发明名称 固态摄影装置
摘要
申请公布号 TWI357260 申请公布日期 2012.01.21
申请号 TW096142049 申请日期 2007.11.07
申请人 东芝股份有限公司 发明人 江川佳孝
分类号 H04N5/335 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 一种固态摄影装置,包括:像素部,其于半导体基板上以列及行二维地配置有晶胞,该晶胞包括光电转换部、将由上述光电转换部对入射光进行光电转换所得的信号电荷读出至检测部的读出电路、将与储存在上述检测部中的信号电荷相对应的电压放大而输出的放大电路、以及对上述检测部的信号电荷进行重置的重置电路;曝光时间控制电路,其控制由上述光电转换部进行光电转换的曝光时间,使上述曝光时间于整个像素部内都相同;AD转换电路,其以使自上述像素部输出的输出电压的信号位准的解析度不同的方式来进行AD转换;线记忆体,其记忆着经上述AD转换电路转换后的信号;以及信号处理电路,其以对应于上述AD转换电路后的像素输出信号的解析度来控制放大率,使得相对于光输入信号量成为线性倾斜之方式,对来自上述线记忆体的输出信号进行处理。如申请专利范围第1项所述的固态摄影装置,其中上述AD转换电路对自上述像素部输出的信号进行多次AD转换,多个上述线记忆体记忆着经多次AD转换后所得的上述信号,上述信号处理电路将自多个上述线记忆体同时读出的多个信号合成为一个信号。如申请专利范围第1项所述的固态摄影装置,其中上述信号处理电路,根据规定的信号位准,将第1信号与第2信号进行切换后输出,上述第1信号是将来自多个上述线记忆体的第1输出信号减去黑阶并控制上述放大率而获得,上述第2信号是将来自多个上述线记忆体的第2输出信号减去黑阶后,加上上述第1信号而获得。如申请专利范围第1项所述的固态摄影装置,其中上述信号处理电路,根据规定的信号位准,将第1信号与第2信号进行切换后输出,上述第1信号是将来自多个上述线记忆体的第1输出信号减去黑阶并控制上述放大率而获得,上述第2信号是将来自多个上述线记忆体的第2输出信号减去黑阶而获得。如申请专利范围第1项所述的固态摄影装置,其更包括振幅控制电路,该振幅控制电路为了利用上述读出电路读出信号电荷而对供给至上述读出电路的信号的振幅进行控制。一种固态摄影装置,包括:像素部,其由二维地配置于半导体基板上的光电二极体、将上述光电二极体的信号电荷读出至检测部的读出电路、将上述信号电荷转换为电压的检测电路、输出上述检测电路电压的输出电路以及用以重置上述检测电路的重置电路而构成;曝光时间控制电路,其对由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间进行控制;储存电路,其储存由上述输出电路所输出的信号;AD转换电路,其对上述储存电路所储存的信号进行AD转换;多个线记忆体,其记忆着经上述AD转换电路转换后的信号;以及信号处理电路,其对来自上述多个线记忆体的多个输出信号进行处理;且利用上述读出电路读出由上述光电二极体进行光电转换后所储存的信号,并将该信号保持于上述检测电路或上述储存电路中,利用上述AD转换电路对所保持的上述信号进行多次AD转换,使自上述像素部输出的输出电压的信号位准的解析度不同,且将经多次AD转换后所得的上述信号记忆于上述多个线记忆体中,上述信号处理电路包括合成电路,该合成电路将自上述多个线记忆体同时读出的多个输出信号合成为一个信号。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其中上述AD转换电路藉由控制基准电压而以使输入信号位准的解析度不同的方式来进行多次AD转换,上述信号处理电路包括线性转换合成电路,该线性转换合成电路针对上述多个输出信号,对应于上述AD转换电路的解析度来控制信号放大电路的放大率,并且以使倾斜度成为与光输入信号量相同之方式,利用切换电路来合成为一个信号。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其中上述读出电路将多列上述光电二极体作为1组且以列单位进行读出,上述AD转换电路以上述列单位来进行AD转换,上述信号处理电路包括合成电路,该合成电路将自上述多个线记忆体同时输出的多个信号合成为一个信号。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其中上述曝光时间控制电路使由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间于列单位中成为不同,上述AD转换电路以上述列单位来进行AD转换,上述多个线记忆体逐个记忆以上述列单位来进行AD转换后所得的信号,上述信号处理电路包括线性转换合成电路,该线性转换合成电路针对自上述多个线记忆体同时输出的多个信号,对应于上述列单位的曝光时间来控制信号放大电路的放大率,并且以使倾斜度成为与光输入信号量相同的方式,利用切换电路来合成为一个信号。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其中上述曝光时间控制电路,藉由控制由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间及上述读出电路的读出电压,而于单一像素内进行多次曝光,上述读出电路对应于曝光时间,分为多次来读出上述光电二极体的信号电荷,上述AD转换电路进行多次AD转换,上述信号处理电路包括线性转换合成电路,该线性转换合成电路针对自上述多个线记忆体同时输出的多个信号,对应于上述曝光时间来控制信号放大电路的放大率,并且以使倾斜度成为与光输入信号量相同的方式,利用切换电路来合成为一个信号。如申请专利范围第10项所述的固态摄影装置,其中上述检测电路对分为多次读出的上述信号电荷进行相加。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其中上述曝光时间控制电路,藉由控制由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间及上述读出电路的读出电压,而于单一像素内进行多次曝光,上述读出电路对应于曝光时间,分为多次来读出上述光电二极体的信号电荷,上述AD转换电路以使输入信号位准的解析度成为不同的方式来进行多次AD转换,上述信号处理电路包括线性转换合成电路,该线性转换合成电路针对上述多个输出信号,对应于上述AD转换的解析度来控制信号放大电路的放大率,并且以使倾斜度成为与光输入信号量相同的方式,利用切换电路来合成为一个信号。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其包括白平衡电路,该白平衡电路对自上述信号处理电路输出的线性信号的RGB信号位准单独地进行GAIN调整。如申请专利范围第13项所述的固态摄影装置,其包括位准抑制电路,该位准抑制电路藉由使经上述白平衡电路调整后的信号的高亮度信号成分的GAIN降低,而抑制位准。如申请专利范围第14项所述的固态摄影装置,其中上述信号处理电路包括控制电路,该控制电路于讯框内对每个倾斜度不同的多个上述输出信号的信号产生频率进行积分,并根据积分结果来控制压缩电路的GAIN量。如申请专利范围第6项所述的固态摄影装置,其具备一种于由上述AD转换电路进行多次AD转换的动作时,增加水平扫描期间的长度的模式。一种固态摄影装置,包括:像素部,其由二维地配置于半导体基板上的光电二极体、将上述光电二极体的信号电荷读出至检测部的读出电路、输出上述检测部的电荷的输出电路、以及用以重置上述检测部的重置电路而构成;曝光时间控制电路,其控制由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间;行放大电路,其放大经上述输出电路输出的信号;AD转换电路,其对经上述行放大电路放大的信号进行AD转换;多个线记忆体,其记忆着经上述AD转换电路转换后的信号;以及信号处理电路,其对来自上述多个线记忆体的多个输出信号进行处理;且利用上述读出电路分为多次来读出储存于上述光电二极体中的信号,并利用上述行放大电路以使放大率成为不同的方式来对由上述输出电路分割而输出的输出电压进行电压放大,再利用上述AD转换电路来进行多次AD转换,将经多次AD转换后的上述信号记忆于上述多个线记忆体中,上述信号处理电路包括线性转换合成电路,该线性转换合成电路为了使自上述多个线记忆体同时读出的多个输出信号的倾斜度相同,而对应于上述行放大电路的放大率来控制信号放大电路的放大率,并且以使倾斜度成为与光输入信号量相同之方式,利用切换电路来合成为一个信号。如申请专利范围第17项所述的固态摄影装置,其包括一种于利用上述AD转换电路进行多次AD转换的动作时,增加水平扫描期间的长度的模式。如申请专利范围第17项所述的固态摄影装置,其中上述读出电路对应于曝光时间而对上述光电二极体的信号电荷进行多次分割及读出;上述检测部将多次分割及读出的上述信号电荷予以相加。一种固态摄影装置,包括:像素部,其由二维地配置于半导体基板上的光电二极体、将上述光电二极体的信号电荷读出至检测部的读出电路、将上述信号电荷转换为电压的检测电路、输出上述检测电路的电压的输出电路以及用以重置上述检测电路的重置电路而构成;曝光时间控制电路,其控制由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间;储存电路,其储存着经上述输出电路输出的信号;AD转换电路,其对由上述储存电路所储存的信号进行AD转换;多个线记忆体,其记忆着经上述AD转换电路转换后的信号;以及信号处理电路,其对来自上述多个线记忆体的多个输出信号进行处理;且上述曝光时间控制电路使由上述光电二极体进行光电转换的曝光时间于所有像素内都相同,上述AD转换电路以使自上述像素部输出的输出电压的信号位准的解析度成为不同的方式来进行AD转换,上述信号处理电路包括线性转换电路,该线性转换电路以对应于上述AD转换电路的解析度,来控制信号放大电路的放大率,以使相对于光输入信号量成为线性倾斜之方式,对来自上述多个线记忆体的输出信号进行处理。
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