[发明专利]成像设备及其驱动方法

说明书

本发明涉及成像设备及其驱动方法。提供了可以产生高分辨率像素信号的数字数据的成像设备及其驱动方法。该成像设备包括：用于通过光电转换产生信号的像素(10‑1)；比较电路(30‑1)，用于将基于像素的信号与时间相关的参考信号进行比较；计数器电路(40‑1)，执行计数操作直到基于像素的信号与时间相关的参考信号之间的大小关系反转；以及选择电路(30‑2)，用于根据基于像素的信号的信号电平来设定参考信号的时间相关的变化率。

本申请是基于申请号为201210204450.3、申请日为2012年6月18日、发明名称为“成像设备及其驱动方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及成像设备及其驱动方法。

背景技术

已知使用CMOS图像传感器作为成像装置的数字式照相机。对像素信号应用模数(AD)转换的成像装置已知使得能够以高速读出信号。已经知道了一种AD转换技术，在其中比较器将像素信号与时间相关的参考信号(斜坡信号)进行比较并且获取根据信号振幅的AD转换的数据。因此期望包括AD转换器的成像装置实现高速读取和高分辨率。

考虑到像素信号的光学散粒噪声，仅仅足以实现信噪比的比特是必需的。根据分类成多个信号电平，高速读出和高分辨率可以通过减少比特数来实现。此外，已知根据信号振幅结合比较器和参考信号的方法(例如，参见日本专利申请公开No.2007-281987)。

日本专利申请公开No.2007-281987的技术利用多个比较器。因此，存在响应速度根据制造构成比较器的元件的变化而不同从而导致AD转换的数据的误差的问题。此外，存在增大电路面积和功率消耗的难点。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种成像设备包括：用于通过光电转换产生信号的像素；比较电路，用于将基于像素的信号与时间相关的参考信号进行比较；计数器电路，执行计数操作直到基于像素的信号与时间相关的参考信号之间的大小关系反转；以及选择电路，用于根据基于像素的信号的信号电平来设定参考信号的时间相关的变化率。

从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的成像装置的结构图。

图2是示出像素信号的信噪比的图。

图3是示出斜坡信号的图。

图4是本发明的第一实施例的AD转换单元的框图。

图5是图4中的AD转换单元的时序图。

图6是示出用于AD转换的数据的比特移位(bit-shift)单元的图。

图7是根据本发明第二实施例的AD转换单元的框图。

图8是根据本发明第三实施例的AD转换单元的框图。

图9是用于AD转换的数据的比特数调整单元的框图。

图10是成像系统的结构图。

图11是示出了图1中的成像装置的配置的示例的示意图。

图12是像素的等效电路图。

图13是示出了图11中示出的成像装置的工作的示例的时序图。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。

(第一实施例)