[发明专利]摄像元件、光检测元件和电子设备

说明书

本公开的摄像元件包括：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。

技术领域

本公开涉及摄像元件、光检测元件和电子设备。

背景技术

存在一种控制摄像元件以获取具有不同曝光量的两个图像并将所获取的两个图像合成以扩展动态范围(动态范围扩展)的技术。在这种动态范围扩展技术的情况下，存在的问题是，在两个图像之间的边界处产生伪图像，从而使图像质量劣化。

迄今为止，为了实现动态范围扩展，对以不同曝光量获取的两个图像信号进行模数转换，然后基于图像信号和概率性变化的阈值之间的大小关系来选择两个图像信号中的一个图像信号，从而改善伪图像(例如，参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利平4-172086号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

关于以上专利文献1中所述的现有技术，基于随着随机数和抖动(dither)变化的阈值来分配进行了模数转换的两个图像信号。因此，存在以下担忧：在随机数具有周期性的情况下，由于该周期性而产生伪图像，从而使图像质量劣化。此外，例如，在考虑该技术适用于在每个像素列中包括模数转换器的摄像元件的情况下，将在每个像素列中设置比较器和被构造为保持阈值的寄存器。因此，电路规模和功耗会随着像素列的数量或模数转换中的位数的增加而增加。

本公开的目的是提供与使用随着随机数和抖动变化的阈值的技术相比，能够在实现动态范围扩展时防止伪图像的产生以获取高质量的图像，并且还能够防止电路规模和功耗的增加的摄像元件、光检测元件和包括该摄像元件的电子设备。

解决问题的技术方案

为了实现上述目的，根据本公开，提供了一种摄像元件，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。

此外，为了实现上述目的，根据本公开，提供了一种光检测元件，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。

此外，为了实现上述目的，根据本公开，提供了一种包括具有上述构造的摄像元件的电子设备。

附图说明

图1是示出作为根据本公开的技术适用的摄像元件的示例的CMOS图像传感器的示意性基本构造的框图。

图2是示出像素的示例性电路构造的电路图。

图3是示出安装在CMOS图像传感器上的列并行模数转换单元的示例性构造的框图。