本發(fā)明涉及成像裝置和成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

具有被配置為AD轉(zhuǎn)換從像素輸出的信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換單元的成像裝置是已知的。

日本專利公開No.2010-103913公開了一種技術(shù)：該技術(shù)通過(guò)重復(fù)使用從斜坡開始電勢(shì)到斜坡結(jié)束電勢(shì)都具有相等振幅和相等梯度的斜坡信號(hào)，對(duì)從像素輸出的一個(gè)信號(hào)執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換。執(zhí)行該多次AD轉(zhuǎn)換的時(shí)段的長(zhǎng)度彼此相等。根據(jù)日本專利公開No.2010-103913，該技術(shù)可提供具有改善的噪聲特性的成像裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以前的技術(shù)遇到的一些挑戰(zhàn)，提出本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種成像裝置，該成像裝置包括被配置為輸出光學(xué)信號(hào)的像素、AD轉(zhuǎn)換單元、被配置為向AD轉(zhuǎn)換單元供給斜坡信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)供給單元、以及被配置為通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)來(lái)產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)器，其中，AD轉(zhuǎn)換單元執(zhí)行作為斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的比較的第一比較，斜坡信號(hào)具有以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率在第一振幅范圍中改變的信號(hào)電平，在斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的大小關(guān)系在第一比較中改變的情況下，AD轉(zhuǎn)換單元通過(guò)獲取與從第一比較開始到斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的大小關(guān)系改變的變化對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)信號(hào)而產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，并且通過(guò)執(zhí)行作為具有以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第二變化率在第二振幅范圍中改變的信號(hào)電平的斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的比較的第二比較而產(chǎn)生第二數(shù)字信號(hào)，在該斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的大小關(guān)系在第一比較中不改變的情況下，AD轉(zhuǎn)換單元通過(guò)執(zhí)行作為具有以大于第一變化率和第二變化率兩者的、依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第三變化率的斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的比較的第三比較而產(chǎn)生第三數(shù)字信號(hào)，在大于第一振幅范圍的第三振幅范圍中改變的信號(hào)電平。

本發(fā)明的另一方面提供一種成像裝置，該成像裝置包括分別被配置為通過(guò)對(duì)光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光學(xué)信號(hào)并且輸出光學(xué)信號(hào)的像素、AD轉(zhuǎn)換單元、被配置為向AD轉(zhuǎn)換單元供給斜坡信號(hào)的基準(zhǔn)信號(hào)供給單元、被配置為通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)來(lái)產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)器、以及被配置為向AD轉(zhuǎn)換單元輸出作為通過(guò)以預(yù)定放大因子放大光學(xué)信號(hào)所獲取的信號(hào)的放大信號(hào)的放大單元，其中，AD轉(zhuǎn)換單元執(zhí)行作為斜坡信號(hào)與已在放大單元中以第一放大因子經(jīng)受放大的第一放大信號(hào)之間的比較的第一比較，在斜坡信號(hào)與第一放大信號(hào)之間的大小關(guān)系在第一比較中改變的情況下，AD轉(zhuǎn)換單元通過(guò)獲取與從第一比較開始到斜坡信號(hào)與第一放大信號(hào)之間的大小關(guān)系改變的時(shí)段對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)信號(hào)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)，并且通過(guò)執(zhí)行作為斜坡信號(hào)與第一放大信號(hào)之間的比較的第二比較產(chǎn)生第二數(shù)字信號(hào)，在斜坡信號(hào)與第一放大信號(hào)之間的大小關(guān)系在第一比較中不改變的情況下，AD轉(zhuǎn)換單元通過(guò)執(zhí)行作為斜坡信號(hào)與已在放大單元中以小于第一放大因子的第二放大因子經(jīng)受放大的第二放大信號(hào)之間的比較的第三比較產(chǎn)生第三數(shù)字信號(hào)。

參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。

附圖說(shuō)明

圖1A示出成像裝置的配置的例子。

圖1B示出像素的配置的例子。

圖2A示出成像裝置的操作的例子。

圖2B示出成像裝置的操作的例子。

圖2C示出成像裝置的操作的例子。

圖3示出成像裝置的操作的例子。

圖4示出成像裝置的配置的例子。

圖5A示出成像裝置的操作的例子。

圖5B示出成像裝置的操作的例子。

圖5C示出成像裝置的操作的例子。

圖6示出成像系統(tǒng)的配置的例子。

圖7示出成像裝置的配置的例子。

圖8(包含圖8A和圖8B)示出AD轉(zhuǎn)換單元的配置的例子。

圖9A示出成像裝置的操作的例子。

圖9B示出成像裝置的操作的例子。

圖9C示出成像裝置的操作的例子。

圖9D示出成像裝置的操作的例子。

圖10示出成像裝置的操作的例子。

具體實(shí)施方式

在日本專利公開No.2010-103913所公開的成像裝置中，重復(fù)使用從斜坡開始電勢(shì)到斜坡結(jié)束電勢(shì)具有相同的振幅和相同的梯度的斜坡信號(hào)，以與像素的信號(hào)的振幅無(wú)關(guān)地執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換。例如，在斜坡信號(hào)的振幅被設(shè)定為包含像素的信號(hào)的振幅的所有可能范圍的情況下，這可能需要長(zhǎng)的用于執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換的時(shí)間。另一方面，將斜坡信號(hào)的振幅設(shè)定為僅部分地包含像素的信號(hào)的振幅的可能范圍會(huì)減小可執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的像素的信號(hào)的范圍并且由此會(huì)減小動(dòng)態(tài)范圍。在日本專利公開No.2010-103913中公開的成像裝置沒(méi)能適當(dāng)?shù)乜紤]AD轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)段的長(zhǎng)度與動(dòng)態(tài)范圍的寬度之間的平衡。

以下將參照附圖描述示例性實(shí)施例。為了在以下的描述中描述信號(hào)電平的高度，使用表達(dá)“振幅/該振幅大”和“振幅/該振幅小”。術(shù)語(yǔ)“振幅”代表從基準(zhǔn)信號(hào)值的變化量。例如，可能存在信號(hào)A可具有在數(shù)值上小于信號(hào)B的電勢(shì)(諸如1V)的電勢(shì)(諸如0V)的情況。在這種情況下，如果信號(hào)A和信號(hào)B的電勢(shì)的基準(zhǔn)信號(hào)電平(諸如3V)大于信號(hào)A與信號(hào)B的電勢(shì)之間的中間電勢(shì)，那么它表達(dá)為“信號(hào)A的振幅大于信號(hào)B的振幅”。

第一示例性實(shí)施例

圖1A示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的成像裝置。

像素陣列101具有布置于多個(gè)行和多個(gè)列上的多個(gè)像素100。垂直掃描電路102被配置為執(zhí)行逐行依次掃描像素陣列101中的多個(gè)像素100的垂直掃描。各行的多個(gè)像素100通過(guò)控制信號(hào)線與垂直掃描電路102電連接。各列的多個(gè)像素100與垂直信號(hào)線110電連接。對(duì)多個(gè)像素100的各列設(shè)置各列的垂直信號(hào)線110。垂直信號(hào)線110與設(shè)置在像素陣列101外面的比較器104電連接。通過(guò)垂直信號(hào)線110從像素100輸出的信號(hào)被輸入到相應(yīng)的比較器104。以下，輸入到比較器104的信號(hào)將被稱為信號(hào)VIN。比較器104中的每一個(gè)與選擇電路108電連接。斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2從基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103被供給到選擇電路108。選擇電路108選擇斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2中的一個(gè)斜坡信號(hào)并且將選擇的一個(gè)斜坡信號(hào)輸出到相應(yīng)的比較器104。從選擇電路108輸出到相應(yīng)的比較器104的斜坡信號(hào)將被稱為斜坡信號(hào)VRMPI。斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2中的每一個(gè)是具有以預(yù)定變化率根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變的信號(hào)電平的信號(hào)。根據(jù)本示例性實(shí)施例，斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平的變化率為斜坡信號(hào)VRMP2的信號(hào)電平的變化率的1/4倍。

基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103是被配置為供給斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2的基準(zhǔn)信號(hào)供給單元。

各列的比較器104與一個(gè)計(jì)數(shù)器105電連接。時(shí)鐘信號(hào)從未示出的定時(shí)發(fā)生器被輸入到計(jì)數(shù)器105。計(jì)數(shù)器105被配置為作為時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)的結(jié)果產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。

各列的計(jì)數(shù)器105與一個(gè)存儲(chǔ)器106電連接。各列的存儲(chǔ)器106保持通過(guò)相應(yīng)的計(jì)數(shù)器105產(chǎn)生的計(jì)數(shù)信號(hào)。

一個(gè)模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換單元200具有一個(gè)比較器104和一個(gè)計(jì)數(shù)器105、以及一個(gè)存儲(chǔ)器106。對(duì)每列的多個(gè)像素100設(shè)置一個(gè)AD轉(zhuǎn)換單元200。

水平掃描電路107執(zhí)行依次掃描列的存儲(chǔ)器106的水平掃描。因此，保持于列的存儲(chǔ)器106中的計(jì)數(shù)信號(hào)(圖像信號(hào))被輸出。

圖1B示出像素100中的一個(gè)像素的配置。像素100具有光電二極管PD、復(fù)位晶體管M1、傳送晶體管M2、放大晶體管M3和選擇晶體管M4。復(fù)位晶體管M1具有接收從垂直掃描電路102輸入的信號(hào)φR的控制節(jié)點(diǎn)。傳送晶體管M2具有接收從垂直掃描電路102輸入的信號(hào)φT的控制節(jié)點(diǎn)。選擇晶體管M4具有接收從垂直掃描電路102輸入的信號(hào)φSEL的輸入節(jié)點(diǎn)。電源電壓VDD被輸入到復(fù)位晶體管M1的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和放大晶體管M3的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)。復(fù)位晶體管M1的另一主節(jié)點(diǎn)、傳送晶體管M2的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和放大晶體管M3的控制節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)FD電連接。傳送晶體管M2的另一主節(jié)點(diǎn)與光電二極管PD電連接。

放大晶體管M3的另一主節(jié)點(diǎn)與選擇晶體管M4的一個(gè)主節(jié)點(diǎn)電連接。選擇晶體管M4的另一主節(jié)點(diǎn)與垂直信號(hào)線110電連接。放大晶體管M3、與垂直信號(hào)線110電連接的未示出的電流源、以及電源電壓VDD構(gòu)成源跟隨器電路。

圖2A～2C示出圖1A所示的成像裝置的操作。圖2A～2C示出圖1A所示的多個(gè)行的像素100中的一個(gè)行的像素100的操作。雖然圖2A～2C沒(méi)有示出信號(hào)φSEL，但是垂直掃描電路102從時(shí)間T0到時(shí)間T11向一個(gè)行的像素100的選擇晶體管M4輸出具有作為其信號(hào)電平的高電平(以下，稱為Hi)的信號(hào)φSEL。因此，從時(shí)間T0到時(shí)間T11，選擇晶體管M4具有ON(“導(dǎo)通”)狀態(tài)。

圖2A～2C所示的信號(hào)φR和信號(hào)φT與圖1B所示的信號(hào)對(duì)應(yīng)。圖2A～2C所示的斜坡信號(hào)VRMPI是如上面描述的那樣從選擇電路108輸出到比較器104的斜坡信號(hào)。

在時(shí)間T0之前的時(shí)段中，垂直掃描電路102輸出具有低電平(以下，稱為L(zhǎng)o)的信號(hào)電平的信號(hào)φR和φT。因此，接收信號(hào)φR和φT的復(fù)位晶體管M1和傳送晶體管M2具有OFF(“截止”)狀態(tài)。

在時(shí)間T0，垂直掃描電路102將信號(hào)φR改變?yōu)榫哂蠬i。因此，復(fù)位晶體管M1改變以具有ON狀態(tài)。由于復(fù)位晶體管M1變?yōu)镺N狀態(tài)，因此，節(jié)點(diǎn)FD被復(fù)位到基于電源電壓VDD的信號(hào)電平。

在時(shí)間T1，垂直掃描電路102將信號(hào)φR變?yōu)長(zhǎng)o。因此，復(fù)位晶體管M1關(guān)斷。因此，節(jié)點(diǎn)FD的復(fù)位被解除。放大晶體管M3輸出基于復(fù)位已被解除的節(jié)點(diǎn)FD的信號(hào)電平的信號(hào)。該信號(hào)將被稱為N信號(hào)。

從時(shí)間T2起，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103開始根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平?；鶞?zhǔn)信號(hào)供給電路103不改變斜坡信號(hào)VRMP2的信號(hào)電平。所有列的選擇電路108向各比較器104輸出斜坡信號(hào)VRMP1作為斜坡信號(hào)VRMPI。比較器104中的每一個(gè)比較斜坡信號(hào)VRMP1與輸出到垂直信號(hào)線110的N信號(hào)。比較器104向計(jì)數(shù)器105輸出代表輸出到斜坡信號(hào)VRMP1和垂直信號(hào)線110的信號(hào)的信號(hào)電平之間的比較結(jié)果的比較結(jié)果信號(hào)。

計(jì)數(shù)器105在時(shí)間T2開始時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)。因此，通過(guò)計(jì)數(shù)器105產(chǎn)生的計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間增大。

在從時(shí)間T2到時(shí)間T3的時(shí)段中，斜坡信號(hào)VRMP1與N信號(hào)的信號(hào)電平之間的大小關(guān)系改變。在該時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)比較器104輸出的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變。計(jì)數(shù)器105保持比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)處的計(jì)數(shù)信號(hào)。該計(jì)數(shù)信號(hào)將被稱為第一N數(shù)字信號(hào)。

在時(shí)間T3，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103完成依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平的改變并且將斜坡信號(hào)VRMP1復(fù)位為具有初始值。

從時(shí)間T2到時(shí)間T3的時(shí)段將被稱為第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1。第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1是產(chǎn)生第一N數(shù)字信號(hào)的模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換時(shí)段。

在時(shí)間T4，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103重新開始根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平。在該時(shí)間點(diǎn)，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103也不改變斜坡信號(hào)VRMP2的信號(hào)電平。所有列的選擇電路108向各比較器104輸出斜坡信號(hào)VRMP1作為斜坡信號(hào)VRMPI。計(jì)數(shù)器105從它保持的第一N數(shù)字信號(hào)的信號(hào)值開始計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。

在從時(shí)間T4到時(shí)間T5的時(shí)段中，比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值再次改變。計(jì)數(shù)器105保持比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)的計(jì)數(shù)信號(hào)。該計(jì)數(shù)信號(hào)將被稱為第二N數(shù)字信號(hào)。

從時(shí)間T4到時(shí)間T5的時(shí)段將被稱為第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2。第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2是在其中產(chǎn)生第二N數(shù)字信號(hào)的模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換時(shí)段。第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2的長(zhǎng)度等于第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1的長(zhǎng)度。在第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1和第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2中，比較器104執(zhí)行第四比較，該第四比較對(duì)于噪聲信號(hào)與在第一振幅范圍內(nèi)以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率改變信號(hào)電平的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較。如后面將描述的那樣，第一到第三比較比較斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)。作為多個(gè)第四比較的結(jié)果產(chǎn)生的第二N數(shù)字信號(hào)是第四數(shù)字信號(hào)。第一到第三數(shù)字信號(hào)是作為將在后面描述的斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的比較的結(jié)果產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)。

存儲(chǔ)器106保持保持于計(jì)數(shù)器105中的第二N數(shù)字信號(hào)。計(jì)數(shù)器105將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位到初始值。

水平掃描電路107執(zhí)行水平掃描以使得列的存儲(chǔ)器106依次輸出保持于列的存儲(chǔ)器106中的第二N數(shù)字信號(hào)。

在時(shí)間T6，垂直掃描電路102將信號(hào)φT變?yōu)镠i。這接通傳送晶體管M2。因此，開始通過(guò)傳送晶體管M2向節(jié)點(diǎn)FD傳送蓄積于光電二極管PD中的電氣載流子。

在時(shí)間T7，垂直掃描電路102將信號(hào)φT變?yōu)長(zhǎng)o。這關(guān)斷傳送晶體管M2。因此，從光電二極管PD到節(jié)點(diǎn)FD的電氣載流子的傳送結(jié)束。

放大晶體管M3通過(guò)選擇晶體管M4向垂直信號(hào)線110輸出基于節(jié)點(diǎn)FD的信號(hào)電平的信號(hào)。從放大晶體管M3輸出到垂直信號(hào)線110的信號(hào)將被稱為S信號(hào)。S信號(hào)是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換由像素產(chǎn)生和輸出的光學(xué)信號(hào)。

在時(shí)間T8，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103開始根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平。這里，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103不改變斜坡信號(hào)VRMP2的信號(hào)電平。所有列的選擇電路108向各比較器104輸出斜坡信號(hào)VRMP1作為斜坡信號(hào)VRMPI。比較器104比較輸出到垂直信號(hào)線110的S信號(hào)的信號(hào)電平與斜坡信號(hào)VRMP1。在時(shí)間T8，計(jì)數(shù)器105從初始值開始計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。

以下，將分開描述S信號(hào)的振幅等于或小于時(shí)間T9的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況、以及S信號(hào)的振幅大于時(shí)間T9的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況。

圖2B示出S信號(hào)的振幅等于或小于時(shí)間T9的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況。圖2B中的時(shí)間T8、時(shí)間T9、時(shí)間T10和時(shí)間T11與圖2A所示的那些時(shí)間對(duì)應(yīng)。

在從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段中，在S信號(hào)的振幅小于時(shí)間T9的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況下，斜坡信號(hào)VRMP1與S信號(hào)的信號(hào)電平之間的大小關(guān)系例如在時(shí)間T8A可能改變。在這種情況下，大小關(guān)系的變化改變比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值。計(jì)數(shù)器105保持比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)處的計(jì)數(shù)信號(hào)。該計(jì)數(shù)信號(hào)將被稱為第一S數(shù)字信號(hào)。時(shí)間T8A處的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化也被輸出到選擇電路108。選擇電路108響應(yīng)于比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化，將在時(shí)間T10及以后供給到比較器104的斜坡信號(hào)VRMPI變?yōu)樾逼滦盘?hào)VRMP1。根據(jù)本示例性實(shí)施例，作為用于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的變化率的、依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率等于作為用于第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的變化率的、依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第二變化率。

在時(shí)間T9，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103完成依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平的改變并且將斜坡信號(hào)VRMP1復(fù)位為具有初始值。

從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段是第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1。第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1是在其中比較光學(xué)信號(hào)與具有依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率的斜坡信號(hào)的第一時(shí)段。在圖2B中的操作中，在第一時(shí)段期間，比較器104執(zhí)行第一比較，該第一比較比較光學(xué)信號(hào)與在第一振幅范圍內(nèi)以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率改變信號(hào)電平的斜坡信號(hào)。作為第一比較的結(jié)果產(chǎn)生的第一S數(shù)字信號(hào)是第一數(shù)字信號(hào)。

在從時(shí)間T9到時(shí)間T10的時(shí)段期間，選擇電路108選擇斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2中的一個(gè)作為斜坡信號(hào)VRMPI。如上所述，在圖2B中的操作中，選擇電路108響應(yīng)于時(shí)間T8A處的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化，選擇斜坡信號(hào)VRMP1作為斜坡信號(hào)VRMPI。

在時(shí)間T10，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103重新開始根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平。斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平的每單位時(shí)間的變化率等于從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段中的斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平的每單位時(shí)間的變化率。換句話說(shuō)，在從時(shí)間T10到時(shí)間T11的時(shí)段中改變其電勢(shì)的斜坡信號(hào)的信號(hào)電平的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率也等于依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率。計(jì)數(shù)器105從它保持的第一S數(shù)字信號(hào)的信號(hào)值開始計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。

在從時(shí)間T10到時(shí)間T11的時(shí)段期間，諸如在時(shí)間T10A，比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值再次改變。計(jì)數(shù)器105保持比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)處的計(jì)數(shù)信號(hào)。該計(jì)數(shù)信號(hào)將被稱為第二S數(shù)字信號(hào)。

從時(shí)間T10到時(shí)間T11的時(shí)段是第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2。第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的長(zhǎng)度等于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的長(zhǎng)度。第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2是在其中比較光學(xué)信號(hào)與具有依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第一變化率的斜坡信號(hào)的第二時(shí)段。第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2是長(zhǎng)度等于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的長(zhǎng)度的時(shí)段。第二時(shí)段中的斜坡信號(hào)的(時(shí)間T11處的信號(hào)電平的)最大振幅等于第一時(shí)段中的斜坡信號(hào)的(時(shí)間T9處的信號(hào)電平的)最大振幅。在圖2B中的操作中，在第二時(shí)段期間，比較器104執(zhí)行第二比較，該第二比較比較光學(xué)信號(hào)與在第二振幅范圍內(nèi)以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第二變化率改變信號(hào)電平的斜坡信號(hào)。作為第二比較的結(jié)果產(chǎn)生的第二S數(shù)字信號(hào)是第二數(shù)字信號(hào)。

存儲(chǔ)器106保持在計(jì)數(shù)器105中保持的第二S數(shù)字信號(hào)。計(jì)數(shù)器105將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位為初始值。

水平掃描電路107執(zhí)行水平掃描，以使得列的存儲(chǔ)器106依次輸出保持于列的存儲(chǔ)器106中的第二S數(shù)字信號(hào)。

圖2C示出S信號(hào)的振幅大于時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況。時(shí)間T8、時(shí)間T9、時(shí)間T10和時(shí)間T11與圖2A所示的相應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)。

在S信號(hào)的振幅大于時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的情況下，在從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段中，比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值不改變。在這種情況下，計(jì)數(shù)器105在時(shí)間T9完成時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)并且將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位為初始值。選擇電路108響應(yīng)于從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段中的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的不改變，選擇斜坡信號(hào)VRMP2作為在時(shí)間T10以及以后供給到比較器104的斜坡信號(hào)VRMPI。根據(jù)本示例性實(shí)施例，作為用于第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的變化率的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第三變化率大于作為用于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的信號(hào)電平的變化率的第一變化率。

在時(shí)間T9，基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103重新開始根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平。計(jì)數(shù)器105從初始值開始計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。在圖2C所示的情況下，執(zhí)行圖2B所示的情況的8倍向上計(jì)數(shù)(count up)(3位偏移)。執(zhí)行8×向上計(jì)數(shù)的一個(gè)原因是，斜坡信號(hào)VRMP2的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率為斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的四倍。另一原因是，通過(guò)圖2B中的操作產(chǎn)生的第二S數(shù)字信號(hào)是在通過(guò)執(zhí)行一次AD轉(zhuǎn)換的操作獲取通過(guò)圖2C中的操作產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)時(shí)將兩次AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果相加獲取的信號(hào)。因此，為了在通過(guò)圖2B中的操作產(chǎn)生的第二S數(shù)字信號(hào)與通過(guò)圖2C中的操作產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)之間獲取相等的AD轉(zhuǎn)換增益，計(jì)數(shù)器105對(duì)在圖2B中的操作中執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作執(zhí)行8倍(＝4倍×2倍)向上計(jì)數(shù)。

在從時(shí)間T10到時(shí)間T11的時(shí)段期間，諸如在時(shí)間T10B，比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變。計(jì)數(shù)器105保持比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)處的計(jì)數(shù)信號(hào)。該計(jì)數(shù)信號(hào)將被稱為第三S數(shù)字信號(hào)。第三S數(shù)字信號(hào)是通過(guò)僅計(jì)數(shù)從時(shí)間T10到時(shí)間T10B的時(shí)段獲取的信號(hào)，而第二S數(shù)字信號(hào)是通過(guò)相加和計(jì)數(shù)從時(shí)間T8到時(shí)間T8A的時(shí)段與從時(shí)間T10到時(shí)間T10A的時(shí)段獲取的信號(hào)。第三S數(shù)字信號(hào)是通過(guò)由比較器104執(zhí)行的一個(gè)比較操作產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)。另一方面，第二S數(shù)字信號(hào)是通過(guò)相加通過(guò)由比較器104執(zhí)行的多個(gè)比較操作產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)獲取的數(shù)字信號(hào)。計(jì)數(shù)器105是被配置為通過(guò)相加通過(guò)多次AD轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)的相加單元。在圖2C中的操作中，在第二時(shí)段，比較器104執(zhí)行第三比較，該第三比較是在第三振幅范圍內(nèi)以依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的第三變化率改變信號(hào)電平的斜坡信號(hào)與光學(xué)信號(hào)之間的比較。作為第三比較的結(jié)果產(chǎn)生的第三S數(shù)字信號(hào)是第三數(shù)字信號(hào)。

存儲(chǔ)器106保持在計(jì)數(shù)器105中保持的第三S數(shù)字信號(hào)。計(jì)數(shù)器105然后將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位為初始值。

在圖2C中，第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的長(zhǎng)度也等于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的長(zhǎng)度。由于斜坡信號(hào)VRMP2的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率為斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的四倍，因此，時(shí)間T11處的斜坡信號(hào)VRMP2的振幅為相同時(shí)間的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅的四倍。因此，斜坡信號(hào)VRMP2的信號(hào)電平改變的振幅大于斜坡信號(hào)VRMP1的信號(hào)電平改變的振幅。

斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍關(guān)于第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1的AD轉(zhuǎn)換和第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2的AD轉(zhuǎn)換相等。第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍在圖2B和圖2C中的操作中均為第一振幅范圍。第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍在圖2B中的操作中為第二振幅范圍，在圖2C中的操作中為第三振幅范圍。根據(jù)本示例性實(shí)施例，第一振幅范圍和第二振幅范圍彼此相等。第三振幅范圍大于第一振幅范圍和第二振幅范圍。

在圖2B所示的操作中，第二S數(shù)字信號(hào)是基于通過(guò)對(duì)S信號(hào)執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的相加的結(jié)果的信號(hào)。由于通過(guò)執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的相加，因此，與通過(guò)對(duì)S信號(hào)執(zhí)行一次AD轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字信號(hào)相比，第二S數(shù)字信號(hào)可具有減少的隨機(jī)噪聲。因此，本示例性實(shí)施例的成像裝置可有利地輸出具有減少的隨機(jī)噪聲的數(shù)字信號(hào)。

當(dāng)輸出S信號(hào)的像素100中的光電二極管PD接收高亮度被照體的光時(shí)，導(dǎo)致以下情況：S信號(hào)的振幅在圖2C所示的操作中大于時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMP1的振幅。在這種情況下，包含于通過(guò)對(duì)S信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字信號(hào)中的噪聲主要包含光沖擊(light shot)噪聲并且包含可忽略的量的隨機(jī)噪聲。因此，本示例性實(shí)施例的成像裝置對(duì)隨機(jī)噪聲不明顯的高亮度被照體限定基于S信號(hào)的一個(gè)數(shù)字信號(hào)，并且，對(duì)于隨機(jī)噪聲明顯的低亮度被照體，基于S信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生被執(zhí)行兩次。

根據(jù)在日本專利公開No.2010-103913中公開的配置，具有相同的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的斜坡信號(hào)被多次使用以執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換。這里，所使用的斜坡信號(hào)應(yīng)具有包含S信號(hào)的所有可能振幅的振幅，使得可對(duì)S信號(hào)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換。例如，結(jié)合本示例性實(shí)施例的圖2C中的操作描述的斜坡信號(hào)VRMP2包含S信號(hào)的所有可能振幅。另一方面，為了執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換以允許減少隨機(jī)噪聲，可能需要降低斜坡信號(hào)的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率以增加AD轉(zhuǎn)換的分辨率。因此，可以使用具有小的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的斜坡信號(hào)，諸如根據(jù)本示例性實(shí)施例的斜坡信號(hào)VRMP1。當(dāng)具有小的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的斜坡信號(hào)改變以包含S信號(hào)的所有可能振幅時(shí)，AD轉(zhuǎn)換時(shí)段增大。例如，當(dāng)根據(jù)本示例性實(shí)施例的斜坡信號(hào)VRMP1改變信號(hào)電平以包含S信號(hào)的所有可能振幅范圍時(shí)，可能需要為第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的四倍的時(shí)段。因此，在日本專利公開No.2010-103913中，執(zhí)行用于以高精度減少隨機(jī)噪聲的多次AD轉(zhuǎn)換增大AD轉(zhuǎn)換時(shí)段。

另一方面，在日本專利公開No.2010-103913中，當(dāng)使用具有大的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的斜坡信號(hào)以執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換時(shí)，關(guān)于降低隨機(jī)噪聲的精度會(huì)下降。

在根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置中，AD轉(zhuǎn)換的次數(shù)根據(jù)S信號(hào)的振幅改變。當(dāng)S信號(hào)的振幅大于預(yù)定閾值時(shí)，斜坡信號(hào)的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率增大以執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換。因此，本示例性實(shí)施例的成像裝置允許減少隨機(jī)噪聲并可提高AD轉(zhuǎn)換的速度。

為了縮短執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)段并且同時(shí)產(chǎn)生具有減少的S信號(hào)隨機(jī)噪聲的數(shù)字信號(hào)，可調(diào)整第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的斜坡信號(hào)VRMP1的最大振幅。更具體而言，第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的斜坡信號(hào)VRMP1的最大振幅可以為作為第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的斜坡信號(hào)VRMP2的最大振幅的1/2^N。此外，第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的斜坡信號(hào)VRMP1的最大振幅可等于或低于第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的斜坡信號(hào)VRMP2的最大振幅的1/2且等于或高于其1/8。

從成像裝置輸出的第二數(shù)字N信號(hào)是通過(guò)將包含于N信號(hào)中的波動(dòng)(隨機(jī)噪聲)平均化而獲取的信號(hào)。因此，AD轉(zhuǎn)換單元200可獲取作為減少包含于N信號(hào)中的隨機(jī)噪聲的結(jié)果的信號(hào)。

設(shè)置在成像裝置外面的未示出的信號(hào)處理單元執(zhí)行用于獲取第二N數(shù)字信號(hào)與第二S數(shù)字信號(hào)之間的差值的雙重相關(guān)采樣(CDS)處理。信號(hào)處理單元使用該差值來(lái)產(chǎn)生圖像。應(yīng)當(dāng)注意，信號(hào)處理單元可由根據(jù)將在后面描述的第三示例性實(shí)施例的輸出信號(hào)處理單元155實(shí)現(xiàn)。

另一方面，當(dāng)不產(chǎn)生第一S數(shù)字信號(hào)時(shí)，獲取第二N數(shù)字信號(hào)與第三S數(shù)字信號(hào)之間的差值。信號(hào)處理單元使用該差值來(lái)產(chǎn)生圖像。

本示例性實(shí)施例假定N1＝N2<S1＝S2作為第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1、第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2、第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的長(zhǎng)度之間的關(guān)系。由于噪聲信號(hào)具有小的振幅，因此，隨機(jī)噪聲趨于明顯。因此，作為N信號(hào)，通過(guò)使用在相同的振幅范圍內(nèi)具有相同的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的斜坡信號(hào)VRMP1，獲取多個(gè)數(shù)字信號(hào)。因此，可以獲取允許減少N信號(hào)的隨機(jī)噪聲的數(shù)字信號(hào)。

雖然在根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置的外面執(zhí)行獲取第二S數(shù)字信號(hào)或第三S數(shù)字信號(hào)與第二N數(shù)字信號(hào)之間的差值的處理，但是可在成像裝置內(nèi)執(zhí)行該處理。在這種情況下，成像裝置將第二S數(shù)字信號(hào)或第三S數(shù)字信號(hào)與第二N數(shù)字信號(hào)之間的差值輸出到設(shè)置在成像裝置的外面的信號(hào)處理單元。信號(hào)處理單元可執(zhí)行用于獲取從成像裝置輸出的差值的信號(hào)的CDS處理并然后產(chǎn)生圖像。

如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施例，在圖2B中的操作中執(zhí)行兩次AD轉(zhuǎn)換，但是可以執(zhí)行更多的AD轉(zhuǎn)換。在這種情況下，圖2C中的操作可包含使用斜坡信號(hào)VRMP2的多次AD轉(zhuǎn)換。此時(shí)，同樣，圖2C中的操作中，計(jì)數(shù)器105操作以相加使用斜坡信號(hào)VRMP2的多次AD轉(zhuǎn)換的計(jì)數(shù)信號(hào)。因此，在圖2C中的操作中，可產(chǎn)生包含可減少的隨機(jī)噪聲的數(shù)字信號(hào)。

本示例性實(shí)施例的成像裝置執(zhí)行第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換，包括設(shè)定第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率和執(zhí)行較小振幅的S信號(hào)的情況下的AD轉(zhuǎn)換。另一方面，在一些情況下，可在不使計(jì)數(shù)器105操作的情況下，通過(guò)比較對(duì)預(yù)定閾值電壓設(shè)定的信號(hào)與S信號(hào)、并且基于比較結(jié)果設(shè)定第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率，執(zhí)行第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換。與這種情況相對(duì)，由于本示例性實(shí)施例的成像裝置還可使用S信號(hào)具有較小的振幅的情況下的AD轉(zhuǎn)換，因此，可獲取可減少隨機(jī)噪聲的數(shù)字信號(hào)。

如上所述，本示例性實(shí)施例的成像裝置在S信號(hào)具有大于閾值的振幅時(shí)執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的AD轉(zhuǎn)換，在S信號(hào)具有小于閾值的振幅時(shí)，執(zhí)行比在S信號(hào)的振幅小于閾值時(shí)執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換的次數(shù)更多的AD轉(zhuǎn)換。因此，本示例性實(shí)施例的成像裝置可適當(dāng)?shù)仄胶釧D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)段的長(zhǎng)度與動(dòng)態(tài)范圍的寬度。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的斜坡信號(hào)VRMP1具有相同的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率。作為另一例子，第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率可關(guān)于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的斜坡信號(hào)VRMP1改變。在這種情況下，由計(jì)數(shù)器105執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作可改變，以在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換與第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換之間獲取相等的AD轉(zhuǎn)換增益。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，斜坡信號(hào)VRMP2的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率為斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的四倍。不限于該例子，斜坡信號(hào)VRMP2的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率可只需要大于斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率。斜坡信號(hào)VRMP2的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率可以為斜坡信號(hào)VRMP1的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率的2^N倍。這是為了便于獲取通過(guò)在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2兩者中執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換的操作產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的相同AD轉(zhuǎn)換增益。更具體而言，這是由于可通過(guò)向較高電平位偏移N位來(lái)執(zhí)行通過(guò)計(jì)數(shù)器105產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)的操作。

本示例性實(shí)施例中的成像裝置不限于上述的那些例子，而可以按各種方式改變。以下將描述變更例。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，在存儲(chǔ)器106后面的級(jí)(stage)中執(zhí)行CDS處理。作為另一例子，計(jì)數(shù)器105可執(zhí)行CDS處理。更具體而言，在第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2之后，計(jì)數(shù)器105獲取第二N數(shù)字信號(hào)的2的補(bǔ)數(shù)(complement)。該補(bǔ)數(shù)保持于計(jì)數(shù)器105中。計(jì)數(shù)器105從作為初始值的保持的補(bǔ)數(shù)開始在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中開始計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。在這種情況下，可在不需要第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2之后的水平掃描的情況下在第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2之后通過(guò)水平掃描輸出CDS處理的結(jié)果。

在第一和第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段中，計(jì)數(shù)器105向下計(jì)數(shù)(down-count)并且保持負(fù)的計(jì)數(shù)值，然后在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中從計(jì)數(shù)器105的初始值開始向上計(jì)數(shù)。

已描述了對(duì)N信號(hào)提供兩個(gè)AD轉(zhuǎn)換時(shí)段，但可提供更多的AD轉(zhuǎn)換時(shí)段。由于基于N信號(hào)的數(shù)字N信號(hào)的產(chǎn)生次數(shù)增加，因此可以產(chǎn)生具有減少的隨機(jī)噪聲的基于N信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。

如圖3所示，用于第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2中的斜坡信號(hào)VRMPI可以是斜坡信號(hào)VRMP2。在這種情況下，在存儲(chǔ)器106保持第一N數(shù)字信號(hào)之后，計(jì)數(shù)器105將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位到初始值。在第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2中執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換可導(dǎo)致第二N數(shù)字信號(hào)。存儲(chǔ)器106進(jìn)一步保持第二N數(shù)字信號(hào)。通過(guò)后續(xù)的水平掃描，存儲(chǔ)器106輸出第一N數(shù)字信號(hào)和第二N數(shù)字信號(hào)。信號(hào)處理單元獲取通過(guò)圖2B中的操作產(chǎn)生的第二S數(shù)字信號(hào)與加倍的第一N數(shù)字信號(hào)之間的差值。另一方面，獲取通過(guò)圖2C中的操作產(chǎn)生的第三S數(shù)字信號(hào)與第二N數(shù)字信號(hào)之間的差值。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，通過(guò)在計(jì)數(shù)器105中相加從第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換得到的計(jì)數(shù)信號(hào)與第一S數(shù)字信號(hào)，產(chǎn)生第二S數(shù)字信號(hào)。作為另一例子，在第一S數(shù)字信號(hào)保持于存儲(chǔ)器106中之后，計(jì)數(shù)器105將計(jì)數(shù)信號(hào)的信號(hào)值復(fù)位到初始值。在第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中執(zhí)行的AD轉(zhuǎn)換可得到第二S數(shù)字信號(hào)，并且，存儲(chǔ)器106進(jìn)一步保持第二S數(shù)字信號(hào)。通過(guò)后續(xù)的水平掃描，存儲(chǔ)器106輸出第一S數(shù)字信號(hào)和第二S數(shù)字信號(hào)。信號(hào)處理單元可相加第一S數(shù)字信號(hào)與第二S數(shù)字信號(hào)。以相同的方式，可在不在計(jì)數(shù)器105中相加計(jì)數(shù)信號(hào)與第一N數(shù)字信號(hào)的情況下產(chǎn)生第二N數(shù)字信號(hào)。在這種情況下，信號(hào)處理單元也可相加第一N數(shù)字信號(hào)和第二N數(shù)字信號(hào)。在這種情況下，信號(hào)處理單元是被配置為相加通過(guò)多次AD轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的相加單元。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，多個(gè)AD轉(zhuǎn)換單元200中的每一個(gè)具有計(jì)數(shù)器105。作為另一例子，可包含向多個(gè)AD轉(zhuǎn)換單元200中的存儲(chǔ)器106供給共用計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)器。在這種情況下，計(jì)數(shù)器不執(zhí)行在根據(jù)本示例性實(shí)施例在圖2C中的第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換中執(zhí)行的、用于產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)的向上計(jì)數(shù)操作。在圖2C中的操作中執(zhí)行第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的情況下，各列的存儲(chǔ)器106可使從計(jì)數(shù)器供給的計(jì)數(shù)信號(hào)位偏移至較高的級(jí)別并且保持結(jié)果。因此，與本示例性實(shí)施例的成像裝置類似，可在圖2B和圖2C中的第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換中使AD轉(zhuǎn)換增益相加?？赡懿灰欢ㄔ诖鎯?chǔ)器106中執(zhí)行位偏移。例如，接收通過(guò)水平掃描通過(guò)存儲(chǔ)器106輸出的數(shù)字信號(hào)的輸入的信號(hào)處理單元可執(zhí)行位偏移。

作為另一例子，放大器可被設(shè)置在垂直信號(hào)線110與比較器104之間的電氣路徑中。放大器向比較器104輸出通過(guò)放大輸出到垂直信號(hào)線110的N信號(hào)和S信號(hào)而獲取的信號(hào)。在這種情況下，第一N數(shù)字信號(hào)和第二N數(shù)字信號(hào)是基于通過(guò)用放大器放大N信號(hào)獲取的信號(hào)的信號(hào)。第一S數(shù)字信號(hào)、第二S數(shù)字信號(hào)和第三S數(shù)字信號(hào)是基于通過(guò)用放大器放大S信號(hào)獲取的信號(hào)的信號(hào)。

作為另一例子，雙重相關(guān)采樣(CDS)電路可被設(shè)置在垂直信號(hào)線110與比較器104之間的電氣路徑中。CDS電路輸出通過(guò)從輸出到垂直信號(hào)線110的S信號(hào)減去N信號(hào)而獲取的信號(hào)。在這種情況下，第一N數(shù)字信號(hào)和第二N數(shù)字信號(hào)主要包含由比較器104導(dǎo)致的噪聲和偏置(offset)。

已描述了斜坡信號(hào)VRMP1和斜坡信號(hào)VRMP2是具有以傾斜的(slopewise)方式改變的信號(hào)電平的信號(hào)，但它們可以是具有以階梯式的(stepwise)方式改變的信號(hào)電平的信號(hào)。具有以階梯式的方式改變的信號(hào)電平的信號(hào)也是具有根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間改變的信號(hào)電平的斜坡信號(hào)。

第二示例性實(shí)施例

將著眼于與第一示例性實(shí)施例的不同，描述根據(jù)第二示例性實(shí)施例的成像裝置。

根據(jù)第一示例性實(shí)施例的成像裝置根據(jù)S信號(hào)的振幅改變要輸入到比較器104的斜坡信號(hào)VRMPI的依賴于經(jīng)過(guò)時(shí)間的變化率。根據(jù)本示例性實(shí)施例，通過(guò)放大S信號(hào)獲取的信號(hào)被輸入到比較器104。本示例性實(shí)施例的成像裝置與第一示例性實(shí)施例的成像裝置的不同在于，S信號(hào)的放大因子根據(jù)S信號(hào)的振幅改變。

圖4示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置的配置。在圖1A和圖4中，類似的附圖標(biāo)記指的是具有類似功能的類似的部分。

基準(zhǔn)信號(hào)供給電路113向各列的比較器104輸出斜坡信號(hào)VRMP。

放大電路109向相應(yīng)的比較器104輸出通過(guò)放大從相應(yīng)的像素100輸出到垂直信號(hào)線110的N信號(hào)和S信號(hào)獲取的信號(hào)。本示例性實(shí)施例的信號(hào)VIN代表從放大電路109輸出到比較器104的信號(hào)。本示例性實(shí)施例的放大電路109具有1倍和4倍的放大因子。4倍的放大因子被稱為第一放大因子，1倍的放大因子被稱為第二放大因子。在這里，1倍的放大因子也屬于放大的范疇。第一放大因子優(yōu)選為第二放大因子的2^N倍。通過(guò)由放大電路109放大要輸出的N信號(hào)而獲取的信號(hào)將被稱為放大N信號(hào)。通過(guò)由放大電路109放大要輸出的S信號(hào)而獲取的信號(hào)將被稱為放大S信號(hào)。放大S信號(hào)是通過(guò)由作為放大單元的放大電路109放大光學(xué)信號(hào)產(chǎn)生的放大信號(hào)。第一放大信號(hào)是通過(guò)用作為第一放大因子的4倍的放大因子放大S信號(hào)獲取的放大S信號(hào)。第二放大信號(hào)是通過(guò)用作為第二放大因子的1倍的放大因子放大S信號(hào)獲取的放大S信號(hào)。第三放大信號(hào)是通過(guò)用作為第一放大因子的4倍的放大因子放大N信號(hào)獲取的放大N信號(hào)。

圖5A示出圖4所示的成像裝置的操作。用于第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1、第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2、第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的所有斜坡信號(hào)VRMP具有相同的變化率。斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍關(guān)于第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1的AD轉(zhuǎn)換和N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2的AD轉(zhuǎn)換相等。斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍關(guān)于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1的AD轉(zhuǎn)換和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2的AD轉(zhuǎn)換相等。斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍關(guān)于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換和第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換大于關(guān)于第一N轉(zhuǎn)換時(shí)段N1中的AD轉(zhuǎn)換和第二N轉(zhuǎn)換時(shí)段N2中的AD轉(zhuǎn)換的振幅范圍。

圖5B示出S信號(hào)的振幅等于或小于時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMP的振幅的情況。在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中，放大電路109用4倍的放大因子放大S信號(hào)。

其它操作與參照?qǐng)D2B描述的第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的操作相同。時(shí)間T8A處的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化被輸出到計(jì)數(shù)器105和放大電路109。放大電路109響應(yīng)于比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化，對(duì)第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的S信號(hào)保持4倍的放大因子。

第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的操作與參照?qǐng)D2B描述的操作相同。響應(yīng)于時(shí)間T10A處的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化，產(chǎn)生第二S數(shù)字信號(hào)。

圖5C示出S信號(hào)的振幅大于時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMP的振幅的情況。在第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中，放大電路109以4倍的放大因子放大S信號(hào)。

響應(yīng)于從時(shí)間T8到時(shí)間T9的時(shí)段中的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的不變化，放大電路109將第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的S信號(hào)的放大因子變?yōu)?倍。其它操作與參照?qǐng)D2C描述的操作相同。響應(yīng)于時(shí)間T10B處的比較結(jié)果信號(hào)的信號(hào)值的變化，產(chǎn)生第三S數(shù)字信號(hào)。

根據(jù)在日本專利公開No.2010-103913中公開的配置，斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍需要包含通過(guò)將S信號(hào)放大4倍獲取的放大S信號(hào)的所有振幅范圍。另一方面，根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置基于第一S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果改變第二S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的放大電路109的放大因子。該配置可減小斜坡信號(hào)VRMP的信號(hào)電平改變的振幅范圍。因此，與日本專利公開No.2010-103913中的配置相比，多次AD轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)段可縮短。而且，可獲取作為可減少隨機(jī)噪聲的信號(hào)的第二S數(shù)字信號(hào)。

應(yīng)當(dāng)理解，與第一示例性實(shí)施例同樣，也可對(duì)根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置提出各種變化。

第三示例性實(shí)施例

著眼于與第一示例性實(shí)施例的不同，將描述根據(jù)第三示例性實(shí)施例的成像裝置。圖7示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置的配置。

在圖1A和圖7中，類似的附圖標(biāo)記指的是具有類似功能的類似的部分。

根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置包括多個(gè)AD轉(zhuǎn)換單元2000。AD轉(zhuǎn)換單元2000中的每一個(gè)具有選擇電路108、比較器104、第二選擇電路120、第一存儲(chǔ)器組121、第二存儲(chǔ)器組122和決定信號(hào)存儲(chǔ)器128。

第二選擇電路120向第一存儲(chǔ)器組121、第二存儲(chǔ)器組122和決定信號(hào)存儲(chǔ)器128之一輸出作為比較結(jié)果信號(hào)的控制信號(hào)VCOMP。

計(jì)數(shù)器1050例如通過(guò)多個(gè)信號(hào)線輸出作為包含11位格雷碼(Gray code)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)組123。計(jì)數(shù)信號(hào)組123從計(jì)數(shù)器1050被輸出到的多個(gè)信號(hào)線與各列的第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122共同連接。由計(jì)數(shù)信號(hào)組123表現(xiàn)的值(計(jì)數(shù)信號(hào))與從開始斜坡信號(hào)VRMPI的變化起的經(jīng)過(guò)時(shí)間對(duì)應(yīng)。第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122將與控制信號(hào)VCOMP的信號(hào)值改變的時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)信號(hào)保持為作為AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)從水平掃描電路107掃描，保持于第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122中的數(shù)字信號(hào)通過(guò)輸出線124被依次輸出到成像裝置的后級(jí)中的電路。根據(jù)本示例性實(shí)施例，第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122二者作為被配置為保持從AD轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)器組被設(shè)置在AD轉(zhuǎn)換單元2000中。

決定信號(hào)存儲(chǔ)器128被配置為保持控制信號(hào)VCOMP。

圖8A和圖8B示出包含于根據(jù)本示例性實(shí)施例的一個(gè)AD轉(zhuǎn)換單元2000中的存儲(chǔ)器的配置。圖8A示出第一存儲(chǔ)器組121、第二存儲(chǔ)器組122和決定信號(hào)存儲(chǔ)器128。圖8B是更詳細(xì)地示出包含于第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122中的存儲(chǔ)器的配置的框圖。

計(jì)數(shù)器1050通過(guò)12個(gè)信號(hào)線輸出包含12個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)信號(hào)組123。這里假定計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10和123-3M通過(guò)各信號(hào)線被傳送。計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10構(gòu)成以計(jì)數(shù)信號(hào)123-0為最低有效位且以計(jì)數(shù)信號(hào)123-10為最高有效位的11位格雷碼信號(hào)。計(jì)數(shù)信號(hào)123-0、123-1、123-2和123-3M構(gòu)成以計(jì)數(shù)信號(hào)123-0為最低有效位且以計(jì)數(shù)信號(hào)123-3M為最高有效位的4位格雷碼信號(hào)。

第一存儲(chǔ)器組121包含5位存儲(chǔ)器121-0～121-3。存儲(chǔ)器121-0～121-3接收計(jì)數(shù)信號(hào)123-0、123-1、123-2和123-3M的輸入。存儲(chǔ)器121-C接收控制信號(hào)VCOMP的輸入。第二存儲(chǔ)器組122包含11位存儲(chǔ)器122-0～122-10。存儲(chǔ)器122-0～122-10接收計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10的輸入。

圖8B示出第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122的配置例子。將描述存儲(chǔ)器122-0的配置作為這些存儲(chǔ)器的典型例子，但是其它的存儲(chǔ)器也可具有相同的配置。本示例性實(shí)施例的存儲(chǔ)器122-0被配置為保持兩個(gè)數(shù)字信號(hào)，使得成像裝置內(nèi)或者成像裝置的后級(jí)中的視頻信號(hào)處理單元可執(zhí)行數(shù)字雙重相關(guān)采樣(CDS)處理。存儲(chǔ)器122-0具有被配置為保持復(fù)位電平處的信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的N鎖存器200-N和被配置為保持光學(xué)信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的S鎖存器200-S。這里，包含于第一存儲(chǔ)器組121中的存儲(chǔ)器的數(shù)量即第一存儲(chǔ)器組121的位寬被限定為比對(duì)一個(gè)信號(hào)執(zhí)行的多次AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之間的差值的最高值高的值。這些差值主要是由于疊加于像素信號(hào)VIN和斜坡信號(hào)VRMP上的隨機(jī)噪聲成分和通過(guò)比較器104產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲成分導(dǎo)致的。因此，可以提供保持可在兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之間改變的多個(gè)位值的配置。

例如，當(dāng)?shù)谝缓偷诙嗀D轉(zhuǎn)換結(jié)果之間的差值的絕對(duì)值等于或低于2^N-1[LSB]時(shí)，第一存儲(chǔ)器組121所需要的位寬等于N+1個(gè)位。本示例性實(shí)施例假定N＝3，即，差值的絕對(duì)值等于或低于7[LSB]，因此，第一存儲(chǔ)器組121的位寬等于4個(gè)位。這是由于AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的較高的7個(gè)位(＝11個(gè)位-4個(gè)位)在第一AD轉(zhuǎn)換和第二AD轉(zhuǎn)換中具有相等的值，并且，第一存儲(chǔ)器組121的位寬可因此等于至少4個(gè)位。

下面，將參照?qǐng)D9A～9D描述根據(jù)本示例性實(shí)施例的成像裝置的操作。圖9A和圖9B是示出本示例性實(shí)施例的整個(gè)成像裝置的操作的定時(shí)圖。圖9A示出被照體具有低亮度的情況，圖9B示出被照體具有高亮度的情況。圖9C是示出計(jì)數(shù)信號(hào)的定時(shí)圖。圖9D是示出計(jì)數(shù)信號(hào)的變更例的定時(shí)圖。

首先，在從時(shí)間T0到時(shí)間T1的時(shí)段中，控制信號(hào)φR改變以具有高電平，這接通復(fù)位晶體管M1。因此，浮置擴(kuò)散FD的電壓被復(fù)位到預(yù)定電壓電平。然后，在從時(shí)間T2到時(shí)間T3的時(shí)段N1和從時(shí)間T4到時(shí)間T5的時(shí)段N2中，對(duì)復(fù)位電平處的像素信號(hào)VIN執(zhí)行兩次AD轉(zhuǎn)換。

首先，將描述時(shí)段N1中的第一AD轉(zhuǎn)換。在時(shí)段N1中，第二選擇電路120選擇第一存儲(chǔ)器組121作為控制信號(hào)VCOMP的輸出目的地。在時(shí)間T2，從基準(zhǔn)信號(hào)供給電路103輸出的斜坡信號(hào)VRMP的電壓開始降低。同時(shí)，根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間，包含于從計(jì)數(shù)器1050輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)組123中的計(jì)數(shù)信號(hào)的數(shù)量開始增多。在該時(shí)間點(diǎn)，由于斜坡信號(hào)VRMP的電壓比復(fù)位電平處的像素信號(hào)VIN的電壓高，因此，從比較器104輸出的控制信號(hào)VCOMP具有高電平。

然后，在斜坡信號(hào)VRMP的電壓變得比復(fù)位電平處的像素信號(hào)VIN的電壓低的時(shí)間T2A，斜坡信號(hào)VRMP的電壓與復(fù)位電平處的像素信號(hào)VIN的電壓之間的大小關(guān)系改變，使得控制信號(hào)VCOMP變?yōu)榫哂械碗娖?。第一存?chǔ)器組121保持包含于時(shí)間T2A處的計(jì)數(shù)信號(hào)組123中的計(jì)數(shù)信號(hào)作為AD轉(zhuǎn)換之后的復(fù)位電平處的數(shù)字信號(hào)。第一存儲(chǔ)器組121包含四個(gè)存儲(chǔ)器121-0～121-3。換句話說(shuō)，由于第一存儲(chǔ)器組121具有4個(gè)位的位寬，因此在時(shí)段N1中保持于第一存儲(chǔ)器組121中的數(shù)字信號(hào)僅僅是包含于計(jì)數(shù)信號(hào)組123中的計(jì)數(shù)信號(hào)中的從最低有效位到第四位的下4位。

然后，在時(shí)段N2中執(zhí)行第二AD轉(zhuǎn)換。在時(shí)段N2中，第二選擇電路120選擇第二存儲(chǔ)器組122為控制信號(hào)VCOMP的輸出目的地。以與上述的方式相同的方式執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換。在時(shí)間T4A，第二存儲(chǔ)器組122保持包含于時(shí)間T4A處的計(jì)數(shù)信號(hào)組123中的計(jì)數(shù)信號(hào)作為AD轉(zhuǎn)換之后的復(fù)位電平處的數(shù)字信號(hào)。第二存儲(chǔ)器組122包含11個(gè)存儲(chǔ)器122-0～122-10。換句話說(shuō)，由于第二存儲(chǔ)器組122具有11位的位寬，因此，在時(shí)段N2中保持于第二存儲(chǔ)器組122中的數(shù)字信號(hào)是包含于計(jì)數(shù)信號(hào)組123中的計(jì)數(shù)信號(hào)中的從最低有效位到第十一位。在時(shí)段N1和時(shí)段N2中通過(guò)AD轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字信號(hào)保持于相應(yīng)存儲(chǔ)器處的N鎖存器200-N中。假定用于時(shí)段N2中的第二AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的梯度等于用于時(shí)段N1中的第一AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)VRMPI的梯度。

然后，在從時(shí)間T6到時(shí)間T7的時(shí)段中，控制信號(hào)φT改變以具有高電平，這接通傳送晶體管M2。因此，在光電二極管PD中從入射光產(chǎn)生的電氣載流子被傳送到浮置擴(kuò)散FD。響應(yīng)于電氣載流子的傳送，像素信號(hào)VIN的電壓降低。在時(shí)間T7，由于電氣載流子的傳送，像素信號(hào)VIN的電壓改變以具有依賴于光學(xué)信號(hào)的值。然后，在從時(shí)間T8到時(shí)間T9的S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和從時(shí)間T10到時(shí)間T11的S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中，對(duì)具有光學(xué)信號(hào)的電平的像素信號(hào)VIN執(zhí)行兩次AD轉(zhuǎn)換。

將描述S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2中的AD轉(zhuǎn)換操作。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中的AD轉(zhuǎn)換中，選擇電路108選擇并輸出VRMP1信號(hào)。選擇電路108使用時(shí)間T9處的控制信號(hào)VCOMP以選擇要用于S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的AD轉(zhuǎn)換的斜坡信號(hào)。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中，通過(guò)執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字信號(hào)保存于相應(yīng)存儲(chǔ)器的S鎖存器200-S中。決定信號(hào)存儲(chǔ)器保持在時(shí)間T9處由比較器104輸出的控制信號(hào)VCOMP的電平。

將關(guān)于光電二極管PD接收來(lái)自高亮度被照體的光的情況和光電二極管PD接收來(lái)自低亮度被照體的光的情況分開描述S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2中的AD轉(zhuǎn)換操作。用于確定被照體的“低亮度”和“高亮度”的閾值是時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMPI的電平。

圖9C示出S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的計(jì)數(shù)信號(hào)123-3M的脈沖和計(jì)數(shù)信號(hào)組123的下6位的計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-5。

在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1開始的時(shí)間T8，計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-2和123-3M表現(xiàn)“0000”的格雷碼值(在十進(jìn)制中為“0”)。在時(shí)間T8以及以后，該值根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間增大。當(dāng)格雷碼值達(dá)到“1000”(在十進(jìn)制中為“15”)時(shí)，它再變回“0000”。計(jì)數(shù)信號(hào)123-4～123-10總是具有低電平(0)。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中，如上所述，由計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-2和123-3M構(gòu)成的4位格雷碼信號(hào)重復(fù)計(jì)數(shù)0～15。因此，在控制信號(hào)VCOMP的電平改變的時(shí)間T8A，第一存儲(chǔ)器組121中的S鎖存器200-S以格雷碼保持計(jì)數(shù)信號(hào)0～15中的一個(gè)。

在從S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1結(jié)束的時(shí)間T9到時(shí)間T9A的時(shí)段期間，決定信號(hào)存儲(chǔ)器128保持具有低電平的信號(hào)VCOMP。當(dāng)被照體具有低亮度時(shí)，即，當(dāng)信號(hào)VIN具有比時(shí)間T9處的斜坡信號(hào)VRMPI小的振幅時(shí)，控制信號(hào)VCOMP在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1期間從高電平變?yōu)榈碗娖健Ｓ捎谛盘?hào)VCOMP在時(shí)間T9A具有低電平，因此選擇電路108選擇VRMP1作為在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中輸出的信號(hào)。

在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2開始的時(shí)間T10，計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10表現(xiàn)“0…0000”的格雷碼值(在十進(jìn)制中為“0”)。在時(shí)間T10之后，由計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10表現(xiàn)的值根據(jù)經(jīng)過(guò)時(shí)間增大。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中，如上所述，由計(jì)數(shù)信號(hào)123-0～123-10構(gòu)成的11位格雷碼被計(jì)數(shù)。因此，在信號(hào)VCOMP的電平改變的時(shí)間T10A，第二存儲(chǔ)器組122中的S鎖存器200-S在11位格雷碼中保持計(jì)數(shù)信號(hào)。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，如上所述，在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2這兩個(gè)時(shí)段中執(zhí)行兩次AD轉(zhuǎn)換。由于在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中保持的計(jì)數(shù)信號(hào)是11位，即計(jì)數(shù)信號(hào)組123的所有位，因此在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中保持的計(jì)數(shù)信號(hào)是計(jì)數(shù)信號(hào)組123的下4位。如上面描述的那樣在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2中獲取的數(shù)字信號(hào)可被用于相加或者平均這兩次AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果，使得包含于AD轉(zhuǎn)換結(jié)果中的噪聲可減少。

來(lái)討論圖9C中的計(jì)數(shù)信號(hào)。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)與在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)不同。特別地，在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中，與AD轉(zhuǎn)換操作無(wú)關(guān)的計(jì)數(shù)信號(hào)123-3～123-10一直具有低電平。因此，與計(jì)數(shù)信號(hào)123-3～123-10的電平在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中也改變的情況相比，可以減少電力消耗。但是，與圖9D所示的計(jì)數(shù)信號(hào)的變更例同樣，S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2中的計(jì)數(shù)信號(hào)具有相同的操作定時(shí)。換句話說(shuō)，對(duì)第一AD轉(zhuǎn)換由計(jì)數(shù)器1050輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)和對(duì)第二AD轉(zhuǎn)換由計(jì)數(shù)器1050輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)可相同。在這種情況下，計(jì)數(shù)器1050在第一AD轉(zhuǎn)換中以及在第二AD轉(zhuǎn)換中執(zhí)行共同的操作，這可簡(jiǎn)化計(jì)數(shù)器1050的操作上的控制。

下面，將描述在被照體具有高亮度的情況下，S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1和S2中的AD轉(zhuǎn)換中的操作。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中，由于信號(hào)VRMPI具有比信號(hào)VIN的振幅小的振幅，因此，信號(hào)VCOMP在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中不變。因此，由于信號(hào)VCOMP在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中不變，因此沒(méi)有計(jì)數(shù)信號(hào)保持于第一存儲(chǔ)器組121中的S鎖存器200-S中。S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1結(jié)束之后的信號(hào)VCOMP也保持高電平。在從時(shí)間T9到時(shí)間T9A的時(shí)段期間，決定信號(hào)存儲(chǔ)器128保持具有高電平的信號(hào)VCOMP。在該情況下，選擇電路108選擇斜坡信號(hào)VRMP2作為要用于S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中的斜坡信號(hào)VRMPI。時(shí)間T9處的后續(xù)的AD轉(zhuǎn)換操作與當(dāng)被照體具有低亮度時(shí)執(zhí)行的那些操作相同。

下面，將參照?qǐng)D10描述用于在被照體具有低亮度的情況下通過(guò)使用保持于第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122中的數(shù)字信號(hào)獲取與兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的相加的結(jié)果對(duì)應(yīng)的信號(hào)的處理方法。如上所述，各存儲(chǔ)器組保持在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中保持的下4位數(shù)字信號(hào)和在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中保持的整個(gè)11位數(shù)字信號(hào)。因此，由于它們的簡(jiǎn)單相加得不到目標(biāo)值，因此，可能需要將在下面描述的算術(shù)運(yùn)算處理。對(duì)從格雷碼轉(zhuǎn)換到二進(jìn)制碼之后的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算處理。

這里假定在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中保持的下4位值將被稱為S1(Lo)。在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S2中保持的所有位、下4位和上7位值將被稱為S2(ALL)、S2(Lo)和S2(Hi)。而且，雖然根據(jù)本示例性實(shí)施例在S轉(zhuǎn)換時(shí)段S1中保持的數(shù)字信號(hào)不保持上7位，但假定數(shù)字信號(hào)保持所有的11位的值為S1(ALL)且上7位的值為S1(Hi)?？紤]到多次AD轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字信號(hào)的高階位表現(xiàn)相等的值，下式被滿足。

S1(Hi)＝S2(Hi)

在該處理中，保持于第一存儲(chǔ)器組121和第二存儲(chǔ)器組122中的數(shù)字信號(hào)被用于獲取作為兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之和的S1(ALL)+S2(ALL)。保持于各存儲(chǔ)器組中的已知值是S1(Lo)和S2(ALL)。從該觀點(diǎn)看，S1(ALL)+S2(ALL)變化如下。

S1(ALL)+S2(ALL)

＝S1(Hi)+S1(Lo)+S2(Hi)+S2(Lo)

＝2×S2(Hi)+S2(Lo)+S1(Lo)

＝2×{S2(Hi)+S2(Lo)}+S1(Lo)-S2(Lo)

＝2×S2(ALL)+diff

這里，diff＝S1(Lo)-S2(Lo)。

換句話說(shuō)，兩倍于保持在第二存儲(chǔ)器組122中的S2(ALL)的值和差值diff(4位值)相加，使得可計(jì)算等于作為兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之和的S1(ALL)+S2(ALL)的值。

但是，由于S1(Lo)和S2(Lo)的可能值落入0～15的范圍內(nèi)，因此直接在上式中施加差值diff可能會(huì)由于從低階位到高階位的進(jìn)位(carry)或延遲(postponement)而導(dǎo)致誤差。因此，可能需要用S1(Lo)和S2(Lo)的一些組合對(duì)差值diff執(zhí)行諸如進(jìn)位或延遲的數(shù)字處理。根據(jù)S1(Lo)-S2(Lo)的值確定數(shù)字處理的類型。

情況1：-8<S1(Lo)-S2(Lo)<8

→不需要數(shù)字處理(diff＝S1(Lo)-S2(Lo))

情況2：S1(Lo)-S2(Lo)≤-8

→執(zhí)行數(shù)字處理(diff＝S1(Lo)-S2(Lo)+2⁴)

情況3：8≤S1(Lo)-S2(Lo)

→執(zhí)行數(shù)字處理(diff＝S1(Lo)-S2(Lo)-2⁴)

將參照?qǐng)D10及其具體例子描述數(shù)字處理的類型。

情況1：-8<S1(Lo)-S2(Lo)<8

Bin[0]～Bin[3]是S1或S2被二進(jìn)制化之后的各個(gè)位的波形的下4位。行S2(ALL)是Bin[0]～Bin[3]的可能值的例子。

將進(jìn)一步在假定S2(ALL)是“55”(二進(jìn)制值為“110111”)的情況下描述這種情況。行S2(Lo)表示S2(ALL)是“55”時(shí)的下4位的值“7”(二進(jìn)制值為“0111”)。當(dāng)S2(ALL)是“55”時(shí)，S1(ALL)的可能的范圍是“55”±7[LSB]。行S1(Lo)表示作為S1(ALL)的下4位的“0”～“14”(二進(jìn)制值為“0000”～“1110”)，

行S1(Lo)-S2(Lo)表示通過(guò)從S1(Lo)減去S2(Lo)獲取的值，diff行表示在對(duì)其執(zhí)行數(shù)字處理之后的結(jié)果。由于在這種情況下不執(zhí)行數(shù)字處理，因此可獲取與行S1(Lo)-S2(Lo)的值相等的值。

行S1+S2(期望值)表示在S2(ALL)是“55”的情況下，S1(ALL)的可能范圍(“55”±7[LSB])中的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的相加值S1(ALL)+S2(ALL)的期望值。

行S1+S2(Simple)表示作為在不執(zhí)行數(shù)字處理的情況下獲取的計(jì)算值的下式。

2×S2(ALL)+S1(Lo)-S2(Lo)

行S1+S2表示作為執(zhí)行數(shù)字處理之后的計(jì)算值的下式。

2×S2(ALL)+diff

需要執(zhí)行數(shù)字處理，使得該值可等于S1+S2(期望值)。由于在這種情況下-8<S1(Lo)-S2(Lo)<8，因此，在示出的S1的可能范圍中，在S1+S2(Simple)與S1+S2(期望值)之間不出現(xiàn)差值。因此，在這種情況下不需要數(shù)字處理。

情況2：S1(Lo)-S2(Lo)≤-8

在這種情況下，S2(ALL)是“63”(二進(jìn)制值為“111111”)，S2(Lo)是“15”(二進(jìn)制值為“1111”)。

以下將考慮S1(ALL)是比S2(ALL)高“1”的“64”(二進(jìn)制值為“1000000”)的情況。在這種情況下，實(shí)際保持于第一存儲(chǔ)器組121中的值S1(Lo)為“0”(二進(jìn)制為0000)，并且，在不執(zhí)行數(shù)字處理的情況下滿足下式。

S1(Lo)-S2(Lo)＝0-15＝-15

因此，沒(méi)有數(shù)字處理的兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之和所對(duì)應(yīng)的行S1+S2(Simple)的值滿足下式。

2×S2(ALL)+S1(Lo)-S2(Lo)＝63×2-15＝111

該結(jié)果與作為S1+S2(期望值)的“127”不同。以下將描述其原因。S2(ALL)的值“63”的下4位S2(Lo)為“15”(二進(jìn)制值為“1111”)。這里，作為比S2(ALL)的“63”高“1”的S1(ALL)的低階位的值的S1(Lo)是“0”，不是作為“15”的下一個(gè)值的“16”。這是由于低階位的位寬僅有4個(gè)位。因此，不執(zhí)行數(shù)字處理時(shí)的S1+S2(Simple)是從S1+S2(期望值)位移了“16”的值。

因此，為了校正該值的位移“16”，可能需要關(guān)于進(jìn)位的數(shù)字處理通過(guò)下式定義diff。

diff＝S1(Lo)-S2(Lo)+2⁴

作為使用diff的S1(ALL)+S2(ALL)的計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)位處理之后的S1(ALL)+S2(ALL)的值可表達(dá)為下式。

2×S2(ALL)+diff＝2×63-15+16＝127

因此，可獲取與S1+S2(期望值)匹配的結(jié)果。以上描述了S1(Lo)為“0”的情況，但是可在S1(Lo)處于“1”～“6”的范圍內(nèi)的情況下執(zhí)行相同的處理。在S1(Lo)處于“8”～“15”的范圍內(nèi)的情況下不執(zhí)行上述的數(shù)字處理。

情況3：8≤S1(Lo)-S2(Lo)

在這種情況下，S2(ALL)為“64”(二進(jìn)制值為1000000)，S2(Lo)為“0”(二進(jìn)制值為0000)。

例如，將描述S1(ALL)為比S2(ALL)大“1”的“63”(二進(jìn)制值為“111111”)的例子。此時(shí)，實(shí)際保持于第一存儲(chǔ)器組121中的值S1(Lo)為“15”(二進(jìn)制值為“1111”)，如果不執(zhí)行數(shù)字處理，那么滿足下式。

S1(Lo)-S2(Lo)＝15-0＝15

因此，不執(zhí)行數(shù)字處理的情況下的兩次AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之和所對(duì)應(yīng)的行S1+S2(Simple)的值，滿足下式。

2×S2(ALL)+S1(Lo)-S2(Lo)＝64×2+15＝143

該結(jié)果與作為S1+S2(期望值)的“127”不同。在這種情況下，與情況2相反，可能需要對(duì)延遲的數(shù)字處理通過(guò)下式定義diff。

diff＝S1(Lo)-S2(Lo)-2⁴

作為使用diff的S1(ALL)+S2(ALL)的計(jì)算結(jié)果，延遲處理之后的S1(ALL)+S2(ALL)的值可表達(dá)為下式。

2×S2(ALL)+diff＝2×64+15-16＝127

因此，能夠獲取與S1+S2(期望值)匹配的結(jié)果。以上描述了S1(Lo)為“15”的情況，但是，在S1(Lo)處于“9”～“14”的范圍中的情況下，可執(zhí)行相同的處理。在S1(Lo)處于“0”～“7”的范圍中的情況下不執(zhí)行上述的數(shù)字處理。

關(guān)于被照體具有低亮度的情況下的光學(xué)信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果描述了數(shù)字處理。但是，可以對(duì)像素復(fù)位電平處的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果執(zhí)行相同的處理。在數(shù)字處理結(jié)束之后，執(zhí)行數(shù)字CDS處理可提供可從其去除包含于復(fù)位電平處的噪聲的圖像數(shù)據(jù)。上述的數(shù)字處理方法可在成像裝置內(nèi)的各存儲(chǔ)器組的后級(jí)中被執(zhí)行，也可通過(guò)成像裝置的后級(jí)中的視頻信號(hào)處理單元被執(zhí)行。

如果被照體具有高亮度，那么不執(zhí)行上述的數(shù)字處理，而執(zhí)行將在下面描述的處理。

在S2轉(zhuǎn)換中，當(dāng)使用斜坡信號(hào)VRMP2時(shí)，該處理提供與斜坡信號(hào)VRMP1上的AD轉(zhuǎn)換的增益等同的AD轉(zhuǎn)換增益。當(dāng)斜坡信號(hào)VRMP2的變化率為斜坡信號(hào)VRMP1的變化率的四倍時(shí)，執(zhí)行S2×4。在S2信號(hào)從格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼之后，執(zhí)行該處理。

如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施例，對(duì)從一個(gè)像素輸出的像素信號(hào)執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換。相加通過(guò)執(zhí)行多次AD轉(zhuǎn)換獲取的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果可減少噪聲。根據(jù)假定的噪聲，與信號(hào)的所有位計(jì)數(shù)相比，該相加可減少第一存儲(chǔ)器組121的位寬。與存儲(chǔ)器的數(shù)量被設(shè)定為等于信號(hào)的所有位計(jì)數(shù)的情況相比，這可減少第一存儲(chǔ)器組121內(nèi)的存儲(chǔ)器的數(shù)量。例如，在以上的例子中，11個(gè)存儲(chǔ)器減少為4個(gè)存儲(chǔ)器。因此，成像裝置的部件的數(shù)量可減少。

以上描述了從計(jì)數(shù)器信號(hào)組輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)為格雷碼，但它可以是格雷碼以外的任何形式。例如，可以應(yīng)用使用正常的二進(jìn)制數(shù)字的二進(jìn)制碼。但是，由于在計(jì)數(shù)信號(hào)增大時(shí)僅改變格雷碼的一個(gè)位，因此，計(jì)數(shù)信號(hào)的增加與比較器輸出的改變之間的定時(shí)的位移的影響可較小。因此，格雷碼可被應(yīng)用于計(jì)數(shù)信號(hào)。

描述了第一存儲(chǔ)器組121的位寬為4個(gè)位、第二存儲(chǔ)器組122的位寬為11個(gè)位且通過(guò)計(jì)數(shù)信號(hào)組123表現(xiàn)的計(jì)數(shù)信號(hào)也為11個(gè)位，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。換句話說(shuō)，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，位計(jì)數(shù)可以是任何任意值。更詳細(xì)地說(shuō)，位計(jì)數(shù)可如上面描述的那樣被一般化。在第一和第二AD轉(zhuǎn)換結(jié)果之間的差值的絕對(duì)值等于或低于2^N-1[LSB](N是自然數(shù))的情況下，第一存儲(chǔ)器組121的位寬為N+1個(gè)位。在這種情況下，假定第二存儲(chǔ)器組122的位寬和由計(jì)數(shù)信號(hào)組123表現(xiàn)的計(jì)數(shù)信號(hào)的位計(jì)數(shù)為比N+1高的M個(gè)位(這里，M是自然數(shù))。在這種情況下，第一存儲(chǔ)器組121保持計(jì)數(shù)信號(hào)組123的從最低有效位到第(N+1)位的值。第二存儲(chǔ)器組122保持計(jì)數(shù)信號(hào)組123的從最低有效位到第M位的值。

在這種情況下，可通過(guò)使用N將上述的數(shù)字處理一般化，如下面將描述的那樣。

情況1：-(2^N-1)<S1(Lo)-S2(Lo)<(2^N-1)→沒(méi)有數(shù)字處理

情況2：S1(Lo)-S2(Lo)≤-(2^N-1)

→執(zhí)行數(shù)字處理(diff＝S1(Lo)-S2(Lo)+2^N+1)

情況3：(2^N-1)≤S1(Lo)-S2(Lo)

→執(zhí)行數(shù)字處理(diff＝S1(Lo)-S2(Lo)-2^N+1)

描述了成像裝置被配置為執(zhí)行兩次AD轉(zhuǎn)換且在兩個(gè)存儲(chǔ)器組中保持AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，但AD轉(zhuǎn)換的次數(shù)和存儲(chǔ)器組的數(shù)量不限于2。例如，可執(zhí)行三次或更多次的AD轉(zhuǎn)換，并且，AD轉(zhuǎn)換結(jié)果可保持于三個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器組中。

描述了通過(guò)多次AD轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字信號(hào)被相加，但是可用其它方法替代相加。例如，可以用將相加值除以相加信號(hào)的數(shù)量的平均處理替代上述的相加處理。

第四示例性實(shí)施例

本示例性實(shí)施例涉及應(yīng)用根據(jù)第一到第三示例性實(shí)施例中的任一個(gè)的成像裝置的成像系統(tǒng)。

例如，成像系統(tǒng)可以是數(shù)字靜物照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像錄像機(jī)或監(jiān)視照相機(jī)。圖6是示出成像裝置被應(yīng)用于作為成像系統(tǒng)的例子的數(shù)字靜物照相機(jī)的情況的示意圖。

圖6所示的成像系統(tǒng)具有用于鏡頭保護(hù)的擋板151、用于將被照體的光學(xué)圖像聚焦于成像裝置154上的鏡頭152、以及用于調(diào)整穿過(guò)透鏡152的光的量的光闌153。鏡頭152和光闌153構(gòu)成將光收集到成像裝置154的成像系統(tǒng)。圖6所示的成像系統(tǒng)還具有被配置為處理來(lái)自成像裝置154的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)處理單元155。輸出信號(hào)處理單元155被配置為執(zhí)行包含根據(jù)需要進(jìn)行校正或壓縮并輸出得到的信號(hào)的操作。

圖6所示的成像系統(tǒng)還具有被配置為暫時(shí)存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的緩存器單元156和用于與例如外部計(jì)算機(jī)通信的外部接口單元157。成像系統(tǒng)還具有諸如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的可拆卸地安裝于其上面的寫入和讀出圖像數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)159、以及可用于關(guān)于記錄介質(zhì)159進(jìn)行寫入和讀取的記錄介質(zhì)控制接口158。固態(tài)成像系統(tǒng)還具有被配置為控制算術(shù)運(yùn)算和整個(gè)數(shù)字靜物照相機(jī)的一般控制/計(jì)算單元1510、以及被配置為向成像裝置154和輸出信號(hào)處理單元155輸出定時(shí)信號(hào)的定時(shí)供給單元1511。這里，可從外面輸入定時(shí)信號(hào)，并且，成像系統(tǒng)可至少具有成像裝置154和被配置為處理來(lái)自成像裝置154的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)處理單元155。

與第一到第三示例性實(shí)施例同樣，輸出信號(hào)處理單元155可以是設(shè)置在成像裝置外面的信號(hào)處理單元。

如上所述，本示例性實(shí)施例的成像系統(tǒng)應(yīng)用成像裝置154以執(zhí)行成像操作。

給出上述的示例性實(shí)施例僅是為了解釋說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)例子，并且，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的技術(shù)范圍不是要被限制性地解釋。換句話說(shuō)，在不背離技術(shù)思想或主要特征的情況下，可對(duì)本發(fā)明提供各種變化。上述的示例性實(shí)施例可按各種方式被組合。

本發(fā)明可在AD轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)段的長(zhǎng)度與動(dòng)態(tài)范圍的寬度之間實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的變更方式和等同的結(jié)構(gòu)及功能。