對比度檢測能力強的半導體攝像元件的製作方法
2023-05-07 03:21:11
專利名稱：：對比度檢測能力強的半導體攝像元件的製作方法
技術領域：
：本發明涉及實現與人的視覺感知特性接近的受光感知特性的半導體攝像元件，尤其特別涉及在視場內混合存在亮度差別很大的區域也能夠在整個區域檢測足夠的對比度的半導體攝像裝置。因而，本發明技術可作為在各種狀況下使用的具有高視覺感知能力的攝像裝置，能用於包括室外的監視用攝像機和車載用攝像機等。
背景技術：
：電荷耦合器件(CCDCharge-coupleddevice)和互補型金屬—氧化物—半導體(CMOScomplementarymetal-oxidesemiconductor)攝像元件等固體攝像元件，即所謂的半導體圖像傳感器(下面也稱為「半導體攝像元件」)，己從裝在攝像機和數字照像機中，到現在連行動電話等中也裝有固體攝像元件，它作為廉價且功耗小的攝像元件已廣泛普及。但是，半導體攝像元件的感知能力大大低於人的視覺感知能力。人的視覺在一個視場內即使有4-5個數量級速度的亮度分布，也能夠足以檢測出亮處和暗處的對比度。該優異的對比度感知能力是利用處於視網膜內的受光細胞能夠對每個細胞調節其感光特性的功能來實現的。與此不同的是，在以往的半導體攝像元件中，由於所有的象素具有相同的受光特性，因此很難同時得到在視野內的明處和暗處的足夠的對比度。圖14和圖15所示為利用以往的半導體攝像元件的拍攝例子的第1圖和第2圖。參照圖14和圖15，這些拍攝例子是在晴朗的白天從點亮螢光燈的室內拍攝的包括窗外的情景。這樣的情景在日常生活是經常看到的司空見慣的場景。這樣普通的情景在人的眼中，無論室內還是窗外的情景，都毫無困難地能夠以足夠的對比度看見，這樣的經驗是都知道的。但是，用以往的半導體攝像元件，若如圖14的拍攝例子所示，調整象素的受光靈敏度特性，使得能看見室內，則窗外過亮，不能檢測明亮部分的對比度。另外，若如圖15的拍攝例子所示進行調整，使得能以足夠的對比度看見窗外的情景，則這一次是室內過暗，很難檢測黑暗部分的對比度。由此可知，用以往的圖像傳感器，在視野內同時混合存在明亮區域與黑暗區域時，在整個區域檢測足夠的對比度的能力大大低於人的視覺檢測。因而，為了用以往的半導體攝像元件作為代替人的視覺的視覺信息檢測裝置，該對比度感知能力低是在實用上要必須解決的一個大問題。下面用圖16說明以往的半導體攝像元件的對比度檢測能力低的情況。一般晴朗白天的室外照度為數萬勒克司左右。而螢光燈點亮的室內照度在太陽光不入射的場所約為500勒克司左右，在暗處為100勒克司以下。即在圖14和圖15所示的拍攝例子中，如圖16內的亮度分布例所示，窗外的亮度分布與室內黑暗部分(臉的部分)的亮度分布以各自的平均值表示，有2-3個數量級的差別。在圖14的拍攝例子中，為了在室內的比較亮的區域(500勒克司以下)能夠感知足夠的對比度，要如圖16所示的靈敏度直線那樣調整象素的受光靈敏度特性。但是，如上所述，在以往的半導體攝像元件中，由於全部象素具有相同的靈敏度特性。因此若以這樣的受光靈敏度特性拍攝，則對窗外的明亮部分，受光靈敏度完全飽和，變成雪白。另外可知，即使在黑暗部分，為整個的1/5以下的振幅，也不能夠得到足夠的對比度。這樣，用以往的半導體攝像元件，連我們日常碰到很多的場景也不能感知足夠的對比度。
發明內容本發明目的在於提供在一個視場內即使亮度分布大的情況下也能夠以足夠的對比度檢測明亮部分和黑暗部分的半導體攝像元件。按照本發明的半導體攝像元件，包括構成圖像傳感器的多個象素電路，以及能夠對每個象素調整固有的信號放大倍數的裝置。最好象素電路以包含周圍象素的鄰近檢測受光信號的平均信號對象素固有的檢測受光信號的讀出放大倍數進行調製。最好象素電路具有能夠對放大係數β進行電模擬調製的MOS電晶體，將該MOS電晶體用於信號讀出放大。特別是在這樣的結構中，在象素電路中周圍的平均受光量信號輸入到調製MOS電晶體放大係數β控制柵極。或者，最好其特徵在於，利用在阱與基板間形成的二極體和由阱形狀設定的象素間的連接電阻提供周圍的平均受光量信號。最好其特徵在於，在阱內形成提供各象素受光信號的光電二極體。按照本發明其它結構的半導體攝像元件，包括多個象素，各象素包含圖像信號生成電路，所述圖像信號生成電路根據本身和配置在本身周圍的其它多個象素中至少一部分象素的光量調整信號放大倍數，根據該信號放大倍數生成與本身的入射光量對應的電信號。最好根據至少一部分象素中的平均光量設定信號放大倍數。另外，最好設定多個象素的各自的信號放大倍數，使得在至少一部分象素的平均光量小的區域中的信號放大倍數相對大於平均光量大的區域。或者最好各象素還包括在第1節點生成與入射到本身的入射光量對應的第1電位用的第1受光檢測元件，以及在第2節點生成與入射到至少一部分象素的入射光量對應的第2電位用的第2受光檢測元件。圖像信號生成電路根據第1和第2電位之積生成電信號。最好第1電位隨著入射到本身的入射光量的增加而上升，第2電位隨著入射到至少一部分象素的入射光量的增加而下降。或者最好第1電位隨著入射到本身的入射光量的增加而下降，第2電位隨著入射到至少一部分象素的入射光量的增加而上升。另外，最好第1受光檢測元件具有將從第1節點向第1固定電壓的方向作為正方向的，在第1固定電壓與第1節點之間連接的第1二極體，第2受光檢測元素具有將從第2固定電壓向第2節點的方向作為正方向的，在第2節點與第2固定電壓之間連接的第2二極體。在至少一部分象素中，第2節點相互之間通過電阻成分進行電耦合。另外，最好第1受光檢測元件具有將從第1固定電壓向第1節點的方向作為正方向，在第1固定電壓與第1節點之間連接的第1二極體，第2受光檢測元素具有將從第2節點向第2固定電壓的方向作為正方向，在第2節點與第2固定電壓之間連接的第2二極體。在至少一部分象素中，第2節點相互之間通過電阻成分進行電耦合。或者，最好圖像信號生成電路包含能夠根據控制柵極所加的電壓對放大係數β進行模擬調製的場效應電晶體。場效應電晶體的控制節點與第2節點連接，場效應電晶體根據放大係數β將第1節點電位放大，通過這樣生成電信號。另外，最好半導體攝像元件還具有將第1和第2節點電位以規定周期分別復位到規定電位用的復位電路。或者，最好半導體攝像元件還具有以規定周期將第1節點電位復位到規定電位，同時將第2節點通過電阻成分與固定的偏置電壓電耦合用的復位電路。另外，最好半導體攝像元件在第1導電型基板上生成，還具有在基板上形成的與第1導電型相反的導電型的第2導電型阱區。第2受光檢測元件具有利用基板與阱區之間的結形成的二極體。最好第2節點相當於阱區。或者，最好半導體攝像元件還具有在阱區內形成的第1導電型的第1擴散區，以及在第1擴散區內形成的第2導電型的第2擴散區。第1和第2擴散區對每個象素獨立設置，第1受光檢測元件具有利用第1擴散區與第2擴散區之間的結形成的二極體。因而，本發明的主要優點在於，能夠以足夠的對比度檢測用以往的圖像傳感器難以檢測的在同一視場內有大亮度差的圖像。結果，本發明的半導體攝像元件(圖像傳感器)能夠用作為具有接近人的知覺能力的優異的攝像裝置。因而，該圖像傳感器在監視裝置和車載攝像機等要求適應急劇環境變化的領域能夠發揮威力。由於一般CMOS圖像傳感器的S/N比為60-65dB左右，因此若畫面中最暗處的圖像質量允許為29dB左右，則本發明的半導體攝像元件(圖像傳感器)估計能夠在整個畫面檢測足夠的對比度，達到數百倍左右的平均亮度差。另外，本發明的半導體攝像元件(圖像傳感器)，由於能夠將對每個象素可模擬調整受光靈敏度特性的功能緊湊地裝在一起，因此與以往的圖像傳感器相比，在靈敏度和清晰度方面不比它差。圖1所示為按照本發明實施例的半導體攝像元件的構成簡要方框圖。圖2為說明各象素構成的方框圖。圖3所示為各象素構成的詳細電路圖。圖4所示為按照本發明的半導體攝像元件的象素特性示意圖和其拍攝例子。圖5所示為A-MOS器件的元件構成例子的示意圖。圖6所示為A-MOS器件的元件構成參數的示意圖。圖7A和7B為說明A-MOS器件和β調製原理的示意圖。圖8所示為按照實施例2的各象素構成的電路圖。圖9所示為按照實施例3的光電二極體配置例子的結構圖。圖10所示為按照實施例4的各象素構成的電路圖。圖11所示為按照實施例5的各象素構成的電路圖。圖12所示為按照實施例5的光電二極體配置例子的結構圖。圖13所示為按照實施例6的各象素構成的電路圖。圖14所示為利用以往的半導體攝像元件的拍攝例子的第1圖(室內可看見)。圖15所示為利用以往的半導體攝像元件的拍攝例子的第2圖(室外可看見)。圖16為以往的半導體攝像元件的對比度檢測能力低的說明圖。具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發明的實施例。另外，在以下的說明中，對同一或相當部分附加同一參照標號。實施例1參照圖1，本發明的半導體攝像元件1包括多個象素PX呈矩陣狀配置的象素陣列2，讀出控制電路3，復位電路5和電源電路7。讀出控制電路3生成對象素陣列2中的圖像數據生成時刻進行控制用的控制信號RD。復位電路5定期對各象素PX中的受光檢測元件的狀態進行復位。復位電路5進行的復位動作時刻利用來自讀出控制電路3的復位信號Rst0和Rst1進行控制。電源電路7對象素陣列2內的各象素供給電源電壓Vd和接地電壓GND。圖2為說明各象素構成的方框圖。在圖2中，作為代表給出呈矩陣狀配置的多個象素中的第i行和第j列(i和j為自然數)的象素PX(i，j)和與其相鄰的象素組。參照圖2，各象素PX包含作為作為受光檢測元件的光電二極體PD0和PD1，象素信號生成電路10和象素數據生成電路15。光電二極體PD1生成具有與該象素入射光量對應的電位的信號。光電二極體PD0通過電阻成分與周圍區域多個象素中的光電二極體PD0電耦合。通過這樣，各象素的光電二極體PD0能夠生成具有與該象素周圍區域的平均光量對應的電位的信號。在圖2的構成例子中，各象素在與相鄰的4個象素之間，光電二極體PD0相互之間電耦合。例如象素PX(i，j)在與象素PX(i，j+1)，PX(i，j-1)，PX(i-1，j)和PX(i+1，j)之間電耦合。但是，本申請的發明不限定於適用這樣的構成，各象素的光電二極體PD0可以與周圍配置的任意個數其它象素的光電二極體PD0連接而構成。象素信號生成電路10根據光電二極體PD0和PD1的各自的輸出，在與控制信號PD響應的時刻生成與該象素入射光量對應的圖像信號作為輸出信號。圖像信號按照根據光電二極體PD0的輸出即該象素周圍區域的平均光量自動調整的受光靈敏度特性(信號放大倍數)，具有與光電二極體PD1的輸出即該象素的光量對應的強度。因而，各象素的受光靈敏度特性根據該象素周圍區域的平均光量進行自動調整。具體來說，只要在各象素中設定使得該象素的受光靈敏度(信號放大倍數)與周圍平均光量或反比增大即可。也就是說，各象素具有這樣的自動調整功能，即在暗區設定受光靈敏度相對較小，而在亮區設定受光靈敏度相對較大。象素數據生成電路15將象素信號生成電路10的輸出信號(象素信號)進行模/數轉換，生成圖像數據DAT，而且將生成的圖像數據暫時保存。圖像數據生成電路15保持的圖像數據採用未圖示的掃描電路，能夠以象素為單位，象素的行為單位，列為單位或全部象素陣列，從半導體攝像元件外部對每一個任意的範圍讀出。另外，在未圖示的各象素中，其內部結構和與周圍象素之間的連接關係都相同。下面用圖3詳細說明各象素的構成。參照圖3，電路是這樣構成的，即具有提供與入射到象素的入射光量對應的電位Va的光電二極體PD1，以及提供與周圍平均光量對應的電位Vb的光電二極體PD0，將由各光電二極體提供的電位Va和Vb的相乘的結果作為象素信號讀出。光電二極體PD1將從節點Na向電源電壓Vd的方向作為正方向，連接在節點Na與電源電壓Vd之間。光電二極體PD0將從接地電壓GND向節點Nb的方向作為正方向，連接在節點Nb與接地電壓GND之間。復位電路5具有在節點Na與復位電壓Vt之間連接的復位用電晶體Tr1，以及在節點Nb與復位電壓Vdm之間連接的復用電晶體Tr0。復位用電晶體Tr0和Tr1分別與復位信號Rst0和Rst1響應而導通。復位電壓Vt是在復位時對光電二極體PD1加上規定的反偏置電壓用的電壓，也可以用接地電壓GND。同時，復位電壓Vdm是在復位時對光電二極體PD0加上規定的反偏置電壓用的電壓，也可以用電壓電壓Vd。關於這些偏置電壓，例如可以採用由圖1所示的電壓電路7供給的結構。因而，利用復位電路5產生的復位動作，節點Na和Nb與規定電壓(Vt，Vdm)連接。然後，在光電二極體PD1中由於產生與該象素的光量對應的反向電流，因此電位Va與該象素的受光量對應產生時間性變化。如圖2所述，各象素中的節點Nb通過電阻成分與其它象素中的節點Nb電耦合。例如，在圖3的構成中，例如象素PX(i，j)中的節點Nb通過電阻成分分別與上側(up)的象素PX(i-1，j)，下側(down)的象素PX(i+1，j)，左側(left)的象素PX(i，j-1)和右側(right)的象素PX(i，j+1)的內部節點Nb電耦合。因而，節點Nb的電位不僅受該象素內的光電二極體PD0產生的反向電流的影響，還受電耦合的其它象素內的光電二極體PD0產生的反向電流的影響，產生時間性變化。這樣，通過電阻分量將周圍象素內的光電二極體PD0相互之間連接，就能夠在節點Nb生成與該象素的周圍光量成反比的電位Vb。象素信號生成電路10具有乘法器PU和讀出選擇開關電晶體Tr2。乘法器PU在節點Nc與接地電壓GND之間生成與節點Na和Nb的各自的電位Va和Vb之積有關的電流i。即乘法器。即乘法器PU的電流特性用式i＝f(Va×Vb)表示，電流i與電位Va和Vb之積近似成正比。讀出選擇開關電晶體Tr2將控制信號RD激活時刻的節點Nc的電位輸出作為圖像信號OUT。通過採用這樣的構成，節點Na的電位Va即使是相同電平，在周圍平均光量少的象素即黑暗部分的象素中，節點Nc的電位相對升高，而在周圍平均光量多的象素即明亮部分的象素中，節點Nc的電位相對降低。因而，各象素的受光靈敏度在黑暗區域增大而在明亮區域減小，實現了這樣的每個象素的信號放大倍數控制。圖4所示為按照本發明的半導體攝像元件的象素特性示意圖和拍攝例子的圖像。參照圖4，在按照本發明的半導體攝像元件中，由於每個象素具有對受光靈敏度特性自動調整的功能，因而對每個象素實現了使該象素中的靈敏度直線(信號放大倍數)與周圍平均光量成反比變化那樣的(越是暗處越增大放大倍數)自動調整功能。再有，在帶有這樣功能的半導體攝像元件中，若調整全部象素共同地存儲時間(曝光時間)，使其對於視場內最明亮部分能夠維持足夠的對比度，則由於黑暗部分的信號根據其周圍的黑暗程度放大，因此黑暗部分的對比度增強，這樣在畫面的全部區域就能夠檢測足夠的對比度。曝光時間相當於從對復位信號Rst0和Rst1響應進行復位動作起到控制信號RD被激活為止的期間，由讀出控制電路3設定。結果如圖4所示的拍攝例子，能夠實現明亮部分和黑暗部分都能夠以足夠的對比度進行檢測的半導體攝像元件。實施例2在實施例2中，說明適合這樣信號放大倍數控制的乘法器PU的構成。在實施例2中，採用能夠根據控制柵極輸入電壓對放大係數β進行控制的MOS電晶體(下面也稱為「A-MOS(Adujustableβ-MOS)器件」)，實現對每個象素自動調整受光靈敏度特性的功能。參照圖5，A-MOS器件具有與通常的MOS電晶體相同的通常柵極GR，源極SR和漏極DR，除此之外還具有與通常柵極成一定角度形式的控制柵極CG。圖6所示為A-MOS器件的元件構成參數的示意圖。參照圖6，A-MOS器件作為元件構成參數具有通常柵極GR的柵極長Lr，柵極寬Wr和通常柵極GR與控制柵極CG之間形成的角度θ。圖7A和圖7B為說明A-MOS器件中β調製原理的示意圖。參照圖7A，在設定控制柵極CG所加電壓使得控制柵極CG下的溝道導電性與通常柵極相同時，圖中陰影線所示的部分為有效柵極區。即由於有效柵極長L比通常柵極GR的柵極長Lr要長，有效柵極寬W比通常柵極GR的柵極寬Wr要窄，因此放大係數β降低。另外，參照圖7B，在設定控制柵極CG所加電壓使得控制柵極CGF的溝道導電性比通常柵極要足夠大時，有效柵極寬W和柵極長L與通常柵極GR的柵極寬Wr和柵極長Lr相等。這樣，A-MOS器件通過改變控制柵極CG所加電壓，能夠對有效柵極長L和柵極寬W進行模擬調製。結果，A-MOS器件實現了利用控制柵極電壓進行放大係數β的模擬調製。這樣，A-MOS器件具有能夠以比較緊湊的結構實現10-1000倍左右的β調製特性的特點。A-MOS器件的放大係數β的調製特性可以利用圖6所示的參數進行設定。圖8所示為按照實施例2的各象素構成的電路圖。參照圖8，在按照實施例2的構成中，在節點Nc與接地電壓GND之間設置電耦合的A-MOS電晶體Tr4，來代替乘法器PU。A-MOS電晶體Tr4的通常柵極GR與節點Na連接，控制柵極CG與節點Nb連接。這樣，在實施例2中的構成是，與入射到象素的入射光量對應電位改變的光電二極體PD1與A-MOS電晶體Tr4的通常柵極連接，與周圍平均光量對應的電位節點Nb與A-MOS電晶體Tr4的控制柵極連接。如上所述，與周圍平均光量對應的電位是利用通過電阻分量與周圍象素連接的平均光量檢測用光電二極體PD0提供的。利用該構成，對周圍平均光量少的象素即黑暗部分的象素中，增大A-MOS電晶體的放大係數β，對明亮部分的象素，減小β，對每個象素實現了這樣的控制。換名話說，利用A-MOS電晶體，能夠實現圖3所示的乘法器PU的功能。通過這樣的每個象素的β調整，與實施例1相同，黑暗部分象素的信號放大倍數大於明亮部分的象素。結果，能夠提高暗處的對比度。由於復位電路5和各象素的其它部分構成與實施例1相同，因此不重複詳細說明。這樣，若採用A-MOS器件作為各象素的信號讀出放大電晶體，則能夠以只要對A-MOS器件的控制柵極提供表示周圍平均光量的電壓這樣比較簡單的電路構成，實現在周圍黑暗時將該象素的放大倍數提高100倍左右的自動調整功能，同時能夠抑制由於每個象素加上自動調整功能而導致象素麵積的增大。實施例3下面說明在實施例3中各象素設置的2個光電二極體的有效配置。圖9所示為按照實施例3的光電二極體配置例子的結構圖。參照圖9，用形成半導體攝像元件的P型矽基板(P-sub)20和與設置在P型矽基板20上的N阱21之間形成的PN結，構成檢測周圍區域平均光量用的光電二極體PD0。再用在該N阱21內形成的P+型區22和與在P+型區22內形成的N+型區23之間形成的PN結，構成檢測入射到該象素的入射光量用的光電二極體PD1。另外，P+型區22和N+型區23的雜質濃度高於P型矽基板20和N阱21。P+型區22和N+型23是每個象素獨立設置的。另外，在同一N阱21內形成的多個象素間通過N阱的擴散電阻電耦合，即各象素的N阱21相當於圖3的電路構成中的節點Nb。因而，在同一N阱21形成的多個象素間，節點Nb電耦合，檢測平均光量。或者也可以在同一N阱上形成整個象素陣列2。在這種情況下，在各象素中，該象素的光電二極體PD0與其它象素的光電二極體PD0之間的電阻值與象素值的距離相應增大。因而，各象素中的節點Nb的電位Vb，由於受到入射到相鄰象素的入射光量的影響相對較大，因此結果能夠根據電位Vb檢測象素周圍區域的平均光量。若按照實施例3的光電二極體的配置，則各象素設置的2個光電二極體以縱向結構配置。再有，對於周圍象素間的光電二極體之間的電阻連接，可以不設置特別的布線等，以N阱的形狀構成。因而，能夠防止各象素和象素陣列面積的增大。實施例4圖10所示為按照實施例4的象素構成的電路圖。將圖10與圖8進行比較，則在按照實施例4的構成中。在復位電壓(例如電源電壓Vd)與節點Nb之間連接電阻器R0，來代替與光電二極體PD0對應設置的復位用電晶體Tr0。其它部分的構成由於與圖8相同，因此不重複詳細說明。作為這樣的構成，由於節點Nb穩定在與入射到該象素和與該象素電耦合的周圍象素內的光電二極體PD0的入射光量對應的電位，因此也與實施例1或2的構成相同，能夠利用節點Nb的電位Vb檢測象素周圍區域的平均光量。因而，對於周圍平均光量的檢測動作，由於不需要進行定期性的復位操作，因此可以簡化復位電路5。另外，同樣的構成對於按照實施例1的圖3所示電路構成也能夠適用。實施例5圖11所示為按照實施例5的象素構成的電路圖。將圖11與圖8進行比較，在按照實施例5的構成中，是將按照實施例2的構成交換光電二極體的配置。即光電二極體PD0將從節點Nb向電源電壓vd的方向作為正方向，連接在節點Nb與電源電壓Vd之間，光電二極體PD1將從接地電壓GND向節點Na的方向作為正方向，連接在接地電壓GND與節點Na之間。與此相對應，讀出選擇開關電晶體Tr2和A-MOS電晶體Tr4作N溝道型改變為P溝道型。另外，同樣的構成對於按照實施例1的圖3所示電路構成也能夠適用。圖12所示為按照實施例5的光電二極體配置例子的結構圖。參照圖12，在實施例5中，用與設置在形成半導體攝像元件的N型矽基板(N-sub)30上的P阱31之間形成的PN結，構成檢測象素周圍區域平均光量用的光電二極體PD0。再用在該P阱31內形成的N+型區32與在N+型區32內形成的P+型區33之間形成的PN結，構成檢測入射到該象素的入射光量用的光電二極體PD1。與圖9所示結構相同，N+型區32和P+型區33是每個象素獨立設置，N+型區32和P+型區33的雜質濃度高於N型矽基板30和P阱31。另外，關於P阱31的設計，只要與圖9中的N阱21相同即可。這樣，作為將光電二極體的配置加以交換的構成，也與實施例1或2相同，能夠實現在每個象素中與周圍平均光量對應使靈敏度直線(放大倍數)變化的自動調整功能，在整個畫面區域能夠檢測足夠的對比度。再有，與實施例3相同，在每個象素必須要2個光電二極體的構成中，也能夠防止各象素和象素陣列面積的增大。實施例6圖13所示為按照實施例6的象素構成的電路圖。將圖13與圖11進行比較，在按照實施例6的構成中，在作為復位電壓的接地電壓GND與節點Nb之間連接電阻器R0，來代替與光電二極體PD0對應設置的復位電晶體Tr0。其它部分的構成由於與圖11相同，因此不重複詳細說明。這樣，在將光電二極體的配置加以交換的構成中，也與實施例4相同，簡化復位電路5的構成。而且在整個畫面區域能夠檢測足夠的對比度。另外，在按照圖13的電路構成中，各象素必需的2個光電二極體PD0和PD1也與圖12的結構圖相同，它的配置能夠防止各象素和象素陣列面積的增大。權利要求1.一種半導體攝像元件，其特徵在於，包括構成圖像傳感器的多個象素電路，和對每個所述象素電路調整固有的信號放大倍數的裝置。2.如權利要求1所述的半導體攝像元件，其特徵在於，各所述象素電路從包含周圍象素的鄰近檢測受光信號的平均信號，對象素固有的檢測受光信號的讀出放大倍數進行調製。3.如權利要求2所述的半導體攝像元件，其特徵在於，各所述象素電路包含能夠對放大係數β進行電模擬調製的MOS電晶體，所述MOS電晶體用於信號讀出放大。4.如權利要求3所述的半導體攝像元件，其特徵在於，在各所述象素電路中，周圍的平均受光量信號輸入到調製所述MOS電晶體放大係數用的控制柵極。5.如權利要求4所述的半導體攝像元件，其特徵在於，利用在阱與基板間形成的二極體和由所述阱形狀設定的象素間的連接電阻，提供所述周圍的平均受光量信號。6.如權利要求5所述的半導體攝像元件，其特徵在於，在所述阱內形成提供各象素受光信號的光電二極體。7.一種半導體攝像元件，其特徵在於，包括多個象素，各所述象素包含圖像信號生成電路，所述圖像信號生成電路根據本身和配置在本身周圍的其它多個象素中至少一部分象素的光量調整信號放大倍數，生成與所述本身的入射光量對應的電信號。8.如權利要求7所述的半導體攝像元件，其特徵在於，根據所述至少一部分象素中的平均光量，設定所述信號放大倍數。9.如權利要求7所述的半導體攝像元件，其特徵在於，設定所述多個象素的各自的所述信號放大倍數，使得在所述至少一部分象素的平均光量小的區域中的信號放大倍數相對大於所述平均光量大的區域。10.如權利要求7所述的半導體攝像元件，其特徵在於，各所述象素，還包括在第1節點生成與入射到所述本身的入射光量對應的第1電位用的第1受光檢測元件，和在第2節點生成與入射到所述至少一部分象素的入射光量對應的第2電位用的第2受光檢測元件，所述圖像信號生成電路根據所述第1和第2電位之積生成所述電信號，11.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述第1電位隨著入射到所述本身的入射光量的增加而上升，所述第2電位隨著入射到所述至少一部分象素的入射光量的增加而下降。12.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述第1電位隨著入射到所述本身的入射光量的增加而下降，所述第2電位隨著入射到所述至少一部分象素的入射光量的增加而上升。13.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述第1受光檢測元件具有將從所述第1節點向第1固定電壓的方向作為正方向，在所述第1節點與所述第1固定電壓之間連接的第1二極體，所述第2受光檢測元件具有將從第2固定電壓向所述第2節點的方向作為正方向，在所述第2節點與所述第2固定電壓之間連接的第2二極體，在所述至少一部分象素中，所述第2節點相互之間通過電阻成分進行電耦合。14.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述第1受光檢測元件具有將從第1固定電壓向所述第1節點的方向作為正方向，在所述第1固定電壓與所述第1節點之間連接的第1二極體。所述第2受光檢測元件具有將從所述第2節點向第2固定電壓的方向作為正方向，在所述第2節點與所述第2固定電壓之間連接的第2二極體，在所述至少一部分象素中，所述第2節點相互之間通過電阻成分進行耦合。15.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述圖像信號生成電路包含能夠根據控制柵極所加的電壓對放大係數進行模擬調製的場效應電晶體，所述場效應電晶體的所述控制節點與所述第2節點連接，所述場效應電晶體根據所述放大係數放大所述第1節點電位，生成所述電信號。16.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，還包括將所述第1和第2節點電位以規定周期分別復位到規定電位用的復位電路。17.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，還包括以規定周期將所述第1節點電位復位到規定電位，同時將所述第2節點通過電阻成分與固定的偏置電壓電耦合用的復位電路。18.如權利要求10所述的半導體攝像元件，其特徵在於，在第1導電型基板上生成半導體攝像元件，所述半導體攝像元件，還包括在所述基板上形成的與所述第1導電型相反的導電型的第2導電型阱區，所述第2受光檢測元件具有利用所述基板與所述阱區之間的結形成的二極體。19.如權利要求16所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述第2節點相當於所述阱區。20.如權利要求16所述的半導體攝像元件，其特徵在於，所述半導體攝像元件，還包括在所述阱區內形成的所述第1導電型的第1擴散區，和在所述第1擴散區內形成的所述第2導電型的第2擴散區，對每個所述象素獨立設置所述第1和第2擴散區，所述第1受光檢測元件具有利用所述第1擴散區和所述第2擴散區之間的結形成的二極體。全文摘要本發明揭示一種對比度檢測能力強的半導體攝像元件，各象素包含作為受光檢測元件的第1和第2光電二極體。第1光電二極體提供與入射到該象素的入射光量對應的第1電位。內部節點由於通過電阻成分與其它象素中的內部節點電耦合，因此第2光電二極體對該內部節點提供與周圍平均光量對應的第2電位。象素信號生成電路讀出第1與第2電位之積作為象素信號。象素信號按照根據該像不比周圍區域的平均光量進行自動調整的受光靈敏度特性(信號放大倍數)，具有與該象素光量對應的強度。文檔編號H04N5/374GK1409401SQ0214322公開日2003年4月9日申請日期2002年9月20日優先權日2001年9月21日發明者有馬裕申請人:Eng株式會社