[发明专利]成像装置、驱动方法和电子设备

说明书

本发明涉及能够在不损坏图像质量的情况下扩展成像装置的动态范围的成像装置、驱动方法，以及电子设备。成像装置包括：像素阵列部分，多个单位像素排列在像素阵列部分中；以及驱动单元，该驱动单元被配置为控制单位像素的操作，其中单位像素包括光电转换器，电荷保留单元，该电荷保留单元被配置为保留电荷，电荷电压转换器，该电荷电压转换器被配置为将电荷转换为电压，第一传输单元，该第一传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷保留单元，第二传输单元，该第二传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷电压转换器，和第三传输单元，该第三传输单元被配置为将电荷从电荷保留单元传输到电荷电压转换器。例如，本发明可以施加于成像装置。

技术领域

本发明涉及成像装置、驱动方法和电子设备，特别是涉及能够扩展动态范围的成像装置、驱动方法和电子设备。

背景技术

相关领域中存在各种各样类型的成像装置的动态范围扩展技术。

例如，已知时分方式是在不同的灵敏度下以时分方式进行捕捉，合成以时分方式捕捉的多个图像(例如参考专利文件1)。

此外，例如，已知空分方式是将具有不同灵敏度的受光素子进行处理，合成由具有不同灵敏度的受光素子分别捕捉的多个图像，从而动态范围扩展(例如，参考专利文件2)。

而且，例如，已知像素记忆系统是在每个像素中设置累积从光电二极管溢出的电荷的记忆，在一个曝光时段内能够累积的电荷量增加，从而动态范围扩展(例如，参考专利文件3)。

引文列表

专利文件

专利文件1：日本专利申请公开第2001-346096号

专利文件2：日本专利第3071891号

专利文件3：日本专利第4317115号

发明概述

本发明要解决的问题

然而，在时分方式或空分方式中，分隔的数目增加，可能扩展动态范围，但是在分隔数目增加的情况下由于人为因素、清晰度的下降等等存在图像质量受损的可能性。

此外，在像素记忆系统中，记忆的能力是有限的，从而能够扩展的动态范围受限。

本发明考虑了上述情况，并且能够在不损害图像质量的情况下扩展成像装置的动态范围。

问题的解决方案

本发明的一个方面的成像装置包括：像素阵列部分，多个单位像素排列在像素阵列部分中；以及驱动单元，该驱动单元被配置为控制单位像素的操作，其中单位像素包括光电转换器，电荷保留单元，该电荷保留单元被配置为保留电荷，电荷电压转换器，该电荷电压转换器被配置为将电荷转换为电压，第一传输单元，该第一传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷保留单元，第二传输单元，该第二传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷电压转换器，和第三传输单元，该第三传输单元被配置为将电荷从电荷保留单元传输到电荷电压转换器。

本发明的一个方面的驱动方法是由成像装置执行的驱动方法，该成像装置包括像素阵列部分、排列在像素阵列部分中的多个单位像素，以及驱动单元，该驱动单元被配置为控制单位像素的操作，单位像素包括光电转换器，电荷保留单元，该电荷保留单元被配置为保留电荷，电荷电压转换器，该电荷电压转换器被配置为将电荷转换为电压，第一传输单元，该第一传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷保留单元，第二传输单元，该第二传输单元被配置为将电荷从光电转换器传输到电荷电压转换器，和第三传输单元，该第三传输单元被配置为将电荷从电荷保留单元传输到电荷电压转换器，所述驱动方法包括通过在曝光时段内交替地打开第一传输单元和第二传输单元来交替地执行电荷从光电转换器到电荷保留单元的传输和电荷从光电转换器到电荷电压转换器的传输。