[发明专利]固态图像拾取设备和用于驱动固态图像拾取设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像拾取设备。更具体地说，本发明涉及包括像素行和像素列的固态图像拾取设备，其中，对于每一列，设置模数(AD)转换器和数字存储器。

背景技术

针对近来对固态图像拾取装置的更快速操作的需求，已经研发出互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，其中，对于每一列像素设置AD转换器，从而对于列，将模拟信号转换为数字信号，由此实现更快的操作。

日本特许公开第5-048460号公开了一种对于每一列像素包括AD转换器的CMOS图像传感器。按照以下方式来驱动传感器：每一列的AD转换与向水平输出线的数字信号的输出在时间轴上重叠，由此实现更快的操作。图7和图8分别示出在日本特许公开第5-048460号中公开的固态图像拾取设备的示意性电路图及其时序图。

还研发出称为循环AD转换器的AD转换器。循环AD转换器通过重复以下处理来执行AD转换：将输入的模拟信号转换为数字信号，计算输入的模拟信号与参考电压之间的差以产生差信号，将适当的增益应用于差信号，并将差信号重新输入比较器。在重新输入比较器的差信号被比较之后，差信号被临时保持在内部模拟存储器中，所述内部模拟存储器包括在循环AD转换器中。这里，保持在内部模拟存储器中的差信号被称作内部模拟信号。

关于包括所述AD转换器的传统设备，参照图8，同时执行保持模拟电信号的操作以及从保持数字信号的存储器输出数字信号的操作。发明人发现：在所述操作中，在获得的图像中出现“条纹噪声”伪像。特别是当AD转换器具有高的分辨率以及当输出的数字信号被放大时，这种条纹噪声变得更加明显。此外，因为与具有噪声的列相应的图像区域通常比与不具有噪声的列相应的图像区域更亮或更暗，所以这种噪声比随机出现在图像平面上的噪声更容易识别。与随机噪声相比，人眼更倾向于识别条纹噪声。因为这种倾向性，条纹噪声对图像质量的影响较大，并且应该被抑制。

发明内容

本发明提供一种固态图像拾取设备，其包括像素行和像素列，其中，每一列或每个多列的集合被设置有模数(AD)转换器和数字存储器，有利地，它们被用来获得具有比使用传统设备获得的图像的质量高的图像。

在本发明的第一方面，一种固态图像拾取设备包括以下部件：多个像素，被配置以将入射光转换为模拟电信号并输出模拟电信号，所述多个像素按照行和列来排列；多个模数转换器，被配置以将来自多个像素的模拟电信号转换为数字信号，并输出所述数字信号，所述多个模数转换器中的每一个被分别设置用于所述多个像素的一个列或一个多列的集合，所述多个模数转换器中的每一个包括被配置以保持模拟电信号的模拟存储器；多个第一数字存储器，被配置以保持由所述多个模数转换器转换的数字信号；多个第二数字存储器，被配置以保持在所述多个第一数字存储器中保持并从其中输出的数字信号；以及扫描电路，被配置以控制用于从所述多个第二数字存储器输出数字信号的时序。用于输出保持在多个第一数字存储器或多个第二数字存储器中的数字信号的时序和用于在模拟存储器中保持模拟电信号的时序被设置为彼此分开有扫描电路的至少一个数据时钟周期。

在本发明的第二方面中，固态图像拾取设备包括以下部件：多个像素，被配置以将入射光转换为模拟电信号并输出模拟电信号，所述多个像素按照行和列来排列；多个循环模数转换器，被配置以将来自多个像素的模拟电信号转换为数字信号并输出数字信号，所述多个循环模数转换器中的每一个被分别设置用于所述多个像素的一个列或一个多列的集合；多个第一数字存储器，被配置以保持由所述多个循环模数转换器转换的数字信号；多个第二数字存储器，被配置以保持在所述多个第一数字存储器中保持并从其中输出的数字信号；以及扫描电路，被配置以控制用于从所述多个第二数字存储器输出数字信号的时序。每个循环模数转换器包括内部模拟存储器，其被配置以当将模拟电信号转换为数字信号时，保持在循环模数转换器中产生的内部模拟信号。用于输出保持在多个第一数字存储器或多个第二数字存储器中的数字信号的时序和用于在内部模拟存储器中保持内部模拟信号的时序被设置为彼此分开有扫描电路的至少一个数据时钟周期。

本发明的第一和第二方面提供一种固态图像拾取设备，其中，按照时间轴上的重叠方式来执行AD转换和数字数据的输出。在所述设备中，在基于输出信号的图像中出现的并且平行于扫描线出现的条纹噪声的电平或条纹噪声量可减少，由此能够获得图像质量高于以传统方式获得的图像质量的图像。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特点将变得清楚。

附图说明