CN100353557C - 对比度检测能力强的半导体摄像元件 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种对比度检测能力强的半导体摄像元件，各象素包含作为受光检测元件的第1和第2光电二极管。第1光电二极管提供与入射到该象素的入射光量对应的第1电位。内部节点由于通过电阻成分与其它象素中的内部节点电耦合，因此第2光电二极管对该内部节点提供与周围平均光量对应的第2电位。象素信号生成电路读出第1与第2电位之积作为象素信号。象素信号按照根据该像素周围区域的平均光量进行自动调整的受光灵敏度特性(信号放大倍数)，具有与该象素光量对应的强度。

Description

对比度检测能力强的半导体摄像元件

技术领域

本发明涉及实现与人的视觉感知特性接近的受光感知特性的半导体摄像元件，尤其特别涉及在视场内混合存在亮度差别很大的区域也能够在整个区域检测足够的对比度的半导体摄像装置。因而，本发明技术可作为在各种状况下使用的具有高视觉感知能力的摄像装置，能用于包括室外的监视用摄像机和车载用摄像机等。

背景技术

电荷耦合器件(CCD：Charge-coupled device)和互补型金属—氧化物—半导体(CMOS：complementary metal-oxide semiconductor)摄像元件等固体摄像元件，即所谓的半导体图像传感器(下面也称为“半导体摄像元件”)，已从装在摄像机和数字照像机中，到现在连移动电话等中也装有固体摄像元件，它作为廉价且功耗小的摄像元件已广泛普及。

但是，半导体摄像元件的感知能力大大低于人的视觉感知能力。人的视觉在一个视场内即使有4-5个数量级速度的亮度分布，也能够足以检测出亮处和暗处的对比度。该优异的对比度感知能力是利用处于视网膜内的受光细胞能够对每个细胞调节其感光特性的功能来实现的。

与此不同的是，在以往的半导体摄像元件中，由于所有的象素具有相同的受光特性，因此很难同时得到在视野内的明处和暗处的足够的对比度。

图14和图15所示为利用以往的半导体摄像元件的拍摄例子的第1图和第2图。

参照图14和图15，这些拍摄例子是在晴朗的白天从点亮荧光灯的室内拍摄的包括窗外的情景。这样的情景在日常生活是经常看到的司空见惯的场景。这样普通的情景在人的眼中，无论室内还是窗外的情景，都毫无困难地能够以足够的对比度看见，这样的经验是都知道的。

但是，用以往的半导体摄像元件，若如图14的拍摄例子所示，调整象素的受光灵敏度特性，使得能看见室内，则窗外过亮，不能检测明亮部分的对比度。另外，若如图15的拍摄例子所示进行调整，使得能以足够的对比度看见窗外的情景，则这一次是室内过暗，很难检测黑暗部分的对比度。由此可知，用以往的图像传感器，在视野内同时混合存在明亮区域与黑暗区域时，在整个区域检测足够的对比度的能力大大低于人的视觉检测。

因而，为了用以往的半导体摄像元件作为代替人的视觉的视觉信息检测装置，该对比度感知能力低是在实用上要必须解决的一个大问题。

下面用图16说明以往的半导体摄像元件的对比度检测能力低的情况。

一般晴朗白天的室外照度为数万勒克司左右。而荧光灯点亮的室内照度在太阳光不入射的场所约为500勒克司左右，在暗处为100勒克司以下。即在图14和图15所示的拍摄例子中，如图16内的亮度分布例所示，窗外的亮度分布与室内黑暗部分(脸的部分)的亮度分布以各自的平均值表示，有2-3个数量级的差别。

在图14的拍摄例子中，为了在室内的比较亮的区域(500勒克司以下)能够感知足够的对比度，要如图16所示的灵敏度直线那样调整象素的受光灵敏度特性。但是，如上所述，在以往的半导体摄像元件中，由于全部象素具有相同的灵敏度特性。因此若以这样的受光灵敏度特性拍摄，则对窗外的明亮部分，受光灵敏度完全饱和，变成雪白。另外可知，即使在黑暗部分，为整个的1/5以下的振幅，也不能够得到足够的对比度。这样，用以往的半导体摄像元件，连我们日常碰到很多的场景也不能感知足够的对比度。

发明内容

本发明目的在于提供在一个视场内即使亮度分布大的情况下也能够以足够的对比度检测明亮部分和黑暗部分的半导体摄像元件。

按照本发明的半导体摄像元件，包括构成图像传感器的多个象素电路，各个所述象素电路能够对每个象素调整固有的信号放大倍数，并以包含周围象素的邻近检测受光信号的平均信号对象素固有的检测受光信号的读出放大倍数进行调制。

最好象素电路具有能够对放大系数β进行电模拟调制的MOS晶体管，将该MOS晶体管用于信号读出放大。

特别是在这样的结构中，在象素电路中周围的平均受光量信号输入到调制MOS晶体管放大系数β控制栅极。

或者，最好其特征在于，利用在阱与基板间形成的二极管和由阱形状设定的象素间的连接电阻提供周围的平均受光量信号。

最好其特征在于，在阱内形成提供各象素受光信号的光电二极管。

按照本发明其它结构的半导体摄像元件，包括多个象素，各象素包含图像信号生成电路，所述图像信号生成电路根据该象素和配置在该象素周围的其它多个象素中至少一部分周围象素的光量调整信号放大倍数，根据该信号放大倍数生成与该象素的入射光量对应的电信号。

最好根据所述周围象素中的平均光量设定信号放大倍数。

另外，最好设定多个象素的各自的信号放大倍数，使得在所述周围象素的平均光量小的区域中的信号放大倍数相对大于在所述周围象素的平均光量大的区域。

或者最好各象素还包括电连接在供给第1固定电压的第1电压节点和第1节点之间的、在所述第1节点生成与入射到所述该象素的入射光量对应的第1电位的第1受光检测元件，以及电连接在供给第2固定电压的第2电压节点和第2节点之间的、在所述第2节点生成与入射到所述周围象素的入射光量对应的第2电位的第2受光检测元件。图像信号生成电路根据第1和第2电位之积生成电信号。

最好对于各所述象素，第1电位随着入射到所述该象素的入射光量的增加而上升，第2电位随着入射到所述周围象素的入射光量的增加而下降。

或者最好对于各所述象素，第1电位随着入射到所述该象素的入射光量的增加而下降，第2电位随着入射到所述周围象素的入射光量的增加而上升。

另外，最好第1受光检测元件具有将从第1节点向所述第1电压节点的方向作为正方向的，在所述第1电压节点与所述第1节点之间连接的第1二极管，第2受光检测元素具有将从第2电压节点向所述第2节点的方向作为正方向的，在所述第2节点与第2电压节点之间连接的第2二极管。所述周围象素的第2节点相互之间通过电阻成分进行电耦合。

另外，最好第1受光检测元件具有将从第1电压节点向第1节点的方向作为正方向，在第1电压节点与第1节点之间连接的第1二极管，第2受光检测元素具有将从第2节点向第2电压节点的方向作为正方向，在第2节点与第2电压节点之间连接的第2二极管。所述周围象素的第2节点相互之间通过电阻成分进行电耦合。

或者，最好图像信号生成电路包含能够根据控制栅极所加的电压对放大系数β进行模拟调制的场效应晶体管。场效应晶体管的控制节点与第2节点连接，场效应晶体管根据放大系数β将第1节点电位放大，通过这样生成电信号。

另外，最好半导体摄像元件还具有将第1和第2节点电位以规定周期分别复位到规定电位用的复位电路。

或者，最好半导体摄像元件还具有以规定周期将第1节点电位复位到规定电位，同时将第2节点通过电阻成分与固定的偏置电压电耦合用的复位电路。

另外，最好半导体摄像元件在第1导电型基板上生成，还具有在基板上形成的与第1导电型相反的导电型的第2导电型阱区。第2受光检测元件具有利用基板与阱区之间的结形成的二极管。

最好第2节点相当于阱区。

或者，最好半导体摄像元件还具有在阱区内形成的第1导电型的第1扩散区，以及在第1扩散区内形成的第2导电型的第2扩散区。第1和第2扩散区对每个象素独立设置，第1受光检测元件具有利用第1扩散区与第2扩散区之间的结形成的二极管。

因而，本发明的主要优点在于，能够以足够的对比度检测用以往的图像传感器难以检测的在同一视场内有大亮度差的图像。结果，本发明的半导体摄像元件(图像传感器)能够用作为具有接近人的知觉能力的优异的摄像装置。因而，该图像传感器在监视装置和车载摄像机等要求适应急剧环境变化的领域能够发挥威力。

由于一般CMOS图像传感器的S/N比为60-65dB左右，因此若画面中最暗处的图像质量允许为29dB左右，则本发明的半导体摄像元件(图像传感器)估计能够在整个画面检测足够的对比度，达到数百倍左右的平均亮度差。

另外，本发明的半导体摄像元件(图像传感器)，由于能够将对每个象素可模拟调整受光灵敏度特性的功能紧凑地装在一起，因此与以往的图像传感器相比，在灵敏度和清晰度方面不比它差。

附图说明

图1所示为按照本发明实施例的半导体摄像元件的构成简要方框图。

图2为说明各象素构成的方框图。

图3所示为各象素构成的详细电路图。

图4所示为按照本发明的半导体摄像元件的象素特性示意图和其拍摄例子。

图5所示为A-MOS器件的元件构成例子的示意图。

图6所示为A-MOS器件的元件构成参数的示意图。

图7A和7B为说明A-MOS器件和β调制原理的示意图。

图8所示为按照实施例2的各象素构成的电路图。

图9所示为按照实施例3的光电二极管配置例子的结构图。

图10所示为按照实施例4的各象素构成的电路图。

图11所示为按照实施例5的各象素构成的电路图。

图12所示为按照实施例5的光电二极管配置例子的结构图。

图13所示为按照实施例6的各象素构成的电路图。

图14所示为利用以往的半导体摄像元件的拍摄例子的第1图(室内可看见)。

图15所示为利用以往的半导体摄像元件的拍摄例子的第2图(室外可看见)。

图16为以往的半导体摄像元件的对比度检测能力低的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。另外，在以下的说明中，对同一或相当部分附加同一参照标号。

实施例1

参照图1，本发明的半导体摄像元件1包括多个象素PX呈矩阵状配置的象素阵列2，读出控制电路3，复位电路5和电源电路7。

读出控制电路3生成对象素阵列2中的图像数据生成时刻进行控制用的控制信号RD。复位电路5定期对各象素PX中的受光检测元件的状态进行复位。复位电路5进行的复位动作时刻利用来自读出控制电路3的复位信号Rst0和Rst1进行控制。电源电路7对象素阵列2内的各象素供给电源电压Vd和接地电压GND。

图2为说明各象素构成的方框图。在图2中，作为代表给出呈矩阵状配置的多个象素中的第i行和第j列(i和j为自然数)的象素PX(i，j)和与其相邻的象素组。

参照图2，各象素PX包含作为作为受光检测元件的光电二极管PD0和PD1，象素信号生成电路10和象素数据生成电路15。

光电二极管PD1生成具有与该象素入射光量对应的电位的信号。光电二极管PD0通过电阻成分与周围区域多个象素中的光电二极管PD0电耦合。通过这样，各象素的光电二极管PD0能够生成具有与该象素周围区域的平均光量对应的电位的信号。

在图2的构成例子中，各象素在与相邻的4个象素之间，光电二极管PD0相互之间电耦合。例如象素PX(i，j)在与象素PX(i，j+1)，PX(i，j-1)，PX(i-1，j)和PX(i+1，j)之间电耦合。但是，本申请的发明不限定于适用这样的构成，各象素的光电二极管PD0可以与周围配置的任意个数其它象素的光电二极管PD0连接而构成。

象素信号生成电路10根据光电二极管PD0和PD1的各自的输出，在与控制信号PD响应的时刻生成与该象素入射光量对应的图像信号作为输出信号。图像信号按照根据光电二极管PD0的输出即该象素周围区域的平均光量自动调整的受光灵敏度特性(信号放大倍数)，具有与光电二极管PD1的输出即该象素的光量对应的强度。

因而，各象素的受光灵敏度特性根据该象素周围区域的平均光量进行自动调整。具体来说，只要在各象素中设定使得该象素的受光灵敏度(信号放大倍数)与周围平均光量或反比增大即可。也就是说，各象素具有这样的自动调整功能，即在暗区设定受光灵敏度相对较大，而在亮区设定受光灵敏度相对较小。

象素数据生成电路15将象素信号生成电路10的输出信号(象素信号)进行模/数转换，生成图像数据DAT，而且将生成的图像数据暂时保存。图像数据生成电路15保持的图像数据采用未图示的扫描电路，能够以象素为单位，象素的行为单位，列为单位或全部象素阵列，从半导体摄像元件外部对每一个任意的范围读出。另外，在未图示的各象素中，其内部结构和与周围象素之间的连接关系都相同。

下面用图3详细说明各象素的构成。

参照图3，电路是这样构成的，即具有提供与入射到象素的入射光量对应的电位Va的光电二极管PD1，以及提供与周围平均光量对应的电位Vb的光电二极管PD0，将由各光电二极管提供的电位Va和Vb的相乘的结果作为象素信号读出。

光电二极管PD1将从节点Na向电源电压Vd的方向作为正方向，连接在节点Na与电源电压Vd之间。光电二极管PD0将从接地电压GND向节点Nb的方向作为正方向，连接在节点Nb与接地电压GND之间。

复位电路5具有在节点Na与复位电压Vt之间连接的复位用晶体管Tr1，以及在节点Nb与复位电压Vdm之间连接的复用晶体管Tr0。复位用晶体管Tr0和Tr1分别与复位信号Rst0和Rst1响应而导通。

复位电压Vt是在复位时对光电二极管PD1加上规定的反偏置电压用的电压，也可以用接地电压GND。同时，复位电压Vdm是在复位时对光电二极管PD0加上规定的反偏置电压用的电压，也可以用电压电压Vd。关于这些偏置电压，例如可以采用由图1所示的电压电路7供给的结构。

因而，利用复位电路5产生的复位动作，节点Na和Nb与规定电压(Vt，Vdm)连接。然后，在光电二极管PD1中由于产生与该象素的光量对应的反向电流，因此电位Va与该象素的受光量对应产生时间性变化。

如图2所述，各象素中的节点Nb通过电阻成分与其它象素中的节点Nb电耦合。例如，在图3的构成中，例如象素PX(i，j)中的节点Nb通过电阻成分分别与上侧(up)的象素PX(i-1，j)，下侧(down)的象素PX(i+1，j)，左侧(left)  的象素PX(i，j-1)和右侧(right)的象素PX(i，j+1)的内部节点Nb电耦合。

因而，节点Nb的电位不仅受该象素内的光电二极管PD0产生的反向电流的影响，还受电耦合的其它象素内的光电二极管PD0产生的反向电流的影响，产生时间性变化。这样，通过电阻分量将周围象素内的光电二极管PD0相互之间连接，就能够在节点Nb生成与该象素的周围光量成反比的电位Vb。

象素信号生成电路10具有乘法器PU和读出选择开关晶体管Tr2。乘法器PU在节点Nc与接地电压GND之间生成与节点Na和Nb的各自的电位Va和Vb之积有关的电流i。即乘法器。即乘法器PU的电流特性用式i＝f(Va×Vb)表示，电流i与电位Va和Vb之积近似成正比。

读出选择开关晶体管Tr2将控制信号RD激活时刻的节点Nc的电位输出作为图像信号OUT。

通过采用这样的构成，节点Na的电位Va即使是相同电平，在周围平均光量少的象素即黑暗部分的象素中，节点Nc的电位相对升高，而在周围平均光量多的象素即明亮部分的象素中，节点Nc的电位相对降低。因而，各象素的受光灵敏度在黑暗区域增大而在明亮区域减小，实现了这样的每个象素的信号放大倍数控制。

图4所示为按照本发明的半导体摄像元件的象素特性示意图和拍摄例子的图像。

参照图4，在按照本发明的半导体摄像元件中，由于每个象素具有对受光灵敏度特性自动调整的功能，因而对每个象素实现了使该象素中的灵敏度直线(信号放大倍数)与周围平均光量成反比变化那样的(越是暗处越增大放大倍数)自动调整功能。再有，在带有这样功能的半导体摄像元件中，若调整全部象素共同地存储时间(曝光时间)，使其对于视场内最明亮部分能够维持足够的对比度，则由于黑暗部分的信号根据其周围的黑暗程度放大，因此黑暗部分的对比度增强，这样在画面的全部区域就能够检测足够的对比度。曝光时间相当于从对复位信号Rst0和Rst1响应进行复位动作起到控制信号RD被激活为止的期间，由读出控制电路3设定。结果如图4所示的拍摄例子，能够实现明亮部分和黑暗部分都能够以足够的对比度进行检测的半导体摄像元件。

实施例2

在实施例2中，说明适合这样信号放大倍数控制的乘法器PU的构成。在实施例2中，采用能够根据控制栅极输入电压对放大系数β进行控制的MOS晶体管(下面也称为“A-MOS(Adujustable β-MOS)器件”)，实现对每个象素自动调整受光灵敏度特性的功能。

参照图5，A-MOS器件具有与通常的MOS晶体管相同的通常栅极GR，源极SR和漏极DR，除此之外还具有与通常栅极成一定角度形式的控制栅极CG。

图6所示为A-MOS器件的元件构成参数的示意图。

参照图6，A-MOS器件作为元件构成参数具有通常栅极GR的栅极长Lr，栅极宽Wr和通常栅极GR与控制栅极CG之间形成的角度θ。

图7A和图7B为说明A-MOS器件中β调制原理的示意图。

参照图7A，在设定控制栅极CG所加电压使得控制栅极CG下的沟道导电性与通常栅极相同时，图中阴影线所示的部分为有效栅极区。即由于有效栅极长L比通常栅极GR的栅极长Lr要长，有效栅极宽W比通常栅极GR的栅极宽Wr要窄，因此放大系数β降低。

另外，参照图7B，在设定控制栅极CG所加电压使得控制栅极CGF的沟道导电性比通常栅极要足够大时，有效栅极宽W和栅极长L与通常栅极GR的栅极宽Wr和栅极长Lr相等。

这样，A-MOS器件通过改变控制栅极CG所加电压，能够对有效栅极长L和栅极宽W进行模拟调制。结果，A-MOS器件实现了利用控制栅极电压进行放大系数β的模拟调制。这样，A-MOS器件具有能够以比较紧凑的结构实现10-1000倍左右的β调制特性的特点。A-MOS器件的放大系数β的调制特性可以利用图6所示的参数进行设定。

图8所示为按照实施例2的各象素构成的电路图。

参照图8，在按照实施例2的构成中，在节点Nc与接地电压GND之间设置电耦合的A-MOS晶体管Tr4，来代替乘法器PU。A-MOS晶体管Tr4的通常栅极GR与节点Na连接，控制栅极CG与节点Nb连接。

这样，在实施例2中的构成是，与入射到象素的入射光量对应电位改变的光电二极管PD1与A-MOS晶体管Tr4的通常栅极连接，与周围平均光量对应的电位节点Nb与A-MOS晶体管Tr4的控制栅极连接。如上所述，与周围平均光量对应的电位是利用通过电阻分量与周围象素连接的平均光量检测用光电二极管PD0提供的。

利用该构成，对周围平均光量少的象素即黑暗部分的象素中，增大A-MOS晶体管的放大系数β，对明亮部分的象素，减小β，对每个象素实现了这样的控制。换名话说，利用A-MOS晶体管，能够实现图3所示的乘法器PU的功能。

通过这样的每个象素的β调整，与实施例1相同，黑暗部分象素的信号放大倍数大于明亮部分的象素。结果，能够提高暗处的对比度。由于复位电路5和各象素的其它部分构成与实施例1相同，因此不重复详细说明。

这样，若采用A-MOS器件作为各象素的信号读出放大晶体管，则能够以只要对A-MOS器件的控制栅极提供表示周围平均光量的电压这样比较简单的电路构成，实现在周围黑暗时将该象素的放大倍数提高100倍左右的自动调整功能，同时能够抑制由于每个象素加上自动调整功能而导致象素面积的增大。

实施例3

下面说明在实施例3中各象素设置的2个光电二极管的有效配置。

图9所示为按照实施例3的光电二极管配置例子的结构图。

参照图9，用形成半导体摄像元件的P型硅基板(P-sub)20和与设置在P型硅基板20上的N阱21之间形成的PN结，构成检测周围区域平均光量用的光电二极管PD0。

再用在该N阱21内形成的P⁺型区22和与在P⁺型区22内形成的N⁺型区23之间形成的PN结，构成检测入射到该象素的入射光量用的光电二极管PD1。另外，P⁺型区22和N⁺型区23的杂质浓度高于P型硅基板20和N阱21。

P⁺型区22和N⁺型23是每个象素独立设置的。另外，在同一N阱21内形成的多个象素间通过N阱的扩散电阻电耦合，即各象素的N阱21相当于图3的电路构成中的节点Nb。因而，在同一N阱21形成的多个象素间，节点Nb电耦合，检测平均光量。

或者也可以在同一N阱上形成整个象素阵列2。在这种情况下，在各象素中，该象素的光电二极管PD0与其它象素的光电二极管PD0之间的电阻值与象素值的距离相应增大。因而，各象素中的节点Nb的电位Vb，由于受到入射到相邻象素的入射光量的影响相对较大，因此结果能够根据电位Vb检测象素周围区域的平均光量。

若按照实施例3的光电二极管的配置，则各象素设置的2个光电二极管以纵向结构配置。再有，对于周围象素间的光电二极管之间的电阻连接，可以不设置特别的布线等，以N阱的形状构成。因而，能够防止各象素和象素阵列面积的增大。

实施例4

图10所示为按照实施例4的象素构成的电路图。

将图10与图8进行比较，则在按照实施例4的构成中。在复位电压(例如电源电压Vd)与节点Nb之间连接电阻器R0，来代替与光电二极管PD0对应设置的复位用晶体管Tr0。其它部分的构成由于与图8相同，因此不重复详细说明。

作为这样的构成，由于节点Nb稳定在与入射到该象素和与该象素电耦合的周围象素内的光电二极管PD0的入射光量对应的电位，因此也与实施例1或2的构成相同，能够利用节点Nb的电位Vb检测象素周围区域的平均光量。因而，对于周围平均光量的检测动作，由于不需要进行定期性的复位操作，因此可以简化复位电路5。另外，同样的构成对于按照实施例1的图3所示电路构成也能够适用。

实施例5

图11所示为按照实施例5的象素构成的电路图。

将图11与图8进行比较，在按照实施例5的构成中，是将按照实施例2的构成交换光电二极管的配置。即光电二极管PD0将从节点Nb向电源电压vd的方向作为正方向，连接在节点Nb与电源电压Vd之间，光电二极管PD1将从接地电压GND向节点Na的方向作为正方向，连接在接地电压GND与节点Na之间。与此相对应，读出选择开关晶体管Tr2和A-MOS晶体管Tr4作N沟道型改变为P沟道型。另外，同样的构成对于按照实施例1的图3所示电路构成也能够适用。

图12所示为按照实施例5的光电二极管配置例子的结构图。

参照图12，在实施例5中，用与设置在形成半导体摄像元件的N型硅基板(N-sub)30上的P阱31之间形成的PN结，构成检测象素周围区域平均光量用的光电二极管PD0。再用在该P阱31内形成的N⁺型区32与在N⁺型区32内形成的P⁺型区33之间形成的PN结，构成检测入射到该象素的入射光量用的光电二极管PD1。

与图9所示结构相同，N⁺型区32和P⁺型区33是每个象素独立设置，N⁺型区32和P+型区33的杂质浓度高于N型硅基板30和P阱31。另外，关于P阱31的设计，只要与图9中的N阱21相同即可。

这样，作为将光电二极管的配置加以交换的构成，也与实施例1或2相同，能够实现在每个象素中与周围平均光量对应使灵敏度直线(放大倍数)变化的自动调整功能，在整个画面区域能够检测足够的对比度。再有，与实施例3相同，在每个象素必须要2个光电二极管的构成中，也能够防止各象素和象素阵列面积的增大。

实施例6

图13所示为按照实施例6的象素构成的电路图。

将图13与图11进行比较，在按照实施例6的构成中，在作为复位电压的接地电压GND与节点Nb之间连接电阻器R0，来代替与光电二极管PD0对应设置的复位晶体管Tr0。其它部分的构成由于与图11相同，因此不重复详细说明。

这样，在将光电二极管的配置加以交换的构成中，也与实施例4相同，简化复位电路5的构成。而且在整个画面区域能够检测足够的对比度。另外，在按照图13的电路构成中，各象素必需的2个光电二极管PD0和PD1也与图12的结构图相同，它的配置能够防止各象素和象素阵列面积的增大。

Claims (19)

1.一种半导体摄像元件，其特征在于，包括

构成图像传感器的多个象素电路，

各个所述象素电路对每个所述象素电路调整固有的信号放大倍数，并从包含周围象素的邻近检测受光信号的平均信号，对象素固有的检测受光信号的读出放大倍数进行调制。

2.如权利要求1所述的半导体摄像元件，其特征在于，

各所述象素电路包含能够对放大系数β进行电模拟调制的MOS晶体管，所述MOS晶体管用于信号读出放大。

3.如权利要求2所述的半导体摄像元件，其特征在于，

在各所述象素电路中，周围的平均受光量信号输入到调制所述MOS晶体管放大系数用的控制栅极。

4.如权利要求3所述的半导体摄像元件，其特征在于，

利用在阱与基板间形成的二极管和由所述阱形状设定的象素间的连接电阻，提供所述周围的平均受光量信号。

5.如权利要求4所述的半导体摄像元件，其特征在于，

在所述阱内形成提供各象素受光信号的光电二极管。

6.一种半导体摄像元件，其特征在于，包括

多个象素，

各所述象素包含图像信号生成电路，所述图像信号生成电路根据该象素和配置在该象素周围的其它多个象素中至少一部分周围象素的光量调整信号放大倍数，生成与所述该象素的入射光量对应的电信号。

7.如权利要求6所述的半导体摄像元件，其特征在于，

根据所述周围象素中的平均光量，设定所述信号放大倍数。

8.如权利要求6所述的半导体摄像元件，其特征在于，

设定所述多个象素的各自的所述信号放大倍数，使得在所述周围象素的平均光量小的区域中的信号放大倍数相对大于在所述周围象素的平均光量大的区域。

9.如权利要求6所述的半导体摄像元件，其特征在于，

各所述象素，还包括

电连接在供给第1固定电压的第1电压节点和第1节点之间的、在所述第1节点生成与入射到所述该象素的入射光量对应的第1电位的第1受光检测元件，和

电连接在供给第2固定电压的第2电压节点和第2节点之间的、在所述第2节点生成与入射到所述周围象素的入射光量对应的第2电位的第2受光检测元件，

所述图像信号生成电路根据所述第1和第2电位之积生成所述电信号，

10.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

对于各所述象素，

所述第1电位随着入射到所述该象素的入射光量的增加而上升，

所述第2电位随着入射到所述周围象素的入射光量的增加而下降。

11.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

对于各所述象素，

所述第1电位随着入射到所述该象素的入射光量的增加而下降，

所述第2电位随着入射到所述周围象素的入射光量的增加而上升。

12.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

所述第1受光检测元件具有将从所述第1节点向所述第1电压节点的方向作为正方向，在所述第1节点与所述第1电压节点之间连接的第1二极管，

所述第2受光检测元件具有将从所述第2电压节点向所述第2节点的方向作为正方向，在所述第2节点与所述第2电压节点之间连接的第2二极管，

所述周围象素的所述第2节点相互之间通过电阻成分进行电耦合。

13.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

所述第1受光检测元件具有将从所述第1电压节点向所述第1节点的方向作为正方向，在所述第1电压节点与所述第1节点之间连接的第1二极管。

所述第2受光检测元件具有将从所述第2节点向所述第2电压节点的方向作为正方向，在所述第2节点与所述第2电压节点之间连接的第2二极管，

所述周围象素的所述第2节点相互之间通过电阻成分进行耦合。

14.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

所述图像信号生成电路包含能够根据控制栅极所加的电压对放大系数进行模拟调制的场效应晶体管，

所述场效应晶体管的所述控制节点与所述第2节点连接，

所述场效应晶体管根据所述放大系数放大所述第1节点电位，生成所述电信号。

15.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，还包括

将所述第1和第2节点电位以规定周期分别复位到规定电位用的复位电路。

16.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，还包括

以规定周期将所述第1节点电位复位到规定电位，同时将所述第2节点通过电阻成分与固定的偏置电压电耦合用的复位电路。

17.如权利要求9所述的半导体摄像元件，其特征在于，

在第1导电型基板上生成半导体摄像元件，

所述半导体摄像元件，还包括

在所述基板上形成的与所述第1导电型相反的导电型的第2导电型阱区，

所述第2受光检测元件具有利用所述基板与所述阱区之间的结形成的二极管。

18.如权利要求15所述的半导体摄像元件，其特征在于，

所述第2节点相当于所述阱区。

19.如权利要求15所述的半导体摄像元件，其特征在于，

所述半导体摄像元件，还包括

在所述阱区内形成的所述第1导电型的第1扩散区，和

在所述第1扩散区内形成的所述第2导电型的第2扩散区，

对每个所述象素独立设置所述第1和第2扩散区，

所述第1受光检测元件具有利用所述第1扩散区和所述第2扩散区之间的结形成的二极管。

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