[发明专利]固态成像器件、驱动固态成像器件的方法和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像器件、驱动固态成像器件的方法和成像装置，更具体而言，涉及在像素信号的模数转换时在参考信号中设置偏移的固态成像器件、驱动固态成像器件的方法和成像装置。

背景技术

诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)之类的固态成像器件已用于各种应用中。适用于更高速成像的CMOS型固态成像器件已经吸引了注意力，并且其各种架构已经提出。

这里，在CMOS型固态成像器件中将像素信号转换为数字信号的模数转换中，采用了通过比较器将作为参考信号的两个斜坡信号与像素信号进行比较的双斜坡型列ADC系统(例如，参见JP-A-2008-187565和JP-A-2008-193373)。

在采用双斜坡型列ADC系统的CMOS型固态成像器件中，从参考信号产生单元输出的参考信号的自动归零时段中的基准信号的幅值、P相时段中斜坡的幅值和D相时段中斜坡的幅值在模拟增益调节中被改变。模拟增益和参考信号的幅值彼此成反比，并且各幅值之比恒定。

发明内容

然而，在采用双斜坡型列ADC系统的CMOS型固态成像器件中，高增益下的白点出现和垂直线出现与低增益下的黑点出现之间的折衷关系成为问题。

即，因为将自动归零时段中的偏移幅值设置得比P相时段中的斜坡幅值更大，所以导致高增益下的白点的出现，并且由此存在由于像素特性中的不均匀性而未产生P相斜坡中比较器的反转的像素。

另一方面，由于降低自动归零时段中基准信号的幅值以在增益上升时避免白点的出现，因此导致垂直线的出现，并且比较器的反转状态很糟糕地受到影响。

随着增益降低，由于高增益下自动归零时的基准信号的幅值与P相斜坡的幅值之差比所需更大，因此导致低增益下黑点的出现。

由此，期望在采用双斜坡型列ADC系统的固态成像器件中抑制垂直线并且抑制白点和黑点。

根据本发明的一实施方式，提供了如下的固态成像器件，包括：像素单元，其中布置了多个光电转换元件；比较单元，其将一参考信号与像素单元的光电转换元件所获取的信号进行比较；参考信号产生单元，其产生所述参考信号；计数单元，其对由比较单元将像素信号和参考信号的相对大小进行反转时的时间量进行计数；以及偏移设置单元，其在参考信号产生单元产生的参考信号中设置偏移。

根据此配置，由于在比较单元中使用的参考信号中设置了偏移，因此可以通过偏移量吸收(absorb)光电转换元件中的信号变化，从而使得比较单元精确地反转信号。

这里，参考信号的示例包括：从像素单元不发出信号时的基准信号；第一斜坡信号(P相斜坡信号)，其用于对与所述不发出信号相对应的时间量进行计数；以及第二斜坡信号(D相斜坡信号)，其用于对与像素信号相对应的时间量进行计数。

在该配置中，在参考信号当中的基准信号中设置偏移，或者在第一斜坡信号和第二斜坡信号中设置偏移，或者在基准信号、第一斜坡信号和第二斜坡信号的所有之中设置偏移。于是，即使在改变斜坡信号的动态范围时，也可以基于此抑制垂直线、白点和黑点的生成。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种驱动固态成像器件的方法，所述固态成像器件具有：比较单元，其将一参考信号与像素单元所获取的信号进行比较；参考信号产生单元，其产生参考信号；以及计数单元，其对由比较单元将像素信号和参考信号的相对大小进行反转时的时间量进行计数，所述方法包含以下步骤：在参考信号产生单元产生的参考信号中设置偏移。

根据本发明的又一实施方式，提供了一种成像装置，包含：固态成像器件，其从被摄体的图像获取图像信号；以及信号处理器，其处理固态成像器件所获取的信号，其中，所述固态成像器件包括：像素单元，其中布置了多个光电转换元件；比较单元，其将一参考信号与像素单元的光电转换元件所获取的信号进行比较；参考信号产生单元，其产生参考信号；计数单元，其对比较单元将像素信号和参考信号的相对大小进行反转时的时间量进行计数；以及偏移设置单元，其在参考信号产生单元产生的参考信号中设置偏移。

根据此配置，由于在比较单元中使用的基准信号中设置偏移，因此可以通过偏移量来吸收光电转换元件中的信号变化，从而使得比较单元精确地反转信号。

根据本发明的实施方式，可以在固态成像器件中抑制垂直线、白点和黑点。

附图说明

图1是图示根据本发明实施方式的固态成像器件的框图。

图2是图示应用于根据本发明实施方式的固态成像器件的DAC的配置的图。

图3是图示双斜坡型列ADC系统的时序图。

图4是图示由于模拟增益的调节所引起的参考信号中的变化的曲线图。