图像拾取装置、图像拾取系统及用于驱动该装置的方法制造方法及图纸

技术编号:15398467 阅读:158 留言:0更新日期:2017-05-22 14:06
提供一种图像拾取装置、图像拾取系统及用于驱动该装置的方法,所述方法执行在由逐次逼近AD转换电路执行的操作中所使用的基准电势的校正以及由像素输出的像素信号转换成的数字信号的校正。

Image pickup device, image pickup system, and method for driving the device

To provide an image pickup apparatus, image pickup system and method for driving the device, the method performs in successive approximation correction by AD conversion using the reference potential circuit performs in the operation and the digital signal converted by pixel signals of the output correction.

【技术实现步骤摘要】
图像拾取装置、图像拾取系统及用于驱动该装置的方法
实施例的一个公开方面涉及一种用于驱动具有将模拟信号转换为数字信号的模数(AD)转换单元的图像拾取装置的方法、所述图像拾取装置以及图像拾取系统。
技术介绍
具有将模拟信号转换为数字信号的AD转换单元的图像拾取装置是已知的。作为示例性AD转换单元,如日本专利公开No.2011-114785中所描述的那样,具有执行两级AD转换的AD转换单元的图像拾取装置是已知的。在日本专利公开No.2011-114785中所描述的图像拾取装置中,AD转换单元被操作为逐次逼近AD转换电路,以指定子范围。然后,AD转换单元操作为使用斜坡信号的斜坡AD转换电路,以对所指定的子范围中的信号执行AD转换。日本专利公开No.2011-114785描述了这样一种技术:为了减少相邻的子区域之间的输入输出特性方面的不连续性的出现,AD转换单元用作逐次逼近AD转换电路,以将测试信号转换为第一数字信号。测试信号的值被调整,以使得第一数字信号的值变为等于预定值。然后,AD转换单元用作斜坡AD转换电路,以将值已经受调整的测试信号转换为第二数字信号。用于驱动生成斜坡信号的电路的时钟频率受调整,以使得第二数字信号的值变为等于预定值。相应地,每单位时间的斜坡信号的电势的改变宽度受调整。即,日本专利公开No.2011-114785描述了模拟信号的AD转换中所使用的信号的校正。日本专利公开No.2011-250039描述了一种具有运作为确定高阶比特的闪速AD转换电路和确定低阶比特的斜坡AD转换电路的AD转换单元的图像拾取装置。在日本专利公开No.2011-250039中所描述的技术中,输入到闪速AD转换电路的电势范围划分为四个部分。对于通过划分所获得的四个部分中的每一个,计算用于消除通过斜坡AD转换电路获得的数据与待获得的理想数据之间的差的校正系数。校正系数用于校正通过AD转换电路输出的数字信号。即,日本专利公开No.2011-250039描述了通过AD转换生成的数字信号的校正。
技术实现思路
在实施例第一方面中,提供一种用于驱动图像拾取装置的方法,该图像拾取装置包括:像素,被配置为输出像素信号,以及AD转换单元,被配置为将像素信号转换为数字信号。所述AD转换单元包括比较器,该比较器被配置为对基准信号与基于像素信号的信号进行比较并且输出比较结果信号。所述方法包括:通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路之一来确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值;在确定高阶比特的信号值之后,通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路中的另一个来确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值。当AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时,AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第一斜坡信号以及比较信号并且对第一斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第一数字信号;AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第二斜坡信号以及所述比较信号并且对第二斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第二数字信号,所述第二斜坡信号具有与所述第一斜坡信号的斜坡开始电势不同的斜坡开始电势;所述图像拾取装置基于第一数字信号和第二数字信号来生成校正值;执行基于校正值来校正基准电势的第一校正操作,所述基准电势在AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路时被使用;以及执行基于校正值来校正基于像素信号的数字信号的第二校正操作。在实施例第二方面中,提供一种图像拾取装置,其包括:像素,被配置为输出像素信号;AD转换单元,被配置为将所述像素信号转换为数字信号,以及控制电路。AD转换单元包括比较器,比较器被配置为对基准信号与基于像素信号的信号进行比较并且输出比较结果信号。控制电路通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路之一来确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值,然后通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路与斜坡AD转换电路中的另一个来确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值。当控制电路使得AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时,AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第一斜坡信号以及比较信号并且对第一斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器输出的比较结果信号来生成第一数字信号,以及AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第二斜坡信号以及所述比较信号并且对第二斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器输出的比较结果信号来生成第二数字信号,第二斜坡信号具有与第一斜坡信号的斜坡开始电势不同的斜坡开始电势。所述图像拾取装置还包括被提供有第一数字信号和第二数字信号的信号处理电路。信号处理电路包括:被配置为基于第一数字信号和第二数字信号来生成校正值的电路,以及被配置为执行基于所述校正值来校正当AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路时使用的基准电势的第一校正操作以及基于所述校正值来校正由像素信号所转换成的数字信号的第二校正操作的电路。在实施例第三方面中,提供一种包括图像拾取装置和输出信号处理器的图像拾取系统。所述图像拾取装置包括:像素,被配置为输出像素信号,AD转换单元,被配置为将像素信号转换为数字信号,以及控制电路。AD转换单元包括比较器,所述比较器被配置为对基准信号与基于像素信号的信号进行比较并且输出比较结果信号。所述控制电路通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路之一来确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值,以及然后通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路与斜坡AD转换电路中的另一个来确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值。当控制电路使得AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时,AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第一斜坡信号以及比较信号并且对第一斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器输出的比较结果信号来生成第一数字信号,以及AD转换单元基于由被提供有作为基准信号的第二斜坡信号以及所述比较信号并且对第二斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器输出的比较结果信号来生成第二数字信号,所述第二斜坡信号具有与第一斜坡信号的斜坡开始电势不同的斜坡开始电势。所述输出信号处理器被提供有第一数字信号和第二数字信号。所述输出信号处理器包括:被配置为基于第一数字信号和第二数字信号来生成校正值的电路,以及被配置为执行基于校正值来校正当AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路时所使用的基准电势的第一校正操作以及基于校正值来校正由像素信号所转换成的数字信号的第二校正操作的电路。从参照附图的示例性实施例的以下描述,本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1是示出图像拾取装置的示例性配置的示图。图2A是示出模数(AD)转换单元的示例性配置的示图。图2B是示出AD转换单元的示例性操作的示图。图2C是示出AD转换单元的示例性操作的示图。图3是示出AD转换单元的示例性校正操作的示图。图4A是示出信号处理电路的示例性配置的示图。图4B是示出示例性校正操作的示图。图4C是示出示例性校正操作的示图。图4D是示出示例性校正操作的示图。图4E是示出示例性校正操作的示图。图4F是示出放大器单元的示例性配置的示图。图5A是示出AD转换单元的示例性配置的示图。图5B是示出AD本文档来自技高网
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图像拾取装置、图像拾取系统及用于驱动该装置的方法

【技术保护点】
一种用于驱动图像拾取装置的方法,该图像拾取装置包括:像素,被配置为输出像素信号,以及AD转换单元,被配置为将像素信号转换为数字信号,所述AD转换单元包括比较器,该比较器被配置为对基准信号与基于像素信号的信号进行比较并且输出比较结果信号,所述方法包括:通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路之一来确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值;在确定所述高阶比特的信号值之后,通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路中的另一个来确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值,其中,当AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时,AD转换单元基于由被提供有比较信号以及作为基准信号的第一斜坡信号并且对第一斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第一数字信号,AD转换单元基于由被提供有比较信号以及作为基准信号的第二斜坡信号并且对第二斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第二数字信号,所述第二斜坡信号具有与所述第一斜坡信号的斜坡开始电势不同的斜坡开始电势,所述图像拾取装置基于第一数字信号和第二数字信号来生成校正值,执行基于所述校正值来校正基准电势的第一校正操作,所述基准电势在AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路时被使用,以及执行基于所述校正值来校正基于像素信号的数字信号的第二校正操作。...

【技术特征摘要】
2012.12.14 JP 2012-2736371.一种用于驱动图像拾取装置的方法,该图像拾取装置包括:像素,被配置为输出像素信号,以及AD转换单元,被配置为将像素信号转换为数字信号,所述AD转换单元包括比较器,该比较器被配置为对基准信号与基于像素信号的信号进行比较并且输出比较结果信号,所述方法包括:通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路之一来确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值;在确定所述高阶比特的信号值之后,通过将AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路和斜坡AD转换电路中的另一个来确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值,其中,当AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时,AD转换单元基于由被提供有比较信号以及作为基准信号的第一斜坡信号并且对第一斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第一数字信号,AD转换单元基于由被提供有比较信号以及作为基准信号的第二斜坡信号并且对第二斜坡信号与所述比较信号进行比较的比较器所输出的比较结果信号来生成第二数字信号,所述第二斜坡信号具有与所述第一斜坡信号的斜坡开始电势不同的斜坡开始电势,所述图像拾取装置基于第一数字信号和第二数字信号来生成校正值,执行基于所述校正值来校正基准电势的第一校正操作,所述基准电势在AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路时被使用,以及执行基于所述校正值来校正基于像素信号的数字信号的第二校正操作。2.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,所述图像拾取装置还包括:包括所述AD转换单元的多个AD转换单元以及包括所述像素的多个像素,其中,所述多个像素形成多个像素列,所述多个AD转换单元中的每一个被提供用于所述多个像素列中的对应一个像素列,以及其中,从多个校正值获得平均值,所述多个校正值中的每一个是通过所述多个AD转换单元中的对应一个AD转换单元生成的校正值,并且基于所述平均值来执行所述第一校正操作和所述第二校正操作。3.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,所述比较信号是基于基准电势的信号,其中,在基于经校正的基准电势的第二比较信号以及第一斜坡信号的基础上生成第三数字信号,其中,基于第二比较信号和第二斜坡信号来生成第四数字信号,其中,基于第三数字信号和第四数字信号来生成第二校正值,以及其中,在第二校正操作中使用的校正值是第二校正值。4.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,通过使用单个校正值在从由AD转换单元生成的数字信号的最小值到最大值的范围中执行第二校正操作。5.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,AD转换单元操作为逐次逼近AD转换电路,并且确定基于像素信号的数字信号的高阶比特的信号值,所述高阶比特具有多个比特,其中,AD转换单元操作为斜坡AD转换电路,并且确定基于像素信号的数字信号的低阶比特的信号值,其中,第一斜坡信号的斜坡开始电势与第二斜坡信号的斜坡开始电势之间的电势差是与高阶比特当中最低有效比特的信号值的范围相对应的电势差。6.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,在当AD转换单元操作为斜坡AD转换电路时执行的操作中,不校正提供给比较器的斜坡信号。7.如权利要求1所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,比较器包括第一节点和第二节点,其中,比较器对在第一节点处的电势与在第二节点处的电势进行比较,以及其中,所述图像拾取装置向比较器的第一节点提供像素信号或测试信号,并且顺次向比较器的第二节点提供第一斜坡信号和第二斜坡信号。8.如权利要求7所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,测试信号的信号值基于由所述像素输出的噪声信号的信号值。9.如权利要求7所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,所述图像拾取装置还包括光学黑色像素,以及其中,所述测试信号的信号值基于由光学黑色像素输出的信号的信号值。10.如权利要求7所述的用于驱动图像拾取装置的方法,其中,所述图像拾取装置还包括基准像素,以及其中,所述测试信号的信号值基于由基准像素输出的信...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉田大介
申请(专利权)人:佳能株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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