[发明专利]固态成像元件、驱动方法和电子设备

说明书

本发明涉及能够充分扩展动态范围且能够获得更高质量的图像的固态成像元件、驱动方法和电子设备。单位像素设置有第一光电转换器和第二光电转换器。电荷累积部经由第二传输栅极部连接至第二光电转换器，并且第二光电转换器中通过光电转换获得的电荷经由第二传输栅极部传输至电荷累积部。抗晕栅极部也连接至第二光电转换器，且使得第二光电转换器能够被复位。因此，对于单位像素而言突发式驱动是可能的，在突发式驱动中，在单帧期间内，将第二光电转换器的曝光操作和将第二光电转换器获得的电荷进行传输的传输操作重复两次以上。本发明能够应用于车载相机。

技术领域

本发明涉及固态成像元件、驱动方法和电子设备，特别地涉及能够充分扩展动态范围并能够获得更高质量的图像的固态成像元件、驱动方法和电子设备。

背景技术

过去，在拍摄图像的过程中扩展图像的动态范围的被称为HDR(高动态范围)渲染的技术是已知的。

关于该技术，例如已经提出了这样的技术：设置灵敏度不同的光接收元件，并且通过组合由各个光接收元件拍摄获得的多个图像来扩展动态范围(例如，参照专利文献1和专利文献2)。

此外，也已经提出：通过组合经由长时曝光获得的图像和经由短时曝光获得的图像来扩展动态范围的技术；和通过为光接收元件设置额外的电容以增加能够累积的电荷量来扩展动态范围的技术。

此外，也存在这样的技术：不是仅设置灵敏度不同的光接收元件，而是通过控制光接收元件的曝光时间来补充只凭借光接收元件之间的灵敏度差仍不足的灵敏度比。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利第3071891号

专利文献2：日本专利申请特开第2006-253876A号

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，通过上述技术，难以充分扩展动态范围和获得高质量的图像。

例如，在仅通过使用灵敏度不同的光接收元件来扩展动态范围的情况下，如果光接收元件之间的距离短，那么光接收元件之间的颜色串扰增加，且因此难以在结构上获得光接收元件之间的足够的灵敏度比。在这种情况下，不可能充分扩展动态范围。此外，在仅使用灵敏度不同的光接收元件的情况下和在为光接收元件设置额外电容的情况下，通过像素结构来确定HDR渲染时的组合比，且因此灵活性低。

此外，在使用灵敏度不同的光接收元件的情况下，当曝光时间变长时，在一些情况下，发生运动模糊且移动被摄体的分辨率降低。

此外，在控制曝光时间来扩展动态范围的情况下，例如当诸如发光二极管(LED：Light Emitting Diode)道路标记等脉冲发射光源是被摄体时，发生闪烁现象且不可能获得足够质量的图像。

鉴于上述情况，做出本发明，本发明是这样的技术：能够充分扩展动态范围，并且能够获得更高质量的图像。

技术问题的解决方案

本发明的第一方面的固态成像元件包括其中布置有多个单位像素的像素阵列单元和对单位像素的操作进行控制的驱动单元。单位像素具有多个光电转换器。多个光电转换器之中的一个或多个光电转换器中的各者连接至传输栅极、电荷累积部和抗晕栅极部，传输栅极传输光电转换器中通过光电转换获得的电荷，电荷累积部累积经由传输栅极从光电转换器传输的电荷，且抗晕栅极部使光电转换器复位。

驱动单元能够实施突发式驱动，其中，对于一个或多个光电转换器，在单帧期间内重复曝光操作和传输操作多次，曝光操作是在光电转换器复位之后实施光电转换器的曝光的操作，且传输操作是将通过曝光获得的电荷传输至电荷累积部的操作。

驱动单元能够在改变曝光操作中的曝光时间的同时，实施突发式驱动。