[发明专利]摄像元件、光检测元件和电子设备

权利要求书

1.一种摄像元件，其包括：

模数转换器，其被构造为将在彼此不同的多个摄像条件下获取的并且从像素输出的多个模拟像素信号转换为多个数字像素信号；

阈值设定单元，其被构造为在所述模数转换器的输入侧设定随机变化的阈值；

比较单元，其被构造为将由所述阈值设定单元设定的所述阈值用作比较阈值，并且将所述比较阈值与所述多个模拟像素信号中的一者进行比较；以及

选择单元，其被构造为基于来自所述比较单元的比较结果，选择并输出从所述模数转换器输出的所述多个数字像素信号中的一者。

2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，

所述模数转换器包括单斜率型模数转换器，所述单斜率型模数转换器被构造为通过使用具有随着时间变化的电压值的斜坡波形参考信号来执行模数转换。

3.根据权利要求2所述的摄像元件，其中，

所述单斜率型模数转换器包括：

比较器，其被构造为将从所述像素输出的所述多个模拟像素信号与所述斜坡波形参考信号进行比较，以及

计数器，其被构造为测量从所述比较器开始比较操作时的开始时间到所述比较器结束所述比较操作时的结束时间的时间段。

4.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，

所述阈值设定单元通过控制所述比较器的输入端子和输出端子间短路的自动调零时段来设定所述随机变化的阈值。

5.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，

所述阈值设定单元通过控制所述比较器中的偏置电流来设定所述随机变化的阈值。

6.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，

所述阈值设定单元通过改变所述比较器中所包括的差分对晶体管的尺寸比(沟道宽度/沟道长度)来设定所述随机变化的阈值。

7.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，

所述摄像元件通过使用单个像素在改变摄像条件的同时依次对同一物体进行摄像，以获取多个所述模拟像素信号，或者通过使用具有不同摄像条件的多个所述像素同时对所述同一物体进行摄像，以获取多个所述模拟像素信号。

8.根据权利要求7所述的摄像元件，其中，

所述摄像条件包括所述像素的曝光量、曝光时间、电荷转换为电压的转换效率或灵敏度。

9.根据权利要求8所述的摄像元件，其中，

当所述多个摄像条件包括高转换效率和低转换效率时，并且

当所述像素依次输出处于浮动扩散部FD复位时的复位电平的P相信号和处于基于由光接收元件执行的光电转换的信号电平的D相信号时，

单斜率型模数转换器执行以下操作：从计数器获取低转换效率的所述P相信号的计数值，以暂时保持所述计数值，并且在对低转换效率的所述D相信号进行计数之前，使所述计数值返回到所述计数器。

10.根据权利要求9所述的摄像元件，其中，

所述单斜率型模数转换器在每个像素列中包括并行布置的两组比较器和计数器。

11.根据权利要求10所述的摄像元件，其中，

所述单斜率型模数转换器包括自适应衰减型模数转换器，所述自适应衰减型模数转换器被构造为当从所述像素输出的每个所述模拟像素信号的幅度相对较大时，使所述幅度衰减预定量以压缩动态范围。

12.根据权利要求11所述的摄像元件，其中，

所述自适应衰减型模数转换器包括在所述比较器的输入侧的采样保持电路，所述采样保持电路被构造为对低转换效率的所述P相信号进行采样和保持。

13.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，

当所述摄像条件包括所述模数转换器的模拟增益时，单个模数转换器在改变所述模拟增益的同时依次执行模数转换，或者具有不同模拟增益的多个所述模数转换器同时执行模数转换。