固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備的制作方法

本發(fā)明涉及一種固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來，已經(jīng)提出了能夠獲取具有寬動態(tài)范圍的圖像的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。例如，在日本特開昭63-306777中，描述了如下技術(shù)：從曝光量不同的多個圖像中切割出具有適當(dāng)亮度的圖像，并且將這些切割出的圖像進(jìn)行合成，以生成具有寬動態(tài)范圍的圖像。由此生成的具有寬動態(tài)范圍的圖像是指高動態(tài)范圍(hdr)圖像。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，存在不是始終能夠高速地獲取hdr圖像的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是高速地獲取hdr圖像。

根據(jù)本實施例的方面，提供一種固態(tài)攝像元件，其特征在于，包括：像素部，其配置有多個像素；圖像信號合成部，用于將在第一定時從所述像素部讀取的第一圖像信號和在與所述第一定時不同的第二定時從所述像素部讀取的第二圖像信號進(jìn)行合成，以生成第三圖像信號；信號電平分析部，用于對所述第一圖像信號的信號電平進(jìn)行分析；以及控制器，用于基于所述信號電平分析部對所述第一圖像信號的分析結(jié)果，來將所述第一圖像信號的信號電平和所述第二圖像信號的信號電平控制成彼此不同。

根據(jù)本實施例的方面，提供一種攝像設(shè)備，其特征在于，包括：固態(tài)攝像元件，包括：像素部，其配置有多個像素，圖像信號合成部，用于將在第一定時從所述像素部讀取的第一圖像信號和在與所述第一定時不同的第二定時從所述像素部讀取的第二圖像信號進(jìn)行合成，以生成第三圖像信號，信號電平分析部，用于對所述第一圖像信號的信號電平進(jìn)行分析，以及控制器，用于基于所述信號電平分析部對所述第一圖像信號的分析結(jié)果，來將所述第一圖像信號的信號電平和所述第二圖像信號的信號電平控制成彼此不同；以及顯示器，用于顯示所述固態(tài)攝像元件所拍攝的圖像。

根據(jù)本發(fā)明，能夠高速獲取hdr圖像。

通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像元件的示意圖。

圖2是示出根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像元件的電路圖。

圖3是示出根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像元件的信號處理單元的框圖。

圖4是示出根據(jù)第一實施例的攝像設(shè)備的框圖。

圖5是示出根據(jù)第一實施例的攝像設(shè)備中的正常攝像期間的操作的流程圖。

圖6是示出根據(jù)第一實施例的攝像設(shè)備中的hdr攝像期間的操作的流程圖。

圖7a、圖7b和圖7c是示出根據(jù)第一實施例的攝像設(shè)備的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例的圖。

圖8a、圖8b和圖8c是示出根據(jù)第二實施例的攝像設(shè)備的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例的圖。

圖9是示出根據(jù)第二實施例的攝像設(shè)備中的hdr攝像期間的操作的流程圖。

圖10是示出根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像元件的示意圖。

圖11是示出根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像元件的電路圖。

圖12是示出根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像元件的信號處理單元的框圖。

圖13a、圖13b和圖13c是示出根據(jù)第三實施例的攝像設(shè)備的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例的圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，參考附圖來說明本發(fā)明的典型實施例。

第一實施例

參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)攝像元件和使用該固態(tài)攝像元件的攝像設(shè)備。根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309被配置成通過獲取不同攝像條件下的兩個圖像(即第一圖像和第二圖像)并且在固態(tài)攝像元件內(nèi)部將這兩個圖像進(jìn)行合成來生成hdr圖像。

“hdr圖像”是與正常圖像相比最小能夠表現(xiàn)亮度和最大能夠表現(xiàn)亮度之間的比率更高的圖像。換句話說，hdr圖像是與正常圖像相比動態(tài)范圍更寬的圖像。“動態(tài)范圍”是可識別信號的最小值和最大值之間的比率。換句話說，動態(tài)范圍是最小能夠表現(xiàn)亮度和最大能夠表現(xiàn)亮度之間的比率。例如，可識別信號的最小值是與固態(tài)攝像元件的噪聲水平相對應(yīng)的亮度水平。另一方面，可識別信號的最大值是與固態(tài)攝像元件中所設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器的飽和電荷量相對應(yīng)的亮度水平。如稍后所述，在獲取到第一圖像(即第一圖像信號)的情況下，在預(yù)設(shè)的攝像條件下進(jìn)行攝像。另一方面，如稍后所述，在獲取到第二圖像(即第二圖像信號)的情況下，在第一圖像信號的飽和部分不飽和這樣的攝像條件下進(jìn)行攝像。在第一圖像信號和第二圖像信號的合成處理(即hdr合成)中，第一圖像信號的飽和部分被第二圖像信號替換。因此，可以獲得具有寬動態(tài)范圍的圖像(即hdr圖像)。

首先，參考附圖來說明根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件的結(jié)構(gòu)。圖1是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302具有將基板101層疊在基板102上的結(jié)構(gòu)。

基板101包括光接收部104、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(a/d轉(zhuǎn)換器)105、連接部106和控制器103。光接收部104被配置成接收光學(xué)系統(tǒng)301(參見圖4)所形成的被攝體圖像的光。在光接收部104中，在行方向和列方向上以二維方式配置各自包括被配置成將光轉(zhuǎn)換成電力的光電轉(zhuǎn)換器(光電轉(zhuǎn)換元件)的多個像素(單位像素)601(參見圖2)。a/d轉(zhuǎn)換器105被配置成將從光接收部104中所配置的單位像素601輸出的模擬圖像信號(像素信號)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。連接部106被配置成將從a/d轉(zhuǎn)換器105輸出的數(shù)字圖像信號傳輸至基板102側(cè)?？刂破?03被配置成控制光接收部104和a/d轉(zhuǎn)換器105。在基板101中，還設(shè)置有后述的周邊電路部606(參見圖2)，但是在圖1中省略了周邊電路部606。

基板102包括連接部107、信號處理單元108、存儲器109和輸出部110。連接部107被配置成從基板101接收圖像信號。信號處理單元108被配置成對來自基板101的圖像信號或者來自存儲器109的圖像信號進(jìn)行諸如信號放大、基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)、缺陷校正和顯像處理等的各種類型的處理。信號處理單元108還被配置成將所拍攝的多個圖像進(jìn)行合成以生成hdr圖像。存儲器109被配置成暫時存儲來自信號處理單元108的圖像信號。輸出部110被配置成將從信號處理單元108輸出的圖像信號輸出至固態(tài)攝像元件302的外部。

針對基板101所設(shè)置的連接部106和針對基板102所設(shè)置的連接部107經(jīng)由例如微突起或通孔等而電接合。這樣，基板101和基板102彼此電連接。

在現(xiàn)有技術(shù)的攝像設(shè)備中，通過固態(tài)攝像元件302獲取到多個圖像，并且通過配置在固態(tài)攝像元件302的外部的圖像處理單元來對多個圖像進(jìn)行合成，以生成hdr圖像。將圖像信號輸出至固態(tài)攝像元件302的外部需要相對長時間。另外，為了生成hdr圖像，需要將多個圖像輸出至固態(tài)攝像元件302的外部，因而在現(xiàn)有技術(shù)的攝像設(shè)備中，獲取hdr圖像需要長時間。

與此相對，在根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302中，在固態(tài)攝像元件302中所設(shè)置的信號處理單元108中生成hdr圖像。因此，在本實施例中，不需要將多個圖像信號輸出至固態(tài)攝像元件302的外部。因此，根據(jù)本實施例，可以提供能夠高速獲取hdr圖像的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備。

順便提及，在輸出部110具有多個通道的情況下，可以以相對高速將多個圖像信號輸出至固態(tài)攝像元件302的外部。然而，在輸出部110具有多個通道的情況下，增加了輸出部110的規(guī)模，還增加了電力消耗。在本實施例中，輸出部110不必具有多個通道，因而不需要增加輸出部110的端子的數(shù)量，由此使得固態(tài)攝像元件302的尺寸和電力消耗降低。

與通過輸出部110來將一個圖像信號輸出至外部所需要的時間相比，通過光接收部104來接收被攝體圖像的光、通過a/d轉(zhuǎn)換器105來進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換并且通過信號處理單元108來進(jìn)行信號處理所需要的時間充分短。

圖2是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302的電路圖。在圖2中，示出了基板101側(cè)的電路。如圖2所示，在光接收部(像素部)104中，以矩陣方式配置多個單位像素601。單位像素601可以由一個像素或多個分割像素形成。在單位像素601由多個分割像素形成的情況下，針對分割像素各自設(shè)置光電轉(zhuǎn)換器。

周邊電路部606包括垂直選擇電路(行選擇電路)602、a/d轉(zhuǎn)換器105、連接部106、水平選擇電路(列選擇電路)603、驅(qū)動信號線604和垂直信號線605。對于垂直選擇電路602，連接有被配置成向單位像素601供給驅(qū)動信號(驅(qū)動脈沖)的驅(qū)動信號線604。對于位于同一行中的單位像素601，通過共同的驅(qū)動信號線604來供給驅(qū)動信號。在本實施例中，為了簡化，針對各行示出了一個驅(qū)動信號線604，但是實際上，針對各行配置有多個驅(qū)動信號線604。將位于同一列中的單位像素601連接至同一垂直信號線605。從位于通過垂直選擇電路602所選擇的行中的多個單位像素601分別輸出的多個信號(即多個像素信號)分別經(jīng)由多個垂直信號線605而總地輸出至a/d轉(zhuǎn)換器105。然后，將進(jìn)行了a/d轉(zhuǎn)換的、來自位于水平選擇電路603所選擇的列中的單位像素601的信號經(jīng)由連接部106而傳輸至基板102。

控制器103被配置成對垂直選擇電路602和水平選擇電路603進(jìn)行控制，以選擇從中讀取信號的單位像素601。在圖2中，為了簡化描述，示出8行×8列的單位像素601，但是實際上，在光接收部104中配置有數(shù)千行×數(shù)千列的單位像素601。

圖3是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302的信號處理單元108的框圖。信號電平分析部205被配置成針對各像素對經(jīng)由連接部107所輸入的圖像信號的信號電平進(jìn)行分析。將通過光接收部104進(jìn)行了光電轉(zhuǎn)換并且通過a/d轉(zhuǎn)換器105進(jìn)行了a/d轉(zhuǎn)換的信號經(jīng)由連接部107輸入至信號電平分析部205。圖像信號合成部206被配置成將經(jīng)由連接部107從光接收部104輸入的第二圖像信號和在存儲器109中所保存的第一圖像信號進(jìn)行合成，以生成hdr圖像。在存儲器109中所保存的第一圖像信號是上次攝像所獲取到的圖像信號。

在對不同攝像條件下的兩個圖像的信號進(jìn)行合成以生成hdr圖像時(即在進(jìn)行hdr合成時)，圖像信號合成部206還適當(dāng)進(jìn)行通常在hdr合成時所進(jìn)行的各種類型的處理。例如，在第一攝像時所獲取到的第一圖像和第二攝像時所獲取到的第二圖像之間發(fā)生被攝體圖像偏移的情況下，進(jìn)行圖像偏移校正。具體地，從第一圖像信號和第二圖像信號這兩者中提取特征點(diǎn)以確定圖像偏移校正所需要的在垂直方向上的偏移量和在水平方向上的偏移量。然后，在基于所確定出的偏移量來使坐標(biāo)偏移的情況下，對第一圖像和第二圖像進(jìn)行合成。這種圖像偏移校正同樣適用于由于第一圖像和第二圖像之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致發(fā)生圖像偏移的情況。在第一攝像的時間和第二攝像的時間之間的差極小的情況下，不需要這種圖像偏移校正。根據(jù)攝像情形，可以適當(dāng)進(jìn)行必要的校正。

信號放大器201被配置成以預(yù)定增益來對從光接收部104經(jīng)由連接部107輸入的圖像信號或者通過圖像信號合成部206進(jìn)行合成所獲得的hdr圖像的信號進(jìn)行放大。基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202被配置成將沒有光進(jìn)入光接收部104時(黑暗狀態(tài)時)的圖像信號的電平調(diào)節(jié)成預(yù)定值。校正部203被配置成對圖像信號進(jìn)行諸如缺陷校正和黑暗陰影校正等的各種類型的校正。顯像處理部204被配置成對圖像信號進(jìn)行白平衡調(diào)節(jié)和其它這種處理、以及顯像處理。將通過顯像處理部204進(jìn)行了顯像處理的圖像信號輸出至輸出部110。

圖4是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的框圖。光學(xué)系統(tǒng)301包括攝像鏡頭(未示出)和光圈(未示出)等。攝像鏡頭可以是相對于攝像設(shè)備309的主體不可拆卸或可拆卸的。固態(tài)攝像元件302被配置成進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以將輸入至攝像面的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號。如上所述，固態(tài)攝像元件302被配置成使通過光電轉(zhuǎn)換所獲得的電信號進(jìn)行諸如信號放大、基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)、缺陷校正、黑暗陰影校正和顯像處理等的各種類型的圖像處理，以生成圖像信號。此外，如上所述，固態(tài)攝像元件302被配置成對所拍攝的多個圖像進(jìn)行合成，以生成hdr圖像。

定時信號生成部(定時信號生成電路)303被配置成生成用于操作固態(tài)攝像元件302的信號。驅(qū)動單元304被配置成驅(qū)動光學(xué)系統(tǒng)301。記錄單元305是用于記錄從固態(tài)攝像元件302輸出的圖像信號以及其它這種數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)，并且其特定示例包括非易失性存儲器和存儲卡?？刂破?06被配置成控制攝像設(shè)備309整體，并且其特定示例包括中央處理單元(cpu)。控制器306被配置成控制固態(tài)攝像元件302、定時信號生成部303和驅(qū)動單元304等。操作單元307包括在攝像設(shè)備309的主體上所設(shè)置的操作構(gòu)件(未示出)。用戶使用操作構(gòu)件來對攝像設(shè)備309進(jìn)行操作。操作單元307被配置成將與用戶所進(jìn)行的對操作構(gòu)件的操作相對應(yīng)的信號輸出至控制器306。顯示器308被配置成顯示拍攝圖像、實時取景圖像和各種設(shè)置畫面等。

接著，參考圖5來說明根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的正常攝像期間的操作。圖5是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的正常攝像期間的操作的流程圖。這里使用的“正常攝像”意味著不是hdr攝像的攝像。

首先，基于用戶經(jīng)由操作單元307發(fā)出的指示等，進(jìn)行諸如感光度、光圈值和曝光時間等的攝像條件的初始設(shè)置(步驟s401)。接著，對光學(xué)系統(tǒng)301等進(jìn)行控制，以使用固態(tài)攝像元件302來進(jìn)行攝像(步驟s402)。具體地，將固態(tài)攝像元件302的光接收部104曝光預(yù)定時間段。通過光接收部104中所進(jìn)行的光電轉(zhuǎn)換來生成模擬圖像信號并且通過a/d轉(zhuǎn)換器105將該模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。然后，將如此獲得的數(shù)字圖像信號讀出至信號處理單元108(步驟s403)。

接著，針對如此讀取出的圖像信號，通過信號處理單元108來進(jìn)行各種類型的信號處理(步驟s404)。具體地，通過信號放大器201對信號進(jìn)行放大，并且通過基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202來調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電平。此外，通過校正部203來進(jìn)行缺陷校正和其它這種處理，并且通過顯像處理部204來進(jìn)行白平衡調(diào)節(jié)、顯像處理和其它這種處理。接著，將從信號處理單元108輸出的圖像信號經(jīng)由輸出部110輸出至位于固態(tài)攝像元件302外部的記錄單元305或顯示器308(步驟s405)。這完成了正常攝像。

接著，參考圖6來說明根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間的操作。圖6是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間的操作的流程圖。在本實施例中，在hdr攝像期間，在不同攝像條件下(更具體地，以不同的電荷累積時間段)進(jìn)行兩次攝像，并且在固態(tài)攝像元件302中對通過進(jìn)行兩次攝像所獲得的兩個圖像進(jìn)行合成，以生成hdr圖像。“電荷累積時間段”是指在單位像素601中累積電荷的時間段。

首先，基于用戶經(jīng)由操作單元307發(fā)出的指示等，進(jìn)行諸如感光度、光圈值和曝光時間等的攝像條件的初始設(shè)置(步驟s501)。接著，對光學(xué)系統(tǒng)301等進(jìn)行控制，以使用固態(tài)攝像元件302來進(jìn)行第一攝像(即用于獲取第一圖像的攝像)(步驟s502)。具體地，將固態(tài)攝像元件302的光接收部104曝光預(yù)定時間段，以獲取第一圖像(即第一圖像信號)。通過光接收部104中所進(jìn)行的光電轉(zhuǎn)換來生成模擬圖像信號，并且通過a/d轉(zhuǎn)換器105將該模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。通過圖像處理單元108讀出如此獲得的數(shù)字圖像信號作為第一圖像信號(步驟s503)。通過信號處理單元108中所設(shè)置的信號電平分析部205針對各像素對第一圖像信號的信號電平進(jìn)行分析(步驟s504)，然后將其保存在存儲器109中(步驟s505)。

接著，基于通過信號電平分析部205對第一圖像信號的分析結(jié)果，設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件(步驟s506)。具體地，基于通過信號電平分析部205對第一圖像信號的分析結(jié)果，設(shè)置用于獲取第二圖像信號的攝像條件。具體地，設(shè)置用于獲取第二圖像信號的電荷累積時間段。通過控制器103來進(jìn)行電荷累積時間段的這種設(shè)置?？梢酝ㄟ^對例如針對單位像素601設(shè)置的開關(guān)進(jìn)行適當(dāng)控制，來適當(dāng)設(shè)置電荷累積時間段。例如，在第一圖像信號的電平的范圍相對寬的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的電荷累積時間段設(shè)置成使得在獲取第一圖像信號時所使用的電荷累積時間段和在獲取第二圖像信號時要使用的電荷累積時間段之間的差變得相對較大。另一方面，在第一圖像信號的信號電平的范圍相對窄的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的電荷累積時間段設(shè)置成使得在獲取第一圖像信號時所使用的電荷累積時間段和在獲取第二圖像信號時要使用的電荷累積時間段之間的差變得相對較小。

對用于獲取第二圖像的攝像條件的設(shè)置不限于電荷累積時間段的設(shè)置。例如，在a/d轉(zhuǎn)換器105中可以設(shè)置增益的情況下，可以將電荷累積時間段的設(shè)置和a/d轉(zhuǎn)換器105中的增益的設(shè)置進(jìn)行組合，以設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件。能夠設(shè)置增益的a/d轉(zhuǎn)換器105的示例包括具有用于將輸入至a/d轉(zhuǎn)換器105的模擬信號乘以預(yù)定增益的模擬信號放大器的a/d轉(zhuǎn)換器。能夠設(shè)置增益的a/d轉(zhuǎn)換器105的示例還包括具有用于將a/d轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字信號乘以預(yù)定量的增益的數(shù)字信號放大器的a/d轉(zhuǎn)換器。例如，在第一圖像信號的信號電平的范圍相對寬的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的增益和電荷累積時間段設(shè)置成使得第一圖像信號的信號電平和第二圖像信號的信號電平之間的差變得相對較大。另一方面，在第一圖像信號的信號電平的范圍相對窄的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的增益和電荷累積時間段設(shè)置成使得第一圖像信號的信號電平和第二圖像信號的信號電平之間的差變得相對較小。

此外，a/d轉(zhuǎn)換器105可以是單斜率a/d轉(zhuǎn)換器。單斜率a/d轉(zhuǎn)換器是使用比較器(未示出)和計數(shù)器(未示出)的a/d轉(zhuǎn)換器。在單斜率a/d轉(zhuǎn)換器中，在a/d轉(zhuǎn)換器內(nèi)部生成斜坡(ramp)信號。a/d轉(zhuǎn)換器中所設(shè)置的比較器被配置成將來自單位像素601的像素信號與斜坡信號相比較，并且通過計數(shù)器對直到比較器反轉(zhuǎn)為止的時間進(jìn)行計數(shù)。與通過計數(shù)器所計測出的時間相對應(yīng)的斜坡信號的大小是像素信號的大小。因此，在單斜率a/d轉(zhuǎn)換器中，基于計數(shù)器所計測出的時間，可以確定出像素信號的大小。在單斜率a/d轉(zhuǎn)換器中，減小針對每單位時間的斜坡信號的大小的改變量(即斜坡信號的斜率)與增大要與輸入信號相乘的增益相對應(yīng)。另一方面，在單斜率a/d轉(zhuǎn)換器中，增大針對每單位時間的斜坡信號的大小的改變量(即、斜坡信號的斜率)與減小要與輸入信號相乘的增益相對應(yīng)。因此，在a/d轉(zhuǎn)換器是單斜率a/d轉(zhuǎn)換器的情況下，可以對斜坡信號的斜率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)a/d轉(zhuǎn)換器105中的增益。例如，在第一圖像信號的信號電平的范圍相對寬的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的斜坡信號的斜率和電荷累積時間段設(shè)置成使得第一圖像信號的信號電平和第二圖像信號之間的信號電平之間的差變得相對較大。另一方面，在第一圖像信號的信號電平的范圍相對窄的情況下，可以將用于獲取第二圖像信號的斜坡信號的斜率和電荷累積時間段設(shè)置成使得第一圖像信號的信號電平和第二圖像信號之間的信號電平之間的差變得相對較小。

接著，基于步驟s506中所設(shè)置的攝像條件，使用固態(tài)攝像元件302來進(jìn)行用于獲取第二圖像信號的攝像(步驟s507)。具體地，將固態(tài)攝像元件302的光接收部104曝光以獲取第二圖像信號。通過光接收部104中所進(jìn)行的光電轉(zhuǎn)換來生成模擬圖像信號，并且通過a/d轉(zhuǎn)換器105將該模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。然后，通過信號處理單元108讀出如此獲得的數(shù)字圖像信號作為第二圖像信號(步驟s508)。在步驟s503中已經(jīng)讀取了第一圖像信號，并且讀取第二圖像信號的定時與讀取第一圖像信號的定時不同。

接著，通過圖像信號合成部206來將如此獲得的第二圖像信號和存儲器109中所保存的第一圖像信號進(jìn)行合成，由此生成hdr圖像信號(步驟s509)。接著，對如此獲得的hdr圖像信號進(jìn)行各種類型的信號處理(步驟s510)。具體地，通過信號放大器201對信號進(jìn)行放大，并且通過基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202對基準(zhǔn)電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，通過校正部203來進(jìn)行缺陷校正，并且通過顯像處理部204來進(jìn)行白平衡調(diào)節(jié)、顯像處理和其它這種處理。接著，將從信號處理單元108輸出的圖像信號經(jīng)由輸出部110輸出至位于固態(tài)攝像元件302外部的記錄單元305或顯示器308(步驟s511)。這完成了hdr圖像的攝像。

圖7a～7c是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例的圖。在圖7a中，示出了第一圖像701(即在第一攝像中所獲取到的圖像)的示例，并且在圖7b中，示出了第二圖像702(即在第二攝像中所獲取到的圖像)的示例。在圖7c中，示出了hdr圖像703(即通過對第一圖像701和第二圖像702進(jìn)行合成所獲得的圖像)的示例。

圖7a所示的第一圖像701是在初始設(shè)置的攝像條件下所獲取到的。在第一圖像701中，具有相對高亮度的部分達(dá)到飽和電平。具體地，窗框704內(nèi)的部分達(dá)到飽和電平。在達(dá)到飽和電平的部分中，圖像信息丟失。

圖7b所示的第二圖像702是在第一圖像701中達(dá)到飽和電平的部分沒有達(dá)到飽和電平的這種攝像條件下所獲取到的。在第二圖像702中，在具有相對高亮度的部分中也存在圖像信息。具體地，在第二圖像702中，在窗框704內(nèi)的部分中也存在圖像信息。另一方面，在具有低亮度的部分中，圖像信號處于接近黑電平的狀態(tài)。具體地，在人物705的部分中，圖像信號處于接近黑電平的狀態(tài)，并且難以識別人物705。

圖7c所示的hdr圖像703是通過將圖7a所示的第一圖像701和圖7b所示的第二圖像702進(jìn)行合成而獲得的。在圖7c所示的hdr圖像703中，在具有相對高亮度的部分和具有相對低亮度的部分這兩者中都存在充分的信息。換句話說，在圖7c所示的hdr圖像703中，在窗框704內(nèi)的部分和人物705的部分這兩者上充分反映了被攝體信息。

如上所述，根據(jù)本實施例，在固態(tài)攝像元件302中生成hdr圖像，因而不需要將用于生成hdr圖像的多個圖像輸出至固態(tài)攝像元件302的外部。因此，根據(jù)本實施例，可以提供能夠高速獲取hdr圖像的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備。

第二實施例

參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備。與根據(jù)圖1～圖7c所示的第一實施例的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備的組件同樣的組件通過同樣的附圖標(biāo)記來表示，并且省略或者簡要進(jìn)行其描述。

根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302和攝像設(shè)備309被配置成基于第一圖像信號的分析結(jié)果來限制用于獲取第二圖像信號的讀取區(qū)域，由此減少獲取第二圖像信號時的讀取時間。由于獲取第二圖像信號時的讀取時間減少，因而可以進(jìn)一步減少生成hdr圖像所需要的時間。

根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302和攝像設(shè)備309的基本結(jié)構(gòu)與根據(jù)以上已經(jīng)參考圖1～圖4描述的第一實施例的固態(tài)攝像元件302和攝像設(shè)備309的基本結(jié)構(gòu)相同。

圖8a～圖8c是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例。在圖8a中，示出了第一圖像801(即在第一攝像中所獲取到的圖像801)的示例，并且在圖8b中，示出了第二圖像802(即在第二攝像中所獲取到的圖像802)的示例。在圖8c中，示出了hdr圖像803(即通過對第一圖像801和第二圖像802進(jìn)行合成所獲得的圖像)的示例。

圖8a所示的第一圖像801是在初始設(shè)置的攝像條件下所獲取到的圖像，并且與以上已經(jīng)參考圖7a所述的第一實施例中的第一圖像701相同。

圖8b所示的第二圖像802是在圖8a所示的第一圖像801中的達(dá)到飽和電平的部分沒有達(dá)到飽和電平這種攝像條件下所獲取到的圖像。在本實施例中，在獲取第二圖像信號時，不是從光接收部104中所配置的全部單位像素601讀取信號，而是僅從位于光接收部104的部分區(qū)域中的單位像素601讀取信號。具體地，在獲取第二圖像時，僅從位于包括在圖8a所示的第一圖像801中的達(dá)到飽和電平的信號電平的區(qū)域及該區(qū)域的周圍區(qū)域的區(qū)域中的單位像素601讀取信號。根據(jù)本實施例，僅從位于光接收部104的部分區(qū)域中的單位像素601讀取信號。因此，可以減少讀取第二圖像所需的時間，因而可以更高速地獲取hdr圖像。

圖8c所示的hdr圖像803是通過將圖8a所示的第一圖像801和圖8b所示的第二圖像802進(jìn)行合成而獲得的圖像。針對包括具有在第一圖像801中的達(dá)到飽和電平的信號電平的區(qū)域的區(qū)域及該區(qū)域的周圍區(qū)域的區(qū)域，通過對第一圖像801和第二圖像802進(jìn)行合成來生成圖像信號。另一方面，針對除該區(qū)域以外的區(qū)域，通過將第一圖像801的圖像信號與適當(dāng)增益等相乘來生成圖像信號。

接著，參考圖9來詳細(xì)說明根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間的操作。根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309中的正常攝像期間的操作與根據(jù)以上已經(jīng)參考圖5描述的第一實施例的攝像設(shè)備309中的正常攝像期間的操作相同，因而省略其描述。圖9是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的hdr攝像期間的操作的流程圖。此外，在本實施例中，如在第一實施例中那樣，在不同攝像條件下進(jìn)行兩次攝像，以獲取第一圖像801和第二圖像802。然后，在固態(tài)攝像元件302中將第一圖像801和第二圖像802進(jìn)行合成，以生成hdr圖像。

首先，步驟s901～s905與以上已經(jīng)參考圖6描述的步驟s501～s505相同，因而省略其描述。

接著，基于通過信號電平分析部205對第一圖像801的分析結(jié)果，設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件和讀取區(qū)域(步驟s906)。具體地，基于信號電平分析部205對第一圖像的分析結(jié)果，例如通過控制器103來設(shè)置獲取第二圖像時的曝光時間。用于獲取第二圖像的攝像條件不限于僅設(shè)置電荷累積時間段。如在第一實施例中所述，可以將對電荷累積時間段的設(shè)置、對a/d轉(zhuǎn)換器105中的增益的設(shè)置和其它這種設(shè)置進(jìn)行適合組合，以設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件。如下這樣設(shè)置獲取第二圖像時的讀取區(qū)域。具體地，通過信號電平分析部205對第一圖像801進(jìn)行分析。更具體地，通過信號電平分析部205對來自各單位像素601的信號進(jìn)行分析。然后，基于信號電平分析部105的分析結(jié)果，將包括具有預(yù)定電平以上的信號電平的單位像素601的區(qū)域設(shè)置為讀取區(qū)域。具體地，將包括具有預(yù)定電平以上的信號電平的單位像素601所位于的區(qū)域及該區(qū)域的周圍區(qū)域的區(qū)域設(shè)置為讀取區(qū)域。例如，如在圖8b所示的第二圖像802中，將包括具有預(yù)定電平以上的信號電平的單位像素601的矩形區(qū)域設(shè)置為讀取區(qū)域。在以這種方式設(shè)置讀取區(qū)域的情況下，在后述的第二圖像信號的讀取時(步驟s908)，進(jìn)行以下操作。具體地，將通過垂直選擇電路602對要讀取的行的選擇和通過水平選擇電路603對要讀取的列的選擇進(jìn)行組合，以讀取來自位于讀取區(qū)域中的單位像素601的信號。由于要讀取的行和要讀取的列被限制成限定讀取區(qū)域，因此讀取區(qū)域是矩形區(qū)域。

接著，基于步驟s906中所設(shè)置的攝像條件，拍攝第二圖像(步驟s907)。第二圖像是在與拍攝第一圖像的定時不同的定時拍攝的。接著，通過信號處理單元108來讀取從位于步驟s906中所設(shè)置的讀取區(qū)域中的單位像素601讀取出的并且進(jìn)行了a/d轉(zhuǎn)換的信號作為第二圖像信號(步驟s908)。

接著，通過圖像信號合成部206來對如此讀取出的第二圖像信號和在存儲器109中所保存的第一圖像信號進(jìn)行合成，由此生成hdr圖像(步驟s909)。接著，對如此獲得的hdr圖像信號進(jìn)行各種類型的信號處理(步驟s910)。具體地，通過信號放大器201對信號進(jìn)行放大，并且通過基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202對基準(zhǔn)電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，通過校正部203來進(jìn)行缺陷校正，并且通過顯像處理部204來進(jìn)行白平衡調(diào)節(jié)和顯像處理。然后，將從信號處理單元108輸出的圖像信號經(jīng)由輸出部110輸出至位于固態(tài)攝像元件302外部的記錄單元305或顯示器308(步驟s911)。這完成了hdr圖像的獲取。

如上所述，根據(jù)本實施例，在讀取第二圖像時，不是從在光接收部104中所設(shè)置的全部單位像素601中讀取信號，而是僅從位于光接收部104的部分區(qū)域中的單位像素601讀取信號。因此，根據(jù)本實施例，可以減少針對第二圖像的讀取時間，因而，可以進(jìn)一步減少獲取hdr圖像所需的時間。

第三實施例

參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備。與根據(jù)圖1～圖9所示的第一實施例或第二實施例的固態(tài)攝像元件和攝像設(shè)備的組件相同的組件通過相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省略或者簡要進(jìn)行其描述。

在根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302中，將來自基板101側(cè)所設(shè)置的單位像素601的信號直接輸入至基板102側(cè)。根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備309的基本結(jié)構(gòu)與根據(jù)以上已經(jīng)參考圖4描述的第一實施例的攝像設(shè)備309的基本結(jié)構(gòu)相同。

圖10是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302的示意圖。如圖10所示，根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302具有將基板1001層疊在基板1002上的結(jié)構(gòu)。

基板1001包括光接收部104、連接部1003和控制器103。在光接收部104中，在行方向和列方向上以二維方式配置多個單位像素601。連接部1003被配置成將來自光接收部104的信號傳輸至基板1002。在本示例中，針對包括2×2(即4)個單位像素601的一個像素塊607分配一個連接部1003。換句話說，4個單位像素601共享一個連接部1003?？刂破?03被配置成控制光接收部104。

基板1002包括連接部1004、信號處理單元108、存儲器109和輸出部110。連接部1004被配置成接收來自基板1001的圖像信號。信號處理單元108包括多個部分信號處理部1006。針對包括2×2(即4)個單位像素601的一個像素塊607分配一個部分信號處理部1006。信號處理單元108被配置成進(jìn)行作為用于將從基板1001側(cè)經(jīng)由連接部1004輸入的模擬像素信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字像素信號的處理的a/d轉(zhuǎn)換。信號處理單元108還被配置成對從基板1001側(cè)經(jīng)由連接部1004輸入的圖像信號以及來自存儲器109的圖像信號進(jìn)行各種類型的圖像處理。圖像處理的示例包括信號放大、基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)、缺陷校正和顯像處理。信號處理單元108還被配置成對所拍攝的多個圖像進(jìn)行合成以生成hdr圖像。存儲器109被配置成暫時保存來自信號處理單元108的圖像信號。輸出部110被配置成將從信號處理單元108輸出的圖像信號輸出至固態(tài)攝像元件302的外部。

在基板1001側(cè)所設(shè)置的多個連接部1003和在基板1002上所設(shè)置的多個連接部1004分別經(jīng)由貫通電極1005而電接合。作為貫通電極1005，例如可以使用通過硅片通道(以下稱為tsv)等。

圖11是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302的電路圖。在圖11中，示出了基板1001側(cè)的電路。如圖11所示，在基板1001上，設(shè)置有以矩陣方式配置多個單位像素601的光接收部104、控制器103和驅(qū)動信號線1101?？刂破?03被配置成經(jīng)由驅(qū)動信號線1101向各單位像素601適當(dāng)施加驅(qū)動脈沖。在本示例中，為了簡化，針對各行或每兩行示出了一個驅(qū)動信號線1101，但是實際上，適當(dāng)設(shè)置用以驅(qū)動各單位像素601的適當(dāng)數(shù)量的驅(qū)動信號線1101。此外，如上所述，針對包括2×2(即4)個單位像素601的像素塊607分配一個連接部1003。

控制器103被配置成進(jìn)行適當(dāng)控制，以使得通過單位像素601所生成的信號不與通過與該像素單位601共享連接部1003的其它單位像素601所生成的信號混合。在控制器103的控制下，將通過共享連接部1003的多個單位像素601所生成的信號順次輸出至基板1002側(cè)。在圖11中，為了簡化描述，示出了8行×8列的單位像素601，但是實際上，配置有數(shù)千行×數(shù)千列的單位像素601。

圖12是示出根據(jù)本實施例的固態(tài)攝像元件302的信號處理單元108的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖12所示，信號處理單元108包括多個部分信號處理部1006、校正部203和顯像處理部204。針對包括2×2(即4)個單位像素601的一個像素塊607分配一個部分信號處理部1006。換句話說，4個單位像素601共享一個部分信號處理部1006。在各部分信號處理部1006中，設(shè)置有連接部1004、a/d轉(zhuǎn)換器1201、信號電平分析部205、圖像信號合成部206、信號放大器201和基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202。a/d轉(zhuǎn)換器1201被配置成將從單位像素601經(jīng)由連接部1004輸入的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。以上在參考圖3的第一實施例中已經(jīng)描述了信號電平分析部205、圖像信號合成部206、信號放大器201和基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)部202，因而省略其描述。部分信號處理部1006各自被配置成對從多個單位像素601輸入的圖像信號進(jìn)行各種類型的信號處理。將進(jìn)行了各種類型的信號處理的多個圖像信號從多個部分信號處理部1006總地輸入至校正部203。對從多個部分信號處理部1006輸入的多個圖像信號總地進(jìn)行通過校正部203所進(jìn)行的各種類型的校正處理以及通過顯像處理部204所進(jìn)行的顯像處理。

圖13a～圖13c是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備的hdr攝像期間所獲取到的圖像的示例的圖。在圖13a中，示出了第一圖像1301(即，在第一攝像中所獲取到的圖像)的示例，并且在圖13b中，示出了第二圖像1302(即，在第二攝像中所獲取到的圖像)的示例。在圖13c中，示出了通過對第一圖像1301和第二圖像1302進(jìn)行合成所獲得的hdr圖像1303的示例。

圖13a所示的第一圖像1301是在初始設(shè)置的攝像條件下所獲取到的圖像，并且是與以上在第一實施例中已經(jīng)參考圖7a所述的第一圖像701相同的圖像。

圖13b所示的第二圖像1302是在如下這樣的攝像條件的設(shè)置下的圖像：即使在圖13a所示的第一圖像1301中的具有達(dá)到飽和電平的信號電平的區(qū)域中，信號電平也不會達(dá)到飽和電平。在本實施例中，針對各像素塊607設(shè)置部分信號處理部1006，因而可以在小區(qū)域內(nèi)合成圖像。因此，根據(jù)本實施例，可以更精細(xì)地設(shè)置獲取第二圖像時從中讀取信號的區(qū)域，并且可以減少獲取第二圖像時讀取的圖像信號的數(shù)量。因此，根據(jù)本實施例，可以進(jìn)一步減少針對第二圖像信號的讀取時間，因而甚至可以更高速地獲取hdr圖像。

圖13c所示的hdr圖像1303是通過對圖13a所示的第一圖像1301和圖13b所示的第二圖像1302進(jìn)行合成所獲得的圖像。針對包括第一圖像1301中的具有達(dá)到飽和電平的信號電平的區(qū)域及該區(qū)域的周圍區(qū)域的區(qū)域，通過對第一圖像1301和第二圖像1302進(jìn)行合成來生成圖像信號。針對除該區(qū)域以外的區(qū)域，通過將第一圖像1301的圖像信號與適當(dāng)增益等相乘來生成圖像信號。

如上所述，可以將來自基板1001側(cè)所設(shè)置的單位像素601的信號直接輸入至基板1002側(cè)。

變形實施例

本發(fā)明不限于上述實施例，并且可以對其進(jìn)行各種變形。

例如，在上述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了基于對第一圖像的分析結(jié)果來設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件的情況，但是本發(fā)明不限于此?？梢圆换趯Φ谝粓D像的分析結(jié)果來設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件。例如，在未獲取第一圖像的情況下，可以將用于獲取第二圖像的攝像條件成使得用于獲取第一圖像的曝光量和用于獲取第二圖像的曝光量在一定程度上不同。

此外，在第二實施例中，如圖8b所示，已經(jīng)通過限制要讀取的行的區(qū)域和要讀取的列的區(qū)域來限定讀取區(qū)域，但是本發(fā)明不限于此?？梢酝ㄟ^僅限制要讀取的行來限定讀取區(qū)域，或者可以通過僅限制要讀取的列來限定讀取區(qū)域。在通過僅限制要讀取的行來限定讀取區(qū)域的情況下，進(jìn)行以下操作。具體地，通過控制器103來確定用于獲取第二圖像的垂直選擇開始地址和垂直選擇結(jié)束地址。在讀取第二圖像信號時，通過垂直選擇電路602來順次激活從與垂直選擇開始地址相對應(yīng)的行到與垂直選擇結(jié)束地址相對應(yīng)的行的驅(qū)動信號線604。然后，通過信號處理單元108從單位像素601順次讀取信號?？梢酝ㄟ^僅限制要讀取的行來限定讀取區(qū)域，因而可以簡化控制?？蛇x地，在通過僅限制要讀取的列來限定讀取區(qū)域的情況下，進(jìn)行以下操作。具體地，通過控制器103來確定用于水平選擇開始地址和水平選擇結(jié)束地址。在讀取第二圖像信號時，通過垂直選擇電路602來順次激活驅(qū)動信號線604，并且讀取從水平選擇開始地址到水平選擇結(jié)束地址的區(qū)域中的信號。可以通過僅限制要讀取的列來限定讀取區(qū)域，因而在這種情況下同樣可以簡化控制。

此外，在上述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了將用于獲取第二圖像的攝像條件設(shè)置成使得第二圖像中的信號電平變得低于第一圖像中的信號電平的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以將用于獲取第二圖像的攝像條件設(shè)置成使得第二圖像中的信號電平變得高于第一圖像中的信號電平。例如，在第一圖像中存在具有預(yù)定信號電平以下的部分的情況下，在第二圖像中的信號電平變得高于第一圖像中的信號電平這樣的攝像條件下獲取第二圖像。這樣，可以獲得黑暗部分中的灰度不足有所改善的hdr圖像。在這種情況下，在第二實施例和第三實施例中，將包括具有預(yù)定電平以下的信號電平的單位像素601的第一圖像信號的區(qū)域確定作為獲取第二圖像信號時讀取單位像素601的讀取區(qū)域。

此外，在第三實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了在一個像素塊607中包括2×2(即4)個單位像素601的情況，但是在一個像素塊607中包括的像素601的數(shù)量不限于4個。例如，在一個像素塊607中包括的單位像素601的數(shù)量可以是5個以上或者三個以下。例如，可以針對一個單位像素601分配一個部分信號處理部1006。

此外，在上述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了用于獲取第二圖像的攝像條件針對全部單位像素601相同的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，針對位于第二圖像中的第一部分中的單位像素601，將電荷累積時間段設(shè)置成第一時間段。然后，針對位于第二圖像中的與第一部分不同的第二部分中的單位像素601，可以將電荷累積時間段設(shè)置成與第一時間段不同的第二時間段。在根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像元件302中，可以針對各像素塊607進(jìn)行信號處理，因而可以針對各像素塊607設(shè)置用于獲取第二圖像的攝像條件。在用于獲取第二圖像的攝像條件針對光接收部104的各部分適當(dāng)不同的情況下，可以獲得更滿意的hdr圖像。

此外，在上述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了通過對進(jìn)行兩次攝像所獲取到的第一圖像和第二圖像的圖像合成來生成hdr圖像的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以通過對進(jìn)行三次以上攝像所獲取到的三個以上的圖像進(jìn)行合成來生成hdr圖像。

此外，在上述實施例中，作為示例，描述了通過將固態(tài)攝像元件302中的電荷累積時間段和增益設(shè)置成彼此不同來將用于獲取第一圖像的攝像條件和用于獲取第二圖像的攝像條件設(shè)置成彼此不同的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以通過將快門打開的時間段(即曝光時間)設(shè)置成彼此不同來將用于獲取第一圖像的攝像條件和用于獲取第二圖像的攝像條件設(shè)置成彼此不同?？蛇x地，可以通過將光圈的開口量設(shè)置成彼此不同來將用于獲取第一圖像的攝像條件和用于獲取第二圖像的攝像條件設(shè)置成彼此不同。

此外，在上述實施例中，作為示例，已經(jīng)描述了基板101、1001和基板102、1002層疊的固態(tài)攝像元件302，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以將諸如光接收部104和信號處理單元108等的全部構(gòu)成元件包括在一個基板上。此外，可以通過層疊三個以上基板來形成固態(tài)攝像元件302。此外，在上述實施例中，作為示例，描述了通過在固態(tài)攝像元件302中的信號處理單元108來進(jìn)行全部各種類型的圖像處理的情況，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以相對于固態(tài)攝像元件302分開設(shè)置圖像處理元件(未示出)，并且可以通過在固態(tài)攝像元件302中設(shè)置的信號處理單元108、以及在固態(tài)攝像元件302外部所設(shè)置的圖像處理元件來分擔(dān)各種類型的圖像處理。

本發(fā)明的實施例還可以通過如下的方法來實現(xiàn)，即，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲介質(zhì)將執(zhí)行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機(jī)或是中央處理單元(cpu)、微處理單元(mpu)讀出并執(zhí)行程序的方法。

盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。