发明名称 固态成像装置、其驱动方法与摄影机
摘要 一种固态成像装置包含:多数像素,排列成一矩阵;序向扫描装置,其选择每一列的像素;及一类比至数位转换单元,具有:一第一类比至数位转换器被连接至为该像素供给以像素信号的垂直信号线并对来自该垂直信号线的输出信号或藉由取样该输出信号所取得之像素输出信号执行第一位元长度类比至数位转换;及一第二类比至数位器,当该第一类比至数位转换器完成转换操作时,会从该像素输出信号减去对应于该第一位元长度的类比信号,并然后执行一第二位元长度类比至数位转换。
申请公布号 TWI377838 申请公布日期 2012.11.21
申请号 TW096107293 申请日期 2007.03.02
申请人 新力股份有限公司 发明人 佐藤弘树
分类号 H04N5/335 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种固态成像装置,其包含:多数像素,排列成多数列与行之矩阵;序向扫描装置,其选择每一列的像素;及第一类比至数位转换器,用以:(a)自该多数像素藉由一垂直信号线接收像素信号及(b)对该像素信号的上位元部份执行第一类比至数位转换;数位至类比转换器,连接至该第一类比至数位转换器的输出,以自该第一类比至数位转换器接收该像素信号转换上位元长度部份;减法处理单元,连接至该类比至数位转换器的输出与该垂直信号线,并输出该像素信号的上位元长度部份与来自该垂直信号线之该像素信号间之差;及一第二类比至数位转换器,连接至该减法处理单元的输出,以对从该减法处理单元的输出执行第二类比至数位转换,其中,一电流输出单元,使用该第一类比至数位转换器的一部份操作时脉循环,供给代表该最下位(n-m)位元的类比信号给一电容,该电流输出单元改变予以供给至该电容的电流量,以改变在该最下位(n-m)位元上之类比信号的位准,在监视模式中,只有该第一类比至数位转换被执行,及在成像模式中,该第一类比至数位转换与该第二类比至数位转换均被执行。如申请专利范围第1项所述之固态成像装置,其中该类比至数位转换单元包括一第三类比至数位转换器,用以:(a)连接至该第二类比至数位转换器的后级,(b)当该第二类比至数位转换器完成转换操作时,将该予以输入至该第二类比至数位转换器的该类比信号减去对应于该第二位元长度的类比信号,及(c)执行第三位元长度类比至数位转换。如申请专利范围第1项所述之固态成像装置,其中该第一类比至数位转换器对最上位m位元执行类比至数位转换;及该第二类比至数位转换器对最下位(n-m)位元执行类比至数位转换(其中,n及m为正整数,及n大于m),以执行n位元类比至数位转换。如申请专利范围第1项所述之固态成像装置,其中该第一类比至数位转换器系为一计数器斜波型类比至数位转换器。如申请专利范围第4项所述之固态成像装置,其中该第一类比至数位转换器的操作时脉循环系长于该第二类比至数位转换器的操作时脉循环。一种固态成像装置,包含:多数像素,排列成多数列与行之矩阵;序向扫描装置,其选择每一列的像素;多数最上位m位元类比至数位转换器,被安排呈行并列并转换自至少一像素之类比信号成为n位元数位信号(其中,n为任意正整数),多数类比至数位转换器被安排呈行并列并连接至个别最上位n位元类比至数位转换器的输出,其将数位信号转换为类比信号并输出对应于最上位m位元长度的参考信号;多数减法处理单元,连接至个别数位至类比转换器的输出及连接至将该像素输出信号减去该参考信号的像素的类比信号;及多数最下位(n-m)位元类比至数位转换器,连接至个别减法处理单元的输出,其中,在成像模式中,当对来自于该等像素的输出信号或藉由取样该输出信号所取得之像素输出信号执行类比至数位转换时,(i)该类比至数位转换开始时针对该最上位m位元执行,(ii)该数位至类比转换然后对该最上位m位元执行,以输出该参考信号,(iii)将该像素输出信号减去对应于该参考信号之信号,及(iv)对该最下位(n-m)位元执行该类比至数位转换,该电流输出单元,使用该最上位m位元类比至数位转换器的一部份操作时脉循环,供给代表该最下位(n-m)位元的类比信号至一电容,在监视模式中,当对来自该像素的输出信号或自取样该输出信号取得的像素输出信号执行类比至数位转换时,该类比至数位转换只对最上位m位元执行,及该电流输出单元改变予以供给至该电容的电流量,以改变最下位(n-m)位元输入类比信号的位准。如申请专利范围第6项所述之固态成像装置,其中该最上位m位元类比至数位转换器为一计数器斜波型类比至数位转换器。如申请专利范围第6项所述之固态成像装置,其中该最上位m位元类比至数位转换器的操作时脉循环系长于该最下位(n-m)位元类比至数位转换器的操作时脉循环。一种固态成像装置,包含:多数像素,其被排列成一矩阵;序向扫描装置,其选择每一列之像素;及多数最上位m位元类比至数位转换器,其将来自该像素之类比信号转换为n位元数位信号(其中,n为任意正整数),多数数位至类比转换器,被排列为行并联并连接至个别最上位m位元类比至数位转换器的输出;多数减法处理单元,连接至个别数位至类比转换器的输出,以将该像素输出信号减去参考信号;多数最下位(n-m)位元类比至数位转换器,连接至个别减法处理单元的输出,其中,最上位m位元类比至数位转换系为排列为行并列的比较器与时钟计数器所执行,该比较器具有一输入端,供像素输出信号输入;及另一输入端,供参考信号输出输入,该参考信号系由预定启始值开始并依据时脉输入改变,当该像素输出信号与输入至该比较器的该参考信号间之振幅关系为相反时,来自该比较器的输出信号改变,以依据该像素输出信号计数时脉的数目并藉由依据时脉数目取得数位值,取得该像素输出信号的最上位m位元类比至数位转换值,代表最下位(n-m)位元的类比信号系被储存于电容中,由该比较器的输出信号的时间改变至该时脉开始下一循环的时间间之期间,各个该最下位(n-m)位元类比至数位转换器执行该最上位m位元类比至数位转换,该电流输出单元改变予以供给至该电容的电流量,以改变在该最下位(n-m)位元的类比信号的位准,在监视模式中,只有最上位m位元类比至数位转换被执行,及在成像模式中,该最上位m位元类比至数位转换及该最上位m位元类比至数位转换。如申请专利范围第9项所述之固态成像装置,更包含:一比较器及一时脉计数器,被安排成行并列,其中,该储存在该电容中之最下位(n-m)位元像素输出信号被输入至该比较器的一输入端,一参考信号系被输入至该比较器的另一输入端,该参考信号以一预定启始值开始并依据一时脉输入加以改变,及当输入至该比较器的该最下位(n-m)位元像素输出信号与该参考信号之间的大小关系相反时,该比较器的输出信号改变,以依据该最下位(n-m)位元像素输出信号计数时脉数,及藉由依据时脉数所取得之数位值,对该最下位(n-m)位元像素输出信号执行该类比至数位转换。如申请专利范围第9项所述之固态成像装置,其中该最上位m位元类比至数位转换器的操作时脉循环系长于该最下位(n-m)位元类比至数位转换器的操作时脉循环。一种驱动固态成像装置的方法,该固态成像装置包含:多数被排列成一矩阵的像素;一序向扫描装置,其选择每一列之像素;及一类比至数位转换单元,具有:(i)一第一类比至数位转换器,其系连接至一垂直信号线,其中被供给有由该像素所供给之像素信号;(ii)数位至类比转换器,其间沿着该垂直信号线输出一参考信号;(iii)一减法处理单元,连接至该第一数位至类比转换器的输出,由该像素信号减去对应于该参考信号的类比信号,(iv)及一第二类比至数位转换器,连接至该减法处理单元的该输出,该方法包含步骤:针对来自该垂直信号线的输出信号或由取样该输出信号所取得之像素输出信号,以该第一类比至数位转换器,执行一第一位元长度类比至数位转换;在该第一位元长度类比至数位转换完成后,对该第一位元长度执行数位至类比转换,以输出该参考信号;及减去对应于该参考信号的类比信号,并且,然后藉由该第二类比至数位转换器,执行一第二位元长度类比至数位转换,藉由该减去步骤的结果,执行第二类比至数位转换,其中,一电流输出单元,使用该第一类比至数位转换器的一部份操作时脉循环,供给代表该最下位(n-m)位元的类比信号至一电容,在监视模式中,只有执行第一类比至数位转换,在成像模式中,执行该第一类比至数位转换与该第二类比至数位转换两者,及该电流输出单元改变予以供给至该电容的电流量,以改变在该最下位(n-m)位元的类比信号的位准。一种摄影机,包含:多数像素,排列成一矩阵;一序向扫描装置,选择每一列之像素;第一类比至数位转换器,连接至被供给有来自该像素的像素信号的垂直信号线,并对来自该垂直信号线的输出信号或藉由取样该输出信号所取得之像素输出信号,进行第一位元长度类比至数位转换;数位至类比转换器,在该第一类比至数位转换器完成转换操作后,执行数位至类比转换,以由该像素输出信号输出对应于该第一位元长度的参考信号;减法处理单元,连接至该第一数位至类比转换器的输出,以将该像素信号减去对应于该参考信号的类比信号;及第二类比至数位转换器,连接至该减法处理单元的输出,其接收该减法处理单元的结果并对结果执行第二位元长度类比至数位转换,其中,一电流输出单元,使用该第一类比至数位转换器的一部份操作时脉循环,供给代表最下位(n-m)位元的类比信号给一电容,在监视模式中,只有执行第一类比至数位转换,及在成像模式中,该第一类比至数位转换及该第二类比至数位转换两者都执行,及该电流输出单元,改变予以供给至该电容的电流量,以改变在该最下位(n-m)位元上之该类比信号的位准。
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