專利名稱：固態(tài)成像裝置和模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法
技術領域：
通常，本技術涉及一種固態(tài)成像裝置和AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法。更具體地說，本技術涉及一種固態(tài)成像裝置，其能夠執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換處理，以產(chǎn)生具有根據(jù)裝置所要求的幀速率的輸出位計數(shù)的數(shù)字數(shù)據(jù)，且能夠執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)的控制，并且本技術也涉及一種由固態(tài)成像裝置采用的AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法。AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)被定義為包括作為AD轉(zhuǎn)換處理的結果而獲得數(shù)字數(shù)據(jù)的輸出位的數(shù)目。
背景技術：
過去，已知采用列AD (11 )轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的的固態(tài)成像裝置。例如，在諸如日本專利特開No. 2009-33305中，已經(jīng)公開了一種采用電子充放電類型的參考電壓提供電路的固態(tài)成像裝置。該參考電壓提供電路是用于為列AD轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的AD轉(zhuǎn)換過程提供參考電壓以采取對策來抗衡為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的增加的電路。電子充放電類型的參考電壓提供電路是用于依據(jù)像素信號來控制參考電壓的梯度的參考電壓提供電路。因而，所提出的固態(tài)成像裝置不采用需要高時鐘頻率的DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)來作為用于為AD轉(zhuǎn)換過程提供參考電壓的參考電壓提供電路。順便提及，在固態(tài)成像裝置中，通過考慮一些限制來確定由固態(tài)成像裝置輸出的圖像信號的幀速率，所述限制包括像素周圍的模擬電路從像素中讀取信號所需的時間段。從像素中讀取信號所需的時間段包括執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程所花費的時間段。也就是說，如果像素讀取時間段或AD轉(zhuǎn)換時間段較短，則幀速率可以提高。因而，為了提高幀速率，需要減小AD轉(zhuǎn)換時間段或像素讀取時間段，而為了減小AD轉(zhuǎn)換時間段，需要減少AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)或AD轉(zhuǎn)換過程的時間分辨率(resolution)。

發(fā)明內(nèi)容
通過在寄存器中存儲的寄存器值來確定AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)，并且依據(jù)固態(tài)成像裝置的操作模式來設置寄存器值。然而，如果寄存器被設置為處于表示AD轉(zhuǎn)換過程的小輸出位計數(shù)的寄存器值以滿足高幀速率的要求，則即使對于為固態(tài)成像裝置的操作提供了容限的低幀速率，輸出圖像的質(zhì)量也不可避免地惡化。因而，希望解決上述問題的本技術提供一種固態(tài)成像裝置，其能夠執(zhí)行產(chǎn)生具有根據(jù)所要求的幀速率的輸出位計數(shù)的數(shù)字數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換過程。一種根據(jù)本技術的第一模式的固態(tài)成像裝置，包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及控制部分，被配置為基于存儲在寄存器中的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分。
在所述固態(tài)成像裝置中，依據(jù)用于處理所述像素信號的時鐘頻率，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。可以提供一種配置，其中，如果所述時鐘頻率高于提前確定的門限值，則所述控制部分設置所述輸出位計數(shù)信息以減少針對要由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的所述輸出位計數(shù)。也可以提供一種配置,其中,所述提前確定的門限值是與最大幀速率Rmax對應的時鐘頻率，最大幀速率Rmax被定義為能夠?qū)ζ鋱?zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程的幀速率的最大值，AD轉(zhuǎn)換過程用于產(chǎn)生具有針對所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的數(shù)字圖像信號。也可以提供一種配置，其中，所述固態(tài)成像裝置進一步被提供有·
信號處理部分，被配置為對作為由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程的結果而產(chǎn)生的數(shù)字圖像信號執(zhí)行提前確定的信號處理；并且所述控制部分控制所述信號處理部分，以調(diào)整關于具有通過設置所述輸出位計數(shù)信息而減少的輸出位計數(shù)的所述數(shù)字圖像信號的范圍，以輸出具有預減輸出位計數(shù)的所述
數(shù)字圖像信號。也可以提供一種配置，其中所述信號處理部分被控制為執(zhí)行黑電平調(diào)整處理，以調(diào)整用于所述圖像信號的黑電平；并且所述控制部分被驅(qū)動為設置由所述寄存器值中的一個來表示的黑電平調(diào)整信息，以作為用于將所述黑電平設置為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。也可以提供一種配置，其中所述信號處理部分被控制為校正所述圖像信號的陰影；并且所述控制部分被驅(qū)動為設置由所述寄存器值中的一個來表示的陰影校正信息，以作為用于將所述陰影校正為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。也可以提供一種配置，其中，所述控制部分被驅(qū)動為設置由所述寄存器值中的一個來表示的參數(shù)設置信息，以作為用于設置關于模擬電路的參數(shù)的信息，模擬電路充當所述像素陣列部分的外圍電路，以使得關于所述模擬電路的所述參數(shù)中的每一個具有根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。也可以提供一種配置，其中，所述時鐘頻率是用于處理作為最小處理單元的所述像素的所述像素信號的時鐘頻率。—種依據(jù)本技術的第一模式的用于控制為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的方法是一種AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法，在由本技術的第一模式提供的固態(tài)成像裝置中采用，所述固態(tài)成像裝置作為包括如下的裝置像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；
AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及控制部分，被配置為基于在寄存器中設置的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分。所述AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法包括如下步驟以依據(jù)用于處理所述模擬像素信號的時鐘頻率，所述控制部分設置由前述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。一種根據(jù)本技術的第二模式的固態(tài)成像裝置，包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；以及AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程以產(chǎn)生輸出位，輸出位的數(shù)目是提前確定的。 在所述固態(tài)成像裝置中，所述輸出位的數(shù)目依據(jù)時鐘頻率而改變。在根據(jù)本技術的第一模式的固態(tài)成像裝置中，依據(jù)用于處理一個像素的像素信號的時鐘頻率，所述固態(tài)成像裝置設置由前述寄存器值中的一個表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置用于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。在根據(jù)本技術的第二模式的固態(tài)成像裝置中，依據(jù)時鐘頻率，所述輸出位的數(shù)目是改變的。依據(jù)本技術的第一和第二模式，可以執(zhí)行生成具有根據(jù)所要求的幀速率的輸出位計數(shù)的數(shù)字數(shù)據(jù)的AD轉(zhuǎn)換過程。


圖I是示出實現(xiàn)根據(jù)本技術的固態(tài)成像裝置第一實施例的典型配置的框圖；圖2是表示由圖I中示出的固態(tài)成像裝置執(zhí)行以控制為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的處理的流程圖，該AD轉(zhuǎn)換過程由在固態(tài)成像裝置中采用的AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行；圖3是出內(nèi)部時鐘頻率與巾貞速率之間的關系的圖；圖4是示出實現(xiàn)根據(jù)本技術的固態(tài)成像裝置的第二實施例的典型配置的框圖；以及圖5是表示由圖4中示出的固態(tài)成像裝置執(zhí)行以控制為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的處理的流程圖，該AD轉(zhuǎn)換過程由在固態(tài)成像裝置中采用的AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行。
具體實施例方式通過參照本技術的附圖來解釋本技術的實施例如下?！碔.第一實施例〉[固態(tài)成像裝置的典型配置]圖I是示出實現(xiàn)根據(jù)本技術的固態(tài)成像裝置11的第一實施例的典型配置的框圖。固態(tài)成像裝置11被配置為CMOS (互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。如圖中所示，固態(tài)成像裝置11包括像素陣列部分21、列ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)22、DAC (數(shù)模轉(zhuǎn)換器)23、水平傳送部分24、寄存器25、控制部分26、定時生成部分27和信號處理部分28。像素陣列部分21具有像素，每個像素充當用于檢測作為物理量的信號電荷的光電轉(zhuǎn)換部分。信號電荷具有通過入射到像素的可見光的數(shù)量而確定的量。二維布置像素以形成矩陣。入射到像素的可見光經(jīng)歷光電轉(zhuǎn)換過程，用于生成表示具有由可見光的數(shù)量而確定的量的信號電荷的模擬像素信號。針對矩陣的每個像素列讀出在像素陣列部分21中生成的模擬像素信號。列ADC 22以提前確定的輸出位計數(shù)對模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程，以產(chǎn)生具有該位計數(shù)的數(shù)字像素信號，其中模擬像素信號是針對每個像素列已經(jīng)從像素陣列部分21中讀出的。然后，列ADC 22將數(shù)字像素信號提供到水平傳送部分24?；趶亩〞r生成部分27中接收的定時信號，DAC 23生成參考電壓并將參考電壓提供到列ADC 22。參考電壓是具有隨時間的流逝而改變的斜波波型的電壓。列ADC 22生成具有根據(jù)一時間段的位計數(shù)的前述數(shù)字像素信號，在該時間段期間，將提供到列ADC 22的模擬像素信號與參考信號進行比較。水平傳送部分24向信號處理部分28順序傳遞數(shù)字像素信號，每個數(shù)字像素信號是針對像素列中的一個已經(jīng)從列ADC 22中讀出的。 從寄存器25到信號處理部分28范圍內(nèi)的組件被配置為形成為一個LSI (大規(guī)模集成)芯片。寄存器25用于存儲寄存器值,每個寄存器值表不關于由固態(tài)成像裝置11執(zhí)行的操作的信息。通過控制部分26來正確設置在寄存器25中存儲的寄存器值中的每一個。控制部分26控制由固態(tài)成像裝置11中采用的部分執(zhí)行的操作。如果必要，由控制部分26基于在寄存器25存儲的寄存器值來執(zhí)行對由固態(tài)成像裝置11中采用的部分執(zhí)行的操作的控制。依據(jù)由控制部分26執(zhí)行的控制，定時生成部分27基于在寄存器25中存儲的寄存器值來生成定時信號。信號處理部分28將從水平傳送部分24接收的像素信號(也被稱為圖像信號)的范圍調(diào)整為具有提前確定的位計數(shù)的信號。此外，信號處理部分28也對從水平傳送部分24接收的圖像信號執(zhí)行提前確定的信號處理，并向圖中未示出的諸如顯示裝置和存儲裝置的接收方輸出信號處理的結果。更具體而言，信號處理包括黑電平調(diào)整處理、增益處理和陰影(shading)校正處理。黑電平校正處理是為了校正圖像信號的零電平(也被稱為黑電平)而執(zhí)行的處理，而增益處理是為調(diào)整圖像信號的亮度(也被稱為輝度級別)而執(zhí)行的處理。另一方面，陰影校正處理是為了校正由于在像素陣列部分21上提供的像素的敏感度變化而生成的陰影而執(zhí)行的處理。如圖中所示，控制部分26包括內(nèi)部時鐘計算塊41、ADC輸出位計數(shù)設置塊42、范圍調(diào)整控制塊43、黑電平調(diào)整控制塊44和參數(shù)設置塊45?；谠诩拇嫫?5中存儲的寄存器值，內(nèi)部時鐘計算塊41計算內(nèi)部時鐘頻率，該內(nèi)部時鐘頻率作為用于處理充當要對在像素陣列部分21上提供的像素執(zhí)行的處理的最小單元的像素的像素信號的時鐘信號的頻率。更具體而言，例如，要對像素執(zhí)行的處理是兩路處理，即二像素并發(fā)(concurrent)處理。在該情況下，內(nèi)部時鐘頻率是用于處理兩個像素的像素信號的時鐘信號的頻率。另一方面，在四路處理的情況下，內(nèi)部時鐘頻率是用于處理四個像素的像素信號的時鐘信號的頻率。ADC輸出位計數(shù)設置塊42將由內(nèi)部時鐘計算塊41計算的內(nèi)部時鐘頻率與提前確定的門限值進行比較。如果比較結果指示內(nèi)部時鐘頻率高于提前確定的門限值，則ADC輸出位計數(shù)設置塊42將作為在寄存器25中存儲的寄存器值中的特定寄存器值的輸出位計數(shù)信息設置為這樣的值該值使得列ADC22執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)減少。該特定寄存器值是用于設置表示AD轉(zhuǎn)換過程的分辨率的輸出位計數(shù)的寄存器值。換句話說，固態(tài)成像裝置11依據(jù)內(nèi)部時鐘頻率改變?yōu)橛闪蠥DC 22執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)。因而，如果內(nèi)部時鐘頻率高于提前確定的門限值，則列ADC 22借助水平傳送部分24向信號處理部分28輸出具有減少的輸出位計數(shù)的數(shù)字圖像信號。范圍調(diào)整控制塊43控制用于調(diào)整關于由信號處理部分28處理的圖像信號的范圍的操作。更具體而言，范圍調(diào)整控制塊43控制信號處理部分28，以調(diào)整關于具有依據(jù)由ADC輸出位計數(shù)設置塊42設置的位計數(shù)信息而減少的輸出位計數(shù)的圖像信號的范圍。信號處理部分28以此方式依據(jù)由范圍調(diào)整控制塊43執(zhí)行的控制來調(diào)整范圍，使得信號處理部 分28輸出具有預減(pre-reduction)輸出位計數(shù)的圖像信號。黑電平調(diào)整控制塊44設置在寄存器25中存儲的寄存器值，以作為用于將黑電平調(diào)整為根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值的黑電平調(diào)整信息。參數(shù)設置塊45設置在寄存器25中存儲的寄存器值，以作為用于將關于圖中未示出的模擬電路的各種參數(shù)設置為如下值的參數(shù)設置信息該值使得用于模擬電路的每個參數(shù)具有根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值。在固態(tài)成像裝置11中采用模擬電路，以充當像素陣列部分21的外圍電路。應當注意，也可以在一個芯片中構造范圍從像素陣列部分21到信號處理部分28的組件。[控制用于AD轉(zhuǎn)換過程輸出位計數(shù)的處理]通過參考圖2中示出的流程圖，下面的描述解釋由圖I中示出的固態(tài)成像裝置11執(zhí)行的、以控制為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的處理。在下面的描述中，假設已經(jīng)依據(jù)作為在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個的、輸出位計數(shù)信息將由列ADC 22執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)設置為10。如早先所描述的，為由列ADC 22執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)表示AD轉(zhuǎn)換過程的分辨率。如圖示了流程圖的附圖所示出的，流程開始于步驟S11，在步驟S11，內(nèi)部時鐘計算塊41依據(jù)在存儲器25中存儲的寄存器值來計算內(nèi)部時鐘頻率。然后，在下一步驟S12，ADC輸出位計數(shù)設置塊42確定由內(nèi)部時鐘計算塊41計算的內(nèi)部時鐘頻率是否高于提前確定的門限值。[內(nèi)部時鐘頻率的門限值]內(nèi)部時鐘頻率的門限值解釋如下。如上所述，通過執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程所花費的時間來確定輸出圖像信號的幀速率。也就是說，通過AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)來確定輸出圖像信號的幀速率。圖3是示出內(nèi)部時鐘信號f與幀速率R之間的比例關系的圖。如果生成具有輸出位計數(shù)為10的數(shù)字信號的AD轉(zhuǎn)換過程所要求的幀速率R對于AD轉(zhuǎn)換過程來說太高了，也就是說，如果所要求的幀速率R超過最大幀速率Rmax，則有必要將為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)減少為9。在該情況下，最大幀速率Rmax被定義為能夠?qū)ζ鋱?zhí)行用以生成具有輸出位計數(shù)為10的數(shù)字信號的AD轉(zhuǎn)換過程的幀速率的最大值。換句話說，如果依據(jù)圖3中示出的關系內(nèi)部時鐘頻率f高于與最大幀速率Rmax對應的頻率fpc,則有必要將為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)減少為9。如上所述，最大幀速率Rmax是能夠?qū)ζ鋱?zhí)行用以生成具有輸出位計數(shù)為10的數(shù)字信號的AD轉(zhuǎn)換過程的幀速率的最大值。因而，關于內(nèi)部 時鐘頻率f的門限值是與最大幀速率Rmax對應的內(nèi)部時鐘頻率fpc,該最大幀速率Rmax被定義為能夠?qū)ζ鋱?zhí)行用以生成具有為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的數(shù)字信號的AD轉(zhuǎn)換過程的幀速率的最大值。如從圖2中示出的流程圖中顯然的，如果在步驟S12處執(zhí)行的確定結果指示內(nèi)部時鐘頻率高于提前確定的門限值，則控制處理的流程進行到步驟S13，在步驟S13，ADC輸出位計數(shù)設置塊42將輸出位計數(shù)信息設置為減少為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的值。在該情況下，ADC輸出位計數(shù)設置塊42將輸出位計數(shù)信息設置為將為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)減少到9的值。如早先描述的，輸出位計數(shù)信息是在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個。利用如上所述被設置為寄存器25中的寄存器值的輸出位計數(shù)信息，定時生成部分27將根據(jù)輸出位計數(shù)信息的定時信號提供到DAC23，且DAC23因而向列ADC22輸出根據(jù)定時信號的參考電壓。結果，列ADC22輸出根據(jù)參考電壓具有位計數(shù)為9的數(shù)字圖像信號。然后，在下一步驟S14，范圍調(diào)整控制塊43控制信號處理部分28，以調(diào)整關于具有依據(jù)由ADC輸出位計數(shù)設置塊42設置的輸出位計數(shù)信息而減少的輸出位計數(shù)的圖像信號的范圍。信號處理部分28以此方式依據(jù)由范圍調(diào)整控制塊43執(zhí)行的控制來調(diào)整范圍，使得信號處理部分28輸出具有預減輸出位計數(shù)的圖像信號。因而，信號處理部分28調(diào)整關于具有輸出位計數(shù)為9的數(shù)字圖像信號的范圍，以輸出具有輸出位計數(shù)為10的圖像信號。應當注意，信號處理部分28可以利用用于執(zhí)行調(diào)整黑電平的處理之前或之后的定時來調(diào)整范圍。隨后，在下一步驟S15，黑電平調(diào)整控制塊44將由在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個表示的黑電平調(diào)整信息設置為根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值。更具體而言，如果信號處理部分28利用執(zhí)行用于調(diào)整黑電平的處理之前的定時來設置圖像信號的范圍，則黑電平調(diào)整控制塊44將黑電平調(diào)整信息設置為根據(jù)具有輸出位計數(shù)為10的圖像信號的值。這是因為，對于具有輸出位計數(shù)為10的圖像信號來執(zhí)行用于調(diào)整黑電平的處理。另一方面，如果信號處理部分28利用執(zhí)行用于黑電平調(diào)整的處理之后的定時來調(diào)整圖像信號的范圍，則黑電平調(diào)整控制塊44將黑電平調(diào)整信息設置為根據(jù)具有輸出位計數(shù)為9的圖像信號的值。這是因為，對于具有輸出位計數(shù)為9的圖像信號來執(zhí)行用于調(diào)整黑電平的處理。因而，信號處理部分28依據(jù)關于圖像信號的范圍來執(zhí)行用于調(diào)整黑電平的處理。然后，在下一步驟S16，參數(shù)設置塊45將由在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個表示的參數(shù)設置信息設置為如下值該值使得用于模擬電路的各種參數(shù)中的每一個具有根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值。在固態(tài)成像裝置11中采用的模擬電路充當像素陣列部分21的外圍電路。因而，像素陣列部分21的模擬電路根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍來執(zhí)行操作。依據(jù)上述控制處理，如果內(nèi)部時鐘頻率高于提前確定的門限值，則輸出位計數(shù)信息被設置為減少為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的值。因而，即使通過以當前輸出位計數(shù)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程不能達到所要求的幀速率，也可以執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程來生成具有根據(jù)所要求的幀速率的輸出位計數(shù)的數(shù)字圖像信號。如上所述，依據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍，控制信號處理部分28以自適應地執(zhí)行處理來調(diào)整黑電平。然而，也可以控制信號處理部分28來自適應地執(zhí)行處理來校正陰影，如下面所描述的?！?.第二實施例>[固態(tài)成像裝置的典型配置]
圖4是示出實現(xiàn)根據(jù)本技術的固態(tài)成像裝置61的第二實施例的典型配置的框圖。應當注意，對于在圖4中示出的充當具有與在圖I中示出的固態(tài)成像裝置11中采用的其對應組件的功能相同的功能的、固態(tài)成像裝置61中采用的每個組件給出與其對應組件相同的名稱，并利用與其對應組件相同的參考數(shù)字來指示。此外，從下面的描述中適當去除了這樣的相同組件的解釋。圖4中示出的固態(tài)成像裝置61與圖I中示出的固態(tài)成像裝置11的不同之處在于，圖4中示出的固態(tài)成像裝置61采用陰影校正控制塊81來代替在圖I中示出的固態(tài)成像裝置11中采用的黑電平調(diào)整控制塊44。陰影校正控制塊81將陰影校正信息設置為根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值。陰影校正信息通過在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個來表示，其是用于校正陰影的信息。[控制用于AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的處理]然后，通過參考圖5中示出的流程圖，下面的描述解釋由圖4中示出的固態(tài)成像裝置61執(zhí)行的、以控制為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的處理。應當注意，在圖5中示出的流程圖內(nèi)包括的步驟S61至S64以及步驟S66處執(zhí)行的處理分別與在圖2中示出的流程圖內(nèi)包括的步驟Sll至S14以及步驟S16處執(zhí)行的處理相同。為此，從下面的描述中適當去除了對于在步驟S61至S64以及步驟S66處執(zhí)行的處理的解釋。在圖5中示出的流程圖的步驟S65處，陰影校正控制塊81將由在寄存器25中存儲的寄存器值中的一個表示的陰影校正信息設置為根據(jù)由信號處理部分28調(diào)整的圖像信號范圍的值。應當注意，因為信號處理部分28在用于校正陰影的處理之前調(diào)整圖像信號的范圍，所以對于具有輸出位計數(shù)為10的圖像信號執(zhí)行陰影校正處理。因此，陰影校正控制塊81將陰影校正信息設置為根據(jù)具有輸出位計數(shù)為10的圖像信號的值。因而，信號處理部分28根據(jù)關于圖像信號的范圍來執(zhí)行陰影校正處理。同樣，通過執(zhí)行處理來依據(jù)圖5中示出的流程圖以控制用于AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)，可以展示與依據(jù)在圖2中示出的流程圖而執(zhí)行的、控制用于AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的處理的效果相同的效果。如上所述，執(zhí)行處理以將為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)從10改變?yōu)?。然而，應當注意，輸出位計數(shù)的改變可以是任意改變，只要該改變是從某一輸出位計數(shù)到小于該某一輸出位計數(shù)的輸出位計數(shù)即可。例如，也可以執(zhí)行處理以將為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)從10改變?yōu)?。此外，同樣如上所述，對于其中所要求的幀速率高于最大幀速率的情況執(zhí)行處理。然而，應當注意，也可以對于其中所要求的幀速率低于提前確定的門限值的情況執(zhí)行處理。然后，通過增加輸出位計數(shù)來調(diào)整為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)。在該情況下，提前確定的門限值是與被定義為幀速率的最大值的最大幀速率對應內(nèi)部時鐘頻率，可以對該幀速率的最大值執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程以生成具有為AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的數(shù)字信號。應當注意，以通過如下情況示范出上述實施例，所述情況是其中本技術被應用于CMOS圖像傳感器，該CMOS圖像傳感器采用被布置為形成矩陣以作為單元像素的單元像素，每個單元像素用于檢測具有根據(jù)入射到像素的可見光的數(shù)量的量作為物理量的信號電荷。然而，本技術的應用絕不限于對于這樣的CMOS圖像傳感器的應用。也就是說，本技術也可以被應用于采用列系統(tǒng)的固態(tài)成像裝置，在列系統(tǒng)中，為像素陣列部分的矩陣的每個像素列提供列處理部分。 此外，本公開的應用絕不限于用于檢測入射可見光的數(shù)量分布以拍攝圖像的固態(tài)成像裝置的應用。也就是說，本公開也可以被應用于檢測典型入射紅外光、入射X光或入射粒子的數(shù)量分布以拍攝圖像的固態(tài)成像裝置以及更廣義的固態(tài)成像裝置。更廣義的固態(tài)成像裝置的典型例子是用于檢測諸如壓力或靜態(tài)電容的另一物理量的分布以拍攝圖像的通用固態(tài)成像裝置(也被稱為物理量分布檢測裝置，如在利用指紋檢測傳感器的情況下。應當注意，本技術的實施絕不限于上述實施例。也就是說，可以進一步對實施例做出各種改變，只要改變不脫離本技術的實質(zhì)范圍即可。此外，本技術也可以被實現(xiàn)為下述實現(xiàn)方式。(I) 一種固態(tài)成像裝置，包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及控制部分，被配置為基于存儲在寄存器中的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分，其中依據(jù)用于處理所述像素信號的時鐘頻率，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信
肩、O(2)根據(jù)實現(xiàn)方式(I)所述的固態(tài)成像裝置，其中，如果所述時鐘頻率高于提前確定的門限值，則所述控制部分設置所述輸出位計數(shù)信息以減少針對要由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的所述輸出位計數(shù)。(3)根據(jù)實現(xiàn)方式(2)所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述提前確定的門限值是與最大幀速率對應的時鐘頻率，最大幀速率被定義為在執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程所需的時間段期間能夠獲得的幀速率的最大值，AD轉(zhuǎn)換過程用于產(chǎn)生具有針對所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的數(shù)字圖像信號。(4)根據(jù)實現(xiàn)方式(2)或(3)所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述固態(tài)成像裝置進一步被提供有信號處理部分，被配置為對作為由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程的結果而產(chǎn)生的數(shù)字圖像信號執(zhí)行提前確定的信號處理，其中，所述控制部分控制所述信號處理部分，以調(diào)整關于具有通過設置所述輸出位計數(shù)信息而減少的輸出位計數(shù)的所述數(shù)字圖像信號的范圍，以輸出具有預減輸出位計數(shù)的所述數(shù)字圖像信號。(5)根據(jù)實現(xiàn)方式(4)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述信號處理部分執(zhí)行黑電平調(diào)整處理，以調(diào)整用于所述圖像信號的黑電平；并且
所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的黑電平調(diào)整信息，以作為用于將所述黑電平設置為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。(6)根據(jù)實現(xiàn)方式(4)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述信號處理部分校正所述圖像信號的陰影；并且所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的陰影校正信息，以作為用于將所述陰影校正為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。(7)根據(jù)實現(xiàn)方式(4)至(6)中的任何一個所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的參數(shù)設置信息，以作為用于設置關于模擬電路的參數(shù)的信息，模擬電路充當所述像素陣列部分的外圍電路，以使得關于所述模擬電路的所述參數(shù)中的每一個具有根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。(8)根據(jù)實現(xiàn)方式(I)至(7)中的任何一個所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述時鐘頻率是用于處理作為最小處理單元的所述像素的所述像素信號的時鐘頻率。(9)一種AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法，作為用于控制為要由固態(tài)成像裝置執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程而設置的輸出位計數(shù)的方法，所述固態(tài)成像裝置包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；AD轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及控制部分，被配置為基于在寄存器中設置的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分，所述AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法包括驅(qū)動所述控制部分，以依據(jù)用于處理所述模擬像素信號的時鐘頻率，設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。(10)—種固態(tài)成像裝置，包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；以及AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程以產(chǎn)生輸出位，輸出位的數(shù)目是提前確定的，
其中，所述輸出位的數(shù)目依據(jù)時鐘頻率而改變。本公開包含涉及在2011年7月26日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP2011-163065中公開的主題，其全部內(nèi)容通過引用而被合并于此。·
權利要求
1.一種固態(tài)成像裝置，包括 像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素； AD轉(zhuǎn)換部分，代表模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及 控制部分，被配置為基于存儲在寄存器中的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分，其中依據(jù)用于處理所述像素信號的時鐘頻率，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。
2.根據(jù)權利要求I所述的固態(tài)成像裝置，其中，如果所述時鐘頻率高于提前確定的門限值，則所述控制部分設置所述輸出位計數(shù)信息以減少針對要由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的所述輸出位計數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述提前確定的門限值是與最大幀速率對應的時鐘頻率，最大幀速率被定義為在執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程所需的時間段期間能夠獲得的幀速率的最大值，AD轉(zhuǎn)換過程用于產(chǎn)生具有針對所述AD轉(zhuǎn)換過程設置的輸出位計數(shù)的數(shù)字圖像信號。
4.根據(jù)權利要求2所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述固態(tài)成像裝置進一步包括 信號處理部分，被配置為對作為由所述AD轉(zhuǎn)換部分執(zhí)行的所述AD轉(zhuǎn)換過程的結果而產(chǎn)生的數(shù)字圖像信號執(zhí)行提前確定的信號處理， 其中，所述控制部分控制所述信號處理部分，以調(diào)整關于具有通過設置所述輸出位計數(shù)信息而減少的輸出位計數(shù)的所述數(shù)字圖像信號的范圍，以輸出具有預減輸出位計數(shù)的所述數(shù)字圖像信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述信號處理部分執(zhí)行黑電平調(diào)整處理，以調(diào)整用于所述圖像信號的黑電平；并且所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的黑電平調(diào)整信息，以作為用于將所述黑電平設置為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。
6.根據(jù)權利要求4所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述信號處理部分校正所述圖像信號的陰影；并且 所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的陰影校正信息，以作為用于將所述陰影校正為處于根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值的信息，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。
7.根據(jù)權利要求4所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的參數(shù)設置信息，以作為用于設置關于模擬電路的參數(shù)的信息，模擬電路充當所述像素陣列部分的外圍電路，以使得關于所述模擬電路的所述參數(shù)中的每一個具有根據(jù)由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍的值，由所述信號處理部分調(diào)整的所述范圍作為關于所述圖像信號的所述范圍。
8.根據(jù)權利要求I所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述時鐘頻率是用于處理作為最小處理單元的所述像素的所述像素信號的時鐘頻率。
9.一種AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法，代表模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法，作為用于控制為要由固態(tài)成像裝置執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換過程而設置的輸出位計數(shù)的方法，所述固態(tài)成像裝置包括 像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素； AD轉(zhuǎn)換部分，代表模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及 控制部分，被配置為基于在寄存器中設置的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分， 所述AD轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法包括 驅(qū)動所述控制部分，以依據(jù)用于處理所述像素信號的時鐘頻率，設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。
10.一種固態(tài)成像裝置，包括 像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；以及 AD轉(zhuǎn)換部分，代表模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程以產(chǎn)生輸出位，輸出位的數(shù)目是提前確定的， 其中，所述輸出位的數(shù)目依據(jù)時鐘頻率而改變。
全文摘要
這里公開了一種固態(tài)成像裝置和模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出位計數(shù)控制方法，固態(tài)成像裝置包括像素陣列部分，具有二維布置的像素來形成矩陣，以作為其每個用于檢測物理量的像素；AD轉(zhuǎn)換部分，代表模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，被配置為對從所述像素陣列部分讀出的模擬像素信號執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換過程；以及控制部分，被配置為基于存儲在寄存器中的寄存器值來控制所述AD轉(zhuǎn)換部分，其中依據(jù)用于處理所述像素信號的時鐘頻率，所述控制部分設置由所述寄存器值中的一個來表示的輸出位計數(shù)信息，以作為用于設置關于所述AD轉(zhuǎn)換過程的輸出位計數(shù)的信息。
文檔編號H04N5/3745GK102905087SQ201210250408
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月26日
發(fā)明者橋爪淳 申請人:索尼公司