[发明专利]固态成像设备、成像系统和固态成像设备的驱动方法

说明书

公开了固态成像设备、成像系统和固态成像设备的驱动方法。在作为实施例的固态成像设备中，模数转换器单元在第一时段中将第一像素信号转换为数字信号，在第一时段之后的确定时段中执行第二像素信号与设置为预定阈值的参考信号的比较，并且在确定时段之后的第二时段中，将第二像素信号以根据在确定时段中执行的比较的结果的增益转换为数字信号。在参考信号从第一时段起达到阈值以前，参考信号生成单元在不改变参考信号相对于时间的推移的改变方向的情况下改变参考信号。

技术领域

本发明涉及固态成像设备、成像系统和固态成像设备的驱动方法。

背景技术

近年来，已经使用了具有模数(AD)转换器电路的CMOS图像传感器。在日本专利申请公开No.2014-131147中公开的光电转换设备基于模拟信号与阈值的比较来设置AD转换中的增益。

然而，在日本专利申请公开No.2014-131147中公开的光电转换设备中，由于在设置增益时参考信号从参考电平改变为阈值，因此需要时间来生成阈值。此外，当为了更快的操作而增加参考信号的斜率时，这将导致阈值的精度不足。

鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明旨在实现快速且精确的模数转换。

发明内容

本发明的一个实施例中的固态成像设备包括：像素，包括至少一个光电转换单元；参考信号生成单元，生成至少一个参考信号，所述至少一个参考信号随着时间的推移以预定改变率改变；和模数转换器单元，基于由放大器单元输出的基于像素信号的信号与参考信号的比较，将基于像素信号的信号转换为数字信号。在第一时段中，模数转换器单元将已经解除了复位的放大器单元输出的信号转换为第一数字信号，在第一时段之后的确定时段中，模数转换器单元执行基于像素信号的信号与设置为预定阈值的参考信号的比较，在确定时段之后的第二时段中，放大器单元以根据在确定时段中执行的比较的结果的增益放大基于像素信号的信号，以及在参考信号从第一时段起达到阈值以前，参考信号生成单元在不改变参考信号相对于时间的推移的改变方向的情况下改变参考信号。

本发明另一实施例的固态成像设备的驱动方法是固态成像设备的驱动方法，所述固态成像设备具有：像素，包括光电转换单元；参考信号生成单元，生成参考信号，所述参考信号随着时间的推移以预定改变率改变；和模数转换器单元，基于由放大器单元输出的基于像素信号的信号与参考信号的比较，将基于像素信号的信号转换为数字信号。所述驱动方法包括：在第一时段中，将已经解除了复位的放大器单元输出的信号转换为第一数字信号，在确定时段中，执行基于像素信号的信号与设置为预定阈值的参考信号的比较，在确定时段之后的第二时段中，放大器单元以根据在确定时段中执行的比较的结果的增益放大基于像素信号的信号，以及在参考信号从第一时段起达到阈值以前，在不改变参考信号相对于时间的推移的改变方向的情况下改变参考信号。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是第一实施例中的固态成像设备的框图。

图2是示出了第一实施例中的像素的配置示例的图。

图3是示出了第一实施例中的列放大器单元的配置示例的图。

图4是示出了第一实施例中的列比较器单元的配置示例的图。

图5是示出了第一实施例中的差分放大器的配置示例的图。

图6是示出了第一实施例中的固态成像设备的驱动方法的时序图。

图7是示出了第二实施例中的固态成像设备的驱动方法的时序图。

图8是第三实施例中的固态成像设备的框图。

图9是示出了第三实施例中的列比较器单元的配置示例的图。

图10是示出了第三实施例中的固态成像设备的驱动方法的时序图。