該象素部包含以二維方式配置于半"Wt底上的光電二極管；將 上述光電^l管的信號(hào)電荷讀出到檢測部中的讀出電路；將上述信號(hào)電荷變換 為電壓的;j^測電路；輸出上iii^測電路的電壓的輸出電路；用于將上述檢測電 路進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位電路；膝光時(shí)間控制電路，該爆光時(shí)間控制電雜制由上絲電^L管進(jìn)行光電變換的膝光時(shí)間；蓄積電路，該蓄積電路蓄積由JJ^渝出電膝渝出的信號(hào)；AD變換電路，該AD變換電路對在Jii^蓄積電路中蓄積的信號(hào)進(jìn)行AD變換；多個(gè)^#器，員由上述AD變換電路變M的信號(hào)； 信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對來自上述多個(gè)^^器的多個(gè)輸出信號(hào) 進(jìn)行處理，其中，上述膝光時(shí)間控制電路使由上逸尤電二極管進(jìn)行光電變換的膝光時(shí) 間在4^P象素中相同；上述AD變換電路使輸入信號(hào)電平的，率不同J^M述象素部輸出的 信號(hào)進(jìn)行AD變換；上述信號(hào)處理電路包城性變換電路，該線性變換電路進(jìn)行處理，以使得 對于來自上i^4儲(chǔ)器的輸出信號(hào)，與上述AD變換電路的^t率相一致, 制信號(hào)放大電路的放大率，相對i^T入信號(hào)量變?yōu)榫€形的傾斜。
全文摘要
本發(fā)明的一種形式的固體攝像裝置包括象素部，在該象素部中，將單元按照行和列的二維方式配置在半導(dǎo)體襯底上，上述單元包括光電變換部；讀出電路，該讀取電路將通過上述光電變換部對入射光進(jìn)行光電變換而獲得的信號(hào)電荷讀出到檢測部中；放大電路，該放大電路對與蓄積于上述檢測部中的信號(hào)電荷相對應(yīng)的電壓進(jìn)行放大并輸出；復(fù)位電路，該復(fù)位電路將上述檢測部的信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位；曝光時(shí)間控制電路，該曝光時(shí)間控制電路控制由上述光電變換部進(jìn)行光電變換的曝光時(shí)間，在全部象素部中，使上述曝光時(shí)間相同；AD變換電路，該AD變換電路以使信號(hào)電平的分辨率不同的方式對從上述象素部輸出的信號(hào)進(jìn)行AD變換；線存儲(chǔ)器，該線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由上述AD變換電路變換出的信號(hào)；信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路進(jìn)行處理，以使得對來自上述線存儲(chǔ)器的輸出信號(hào)，與上述AD變換電路后的象素輸出信號(hào)的分辨率相一致地控制放大率，相對光輸入信號(hào)量成為線性的傾斜。
文檔編號(hào)H04N5/376GK101321238SQ20071018578
公開日2008年12月10日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
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