[发明专利]成像装置、成像系统和成像装置驱动方法

说明书

技术领域

本技术涉及包括用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换电路的成像系统和成像装置。

背景技术

根据相关技术，成像装置已知包括以矩阵状布置、执行光电转换并基于入射光而输出信号的像素，并且包括在各像素列中设置的、对于从像素输出的信号执行AD转换的列并列型的模数电路（以下，模数电路被称为ADC（模数转换器），并且，列并列型ADC被称为列ADC）。列ADC中的各列中的电路单元执行用于将从像素输出的模拟信号（以下，“从像素输出的模拟信号”被称为像素信号）转换成数字信号的模数转换（以下，称为AD转换）。

此外，日本专利公开No.2004-134867公开了包括输出基于在至少一个光电转换单元中蓄积的第一信号电荷的第一像素信号、以及基于从第一信号电荷计算的信号电荷和在另一光电转换单元中蓄积的信号电荷的第二像素信号的像素的成像装置。根据该成像装置，第一像素信号的信号值的可行信号范围比第二像素信号的信号值的可行信号范围窄。

日本专利公开No.2000-59687公开了包括像素的成像装置，所述像素包括具有不同的表面面积的多个光电转换单元。当相同的光量照射到多个光电转换单元上时，与具有较小的表面面积的光电转换单元相比，具有较大的表面面积的光电转换单元生成较多的信号电荷。因此，基于具有较小的表面面积的光电转换单元的像素信号的可行信号范围比基于具有较大的表面面积的光电转换单元的像素信号的可行信号范围窄。

发明内容

根据现有技术，当转换具有不同的可行信号范围的至少两个光电转换信号时，没有充分考虑将像素信号转换成数字信号的精度与缩短用于执行该转换的时间之间的平衡。实施例是一种成像装置，该成像装置包括：包括被配置为生成信号电荷并输出基于信号电荷的信号的多个光电转换单元的像素；和被配置为将从像素输出的信号转换成数字信号的AD转换单元，其中，与第一转换时段相比，基于来自包含于像素中的n（n是比m小的整数）个光电转换单元的信号电荷的信号在比第一转换时段短的第二转换时段中被转换成数字信号，在所述第一转换时段中，基于来自包含于像素中的m（m是整数）个光电转换单元的信号电荷的信号被转换成数字信号。

根据本技术，当转换具有不同的可行信号范围的至少两个光电转换信号时，实现了将像素信号转换成数字信号的精度与缩短用于执行该转换的时间之间的平衡。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本公开的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是成像装置的俯视图和等效电路图。

图2是成像装置的断面图。

图3是成像装置的等效电路图。

图4是示出计数器电路和存储器的配置的例子的示图。

图5是示出成像装置的操作定时的示图。

图6是根据另一实施例的成像装置的俯视图和等效电路图。

图7是根据另一实施例的成像装置的俯视图和等效电路图。

图8是根据另一实施例的成像装置的等效电路图。

图9是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图10是根据另一实施例的成像装置的俯视图和等效电路图。

图11是示出与根据另一实施例的成像装置有关的动态范围的示图。

图12是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图13是成像系统的示意图。

图14A是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图14B是示出数字信号校正的例子的示图。

图15是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图16是根据另一实施例的成像装置的等效电路图。

图17是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图18是示出根据另一实施例的数字信号校正的例子的示图。

图19是示出根据另一实施例的成像装置的操作定时的示图。

图20是根据另一实施例的成像装置的等效电路图。

图21A是根据另一实施例的AD转换单元的等效电路图。

图21B是示出根据另一实施例的成像装置的动态范围的示图。

图21C是示出根据另一实施例的成像装置的动态范围的示图。

图22A是示出根据另一实施例的成像装置的动态范围的示图。

图22B是示出根据另一实施例的成像装置的动态范围的示图。

图22C是示出根据另一实施例的成像装置的动态范围的示图。