[发明专利]固体摄像装置以及摄像机模块

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及固体摄像装置以及摄像机模块。

背景技术

近年来，固体摄像装置通过像素数的增加和像素的微细化，降低了像素的动态范围。固体摄像装置在被拍摄体中的亮度高的部分，容易产生输出电荷对入射光量的饱和。对于这种输出电荷的饱和，例如，有时采取输出增益的減少、电荷积蓄时间的缩短等措施。在这种情况下，能对亮度高的部分降低输出电荷的饱和，而另一方面，在亮度低的部分获得最佳的输出却是很难的。

高动态范围（high dynamic range；HDR）合成已知为用于与通常的摄影相比表现出宽度更宽的动态范围的摄影技法。作为HDR合成的方法，例如有按每条使像素向水平方向并列而成的水平线，使电荷积蓄时间或输出增益不同的方法。根据该方法，由于相对于通常的摄影的情况，会使垂直方向上的分辨率实质上减半，所以分辨率的降低是个问题。

此外，作为HDR合成的其他方法，例如，有将使电荷积蓄时间、输出增益相互不同而取得的两个以上的图像合成的方法。根据该方法，会相对于影像传感器的输出周期，在合成图像的帧率上产生延迟。因此，特别是在对动态图像进行摄影的情况下，容易产生被拍摄体图像的摇晃（运动模糊）便成为课题。此外，由于需要用于对多个图像使帧定时同时化的帧存储器，所以由电路规模的增大带来的成本的增加、功耗的增加是个问题。

发明内容

本发明要解决的课题是提供一种固体摄像装置以及摄像机模块，其采用具备包括光灵敏度各不相同的多个小像素的小像素组的像素构成，能实施有效的高动态范围合成。

实施方式的固体摄像装置的特征在于，具有：像素阵列，具备向水平方向以及垂直方向排列的多个像素，生成与向各像素的入射光量相应的信号电荷；以及高动态范围合成电路，使用来自所述像素阵列的图像信号，实施高动态范围合成，所述像素分别构成为包括能读出所述信号电荷的多个小像素的小像素组，所述小像素组包括光灵敏度相互不同的两个以上的所述小像素，所述高动态范围合成电路具有：有效像素选择部，从所述小像素组中，选择使所述高动态范围合成中的信号值的使用有效的一个或者两个以上的所述小像素，作为有效像素；灵敏度比校正部，对每个所述小像素的信号值，实施与所述小像素彼此的所述光灵敏度之比相应的灵敏度比校正；以及运算处理部，使用来自所述灵敏度比校正部的每个所述小像素的信号值中的、所述有效像素的信号值，实施所述高动态范围合成用的运算。

另一实施方式的摄像机模块的特征在于，具有：摄像光学系统，取入来自被拍摄体的光，使被拍摄体图像成像；以及固体摄像装置，将由所述摄像光学系统取入的光转换为信号电荷，拍摄所述被拍摄体图像，所述固体摄像装置具有：像素阵列，具备向水平方向以及垂直方向排列的多个像素，生成与向各像素的入射光量相应的所述信号电荷；以及高动态范围合成电路，使用来自所述像素阵列的图像信号，实施高动态范围合成，所述像素分别构成为包括能读出所述信号电荷的多个小像素的小像素组，所述小像素组包括光灵敏度相互不同的两个以上的所述小像素，所述高动态范围合成电路具有：有效像素选择部，从所述小像素组中，选择使所述高动态范围合成中的信号值的使用有效的一个或者两个以上的所述小像素，作为有效像素；灵敏度比校正部，对每个所述小像素的信号值，实施与所述小像素彼此的所述光灵敏度之比相应的灵敏度比校正；以及运算处理部，使用来自所述灵敏度比校正部的每个所述小像素的信号值中的、所述有效像素的信号值，实施所述高动态范围合成用的运算。

发明的效果

根据上述构成的固体摄像装置以及摄像机模块，其采用具备包括光灵敏度各不相同的多个小像素的小像素组的像素构成，能实施有效的高动态范围合成。

附图说明

图1是表示第一实施方式的固体摄像装置的概略结构的框图。

图2是表示具备图1所示的固体摄像装置的数字摄像机的概略结构的框图。

图3是对像素阵列、像素以及小像素进行说明的图。

图4是表示像素阵列中排列的小像素的示意图。

图5是对根据HDR合成电路的HDR合成进行说明的图。

图6是对根据HDR合成电路的HDR合成进行说明的图。

图7是表示HDR合成电路的构成的框图。

图8是对有效像素的选择用的阈值进行说明的图。

图9是表示有效像素选择部的构成的框图。

图10是对小像素的输出特性和HDR合成进行说明的图。

图11是表示第二实施方式的固体摄像装置中包含的HDR合成电路的构成的框图。