本技術(shù)涉及固態(tài)成像元件。更具體地，本技術(shù)涉及切換增益的固態(tài)成像元件、成像裝置和用于控制固態(tài)成像元件的方法。

背景技術(shù)：

1、作為互補(bǔ)mos(cmos)半導(dǎo)體制造工藝，使用cmos的固態(tài)成像元件的cmos圖像傳感器(cis)已經(jīng)廣泛地用于成像裝置等中。例如，提出了一種cis，該cis捕捉并顯示具有不同曝光開始定時和曝光時間的多條圖像數(shù)據(jù)，并允許用戶選擇期望的圖像數(shù)據(jù)(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

2、引用列表

3、專利文獻(xiàn)

4、專利文獻(xiàn)1：日本專利申請公開號2020-31255

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的問題

2、通過上述傳統(tǒng)技術(shù)，在不同的曝光開始定時和不同的曝光時間執(zhí)行多次成像，使得當(dāng)對象移動時生成在運(yùn)動模糊度和亮度上變化的多條圖像數(shù)據(jù)。然而，在上述固態(tài)成像元件中，曝光開始定時和曝光結(jié)束定時相同，并且不能捕獲亮度變化的多條圖像數(shù)據(jù)。為了捕獲亮度隨著上述固態(tài)成像元件而變化的多條圖像數(shù)據(jù)，需要改變曝光開始定時，并且存在此時將錯過成像機(jī)會的可能性。

3、本技術(shù)鑒于這種情況而開發(fā)，并且旨在防止捕獲多條圖像數(shù)據(jù)的固態(tài)成像元件中的成像機(jī)會的損失。

4、問題的解決方案

5、本技術(shù)被開發(fā)以解決上述問題，并且其第一方面是一種固態(tài)成像元件，該固態(tài)成像元件包括：前級電路，生成像素信號；采樣和保持電路，在預(yù)定保持時段中保持像素信號，并且在保持時段內(nèi)多次輸出像素信號；放大器電路，用多個增益中的由預(yù)定控制信號指定的增益來放大像素信號；以及定時控制電路，在保持時段利用控制信號依次指定多個增益。這帶來通過一次曝光操作生成具有不同亮度的多條圖像數(shù)據(jù)的效果，并且處理該圖像數(shù)據(jù)。

6、此外，在第一方面中，放大器電路可以是比較像素信號與預(yù)定斜坡信號的比較器。這帶來放大模擬像素信號的效果。

7、此外，在第一方面中，可在像素中布置前級電路以及采樣和保持電路，并且比較器可包括：差分放大器電路，放大預(yù)定參考電壓與預(yù)定節(jié)點(diǎn)的電壓之間的差值，并且輸出該差值作為比較結(jié)果；垂直信號線側(cè)電容器，插入在預(yù)定節(jié)點(diǎn)和與像素連接的垂直掃描線之間；斜坡側(cè)電容器，插入在預(yù)定節(jié)點(diǎn)與生成斜坡信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間；以及開關(guān)，根據(jù)控制信號改變垂直信號線側(cè)電容器與斜坡側(cè)電容器之間的電容比。這帶來了通過改變電容比來切換模擬增益的效果。

8、此外，在第一方面中，還可包括根據(jù)控制信號生成斜坡信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并且定時控制電路可使用控制信號改變斜坡信號的電平波動的速度。這帶來通過改變斜坡信號的波動速度來切換模擬增益的效果。

9、此外，在第一方面中，還可包括對像素信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且放大器電路可為將放大的像素信號提供至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的列放大器。這帶來放大模擬像素信號的效果。

10、此外，在第一方面中，還可包括將像素信號提供至垂直信號線的后級電路，并且放大器電路可將經(jīng)放大的像素信號提供至后級電路。這帶來放大像素中的像素信號的效果。

11、此外，在第一方面中，還可包括對像素信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且放大器電路可放大經(jīng)受模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的像素信號。這帶來放大數(shù)字像素信號的效果。

12、此外，在第一方面中，還可以包括后級復(fù)位晶體管，采樣和保持電路可以包括：第一電容器元件和第二電容器元件；以及選擇電路，其依次執(zhí)行控制以將所述第一電容器元件和所述第二電容器元件中的一個連接到預(yù)定后級節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行控制以將所述第一電容器元件和所述第二電容器元件兩者從所述后級節(jié)點(diǎn)斷開，并且進(jìn)行控制以將所述第一電容器元件和所述第二電容器元件中的另一個連接到所述后級節(jié)點(diǎn)，并且當(dāng)所述第一電容器元件和所述第二電容器元件兩者從所述后級節(jié)點(diǎn)斷開時，所述后級復(fù)位晶體管可以初始化所述后級節(jié)點(diǎn)的電平。這帶來降低噪聲的效果。

13、此外，本技術(shù)的第二方面是一種成像裝置，包括：生成像素信號的前級電路；采樣和保持電路，在預(yù)定保持時段中保持像素信號，并且在保持時段內(nèi)多次輸出像素信號；放大器電路，用多個增益中的由預(yù)定控制信號指定的增益來放大像素信號；定時控制電路，在保持時段利用控制信號依次指定多個增益；以及數(shù)字信號處理電路，處理排列像素信號的圖像數(shù)據(jù)。這帶來以下效果：通過一個曝光操作生成具有不同亮度的多條圖像數(shù)據(jù)，并且處理該圖像數(shù)據(jù)。

14、此外，在第二方面中，還可包括設(shè)定值保持單元，根據(jù)用戶的操作將多個增益中的一個增益的值保持為設(shè)定值，并且放大器電路以設(shè)定值的增益來放大像素信號。這帶來增強(qiáng)成像裝置的用戶友好性的效果。

15、此外，在第二方面，數(shù)字信號處理電路可使用預(yù)定數(shù)量的圖像數(shù)據(jù)來執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)。這帶來減少生成數(shù)據(jù)集所需的曝光操作的數(shù)量的效果。

技術(shù)特征：

1.一種固態(tài)成像元件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)成像元件，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)成像元件，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像元件，還包括：

9.一種成像裝置，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的成像裝置，還包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的成像裝置，其中，

12.一種用于控制固態(tài)成像元件的方法，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明防止在對多個圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)成像的固態(tài)成像元件中失去成像機(jī)會。固態(tài)成像元件包括：前級電路；采樣保持電路；放大電路；以及定時控制電路。前級電路生成像素信號。采樣保持電路在規(guī)定的保持時段期間保持像素信號，并且在保持時段內(nèi)多次輸出像素信號。放大電路使用由規(guī)定的控制信號從多個增益中指示的增益對像素信號進(jìn)行放大。定時控制電路在保持時段內(nèi)通過控制信號按順序指示多個增益。

技術(shù)研發(fā)人員：志津友幸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：索尼半導(dǎo)體解決方案公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/28