摄像元件、摄像方法和电子设备技术

本技术涉及允许高快地处理的摄像元件、摄像方法及电子设备。本技术设有：列AD信号处理部，其具有针对各个像素列而设置的、对从像素输出的像素信号执行AD转换的AD转换部，布置在该同一列中的多个像素经由垂直信号线连接至该AD转换部；以及生成斜坡信号的斜坡信号生成部。与对经由给定数量的垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由其他垂直信号线而被连接的像素输出的像素信号执行AD转换操作。这些操作是被交替且重复地执行的。斜坡信号被控制成：其被供给至对从像素输出的像素信号执行AD转换的AD转换部，而不供给至不执行AD转换的AD转换部。本技术例如适用于CMOS图像传感器。

Camera elements, camera methods, and electronic equipment

The technology involves imaging elements, camera methods and electronic devices that allow high speed processing. The technique is provided with: a column AD signal processing unit, which has a AD conversion unit that performs AD conversion for pixel signals output from pixels for each pixel column, and a plurality of pixels arranged in the same column are connected to the AD conversion section via a vertical signal line, and a slope signal generating unit that generates a slope signal. The reset operation or signal transmission operation is performed in parallel with a pixel connected by a portion of the vertical signal line in a given number of vertical signal lines, and the AD conversion unit performs an AD transmutation operation on the pixel signals that are output from the pixels connected via other vertical signal lines. These operations are performed alternately and repeatedly. The ramp signal is controlled: it is supplied to the AD conversion unit for the AD conversion of the pixel signals from the pixel output, and not to the AD conversion unit that does not perform the AD conversion. This technique is suitable for CMOS image sensors, for example.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像元件、摄像方法和电子设备
本技术涉及摄像元件、摄像方法和电子设备，更具体地，涉及能够实现更加高速化的摄像元件、摄像方法和电子设备。
技术介绍
过去，诸如CCD(电荷耦合器件：ChargeCoupledDevice)和CMOS(互补金属氧化物半导体：ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器等摄像元件已经被用于诸如数码相机和数字摄像机等具有摄像功能的电子设备中。摄像元件具有包括进行光电转换的PD(光电二极管：photodiode)且包括多个晶体管的像素，并且基于从呈平面状布置着的多个像素输出的像素信号来构建图像。此外，从像素输出的像素信号由例如对应于各个像素列而布置着的多个AD(模拟-数字：AnalogtoDigital)转换器并行地进行AD转换然后被输出。在这样的摄像元件中，已经提出了一种通过在向下计数模式和向上计数模式中执行计数处理来使得AD转换处理更加高速化的摄像元件(例如，参考专利文献1)。此外，已经提出了一种通过多次重复地对处于复位电平的像素信号和处于信号电平的像素信号执行AD转换来降低噪声的摄像元件(例如，参考专利文献2)。[引用文献列表][专利文献][专利文献1]：日本专利申请特开JP2005-303648A[专利文献2]：日本专利申请特开JP2009-296423A
技术实现思路
要解决的技术问题顺便提及地，对于摄像元件来说，强烈要求能够将像素信号更加快速地读出。如上所述，可以通过增加列并行AD转换器的并行数量来实现更加高速化。然而，各个AD转换器具有各自的电容。随着AD转换器的数量的增加，就存在这样的可能性：由于并行地布置着的列并行AD转换器的总电容值增加了，因此更容易产生误差。即，在通过CDS方式进行信号读出的情况下，复位电平的判定时间是在全部的AD转换器中集中地进行的，而信号电平的判定时间是有差异的。由于这种差异，CDS值就可能会出现误差。本技术是鉴于上述情况而设计的，并且本技术的目的是在实现更加高速化的同时，还能使所产生的误差处于最小程度。解决方案根据本技术一个方面的摄像元件包括像素区域、列AD信号处理部、以及斜坡信号生成部。在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素。所述列AD信号处理部具有AD转换部，所述AD转换部对从所述像素输出的像素信号执行AD转换(模拟-数字转换)，且所述AD转换部对应于各个像素列而设置着，布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部。所述斜坡信号生成部生成斜坡信号。与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作。这些操作是被交替且重复地执行的。而且，所述斜坡信号被控制成：其被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。所述控制可以是通过控制开关的打开和闭合来实现的，并且所述开关可以被设置在所述斜坡信号生成部与所述AD转换部之间的路径上。所述控制可以是通过控制开关的打开和闭合来实现的，并且所述开关可以被设置在包含于所述AD转换部中的比较器内。所述开关可以被设置在所述比较器内的电流路径上。所述开关可以被设置在所述比较器内的如下两侧中的至少一者的电流路径上：对来自所述像素的信号进行处理的一侧；和对来自所述斜坡信号生成部的斜坡信号进行处理的一侧。所述斜坡信号生成部按顺序重复地生成分别用于读出如下像素信号的斜坡信号：第一像素的处于复位电平时的像素信号、第二像素的处于复位电平时的像素信号、所述第一像素的处于信号电平时的像素信号、以及所述第二像素的处于信号电平时的像素信号。所述控制是通过控制开关的打开和闭合来实现的。而且，当所述斜坡信号从一种切换到另一种时，所述开关从打开状态切换到闭合状态或者从闭合状态切换到打开状态。根据本技术另一个方面的摄像方法是摄像元件的摄像方法。所述摄像元件包括像素区域、列AD信号处理部、以及斜坡信号生成部。在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素。所述列AD信号处理部具有AD转换部，所述AD转换部对从所述像素输出的像素信号执行AD转换(模拟-数字转换)，且所述AD转换部对应于各个像素列而设置着，布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部。所述斜坡信号生成部生成斜坡信号。所述摄像方法包括如下步骤：与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作，这些操作是被交替且重复地执行的。所述摄像方法还包括按如下方式来控制所述斜坡信号的步骤：所述斜坡信号被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。根据本技术又一个方面的电子设备包括摄像元件，所述摄像元件包括像素区域、列AD信号处理部、以及斜坡信号生成部。在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素。所述列AD信号处理部具有AD转换部，所述AD转换部对从所述像素输出的像素信号执行AD转换，且所述AD转换部对应于各个像素列而设置着，布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部。所述斜坡信号生成部生成斜坡信号。在所述摄像元件中，与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作。这些操作是被交替且重复地执行的。而且，在所述摄像元件中，所述斜坡信号被控制成：其被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。在本技术一个方面的摄像装置和摄像方法中，设置有像素区域、列AD信号处理部、以及斜坡信号生成部。在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素。所述列AD信号处理部具有对从所述像素输出的像素信号执行AD转换(模拟-数字转换)且对应于各个像素列而设置着的AD转换部。布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部。所述斜坡信号生成部生成斜坡信号。与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作，这些操作是被交替且重复地执行的。而且，所述斜坡信号被控制成：其被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。所述电子设备包括所述摄像装置。本专利技术的有益效果根据本专利技术的一个方面，可以在实现更加高速化的同时，使所产生的误差处于最小程度。应该注意，在此描述的效果并非是受到限制的，并且可以是本专利技术中所描述的效果中的任何一种。附图说明图1是示出了应用本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.摄像元件，其包括：像素区域，在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素；列AD信号处理部，其具有对应于各个像素列而设置的、对从所述像素输出的像素信号执行AD转换(模拟‑数字转换)的AD转换部，布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部；以及斜坡信号生成部，其被配置成生成斜坡信号，其中，与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作，这些操作是被交替且重复地执行的，并且其中，所述斜坡信号被控制成：其被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.12 JP 2015-2217331.摄像元件，其包括：像素区域，在所述像素区域中具有以矩阵状布置的多个像素；列AD信号处理部，其具有对应于各个像素列而设置的、对从所述像素输出的像素信号执行AD转换(模拟-数字转换)的AD转换部，布置在该同一列中的多个所述像素经由垂直信号线连接至所述AD转换部；以及斜坡信号生成部，其被配置成生成斜坡信号，其中，与对经由给定数量的所述垂直信号线之中的一部分垂直信号线而被连接的所述像素执行的复位操作或信号传输操作并行地，所述AD转换部对从经由给定数量的所述垂直信号线之中的其他垂直信号线而被连接的所述像素输出的所述像素信号执行AD转换操作，这些操作是被交替且重复地执行的，并且其中，所述斜坡信号被控制成：其被供给至对从所述像素输出的所述像素信号执行AD转换的所述AD转换部，而不供给至不执行AD转换的所述AD转换部。2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述控制是通过控制开关的打开和闭合来实现的，并且所述开关被设置在所述斜坡信号生成部与所述AD转换部之间的路径上。3.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述控制是通过控制开关的打开和闭合来实现的，并且所述开关被设置在包含于所述AD转换部中的比较器内。4.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，所述开关被设置在所述比较器内的电流路径上。5.根据权利要求3所述的摄像元件，其中，所述开关被设置在所述比较器内的如下两侧中的至少一者的电流路径上：对来自所述像素的信号进行处理的一侧；和对来自所述斜坡信号生成部的斜坡信号进行处理的一侧。6.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述斜坡信号生成部按顺序重复地生成分别用于读出如下像素信号的斜坡信号：第一像素的处于复位电平时的像素信号、第二像素的处于复位电平时的像素信号、所述第一像素的处于信号电平时的像素信号、以及所述第二像素的处于信号电平时的像素信...

【专利技术属性】
技术研发人员：西田祐辅，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP