[发明专利]固体摄像装置、及其驱动方法以及摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及将光转换为电信号的固体摄像装置，尤其涉及按照被排列为矩阵状的多个像素的每一列而被设置了放大器和模拟数字转换器的固体摄像装置。

背景技术

在能够对应色彩的固体摄像装置(彩色图像传感器)中，需要与被摄物体的色温等的变化相对应地调整白平衡。例如，由于光的种类(太阳光以及萤光灯等)而被摄物体的色彩会发生变化，因此，需要与这时的色温相对应，在固体摄像装置内进行处理，以便被摄物体的白色在图像信号中也为白色。

以往，为了调整白平衡，或者增加A/D转换器的比特数(分辨率)，并将其中的1至2比特用作进行白平衡调整时所使用的数字增益，或者利用因每个色彩而不同的模拟增益来放大像素信号(例如，参照专利文献1)，或者通过改变并列A/D转换器中成为参考电压的斜坡波形的倾斜，来调整每个色彩的并列A/D转换器(例如，参照专利文献2)。

图14是上述专利文献1所公开的以往的固体摄像装置的电路方框图。该固体摄像装置包括：多个像素D11至D44，与各个像素相对应，并按照各个色彩检测入射到光电转换元件的光，并将与各个色彩相对应的光电流作为传感器信号来输出；可变电阻VR1至VR4，被设置在像素的输出方，且与偏置电源连接；开关SW1至SW4，从多个像素中选择读出传感器信号的像素；以及控制部，与被读出的像素的色彩相对应地改变可变电阻的电阻值，并使读出负载发生变化。该固体摄像装置通过上述这样的构成，从而分别调整各个像素的各个色彩的增益。

专利文献1日本特开2005-318292号公报

专利文献2日本特开2005-328135号公报

然而，在以往的为了白平衡而增加AD转换器的比特数的方法中出现的问题是，例如像上述专利文献2记载那样，将斜坡波形用于参考信号，从参考信号开始发生变化直到对应的列的比较器示出像素信号和参考信号一致为止，通过计数时钟，从而在进行AD转换的方式中计数所花费的时间就会增加。例如，要增加1比特，AD转换时间就要增加两倍，这样就阻碍了帧率的高速化。并且，对于多比特化，可以考虑到采用多个上述的比较器电路并进行并列处理，在这种情况下，由于电路规模的增大而出现的问题是，芯片面积增大或耗电量增大等。另外，要增加AD转换器的比特数，还考虑到可以使用于转换的时钟的频率增大，从而出现的问题是，时钟的速度达到极限或者因高速驱动而造成的耗电量增加。

并且，在上述的专利文献1的技术中，需要与读出像素所担负的色彩相对应，适当地改变可变电阻VR1至VR4的电阻值，或者切换开关SW1至SW4等复杂的控制。

并且，在上述的专利文献2的技术中出现的问题是，通过改变斜坡波形的倾斜从而按照各个色彩来调整增益，在需要大的增益的情况下，需要使斜坡波形的倾斜变得非常小，这样就会使用于比较像素信号和参考信号的1比特的比较电压变小，也就是说使加权电压变小，从而造成AD转换时的误差增大，S/N比(信/噪比)变差。

发明内容

因此，本发明鉴于上述的问题，目的在于提供一种固体摄像装置等，其可以在不必进行诸如按照读出像素改变可变电阻的电阻值或切换开关等复杂的控制，且不会使AD转换中的S/N比变差的情况下，使各个色彩的增益最佳化。

为了达成上述的目的，本发明所涉及的固体摄像装置包括：多个像素，被排列为矩阵状；列放大器，在所述矩阵的每一列至少被设置一个，对从构成对应的列的像素输出的信号进行放大，所述列放大器为多个；以及列模拟数字转换器，被设置于每个所述列放大器，对从对应的列放大器输出的信号进行模拟数字转换，所述列模拟数字转换器为多个；所述多个像素的每一个输出与多个色彩中的某一个色彩的光的强度相对应的信号；多个所述列放大器的每一个被设置成与所述多个色彩的某一个相对应，对输出信号进行放大，该输出信号是从构成对应的列的像素中的、与所述多个色彩中的某一个色彩相对应的所有的像素输出的信号。据此，由于按照每个色彩分别设置了列放大器，因此可以回避在仅由模拟数字(AD)转换器进行白平衡调整而造成的速度降低以及S/N比变差，并且，不必进行诸如按照读出像素改变可变电阻的电阻值或切换开关等复杂的控制。